环境监测论文:低碳环保环境监测论文 1环境监测的现状及存在问题 1.1环境检测的意义 环境监测是一门新兴的学科,环境为对象,应用物理、生物和化学等手段,综合分析监测样品。监测人员可以采用定性和定量的分析方式,分析这种环境变化是否有一定规律,找出其对低碳环保的影响,从而得出结论。这种监测的特征有:一是以统计学为基础,汇集了自然、社会科学中的精华;二是面向整体社会,为大众服务,监测和分析环境,反映人们的生活环境,如噪声、水、大气等。通过这种方式,为环境规划和评价提供更加准确的数据,为低碳环保奠定良好的基础。 1.2环境监测存在的问题 1.2.1环境监测部门的力度不够 我国的检测机制,并不完善,有着很多计划经济的特征,无法适应如今的发展,隶属于事业编制型单位,造成环境监测部门内部缺乏动力。 1.2.2内部人员素质不高 监测部门招聘了很多新人,但是缺乏长期有效的培训,在管理上也有一定欠缺。监测部门缺乏创新和能力,这种情况会影响监测部门的整体发展。 1.2.3环境监测部门的工作质量不高 环境监测部门应用的是目标责任制,所以只是完成环保局下发的任务,但是因为技术缺乏创新,设备落后,所以需要加班加点才能完成这些任务。该部门重质不重量,在一定程度上弱化了监督技术,导致监测部门的数据分析能力缺失。 1.2.4大型设备的使用率较低 目前,一些大型的环境监测仪器已经被引入到地级市的标准配置中,各级主管和财政部门都应该将资金投入到监测站中,并引入国外的先进设备,如气象色谱等。但是一些地方没有重视地级市的实际情况,导致先进设备的使用率降低,甚至出现闲置状态。 2低碳环保和环境监测之间的关系 低碳环保生活主要是指人们在日常生活中,应尽量减少对二氧化碳的排放,保持一种低能耗、低能量的一种生活态度,通过这种做法,达到保护环境和环保的目的。根据我国目前的环境现状,每一名公民都应用加入到低碳环保的工作中来,尽自己的责任,保护我们共同的家园。人们应从生活的小事做起,养成一种低碳环保和时尚的生活习惯,自觉保护环境,履行相关规范。 2.1环境监测是低碳环保生活的基础 在实施环境监测中,需要提前对环境要素进行详细的分析,明确该项目是否符合低碳和环保当中的生态要素、大气环境、水环境,监测人员要掌握这些内容,分析其是否在项目完成后对环境造成影响,能够拥有环境承载力。这些问题主要是环境监测,一旦该地方的水环境符合相关要求,大气的污染物浓度小于质量标准值,其噪声达到相关要求时,才能顺利的建立低碳与环保的生活模式,给人们带来更加美好与优质的生活。 2.2环境监测能够监督低碳与环保工作有很多方法 能够评价环境的体系,环境监测是最基本的方法,所以能够作为较好的对低碳环保情况进行分析。在这个过程中,主要工作就是监测环境有无科学性和可行性,在日常生活中,低碳环保的实施情况能够直接作用环境监测的数据进行分析和评价,从而更加有效的对低碳与环保开展监督工作,确保其合理性。这种监督的情况还能对低碳与环保之后的生态环境和大气环境、水环境和噪声环境进行判断和评价,提供大量准确的数据,证明这种情况。 2.3环境监测始 终贯穿与低碳与环保中在开展环境监测后,要对实施的结果进行评价,应有环境监督部门赋予可行性,然后才能实施这个项目,避免其对环境造成严重的影响,从而达到低碳和环保目标和要求。在监测项目和工作投入使用后,在整体实施中,要明确投产与运行情况,结合实际环境进行分析。如果项目在建成之后对环境的影响超出预期,并在投产后的对比中,其现状与大气环境、水环境、噪声环境等是否有所改变等,那么这些情况都要经过环境监测。在该项目经过一段时间的运行后,应综合分析其可行性,确保其是否能够继续运行。所以,针对低碳与环保法来讲,环境监测始终贯穿在其中。在整体低碳与环保的评价体系中,只有良好的实行监测,才能更好的开展低碳与环保的生活方式,并保护环境。 3结语 随着我国社会与科技的发展,人们已经认识到低碳环保这种生活理念的重要性。环境监测是低碳环保生活的基础和保障,并贯穿于整个评价体系中。这项工作的监督性能很强,人们应在全面了解低碳环保生活后,养成良好的生活方式,掌握各项因素,再开展监测工作,从而保证准确的评价和监督。环境监测能够推动低碳环保生活的实现,保护人们生活的环境。 作者:刘艳单位:满城县环境保护局 环境监测论文:交叉教学模式下环境监测论文 1环境监测课程的特点与难点 1.1环境监测课程的特点 环境监测课程是环境专业的主干必修课程。环境监测课程包含物理、化学、生物、电子仪表、数学和计算机科学等学科的内容。课程内容上既有广度又有深度,不仅应用于一般的社会所需,也应用于前沿的科学研究等各方面。课程的教学涉及的知识面广且综合性强,课堂教学中既要传授各种理化知识,又要传授各类污染物的定性定量分析方法,还要比较各种分析方法的特点及其在环境研究方面的应用。因此,如何在新形势开展环境监测课程教学已成为摆在教师面前的一个新课题。 1.2环境监测课程的难点 三本学院以培养应用型人才为目标,应用型人才最重要的素质就是实践能力和一定的独立创新能力。《环境监测》是一门实践性非常强的专业基础课,对学生实践能力的培养起到促进作用。但由于环境监测课程特点,一方面课程教学的内容繁多,在教学过程中,需要任教老师有选择的开展教学工作。另一方面课程所需的检测分析仪器通常非常昂贵,一般数量较少,在正常的教学条件下,很难通过实践操作让学生具备独立的实践能力。由此,造成课程针对性不足,实践性不强的现象,成为课程教学的难点所在。为了使《环境监测》课程教学与培养“应用型专业人才”这一目标相契合,我们依据课程特点,结合社会所需,对课程进行了改革与实践。 2环境监测课程教学的改革 2.1教学内容改革环境监测 课程教学内容与专业其它的相关课程相关度高,在讲授过程中难免出现重复、脱节和遗漏等现象。为有效解决这类问题,我们首先对教学内容进行整合,去繁删重,做好环境监测课程教学与相关课程之间的优化、衔接工作。其次通过专业师资队伍建设,构建合理的环境专业师资平台与教学梯队,高质量的讲授课程教学内容。最后,整合课程的实验教学内容,选择性的开展实验教学工作。为此对课程实验教学从新进行了课程设计,使其更符合环境监测的综合性和开放性特点, 2.2教学方式改革 教学是学生学习课程知识和进行课程实验模拟一个非常重要的环节。教学效果的好坏直接影响课程的教学质量和学生素质与技能的培养。影响课程教学的因素主要包括:教师素质、教学方式和学习环境与平台等。为此,课程教学改革中,我们从教师素质、教学方式和教学内容等方面进行了改革。首先,重点放在提高教师素质,只有教师具备良好的科研学术能力和丰富的实践经验才能更好的教授学生有关课程的知识和技能。其次,优化课程理论教学,建立课程网络学习平台,为学生在课堂教学之外的学习及复习提供资料和平台,拓宽课程的知识宽度及深度,适应不同层次的学生学习的需求。最后,购置相关环境监测模拟操作软件,改善学生的学习环境。课程网络平台中设立师生论坛、课程测试和科技追踪等栏目。在方便师生交流的同时,不断更新国内外环境监测技术的最新进展等相关信息;通过测试平台,以网络测试的方式考核教学内容,强化学生对知识的掌握。利用网络课程平台,课程改革中,我们将理论课程数量大幅缩减(占总课时量的30%~40%),实践课程数量大幅增加(占总课时量的50%~60%),学生的理论学习通过课堂引导与课程网络相结合的方式共同完成,突出课程以实践为主的教学目标。另外,通过软件模拟环境监测中各种仪器和污染物的标准操作过程和测定方法。学生在电脑上模拟真实的环境监测各个环节。模拟软件不但实现了每个学生都可以实现环境监测仪器操作的锻炼和学习,而且通过动态的模拟试验,使学生对环境监测课程产生的巨大的兴趣,大大的提高了教学效果。 2.3硬件设备配制 良好的教学条件是实现课程良好教学效果的基础和保障。近年来通过多渠道、多方式不断优化购自课程教学仪器设备,形成了包括有高效液相色谱仪、气相色谱仪、原子吸收光谱仪、紫外-可见分光光度计、重金属测定仪及在线测定仪等在内的一系列高端教学仪器设备,并建立了良好的使用及管理制度。教学仪器设备除了正常的课程实验时间之外,还提供部分时间段给学生用于开放性试验和学生科研使用,形成了教学仪器设备的科学管理和有效使用。实践表明学生通过开放性试验和学生科研中的仪器使用,有效提高了学生的实践能力和综合素质提升,学生科研立项和学术竞赛成绩斐然。 3课程教、学、研的结合 3.1多课程协同教学模式 《环境监测》课程的学习需要循序渐进,课程需要学生掌握扎实的理论知识,同时又具有良好的实践动手能力。因此,在学习过程很难单独仅在一门《环境监测》课程中全部学完。根据专业具体情况对本专业相关的课程进行了整体的课程改革。将《环境监测》课程同《环境工程学》、《仪器分析》、《环境化学》及《专业综合实训》课程结合起来,开展多课程间的协同教学模式。依据不同课程间教学内容的侧重点不同,有选择的对环境监测课程的教学内容进行删减和优化,将部分教学内容与专业其他课程教学内容重复的部分省略,放在相关课程中重点讲授,重点突出环境监测课程的实践性的教学内容。如在《专业综合实训》中,有一组学生想采用分光光度法测定染料,但是要经过磺化等复杂过程。学生想到了利用环境监测课程讲授的常规显色方法测定之后,再计算出校正系数的方法来简化实验过程,取得了成功。多课程协同教学的实践表明只要教学方法适合,完全可以使学生即具备操作能力有具备创新能力。 3.2多平台交叉教学方式 环境作为一个交叉学科,其专业特点就具备不同专业间的交叉性。环境监测作为专业的基础课程,其教学内容和教学实践也具有交叉性。同时,环境监测作为一门实践性很强的课程,教学过程中不仅包括教与学,也涉及产和研等方面,可以说是一个集产、教、学和研为一体的一门课程。为更好的实现课程教学的交叉融合,在环境监测课程建设过程中,开展了多平台交叉教学模式。将课程教学通过学校教学、自主学习、校外教学和综合实践等平台交叉进行,实现了课程教学的多渠道、多方式、多途径,做到了课程教学中理论和实践有机结合。通过课程的多平台交叉教学,让学生在接受校内教学的同时,又能通过自学学习平台和校外合作平台等进行同步实践教学科研创新。不仅开阔了学生视界,提升了学生的学习兴趣,而且也强化了学生的实践技能和自主创新能力,使得不同层次的学生在得到基本课程教学和实践的同时得到有效的错位发展和素质提升。充分体现了环境监测课程教学多课程、多部门、多平台的交叉性综合性。 3.3将科研项目引入教学中 我国高等教育普遍存在的一个问题是只重视理论教学而轻视实践操作技能和自主创新性。很多大学生毕业后到了企业只能说,却不知道怎么做。应用型人才的培养需要让学生在具备一定理论基础,又具有优良的实践动手技能和一定的自主创新能力。为此,我们将少量的科研项目引入到课程教学之中。通过将科研引导到课程教学中,不仅学生参与专业学术研究的积极性提高,而且学生的综合素质和实践技能也有了显著提升。在过去的2年中,仅环境科学1201一个班,就有包括省新苗计划在内的6个学生科研项目立项,先后5个队伍参加大学生生命科学竞赛,学生学术科研和实践技能得到的全面提升。《环境监测》课程改革试验促进了学生的学习热情,形成了良好的学风。学生无论是实践操作能力,还是自主创新能力都得到了很大的提高。当然,将科研引入到教学中也存在一定的问题,那就是需要教师和部分学生要付出比较多的课外时间去实践才能完成。 4结论 通过总结环境监测课程的教学特点和难点,在以往环境监测教学经验基础上,改革环境监课程的教学条件和教学内容,加大课程的实践课程的比例;同时,开展与多门课程联合进行渗透式教学,将相关的科研项目采用适当的方法引入到课程教学中,引导学生自学学习和参与科研创新;利用网络教学和开展多平台交叉教学的模式,弥补现有理论教学和实践教学的不足。课程改革的实践表明,将教、学、研等进行有机结合,应用于环境监测课程改革中是一个行之有效的办法,能有效提高课程教学效果和提升学生的综合素质与实践技能。唯有不断的进行课程改革与探索,才能培养出更多适合社会需求的高技能应用型人才。 作者:李伟东杨华云单位:杭州师范大学 环境监测论文:项目竣工验收环境监测论文 一项目竣工验收环境检测特点 1系统性 建设施工项目是一个系统化工程,项目竣工验收环境监测,主要包括了环保设施运行、排污治理、综合利用及环境影响报告书等多个方面的监督与检查,验收范围较广,内容较多,因而可以判断竣工验收环境监测是一个较为复杂的系统性工作。 2实效性 建设项目竣工验收环境监测工作具有较强实效性,项目建设单位在项目进入生产的三个月时间内,需要向环境部门申请该项目配套的环境设施竣工验收,而该项目竣工验收环境监测的监测站要在项目投入运行的三个月时间内提交出环境监测报告,从而把此作为当地环保行政部门建设对建设单位施工项目进行环境监测的依据。 3动态性 建设施工项目往往工期较长,而且多种因素都可以对环境情况造成影响,因而项目竣工环境监测要根据实际施工情况进行多次监测,验收工作最好是在多种不同条件下进行,从而确保验收监测结果的稳定性与准确性。 二报告书编编写时应注意的问题 1报告书编写力求准确、科学、简洁 建设项目环境保护设施竣工验收监测报告书是具有法律效应的综合文书,对引用的法律法规要准确规范,监测方法所得数据要科学准确不能弄虚作假,监测所得结论要简洁明了。监测报告不是将监测数据进行简单的罗列,还要针对当地的实际情况和建设项目出现的问题进行探讨提出合理的解决方法,为净化设施的改进提供数据基础。检测报告的结论不能局限在达标率还要对工程整体做出评价。检测验收报告的数据还应包括工程检测的背景材料,防止有些企业弄虚作假,为了验收通过,只在验收时进行净化处理,使得验收阶段通过标准,正常工作时却不管不顾。 2废水的处理时间也很重要 在进行废水检测时,要考虑废水的停留时间,进出水取样时不能同时进行,对于进水不稳定的工程,可以增加监测次数。在检测报告中要将企业的排污总量和直排水量标记清楚。 3在验收时还要考虑污染物的处理效率 在工程建设实施时都对排污处理效率有明确的设计和规定,但在竣工验收时,对处理效率很多企业却不能自圆其说。所以在监测时要注意数据的差异性。但还要考虑实际施工条件的变化,对处理效率的影响,只有进行对比的两者环境条件相同才具有可比性。 三完善建设项目竣工验收环境监测的建议 1提高认识,创新环境监测理念 近些年来,建筑行业快速发展,建设项目逐渐增多,同时也增加了环境保护的负担。因而我们要提高对环境监测工作重要性的认识,加强建设项目竣工验收环境监测。在环境监测过程,需要创新理念,改变传统环境监测方法,把建设项目竣工验收环境监测作为一项系统化工作,结合现代建筑施工实际特点,采用信息化手段,加强对项目立项、方案设计、运行和生产等阶段的环境管理与指标监测,确保建设项目生产工艺、流程的科学性,从而为环境保护打下良好基础。同时提高环境保护设施运行的高效性,对各项环境指标做出及时监测,全面分析与总结,保证环境监测结果准确性。 2选择时机,控制监测质量 在确定好建设项目竣工验收环境监测方案以后,要选择好检测时间。由于时间、温度及一些不可控因素都会对环境质量和环保设施的运行效果造成影响。因而在生化处理设施进行情况进行检测时,最好在天气情况不利条件下进行,当生化处理设备正常运行时,处理高温工业污水时要采用降温措施,而低温污水应该采用保温措施,使污水温度在20~30℃范围内。如果客观条件受限,可以采用抽检的方法,把每一次检测结果作为竣工验收环境监测工作的补充资料,并要对环境治理设施的运转情况进行认真检查,确保设备安全、平稳运行。在环境监测过程中,要严格按照国家环境检测要求和建设项目的验收环境检测方案进行,随时掌握现场实际施工情况,规范监测技术,保证环境监测指标的代表性与公正性,防止弄虚作假行为的发生。另外,要确定生产负荷,只有在建设单位施工情况稳定、设备正常运行和生产负荷符合国家或当地污染排放标准情况下得到的监测结果,才可以作为有效数据。当监测结果出现异常时,需要重新监测,确保建设项目竣工验收环境监测质量。 3加强培训,注重资料存档 为了提高建设项目竣工验收环境监测工作的效率,需要加强环境监测工作人员的业务培训,使工作人员掌握环境保护与污染治理等方面的知识,提高业务技能。通过教育培训,培养出新时期环境监测领域精通生产工艺与污染治理的高素质人才,从而满足建设项目竣工验收环境监测工作的发展需要。与此同时,要注重对环境监测报告的编写与存档,从而为今后更好的开展环境监测工作提供参考依据。 四建设项目环境保护设施的环境效益分析 环保设施是需要投入大量资金的,是一个消耗的项目,如果这些器械不能真正的运转起来,实验环境和社会效益,那将是一种极大的浪费。环境监测部门在进行监测后应将环保设施的效益分析提供给环境管理部门,这样便于分析环保设施在环境保护中起到的作用,有利于环境保护工作的展开。建设项目竣工验收环境监测是环保部门工作的重要组成本分,对环境保护有着重要的意义。在实际的工作中一定要提高对环境验收的重视程度,能够结合企业的工作环境采取切实可行的监测方法对工程进行监测,做到科学合理系统。虽然在工作中已经取得了一些成绩,但在实践中还存在问题,还需要大家不断的探索研究和改进,在监测时使用更先进的技术手段,获取更准确的数据,为环境保护工作提供数据支持。 作者:李成单位:黑龙江省大庆市肇源县环境保护局 环境监测论文:环境影响评价下环境监测论文 1环境监测的基本内容 环境监测以环境为对象,利用科学的手段,包括生物法、物理法等,定量评价、定性分析环境对象当中的物质类型与结构,在此基础上总结出环境污染的程度以及变化规律等。环境影响评价当中的环境监测的基本内容可分为如下两个部分: (1)调查阶段的环境监测 调查阶段的环境监测,其主要的工作内容与最终目标就是制定合理的环境监测方案。在方案的制定过程当中,生产建设项目的评价等级是必须要加以考虑的重要因素。以此为基础,对环境监测的对象、环境监测的因子进行深入的明确,同时指明环境监测的具体范围,利用科学的监测手段,完成环境监测方案的制定工作。 (2)竣工验收阶段的环境监测 竣工验收阶段的环境检测主要目标直接决定着该阶段的环境监测内容,在前期监测的基础上,基于确保环境指标达标的目的,必须要在竣工验收的阶段实施更为严格的环境监测,环保设备的运行、污染物的排放等均是该阶段的主要工作内容,得出该阶段的环境监测数据,进行最终的环境影响评价工作。 2环境监测在环境影响评价中的作用 (1)贯穿环境监测环境影响评价的全过程 环境监测并不是独立于环境影响评价而存在的,其贯穿于环境影响评价中的作用,无论是调查阶段,抑或是竣工验收阶段,环境监测均体现出极其重要的作用。调查阶段的分析与预判,竣工验收阶段的环保设备维护与污染物的排放控制等,均要在环境监测的技术支持下才能顺利实现。项目方委托环境评价,评价单位首先进行的监测对象是项目的拟建地,评价本底监测数据,完成项目的建设工作之后,先令其运行2个月,随后进行项目的验收工作,预测与评价环境影响的要素,环境监测涉及到环境影响评价的评价初期、建设期、运行期、后评价期等。 (2)环境影响评价的数据支持由环境监测提供 在进行环境影响评价的过程当中,其优秀的评价依据为环境监测数据。鉴于此,正式展开环境影响评价之前,环境监测部门的工作应当率先加以落实,为环境影响评价提供可靠的数据支持。例如水环境、噪音环境、大气环境等均需要在环境监测的基础上进行评价分析,项目完成建设之后,新的环境影响因素出现的可能性以及项目拟建设地的环境可载力分析同样需要在环境监测数据的支持下完成。水环境、噪音环境、大气环境等是否达到区域的质量要求,特定地域的环境容量是否足够也是需要重点考虑的,建设工作依据判定结果而进行。 (3)环境监测对环境影响评价的监督作用 在目前的环境评价体系当中,可用于环境影响评价监督的有效方法比较多,环境监测是其中最具代表性的一种。在项目建设完成之后,该项目对于环境的具体影响、能否适应区域环境的实际要求等均需要在环境监测的监督下进行。环境监测的数据源于实际的考察与全方位的监测,评价项目建成之后。区域环境得到了改善或者是恶化,例如大气环境、噪音环境、水环境等方面,生态环境的空间变更以及时间变更均需要根据环境监测的具体数据进行判断分析,在环境监测的监督作用之下,环境影响评价的科学性与准确性可得到更为有效的保证。 3环境监测存在的主要问题 目前,在我国的环境影响评价工作当中,环境监测依旧存在着部分问题,集中体现在监测操作有欠规范、监测的数据有欠精确两个方面,具体如下: (1)监测操作有欠规范 在进行环境影响评价的工作过程当中,时间、费用等均是其中比较突出的制约因素。在此前提下,环境影响评价的部门常会将环境监测的具体内容进行压缩与省略处理,导致环境监测的具体内容残缺不全,难以反映出真实的监测情况。再加上监测部门的操作也存在着很大的问题,违规操作的现象并不鲜见,集中体现在时间指标的确定方面,土壤样品的制备流程不完善,噪音与大气数据的监测工作也并未得到全面的落实。 (2)监测的数据有欠精确 环境监测数据有欠精确的根本原因在于监测的频率过低以及监测的点位不足两个方面,监测的数据有欠精确直接降低了监测数据的代表性,最终所得出的结果难以真实而全面地反映出建设项目周边生态环境的具体情况,也就无法采取具有针对性的解决措施,环境影响评价工作流于形式,无法起到预期当中的作用。 4提高环境监测水平的可行性建议 针对上述环境监测存在的主要问题,基于环境监测在环境影响评价中的作用,需要采取具有针对性的解决措施,主要包括落实监督工作、引进先进技术、完善环境影响评价的经费与进度制约机制、提高环评与监测工作人员的专业素质等措施,具体如下: (1)落实监督工作 贯彻落实监督工作是保证环境监测在环境影响评价当中能够发挥出最大作用的关键性前提之一,如果监督工作无法落实或者是落实的程度不足,均会对环境影响评价造成诸多的负面影响。笔者认为,贯彻落实环境监测的监督工作,优秀在于确保有权威的专家学者参与到环境影响评价报告的审查工作当中,其监督审查的关键内容为项目的各项监测内容与监测数据。 (2)引进先进技术 在环境监测工作当中,引进具有先进的技术手段,如GIS、RS、ES等,对监测点位进行精确的定位,以便获取精确度更高的监测数据,从而为环境影响评价提供可信度更高的数据资料,确保环境影响评价工作的科学性。 (3)完善环境影响评价的经费与进度制约机制 项目的进度与经费是环境监测工作的主要影响因素,鉴于此,建议建立并完善环境影响评价的经费与进度制约机制。例如:在进行项目评审的过程当中,综合考虑本项目的难度等级、环境指标要求等内容,以时间进度作为主要的评审条件,经费则作为辅助性质的评审条件,以期从根本上杜绝环境监测罔顾客观条件,急功近利的行径。 (4)提高环评与监测工作人员的专业素质 环评工作人员与监测工作人员是环境监测工作的“主力军”,所以,想要提高环境监测的工作质量,就必须要从这二者着手,切实提高其专业素质,同时提高其对于环境监测工作的认知程度,明确进行环境监测工作的必要性与现实意义,严禁因经费以及进度而对环境监测工作进行压缩与删减,影响环境监测工作的整体质量。 5结语 总而言之,环境监测与环境影响评价工作紧密相关,通过环境监测,促进环境影响评价工作进步是社会发展的必然要求。针对本文所阐述的环境监测存在的主要问题,立足于落实监督工作、引进先进技术、完善环境影响评价的经费与进度制约机制、提高环评与监测工作人员的专业素质等方面,采用有效的应对措施,以保证环境监测与环境影响评价的科学性。 作者:吴俊斌单位:通标标准技术服务有限公司广州分公司 环境监测论文:定向天线技术环境监测论文 一系统的实现 2.1系统硬件设计 系统硬件主要由传感器节点、协调器、控制开关器和上位机组成。传感器节点由传感器、处理芯片、及通信模块组成,主要有温湿度传感器、H2S气体传感器、NH3气体传感器等;控制开关器主要是由主芯片、继电器电路、接收通信模块组成,主要用于控制通风设备的工作状态;协调器负责网络的建立维护和数据的中转,主要任务是为各个传感器分配地址,建立和维护网络;上位机负责数据的接收、存储,并能根据设置的参数进行预警作用。传感器节点由MSP430系列处理器模块、无线通信模块、串口通信模块、传感器模块、电源模块和其它扩展模块组成。选取MSP430系列处理器主要考虑低功耗。为了提高节点间的通信距离,需要在发射器的输出端和发射天线之间增加一个功率放大器,并且采用定向传输技术。各种传感器模块、控制开关器和协调器都是独立设计的,利于节点的重复使用,提高灵活度。 2.2定向天线技术 定向天线(Directionalantenna)是指在某一个或某几个特定方向上发射及接收电磁波特别强,而在其他的方向上发射及接收电磁波则为零或极小的一种天线。定向天线具有增益高、方向性好等特点,能够有效抑制干扰信号,大大减少节点之间的信号干扰,增大了数据的传输距离和数据传送效率,降低信号传输的时延和节点的功耗、提高空间复用度,能够使多个节点同时传输,空间复用率高。并且通过定向天线传输增加额外增益能够实现WSN节点的远距离通信,协议可靠性高,时延小,有效提高了WSN网络吞吐量。 2.3节点软件系统的组成 软件的设计主要由传感器节点软件、控制开关器软件、监测软件组成,除监测软件外,所有程序采用C语言编程实现,监控软件采用eclipse软件结合an-droid-sdk完成。各个应用程序主要由各个传感器硬件模块的驱动、数据采集和通信协议。 2.4通信协议 2.4.1通信算法 针对养殖环境参数监测过程中存在有障碍物影响,会导致传输距离受限制、监测精度不高等结果,因此设计了传输通信协调。通信协议算法主要包含四个阶段:初始化阶段、路由发现阶段、数据传输阶段、路由重发现。 1)初始化阶段 当系统启动时,设置一个启动定时器tt1时间,当tt1时间到达后,节点就定期时间(tt2时间内)向周围节点发送信号HELLO信息,发送HEL-LO信息后就等待回复号RET信息,如果在tt2时间内收到周围节点的RET信息,标注节点已被发现。同时,周围节点在收到HELLO信息后,就会把此节点作为邻节点保存在临时列表中,在tt3时间内向发送节点发送RET信息。如果此节点在自己的通信范围内,就作为自己的邻节点保存在正式邻点列表中,否则抛弃此节点。 2)路由发现阶段 每个节点计算邻居节点的数量,并且根据本身的能量、与基站节点的距离、整个网络节点的均衡等因素,设置成为初始的簇头节点,各个簇头负责簇内数据的采集。除此,各个簇头之间,为了保证路由的可靠性和降低传输数据消耗的能量,采用单跳或多跳的传输方式传输数据。如果簇头节点在基站的接收范围内,就直接把数据传送给基站,如果不在基站接收范围内,就计算各个簇头离基站的位置、本身剩余的能量,保证传输消耗能量最低原则,采用多跳方式传输数据到基站。 3)数据传输阶段 当网络进入稳定状态,簇内成员节点将采集的数据传送给簇头节点,为了避免数据冗余,簇头节点进行数据融合后发送给基站。数据会按照设计的数据传送格式进行传输。 4)路由重发现阶段 由于能量的限制,如果一直保持原路由进行数据传输,就会导致节点能量过多而不能工作,从而破坏整个网络的正常运行。考虑到簇头在网络运行中承担更重任务,设计簇头更换策略。簇头更换策略主要取决于三个因素:选举系数、边缘位置、阈值能量。选举系数决定簇头选举的时间和更换的轮数,设置合理可行的选举系数保证整个网络性能;处于边缘位置的节点若成为簇头,会因传输距离太远,容易耗尽能量而死亡;阈值能量设置得太大,导致很多节点不能成为簇头,势必会因数据传输距离过远,导致网络的不稳定。所以,簇头更换策略是当簇头的满足选举系统时,进入到簇头更换,此时选取出簇内具有最大剩余能量的节点,判断此节点是否处于边缘位置,如果处于边缘位置,继续寻找簇内第二大剩余能量节点,一直到不处于边缘位置为此,然后判定其剩余能量是否大于阈值能量,如果满足则设置此节点为新一轮的新簇头,并向周围所有的节点发送成为簇头的标志信息,重新进行簇内成员的构建,再形成新的路由进行数据的传输。 2.4.2MAC协议 基于定向天线的MAC协议主要使用两种方式:使用RTS/CTS握手方式和不使用RTS/CTS握手方式。前者使用RTS获得邻节点的信息,RTS需要硬件设备获取邻节点的位置信息,后者则使用了音的信号帧,但是这两种方式会带来隐藏终端和聋节点等问题,从而降低了MAC的性能。为了解决这个问题,可以结合定向虚拟载波侦听(DVCS)机制、使用多跳、SDMA(空分多址)等的优点,充分利用定向天线的优势。 2.4.3数据通信格式 考虑到数据通信过程中的可靠性和安全性,设置了数据通信格式。1)传感器节点到协调器的数据格式。数据格式定义如:Head+len+data+stx。其中:Head(2byte),固定为0xFF,0XFE;Len(1byte),data的字节数;Data:数据域———2byte本机地址+2byte父节点地址+nbyte传感器数据(n大于等于2);stx(2byte),固定为0x0D,0X0A。具体发送命令如:FFFE0800010000031200000D0A。其中:FFFE为固定数据头;08为数据长度;0001为本机地址(子节点地址);0000为父节点地址;03为传感器类型;12为传感器数据,1Lsb=0.1,如0x10表示1.8;0D0A为数据的结束标志。2)协调器发往监测软件的数据格式。数据格式定义如:FFFD000430300000hhhhhh。其中:byte1byte2:传感器端数据发送的固定头,固定为FFFD;byte3:数据类型的标识,00为H2S传感器的数据,01为温湿度感测器的数据,02为NH3感测器的数据;byte4为传感数据长度(统一为04);byte4~byte7:为传感器数据;Byte9~byte10:保留;byte11:byte1—byte10校验值(相加取低8位)。 2.5网络构建系统上电后 协调器进行搜索并寻找合理的信道,完成系统初始化和建立网络的任务。各个传感器节点通电后,扫描信道,寻找协调器,并加入到网络中。加入网络后,则开始采集环境数据,传输给协调器,协调器接收各个节点的数据,判定其格式正确后,将其传输给监测软件。 2.6监控软件设计 以eclipse软件为开以平台,结合android-sdk完成监控软件的开发。Android系统是一个源码公开、开放和完整的软件,是由操作系统、用户界面中间件和重要应用程序组成,得到手机运营商的广泛使用。在系统的设计中,应用到了Activity、Intent、Service、An-droidUI、多线程等技术。本系统主要由以下几个方面组成:Android软件与硬件传感器通信的底层驱动,包括打开串口、关闭串口、发送串口信息、接收串口信息以及异步方式读取传感器数据等;主界面内容显示,包含各种传感器数据显示、控制开关器的控制等信息。监控软件接收到数据时首先要对数据的格式进行分析,判定数据格式正确后,确定是哪个传感器的数据,然后进行数据处理,计算结果,在相应界面位置显示数值;把结果与设定的数值进行比较,如果不在设置数值范围内,就进行报警,并把报警信息通过串口发送到协调器,协调器再转发到控制开关器,驱动通风设备工作。 3系统的应用 根据设计的要求,系统设计完成并搭建,在猪舍做了相应的实验和相关的测试,系统测试结果说明,系统实现相应功能,成功读取相应的环境数据。主界面运行显示图中是各个传感器终端节点采集发送回来的数值显示和通风设备工作状态情况。可以通过“菜单键”设置逻辑状态的“关闭”和“启动”在逻辑状态都已关闭情况下,只能显示所有传感器的数据和此时通风设备工作状态,不能达到超限预警的效果。为了能实现环境参数监测的自动控制,必须要开启所有的逻辑状态。通过“菜单键”设置温度、湿度、H2S气体和NH3气体的范围,当采集数据中任一参数超出范围,都可以自动开启和关闭通风设备,达到自动控制效果。H2S和NH3参数范围设置的标准是依据《农产品安全质量无公害畜禽产地环境要求(GB/T18407.3—2001)中的标准来设置,H2S和NH3应控制在10、25mg•m-3以下。根据相关研究表明,猪舍最适宜的温度为8℃~20℃,相对湿度根据猪体质量类型的不同一般为65%~85%。 4结论 本文设计了一款适合应用于生猪养殖环境参数的无线传感器网络节点,并通过定向天线无线传感网络进行实时参数采集。试验结果表明该系统可以将生猪养殖环境参数进行实时的监控,并可以通过人为干预或者自动方式改变猪舍中相关环境参数,改善养殖环境质量,为生猪提供一个良好的生长环境,达到了预期效果。 作者:黄莺单位:柳州铁道职业技术学院电子技术学院 环境监测论文:计算机技术环境监测论文 1计算机技术在环境监测信息管理中的现状 1.1对监测数据的综合管理 在环境监测信息管理中,计算机技术的运用主要是实现对收集到的相关信息进行数据的录入、修改以及查询、处理等,形成对环境监测数据的备份、恢复等存储管理,在对数据进行初级的处理之中,形成自带软件的数据计算、统计以及简单的数据分析,从而为数据计算的准确性提供有效的帮助,可以有效地提高环境监测中数据运用的整体效率。 1.2实现监测数据的共享 通过计算机技术的融入,形成对数据共享的管理模式。尤其是在建立局域网的情况下,可以通过内部网络系统的方式,将监测到的环境指标与数据,通过文件共享、远程控制等方式,增强对数据共享的使用能力。不同部门可以形成对数据的共享模式,增强整个数据交流与处理的能力,并实现计算机操作模式下的无纸化办公模式。 1.3数据的有效性 通过计算机信息技术的融入,环境保护部门对于监测到的环境相关数据,环保部门通过网站、新闻媒介以及其他的方式,将环境信息进行有效的。从而有利于大众对环境监测信息的摄取,对于环境质量数据信息,在计算机技术的处理下,形成整理、分析、定期向环保部门传输的方式,能准确地传达有关的环境信息。 2计算机技术在环境监测信息管理应用中存在的问题 2.1监测数据处理能力相对较低 在对环境监测中收集到的信息内容,不管是在有计算机运用的部门,还是部门完全实现计算机管理,在数据的类型、格式、结构、存储方式还没有形成规范化的运用,虽然在局域网的操作模式中,还是不能对整个监测数据形成有力的运用。譬如,在水质检测中,对于某一个监测断面的监测数据通过文本形式存放,在进行质量控制的过程中,要对断面污染状况进行分析,就不能从中获取准确的数据,要重新录入,这样就增加了整个工作量,不能充分发挥出数据的有效性。 2.2计算机综合管理还存在弊端 在计算机技术的管理中,有些计算机网络还存在一定的安全隐患,由于在操作过程中,对于硬盘数据的访问相对频繁,在使用文件设置的过程中,就不能对整个硬盘数据形成共享的模式。这样可以在没有权限的情况下,对数据进行复制、修改等,造成网络管理的安全不强,容易造成网络病毒甚至是黑客的侵入,从而导致监测数据的丧失或者相关数据的泄密,产生更大的不良影响。 3计算机技术在环境监测信息管理中的应用 3.1整体技术的控制因素 由于生态环境质量与人类生活息息相关,开展区域生态环境质量评价要求快速、准确、合理。同时由于生态环境质量与植被、大气、水、噪声等多种因素密切相关,需要一种快速有效的技术计算出生物丰度指数、NDVI指数、植被覆盖度指数、水网密度指数、环境质量指数、污染负荷指数和生态环境质量指数来描述生态环境质量状况,并制定相关的对策。所以,根据《生态环境质量评价规范》,采用遥感和GIS技术,开发一个生态环境质量评价业务化运行系统势在必然。然而,经过调研,国内外虽然已经大规模的应用GIS和遥感技术进行生态环境质量评价,但成熟的、业务化运行的生态环境质量评价系统却寥寥无几。即使有也过分偏重于GIS,功能相对比较单一,大部分仅限于生态环境信息的查询与统计以及一些基本的GIS功能,不具备如图像裁剪、镶嵌、图像变换、几何纠正、分类等遥感数据加工和信息提取功能,而数据加工和信息提取在生态环境质量评价业务中必不可少,它为生态环境质量评价业务提供了有效的数据信息保障。 3.2数据一体化管理与共享 3.2.1数据互操作 遥感图像分析功能可以被用来作为一个优秀组件和GIS的集成,我们必须解决数据在两个平台之间的互操作性问题。要注意两个方面的问题:首先,遥感数据和GIS数据存储都支持的标准格式。由于需要借助标准文件格式,处理过程变得复杂;其次,两种系统都支持对方的文件格式。这种方式不需要对已有文件进行格式转换,处理起来更方便。 3.2.2栅矢数据集中和分布式管理 遥感数据通常以栅格数据存放,而GIS数据通常为矢量格式,在一体化存储方案中,同时支持两种文件格式,并支持分布式管理。 3.2.3基于服务的企业级共享 遥感影像获取成本相对较高,且需要占用较大的存储空间,如果为每一用户都单独配备相应的影像将需要花费较大的代价。而遥感影像的使用特点是多个用户经常在同一幅影像上进行相应操作,也就是以共享方式使用影像。因此基于WebServices的共享方式能集中利用服务器的软、硬件资源,方便终端用户的使用。 3.3栅矢数据集中和分布式管理 ArcGIS的优秀数据模型Geodatabase,它是按照一定数据规则来存储空间数据或属性数据,并实现多源空间数据的放缩式管理;它也是一种较好的遥感与GIS数据一体化储存模型;它分为三个层级:FileBasedGeodatabase、PersonalGeodatabase、Enterprise(SDE)Geodatabase。其中Enterprise(SDE)Geodatabase支持分布式管理与储存,如图1所示ENVI完全支持ArcGISGeodatabase各个级别的读写,在ENVI、ENVIZoom、ENVIEX中都可以通过菜单RemoteConnectionManager打开相应的面板,也可以通过SavetoArcGISGeodatabase菜单将数据保存到Geodatabase。 3.4生态环境质量评价 经过图像裁剪、增强、几何纠正、图像变换、图像分类以及分类后处理几个步骤后,获得研究区域图像分类图。结合数据库中各个地类匹配关系、侵蚀度级别以及各个指数归一化指数,分别计算NDVI指数、生物丰度指数、环境质量指数、水网密度指数、植被覆盖度指数、生态环境质量指数和污染负荷指数,并将计算结果以专题图的形式表现出来。生态环境质量评价菜单包括以下子菜单,分别是新建评价区域图层、归一化系数配置生态环境状况指数、生物丰度指数、水网密度指数、植被覆盖指数、环境质量指数等。 4结语 通过计算机技术在环境监测信息管理中的创新运用,结合现代化生态环境监测的需要,采用计算机技术的融入方式能全面提升整个监测系统的优化,确保生态环境的进一步优化,能收到更好的实践效果。 作者:叶小磊单位:韶关市环境监测中心站 环境监测论文:ZigBee环境监测论文 一系统方案及硬件设计 1系统组网方案北斗通信与Zigbee ZigBee网络主要由协调器节点、路由节点与终端节点组成。协调器节点将作为网络系统的主要节点,完成对网络的建立与管理、环境数据收集管理及连接北斗终端发送数据。其他路由、支路节点与终端节点负责环境数据采集并发送数据至协调器节点节点。Zigbee终端节点设计主要包括Zigbee网络模块、气体检测模块、温湿度检测模块、图像采集模块、DSP处理模块、ARM主控模块和北斗卫星通信模块七部分 2温湿度监测模块设计 温湿度采集模块中采用DHT11数字式温湿度传感器完成温湿度的采集,该传感器的相对温湿度参数指标DHT11具有电源引脚、数据引脚和电源引脚GND3个引脚,使用极为方便。 3气体检测模块设计 气体检测模块主要由MQ-2传感器组成,这种传感器可检测多种可燃性气体,是一款适合多种应用的低成本传感器, 二系统软件设计 数据以无线形式传输经由多个路由节点的中继跳转,最终发送至网络的协调器节点,调节器与北斗终端首先完成对Zigbee节点信息的汇总,通过Zigbee网络中的调节器再将汇总后的数据通过北斗通信系统发送给环境监测中心,从而完成了湿地环境信息的传输和收集过程。 三总结 系统设计采用北斗模块与ZigBee模块结合使用,组建覆盖面积较大的无线网络,满足了不同模式的网络传输要求,经过实验证明本系统实现了对湿地环境的监测功能,而且与其他监控系统相比,应用场所和环境的灵活性大大增强,具有很大的发展前景。 作者:苗宏图于泓博刘金友李梦婷单位:齐齐哈尔大学通信与电子工程学院 环境监测论文:数据审核下水环境监测论文 1利用相关性审核水环境监测数据 1.1硝酸盐氮、氨氮与溶解氧水体中 一般溶解氧高的水体其硝酸盐氮的浓度高于氨氮的浓度,反之亦成立。溶解氧高低界限定为DO≥8.5视为高,DO≤3.0视为低。如果数据出现异常,其合理性的一面是采样点位上游正在排污。分析2014年博尔塔拉河4个断面及精河3个断面的监测数据,可以看出,河流各监测断面的溶解氧浓度较高,一般均大于9.0mg/L,因此硝酸盐氮的浓度均高于氨氮的浓度,且硝酸盐氮与溶解氧存在一定的正相关性,而氨氮则与溶解氧存在一定的负相关性。分析赛里木湖5个监测点位的监测数据,可以看出,赛里木湖各监测点位的溶解氧浓度较高,一般均9.1mg/L,因此硝酸盐氮的浓度均高于氨氮的浓度,且硝酸盐氮与溶解氧存在一定的正相关性,而氨氮则与溶解氧存在一定的负相关性。因此在数据审核河流和赛里木湖的监测数据时,不仅可以以硝酸盐氮的浓度高于氨氮的浓度作为判断依据,而且可以以硝酸盐氮与溶解氧存在一定的正相关性,氨氮则与溶解氧存在一定的负相关性进行判断。以上是溶解氧的浓度高的情况,对于溶解氧浓度达不到8.5以上的水体情况,我们以艾比湖5个监测点位的监测数据为例,可以看出在溶解氧浓度在8.2mg/L时,硝酸盐氮的浓度不一定高于氨氮,有时会出现氨氮的浓度高于硝酸盐氮的情况。 1.2CODCr、CODMn和BOD5CODCr 反映了水中受还原性物质污染的程度,BOD5则反映了水中可被微生物氧化分解的有机物质污染程度,CODMn则反映了水中部分有机物及还原性无机物污染的程度。对于同一水样,CODCr、CODMn和BOD5三者之间的监测结果应存在以下规律CODCr>CODMn、CODCr>BOD5,反之为异常。CODCr数值是BOD5的3倍左右最为合理,如BOD5/CODCr比值超出了0.2-0.6的范围,需要核实。这种关系在水质均匀的污水中最为适用,以博乐市污水处理厂为例,2012~2014年共监测了48个批次水样,根据监测结果,污水处理厂进口污水中BOD5/CODCr比值在0.07~0.60之间,平均值为0.29;出口污水中BOD5/CODCr比值在0.12~0.61之间,平均值为0.32。一般认为CODMn和BOD5两者没有明显的关系。对于清洁的天然地表水体中通常以CODMn和BOD5作为衡量耗氧物质水平的评价指标。由于水体受污染的程度不同,BOD5值和CODMn值的比可在较大范围内波动,或大于1或小于1。在较清洁的水体中,BOD5/CODMn一般小于1,当CODMn大于10mg/L时,比值有较多机会大于1。 2利用逻辑、物料衡算、时空分布等其他关系审核 2.1数据倒挂现象 在同一水样中有许多项目根据其性质可以判定相关的监测值是否正确。如总氮,是指可溶性及悬浮颗粒中的含氮量,如果同一水样监测结果出现总氮与氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮数据倒挂,就表明监测结果是不正确的,需要重新分析找出原因;同样,还有总磷与可溶性磷以及无机磷之间数据的倒挂,也是不合理现象。 2.2与执行标准比较 一般的监测项目均有明确的污染物排放标准和环境质量标准,监测所得的数据一般也在标准范围附近,当差别太大时,应列为可疑数值,查找原因。如有一地表水总磷的监测结果为650mg/L,而相应的执行标准(Ⅲ类)为0.2mg/L,监测结果是执行标准的3250倍,显然是可疑,经查是样品固定时加错固定剂,应加1mL硫酸误为加1mL浓磷酸造成的。 2.3与历史数据比较 对监测数据进行合理性分析,首先要了解采样地点以往的监测结果范围,特别是常规监测工作,一般是定期、连续的,太多已积累了几年或多年的数据。对同水期、同一点位的数据,如果个别项目测值变化比较大,如多个重点饮用水源地某一项目原来一直未检出,这次突然全超标,则需将该值列为可疑数值,然后对其进行合理性分析。 3水环境监测数据审核对策与建议 3.1全面把握数据,降低数据出错率 目前,大多数监测站实行“三级审核制度”。即分析人监测数据原始记录报给校核人,校核人只是按照各项目的计算公式复核分析数值,忽略了不同项目之间内在关系的审核。而审核人在面对大量的监测数据,每个分析项目的数据单独审核可能发现不了问题,但是同一样品不同分析项目的数据之间存在矛盾(例如三氮之和大于总氮),结果造成即使监则数据有错误也难以发现。通过各种相关性进行审核,对数据的全面性有一个把握,以降低数据的出错率。 3.2提高审核效率,缩短数据审核周期 审核人员要面对大量的不同分析项目的数据,单个的去审核数据难免会觉得枯燥,而且工作量大,效率不高。一批数据的审核周期甚至比分析周期还要长,等审核完发现问题,水样已过有效保存期了,再想重新验证数据,样品已没有重现性了。因此,利用各种相关性审核环境监测数据非常有必要。 3.3为数据的初筛 实现计算机审核提供依据人工审核对审核人要求甚高,它要求审核人不但要有丰富的理论知识和长期的工作经验,还要掌握大量的监测数据,具有高度的责任心,否则很难保证监测数据的质量。通过数据之间的相关性并在计算机设置相应程序,以及通过多年的数据建立的数据库,可使监测数据实现计算机审核,并对数据进行初筛,减轻了审核人员的劳动强度,也使原有的工作程序有所简化,审核人员对经过计算机初筛后的数据进行审核,对初筛的可疑数据认真分析,以确定取舍。 4结语 近年来,连续自动监测系统以及实验室信息管理系统(LIMS系统)已广泛应用于环境监测。连续自动监测系统无人值守且定期测定并上报数据,出现问题不易发现;LIMS系统运用于实验室监测数据信息管理。通过研究各环境指标之间的“相关性”,分析各指标间“相关性”产生机理,进而将其相关性分析应用于环境监测数据审核,建立计算机审核技术,将是科研人员当前乃至今后努力的方向,也必将对监测数据审核研究工作起到推动作用。 作者:龚坚艰辛红云柯鹏振单位:博州环境监测站湖北省环境监测中心站 环境监测论文:我国农村环境监测论文 一我国农村环境监测存在的问题 1农村环境管理制度不健全 由于我国现行的农村环境治理体系的发展远远滞后于农村现代化进程,因此,在农村环境问题的管理能力上表现出力量薄弱、实用性不强和缺少相应的政策等特点。主要存在以下几个方面的问题:一是由于农村环境污染治理资金的匮乏,导致农村环境污染治理的基础设施建设严重滞后,难以建立良性运营的市场机制。二是由于农村普遍没有开展环境质量监测工作,一些污染事故也无人处理。农民在日常生产和生活中遇到环境污染问题也无处咨询。三是由于农村环境管理涉及到多个职能部门,因此在开展农村环境监测工作时,往往出现要么大家都去管,要么大家都不管的状况,影响监测工作的开展。四是在农村环境监测工作中缺少统一的相关评价标准和评价方法,对农村环境监测工作的开展造成了一定的影响。 2农村环境监测力量薄弱虽然 目前政府机构中农村环境保护的的地位越来越重要,但是县级环境监测站往往存在人员编制不足、技术力量薄弱等问题。我国的县级环境监测站一般建立于上个世纪八十年代,又有当时经济发展与环境保护的矛盾并不突出,因此,县级环境监测站的人员编制一般核定在5~10人。随着我国经济的快速发展,环境污染问题越来越严重,人员短缺问题日益凸显。目前,县级环境监测站技术拔尖人才极度匮乏,人才结构不合理,专业技术人员比例低的状况还会在一个较长的时期内存在,从而导致农村环境监测的整体水平难以提高,正常业务难以完成,新业务也难以开展。 3农村环境监测没有形成常态化 目前,农村环境监测工作仍存在很多缺陷,比如监测指标模糊,检测内容不明确,监测频率不规律等,这些缺陷使得农村环境监测工作离常态化目标还有很长的一段距离。在农村环境监测过程中,很多环境问题并没有得到重视,监测工作常常被忽视。重点监测和常规监测相结合仍处于初级阶段,主动监测和被动监测相结合相对较弱,农村环境监测处于不规范的状态。如果没有农民的监测诉求,或者项目建设没有特殊的要求,监测部门一般不会实施主动监测,然而,农村经济社会发展对环境监测工作提出了新的要求,监测工作必须从被动转向主动。 二完善农村环境监测的对策 1健全农村环境监测管理体系 目前很多地方农村的环境监管工作基本处于无人管理的真空状况,因此,要逐步建立和完善覆盖农村的环境监管体系,努力形成“层级职责清晰、面上责任落实、运转制度保障、防治公众参与”的农村环境工作的新局面,使农村环境保护工作常态化、规范化和制度化。完善农村环境监测的各项工作制度的建设,建立符合农村实际的环境监测标准和技术规定,创建农村环境质量监测的科学评价模式,保障农村环境监测的质量,促进农村环境监测水平的提高。 2加强环境监测人才队伍建设 农村环境监测的有效开展,离不开环境监测技术人员的努力,因此,必须强化农村环境监测队伍建设。一是适当增加人员编制。县级环境监测站应根据实际业务工作的需要,按照“因需设岗,按岗设编”的原则,确定合理的人才结构,满足工作需求。二是积极探索适合农村环境监测的人才培养机制。利用各种形式培养高素质的环境监测技术人员,可以请行业内的专家到现场指导和传授经验,对主要业务人员和技术骨干进行轮岗培训,提高环境检测人员的综合业务素质,促进农村环境监测队伍的可持续化发展。 3全面开展农村环境监测工作 要对农村环境状况全面了解和掌握,遵循优选点位、强调代表性和随机布点、突出重点的原则。一是重点监测与常规监测相结合,对于关系到农民群众生产生活和经济社会发展的关键环节,要重点监测。二是主动监测与被动监测相结合,对于农民群众强烈要求的问题,要主动监测,监测信息,确保环境问题得到有效监控。三是联合监测与独立监测相结合,应加大监测力度,拓宽监测层面,实现资源共享。四是职能部门监测与群众监督相结合,职能部门应在农村环境监测中发挥优秀作用,同时也需要农民群众的密切配合,这是监测工作的理想状态。 三结论 开展农村环境监测是统筹城乡发展、落实科学发展观以及构建谐社会主义社会的必然要求。农村环境监测工作的开展对于掌握农村环境质量现状,制定针对农村环境的保护措施,推进社会主义新农村建设有着极其重要的作用。当前,我国农村环境监测工作刚刚起步,建立和完善适合我国农村村庄特点的空气、地表水、饮用水源、土壤等环境要素的采样布点方法和监测指标迫在眉睫,需要广大环境监测工作人员的积极参与。 作者:胡云涛张莹王晨单位:商丘市环境监测站商丘市环境保护科学研究所 环境监测论文:VITEK2Compact微生物环境监测论文 1材料与方法 1.1材料 1.1.1质控菌株 金黄色葡萄球菌[CMCC(B)26003]、铜绿假单胞菌[CMCC(B)10104]、枯草芽胞杆菌[CMCC(B)63501]、大肠埃希菌[CMCC(B)44104],均由中国食品药品检定研究院提供。 1.1.2培养基 营养琼脂培养基、硫乙醇培养基、改良马丁培养基、玫瑰红钠琼脂培养皿、麦康凯(MaC)琼脂培养基、酵母膏胨葡萄糖(YPD)琼脂培养基、胰酪大豆胨琼脂(TSA)培养皿、沙氏(SDA)培养皿,均由兰州生物制品研究所有限责任公司培养基室提供。 1.1.3主要试剂和仪器 革兰染色液购自美国BD公司;威泰科GP(革兰阳性)鉴定卡、GN(革兰阴性)鉴定卡、BCL(芽胞杆菌)鉴定卡、YST(酵母)鉴定卡、0.45%氯化钠注射液,均购自法国生物梅里埃公司;VITEK2Compact微生物检测系统,购自法国生物梅里埃公司;迅数菌落分析—显微成像一体机,购自杭州迅数科技公司;HPY-300微生物限度过滤系统,购自杭州泰林医疗器械有限公司;麦氏浊度比浊仪,购自法国生物梅里埃公司。 1.2方法 1.2.1质控菌株传代 将金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、枯草芽胞杆菌和大肠埃希菌的冻干菌粉安瓿掰开,用无菌吸管吸取0.5~0.8mL的营养肉汤培养基,滴加到安瓿中,轻轻旋转安瓿并吹打,使冻干菌种和液体培养基充分混合并完全溶解。然后将其新鲜培养物接种至营养琼脂培养基中,于30~35℃培养18~24h传代(不超过5代);将传代适应的(不超过5代)金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、枯草芽胞杆菌及大肠埃希菌的新鲜菌落(放置时间不超过24h),用VITEK2compact进行鉴定分析。 1.2.2纯菌鉴定 将用于生产和科研的鼠疫耶尔森菌、布鲁菌、肺炎链球菌、沙门菌等的传代菌株培养物新鲜样本291个进行菌型鉴定,根据可信度结果作为考察其稳定性的一个指标。 1.2.3样品的采集与制备 主要采集2010—2013年的人员及设备表面微生物、沉降菌、浮游菌及微生物限度样品共313个。①人员:压指试验、表面接触(头、胸、手腕、肘、膝盖)平皿;②设备:表面擦拭;③环境:沉降菌(A级、B级、C级、D级)、浮游菌(A级、B级)。将所有阳性平皿送菌型鉴定;④微生物限度:将生产科室的注射用水和纯化水系统水点每周取样一次,按照中国药典规定的微生物限度检测标准操作细则进行。 1.2.4环境微生物菌型检测 将所培养的单颗菌落或纯分的菌落进行菌落特征观察,经革兰染色,鉴别其是革兰阳性杆菌或是球菌、革兰阴性杆菌或球菌,选用适宜的鉴定卡。然后按照VITEK2Com-pact全自动微生物分析系统仪说明书中的标准操作流程进行测定,一般2~10h给出鉴定结果。 1.2.5菌型结果判断标准 VITEK2Compact微生物检测系统的生化鉴定是根据不同微生物的理化性质,采用光电比色法,测定微生物分解底物导致pH改变而产生的不同颜色,来判断反应的结果,一旦鉴定卡内的终点指示孔到达临界值,则表明此卡已完成鉴定。系统最后一次读数后,将所得的生物数码与菌种数据库标准菌的生物模型相比较,得到相似系统鉴定值(%),按此值的大小对检测可信度作出评价。可信度96%~99%为极好,95%~92%为较好,91%~89%为好,88%~85%为可以接受,85%以下的可信度为低分辨率的鉴别。对于只鉴定到属的菌株,还需根据报告提示信息进行补充试验,进一步鉴别到种。 2结果 2.1质控菌株检测分析 用VITEK2Compact微生物检测系统对已知的金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌和大肠埃希菌共4株标准菌株作为质控菌株进行检测,结果与已知完全相符,可信度在97%以上。 2.2纯菌鉴定2010—2013年纯菌鉴定样本291个, 2.3环境微生物数据库的建立 通过对所收集的环境及制品染菌共313个样品(其中人员及设备表面微生物25个;沉降菌228个;微生物限度66个)的检测结果进行整理和分析。共检出微生物268株,其中人员及设备表面微生物18株;沉降菌188株;微生物限度62株。 2.4不同样品菌型鉴定结果 对环境检测样品(人员及设备表面微生物和沉降菌)及微生物限度样品检出微生物的趋势。结果分析:①人员及设备表面微生物主要以沃氏葡萄球菌、表皮葡萄球菌和玫瑰库克菌等革兰阳性菌为主,占72.2%以上,其次是鲁氏不动杆菌和少量巨大芽胞杆菌等;②沉降菌样本以革兰阳性球菌居多,主要为葡萄球菌属,藤黄/里拉微球菌,玫瑰库克菌等,占检出菌的69.7%,而以少动鞘氨醇单胞菌为主的革兰阴性杆菌次之,占23.9%。短小芽胞杆菌、蜡样芽胞杆菌等,革兰阳性芽胞杆菌出现频率较高为4.8%;③微生物限度检测样本以少动鞘氨醇单胞菌、代尔夫特食酸菌及鲁氏不动杆菌为主的革兰阴性杆菌,占检出菌的40.3%。其次为解甘露醇罗尔斯顿菌、皮氏罗尔斯顿菌均为革兰阴性短杆菌,占14.5%,霉菌检出率为9.7%。 3讨论 从菌型分析结果可知,生物制剂生产企业洁净区人员及设备表面微生物及沉降菌样品检出率最高的是革兰阳性菌,而居其首位的藤黄/里拉微球菌和葡萄菌属,此类菌种为洁净区环境及人员监测的主要菌群,环境中无处不在,主要存在于人体皮肤表面及呼吸道和口腔的分泌物,均为人员带入,应做好个人防护,树立无菌观念,从根本上降低污染的发生。沉降菌样品检出的短小芽胞杆菌、蜡样芽胞杆菌等,主要存在于土壤中,芽胞对热、干燥、辐射、化学消毒剂和其他理化因素有较强的抵抗力,一般常用的消毒剂很难去除,应选用特殊的强消毒剂。微生物限度所检出的解甘露醇罗尔斯顿菌、皮氏罗尔斯顿菌为革兰阴性短杆菌,有芽胞,好氧菌。因封闭的注射用水(80℃保温循环)和纯化水(20℃保温循环)经多重处理后微生物滋长的营养成分减少,在科室用水的定期微生物限度检查所出现的超标平皿,应做菌型鉴定并与环境检测结果作对比,寻找微生物的来源。另外,对于霉菌,从检出时间和企业所处地域分析,主要出现在湿度较大的南方地区,而对于空气相对干燥的西北地区霉菌的检出率更低,但也不容忽视。应对注射用水管道进行灭菌、纯化水管道消毒,并在春夏季节加强对各出水口的消毒处理。实验中是对生物制剂生产过程中微生物污染状况的初步探索,以法国生物梅里埃全自动微生物分析仪应用于生物制剂生产企业中日常环境微生物监控是十分必要的。该系统具有鉴定快速、准确、自动化程度高、操作简便、功能广泛等优点,尤其是GP卡和GN卡研究较为成熟,鉴定准确性最高,可进行快速鉴定。VITEK2Compact微生物检测系统鉴别含多种细菌的样本中的不同细菌时,需进行纯菌分离直至单颗菌落。革兰阴性菌,与革兰阳性菌在难于区分的情况下,可选择MaC琼脂作为纯化培养基;对于较难培养的菌株,也采用血平板进行纯培养。采集的环境微生物由于物理、化学的消杀或暴露了较长时间,菌株可能存在一定的损伤和变异,因此有必要对送检菌株进行复壮和再次纯化。通过菌型分析结果,能够发现生物制剂生产企业环境中微生物污染的一般规律,在现有环境检测微生物数据的基础上建立基因分型的数据库,可更好地应用于生产过程中的监控。 作者:房世娣赵小洁刘晓凡宣俊文钱秋娟马军兰魏然单位:兰州生物制品研究所有限责任公司甘肃省疫苗工程技术研究中心 环境监测论文:实验室污染物环境监测论文 1环境监测实验室中常见污染排放物 1.1具体实验中所用样本的相关污染 在环境监测的实验中,实验样本所带来的污染将会很大,并且污染的浓度也比较高。所以应当积极对这些出现污染较大的污染源进行及时处理,只有这样才能有效控制实验样本所带来的污染。细菌学是我国环境卫生学和水处理学最基本的检查,而在细菌学中最便捷、有利的方法就是进行细菌培养、繁殖,通过这样的方式可以得到最为直接的数据,便于分析和处理。只有对细菌数量进行及时有效处理,才能避免细菌排放到空气中,对环境造成污染。 1.2化学试剂相关污染 通常在具体的实验中涉及到一些质控样品,主要是用于药物分析方法的验证,是将已知量的待测样品加入到生物介质中配制而成,用于质量控制。而通常质控标样本身会含有一些污染物,如铅、铬、镉、汞、锌等,而在具体的质控研究开发和发放质控标样的时候,往往也会排放大量的污染物。在具体的环境监测中,所有的待分析样本中都会包含至少一个质控标样,纵使一个质控标样所含污染物并不多,但是环境监测却是一个长期的过程,这样必然会给环境造成很大的危害和污染。 1.3测试样品试剂污染物 在环境监测中通常会加入一些有毒、有害物质进行水质常规的分析。如测定溶解氧时就需要加入叠氮化钠有毒物质;在测定叶绿素的时候经常会用到有特殊气味的丙酮试剂;在使用红外光光度法分析测定水质石油类物质时,则需要加入四氯化碳,很容易引起中毒。无论是这些试剂本身有害有毒,或是在实际的使用测定过程中产生的污染物质,这些都会对环境造成一定的污染,从而给人们造成更大的伤害。 2环境监测实验室控制污染排放的有效措施 2.1控制好采样的量 应该严格控制好采样的使用量,这样可以有效降低实验室排放的污染物。首先采样监测人员在采样前应当查阅一些相关资料或是及时咨询相关的环保负责人员,对所要采取的样板的水质排放情况有一个清楚的了解。其次应当依据以往的经验和相关的监测内容初步预计样本的一个使用量。这样监测人员就可以参照这个估计值进行采样,同时在采样中对一些污染较大的物品可以适当减少样品的量,这样有效减小实验室污染物。 2.2采用恰当合适的其他非污染物质代表标准物质 对于常规测试中经常会用到的一些污染有毒有害物质,在实际的环境监测实验中可以依据这些物质对实验的影响程度选用一些合理的其他非污染物进行替代检测。所以应该加强对替代标准物体的研究和开发,研究出应用广泛、实用性强且环保的质控标样。同时在确保监测环境实验数据、结果准确可靠的基础上,探究出降低实验室质控标样发放的最佳数量,最大限度的减少环境的污染。 2.3优化当前的环境监测分析方法 传统的环境监测方法比较侧重检测方法的准确可靠与否,而忽略了这些方法在检测中所使用的有毒有害试剂对环境的污染,因此要对当前的检测分析方法进行优化,找出最优的监测分析方法。如在进行二氧化硫测定的时候,传统的方法是采用四氯汞钾溶液吸收盐酸副玫瑰苯胺的比色法,而四氯汞钾含汞量较高,有剧毒;而比较先进的方法则是采用甲醛缓冲液吸收盐酸副攻瑰苯胺比色法,这样不但不会影响测定结果,并且还会减少污染物的排放。因此应该不断发展、创新新的检测方法,减少污染物的排放,或是在实验中排放的物质容易分解、容易转换,真正意义上实现无毒无害排放。 2.4采用深挖土埋、稀释、或是化学中和的方法进行污染物的有效处理 在环境监测实验中,通常会产生一些很难降解或是很难转换的废弃物或是有毒物质,而这些实验室废物通常有的可以回收有的不能,因此可以将不可回收利用的废物采用深挖土埋方式进行处理,而将可以回收利用的废物根据其性能进行回收利用。如在对阴离子表面活性剂进行测定的时候,对没有受到污染的四氯化碳回收再利用,而对于多余的未使用的四氯化碳则用金属铁作为还原剂,用可溶性的无机盐作为催化剂,在室温和大气压条件下运行,这样可以避免遗留下来的四氯化碳对环境造成污染。对于细菌培养实验中废弃的细菌则采用高压灭菌的方式进行处理,从而有效减少污染物的排放。 3结尾 总之,环境监测中往往会接触到很多的实验样本,而其中的一些样本和具体的实验往往都会向环境中排放大量的污染物,从而对环境造成很大的污染。因此应该合理控制好采样的使用量,并采用先进的、最优化的监测方法,在实验检测的过程中合理将环保的因素考虑到其中,同时采用合理有效的方式对实验室排放的污染物进行处理,最大限度的控制和减少实验室污染物的排放量。 作者:陈志青单位:蕉岭县环境保护监测站 环境监测论文:工业废水处理环境监测论文 一、工业废水环境质量监测问题 1、污染问题 工厂是一个生产作业的集中区域,其涉及到多种工业化产品,因而最终产生废弃物类别也是多重多样的。从环境监测结果分析,工厂废水可导致大面积水域污染,水质恶化、污染物超标、水生植物无法生长等,这些都是工厂周边区域普遍存在的问题。水资源是人类社会活动不可缺少的元素,水资源污染将对社会环境、人居生活、产业发展等造成诸多不利影响。 2、标准问题 为了整顿工业经济发展秩序,国家对各类生产区域实施项目规划,要求工厂建立科学的环境监测体系,帮助企业解决现实生产中遇到的污染问题。实际监测发现,废水环境监测缺少明确的标准参数,对工厂监测内容达不到预定标准,影响了环境治理决策的有效性。目前部分国家重点源监测项目与行业标准污染物项目不一致,如制糖、造纸、城镇污水处理厂等。 制糖行业监测项目监测分类监测项目重点污染源pH值、色度、COD、BOD5、氨氮、石油类、流量行业标准污染物基本控制项目pH值、COD、BOD5、氨氮、SS、总氮、总磷、单位产品(糖)基准排水量 3、治理问题 监测是为了更好地治理环境,对环境监测中发现的质量问题,工厂并没有及时采取措施处理,导致废水污染面积逐渐扩大化,对新水域产生了更多的危害性。总结原因,多数工厂从运营成本角度考虑,对环境治理未投入足够的出污费用,废水问题无法从根本上得到解决。另一方面,环境监测机构职能不健全,现阶段难以达到预定的监测指标,这些都阻碍了废水监测与治理工作。 二、基于监测结果的废水处理方法 水资源是人类长期生存与发展的根本,注重水资源保护是科学发展观要求。考虑到工业经济的重要性,以及工业化发展带来的环境污染问题,必须强化工厂废水治理力度,为工厂建立更加全面的废水治理方案。当钱,废水治理技术包括:物理法、化学法、生物法等,可根据工厂内设备建立针对性的监测处理方案。 1、物理法 废水处理方法的选择取决于废水中污染物的性质、组成、状态及对水质的要求。一般废水的处理方法大致可分为物理法、化学法及生物法三大类,利用物理作用处理、分离和回收废水中的污染物,这是物理法应用的基本原理,对工业废水过滤起到了基本净化作用。工厂可设计相对规模的生态绿化池,按照工厂生产规模定期回收废水,通过净化池处理后完成净化作用。 2、化学法 利用化学反应或物理化学作用回收可溶性废物或胶体物质,利用化学反应原理执行有效的净化处理方案,这样可以避免废水处理中出现的异常问题。例如,中和法用于中和酸性或碱性废水;萃取法利用可溶性废物在两相中溶解度不同的“分配”,回收酚类、重金属等;氧化还原法用来除去废水中还原性或氧化性污染物,杀灭天然水体中的病原菌等。 3、生物法 利用微生物的生化作用处理废水中的有机物,要求在废水池中设置生物过滤系统,及时清除水中有害物质,避免废水排放后对周围水域产生污染作用。例如,生物过滤法和活性污泥法用来处理生活污水或有机生产废水,使有机物转化降解成无机盐而得到净化。生物法处理要注意考察工厂类型,不同工厂所用方法存在差异性,选择合适方式进行处理以保证净化效果。 三、结论 我国工业经济集约化转型期,必须重视环境污染问题治理与控制,水资源是环境污染急需解决的问题。针对废水环境监测存在的污染问题,必须进一步强化环境质量监测处理力度,为工厂现代化生产创造有利条件。环境监测部门要发挥环保功能,对工厂废水出污存在的问题提出解决方案,指导工厂利用物理法、化学法、生物法等,进一步优化工厂废水治理水平。 作者:周子龙单位:上海申丰地质新技术应用研究院有限公司 环境监测论文:计算机技术环境监测信息管理论文 1计算机技术在环境监测信息管理中的现状 1.1对监测数据的综合管理 在环境监测信息管理中,计算机技术的运用主要是实现对收集到的相关信息进行数据的录入、修改以及查询、处理等,形成对环境监测数据的备份、恢复等存储管理,在对数据进行初级的处理之中,形成自带软件的数据计算、统计以及简单的数据分析,从而为数据计算的准确性提供有效的帮助,可以有效地提高环境监测中数据运用的整体效率。 1.2实现监测数据的共享 通过计算机技术的融入,形成对数据共享的管理模式。尤其是在建立局域网的情况下,可以通过内部网络系统的方式,将监测到的环境指标与数据,通过文件共享、远程控制等方式,增强对数据共享的使用能力。不同部门可以形成对数据的共享模式,增强整个数据交流与处理的能力,并实现计算机操作模式下的无纸化办公模式。 1.3数据的有效性 通过计算机信息技术的融入,环境保护部门对于监测到的环境相关数据,环保部门通过网站、新闻媒介以及其他的方式,将环境信息进行有效的。从而有利于大众对环境监测信息的摄取,对于环境质量数据信息,在计算机技术的处理下,形成整理、分析、定期向环保部门传输的方式,能准确地传达有关的环境信息。 2计算机技术在环境监测信息管理应用中存在的问题 2.1监测数据处理能力相对较低 在对环境监测中收集到的信息内容,不管是在有计算机运用的部门,还是部门完全实现计算机管理,在数据的类型、格式、结构、存储方式还没有形成规范化的运用,虽然在局域网的操作模式中,还是不能对整个监测数据形成有力的运用。譬如,在水质检测中,对于某一个监测断面的监测数据通过文本形式存放,在进行质量控制的过程中,要对断面污染状况进行分析,就不能从中获取准确的数据,要重新录入,这样就增加了整个工作量,不能充分发挥出数据的有效性。 2.2计算机综合管理还存在弊端 在计算机技术的管理中,有些计算机网络还存在一定的安全隐患,由于在操作过程中,对于硬盘数据的访问相对频繁,在使用文件设置的过程中,就不能对整个硬盘数据形成共享的模式。这样可以在没有权限的情况下,对数据进行复制、修改等,造成网络管理的安全不强,容易造成网络病毒甚至是黑客的侵入,从而导致监测数据的丧失或者相关数据的泄密,产生更大的不良影响。 3计算机技术在环境监测信息管理中的应用 3.1整体技术的控制因素 由于生态环境质量与人类生活息息相关,开展区域生态环境质量评价要求快速、准确、合理。同时由于生态环境质量与植被、大气、水、噪声等多种因素密切相关,需要一种快速有效的技术计算出生物丰度指数、NDVI指数、植被覆盖度指数、水网密度指数、环境质量指数、污染负荷指数和生态环境质量指数来描述生态环境质量状况,并制定相关的对策。所以,根据《生态环境质量评价规范》,采用遥感和GIS技术,开发一个生态环境质量评价业务化运行系统势在必然。然而,经过调研,国内外虽然已经大规模的应用GIS和遥感技术进行生态环境质量评价,但成熟的、业务化运行的生态环境质量评价系统却寥寥无几。即使有也过分偏重于GIS,功能相对比较单一,大部分仅限于生态环境信息的查询与统计以及一些基本的GIS功能,不具备如图像裁剪、镶嵌、图像变换、几何纠正、分类等遥感数据加工和信息提取功能,而数据加工和信息提取在生态环境质量评价业务中必不可少,它为生态环境质量评价业务提供了有效的数据信息保障。 3.2数据一体化管理与共享 3.2.1数据互操作 遥感图像分析功能可以被用来作为一个优秀组件和GIS的集成,我们必须解决数据在两个平台之间的互操作性问题。要注意两个方面的问题:首先,遥感数据和GIS数据存储都支持的标准格式。由于需要借助标准文件格式,处理过程变得复杂;其次,两种系统都支持对方的文件格式。这种方式不需要对已有文件进行格式转换,处理起来更方便。 3.2.2栅矢数据集中和分布式管理 遥感数据通常以栅格数据存放,而GIS数据通常为矢量格式,在一体化存储方案中,同时支持两种文件格式,并支持分布式管理。 3.2.3基于服务的企业级共享 遥感影像获取成本相对较高,且需要占用较大的存储空间,如果为每一用户都单独配备相应的影像将需要花费较大的代价。而遥感影像的使用特点是多个用户经常在同一幅影像上进行相应操作,也就是以共享方式使用影像。因此基于WebServices的共享方式能集中利用服务器的软、硬件资源,方便终端用户的使用。 3.3栅矢数据集中和分布式管理 ArcGIS的优秀数据模型Geodatabase,它是按照一定数据规则来存储空间数据或属性数据,并实现多源空间数据的放缩式管理;它也是一种较好的遥感与GIS数据一体化储存模型;它分为三个层级:FileBasedGeodatabase、PersonalGeodatabase、Enterprise(SDE)Geodatabase。其中Enterprise(SDE)Geodatabase支持分布式管理与储存,如图1所示ENVI完全支持ArcGISGeodatabase各个级别的读写,在ENVI、ENVIZoom、ENVIEX中都可以通过菜单RemoteConnectionManager打开相应的面板,也可以通过SavetoArcGISGeodatabase菜单将数据保存到Geodatabase。 3.4生态环境质量评价 经过图像裁剪、增强、几何纠正、图像变换、图像分类以及分类后处理几个步骤后,获得研究区域图像分类图。结合数据库中各个地类匹配关系、侵蚀度级别以及各个指数归一化指数,分别计算NDVI指数、生物丰度指数、环境质量指数、水网密度指数、植被覆盖度指数、生态环境质量指数和污染负荷指数,并将计算结果以专题图的形式表现出来。生态环境质量评价菜单包括以下子菜单,分别是新建评价区域图层、归一化系数配置生态环境状况指数、生物丰度指数、水网密度指数、植被覆盖指数、环境质量指数等。 4结语 通过计算机技术在环境监测信息管理中的创新运用,结合现代化生态环境监测的需要,采用计算机技术的融入方式能全面提升整个监测系统的优化,确保生态环境的进一步优化,能收到更好的实践效果。 作者:叶小磊单位:韶关市环境监测中心站 环境监测论文:环境监测下质量管理论文 一环境监测的质量管理工作存在的问题 1质量管理存在局限性 质量管理意识淡薄在现阶段,大多数基层的环境监测站所具备的条件与环境监测的工作要求还相差甚远,监测实验室数量较少,监测所需的相关技术和设备不齐全、不配套,从而导致很多最基本的环境监测工作都无法得到顺利开展,质量管理自然也存在较大的局限性。监测站的工作人员由此对环境监测工作失去信心,从而使得监测站中的工作人员对环境监测的质量不以为然,不注重质量管理工作,对质量管理十分懈怠,从而在质量管理体系的运行过程中的主动性和积极性十分欠缺,很难主动地、自觉地发现并解决问题,导致质量管理体系的改进和完善工作无法得以进行。这就是监测站在环境监测质量管理过程中面临的一个非常严峻的问题和挑战,即工作人员不重视质量管理,质量管理意识淡薄,缺乏“环境监测的质量是监测的生命线”的观念。 2质量管理人才不足、素质较低 在基层监测站中由于工作环境相对落后,工资待遇不高,无法吸引质量管理领域的高素质、高学历的专业人才,质量管理人才不足,使得环境监测的质量管理人员队伍的业务素质普遍较低,监测站中接受过系统质量管理教育和培训的工作人员较少,大部分工作人员对于质量管理理论知识的掌握都不够全面。环境监测站的大多数质量管理人员具有专业知识欠缺,管理意识、管理观念和方法没有得到及时的更新,发现并分析和解决问题的技能较弱的特点。另外,由于质量管理人才的不足和高级管理人员的严重欠缺,在环境监测站中质量负责人通常都由行政领导兼任,而行政领导事务繁忙,更是无暇顾及质量管理工作。这一系列的问题反映出了目前监测站环境监测质量管理的困境,使得环境监测的质量管理工作很难与环境监测难度和技术的提高相对应、相匹配。 3质量管理手段和方法欠缺,管理效果差 由于环境监测的工作本身涉及的面较广且受很多不可控因素的影响,对于不断发展的监测技术和越来越广的监测领域来说,环境监测的质量管理制度的发展较为落后,不够完备和及时,不能与其相匹配。在监测站中所运用的质控技术较为落后,在质量管理过程中缺乏科学有效的管理手段和方法,无法对数量众多的监测数据和监测报告进行综合性、系统性和规律性的分析和整理,从而导致管理效果差,无法真正地、有效地发挥质量管理在环境监测过程中的积极作用。 二解决质量管理问题的相应对策 1树立先进的环境监测质量意识 完善质量管理体系监测站应在提高环境监测的技术和设备、加强环境监测实验室建设的同时,进一步提高对环境监测质量管理工作的重视和关注度,努力提高全体监测工作人员的质量意识,促使其持续地、深入地学习、贯彻先进的质量管理意识,使得监测人员在开展监测工作的过程中重视质量管理,保证第一次获得的监测数据的准确性和精密性,同时在监测结束后自觉、主动地发现并解决问题,实施全程的监测质量控制。与此同时,应进一步完善宏观的质量管理体系,在其内部进行科学的分工,充分调动各类质量管理人员的积极性和创造性,并完善和健全质量管理制度和相关的组织机构,提高监测站的环境监测质量管理能力。 2引进专业的管理人才,加强现有人员培训 首先,环境监测站应积极引进专业的、高素质的质量管理人才,提高监测站的质量管理人员的综合素质,搞好监测站自身人员队伍的建设。其次,应当不断加强对现有监测人员和质量管理人员的教育和培训工作,使监测站的工作人员能够认真努力地学习、了解并熟练地掌握与监测工作有关技术知识和其他与质量管理有关的专业知识,如管理学。再次,监测站还要让监测工作人员自觉地参与到质量管理的工作中,树立优秀的质量意识、管理意识。最后,环境监测的质量管理工作人员应积极积累各种工作经验,与时俱进,及时更新专业知识,以全面地搞好质量管理,从而实现环境监测质量管理的目标。 3创新环境监测的质量管理手段和方法 在环境监测中应当选择科学的、行之有效的质量管理手段和方法,要同时重视实验室内和室外的质量控制和管理,既要在实验室内采取平行双样、密码样、标准样控制、能力验证和实验室比对等科学的质量管理手段和方式,也要注重实验室外监测信息的代表性、采样、样品保存、运输和交接等环节的质量保证。借助质量管理手段和方法的创新,使监测数据准确性和精密性得以提高,从而促进环境监测的质量管理工作的有效开展。 三结语 在现如今各地环境正不断恶化的情况下,环境监测对于环境保护和环境管理等工作来说是基础,同时,环境监测质量管理更是整个环境监测工作的优秀所在。因此,各个环境监测站应当着力解决环境监测质量管理中存在的问题,做好环境监测的质量管理,从而使各项环境事业得以有序、健康的发展。 作者:郑雪松单位:重庆市南岸区环境保护局环境监测站 环境监测论文:环境监测实践质量管理论文 1环境监测质量管理实践 (1)方案设计环境监测方案设计的质量管理的主要对象是各种类型和要求的环境监测合同,在合同中应对评审内容和方面进行全面的规定,并重点关注环境监测的批准程序。 (2)样品处理环境监测样品处理环节的质量管理在实际情况中,根据样品采集员和管理者的工作要求和职能,将其对应的责任进行更为细致的划分,并加强样品在运送环节的质量控制,确保样品不会在运送的过程中受到其他因素的影响。同时,还需在样品交接时仔细规定交接的顺序要求,要对监测指标不合格的样品进行及时的处理,并根据监测要求重新采集样品。质量管理还要求管理者重新编制监测样品的交接流转单以及对应的记录,从而掌握样品的实际情况,提高环境监测的准确性。 (3)样品分析在环境监测过程中,样品分析环节是监测的优秀,对于该环节的质量管理手段也趋于成熟,而且在实践的过程中总结了很多的经验,现实中存在的问题很少。但从目前来看,样品分析的质量管理仍存在记录不够完善的现象,而且分析所需的大型设备也不具备规范的原始记录。 (4)审核监测结果环境监测结果的审核工作对精度和准确度的要求较高,如果监测报告不够完善,就会为后续的分析和审核工作造成麻烦,因此质量管理要求审核环节应在拥有完备信息量的前提下完成,而且,具有一定法律效力的资料和文件必须足够完整和严谨。 2提高环境监测质量管理效果的措施 (1)发挥领导带头作用环境监测机构的领导应充分发挥带头作用,勇于承担环境监测的质量管理责任,各部门各司其职,并对质量管理形成高度的重视,将其融入到日常的工作中去,定期组织召开关于质量管理的评审会议,激励个各部门积极落实和创新质量管理内容,结合自身的实际情况,制定适当的奖罚制度,从而形成更好的约束力和推动力。 (2)实施动态管理环境监测所需样品必须具备一定强度的时空性。为了切实提高质量管理水平,相关人员应充分了解和掌握环境的质量状况,要求样品采集必须在真实性的前提下进行。如果环境监测所选样品的真实性不达标,会对分析结果造成十分严重的影响,甚至还会起到一定误导的作用,因此质量管理应对样品分析过程实施动态管理,及时发现并解决问题,将监测误差控制在最小的水平。 3结语 环保是我国实现现代化文明建设的基本要求,也是社会发展的必然趋势。尤其最近的一段时间,雾霾问题越发严重,已经到了必须进行整改的时候了。作为主要信息来源的环境监测机制正面临着艰巨的任务,为了提供更为准确、可靠的环境信息,环境监测机构应着手加强自身质量管理,在实践中不断学习,从而完善质量管理体系,为社会和人们提供满意的服务。 作者:陶德东单位:滨海县环境监测站 环境监测论文:通信与环境监测论文 1硬件实现 1.1通信的硬件实现 本文采用低功耗电平转换芯片MAX485作为收发器,该芯片的接收器输入具有失效保护特性,当输入开路时,可以确保逻辑高电平输出,因此具有较高的抗干扰性能。通信的接口电路如图2所示。RO,RE,DE,DI分别连接到单片机的相应管脚,R1,R2,R3为上拉电阻,用于确保单片机在输出高电平时MAX485芯片能接收到正确的高电平。R4为线路的匹配电阻,用于消除线路中的传输信号的反射。为了保证总线上的其他分站的通信不受本分站硬件故障的影响,在485信号的输出端串接了两个电阻R5和R6。采用稳压管D1和D2组成吸收电路,可以避免总线中的瞬时高压,从而对MAX485芯片进行保护,保障了通信的可靠性。 1.2照明灯板的硬件实现 本文采用高亮度LED灯珠5630来制作照明灯板。由于照明灯板挂接在子站上,而子站是由12V供电的,所以采用3路4个LED灯珠的串并联来实现。照明灯板的电路如图3所示。 2系统软件实现 2.1程序流程 主站根据上位机下发的命令对其下面的各个子站进行相应的管理,读取各个子站的实时数据和对各个子站进行配置。主站的程序流程如图4所示。子站的作用主要是响应主站的命令,发送实时数据和配置其自身的状态。子站的程序流程如图5所示。 2.2通信协议 整个系统采用统一的Modbus通信格式(RTU)来实现,这种通信格式有确定的数据长度,从站可以从接收的数据长度来分析主站是否发送数据完毕,从而不会造成总线时序上的混乱,保证了通信的可靠性。同时采用CRC16的校验方式,可以使通信错误位数在1bit以内,校验准确率较高,从而保证了通信的可靠性[12-13]。Modbus(RTU)数据帧基本格式如表1,2,3,4所示。 2.3通信过程 由于RS-485是主从方式通信的,所以在通信的设计时要充分考虑接收和发送的时序,否则会造成总线上通信的混乱。主机发送命令后延时一段时间T,若从机没有响应,则主机重发命令;若收到从机响应,校验正确则返回确认包,一次通信完成。根据主机发送命令的时间,从机响应命令的时间并留有充分余量的基础上来确定延时时间T。上位机发命令时,上位机作为主机,主站作为从机;主站发命令时,主站作为主机,从站作为从机。通信的过程如图6所示。 3系统实现 实际系统采用每个主站挂接7个子站的监测方式,为实验方便以一个主站挂接3个子站为例。实验时的实际系统如图7所示。经试验系统完全能满足相应的功能要求,同时通信比较稳定,可靠性较强。本系统上位机采用MicrosoftVisualBasic6.0编程,实验时的上位机界面如图8所示。5结束语本文介绍了一种基于RS-485总线的分布式环境监测与照明一体化系统。该系统能较好的监测整个大环境中各个局部环境的温湿度值,并且具有照明功能。整个系统成本低,可靠性强,便于实现,易于推广,具有较强的实用性。 作者:陈薇 张教 余玲 单位:合肥工业大学 电气与自动化工程学院 合肥蓝鸥自控科技有限公司
精细农业论文:现代精细农业应用研究论文 摘要:长期以来,农业生产都是以田块为基础,把耕地看作是具有作物均匀生长条件的对象进行管理,如利用统一的耕作、播种、灌溉、施肥、喷药等农艺措施,满足于获得农场或田块的平均产量。实际上,在同一农田内,有许多因素影响着作物的生长和产量,存在着明显的时空差异性。“精细农业”是综合应用地球空间信息技术、计算机辅助决策技术、农业工程技术等现代高新科技,以获得农田“高产、优质、高级”的现代化农业生产模式和技术体系。本文在充分了解“精细农业”技术组成的基础上,探讨了“精细农业”的应用范围,结合我国国情,提出了在我国逐步实施“精细农业”技术方案。 关键词:精细农业信息技术卫星定位系统 0引言 在过去的半个世纪中,随着生物遗传育种技术的进步,耕地面积的扩大,化学肥料及农药的大量使用,世界农业取得了长足发展。但这种农业增长模式也同时带来了水土流失、生态环境恶化、水资源浪费、生物多样性遭到破坏等一系列问题。为了解决这些问题,“精细农业”的概念和技术应运而生。 1精细农业的含义 “精细农业”的优秀指导思想就是要利用现代地球空间信息技术获取农田内影响作物的生长和产量的各种因素的时空差异,避免因对农田的盲目投入所造成的浪费和过量施肥施药造成的环境污染。具体而言,就是利用卫星定位系统对采集的农田信息进行空间定位;利用遥感技术获取农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息;利用地理信息系统建立农田土地管理、自然条件(土壤、地形、地貌、水分条件等)、作物产量的空间分布等的空间数据库,并对作物苗情、病虫害、墒情的发生发展趋势进行分析模拟,为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息;在获取上述信息的基础上,利用作物生产管理辅助决策支持系统对生产过程进行调控,合理地进行施肥、灌溉、施药、除草等耕作措施,以达到对田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的产量。 2精细农业技术组成 2.1数据采集技术 “精细农业”技术是通过产量测量、作物监测以及土壤采样等方法来获取数据,以便了解整个田块的作物生长环境的空间变异特性。 2.1.1产量数据采集带定位系统和产量测量的谷物联合收割机在收获的同时,每隔1.2秒记录当地的产量,记录数据以文本形式(经度、纬度、产量和谷物含水量)存储在磁卡中,然后读入计算机进行处理。影响产量精度的主要原因是GPS(或DGPS)定位精度、产量传感器的测量精度、实际割幅和前进速度的准确性。 2.1.2土壤数据采集土壤信息一般包括土壤含水量、土壤肥力、SOM、PH、土壤压实、耕作层深度等。利用GPS在田间定位,采集土样。由于采集的土样一般还要送到实验室处理分析,耗资费时,成为实施“精细农业”技术实践的瓶颈。 2.1.3苗情、病虫草害数据采集利用机载GPS或人工携带GPS,在田间行走中随时可定位,记录位置,并记录作物长势或病虫草害的分布情况。 2.2数据分析一般采集的数据都是以文本表形式表示,需要利用一些数学方法进行处理,生成分布图。未来的发展趋势是数据采集和数据分析统一起来,将田间观测者的地理位置和田间观测数据,通过便携PC和天线发往办公室PC,利用软件自动生成田间数据分布图。 2.3决策分析“精细农业”技术是根据田间采集到的不均衡空间分布数据及有关作物其它信息,经过决策分析,来控制投入方式和施用量。决策分析是“精细农业”的优秀,直接影响“精细农业”技术的实践效果。GIS用于描述农田空间上的差异性,而作物生长模拟技术用来描述某一位置上特定生长环境下的生长状态。只有将GIS与模拟技术紧密地结合在一起,才能制定出切实可行的决策方案。 2.4控制实施“精细农业”技术的目的是科学管理田间小区,降低投入,提高生产效率。作为支持“精细农业”技术的农业机械设备,除了带有定位系统和产量测量的联合收割机外,按处方图进行作业的农业机械还有:带有定位系统和处方图读入设备,控制播深和播量的谷物精密播种机;控制施肥量的施肥机;控制剂量的喷药机;控制喷水量的喷灌机;控制耕深的翻耕机等。例如,当驾驶拖拉机在田间喷施农药时,驾驶室中安装的监视器显示喷药处方图和拖拉机所在的位置。驾驶员监视行走轨迹的同时,数据处理器根据处方图上的喷药量,随时向喷药机下达命令,控制喷洒。 3精细农业技术的应用 3.1“精细农业”具有以下优点: 3.1.1提高收益按照土壤特性、作物需求,实施灌溉、施肥、播种和病虫草害防治,即能降低用水、肥料、种子、农药的投入,也能增加作物产量。 3.1.2保护环境根据农田作物定点需求,控制化学物品的施用量,即能降低土壤、地下水、作物品质的污染,也能保护生态环境。 3.1.3提高作物产量和质量根据作物的实际需求,即能避免因过量施用化肥、农药、水带来的副作用,造成作物减产,品质下降,也能改善因缺少养分造成的减产和降低作物品质。超级秘书网: 3.2需要满足的条件 3.2.1农田大小农田大小的概念主要取决于外部环境。不同国家,适于“精细农业”技术实践的农田大小不一样。一般需要一个全面的经济分析,可以计算出一个国家适于“精细农业”技术实践的最小农田范围。 3.2.2农机化程度农田可大可小,但是,农业作业若不是机械化,“精细农业”就无法实施。如联合收割机、播种机、施肥机、喷药机、喷灌机等。另外,还需要GIS、GPS(DGPS);信息采集、分析设备;随农业机械配备的定位系统、控制设备、监测设备等。总之,机械化、自动化程度越高,越利于实施“精细农业”技术实践。 3.2.3农田差异一般来说,作物生长没有空间差异的农田,实施“精细农业”技术实践,是不会有经济效益的。农田的空间差异首先表现在产量的空间差异上。产量的差异可能是由于土壤墒情、土壤肥力、病虫草害分布等因素的差异性造成的。 在我国,农田规模较小,机械化水平比较落后,实施广域的“精细农业”技术实践尚需较长的发展过程,但是,结合我国国情,在某些具体条件下,开展“精细农业”技术实践或“精细农业”单项技术实践是可行的。 精细农业论文:农业企业精细化成本管理论文 1ERP环境下的农业企业精细化成本管理 与传统成本相比较ERP系统将销售系统、采购系统、存货系统、供应链以及总账系统集成在一个系统中,简化了信息在农业企业内部流动的程序,加速了信息在农业企业内部流动的速度,减少了因信息滞后带来的机会成本,将原本孤岛的信息逐级传递。ERP系统实现精细化成本管理,主要从规划阶段,物流,资金的管理三个模块来实现良好的成本管理,及其全方位管理操作。 1.1农业企业生产准备、计划的精细化 传统生产准备人为的主观意志作用比较强,对于市场的需求以及变化,都是听风则风,听雨则雨。没有准确的市场预测信息,也没有明确的生产计划。对于生产过程中需要的物料用量也没有准确的数据,而由于人工记账操作,库存数据也不能够得到及时的反映。这一系列的管理弊端,最终将导致存货的滞留和堆积,原材料供应不足生产被迫停工,产品不能满足市场多样性的需求,资金占用现象严重,人力物力资源得不到有效的配置等一系列问题。 1.1.1主生产计划的精细化。所谓“磨刀不误砍柴工”,计划是保证生产顺利进行的保证,只有做好了计划,农业企业才能有条不紊地进行。ERP系统接收到市场的销售预测信息、客户的订单以及其它信息后,首先由主管人员做出主生产计划,计划精确地包含了每一生产阶段的毛需求量。紧接着进行粗能力的权衡,确定出所需要关键工作中心的加工能力和设备的负荷能力,与实际的数据进行比对,进行初步的计划确认或调整,再与销售部门做出的销售计划进行比对以进一步确认和调整主生产计划,最后提交给有关管理部门,进行计划的确认,并在生产过程中进行不断地修正。 1.1.2物料需求计划精细化。ERP系统解决了需要什么、生产什么、怎么生产的问题,物料需求计划,即MRP详细记录了物料需求信息、物料清单、生产的工艺路线以及物料的可用量。例如要生产一台仪器,那么制造这台仪器所需要哪些物料,物料的需求量是多少,经过多少道加工工序,当前的库存量信息,都会在系统中记录,一旦某一个环节断层,系统会给出提示或者警告,而依据传统的生产方式任何一个环节跟不上生产节奏,农业企业内部都无法做出迅速的反应,造成人力物力财力的浪费。 1.1.3能力需求计划精细化。计划的最后一阶段是对能力需求的计划,即CRP。简单的来说它就是依据生产的每一阶段和工序的物料需求信息,精确地计算出需要投入的能力和设备的负荷数据,并根据实际情况对农业企业生产能力以及负荷情况做出调整,最后制定出CRP。运行时系统会根据CRP中加工产品的数量,所在的时间段,实际所需要占用的能力负荷,对比在系统内设定的标准能力负荷情况,生成能力需求报表。而传统的生产准备计划阶段,并不能够像ERP系统这样实施全面精细的计划,物料的需求、能力的负荷情况都不能得带及时反馈,生产过程中补充的信息也不能够及时更新信息。 1.2农业物流管理精细化的实现 1.2.1农业企业生产过程的精细化。随着市场不断的发展,产品的生产周期不断的缩短,对品种的需求多样性不断提高,产品的交货期不断缩短,对产品的质量要求不断提高。传统的生产管理已经越来越不能适应生产的需要,传统的生产车间管理没有进行明确地分批分类管理,对于生产所需的物料也得不到及时反馈,没有明确的进度安排,产品交货时间也没有明确统计,对每一项加工产品的工序也没有进行细致分工。对于插单的业务,农业企业也疲于应对,物料需求跟不上进度,生产能力也不足,农业企业往往需要拆东墙补西墙,而且传统的期间费用分配也不准确,分配的标准往往是根据人工或者机器的工时总数来定义,管理者无法获取准确的成本信息,无法做出具有竞争力的定价决策。ERP系统下,生产的整个过程是由MPS生成各个车间和工作中心的生产任务,下达产品生产指令,根据产品交货的到期进行产品的任务优先级的排序,对产品的整个生产周期都有明确的规划,确保产成品能够及时完工交货。为了提高生产效率,在ERP系统下每一项完工产品都有固定的工艺路线,物料需求也有明确的信息记录,能够保证产品有条不紊地进行生产,并且细化工序,将一项复杂的加工业务简单化、重复化、高效率化。半成品在车间的转移,原材料、配件的领用,生产加工进度的控制,各个时间段加工状态的信息,在产品的统计分配信息都被统计及时记录到了工作中心中,由工作中心生成报表进行统计和分析,并将信息及时传递给ERP系统下的其它有关子系统,管理人员根据信息进行生产调度,物料的补充等等;这些信息也是产成品成本计算和制造费用分配的主要依据,它定义了许多产品成本计算的相关公式,比如机器加工的工时和物料的用料比例,由成本动因推动费用的分配,期间费用能更加准确地分配给完工产品,统计数据显示在ERP系统的车间管理下制造成本下降了12%左右,停工待料减少了60%,产品延期交货下降了80%。因此走ERP精细化管理之路,是农业企业实现利益效益最大化的最佳选择。 1.2.2农业企业库存管理的精细化。库存管理的主要作用是维持销售产品的稳定,保证生产顺利地进行,在保证盈利的前提下,最大程度地降低农业企业的资金占用率,降低成本,增加投资。传统的制造业库存管理中,由于农业企业所属行业产品的复杂性,管理已经销售模式的局限性以及滞后性让原本就复杂的库存管理受到了许多非技术性的影响。统计与汇总指标的工作量巨大,库存信息不能够及时有效地反映给有关管理部门,严重制约了生产的顺利进行,甚至造成存货积压、资金严重占用的现象。ERP系统下的库存管理贯穿整个农业企业管理,覆盖范围广,利用数据库将存货的信息反映在一张统计表中,提供的登记出库入库的信息,存货的类别,提供下级编码标识,产品的批次,出入库时间、质量状况以及价格等,都被详细地计入在系统内,支持存货跟踪查询,能够即时反映库存的盘点数据,并对其它相关联的子系统提供实时数据,这是传统管理无法实现的。在发货的时候严格按照先入先出的顺序发货,降低了因存货变质、积压而增加的风险和机会成本。ERP下的管理模式改变了仓库保管员的劳动组织方式,对仓库可以按照产区分类,按照业务进行区分,细化了日常的管理业务。ERP系统对存货的控制方法也有许多种,如ABC法、零库存控制法、在途物资的管理方法等等,农业企业可以根据自己库存的复杂性进行方法的选择。对于入库管理根据生产和销售的需要发出需求,降低不必要的库存费用,降低资金的占用和存货毁损的风险;对于领料出库的业务,可以限制材料的数量,以防止因为任意领料而造成的不必要的浪费,引起成本增加,最终导致产品价格失去市场竞争力。统计数据表明在ERP库存系统管理下,库存下降了30%~50%使得库存资金投资减少了1.4~1.5倍,库存的周转率提高了50%,这些都是传统库存管理无法实现的,因此农业企业只有在ERP系统的精细化管理的平台上才能越走越远。 1.2.3农业企业采购管理的精细化。采购管理是对采购行为进行组织管理和控制的模块,采购工作主要是在合适的时间为生产部门提供生产所需要的合适的质量、价格、数量的原材料(或加工部件),以保证生产顺利正常进行。传统的采购管理存在许多的问题。首先,没有一个标准的体系管理供应商,致使采购信息总是不能及时下达到供应商;其次采购计划编制不准确,采购数量不足或采购不及时以及物料逾期未入库,车间的生产线只能被迫停产。生产制造过程中,插单的业务极为常见,物料计划人员无法快速评估其影响,信息传递慢,采购提前期长。无法及时下发采购信息。而且对于市场的价格走向也没有很好统计记录,主观判断采购存货的数量以及批次,致使采购成本高昂。ERP环境下的材料采购计划是由主生产计划生成,根据生产车间以及销售部门传递出的物料需求信息,然后下达到采购部门,并同时将信息传递到总账系统以及仓储部门,简化了信息传递的流程,极大增加了信息处理效率,据统计表明应用ERP系统实现采购管理的农业企业,采购提前期缩短了50%。ERP系统中建立了一套信息精确的客户资料,以及客户所能够提供的物料信息,一旦系统得到采购的命令就能及时将信息下达到供应商,逾期未收到的采购物资也能在系统中得到查询,发出催货通知,或者及时变更供应商降低生产线停工的风险。在生产制造的过程中一旦有插单的业务发生,计划部门也能够及时进行生产计划的修订,进行能力的评估,将物料需求信息及时传递到采购部门,及时进行物料的补充,保证生产的顺利进行,此外ERP系统还提供了物料需求的规格资料,保证入库产品的质量符合生产要求;系统还提供了比价的功能,能够让管理者迅速做出最优决策。 1.2.4农业企业销售管理的精细化。在一个农业企业的销售系统是农业企业生产的最终产品与外部市场的轮毂连接,是价值的生产是实现农业企业最关键的一步。其主要职能是以满足客户消费需要为前提,实现劳动价值到社会财富的转换。而传统的销售管理下,销售部门往往凭借个人主观经验进行报价,缺乏成本数据参考,无法获知准确的订单利润,没有稳定的销售市场和渠道,客商信息混乱,信用额度很难掌握,增加许多无形的财务风险。对于地区以及不同的客户报价策略在手工作业下工作量庞大,准确性也很难把握。销售人员很难追踪订单的采购状况、生产状况、入库状况,导致销售人员很难和客户沟通进度。逾期交货现象严重,信用等级下降,客户流失现象严重。ERP系统下的销售模块将销售任务细分成以下几个阶段,①根据预测信息和销售订单制定销售计划,并做出合理报价决策;②开辟可供销售市场,并对市场进行细分,建立确定的客商档案和长期可供稳定销售的销售渠道;③结合历史、目前、市场调研数据进行销售;④根据客户的订单信息,组织货源,下派生产命令,并组织仓库发货;⑤开出销售发票,并转交财务系统记账;⑥对已经销售的产品提供跟踪服务,进行信息反馈、分析,提出方案。根据应收系统的传递信息对客户进行信用评级,制定销售策略,发出催收货款的指令,而传统的销售管理无法及时对订单做出反应,也不会对销售进行售后的跟踪分析,不利于市场地位的稳固和简历长期稳定的销货渠道。 1.3农业企业资金流管理的精细化 资金是一个农业企业的血液,资金的运转是关乎到农业企业生死存亡的问题,传统的农业企业资金管理混乱,对于资金的预算、费用的支出很难控制,对于未来的资金流入流出也无法掌握,科目繁多,往来账目不清,管理人员工作量大。ERP系统下,当采购或者销售行为发生后,系统会根据采购订单、发票在应收和应付形同中生成相应应收账款和应付账款。为农业企业提供精确的未来资金的流入和流出情况,相关的票据还含有供应商以及客户的相关信息,能够准确地将每一笔收入以及费用与客商相联系。对每一笔零用基金进行分类管理,完善对银行账户的管理,能将收入或者支出与相应的票据相联系,实现收入与票据相匹配,对于外币也有专门的账户管理,能够及时地反映账户的资金信息,减少了人工管理不必要的麻烦。对于资金的预算和费用的支出都有严格的控制,大大降低了农业企业的资金占用率,使得农业企业的资金能够维持农业企业正常运转。 2农业企业ERP精细化管理存在的问题 2.1管理者对ERP认识程度低 ERP是一种先进的管理软件,而不是单一的数据储存软件,很多管理者思想仍然停留在只是单一的将财务信息化,而没有融入精细化管理思想,再加上国内实施ERP成功的也就只有联想、海尔、移动公司等一些大型的知名农业企业,因此很多中小型农业企业对实施ERP精细化也只是持有观望的态度。 2.2农业企业缺少精细化成本文化气氛 尽管许多农业企业引进了ERP系统实施精细化管理,但是农业企业没有注重对精细化的文化建设不够重视,有些制度建立得并不合理,甚至导致极少数个别员工出现抵制的情绪,而农业企业实施精细化管理的规章制度也形同虚设无法落实。 2.3ERP系统实施对人员要求较高 ERP成功实施对操作者、部门之间的协调配合程度的要求比较高,它要求不仅仅要懂得操作还要懂得原理,否则实施的过程中麻烦不断。而ERP系统的发展历程比较短,普及的程度也不够,许多管理者甚至没有ERP的概念,更谈不上操作和应用了。ERP将管理与技术融为一体,这要求操作者不仅仅是个管理者还要是个技术员,而且培养出这样的人才也需要花费大量的时间。 2.4农业企业基础管理制度规范性不够 科学的管理,要求农业企业标准化、规范化、精细化和个性化,是精细化管理实现的基础,基础设施管理制度不规范,它会影响到精细化管理的效率。 2.5实施ERP系统后期维护不足 许多农业企业在引进ERP后,前期没有制定计划和目标,导致后期发现团队实施能力不足,特别是在系统的二次开发上。农业企业生产发展是一个动态化的过程,仅靠一次完整实施而达到一劳永逸的效果是不太现实的,这又使得ERP后期发展滞留,最终导致农业企业摈弃实施。 3ERP精细化管理问题的对策 3.1管理者转变思想 ERP精细化管理要成功实施需要管理者有高度的思想上的觉悟,将管理不仅仅局限在传统农业企业运营上。管理者不仅要转变自己的思想同时还要培养整个农业企业的员工精细化的意识,只有各个部门协调一致,分工明确,才能使得精细化成本管理理念在农业企业中得到真正的应用。管理者需要将目标放长远,从各个方面实现精细化管理,才能带领农业企业在未来成长的路上越走越远。 3.2建立精细化成本管理农业企业文化 环境决定一个人的成长,同样农业企业文化氛围也是农业企业成长的决定性因素,只有建立起良好的农业企业文化氛围,农业企业才能在未来的路上越走越远。建立起农业企业精细化管理文化首先需要培养精细化成本管理的思想,现有理念才能应用到实践中。其次,要建立良好的激励机制,诸如物质奖励、精神鼓励、调动积极性和惩罚措施,让员工主动积极地参与到农业企业精细成本管理中,并在实践中不断进行改进和创新。 3.3加强对员工的后续教育 农业企业对实施ERP系统以及操作的关键人员,要在后期不断的进行教育和培训,以提高员工的整体素质,对于ERP这样先进的管理系统,随着时间的变更也会不断更新,只有不断学习才不会在操作和应用过程脱节,才不会造成资源浪费的现象。而且ERP运用需要熟练的技巧以及丰富的知识,只有全员的整体素质提高了才能使得ERP的管理发挥出最大的作用,从而降低管理成本。 3.4规范农业企业基础管理制度 农业企业的基础管理,是农业企业实施和管理的前提,只有坚实的基础,农业企业可以在未来发展的舞台上越走越远。农业企业首先需要加强农业企业原始信息核算的管理,提高原始数据的准确性;再次是优化农业企业的规章制度,优化农业企业生产流程,加强全面成本预算的管理。 3.5成立实施ERP精细化的项目组 要成功实施和应用ERP系统,光依赖软件公司从长期发展的角度来看,并不是一个明智的决定。只有在农业企业内部建立一个ERP执行和组织协调的ERP组织机构才能解决问题。在其领导之下,农业企业内的所有部门达成一致的目标,却又各司其职,通过定期组织会议培训,让农业企业内部各部门不仅能够了解ERP运行的情况,还能够站在各自部门的角度提出一些专业性的意见。经验一起分享,问题一起解决,只有这样才能够使得ERP系统运行起来,使得ERP精细化的管理成功地在农业企业内部实践,提升农业企业的综合竞争能力。 4小结 总之,ERP系统是农业企业实现精细化管理的最优策略,它对农业企业实施全方位的精细化进行管理,将生产工艺路线简单化重复化,解决了传统制造一手包揽的问题,降低了技术人员流失农业企业制造环节中断的风险,也提高了工作效率。对外进行的市场分析调查,客商档案的记录,弱化了市场风险,降低了农业企业的管理成本。ERP系统从全方位的精细业务,降低生产管理成本。 作者:慕云丽 单位:山东工商学院 精细农业论文:精细农业理论探究论文 摘要:我国人多地少,面对人口日益增加的巨大压力,对于资源的有效利用和环境保护的要求越来越高,因此,研究和发展适合我国国情的精细农业技术,推动我国农业生产持续稳定发展,是我国农业现代化的重要内容,也是机遇性的挑战,应当引起我国农业科技界的高度重视。本文首先介绍了国内外“精细农业”技术应用情况,而后对精细农业的一些基本理论进行总结,以供参考。 关键词:精细农业遥感技术全球定位系统地理信息系统 引言 “精细农业”的优秀指导思想就是要利用现代地球空间信息技术获取农田内影响作物的生长和产量的各种因素的时空差异,避免因对农田的盲目投入所造成的浪费和过量施肥施药造成的环境污染。具体而言,就是利用卫星定位系统对采集的农田信息进行空间定位;利用遥感技术获取农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息;利用地理信息系统建立农田土地管理、自然条件(土壤、地形、地貌、水分条件等)、作物产量的空间分布等的空间数据库,并对作物苗情、病虫害、墒情的发生发展趋势进行分析模拟,为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息;在获取上述信息的基础上,利用作物生产管理辅助决策支持系统对生产过程进行调控,合理地进行施肥、灌溉、施药、除草等耕作措施,以达到对田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的产量。精细农业技术是运用全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、传感器及检测系统、计算机控制器及变量执行设备等信息技术,对大田农作物生产和畜牧生产实施监控,从而提高作物和畜牧产量和质量,最大限度地保护生态环境,保证农业的可持续发展。 一、国内外“精细农业”技术的应用情况 1.1国外“精细农业”技术的应用情况在北美、欧洲和澳大利亚等地“精细农业”技术主要用于土地资源的详查及监测,农作物生长状况的监测和产量预测,灾害性天气、旱情、涝情和水情的监测,农作物病虫害的监测与精细防治和大地号农田的优化施肥等方面。 到了八十年代和九十年代,由于遥感技术(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)的应用,进行农情监测和产量预测已达到更加精确的程度,所用设备的数量和精度都在提高。目前全球已有20000台“产量监测器”投入了使用,有的就装在收获机械上。 目前,在一些国家“可变比率洒施机”的试用引起了人们的极大兴趣。该机器的设计者试图借助于RS、GIS和GPS等技术获取田间信息(包括土壤参数和病虫害情况等),同时机器自动控制农药、化肥和种子的施入量。由于优化施肥,农场主从中可能获得巨大的经济效益。 另一种“可变比率洒施机”名为“实时闭循环系统”(Real-timeclosed-loopSystem),其设计者是想尽可能地摆脱对3S技术的依赖,田间信息直接由安在洒施机上的探测设备获取,并立即对数据进行分析并自动控制农药、化肥和种子的施入量。这种机器保证了所测得信息与所采取措施的地点的一致性。 1.2国内“精细农业”技术的应用情况我国是个农业大国,农业生产的自然条件十分复杂,自然灾害频繁,因此“精细农业”技术对我国农业生产来说是非常重要的。 我国利用地球资源技术卫星遥感资料进行土壤和水文调查开始于七十年代末和八十年代初,山西、内蒙等省(区)的土壤调查和农业区划工作就利用了卫星遥感资料。 1984-1986年,我国在京、津、冀地区,进行了大规模的冬小麦卫星遥感试验,取得了一定成果。1985和1986年小麦产量预报准确率分别为92%和95%。 可见,我国“精细农业”基本上还停留在卫星遥感、地理信息系统和产量预测方面 二、“精细农业”的技术思想 精细农业其优秀思想是通过对农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素(如土壤结构、地形、土壤含水量、植物营养、病虫害、杂草等)实际存在的空间和时间差异性的分析,确定影响小区产量差异的原因,采取技术上可行、经济上有效的调控措施,区别对待,按需实施定位调控,以充分利用资源,实现最经济、最合理的投入,获得经济上和环境上的最大效益。精细农业之所以引起全世界广泛的关注,首先是因为它能显著提高产量,提高耕地资源利用潜力和保护环境;其次,是因为精细农业研究的意义已远远超出其技术系统应用发展本身的范围,它提供的技术思想和改造客观世界的认识思维方式,其影响更是深远的。 三、精细农业的技术构成 3.1GPS——全球定位系统推动精细农业发展的关键技术是在20世纪70年代末开始建立的全球定位系统。它是一种高精度、全天候、全球性的无线电导航、定位、定时系统,它可提供连续、定位和原子时钟信息。 3.2GIS——地理信息系统地理信息系统以地理空间数据库为基础,在计算机软、硬件的支持下,对有关空间数据按地量坐标或空间位置进行预处理、输入、存储、查询、检索、运算、分析、显示、更新和提供应用、研究,并处理各种空间实体和空间关系。它有如下特征:具有采集、管理、分析和输出多种空间信息的能力;具有空间分析、多要素信息分析和预测预报的能力,可为宏观决策管理服务;能实现快速、准确的空间分析和动态监测研究。将GIS用于精细农业中,可对农田小区的作物产量和各种影响因素进行存储、分析和管理。 3.3RS——遥感技术遥感技术可根据对遥感资料的解译,获得所研究区域内有关信息,具有宏观、快速、动态等特点。不同含水量的土壤具有不同的地表温度,因而具有不同的热红外特性和热辐射特性。农作物不同生长期和不同生长情况均有不同的光谱反射曲线,所以结合研究区域内抽样调查的资料和GIS数据库,并依靠有关的专业基础知识,利用RS可获得土壤含水量、作物长势和产量等重要资料。 3.4DSS——决策支持系统决策支持系统是根据农业生产者和专家在长期生产中获得的知识,建立作物栽培与经济分析模型、空间分析与时间序列模型、统计趋势分析与预测模型和技术经济分析模型,利用GPS、RS获得的各种信息及GIS建立的数据库,针对小区内农作物生长环境和生长条件时间和空间上存在的差异作出分布式投入决策,即生成田间投入处方图。决策支持系统DSS综合了专家系统ES(expertsystem)和模拟系统SS(simulationsystem),因而能为精细农业的实施提供正确的决策支持。 3.5ST——信息采集与处理技术信息采集与处理技术是获取各种信息的重要手段。精细农业的实现首先在于认识农田小区内农作物生长环境和生物情况的差异而这必须依赖于各种先进的传感器。随着现代科学技术的发展,各种非接触快速测量传感器和智能化传感器为精细农业提供了全新的技术支持。 3.6IAM——智能化农业机械智能化农业机械IAM是实现精细农业的重要设备。智能化农一机械首先必须利用DGPS技术实现精确定位,然后必须根据田间处方图生成的智能控制软件,针对农田小区存在的差异自动执行分布式投入决策。 我国人多地少,面对人口日益增加的巨大压力,对于资源的有效利用和环境保护的要求越来越高,因此,研究和发展适合我国国情的精细农业技术,推动我国农业生产持续稳定发展,是我国农业现代化的重要内容,也是机遇性的挑战,应当引起我国农业科技界的高度重视。 精细农业论文:精细灌溉农业论文 编者按:本文主要从发展节水灌溉的必要性;节水灌溉的内涵意义;推广节水灌溉技术,提高灌溉管理水平;发展节水灌溉应该注意的几个问题进行论述。其中,主要包括:我国是世界上13个贫水国之一,人均水资源占有量只有世界人均水平的四分之一、我国农业灌溉用水量大,灌溉效率低下和用水浪费的问题普遍存在、节水灌溉就是要改变千年以来人们浇地的传统习惯、节水灌溉是用尽可能少的投入,取得尽可能多的农作物产出的一种灌溉模式、减少从水源到田间系统的渗漏和蒸发损失提高输水系统的有效利用率、形成配套技术,并大面积推广田间灌溉科学用水技术、节水灌溉要以科学发展观为指导与服务"三农"相结合、以提高用水效率为目标,建立科学的节水灌溉规划体系、突出农田在节水灌溉中的主体地位,充分发挥水利技术员在节水灌溉服务中的主体作用等。具体请详见。 一、发展节水灌溉的必要性 我国是世界上13个贫水国之一,人均水资源占有量只有世界人均水平的四分之一。而且时空分布很不均匀,南多北少,东多西少,夏秋多,冬春少。近年来随着人口增加经济发展和城市化水平的提高,水资源供需矛盾日益尖锐;农业干旱缺水和水资源短缺已成为经济社会和经济发展的重要制约因素,而且加剧了生态环境的恶化。按现状用水量计,全国中等干旱缺水358亿立方米。其中农业缺水300亿立方米,20世纪90年代以来,我国农业年均受益面积达到2000万公倾以上,全国660多个城市中有一半以下发生水危机,北方河流断流的问题日益突出,缺水已从北方蔓延到南方的许多地区,由于地表水不足导致地下水超采,全国区域性地下水降落漏斗面积已达8.26立方公里。 我国农业灌溉用水量大,灌溉效率低下和用水浪费的问题普遍存在。目前全国灌溉水利用率约为43%,单方水粮食生成率只有10公斤左右,大大低于发达国家灌溉水利用率70-80%,单方水粮食生产率20公斤以上的水平。通过采用现代节水灌溉技术改造传统灌溉农业,实现适时适量的"精细灌溉",具有重要的现实意义和深远的历史意义。 二、节水灌溉的内涵意义 节水灌溉就是要改变千年以来人们浇地的传统习惯,把浇地变为浇作物,按作物的最佳需水要求进行灌溉。 节水灌溉是用尽可能少的投入,取得尽可能多的农作物产出的一种灌溉模式。节水农业措施和节水灌溉措施,充分利用天然降雨和地面、地下水资源,提高水的利用率和利用效率,用最少的耗水量获得最高的作物产量和产值。节水农业措施包括抗旱节水品种、秸秆覆盖、少耕免耕、抗旱剂、保水剂等。在人们以往的印象中,节水灌溉就是发展低压管道输入、喷灌和微灌。由这些工程所控制的灌溉面积就是节水灌溉面积。其实这种看法是不够全面的,节水灌溉的目的在于减少灌溉水源从渠首到农田被作物汲收利用的全过程中的无效损失,提高水的利用率的水分生产率。它包括节水灌溉技术、节水灌溉制度以及区域水资源合理配置等方面的内容,即包含有工程措施,也包含有农业的管理措施,可以把节水灌溉措施分为以下四个方面: 1、减少从水源到田间系统的渗漏和蒸发损失提高输水系统的有效利用率,在自流灌区固定渠道采用砌石、现浇筑混凝土等进行防渗。 2、减少田间储水损失主要是减少深层防漏,提高灌溉水进入田间后的有效利用程度。 3、采用先进灌溉技术减少作物蒸腾、棵间蒸发和深层渗漏等农田水分消耗。 4、优化作物灌溉制度减少作物的无效蒸腾灌溉用水采取优化调度,合理分配等管理措施,结合各种耕作栽培技术,尽量减少对农作物产量形成非关键期的水分蒸腾,以提高农作物水分的利用效率。 三、推广节水灌溉技术,提高灌溉管理水平 从上世纪90年代开始,进一步将节水灌溉工程技术、农业技术和管理技术有机结合,形成配套技术,并大面积推广田间灌溉科学用水技术,如小麦优化灌溉、水稻浅湿灌溉、膜上灌等。与此同时,以提高降水利用率为目标的旱地农业增产技术也得到大面积推广应用。这些技术的大范围推广应用,使我国节水农业的发展提高到一个新水平。 "九五"期间,节水农业技术研究与示范曾首次被列为国家科技攻关项目,开展了喷、微灌设备的研制与改进、滴灌技术研究与示范、田间节水灌溉新技术研究,主要农作物节水高效灌溉制度的研究、节水灌溉与农业综合技术研究、人工汇集雨水利用技术研究和灌溉系统配水关键技术研究等专题研究。随着科学研究逐步走向深入,我国节水农业工程设备也得到迅速的发展,经过几十年的研制和开发,特别是近几年不断引进国外先进技术及生产装备,使节水农业工程设备在数量上和性能上都有很大提高。 目前我国推广的节水灌溉技术有渠道防渗、管道输水、喷灌、滴灌、膜上灌、膜下灌等多种形式,不同的地区宜采用的节水灌溉技术也不同,大、中型灌区适宜推广渠道防渗技术,井灌区和小型灌区宜推广低压管道灌溉技术,经济条件好的地方提倡采用喷灌技术,在果园、菜园及其它经济作物种植区适合发展微、滴灌,西北干旱地区应推广雨水集流、水窖滴灌技术,南方水稻产区则应推广水稻节水灌溉技术,各地要根据其经济发展水平,合理确定技术方案。 四、发展节水灌溉应该注意的几个问题 节水灌溉是一项系统工作,综合运用行政、技术经济、宣传教育和管理等各种手段,需要全社会的很多行业和部门协调一致,形成全力,共同做好节水灌溉工作。 第一、节水灌溉要以科学发展观为指导与服务"三农"相结合,把发展节水灌溉,改善农业生产条件,促进农业结构调整和增加农民收入结合起来,建立完善的制度体系。当前首先制定科学的用水计划,做到计划用水,计量收费,节约奖励。其次是做好节水灌溉的投入机制,规划并搞好节水灌溉的工程建设和技术的投入等。三是制定相应的优惠改革策略。进一步调动灌区农民对节水灌溉的积极性,并按"谁投资、谁所有、谁管理、谁受益"的原则确定产权,充分调动农民建节水灌溉工程的积极性。第四建立制定适合当地实际情况的实施办法,理顺水费价格,分步到位。第五完善水费计量缴费的管理办法,逐步引入用水户参与管理机制,成立用水户协会合作组织,充分发挥其主观能动性。六是深化水利工程制改革。在灌区支渠以下推广以用水户参与为主的改革,建立以各种形式用水合作组织为主的管理体制,采用灵活多样的经营方式和运行机制,从根本上解决灌区以下,小型农田水利工程无人维修养护,水费公开透明。层层搭车,用水矛盾问题。 第二、以提高用水效率为目标,建立科学的节水灌溉规划体系。规划是工作的基础,大力推进节水灌溉发展首先要建立科学的规划体系。节水灌溉规划应充分考虑水资源的可持续利用,按以供定需,以水定种植结构的原则统筹考虑,积极推进节水灌溉进程,同时加大节水灌溉新技术,新材料,新工艺的推广力度,带动农田水利和农业现代化可持续发展,因地制宜的科学的确定节水灌溉的布局的模式。 第三、突出农田在节水灌溉中的主体地位,充分发挥水利技术员在节水灌溉服务中的主体作用。广泛调动技术员的积极性,全面发展以技术推广和生产示范为主的科技培训,普及基层水利人员和部分农民切实掌握节水灌溉意识和技能,形成一支影响广大农民把发展节水灌溉和增加收入结合起来的骨干队伍。 精细农业论文:精细农业实践与农业科技创新论文 21世纪,人类将逐步进入知识经济的时代,迅速发展与普及的信息技术将推动人们在科学利用资源潜力,发展节本增效生产方式,改善和保护生态环境,实现基于信息和知识的生产过程管理决策方面,突破许多传统的模式和观念,开拓出一批具有创新意义的技术体系,以支持社会经济的可持续发展。在实践当今新的农业科技革命中,九十年代初以来在一些发达国家开展的“精细农业”技术体系的研究与实践,就是一种具有创新意义的技术思想,已经引起一些国家政府和科技决策部门的重视。美国国家研究委员会(NationalResearchCouncil)为此曾专门立项组织了一批多学科著名专家对有关发展研究进行了评估,研究报告经过由美国科学院,工程院和医学科学院院士组成的评估组进行审议后,于1997年发表了“PrecisionAgricultureinthe21stCentury-GeospatialandInformationTechnologiesinCropManagement”研究专著,全面分析了美国农业面临的压力、信息技术为改善作物生产管理决策和改善经济效益提供的巨大潜力,阐明了“精细农业”技术体系研究的发展现状,面临的问题及其支持技术产业化开发研究的机遇。近两年来,我国科技界在研究推进新的农业科技革命中,对国外这一技术体系的发展趋势,引起了广泛的关注。新闻媒体陆续有了一些报导,有的单位已开展了有关研究和试验示范工程准备工作,国内外的学术交流与合作联系开始活跃,国外有关产业界开始向我国推荐其技术产品,密切关注中国走向21世纪实现农业现代化、信息化中这一巨大的潜在技术市场。可以预言:“精细农业”技术体系的试验示范及其相关技术产品的开发研究,将在世纪之交成为推进我国新的农业科技革命中的重要研究课题。信息技术革命为农业生产现代化发展提供了新机遇,在开拓新的前沿科技应用研究领域中,发达国家和一些发展中国家的起跑线拉近了距离,时间上的差距在缩小。在某些重要领域实现技术发展上的跨越,将是机遇性的挑战。主席1998.9在安徽考察工作时的讲话中指出:“现在一些发达国家,已经把基因育种工程、电子信息互联网络、卫星地面定位系统等高新技术应用于农业。我们必需有紧迫感,尽快迎头赶上”。“精细农业”技术体系是农学、农业工程、电子与信息科技,管理科学等多种学科知识的组装集成,其应用研究发展必将带动一批直接面向农业生产者服务的电子信息高新技术与工程装备技术的研究与开发,对推动我国基于知识和信息的传统农业现代化,具有深远的战略性意义。“精细农业”,即国际上已趋于共识的“PrecisionAgriculture”或“PrecisionFarming”学术名词的中译。国内科技界及媒体报导中目前尚有各种不同的译法和对其内涵的理解。如译为“精准农业”、“精确农业”、“精细农业”等。实际上,目前国外关于PrecisionAgriculture的研究,主要是集中于利用3S空间信息技术和作物生产管理决策支持技术(DSS)为基础的面向大田作物生产的精细农作技术,即基于信息和先进技术为基础的现代农田“精耕细作”技术。因此,作者认为采用“精细农业”或“精细农作”译名来表达当前实践的这一技术思想的内涵可能更为确切。诚然,当今实践的“精细农作”技术思想,应该扩展到设施园艺、集约养殖、产品加工及农业系统的精细经营管理方面,而形成为完整的“精细农业”技术体系。“精细农业”技术是直接面向农业生产者服务的技术,这一技术体系的早期研究与实践,在发达国家始于八十年代初期从事作物栽培、土壤肥力、作物病虫草害管理的农学家在进行作物生长模拟模型、栽培管理、测土配方施肥与植保专家系统应用研究与实践中进一步揭示的农田内小区作物产量和生长环境条件的明显时空差异性,从而提出对作物栽培管理实施定位、按需变量投入,或称“处方农作”而发展起来的;在农业工程领域,自七十年代中期微电子技术迅速实用化而推动的农业机械装备的机电一体化、智能化监控技术,农田信息智能化采集与处理技术研究的发展,加上八十年代各发达国家对农业经营中必需兼顾农业生产力、资源、环境问题的广泛关切和有效利用农业投入、节约成本、提高农业利润、提高农产品市场竞争力和减少环境后果的迫切需求,为“精细农业”技术体系的形成准备了条件。海湾战争后GPS技术的民用化,使得它在许多国民经济领域的应用研究获得迅速发展,也推动了“精细农业”技术体系的广泛实践。使得近20年来,基于信息技术支持的作物科学、农艺学、土壤学、植保科学、资源环境科学和智能化农业装备与田间信息采集技术、系统优化决策支持技术等,在GPS、GIS空间信息科技支持下组装集成起来,形成和完善了一个新的精细农作技术体系和开展了试验实践。迄今支持“精细农业”示范应用的基本技术手段已逐步研究开发出来,在示范应用中预示了良好的发展前景。近五、六年来,已有数千计的研究成果,实验报告见诸于国际学术会议或学术刊物;每年都举办专题“国际精细农业学术研讨会”和有关装备技术产品展示会;在万维网上设置有多个专题网址,可以及时查询到有关研究发展信息;美、英、澳、加等国一些著名大学设立了“精细农业”研究中心,开设了有关博士、硕士研究方向及培训课程;日、韩等国近年来已加快开展研究工作,并得到了政府部门和相关企业的大力支持。国际上对这一技术体系的发展潜力及应用前景有了广泛的共识,将成为世纪之交发展农业高新技术应用研究的重要课题。“精细农作”技术思想的优秀,是获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素(如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等)实际存在的空间和时间差异性信息,分析影响小区产量差异的原因,采取技术上可行、经济上有效的调控措施,区别对待,按需实施定位调控的“处方农作”。正是信息技术革命为这一技术思想的实践,提供了先进的技术手段。千百年来的作物生产,都是以地区或田块为基础,在区域或田块的尺度上,把耕地看作是具有作物均匀生长条件的对象进行管理,如利用统一的耕作、播种、灌溉、施肥、喷药等农艺措施,满足于获得区域、农场或田块的平均产量的认识水平,很少顾及对农田的盲目投入及过量施肥施药造成的生产成本增加和环境污染后果。传统的农业技术推广模式,也是在区域尺度上进行品种选择、土肥监测,通过地区试验积累的适于当地的栽培管理措施向农户推荐使用。实际上,即使在同一农田内,地表上、下影响作物生长条件和产量的明显时空分布差异性,包括农田内作物病、虫、草害总是先以斑块形式在小区发生,再逐步按时空变化蔓延的特性,早已为人们所认识。几世纪前,农民把土地划分为小田块来耕作经营,正是受到对作物生长环境和产量空间变异的感性知识的影响。我国农民几千年来在小块土地上经过劳动密集的投入和积累的丰富生产管理经验而形成的“传统精耕细作”技术,也可以在小块农田内达到很好的经济产量,只是没有现代科学方法的定量研究和现代工程手段的支持来形成大规模的生产力。本世纪初期,科学家就研究报告过作物产量和田间土壤特性,如N、P、K、pH、SOM含量等在田间分布具有明显的差异性。1929年,Illinois大学C.M.Linsley和F.C.Bauer发表文章劝告农户应绘制自己田区内的土壤酸度分布图和按小区需求使用石 灰的建议。 之后,一直都有关于农田土壤和收获量空间变异性研究的报导。八十年代以来,关于在农田中实施土壤肥力、植保和作物生产定位管理(SiteSpecificCropManagement)的技术研究受到广泛的重视。世界著名厂商先后向市场提供了装有空间定位和产量传感器的现代谷物联合收获机,已可以在收获过程中自动采集以12-15m2为单元的小区产量与对应地理坐标位置的数据,并进一步通过模糊聚类分析软件自动生成农田内作物产量分布图。多年的试验实践表明,田区内小区平均产量的最大差异可以超过100%。由于作物生产还受到气候变异的影响,经连续多年对同一田区积累的数据表明,同一小区年际间的产量差异性也可能是十分明显的。田区内产量上述明显的时空分布差异性,显示了农田资源利用存在的巨大潜力。现代农学技术与电子信息技术的发展,为定量获取这些影响作物生长因素及最终收成的空间差异性信息,实施基于知识和现代科技的分布式调控,达到田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的经济产量成为可能。图1是精细农作技术思想的示意图。其实施过程可描述为:带定位系统和产量传感器的联合收获机每秒自动采集田间定位及对应小区平均产量数据通过计算机处理,生成作物产量分布图根据田间地形、地貌、土壤肥力、墒情等参数的空间数据分布图,作物生长发育模拟模型,投入、产出模拟模型,作物管理专家知识库等建立作物管理辅助决策支持系统,并在决策者的参与下生成作物管理处方图根据处方图采用不同方法与手段或相应的处方农业机械按小区实施目标投入和精细农作管理。由图1可以看出,这一技术思想是通过多次循环的实践,来不断改善农田资源环境,积累知识,逐步达到作物生产管理精细化的过程。由于大田作物生产受到众多时空变化因素的影响,利用生产潜力的处方措施,还需要兼顾生产力、经济性、环境后果的优化目标,因此,其技术思想并不是单纯追求技术措施的“准确”。事实上,目前应用于获取小区产量数据的空间尺度为12-15m2,获取农田土壤信息的尺度大多还只可能精细到60m左右。在实际操作上,对获取的空间信息还需要通过模糊聚类处理,生成技术上可行、经济上合理的处方图来指导处方农作,因而还谈不到“精准”的操作。而且随着技术的不断进步,特别是农田土壤、作物苗情、病虫草害信息实时快速采集技术的突破,农业处方操作也将愈益精细化。上述精细农作技术体系在许多发达国家的试验和应用表明,可以显著提高耕地的生产潜力,节约良种、化肥农药和能源投入,获得良好的经济效益,受到农户的欢迎。 “精细农作”是基于田间小区作物生长条件的空间差异性,为实现优化作物生产系统的目标而提出的。但工程支持技术的开发研究,对实现这一技术思想起着重要的作用。如:农田信息采集与处方农作的空间定位,需依靠全球卫星差分定位系统(DGPS);地理空间信息管理和数据处理,需要应用地理信息系统(GIS);未来大量地理空间数据的更新,需要遥感技术(RS)的支持;作物产量计量与小区产量图的生成需要能按秒记录收获机累计产量和对应地理坐标位置的智能型收获机械,以及计算机数据处理和产量图自动生成软件技术;田区空间变量信息的快速实时采集,需要研究基于新原理的传感技术与信号处理技术;按小区实施自动处方农作、调控目标投入需要变量处方农业机械;制定科学的农作处方需要农学知识和计算机作物管理辅助决策支持系统的支持;作为一个能协调运作的智能化系统需要有高效的信息集成以及有关信息传输、标准化技术的研究等等。 迄今“精细农业”在发达国家也不过五、六年的应用试验历史,部分支持技术手段还不十分成熟,有待不断研究完善,相关的应用基础研究还比较薄弱。“精细农业”应用实践可根据不同国家、不同地区的社会、经济条件,围绕提高生产、节本增效、保护环境的目标,采用不同的技术组装方式,逐步提高作物生产管理的科学化与精细化水平。其中,获取农田小区产量空间分布的差异性信息是实践“精细农作”的基础。有了小区产量分布图,农户既可以根据自己的经验知识,分析小区产量差异的原因,选择经济适用的对策,在现实可行条件下采取适当措施实施调控;也可以根据技术经济发展的条件,利用先进的科技手段或智能化变量处方农业机械实现生产过程的自动调控。 “精细农业”研究的革命性的意义是提出了一种经营现代农业的新技术思想并付诸于实践,发展前景已在国际上具有广泛的共识。1998.1美国副总统戈尔第一次提出要建立以1米分辩率的“数字地球”的概念,在地理信息学术界引起了广泛的反响,它为认识世界科技进步对未来人类生存方式的影响提出了全新的观念。“精细农业”的实践将在下一世纪开发“数字地球”的实践中占有十分重要的地位。我国农业仍处于传统农业向现代农业转化的历史过程中,全面实践这一新技术体系的路程还很遥远。但启动这一新技术的示范与实践研究,将有利与推动实现我国农业生产知识化与信息化进程,改变传统技术思想,追踪科技进步,有利于推动基于信息和知识的农用先进支持技术产品制造业、服务业的发展。在“精细农业”技术体系的实践中,也将可开发出一系列适用新技术产品。 为支持当前的“科技兴农”服务。在发展研究中,个人认为需要重视如下问题: 加强对国际有关发展信息和经验的研究,提出符合国情的发展战略。九十年代以来,国外许多单位已经积累了一大批示范试验数据与支持技术产品开发研究成果。可以采取引进技术思想与部分装备技术和自主创新相结合。找准切入点,注重其支持技术产品的国产化及产业化开发。“精细农作”的技术思想在国际科技界共识的基础上有其特定的涵义,即认识农田内小区产量和影响作物生长条件的空间差异性,实施定位处方农作。它是适应集约化、规模化程度高的作物生产系统可持续发展目标而提出的,在我国可先在规模化农场、部分大城市郊区和农业高新技术综合开发试验区,力求在农田小区的尺度上进行研究与实践。我国广大农村农田经营规模小,生产手段仍较落后,实现广域的现代农田精细经营尚需有较长的发展过程,有条件的地区可先以村片、农田的尺度上对精细农作的技术思想进行示范试验研究,并可着重结合发展农村社会化服务方式创新中,开拓出新的服务领域。这样,既可以使我国的研究实践与国际上的研究发展趋势相接轨,又可以探索形成具有国情特色、有利于在农村逐步推广先进的农作技术体系。 精细农业论文:现代农业规模化精细化 摘要:由于理论的局限性和实践经验的缺乏,中国农业发展虽然取得了很大的成绩,但并没有从根本上改变传统农业的特征。城市工业化对农村剩余劳动力的有限吸收决定了中国不可能照搬刘易斯模式实现农业现代化。规模化和精细化作为现代农业的两个发展方向,必将成为中国农业经营的现实选择。 关键词:传统农业;现代农业;规模化;精细化 改革开放以来,以上世纪80年代初期的联产承包责任制为主要标志,中国农业经历了一系列比较成功的发展时期。然而,由于理论的局限性和实践经验的缺乏,中国并没有从根本上改变传统农业的特征。农业脆弱的基础地位在中国新一轮的通货膨胀中暴露无遗。据国家统计局的信息,2007年,中国居民CPI上涨4.8%,涨幅比2006年提高3.3个百分点,而食品价格上涨成为拉动价格总水平上涨的最主要原因。2008年,中国物价上涨的势头有增无减,仅2月份的CPI就达到8.4%,创下十二年来的新高。可以说,中国“低通胀、高增长”的黄金发展时期已经过去了。农业是食品加工工业的基础,深刻反思中国农业发展的不足,不仅有利于从根本上解决目前的通货膨胀问题,更有利于中国农业抓住契机,迅速向现代农业转变。 一、传统农业发展理论的局限性 传统农业发展理论以阿瑟·刘易斯的《二元经济论》和舒尔茨的《改造传统农业》为代表。应该说,这两大理论都为传统农业向现代农业的转变提供了崭新的思路,对二次世界大战以后世界农业的发展发挥了一定的积极作用。然而,理论本身的缺陷,非常苛刻的理论应用前提,加上缺乏实践经验的必要总结和提炼,很容易导致发展中国家农业在经历一段短时期的繁荣之后再次陷入停滞,回到那种投入产出的低水平均衡。以《二元经济论》为例,刘易斯最重要的假设就是农村存在隐性失业,农业劳动的边际生产率为零或者为负数。在对农业生产没有任何不利影响的前提下,农村劳动力可以源源不断地流向城市,加人工业化进程。当农村劳动力流出到一定程度时,农产品产量下降,价格上升,追求利润的动力将促使农民把现代农业的生产要素引进来,从而实现传统农业向现代农业的转变。然而,从发展中国家的实践来看,不仅是刘易斯的假设站不住脚,刘易斯所描述的二元经济向一元经济转变的过程也过于简单。首先,正如美国西奥多·W·舒尔茨所指出的,农村劳动的边际生产力为正,不是零,更不是负数,因此农村劳动力流出带来的直接后果就是农产品产量和质量的下降。其次,农产品价格的上升几乎伴随着劳动力流出的开始而开始,并不是有相当长一段时间的滞后期。因为相对于较低的农业劳动生产率,工业的劳动生产率较高,即使在农产品产量和质量保持不变的情况下,农产品的相对价格也会上升。再次,农产品价格上升所带来的利润,并不能肯定把现代农业生产要素引进来。因为现代农业生产要素是多种要素的集合体,其中许多关键性的生产要素具有很长的生产周期。农产品市场的价格波动足以扼杀现代农业生产要素的整体引进,取而代之的是增加传统农业生产要素的投入,从而使得传统农业向现代农业的转变功败垂成。最后,考虑到经济开放的因素,农产品的进口足以阻止任何农产品的价格上涨和农业生产利润的获得。因此,无论是二元经济理论还是改造传统农业理论,它们都存在先天的局限性。这种局限性在中国过去三十年的农业发展中充分暴露了出来。 二、中国农业发展存在的问题 1978年以来,中国农业发展取得了很大的进步。1985年,在中国具有深远影响的家庭联产承包责任制不仅全面铺开,其效应也已开始充分发挥,中国农业取得了前所未有的大丰收。现在,中国农业的发展基本满足了国民经济迅猛发展对农产品的需求,农产品的进口在全部进口总额中只占很小比重,这对于拥有13亿人口的发展中大国而言,是非常了不起的成就。 然而,我们在看到成绩的同时,也要看到问题和不足。总体上说,中国农业发展面临着两大问题:一是中国农业仍是一个低收入行业,二是农村劳动力向城市的转移受到工业化能力的限制。这两大问题相互交织,相互作用,维持着中国农业投入产出的低水平均衡。需要指出的是,农业的低收入使农村劳动力流出,极大降低了农业劳动力的整体素质,这对主要依赖人力资本的中国农业现代化造成了致命打击。巨大的城乡收入差距,不仅意味着农村较低的消费和生活水平,也意味着农村的低储蓄和低投资,意味着改造传统农业所需要的货币资本和实物资本投入都面临不可克服的现实困难。然而资金的缺乏还不是最主要的,因为在发达的金融市场中,只要有丰富的人力资本,信用仍然能够弥补货币和实物资本的不足,但务农的低收入恰恰又让农村本已稀缺的人力资本进一步流失。现代农业需要的不是廉价的低素质劳动力,而是具有较高教育水平和相当技术含量的高技术劳动者,这种劳动力在农村很奇缺。然而在农业劳动低收入的刺激之下,不仅有一定技术水准的劳动力走向了城市,甚至具有强壮体力的简单劳动力也离开农村,这意味着滞留在农村的劳动力主体是老、弱、病、残,他们无论在劳动力数量还是质量上都不可能胜任中国农业发展的需要。农产品价格偶然性上涨所带来的经济刺激,其结果不可能是现代农业生产要素的投入,而只能是传统农业生产要素的简单追加。农产品销售的高价格最终对应着农产品生产的高成本,而不是通过引进现代农业生产要素降低生产成本,获取更多的农业利润,从而使农业生产进入良性循环。 如果说,务农的低收入为传统农业的现代化制造了巨大障碍,城市工业化接纳农村剩余劳动力能力有限,则使传统农业维持的低水平均衡获得了必要的外部条件。受工业化产品市场容量的限制,劳动密集型产业在中国城市的发展遇到瓶颈,城市产业结构的升级进一步表明依靠城市工业化来完全吸纳农村剩余劳动力是不现实的。在这种情况下,民以食为天,廉价的劳动力大军盘踞在农村,也就为传统农业的延续提供了最好的土壤。在改革开放的三十年里,尽管中国的农业机械总三、规模化与精细化是中国农业发展的基本方向 一方面,中国农村劳动力向城市的转移受到工业化市场容量的限制;另一方面,中国传统农业向现代农业转变又必须以大批农业劳动力的退出为前提,只有这样才可能产生资本对劳动的有效替代。这意味着中国必须开辟一个新的就业领域作为农村过剩劳动力的吸收器。新的就业领域只能来自农业内部,但它绝不是我们日常所理解的现代农业,在严格的意义上,按照刘易斯模式实现的现代农业应称为大田农业。新的就业领域是特种农业,也称精细农业、都市农业,它在日本、东亚四小龙甚至东南亚一些国家已取得一定的成功经验。特种农业生产满足人们特殊需要的农产品,大田农业生产满足人们日常需要的农产品。两者之间最主要的区别,就产品而言,特种农产品异质性高、产品差别化程度大,大田农产品同质性高、几乎完全可替代;就要素投入而言,特种农业是典型的劳动密集型行业,而大田农业是典型的资本密集型行业,尽管二者所需要的技术含量都很高。特种农业和大田农业是现代农业的两个组成部分,它们代表着农业现代化的两个方向,每个发展中国家在实现农业现代化时,都应根据自己的国情,选择适合自己的农业现代化道路,自主决定特种农业和大田农业在本国农业部门中的比重。 实现中国农业现代化,绝不能照抄照搬西方的农业发展理论,必须结合中国国情,创建有中国特色的现代农业发展理论。西方的农业发展理论之所以有效,是因为它适合西方的国情。西方发达国家在工业化的过程中,面临着严重的劳动力短缺,劳动密集型的传统农业除以廉价的资本取代昂贵的劳动力之外,没有任何选择,以机械化为基本特征的西方农业现代化完全是市场竞争的结果,后来的农业电气化、自动化和智能化等都是在机械化的基础上完成的。这种在特殊情形下完成的农业现代化并不意味着西方的农业现代化代表着农业现代化的全部内容,充其量它只是告诉我们,通过资本对劳动的替代,可有效提高农业劳动生产率,创造出更多的农业剩余产品。从这种意义上说,刘易斯的《二元经济论》讲述的是西方的农业现代化之路,是农业劳动力严重不足情形下的农业现代化,这条道路对于有着严重过剩劳动力的中国农业是否适用值得商榷。相反,舒尔茨的《改造传统农业》与其说它为农业的现代化提供了一条新思路,不如说它为西方农业现代化理论补充了新的内容。因为就大田农业而言,刘易斯的《二元经济论》显然更具有说服力。大田作物最基本的特点就是受自然条件影响显著,最能发挥人的主观能动性的地方就是改变劳动的投入方式,这是西方农业现代化首先从以资本替代劳动开始的首要原因,在机械化全面铺开之后,才有化学化、生物化等其他农业现代化技术。这种以节省劳动力为基本目的的农业现代化注定了其产品的劳动含量较低,农产品具有明显的资本密集型特征,但社会发展的需要显然不应局限于资本密集型农产品的满足。舒尔茨的《改造传统农业》在强调农业生产过程中资本与劳动具有可替代性的同时,认为可以通过增加劳动的投入来弥补资本的不足,却无意识地把人们引导到一个农业现代化的全新空间,这就是特种农业的现代化,专门生产劳动密集型农产品。如果说大田作物满足的是人们日常生活的需要,特种农产品满足的就是人们特殊生活的需要。舒尔茨理论应用的结果是,如果要取得成功,只能是特种农业的出现和特种农业现代化的实现,这也许是舒尔茨当初提出这一理论时所没有想到的。 中国在过去三十年中,发展农业不能说不尽力,但农业现代化的步伐始终缓慢,每一次重大的农业技术特别是生物技术的革新,都带来了农产品产量的较大提高,但中国农业始终没能摆脱传统农业的基本特征。 现代农业相对于传统农业而言是一次全新的“革命”。中国发展农业应该两条腿走路:一方面发展大田农业,提高农产品产量,通过机械化解决劳动效率问题;另一方面发展特种农业,提高农产品质量,增加农产品的品种,解决劳动力过剩问题。可以说,没有机械化,就不可能实现大田农业的现代化;同样,没有差别化,也就没有特种农业的现代化。中国农业过去最大的失误是,在强调产量的同时没有将过剩劳动力从大田农业中分离出来。实现大田农业和特种农业的齐头并进,追求农业生产的规模化和精细化,将是中国农业现代化的必然选择。动力有所增加,但中国农业的规模经济效应并没有显示出来,更没有显示出中国农业机械化的强大竞争力。 精细农业论文:精细农业实践及创建 “精细农业”技术体系是农学、农业工程、电子与信息科技,管理科学等多种学科知识的组装集成,其应用研究发展必将带动一批直接面向农业生产者服务的电子信息高新技术与工程装备技术的研究与开发,对推动我国基于知识和信息的传统农业现代化,具有深远的战略性意义。 迄今“精细农业”在发达国家也不过五、六年的应用试验历史,部分支持技术手段还不十分成熟,有待不断研究完善,相关的应用基础研究还比较薄弱。“精细农业”应用实践可根据不同国家、不同地区的社会、经济条件,围绕提高生产、节本增效、保护环境的目标,采用不同的技术组装方式,逐步提高作物生产管理的科学化与精细化水平。其中,获取农田小区产量空间分布的差异性信息是实践“精细农作”的基础。 有了小区产量分布图,农户既可以根据自己的经验知识,分析小区产量差异的原因,选择经济适用的对策,在现实可行条件下采取适当措施实施调控;也可以根据技术经济发展的条件,利用先进的科技手段或智能化变量处方农业机械实现生产过程的自动调控。 “精细农业”研究的革命性的意义是提出了一种经营现代农业的新技术思想并付诸于实践,发展前景已在国际上具有广泛的共识。我国农业仍处于传统农业向现代农业转化的历史过程中,全面实践这一新技术体系的路程还很遥远。 但启动这一新技术的示范与实践研究,将有利与推动实现我国农业生产知识化与信息化进程,改变传统技术思想,追踪科技进步,有利于推动基于信息和知识的农用先进支持技术产品制造业、服务业的发展。在“精细农业”技术体系的实践中,也将可开发出一系列适用新技术产品。在发展研究中,需要重视加强对国际有关发展信息和经验的研究,提出符合国情的发展战略。九十年代以来,国外许多单位已经积累了一大批示范试验数据与支持技术产品开发研究成果。 可以采取引进技术思想与部分装备技术和自主创新相结合。找准切入点,注重其支持技术产品的国产化及产业化开发。“精细农作”的技术思想在国际科技界共识的基础上有其特定的涵义,即认识农田内小区产量和影响作物生长条件的空间差异性,实施定位处方农作。 它是适应集约化、规模化程度高的作物生产系统可持续发展目标而提出的,在我国可先在规模化农场、部分大城市郊区和农业高新技术综合开发试验区,力求在农田小区的尺度上进行研究与实践。我国广大农村农田经营规模小,生产手段仍较落后,实现广域的现代农田精细经营尚需有较长的发展过程,有条件的地区可先以村片、农田的尺度上对精细农作的技术思想进行示范试验研究,并可着重结合发展农村社会化服务方式创新中,开拓出新的服务领域。这样,既可以使我国的研究实践与国际上的研究发展趋势相接轨,又可以探索形成具有国情特色、有利于在农村逐步推广先进的农作技术体系。 精细农业论文:精细农业的实践及农业科技创新 摘要在知识经济时代,信息技术推动了人们生产生活的进步,也打破了传统的观念和模式,对于农业生产而言,只有不断进行农业科技创新,开拓新的技术体系,才能使精细农业成为主流的发展趋势。基于此,从阐述精细农业的内涵入手,通过深入分析其优点和技术构成,针对性地提出农业技术创新的具体对策,旨在为实现农业精细化发展提供有益参考。 关键词精细农业;优点;科技创新;对策 人类正处于科技、信息和知识日新月异的时代,这也为农业经济的发展带来了有利的发展机遇。在新形势下,实现农业现代化,走精细农业发展道路已经成为当前国际国内农业经济学家农业经济发展的共识。我国是一个农业大国,用不足世界耕地面积7%的土地养活着占全世界22%的人口,如此大的压力在客观上要求我国必须走农业持续发展的道路,通过农业科技的革新,走精细农业发展道路才能实现农业经济的持续稳定发展。 1精细农业基本介绍 作为一个传统的农业大国,我国对农业的管理也都是针对土地管理,而忽略土地的时空差异。精细农业(简称PF或PA)的概念最早由国外引进,它是知识经济时代计算机技术和信息技术迅速发展的产物,在农业生产中运用现代科技完成农业生产的变革,从而实现农业生产的集约化、效率化。精细农业所指的是一种变异下的田间管理方法、也是一种现代化的农业战略思想,在大农业中,对人工智能、信息等技术进行宏观及微观运用。开展精细农业生产,对作物的水分、肥料投入量、投入时机、均投作法等均与传统农业有很大不同,它能够实现用最少的资源和最低的成本实现农业生产效益的最大化。 2精细农业在实践中的优点和技术构成 在农业生产实践中,精细农业促使了我国农业生产的迅速发展,其在农业实践中具有以下优点。(1)大大节约水资源。在传统的农业生产中,常采取大水漫灌或沟渠灌溉进行农作物浇灌,这种传统的浇灌方式仅能使水资源灌溉利用率为40%,但在精细农业实践中,由于能够通过动态监控对农作物的水分含量,从而可以利用微灌和滴灌等新的灌溉方法定时定量地对农作物进行浇灌,这样可以将耗水量降到最低,并因灌溉及时使产量达到最高。(2)科学合理地控制施肥量。通过均衡施肥,既可以降低农业生产成本,还能够最大限度地降低农业生产对环境造成的污染,最重要的是可解决传统农业的钾肥、磷肥和氮肥比例失调的问题。(3)最大限度地提高农业生产效率,使农产品质量得到改善,显著提高农业产量。在精细农业实践中,采用更加精细的播种和收获技术,能够实现农业优质、高效、持续、健康发展。在精细农业生产中,其技术构成比较复杂,涉及卫星定位、RS、GIS、监测和传感等技术,在实践中,通过获得农产品产量、土壤等有效的数据信息,快速而准确地掌握和了解整片农田的信息。精细农业的优秀技术思想是分析影响小范围农业产量差异的原因,进而采取技术上可行、经济上有效的措施加以调控,区别对待,对农业生产按需实施定位调控。 3实现精细农业科技创新的对策 针对精细农业在实践中的优点和其技术构成,笔者结合自己多年从事农业工作实践提出了实现精细农业科技创新的有效对策。 3.1为精细农业科技创新打好坚实基础 为实现精细农业的科技创新,必须着力抓好3S技术、合理提高农业机械化程度,妥善处理农田大小和空间差异等问题。例如,在农田差异这一问题上,只有确保农田具备一定的空间差异才能在实施农业精细化技术的实践中获得可观的农业经济利益。而这种空间差异,主要是通过产量差异表现出来的,受农业土壤状况、肥力、土壤墒情、病虫害分布等诸多因素的影响,农作物的产量会出现较大的差异;农田大小的差异完全是受外部环境因素的影响,不同国家、不同地区在发展精细农业的实践中都是会受到外部环境因素的影响使农田大小不一。但无论如何,都是通过精准的计算来科学地设定精细农业基本农田的最小范围的,这也为精细农业实现机械化生产奠定了坚实的空间基础。此外,精细农业的实践离不开卫星定位、3S等农业信息技术,只有实现对农业生产状况的实时准确监测,才能提高播种机、施肥机、喷药机以及收割机的应用效率,这对于提高农业机械化程度和发展大规模的精细化农业具有十分重要的实践意义。 3.2注重对农业精细经营思想的传播 在大农业的背景下,如今的养殖业、农产品加工业均引入了精细经营的思想,大力推广和实践精细农业技术体系,收到了较好的效果,这一点在发达国家得到了很好的证实。我国作为一个农业科技相对落后的发展中国家,也要大力推广精细农业,首先必须牢固树立精细经营的思想和理念,将先进的农业科技引入农业生产中来,最大限度地提高农产品的附加值、提升农产品的品质,只有始终走在农业科技的前沿,才能实现农业的集约化、精细化发展。 4结语 精细农业虽取得了一定的发展成果,但由于其应用试验的历史较短,配套的支持技术手段尚不完善,还需要不断探索和深入的研究,根据当地农业经济的实际具体问题具体分析,大胆创新农业科技手段,实现农业的增产和农民的增收,促进我国农业经济的持续健康发展。 作者:李享 单位:秦皇岛市原种场 精细农业论文:探求精细农业的农业科技创新 早期“精细农业”的技术体系思想在农业领域的研究与实践,自七十年代中期开始,由微电子技术实用化所推动的农业机械的机电一体化、智能化监控技术,以急农田信息智能化采集与处理技术研究的发展,随着上世纪末各发达国家对农业生产力及资源环境问题的广泛关切,并对农业生产进行了有效投入,在节约农业生产成本的同时提高了农业生产的利润,降低环境成本的同时提升农产品市场竞争力,为“精细农业”技术体系的形成准备了条件。 此外,随着GPS卫星遥感定位技术的民用化推进,“精细农业”也在国民经济领域的许多领域收获了发展,同时也推动了“精细农业”技术体系的广泛实践。近20年来,基于信息技术支持的各农业相关科学技术在以GPS技术为代表的空间信息科技支持下迅速得意组装集成,形成并完善了一个新的精细农业技术体系并逐步开展了研究实践。 1“精细农业”技术思想的优秀 依托信息技术革命思想的实践,“精细农业”技术思想也吸收了诸多先进的科学技术手段。“精细农业”技术的思想优秀,是分析影响小范围农业产量差异的原因,进而采取技术上可行、经济上有效的措施加以调控,区别对待,对农业生产按需实施定位调控。自古以来,农作物生产均以地区或田块为基础,将耕地看作是具有作物均匀生长条件的对象进行管理,如为了满足于获得区域、农场或田块的平均产量的认识水平,利用统一的耕作、播种、灌溉、施肥、喷药等农艺措施,但很少顾及对农田的盲目投入及过量施肥施药造成的生产成本增加和环境污染后果。 2工程支持技术的开发研究对“精细农业”的影响 基于田间小区作物生长条件的空间差异性,“精细农业”的目标是为了实现优化作物的生产系统。工程支持技术的开发研究,对“精细农业”技术思想作用重大。如农田信息的采集与农田作物的地理空间定位等工作,就需要依赖于全球卫星差分定位系统(DGPS);地理空间的信息管理和数据处理,需要应用地理信息系统(GIS);而大量地理空间数据的更新,还需要遥感技术(RS)的支持等等,均证明了这一点。 3“精细农业”如何服务“科技兴农” 当前,我国的农业生产仍处于半传统农业生产模式向现代化农业生产转变的过程中,全面实践“精细农业”技术思想的各方面条件尚未成熟。而“精细农业”研究的革命性的意义,在于其提出了一种现代化农业的新技术思想并将这种思想付诸于经营实践,其前景为国际社会所公认。不容置疑的是,“精细农业”这一新技术的示范与实践研究的启动,有利于改变我们千百年来沿袭的传统固有农业生产模式,推动基于信息化的农用制造业与服务业的发展,对于我国现代化农业的发展有百利而无一害。 (1)加强对发达国家“精细农业”成功经验的有效研究,走符合我国国情的“精细农业”发展路线,在农业现代化发展思路上,我们可以“洋为中用”,找准切入点,采取引进技术思想与部分装备技术和自主创新相结合的方法,注重其支持技术产品的国产化及产业化开发。 (2)“精细农业”的技术思想是适应集约化、规模化程度高的作物生产系统可持续发展目标而提出的,根据我国当前实际情况,力求在农田小区的尺度上进行研究与实践可在小范围试验区的基础上逐步进行“精细农业”的推广,以点带面寻求农业生产的整体发展。 (3)目前,我国广大农村农业生产水平相对还比较落后,从“精细农业”指导思想出发,有条件的地区可先以村片、农田为单位对“精细农业”的技术思想进行示范试验研究,并可着重结合发展农村社会化服务方式创新中,开拓出新的服务领域。如此一来,既可以使我国的研究实践与国际上的研究发展趋势相接轨,又可以探索形成具有国情特色、有利于在农村逐步推广先进的农作技术体系。 作者:贾超单位:沾化县富国街道办事处 精细农业论文:精细农业常用理论 “精细农业”的优秀指导思想就是要利用现代地球空间信息技术获取农田内影响作物的生长和产量的各种因素的时空差异,避免因对农田的盲目投入所造成的浪费和过量施肥施药造成的环境污染。具体而言,就是利用卫星定位系统对采集的农田信息进行空间定位;利用遥感技术获取农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息;利用地理信息系统建立农田土地管理、自然条件(土壤、地形、地貌、水分条件等)、作物产量的空间分布等的空间数据库,并对作物苗情、病虫害、墒情的发生发展趋势进行分析模拟,为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息;在获取上述信息的基础上,利用作物生产管理辅助决策支持系统对生产过程进行调控,合理地进行施肥、灌溉、施药、除草等耕作措施,以达到对田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的产量。精细农业技术是运用全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、传感器及检测系统、计算机控制器及变量执行设备等信息技术,对大田农作物生产和畜牧生产实施监控,从而提高作物和畜牧产量和质量,最大限度地保护生态环境,保证农业的可持续发展。 1国内外“精细农业”技术的应用情况 1.1国外“精细农业”技术的应用情况在北美、欧洲和澳大利亚等地“精细农业”技术主要用于土地资源的详查及监测,农作物生长状况的监测和产量预测,灾害性天气、旱情、涝情和水情的监测,农作物病虫害的监测与精细防治和大地号农田的优化施肥等方面。 到了八十年代和九十年代,由于遥感技术(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)的应用,进行农情监测和产量预测已达到更加精确的程度,所用设备的数量和精度都在提高。目前全球已有20000台“产量监测器”投入了使用,有的就装在收获机械上。 目前,在一些国家“可变比率洒施机”的试用引起了人们的极大兴趣。该机器的设计者试图借助于RS、GIS和GPS等技术获取田间信息(包括土壤参数和病虫害情况等),同时机器自动控制农药、化肥和种子的施入量。由于优化施肥,农场主从中可能获得巨大的经济效益。 另一种“可变比率洒施机”名为“实时闭循环系统”(Real-timeclosed-loopSystem),其设计者是想尽可能地摆脱对3S技术的依赖,田间信息直接由安在洒施机上的探测设备获取,并立即对数据进行分析并自动控制农药、化肥和种子的施入量。这种机器保证了所测得信息与所采取措施的地点的一致性。 1.2国内“精细农业”技术的应用情况我国是个农业大国,农业生产的自然条件十分复杂,自然灾害频繁,因此“精细农业”技术对我国农业生产来说是非常重要的。 我国利用地球资源技术卫星遥感资料进行土壤和水文调查开始于七十年代末和八十年代初,山西、内蒙等省(区)的土壤调查和农业区划工作就利用了卫星遥感资料。 1984-1986年,我国在京、津、冀地区,进行了大规模的冬小麦卫星遥感试验,取得了一定成果。1985和1986年小麦产量预报准确率分别为92%和95%。 可见,我国“精细农业”基本上还停留在卫星遥感、地理信息系统和产量预测方面 2“精细农业”的技术思想 精细农业其优秀思想是通过对农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素(如土壤结构、地形、土壤含水量、植物营养、病虫害、杂草等)实际存在的空间和时间差异性的分析,确定影响小区产量差异的原因,采取技术上可行、经济上有效的调控措施,区别对待,按需实施定位调控,以充分利用资源,实现最经济、最合理的投入,获得经济上和环境上的最大效益。精细农业之所以引起全世界广泛的关注,首先是因为它能显著提高产量,提高耕地资源利用潜力和保护环境;其次,是因为精细农业研究的意义已远远超出其技术系统应用发展本身的范围,它提供的技术思想和改造客观世界的认识思维方式,其影响更是深远的。 3精细农业的技术构成 3.1GPS——全球定位系统推动精细农业发展的关键技术是在20世纪70年代末开始建立的全球定位系统。它是一种高精度、全天候、全球性的无线电导航、定位、定时系统,它可提供连续、定位和原子时钟信息。 3.2GIS——地理信息系统地理信息系统以地理空间数据库为基础,在计算机软、硬件的支持下,对有关空间数据按地量坐标或空间位置进行预处理、输入、存储、查询、检索、运算、分析、显示、更新和提供应用、研究,并处理各种空间实体和空间关系。它有如下特征:具有采集、管理、分析和输出多种空间信息的能力;具有空间分析、多要素信息分析和预测预报的能力,可为宏观决策管理服务;能实现快速、准确的空间分析和动态监测研究。将GIS用于精细农业中,可对农田小区的作物产量和各种影响因素进行存储、分析和管理。 3.3RS——遥感技术遥感技术可根据对遥感资料的解译,获得所研究区域内有关信息,具有宏观、快速、动态等特点。 不同含水量的土壤具有不同的地表温度,因而具有不同的热红外特性和热辐射特性。农作物不同生长期和不同生长情况均有不同的光谱反射曲线,所以结合研究区域内抽样调查的资料和GIS数据库,并依靠有关的专业基础知识,利用RS可获得土壤含水量、作物长势和产量等重要资料。 3.4DSS——决策支持系统决策支持系统是根据农业生产者和专家在长期生产中获得的知识,建立作物栽培与经济分析模型、空间分析与时间序列模型、统计趋势分析与预测模型和技术经济分析模型,利用GPS、RS获得的各种信息及GIS建立的数据库,针对小区内农作物生长环境和生长条件时间和空间上存在的差异作出分布式投入决策,即生成田间投入处方图。决策支持系统DSS综合了专家系统ES(expertsystem)和模拟系统SS(simulationsystem),因而能为精细农业的实施提供正确的决策支持。 3.5ST——信息采集与处理技术信息采集与处理技术是获取各种信息的重要手段。精细农业的实现首先在于认识农田小区内农作物生长环境和生物情况的差异而这必须依赖于各种先进的传感器。随着现代科学技术的发展,各种非接触快速测量传感器和智能化传感器为精细农业提供了全新的技术支持。 3.6IAM——智能化农业机械智能化农业机械IAM是实现精细农业的重要设备。智能化农一机械首先必须利用DGPS技术实现精确定位,然后必须根据田间处方图生成的智能控制软件,针对农田小区存在的差异自动执行分布式投入决策。 我国人多地少,面对人口日益增加的巨大压力,对于资源的有效利用和环境保护的要求越来越高,因此,研究和发展适合我国国情的精细农业技术,推动我国农业生产持续稳定发展,是我国农业现代化的重要内容,也是机遇性的挑战,应当引起我国农业科技界的高度重视。 精细农业论文:当代精细农业技术组成以及应用 在过去的半个世纪中,随着生物遗传育种技术的进步,耕地面积的扩大,化学肥料及农药的大量使用,世界农业取得了长足发展。但这种农业增长模式也同时带来了水土流失、生态环境恶化、水资源浪费、生物多样性遭到破坏等一系列问题。为了解决这些问题,“精细农业”的概念和技术应运而生。 1精细农业的含义 “精细农业”的优秀指导思想就是要利用现代地球空间信息技术获取农田内影响作物的生长和产量的各种因素的时空差异,避免因对农田的盲目投入所造成的浪费和过量施肥施药造成的环境污染。具体而言,就是利用卫星定位系统对采集的农田信息进行空间定位;利用遥感技术获取农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息;利用地理信息系统建立农田土地管理、自然条件(土壤、地形、地貌、水分条件等)、作物产量的空间分布等的空间数据库,并对作物苗情、病虫害、墒情的发生发展趋势进行分析模拟,为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息;在获取上述信息的基础上,利用作物生产管理辅助决策支持系统对生产过程进行调控,合理地进行施肥、灌溉、施药、除草等耕作措施,以达到对田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的产量。 2精细农业技术组成 2.1数据采集技术 “精细农业”技术是通过产量测量、作物监测以及土壤采样等方法来获取数据,以便了解整个田块的作物生长环境的空间变异特性。 2.1.1产量数据采集带定位系统和产量测量的谷物联合收割机在收获的同时,每隔1.2秒记录当地的产量,记录数据以文本形式(经度、纬度、产量和谷物含水量)存储在磁卡中,然后读入计算机进行处理。影响产量精度的主要原因是GPS(或DGPS)定位精度、产量传感器的测量精度、实际割幅和前进速度的准确性。 2.1.2土壤数据采集土壤信息一般包括土壤含水量、土壤肥力、SOM、PH、土壤压实、耕作层深度等。利用GPS在田间定位,采集土样。由于采集的土样一般还要送到实验室处理分析,耗资费时,成为实施“精细农业”技术实践的瓶颈。 2.1.3苗情、病虫草害数据采集利用机载GPS或人工携带GPS,在田间行走中随时可定位,记录位置,并记录作物长势或病虫草害的分布情况。 2.2数据分析一般采集的数据都是以文本表形式表示,需要利用一些数学方法进行处理,生成分布图。未来的发展趋势是数据采集和数据分析统一起来,将田间观测者的地理位置和田间观测数据,通过便携PC和天线发往办公室PC,利用软件自动生成田间数据分布图。 2.3决策分析“精细农业”技术是根据田间采集到的不均衡空间分布数据及有关作物其它信息,经过决策分析,来控制投入方式和施用量。决策分析是“精细农业”的优秀,直接影响“精细农业”技术的实践效果。GIS用于描述农田空间上的差异性,而作物生长模拟技术用来描述某一位置上特定生长环境下的生长状态。只有将GIS与模拟技术紧密地结合在一起,才能制定出切实可行的决策方案。 2.4控制实施“精细农业”技术的目的是科学管理田间小区,降低投入,提高生产效率。作为支持“精细农业”技术的农业机械设备,除了带有定位系统和产量测量的联合收割机外,按处方图进行作业的农业机械还有:带有定位系统和处方图读入设备,控制播深和播量的谷物精密播种机;控制施肥量的施肥机;控制剂量的喷药机;控制喷水量的喷灌机;控制耕深的翻耕机等。例如,当驾驶拖拉机在田间喷施农药时,驾驶室中安装的监视器显示喷药处方图和拖拉机所在的位置。驾驶员监视行走轨迹的同时,数据处理器根据处方图上的喷药量,随时向喷药机下达命令,控制喷洒。 3精细农业技术的应用 3.1“精细农业”具有以下优点: 3.1.1提高收益按照土壤特性、作物需求,实施灌溉、施肥、播种和病虫草害防治,即能降低用水、肥料、种子、农药的投入,也能增加作物产量。 3.1.2保护环境根据农田作物定点需求,控制化学物品的施用量,即能降低土壤、地下水、作物品质的污染,也能保护生态环境。 3.1.3提高作物产量和质量根据作物的实际需求,即能避免因过量施用化肥、农药、水带来的副作用,造成作物减产,品质下降,也能改善因缺少养分造成的减产和降低作物品质。 3.1.4提供更多有用信息由于可以获取农田更多的信息,能够使作物生产管理人员制定出更准确、合理的管理决策。 3.2需要满足的条件 3.2.1农田大小农田大小的概念主要取决于外部环境。不同国家,适于“精细农业”技术实践的农田大小不一样。一般需要一个全面的经济分析,可以计算出一个国家适于“精细农业”技术实践的最小农田范围。 3.2.2农机化程度农田可大可小,但是,农业作业若不是机械化,“精细农业”就无法实施。如联合收割机、播种机、施肥机、喷药机、喷灌机等。另外,还需要GIS、GPS(DGPS);信息采集、分析设备;随农业机械配备的定位系统、控制设备、监测设备等。总之,机械化、自动化程度越高,越利于实施“精细农业”技术实践。 3.2.3农田差异一般来说,作物生长没有空间差异的农田,实施“精细农业”技术实践,是不会有经济效益的。农田的空间差异首先表现在产量的空间差异上。产量的差异可能是由于土壤墒情、土壤肥力、病虫草害分布等因素的差异性造成的。 在我国,农田规模较小,机械化水平比较落后,实施广域的“精细农业”技术实践尚需较长的发展过程,但是,结合我国国情,在某些具体条件下,开展“精细农业”技术实践或“精细农业”单项技术实践是可行的。 精细农业论文:规模化和精细化是农业拓展的基本方向 摘要:由于理论的局限性和实践经验的缺乏,中国农业发展虽然取得了很大的成绩,但并没有从根本上改变传统农业的特征。城市工业化对农村剩余劳动力的有限吸收决定了中国不可能照搬刘易斯模式实现农业现代化。规模化和精细化作为现代农业的两个发展方向,必将成为中国农业经营的现实选择。 关键词:传统农业;现代农业;规模化;精细化 改革开放以来,以上世纪80年代初期的联产承包责任制为主要标志,中国农业经历了一系列比较成功的发展时期。然而,由于理论的局限性和实践经验的缺乏,中国并没有从根本上改变传统农业的特征。农业脆弱的基础地位在中国新一轮的通货膨胀中暴露无遗。据国家统计局的信息,2007年,中国居民CPI上涨4.8%,涨幅比2006年提高3.3个百分点,而食品价格上涨成为拉动价格总水平上涨的最主要原因。2008年,中国物价上涨的势头有增无减,仅2月份的CPI就达到8.4%,创下十二年来的新高。可以说,中国“低通胀、高增长”的黄金发展时期已经过去了。农业是食品加工工业的基础,深刻反思中国农业发展的不足,不仅有利于从根本上解决目前的通货膨胀问题,更有利于中国农业抓住契机,迅速向现代农业转变。 一、传统农业发展理论的局限性 传统农业发展理论以阿瑟·刘易斯的《二元经济论》和舒尔茨的《改造传统农业》为代表。应该说,这两大理论都为传统农业向现代农业的转变提供了崭新的思路,对二次世界大战以后世界农业的发展发挥了一定的积极作用。然而,理论本身的缺陷,非常苛刻的理论应用前提,加上缺乏实践经验的必要总结和提炼,很容易导致发展中国家农业在经历一段短时期的繁荣之后再次陷入停滞,回到那种投入产出的低水平均衡。以《二元经济论》为例,刘易斯最重要的假设就是农村存在隐性失业,农业劳动的边际生产率为零或者为负数。在对农业生产没有任何不利影响的前提下,农村劳动力可以源源不断地流向城市,加人工业化进程。当农村劳动力流出到一定程度时,农产品产量下降,价格上升,追求利润的动力将促使农民把现代农业的生产要素引进来,从而实现传统农业向现代农业的转变。然而,从发展中国家的实践来看,不仅是刘易斯的假设站不住脚,刘易斯所描述的二元经济向一元经济转变的过程也过于简单。首先,正如美国西奥多·W·舒尔茨所指出的,农村劳动的边际生产力为正,不是零,更不是负数,因此农村劳动力流出带来的直接后果就是农产品产量和质量的下降。其次,农产品价格的上升几乎伴随着劳动力流出的开始而开始,并不是有相当长一段时间的滞后期。因为相对于较低的农业劳动生产率,工业的劳动生产率较高,即使在农产品产量和质量保持不变的情况下,农产品的相对价格也会上升。再次,农产品价格上升所带来的利润,并不能肯定把现代农业生产要素引进来。因为现代农业生产要素是多种要素的集合体,其中许多关键性的生产要素具有很长的生产周期。农产品市场的价格波动足以扼杀现代农业生产要素的整体引进,取而代之的是增加传统农业生产要素的投入,从而使得传统农业向现代农业的转变功败垂成。最后,考虑到经济开放的因素,农产品的进口足以阻止任何农产品的价格上涨和农业生产利润的获得。因此,无论是二元经济理论还是改造传统农业理论,它们都存在先天的局限性。这种局限性在中国过去三十年的农业发展中充分暴露了出来。 二、中国农业发展存在的问题 1978年以来,中国农业发展取得了很大的进步。1985年,在中国具有深远影响的家庭联产承包责任制不仅全面铺开,其效应也已开始充分发挥,中国农业取得了前所未有的大丰收。现在,中国农业的发展基本满足了国民经济迅猛发展对农产品的需求,农产品的进口在全部进口总额中只占很小比重,这对于拥有13亿人口的发展中大国而言,是非常了不起的成就。 然而,我们在看到成绩的同时,也要看到问题和不足。总体上说,中国农业发展面临着两大问题:一是中国农业仍是一个低收入行业,二是农村劳动力向城市的转移受到工业化能力的限制。这两大问题相互交织,相互作用,维持着中国农业投入产出的低水平均衡。需要指出的是,农业的低收入使农村劳动力流出,极大降低了农业劳动力的整体素质,这对主要依赖人力资本的中国农业现代化造成了致命打击。巨大的城乡收入差距,不仅意味着农村较低的消费和生活水平,也意味着农村的低储蓄和低投资,意味着改造传统农业所需要的货币资本和实物资本投入都面临不可克服的现实困难。然而资金的缺乏还不是最主要的,因为在发达的金融市场中,只要有丰富的人力资本,信用仍然能够弥补货币和实物资本的不足,但务农的低收入恰恰又让农村本已稀缺的人力资本进一步流失。现代农业需要的不是廉价的低素质劳动力,而是具有较高教育水平和相当技术含量的高技术劳动者,这种劳动力在农村很奇缺。然而在农业劳动低收入的刺激之下,不仅有一定技术水准的劳动力走向了城市,甚至具有强壮体力的简单劳动力也离开农村,这意味着滞留在农村的劳动力主体是老、弱、病、残,他们无论在劳动力数量还是质量上都不可能胜任中国农业发展的需要。农产品价格偶然性上涨所带来的经济刺激,其结果不可能是现代农业生产要素的投入,而只能是传统农业生产要素的简单追加。农产品销售的高价格最终对应着农产品生产的高成本,而不是通过引进现代农业生产要素降低生产成本,获取更多的农业利润,从而使农业生产进入良性循环。 如果说,务农的低收入为传统农业的现代化制造了巨大障碍,城市工业化接纳农村剩余劳动力能力有限,则使传统农业维持的低水平均衡获得了必要的外部条件。受工业化产品市场容量的限制,劳动密集型产业在中国城市的发展遇到瓶颈,城市产业结构的升级进一步表明依靠城市工业化来完全吸纳农村剩余劳动力是不现实的。在这种情况下,民以食为天,廉价的劳动力大军盘踞在农村,也就为传统农业的延续提供了最好的土壤。在改革开放的三十年里,尽管中国的农业机械总动力有所增加,但中国农业的规模经济效应并没有显示出来,更没有显示出中国农业机械化的强大竞争力。 三、规模化与精细化是中国农业发展的基本方向 一方面,中国农村劳动力向城市的转移受到工业化市场容量的限制;另一方面,中国传统农业向现代农业转变又必须以大批农业劳动力的退出为前提,只有这样才可能产生资本对劳动的有效替代。这意味着中国必须开辟一个新的就业领域作为农村过剩劳动力的吸收器。新的就业领域只能来自农业内部,但它绝不是我们日常所理解的现代农业,在严格的意义上,按照刘易斯模式实现的现代农业应称为大田农业。新的就业领域是特种农业,也称精细农业、都市农业,它在日本、东亚四小龙甚至东南亚一些国家已取得一定的成功经验。特种农业生产满足人们特殊需要的农产品,大田农业生产满足人们日常需要的农产品。两者之间最主要的区别,就产品而言,特种农产品异质性高、产品差别化程度大,大田农产品同质性高、几乎完全可替代;就要素投入而言,特种农业是典型的劳动密集型行业,而大田农业是典型的资本密集型行业,尽管二者所需要的技术含量都很高。特种农业和大田农业是现代农业的两个组成部分,它们代表着农业现代化的两个方向,每个发展中国家在实现农业现代化时,都应根据自己的国情,选择适合自己的农业现代化道路,自主决定特种农业和大田农业在本国农业部门中的比重。 实现中国农业现代化,绝不能照抄照搬西方的农业发展理论,必须结合中国国情,创建有中国特色的现代农业发展理论。西方的农业发展理论之所以有效,是因为它适合西方的国情。西方发达国家在工业化的过程中,面临着严重的劳动力短缺,劳动密集型的传统农业除以廉价的资本取代昂贵的劳动力之外,没有任何选择,以机械化为基本特征的西方农业现代化完全是市场竞争的结果,后来的农业电气化、自动化和智能化等都是在机械化的基础上完成的。这种在特殊情形下完成的农业现代化并不意味着西方的农业现代化代表着农业现代化的全部内容,充其量它只是告诉我们,通过资本对劳动的替代,可有效提高农业劳动生产率,创造出更多的农业剩余产品。从这种意义上说,刘易斯的《二元经济论》讲述的是西方的农业现代化之路,是农业劳动力严重不足情形下的农业现代化,这条道路对于有着严重过剩劳动力的中国农业是否适用值得商榷。相反,舒尔茨的《改造传统农业》与其说它为农业的现代化提供了一条新思路,不如说它为西方农业现代化理论补充了新的内容。因为就大田农业而言,刘易斯的《二元经济论》显然更具有说服力。大田作物最基本的特点就是受自然条件影响显著,最能发挥人的主观能动性的地方就是改变劳动的投入方式,这是西方农业现代化首先从以资本替代劳动开始的首要原因,在机械化全面铺开之后,才有化学化、生物化等其他农业现代化技术。这种以节省劳动力为基本目的的农业现代化注定了其产品的劳动含量较低,农产品具有明显的资本密集型特征,但社会发展的需要显然不应局限于资本密集型农产品的满足。舒尔茨的《改造传统农业》在强调农业生产过程中资本与劳动具有可替代性的同时,认为可以通过增加劳动的投入来弥补资本的不足,却无意识地把人们引导到一个农业现代化的全新空间,这就是特种农业的现代化,专门生产劳动密集型农产品。如果说大田作物满足的是人们日常生活的需要,特种农产品满足的就是人们特殊生活的需要。舒尔茨理论应用的结果是,如果要取得成功,只能是特种农业的出现和特种农业现代化的实现,这也许是舒尔茨当初提出这一理论时所没有想到的。 中国在过去三十年中,发展农业不能说不尽力,但农业现代化的步伐始终缓慢,每一次重大的农业技术特别是生物技术的革新,都带来了农产品产量的较大提高,但中国农业始终没能摆脱传统农业的基本特征。 现代农业相对于传统农业而言是一次全新的“革命”。中国发展农业应该两条腿走路:一方面发展大田农业,提高农产品产量,通过机械化解决劳动效率问题;另一方面发展特种农业,提高农产品质量,增加农产品的品种,解决劳动力过剩问题。可以说,没有机械化,就不可能实现大田农业的现代化;同样,没有差别化,也就没有特种农业的现代化。中国农业过去最大的失误是,在强调产量的同时没有将过剩劳动力从大田农业中分离出来。实现大田农业和特种农业的齐头并进,追求农业生产的规模化和精细化,将是中国农业现代化的必然选择。 精细农业论文:透析精细农业的应用范围及实践 摘要“精细农业”技术的优秀是用信息技术改造传统农业,在机械化基础上,将地理信息系统、定位系统、决策支持系统、传感技术进行集成,实现农业可持续发展目标。实施这项技术,其结果必然会引起一场新的农业科技革命,也必将会对我国未来农业发展产生重大影响。因此,在充分了解“精细农业”技术组成的基础上,探讨了“精细农业”的应用范围,尤其是结合我国国情,提出了在我国逐步实施“精细农业”技术方案。 关键词精细农业;地理信息系统;定位系统;决策支持系统;传感技术 本世纪后半期世界农业的高速发展,除了依靠生物遗传育种技术的进步,耕地和灌溉面积的扩大以外,基本上是在化肥与农药等化学品的大量增加和机械动力与矿物能源大量投入的条件下获得的。由此引起的农业水土流失、土壤生产力下降、农产品和地下水污染、生态环境恶化等问题,已经引起国际社会的广泛关注,并成为实践农业可持续发展的重要驱动力。所谓可农业持续发展是指在农业资源和环境的持续支撑下的农业经济的持续增长。即有效利用农业资源,提高农业利润,减少农业污染。 中国是一个农业大国,用占世界7%的耕地解决了世界22%人口的温饱问题,取得了举世瞩目的成就。但是,我国面对的“人多地少,资源短缺,环境恶化,人增地减”的趋势不可逆转。保证21世纪我国16亿人口的食物安全,关键在于推动农业科技的进步。正如同志所指出的“中国的农业问题,粮食问题要靠中国人自己解决。这就要求我们的农业科技必须要有一个大的发展,必然要进行一次新的农业科技革命”。纵观世界现代农业发展动态,一个新的农业科技革命的序幕已经拉开。以生物技术、信息技术为先导的现代科学技术发展及其在农业上的广泛应用,为世界各国农业发展提供了前所未有的机遇。“精细农业”技术正是在这种环境下应运而生,成为农业信息技术应用的一个重要分支。其优秀是用现代高新技术特别是信息技术来改造传统农业,在机械化的基础上,把地理信息系统(GIS)、定位系统(GPS)、决策支持系统、传感技术进行集成,使作物生产更加科学,减少投入,提高产出,实现高效利用各种农业资源,保护生态环境的农业可持续发展目标。 目前,我国化肥和农药的利用率都在30%左右,农业灌溉水利用率不足35%,仅及发达国家的一半。以施用化肥为例,1978年到1995年,全国化肥用量增长了97%,而粮食仅增长了36%,粮食产量每增长1%,化肥施用量差不多要增长3%。这种化肥施用量递增和过低的利用率,造成化肥报酬递减和对土壤、地下水、谷物的严重污染。如果化肥利用率提高10个百分点,每年即可节约1000多万吨化肥,相当于节约近100亿元人民币。据有关国外报道,“精细农业”技术将会使目前化肥和农药的施用量减少50%甚至更多。 “精细农业”技术组成 1.1数据采集技术 “精细农业”技术是通过产量测量、作物监测以及土壤采样等方法来获取数据,以便了解整个田块的作物生长环境的空间变异特性。 1)产量数据采集 带定位系统和产量测量的谷物联合收割机(如美国JohnDeree和英国MesseyFerguson等),在收获的同时,每隔1.2秒记录当地的产量,记录数据以文本形式(经度、纬度、产量和谷物含水量)存储在磁卡中,然后读入计算机进行处理。影响产量精度的主要原因是GPS(或DGPS)定位精度、产量传感器的测量精度、实际割幅和前进速度的准确性。 2)土壤数据采集 土壤信息一般包括土壤含水量、土壤肥力、SOM、PH、土壤压实、耕作层深度等。利用GPS在田间定位,采集土样。由于采集的土样一般还要送到实验室处理分析,耗资费时,成为实施“精细农业”技术实践的瓶颈。目前商品化的土壤养分快速测试仪器还是基于传统化学分析技术,其可操作性和测量精度有待于改进。国外基于TDR技术的土壤水分测量仪器、基于MR技术的多光谱SOM测试仪器已经商品化,但其价格昂贵,不适于大面积推广使用。 3)苗情、病虫草害数据采集 利用机载GPS或人工携带GPS,在田间行走中随时可定位,记录位置,并记录作物长势或病虫草害的分布情况。如监测病虫草害分布,一般人为可定性分为轻、较轻、中、较重、重,以1、2、3、4、5代表。该数据的准确性很大程度上依赖于人的判断能力。近年来,由于NIR视觉技术、图象模式识别、多光谱识别技术的发展,有关苗情、杂草识别快速监测仪器不久将研制出来,并投入使用。 精细农业论文:智能农业将使欧盟农业数字化和精细化 背景 精细农业使用的是以数据为基础的技术,包括卫星定位系统如GPS以及互联网管理作物以减少化学肥料的使用。数字化技术的使用会帮助农民充分考虑到日常工作的细枝末节从而更有效地管理农场。精细农业可以有效使用化肥与农药,在增产的同时又可以保护土壤和地下水,增产和减少能源损耗就可以同时实现。通过使用互联网传感器,农民可以定向使用化学肥料对具体区域施肥,从而减少了化学肥料的使用,同时又保护了环境。与之相反,传统的农业实践会对整个农田区域进行灌溉、施肥、杀虫和除草而忽略了农田间的差异性。 欧盟“共同农业政策”在2020年应采取直接拨款的方式,并与农村发展支持计划相结合,为数字化的推广做准备。 农产品需求增加与环保要求提高促使政策制定者去寻找一种低投入高产出的创新模式。部分利益相关者认为,欧盟共同农业政策应当充分利用“数字革命”,数字化或精细农业概念会在2021-2027年的共同农业政策讨论中成为焦点。 精细农业是以优化投入管理为基础的,所谓投入管理指的是对农作物的实际需求。精细农业使用的是以数据为基础的技术,包括卫星定位系统如GPS以及互联网管理作物以减少化学肥料的使用。简单来说,精细农业能够使农民注意到日常工作中的细枝末节从而使农民的贸易活动更有效率。 欧盟委员会的通信网络内容和技术总司和农业部目前正着眼于实现农业的数字化。AIOTI是关于智能农业领域的一项大规模的试点计划,该计划将得到3000万欧元的资助。由此欧盟农业部门可以在资金和基础设施等方面实现“数字化飞跃”。 寻找创新思维 共同农业政策中存在以创新思维为驱动的计划,该计划名为“农业生产力与可持续的欧洲创新伙伴关系计划”(EIP-AGRI)。这项计划的根本目的是要创建2020地平线计划与农村发展支持计划之间的联系,同时将理论与实践相结合。 在EIP-AGRI计划中,各方参与者致力于建立一个“运营组织团体”,其目的在于寻求创新方法解决地区性难题。最近一个在主流精细农业方面名为EIPAGRI的社团组织发现数字化农业存在着一系列挑战。报告指出,精细农业需要各方参与人的合作,还要培养能够将创新用于实践的顾问。大多数农民认为精细农业对于小农场而言并不会产生利益,因此区域性的培训显得至关重要。报告中提到,目前欧盟中采用精细化农业的主要还是中欧与北欧的大农场主。至于南欧,面对的是农业经济下行压力和缺水的问题,因此精细化水利技术才更为重要。Yara化肥公司公共事务与行业关系部负责人Jean-Paul Beens认为虽然目前已经具备了解决方案,但也缺乏实际的应用。Beens认为鉴于欧洲农业的差异性,应当对成员国进行更加细致的分析,呼吁成员国支持国家创新伙伴关系计划(NIP),该计划可以使欧盟精细农业更有效率、更具可持续性。他以瑞典为例,提到瑞典对于精细农业工具的应用(如N-传感器)被列为EIP最终报告中的最佳实践案例。 宽带基础设施 欧洲农业机械工业协会(CEMA)提出,充足的宽带基础设施是欧盟农业领域向数字化演变的先决条件。CEMA秘书长认为,宽带访问在欧盟许多农村和人口稀少的地区严重滞后,必须着力避免城乡间的“数字化割裂”,要尽力实现欧盟将在2020年让农业企业和作坊拥有30MB/s连接带宽的目标。 Yara化肥公司利用互联网系统准确地进行肥料使用。Jean-Paul Beens告诉欧盟动态网说,只要农民身边有网络,就可以通过互联网工具实现自动化,在一些发达国家,农民将他们的土地数据上传至公司的APP中,就可以更加快捷地购货或者给拖拉机加油。 数字化技术 CEMA认为,农业领域与农村地区的数字化进程演变首先需要数字化技术。然而随着农民的老龄化(欧盟中仅由约8%的农民年龄在35岁以下),新技术的引进会导致农业行业的“脱轨”。基于此,CEMA认为数字化技术应当使农业领域的工作更富有吸引力才能吸引人才进入农村地区,同时要利用公共政策来支持农民进入和投资数字技术领域,2020年后的共同农业政策会起到重要作用。高级顾问Luc Vernet也有着类似观点,他认为任何的突破性实践都是由开拓者来应用的,比如90年代的有机农业技术,但是要充分考虑技术的潜在可能与欧盟农业行业的特殊性,这种特殊性是由不同规模的农场所决定的,农民需要合理的政策支持来抵御风险。 对于Yara公司而言,数字化技术的引入如同电脑技术被第一次引入一样,目前该技术的基本功能已实现但是潜在的功能仍需探索与掌握,许多农民购买了数字化设备却不能完全使用其功能。Yara公司还要考虑技术的标准化,许多供应商提供的技术相互之间是不兼容的,因此标准化的实现也是一种挑战。 2020年的共同农业政策 欧盟的政策制定者与利益相关者已经着手讨论2020年后的“共同农业政策”(CAP)。一项文件显示,欧洲农业机械工业协会(CEMA)建议欧盟的政策制定者应提供更多的直接拨款和农村发展支持计划以促进新技术的实现。该文件同时提到,应当重建与“共同农业政策”(2007-2013)第68和第69项条款类似的一N机制,即成员国拿出10%的直接预算来做具体计划,旨在提高农业土地的生产率。这种机制既可以是直接拨款(预算中的5%-10%),也可以将未用完的预算用以农村发展计划。 同时,欧洲农业机械工业协会(CEMA)也表示,在下一阶段的CAP(2021-2027)应当投入更多的预算(约占总预算的15%)进行农业领域的研发。 “生产率红利”成为这种绿色方案的一部分。生产率红利,简单来说,就是农民通过相互配合的方式来实现生产率的增加。Adam认为这种红利应该在农业全要素生产率(TFP)下来估算,TFP涉及土壤、水以及管理投入等要素。 Farm Europe网站认为欧盟农场的收益率较低,因此数字化农业应当得到投资和政策的双重支持。Vernet认为共同农业政策(CAP)应当以不同方式鼓励新技术投资,欧盟把数字化技术看作是对气候目标的一种有效方式,他还提到CAP应当通过有效的管理方案帮助农民承担风险。除此之外,欧盟还应设计一些其他配套的细化执行方案。 欧盟动态网评论员Thomas Begon认为,为了能够发展稳固而又有弹性空间的数字化农业,欧洲的农民需要建立全球化的3G和4G移动数据网络以便连接所有的农业装置与软件。协作理念被引入农业实践,通过培训合作顾问协助农民采用新技术,就如同过去法国的合作顾问协助农民引入油菜一样。
工程测量学论文:工程测量学发展管理论文 摘要:本文对工程测量学重新进行了定义,指出了该学科的地位和研究应用领域;阐述了工程测量学领域通用和专用仪器的发展;在理论方法发展方面,重点对平差理论、工程网优化设计、变形观测数据处理方法进行了归纳和总结。扼要地叙述了大型特种精密工程测量在国内外的发展情况。结合科研和开发实践,简介了地面控制与施工测量工程内外业数据处理一体化自动化系统——科傻系统。最后展望了21世纪工程测量学若干发展方向。 关键词:工程测量工业测量精密工程测量测量机器人工程网优化设计 一、学科地位和研究应用领域 1.学科定义 工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。 2.学科地位 测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现展的一级学科。该学科无论怎样发展,服务领域无论怎样拓宽,与其他学科的交叉无论怎样增多或加强,学科无论出现怎样的综合和细分,学科名称无论怎样改变,学科的本质和特点都不会改变。总的来说,整个学科的二级学科仍应作如下划分: ——大地测量学(包括天文、几何、物理、卫星和海洋大地测量); ——工程测量学(含近景摄影测量和矿山测量); ——航空摄影测量与遥感学; ——地图制图学; ——不动产地籍与土地整理。 3.研究应用领域 目前国内把工程建设有关的工程测量按勘测设计、施工建设和运行管理三个阶段划分;也有按行业划分成:线路(铁路、公路等)工程测量、水利工程测量、桥隧工程测量、建筑工程测量、矿山测量、海洋工程测量、军事工程测量、3维工业测量等,几乎每一行业和工程测量都有相应的著书或教材。 由Hennecke,Mueller,Werner3个德国人所编著的工程测量学,主要按下述内容进行划分和编写:①测量仪器和方法;②线路、铁路、公路建设测量;③高层建筑测量;④地下建筑测量;⑤安全监测;⑥机器和设备测量。 由于工程测量的研究应用领域非常广泛,发展变化也很快,因此写书十分困难。目前国内外没有一本全面涉及工程测量学理论、技术、方法和实际应用的现代专著或教材。 国际测量师联合会(FIG)的第六委员会称作工程测量委员会,过去它下设4个工作组:测量方法和限差;土石方计算;变形测量;地下工程测量。此外还设了一个特别组:变形分析与解释。现在,下设了6个工作组和2个专题组。6个工作组是:大型科学设备的高精度测量技术与方法;线路工程测量与优化;变形测量;工程测量信息系统;激光技术在工程测量中的应用;电子科技文献和网络。2个专题组是:工程和工业中的特殊测量仪器;工程测量标准。 德国、瑞士、奥地利3个德语语系国家自50年起组织每3~4年举行一次的“工程测量国际学术讨论会”。过去把工程测量划分为以下几个专题:测量仪器和数据获取;数据解释、处理和应用;高层建筑和设备安装测量;地下和深层建筑测量;环境和工程建筑物变形监测。 1992年第11届讨论会的专题是:测量理论与测量方案;测量技术和测量系统;信息系统和CAD;在建筑工程和工业中的应用。 1996年的第12届讨论会的专题是:测量和数据处理系统;监测和控制;在工业和建筑工程中的质量问题;数据模型和信息系统;交叉学科的大型工程项目。 从以上可见,工程测量学的研究领域既有相对的固定性,又是不断发展变化的。笔者认为,工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障,满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。 二、工程测量仪器的发展 工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。电脑型全站仪配合丰富的软件,向全能型和智能化方向发展。带电动马达驱动和程序控制的全站仪结合激光、通讯及CCD技术,可实现测量的全自动化,被称作测量机器人。测量机器人可自动寻找并精确照准目标,在1s内完成一目标点的观测,像机器人一样对成百上千个目标作持续和重复观测,可广泛用于变形监测和施工测量。GPS接收机已逐渐成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用。将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起,称超全站仪或超测量机器人。它将GPS的实时动态定位技术与全站仪灵活的3维极坐标测量技术完美结合,可实现无控制网的各种工程测量。 专用仪器是工程测量学仪器发展最活跃的,主要应用在精密工程测量领域。其中,包括机械式、光电式及光机电(子)结合式的仪器或测量系统。主要特点是:高精度、自动化、遥测和持续观测。 用于建立水平的或竖直的基准线或基准面,测量目标点相对于基准线(或基准面)的偏距(垂距),称为基准线测量或准直测量。这方面的仪器有正、倒锤与垂线观测仪,金属丝引张线,各种激光准直仪、铅直仪(向下、向上)、自准直仪,以及尼龙丝或金属丝准直测量系统等。 在距离测量方面,包括中长距离(数十米至数公里)、短距离(数米至数十米)和微距离(毫米至数米)及其变化量的精密测量。以ME5000为代表的精密激光测距仪和TERRAMETERLDM2双频激光测距仪,中长距离测量精度可达亚毫米级;可喜的是,许多短距离、微距离测量都实现了测量数据采集的自动化,其中最典型的代表是铟瓦线尺测距仪DISTINVAR,应变仪DISTERMETERISETH,石英伸缩仪,各种光学应变计,位移与振动激光快速遥测仪等。采用多谱勒效应的双频激光干涉仪,能在数十米范围内达到0.01μm的计量精度,成为重要的长度检校和精密测量设备;采用CCD线列传感器测量微距离可达到百分之几微米的精度,它们使距离测量精度从毫米、微米级进入到纳米级世界。 高程测量方面,最显著的发展应数液体静力水准测量系统。这种系统通过各种类型的传感器测量容器的液面高度,可同时获取数十乃至数百个监测点的高程,具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续测量等特点。两容器间的距离可达数十公里,如用于跨河与跨海峡的水准测量;通过一种压力传感器,允许两容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。 与高程测量有关的是倾斜测量(又称挠度曲线测量),即确定被测对象(如桥、塔)在竖直平面内相对于水平或铅直基准线的挠度曲线。各种机械式测斜(倾)仪、电子测倾仪都向着数字显示、自动记录和灵活移动等方向发展,其精度达微米级。 具有多种功能的混合测量系统是工程测量专用仪器发展的显著特点,采用多传感器的高速铁路轨道测量系统,用测量机器人自动跟踪沿铁路轨道前进的测量车,测量车上装有棱镜、斜倾传感器、长度传感器和微机,可用于测量轨道的3维坐标、轨道的宽度和倾角。液体静力水准测量与金属丝准直集成的混合测量系统在数百米长的基准线上可精确测量测点的高程和偏距。 综上所述,工程测量专用仪器具有高精度(亚毫米、微米乃至纳米)、快速、遥测、无接触、可移动、连续、自动记录、微机控制等特点,可作精密定位和准直测量,可测量倾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度,还可测振动频率以及物体的动态行为。 三、工程测量理论方法的发展 1.测量平差理论 最小二乘法广泛应用于测量平差。最小二乘配置包括了平差、滤波和推估。附有限制条件的条件平差模型被称为概括平差模型,它是各种经典的和现代平差模型的统一模型。测量误差理论主要表现在对模型误差的研究上,主要包括:平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断;模型误差对参数估计的影响,对参数和残差统计性质的影响;病态方程与控制网及其观测方案设计的关系。由于变形监测网参考点稳定性检验的需要,导致了自由网平差和拟稳平差的出现和发展。观测值粗差的研究促进了控制网可靠性理论,以及变形监测网变形和观测值粗差的可区分性理论的研究和发展。针对观测值存在粗差的客观实际,出现了稳健估计(或称抗差估计);针对法方程系数阵存在病态的可能,发展了有偏估计。与最小二乘估计相区别,稳健估计和有偏估计称为非最小二乘估计。 巴尔达的数据探测法对观测值中只存在一个粗差时有效,稳健估计法具有抵抗多个粗差影响的优点。建立改正数向量与观测值真误差向量之间的函数关系,可对多个粗差同时进行定位和定值,这种方法已在通用平差软件包中得到算法实现和应用。 方差和协方差分量估计实质上是精化平差的随机模型,过去一直仅停留在理论的研究上。实际中,要求对多种观测量进行综合处理,因此,方差分量估计已成为测量平差的必备内容了。目前,通用平差软件包中已增加了该功能,但还需要在测量规范中明确提出来。 需要指出的是:许多测量作业单位喜欢采用附合导线进行逐级加密,主要依据目前规范中有关一、二、三级导线和图根导线的规定。无疑附合导线具有许多优点,但由于多余观测少,发现和抵抗粗差的能力较弱,不宜滥用。建立一个区域的控制,首级网点采用GPS测量,下面最好用一个等级的导线网作全面加密。从测量平差理论来看,全面布设的导线网具有更好的图形强度,精密较均匀,可靠性也较高。 2.工程控制网优化设计理论和方法 网的优化设计方法有解析法和模拟法两种。解析法是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件,解求目标函数的极大值或极小值。一般将网的质量指标作为目标函数或约束条件。网的质量指标主要有精度、可靠性和建网费用,对于变形监测网还包括网的灵敏度或可区分性。对于网的平差模型而言,按固定参数和待定参数的不同,网的优化设计又分为零类、一类、二类和三类优化设计,涉及到网的基准设计,网形、观测值精度以及观测方案的设计。在工程测量中,施工控制网、安装控制网和变形监测网都需要作优化设计。由于采用GPS定位技术和电磁波测距,网的几何图形概念与传统的测角网有很大的区别。除特别的精密控制网可考虑用专门编写的解析法优化设计程序作网的优化设计外,其他的网都可用模拟法进行设计。模拟法优化设计的软件功能和进行优化设计的步骤主要是:根据设计资料和地图资料在图上选点布网,获取网点近似坐标(最好将资料作数字化扫描并在微机上进行)。模拟观测方案,根据仪器确定观测值精度,可进一步模拟观测值。计算网的各种质量指标如精度、可靠性、灵敏度。精度应包括点位精度、相邻点位精度、任意两点间的相对精度、最弱点和最弱边精度、边长和方位角精度。进一步可计算坐标未知数的协方差阵或部分点坐标的协方差阵,协方差阵的主成份计算,特征值计算,点位误差椭圆、置信椭圆的计算等。可靠性包括每个观测值的多余观测分量(内部可靠性)和某一观测值的粗差界限值对平差坐标的影响(外部可靠性)。灵敏度包括灵敏度椭圆、在给定变形向量下的灵敏度指标以及观测值的灵敏度影响系数。将计算出的各质量指标与设计要求的指标比较,使之既满足设计要求,又不致于有太大的富余。通过改变观测值的精度或改变观测方案(增加或减少观测值)或局部改变网形(增加或减少网点)等方法重新作上述设计计算,直到获取一个较好的结果。 在实践中,总结出了下述优化设计策略:先固定观测值的精度,对选取的网点,观测所有可能的边和方向,计算网的质量的指标,若质量偏低,则必须提高观测值的精度。在某一组先验精度下,若网的质量指标偏高了,这时可按观测值的内部可靠性指标ri,删减观测值。ri太大,说明该观测值显得多余,应删去;若ri很小,则该观测值的精度不宜增加。这种根据ri大小来删除观测值的方法称为从“密”到“疏”,从“肥”到“瘦”的优化策略。 从模拟法优化设计的整个过程来看,它是一种试算法,需要有一个好的软件。该软件除具有通用平差软件的功能外,在成果输出的多样性、直观性,在可视化以及人机交互界面设计方面都有更高要求。同时也要求设计者具有坚实的专业知识和丰富的经验。 用模拟法可获得一个相对较优且切实可行的方案,可进一步用模拟观测值作网的平差计算,同时可模拟观测值粗差并计算对结果的影响。这种方法称为数学扭曲法或蒙特卡洛法。对于一个精度、可靠性以及灵敏度要求极高的监测网或精密控制网,作上述优化设计和精细计算是十分必要的。国内在这方面的应用报道较少。多是为了安全起见,有较大的质量富余,建网费用偏高。网优化设计费用很少,所带来的效益较大,凡是较重要的工程控制网,都应作优化设计。 3.变形观测数据处理 工程建筑物及与工程有关的变形的监测、分析及预报是工程测量学的重要研究内容。其中的变形分析和预报涉及到变形观测数据处理。但变形分析和预报的范畴更广,属于多学科的交叉。 (1)变形观测数据处理的几种典型方法 根据变形观测数据绘制变形过程曲线是一种最简单而有效的数据处理方法,由过程曲线可作趋势分析。如果将变形观测数据与影响因子进行多元回归分析和逐步回归计算,可得到变形与显著性因子间的函数关系,除作物理解释外,也可用于变形预报。多元回归分析需要较长的一致性好的多组时间序列数据。 若仅对变形观测数据,可采用灰色系统理论或时间序列分析理论建模,前者可针对小数据量的时间序列,对原始数列采用累加生成法变为生成数列,因此有减弱随机性、增加规律性的作用。如果对一个变形观测量(如位移)的时间序列,通过建立一阶或二阶灰微分方程提取变形的趋势项,然后再采用时序分析中的自回归滑动平均模型ARMA,这种组合建模的方法,可分性好且具有以下显著优点:将非平稳相关时序转化为独立的平衡时序;具有同时进行平滑、滤波和推估的作用;模型参数聚集了系统输出的特征和状态;这种组合模型是基于输出的等价系统的理想动态模型。 把变形体视为一个动态系统,将一组观测值作为系统的输出,可以用卡尔曼滤波模型来描述系统的状态。动态系统由状态方程和观测方程描述,以监测点的位置、速率和加速率参数为状态向量,可构造一个典型的运动模型。状态方程中要加进系统的动态噪声。卡尔曼滤波的优点是勿需保留用过的观测值序列,按照一套递推算法,把参数估计和预报有机地结合起来。除观测值的随机模型外,动态噪声向量的协方差阵估计和初始周期状态向量及其协方差阵的确定值得注意。采用自适应卡尔曼滤波可较好地解决动态噪声协方差的实时估计问题。卡尔曼滤波特别适合滑坡监测数据的动态处理;也可用于静态点场、似静态点场在周期的观测中显著性变化点的检验识别。 对于具有周期性变化的变形观测时间序列,通过Fourier变换,可将时域内的信息转变到频域内分析,例如大坝的水平位移、桥梁的垂直位移都具有明显的周期性。在某一观测时刻的观测值数字信号可表示为许多个不同频率的谐波分量之和,通过计算各谐波频率的振幅,最大振幅以及所对应的主频率等,可揭示变形的周期变化规律。若将变形体视为动态系统,变形视为输出,各种影响因子视为输入,并假设系统是线性的,输入输出信号是平稳的,则通过频谱分析中的相干函数、频响函数和响应谱函数估计,可以分析输入输出信号之间的相干性,输入对系统的贡献(即影响变形的主要因素及其频谱特性)。 (2)变形的几何分析与物理解释 传统的方法将变形观测数据处理分为变形的几何分析和物理解释。几何分析在于描述变形的空间及时间特性,主要包括模型初步鉴别、模型参数估计和模拟统计检验及最佳模型选取3个步骤。变形监测网的参考网、相对网在周期观测下,参考点的稳定性检验和目标点和位移值计算是建立变形模型的基础。变形模型既可根据变形体的物理力学性质和地质信息选取,也可根据点场的位移矢量和变形过程曲线选取。此外,前述的时间序列分析,灰色理论建模、卡尔曼滤波以及时间序列频域法分析中的主频率和振幅计算等也可看作变形的几何分析。 变形的物理解释在于确定变形与引起变形的原因之间的关系,通常采用统计分析法和确定函数法。统计分析法包括多元回归分析、灰色系统理论中的关联度分析以及时间序列频域法分析中的动态响应分析等。统计分析法以实测资料为基础,观测资料愈丰富、质量愈高,其结果愈可靠,且具有“后验”性质,它与变形的几何分析具有密切的关系,是测量工作者最熟悉和乐于采用的方法。确定函数法是根据变形体的物理力学参数,建立力(荷载)和变形之间的函数关系如位移场的微分方程,在边界条件已知时,采用有限元法解微分方程,可得到变形体有限元结点上的变形。采用有限元法,可以计算混凝土大坝、矿山地表以及滑坡在外力(表面力和体力)作用下的位移值。这种方法不需要监测数据(监测数据仅作检验用),具有“先验”性质。只要有限元划分得当,变形体的物理力学参数(如杨氏弹性模量,泊松比,内摩擦角、内聚力以及容重等)选取得较好,该法无疑是一种多快好省的方法,目前有许多有限元计算软件如COSMOS/M供用。但变形体的物理力学参数的确定和所建立的微分方程都带有一定的假设,有时用有限元法计算的值与实测值有较大的差异,这就导致了将两种方法相结合的综合分析法,以及根据实测值按一定理论反求变形体物理力学参数的反演分析法,通过反演解算,重新用有限元法作修正计算。相对于有限元法,条分法用于边坡稳定性分析、计算和评价更为简单,其中萨尔码(SARMA)法应用最普遍,根据力学模型、几何条件和静力平衡方程,对平衡条件作迭代计算,可定量的得到边坡稳定性评价指标——稳定安全系统。一般要求对条分法和有限元法同时使用。上述方法对大多数测量工作者来说较为陌生,用确定函数法进行地变形的物理解释和预测属于学科交叉领域,需要与地质和工程结构方面的人员合作。 (3)变形分析与预报的系统论方法 用现代系统论为指导进行变形分析与预报是目前研究的一个方向。变形体是一个复杂的系统,它具有多层次高维的灰箱或黑箱式结构,是非线性的,开放性(耗散)的,它还具有随机性,这种随机性除包括外界干扰的不确定性外,还表现在对初始状态的敏感性和系统长期行为的混沌性。此外,还具有自相似性、突变性、自组织性和动态性等特征。 按系统论方法,对变形体系统一般采用输入—输出模型和动力学方程两种建模方法进行研究,前者系针对黑箱或灰箱系统建模,前述的时序分析、卡尔曼滤波、灰色系统建模、神经网络模型乃至多元回归分析法都可以视为输入—输出建模法。采用动力学方程建模与变形物理解释中的确定函数法相似,系根据系统运动的物理规律建立确定的微分方程来描述系统的运动演化。但对动力学方程不是通过有限元法求解,而是在对系统受力和变形认识的基础上,用低阶的简化的在数学上可解和可分析的模型来模拟变形过程,模型解算的结果基本符合客观事实。例如用弹簧滑块模型模拟地震过程的混沌状态和高边坡的粘滑过程,用单滑块模型模拟大坝的变形过程,用尖点突变模型解释大坝失稳的机理。对动力学方程的解的研究是系统论分析方法的优秀,为此引入了许多与动力系统有关的基本概念,这些概念与变形分析和预报密切相关,它们是:状态空间或相空间(称解空间)、相轨线、吸引子、相体积、李亚普诺夫指数和柯尔莫哥洛夫熵等。例如相轨线代表相点运动的迹线,每一个相点代表状态向量(变形、速率或影响因子)在某一时刻的解;吸引子代表系统的一种稳定的运动状态,它可以是一个稳定的相点位,环或环面,也可以是相空间的一个有限区域,对于局部不稳定的非线性系统,将出现分数维的奇怪吸引子,表示系统将出现混沌状态。李亚普诺夫指数描述系统对于初始条件的敏感特征,根据其符号可以判断吸引子的类型以及轨线是发散的还是吸引(收敛)的。柯尔莫哥洛夫熵则是系统不确定性的量度,由它可导出系统变形平均可预报的时间尺度。对变形观测的时间序列(如位移量)进行相空间重构,并按一定的算法计算吸引子的关联维数,柯尔莫哥洛夫熵和李亚普诺夫指数等,可在整体上定性地认识变形的规律。另外,也可根据监测资料,反演变形体系统的非线性动力学方程。 系统论方法还涉及变形体运动稳定性研究,这种稳定性在数学上可转化为微分方程稳定性的研究,主要采用李亚普诺夫提出的判别方法。 系统论方法涉及到许多非线性科学学科的知识,如系统论、控制论、信息论、突变论、协同论、分形、混沌理论、耗散结构等。上述理论远不是工程测量工作者所能掌握的,将系统论方法与变形分析与预报相结合的研究只是初步的,希望有更多的青年学者加入到这一研究领域来。 四、大型特种精密工程测量 大型特种精密工程建设和对测绘的要求是工程测量学发展的动力。这里仅简单介绍国内外有关情况。 1.国内览胜 三峡水利枢纽工程变形监测和库区地壳形变、滑坡、岩崩以及水库诱发地震监测,其规模之大,监测项目之多,都堪称世界之最。不仅采用目前国内外最成熟最先进的仪器、技术,在实践中也在不断发展新的技术和方法,如对滑坡体变形与失稳研究的计算机智能仿真系统;拟进行研究的三峡库区滑坡泥石流预报的3S工程等,都涉及到精密工程测量。隔河岩大坝外部变形观测的GPS实时持续自动监测系统,监测点的位置精度达到了亚毫米。该工程用地面方法建立的变形监测网,其最弱点精度优于±1.5mm。 北京正负电子对撞机的精密控制网,精度达±0.3mm。设备定位精度优于±0.2mm,200m直线段漂移管直线精度达±0.1mm。大亚湾核电站控制网精度达±2mm,秦山核电站的环型安装测量控制网精度达±0.1mm。 上海杨浦大桥控制网的最弱点精度达±0.2mm,桥墩点位标定精度达±0.1mm;武汉长江二桥全桥的贯通精度(跨距和墩中心偏差)达毫米级。高454m的东方明珠电视塔对于长114m、重300t的钢桅杆天线,安装的垂准误差仅±9mm。 长18.4km的秦岭隧道,洞外GPS网的平均点位精度优于±3mm,一等精密水准线路长120多公里。目前辅助隧道已贯通,仅一个贯通面的情况下,横向贯通误差为12mm,高程方向的贯通误差只有3mm。 2.国外简述 国外的大型特种精密工程更不胜枚举。以大型粒子加速器为例,德国汉堡的粒子加速器研究中心,堪称特种精密工程测量的历史博物馆。1959年建的同步加速器,直径仅100m,1978年的正负电子储存环,直径743m,1990年的电子质子储存环,直径2000m。为了减少能量损失,改用直线加速器代替环形加速器,正在建的直线加速器长达30km,100~300m的磁件相邻精度要求优于±0.1mm,磁件的精密定位精度仅几个微米,并能以纳米级的精度确定直线度。整个测量过程都是无接触自动化的。用精密激光测距仪TC2002K距离测量,其测距精度与ME5000相当,对平均边长为50m的3800条边,改正数小于0.1mm的占95%。美国的超导超级对撞机,其直径达27km,为保证椭圆轨道上的投影变形最小且位于一平面上,利用了一种双重正形投影。所作的各种精密测量,均考虑了重力和潮汐的影响。主网和加密网采用GPS测量,精度优于1×10-6D。 露天煤矿的大型挖煤机开挖量的动态测量计算系统(德国)。大型挖煤机长140m,高65m,自重8000t,其挖斗轮的直径17.8m,每天挖煤量可达10多万吨。为了实时动态地得到挖煤机的采煤量,在其上安置了3台GPS接收机,与参考站无线电实时数据传输和差分动态定位,挖煤机上两点间距离的精度可达±1.5cm。根据3台接收机的坐标,按一定几何模型可计算出挖煤机挖斗轮的位置及采煤层截曲面,可计算出采煤量,经对比试验,其精度达7%~4%。这是GPS,GIS技术相结合在大型特种工程中应用的一个典型例子。 核电站冷却塔的施工测量系统。南非某一核电站的冷却塔高165m,直径163m。在整个施工过程中,要求每一高程面上塔壁中心线与设计的限差小于±50mm,在塔高方向上每10m的相邻精度优于10mm。由于在建造过程中发现地基地质构造不良,出现不均匀沉陷,使塔身产生变形。为此,要根据精密测量资料拟合出实际的塔壁中心线作为修改设计的依据。采用测量机器人用极坐标法作3维测量,对每一施工层,沿塔外壁设置了1600多个目标点,在夜间可完成全部测量工作。对大量的测量资料通过恰当的数据处理模型使精度提高了一至数倍,所达到的相邻精度远远超过了设计要求。精密测量不仅是施工的质量保证,也为整治工程病害提供了可靠的资料,同时也能对整治效果作出精确评价。 瑞士阿尔卑斯山的特长双线铁路隧道哥特哈德长达57km,为该工程特地重新作了国家大地测量(LV95),采用GPS技术施测的控制网,平面精度达±7mm,高程精度约±2cm。以厘米级的精度确定出了整个地区的大地水准面。为加快进度和避开不良地质段,中间设了3个竖井,共4个贯通面,横向贯通误差允许值为69~92mm(较只设一个贯通面可缩短工期11年)。整个隧道的工程投资预计约15亿瑞士法朗,计划于2004年全线贯通。 高耸建筑物方面,有人设想,在21世纪将建造2000m乃至4000m的摩天大厦,这不仅是建筑师的梦想,也是对测量工程师的挑战。 五、科技研究开发实践 将科研成果转化为生产力是科研的最终目的,作为一门应用性学科,这种转化尤为重要。它主要表现在软硬件的开发研制上。 基于掌上电脑的地面控制与施工测量工程内外业数据处理一体化自动化系统(简称科傻系统)是我们近年来所作的一项科技研究开发实践。科傻系统是对电子全站仪实现在线控制数据采集。掌上电脑上可固化两个软件包,一个用于地面控制测量数据采集、检查、预处理、概算以及网平差等(称科傻一);一个用于工程放样、道路测量以及碎部点数据采集(称科傻三)。另外,在微机上研制了一个“现代测量控制网数据处理通用软件包”(称科傻二)。上述3个软件包既可独立使用,又有密切的联系(特别是科傻一与科傻二之间)。科傻一可用于任意2、3维工程控制网,国家及城市等级网,一、二、三级导线网以及图根加密网的在线或离线数据采集到网平差,实现了内外业数据处理的一体化。同时也可作一、二、三、四等和等外水准测量从数据采集到网平差的数据处理。科傻二除具有任意网形、任意规模的地面平面、高程控制网的平差功能外,还包含近似坐标计算,稀疏矩阵压缩存贮,网点优化排序,闭合差自动计算,概算,粗差定值计算和改正,方差分量估计,贯通误差影响值估算,工程控制网模拟法优化设计,控制网数据管理,网图显绘,成果报表输出,以及与掌上电脑、全站仪的数据通讯等功能。 科傻系统集成了测量学、控制测量学、工程测量学、测量平差等课程的有关专业知识和长期科研成果,可广泛应用于生产、教学及科技开发活动。 基于科傻系统的主要功能,在索佳Powerset2000电脑型全站仪上,已成功地开发了全中文版软件包,这种全站仪通过软件开发,功能得到大大增强,故称为全能型全站仪。结合专业测量特点,我们在科傻系统的基础上还研制开发了“铁路施工测量数据自动化处理系统”。该软件包也通过了铁道部的鉴定,将在整个铁路系统的测量单位推广应用。对于城市工程测量、地籍测量、水利工程测量等各种测量,只要对科傻系统稍加修改,都可以满足测量工程数据采集和处理的一体化自动化要求。同时,可将科傻系统移植应用到不同型号的电脑型全站仪上和商品化掌上电脑上,进一步扩大用户。如果移植到测量机器人上,并进一步开发各种智能化应用程序,可应用到滑坡监测、施工测量中以及工业测量。若再开发与GPS网平差和实时动态定位软件的集成软件包,并研制开发相应的软件,可望大大改变目前工程测量领域的面貌。 通过科技研究开发实践,我们深刻体会到科技是第一生产力的科学论断,感受到了为社会作贡献的人生价值的乐趣。科技开发和成果转化必须有具备以下特点:是真正的转化而不是抄袭,必须有自己的研究成果;有一定特色;既要有通用性也要专业化;易于扩展和维护,要不断完善并推陈出新;要有市场观念、竞争意识和为用户服务的态度。 六、工程测量学的发展展望 展望21世纪,工程测量学在以下方面将得到显著发展: 1.测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展,其应用范围将进一步扩大,影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强; 2.在变形观测数据处理和大型工程建设中,将发展基于知识的信息系统,并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合,解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。 3.工程测量将从土木工程测量、3维工业测量扩展到人体科学测量,如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理; 4.多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用,如GPS接收机与电子全站仪或测量机器人集成,可在大区域乃至国家范围内进行无控制网的各种测量工作。 5.GPS、GIS技术将紧密结合工程项目,在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。 6.大型和复杂结构建筑、设备的3维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。 7.数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为工程测量学专业教育的重要内容。 综上所述,工程测量学的发展,主要表现在从1维、2维到3维、4维,从点信息到面信息获取,从静态到动态,从后处理到实时处理,从人眼观测操作到机器人自动寻标观测,从大型特种工程到人体测量工程,从高空到地面、地下以及水下,从人工量测到无接触遥测,从周期观测到持续测量。测量精度从毫米级到微米乃至纳米级。工程测量学的上述发展将直接对改善人们的生活环境,提高人们的生活质量起重要作用。 工程测量学论文:数学在公路工程测量学上的具体应用 摘要:数学在理工科学科方面有着举足轻重的作用。本文主要讨论数学与测量学的关系,数学在测量上的应用,尤其是在公路工程测量上的具体应用。最后说明数学思想对测量的指导作用。 关键词:数学、公路工程测量、应用 1.引言 数学,是自然科学之首,是一门研究数与量的学科,同时也是一门研究空间形式的学科。作为一门基础学科历史悠久,伴随着人类文明进步不断发展完善,至今数学这门学科的内容丰富,其下门类分科众多,与人类生活息息相关,不可分割。 与其他学科相比,数学是比较抽象的,但其应用又是十分广泛的,其应用范围遍及几乎所有学科,几乎每门学科都用数学解决自身的实际问题。实际问题为数学提供应用背景,数学为实际问题提供理论基础。数学在研究数量、结构、空间及变化上有一个很重要的分支——测量学。 2.公路工程测量学 工程测量学是研究工程建设和资源开发中,在规划、设计、施工、管理各阶段,进行的控制测量、地形测绘和施工放样、变形监测的理论、技术和方法的学科。由于建设工程的不同,工程测量又可分为矿山工程测量学、水利工程测量学、公路工程测量学以及铁路工程测量学等。 公路工程测量是一门重要的应用学科,在生活中所有工程建设项目都必须以社会与经济效益为依据,按照自然条件和预期目的,进行规划设计,测量工作是工程建设中的一项最基础的工作,在道路、桥梁、隧道工程建设中起着重要的作用,为选取一条最经济、最合理的路线,首先要进行路线勘测,绘制带状地形图,进行纵、横断面测量,进行纸上定线和路线设计,并将设计好的路线平面位置、纵坡及路基边坡在地面上标定出来,以指导施工,当路线跨越河流时,拟设置桥梁跨越之前,应测绘河流及两岸地形图,测定桥轴线的长度及桥位处的河床断面,桥位处的河流比降,为桥梁方案选择及结构设计提供必要的依据,当路线纵坡受地形限制,采用避让山岭绕线平面线形不能满足规范要求,而选用隧道方案时,测定隧道进出口大比例尺地形图,为隧道洞口布置选择提供必要的数据。 3.数学与测量学的关系 数学在测量中的应用历史悠久,数学与测量的关系源远流长,数学在测量的各个方面都得到了广泛应用。其应用总体上都是围绕“数”和“形”这两个数学的基本概念进行的。而测量的各个方面在数学的“数”和“形”的应用上又各有侧重。 数学与测量的关系可以追溯到远古时代,人类最早丈量土地就与“数”和“形”有密不可分的关系。科学的产生和发展是有生产决定的。测量科学也不例外,它是人类长期以来,在生活和生产方面与自然界斗争的结晶。由于生活和生产的需要,测量工作在远古时代的人类社会中就被用于实际。早在公元前21世纪夏禹治水时,已使用了“准、绳、规、矩”四种测量工具和方法。埃及尼罗河泛滥后在农田的整治中也应用了原始的测量技术,几何学应用而生。数学为测量的发展提供了有力的解决问题的工具。长期以来,像其他学科一样,测量学就不断应用各种数学方法,几乎所有的数学分支都在测量中取得了重要应用。 测量学中的大地测量学是一门古老而又年轻的学科,是地球科学的一个分支。大地测量系统包括坐标系统、高程系统、和重力系统。其中,大地测量坐标系统规定了大地测量起算基准的定义及其相应的大地测量常数,是大地测量的尺度标准和实现方式。在我国成立初期,我国暂时采用了克拉索夫斯基参考椭球,并与前苏联于1942年坐标系统进行联测,通过计算建立了我国大地坐标系统,称为“北京1954大地坐标系”。由于采用了前苏联的参考椭球使得与我国的大部地区产生了偏差。基于测量工程精确的要求,20世纪八十年代,我国采用国际大地测量和地球物理联合会的IUGG75椭球作为参考椭球,经过大规模的天文大地测量网计算,建立了较为完善的我国独立的参心坐标系统,称“西安1980坐标系统”。其克服了前一系统对我国大地测量计算的某些不利影响。这充分体现出测量学对于准确、精确客观的要求,这与数学对于其自身的客观准确性的要求是密不可分的。 4.数学在公路工程测量学上的具体应用 水准测量是测量学的一个重要组成部分,利用水准仪测量高差,用到了数学中最基本的几何关系,后期对水准测量成果的处理,如:高差闭合差的计算,高差闭合的调整,都是根据数学原理中的求和求差而计算出来的。 角度测量也是测量中非常重要的一个部分,测量角度的仪器——经纬仪,其本身就与数学有着千丝万缕的联系,如仪器架设,水平度盘、竖直度盘的刻度设置。另外测量成果的处理,也有着统计学的数学思想。 测量学上的坐标正算和坐标反算,跟数学上平面直角坐标系中的坐标算法可以说是一模一样。 测量误差的处理方面,利用到了数学中的算术平均值、众数、相对数等。 同样,导线的测量,也是测量学的一个重要的组成部分,在导线的测量过程中,各种复杂的计算,各种公式的代换,以及为减小误差而做的各种计算,都是以数学为基础的。 平面曲线测设中,利用数学中的回旋线作为缓和曲线,在曲线的计算中用到了三角函数、微积分、角度弧度转换、坐标系转换等数学知识。 归根到底,测量的很多方法,背后都离不了数学的支持。在工程测量的这门学科中,从仪器的使用到对所得数据的处理,从对误差的减小到对计算结果的最终检核,始终没有哪一个步骤,哪一个环节,能离得开数学的支持。未来,随着工程测量学的不断深入,知识的不断增加。相信数学和测量学的融入会更加的广泛。正如德国大数学家,号称“数学王子”的高斯曾说:“数学是科学的皇后”。从上述可见,就数学为人类提供精密的测量而言,“科学的皇后”这顶桂冠,数学是当之无愧的。5.数学思想对测量的指导 几乎所有学科都应用到了数学,用数学来解决自身的实际问题,而数学又以此为背景为实际问题提供理论基础。可见数学在其发展的同时促进了其他学科的发展,而其他学科的发展也促进了数学的进步,当然测量也不例外。将数学与测量相结合,对数学与测量都有重要的意义,有效的利用数学及其新的分支学科,更有利于测量的发展。 相信随着数学思想在测量应用的不断加深,一定会使得其有长足的进步与发展。 工程测量学论文:浅析工程测量学 摘 要:随着信息技术的发展,城市工程测量正处在从模拟方法测绘到数字化测绘的变革时期。本文对工程测量学重新进行了定义,指出了该学科的地位和研究应用领域;阐述了工程测量学领域通用和专用仪器的发展;结合科研和开发实践,简介了地面控制与施工测量工程内外业数据处理一体化自动化系统——科傻系统。对工程测量学发展作出了展望。 关键词:工程测量、工程测量学仪器 中图分类号:TB22文献标识码: A 文章编号: 1、概述 由于工程测量的研究应用领域非常广泛,发展变化也很快。工程测量学的研究领域是相对的固定性,又是不断发展变化的。工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供工程保障,满足工程所提出的要求。 解析法和模拟法是网优化设计方法的两种方法。解析法是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件,解求目标函数的极大值或极小值。在工程测量中,施工控制网、安装控制网和变形监测网都需要作优化设计。由于采用GPS定位技术和电磁波测距,网的几何图形概念与传统的测角网有很大的区别。根据设计资料和地图资料在图上选点布网,获取网点近似坐标(最好将资料作数字化扫描并在微机上进行)。除特别的精密控制网可考虑用专门编写的解析法优化设计程序作网的优化设计外,其他的网都可用模拟法进行设计。 多元回归分析需要较长的一致性好的多组时间序列数据。也可用于变形预报。变形观测数据处理的几种典型方法。变形模型既可根据变形体的物理力学性质和地质信息选取,也可根据点场的位移矢量和变形过程曲线选取。变形的物理解释通常采用统计分析法和确定函数法。统计分析法包括多元回归分析、灰色系统理论中的关联度分析以及时间序列频域法分析中的动态响应分析等。系统论方法还涉及变形体运动稳定性研究,这种稳定性在数学上可转化为微分方程稳定性的研究,主要采用李亚普诺夫提出的判别方法。 科傻系统集成了测量学、控制测量学、工程测量学、测量平差等课程的有关专业知识和长期科研成果,可广泛应用于生产、教学及科技开发活动。科傻系统是对电子全站仪实现在线控制数据采集。掌上电脑上可固化两个软件包,一个用于地面控制测量数据采集、检查、预处理、概算以及网平差等称科傻一;在微机上研制了一个“现代测量控制网数据处理通用软件包”称科傻二。一个用于工程放样、道路测量以及碎部点数据采集称科傻三。 2、学科地位和研究应用领域 2.1 学科定义 工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。 2.2 学科地位 测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现展的一级学科。该学科无论怎样发展,服务领域无论怎样拓宽,与其他学科的交叉无论怎样增多或加强,学科无论出现怎样的综合和细分,学科名称无论怎样改变,学科的本质和特点都不会改变。总的来说,整个学科的二级学科仍应作如下划分: 大地测量学(包括天文、几何、物理、卫星和海洋大地测量); 工程测量学(含近景摄影测量和矿山测量); 航空摄影测量与遥感学; 地图制图学; 不动产地籍与土地整理。 2.3 研究应用领域 目前国内把工程建设有关的工程测量按勘测设计、施工建设和运行管理三个阶段划分;也有按行业划分成:线路(铁路、公路等)工程测量、水利工程测量、桥隧工程测量、建筑工程测量、矿山测量、海洋工程测量、军事工程测量、3维工业测量等,几乎每一行业和工程测量都有相应的著书或教材。 由Hennecke,Mueller,Werner 3个德国人所编著的工程测量学,主要按下述内容进行划分和编写:①测量仪器和方法;②线路、铁路、公路建设测量;③高层建筑测量;④地下建筑测量;⑤安全监测;⑥机器和设备测量。 由于工程测量的研究应用领域非常广泛,发展变化也很快,因此写书十分困难。目前国内外没有一本全面涉及工程测量学理论、技术、方法和实际应用的现代专著或教材。 国际测量师联合会(FIG)的第六委员会称作工程测量委员会,过去它下设4个工作组:测量方法和限差;土石方计算;变形测量;地下工程测量。此外还设了一个特别组:变形分析与解释。现在,下设了6个工作组和2个专题组。6个工作组是:大型科学设备的高精度测量技术与方法;线路工程测量与优化;变形测量;工程测量信息系统;激光技术在工程测量中的应用;电子科技文献和网络。2个专题组是:工程和工业中的特殊测量仪器;工程测量标准。 德国、瑞士、奥地利3个德语语系国家自50年起组织每3~4年举行一次的“工程测量国际学术讨论会”。过去把工程测量划分为以下几个专题:测量仪器和数据获取;数据解释、处理和应用;高层建筑和设备安装测量;地下和深层建筑测量;环境和工程建筑物变形监测。 1992年第11届讨论会的专题是:测量理论与测量方案;测量技术和测量系统;信息系统和CAD;在建筑工程和工业中的应用。 1996年的第12届讨论会的专题是:测量和数据处理系统;监测和控制;在工业和建筑工程中的质量问题;数据模型和信息系统;交叉学科的大型工程项目。 从以上可见,工程测量学的研究领域既有相对的固定性,又是不断发展变化的。笔者认为,工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供工程保障,满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。 3、 工程测量仪器的发展 工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。电脑型全站仪配合丰富的软件,向全能型和智能化方向发展。带电动马达驱动和程序控制的全站仪结合激光、通讯及CCD技术,可实现测量的全自动化,被称作测量机器人。测量机器人可自动寻找并精确照准目标,在1 s内完成一目标点的观测,像机器人一样对成百上千个目标作持续和重复观测,可广泛用于变形监测和施工测量。GPS接收机已逐渐成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用。将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起,称超全站仪或超测量机器人。它将GPS的实时动态定位技术与全站仪灵活的3维极坐标测量技术完美结合,可实现无控制网的各种工程测量。 专用仪器是工程测量学仪器发展最活跃的,主要应用在精密工程测量领域。其中,包括机械式、光电式及光机电(子)结合式的仪器或测量系统。主要特点是:高精度、自动化、遥测和持续观测。 用于建立水平的或竖直的基准线或基准面,测量目标点相对于基准线(或基准面)的偏距(垂距),称为基准线测量或准直测量。这方面的仪器有正、倒锤与垂线观测仪,金属丝引张线,各种激光准直仪、铅直仪(向下、向上)、自准直仪,以及尼龙丝或金属丝准直测量系统等。 工程测量学论文:《工程测量学》实践教学改革研究 摘要: 《工程测量学》实践环节在整个教学过程中占有重要地位,针对传统实践教学存在的诸多问题和不足,教改团队提出了多项改革措施并本校学生中进行实验,这是对商丘师范学院办学定位的有益探索尝试,不仅巩固和加深了学生对理论知识的理解与掌握,教学效果良好,更激发了学生们学习技能的积极性、主动性和创造性。 0 引言 《工程测量学》是土木类专业必修和专业基础课,是一门实践性很强,实践与理论结合严密的学科,因此要求其理论与实践教学并重。商丘师范学院是一所应用型本科院校,其中建筑与土木工程学院现有专业土木工程和建筑学两个专业,培养大量应用型人才,由于建院时间较短,在《工程测量学》的教学上存在很多不足,比如,最初由于设备有限,只注重理论教学,学生实践教学较少,后有所改善,但实践教学方面不足之处仍较多。如实践教学环节包括课后实验和课后实习,随着测绘行业新技术、新设备的出现,校园教学设施更新速度远不及行业进步,因此实践教学与实际工程脱节,教学目标中的要求学生创新能力的提高也难以实现。 1 实践教学环节存在的问题 1.1 教材内容落后,理论与实践脱节 教材内容一成不变,如水准仪和经纬仪构造部分,仍以微倾式水准仪和光学经纬仪为主,而在行业中,这两种设备已经尽乎淘汰。本校所用的水准仪也是自动安平水准仪和电子经纬仪。这就导致理论教学与实践教学脱节,学生不知所云。 1.2 实验内容单一,实验基地建设不足 实验学时少,课后实践环节仅停留在仪器的基本使用上,并且由于没有完善的实验场地,学生仅会进行仪器操作,却无法在实际工程中应用。 1.3 实验设备不足,实验学时少 由于建院时间较短,教学设备十分短缺。正常情况4-5人一组使用一台设备,而由于我院学生较多,设备严重不足,实际的实践环节甚至达到10人一组,又因实验课时较少,很多学生甚至还没轮到其操作就已经下课。两周的测量实习,由于学生多,不得不分批次进行,一学年中第一学期的实习时间,排到后面的学生不得不推到寒冬腊月,而第二学期的实习时间则推到酷暑,这两个时间均不利于测量工作的进行。 1.4 实习内容落后,与行业脱节 测量实习还停留在绘制大比例尺地形图,而在行业中多采用数字测图,且在建筑行业中,从事施工放样的人的比例远高于测绘地形图,因此实习环节与行业应用脱节。 2 实践教学改革内容 针对我院往年在上述实践环节中的不足,本教研团队就如何做好实验和实习,如何改进教学手段和方法,提高教学质量和教学效果,进行了探讨和实践应用。 2.1 从思想上重视实践环节 教师必须首先从思想上重视实践教学,因为实践教学是学生掌握理论知识的基本途径和方法,也是反映课堂理论教学效果好坏的一面镜子。教师不能把实践教学仅仅当作一个教学程序,对学生的实践过程放任自流,而应结合实际,思考理论和技能的应用问题,真正站在学生的角度来考虑学什么、教什么、怎么教和怎么学的问题;同时应重视新技术手段的应用,从观念上提高实践教学的自觉性,增强探索改革的意识。[1]从而帮助学生了解测量实践的重要性,激发学生实践兴趣,变传统的被动学习为主动学习。 2.2 教学设备革新、实训基地建立 学校非常重视测量学的实践教学环节,为解决以往测量设备少,学生多的问题,学校大量采购先进的测量仪器,电子水准仪、电子经纬仪、全站仪、激光测距仪、激光投线仪等一批土建施工中常用先进仪器被购进,一方面解决设备数与学生量不成比例问题,另一方面,使学生能接触工地常用仪器,提高上手速度。测量仪器除学生上课时可以使用外,只要有空闲,学生可随时借用。每种仪器都配有内容详尽的功能介绍和操作说明,配有专门的仪器管理老师,即使专业课老师不在,仪器老师也可进行指导。 建立实训基地。测量学实践教学环节应包括实验室、校内实习基地和校外实习基地建设三个方面。[2]为了提高实习质量,我们在校园内建立了一片独立的校内实习场地。并与国家水准点进行连测,建立了可长期使用的标准固定点。实习场地模拟土建工地实际情况建立,使学生在必做的水准仪、经纬仪、全站仪等实验项目上完全与工地接轨。学校与多家建筑企业建立联合培养学生计划,校外实习与建筑施工相结合,让学生能切身参与到施工的各个环节,为将来学生就业打下坚实基础。 2.3 实践教学内容改革 传统实践课都是验证性实验,不利于培养学生的独立观察、思考及分析问题的能力和独立设计实验的创新意识。因此需要减少验证性实验,探索开设设计性实验,注重发挥学生在实践教学活动中的主体作用。在实践课中,教师根据实际土木工程中所用到的测量知识,提出一个测量任务,如一个建筑物的基础放样,某栋新建筑物的变形测量等,让学生根据所学知识自己设计测量计划并进行实施,教师对学生的设计进行启发式指导。这种实践教学方法体现了以人为本的教育思想,有利于创新人才的培养。其打破了实验依附理论的传统教学模式,使实验教学真正成为学生学习知识、培养能力的基本方法和有效途径。[3]另外,根据对用人单位调研后得出的结果,可以适当减少地形图测绘方面的实验课,多增加施工放样、变形观测、竣工观测等工地应用较多的内容。 2.4 实践教学方法改革 多媒体课件多应用于理论教学环节,在测量实验环节,借助多媒体以三维动画的形式来模拟测量仪器的构造、测量的原理与过程,从而缩短了实验课教师的讲解时间,也使得教学内容更直观,学生更易接受,从而更好地完成实验教学任务。同时还可向学生展示新仪器在工程中的应用情况,引导学生将测量课程与所学专业紧密联系。[4]另外,将平时上课情况拍成教学视频,放在校园网上,方便学生学习。 3 结语 以上改革内容在我校11级土木工程专业进行实验,实验结果表明:学生上交的实习成果规范、数据可靠。不仅巩固和加深了学生对理论知识的理解与掌握,教学效果良好,更激发了学生们学习技能的积极性、主动性和创造性。工地实习发现,学生对仪器操作熟练度,解决工地实际问题的能力明显高于往届。另外,学生的团队意识、团队协作能力也得到了很好的提升。 工程测量学论文:论工程测量学的发展及测绘新技术的应用 摘要:工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障。满足工程所提出的要求,精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。本文主要对工程测量的发展历程作了简要概述,阐述了在工程测量中采用的新技术。 关键词:工程测量;测绘技术;展望。 工程测量学新定义 工程测量学科是一门有着悠久历史的应用学科,它直接为各项工程建设服务,并与生产实践紧密结合,是测绘科学中最活跃的一个分支学科。对工程测量学科的一般定义是:城市建设、大型厂矿建筑、水利枢纽、农田水利及道路修建等在勘测设计、施工放样、竣工验收和工程监测保养等方面的测绘工作,统称工程测量学。为了适应国民经济的发展和社会进步的需求,有必要对工程测量学科进行新的定义。对工程测量学科的新定义是:工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科,它主要以建筑工程,机器和设备为研究服务对象,工程测量学科的研究服务领域主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分,在科学上可划分为普通工程测量和精密工程测量。 二、工程测量学的发展简介 工程测量学是的发展历史悠久,它是从人类生产实践中逐渐发展起来的。在很久以前的古代,工程测量学与测量学并没有严格的区分。直到发展到近现代,随着经济的不断增长,工程建设的大规模发展,才逐渐形成了我们所谓的工程测量学。 从工程测量学的历史来看,它经历了从简单到复杂、从手工操作到测量自动化、从常规测量到精密测量的发展道路,它的发展始终与当时的生产力水平相同步,并且能够不断满足大型精密工程中对测量所提出的愈来愈高的需求。 三、工程测量仪器的发展简介 跟工程测量学一样,工程测量仪器的发展,也经历了一个漫长的历史过程。自80年代以来,已经出现许多先进的测量仪器,为工程测量提供了先进的技术工具和手段。 在高程测量方面的发展,表现最为突出的应该是液体静力水准测量系统。这种测量系统通过各种类型的传感器测量容器的液面高度,可同时获取数十乃至数百个监测点的高程,具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续测量等特点。传感器测量容器间的距离最长可达数十公里,可以用于跨河与跨海峡的水准测量;通过一种压力传感器,允许两个容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。 工程测量专用仪器发展中最具显著特点的是多种功能的混合测量系统,该系统是采用多传感器的高速铁路轨道测量系统,用测量机器人自动跟踪沿铁路轨道前进的测量车,测量车上装有棱镜、斜倾传感器、长度传感器和微机,可用于测量轨道的3维坐标、轨道的宽度和倾角。 从上面看来,工程测量专用仪器具有高精度(亚毫米、微米乃至纳米)、快速、遥测、无接触、可移动、连续、自动记录、微机控制等特点,可作精密定位和准直测量,可测量倾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度,还可测振动频率以及物体的动态行为。 工程测量中的测绘新技术 4.1 数字化成图 传统测绘中最重要的内容就是对大比例尺图形的测绘和对工程图的测绘。与传统的测绘手段相比,数字化成图不需要大规模的野外作业,改善了作业环境恶劣和出图周期长的弊端。数字化成图是一种精度高、劳动力小、测绘工作更为便捷的一种新技术的测绘方法。目前,数字化成图分为两种模式,他们分别是内外业一体化成图模式和电子平板成图模式。内外业一体化是一种精度高、分工明确的数据采集方法,与传统的成图技术相比,具有更高的成图效率。 4.2 工程测量中的卫星定位技术 卫星定位技术简称GPS技术,GSP全球定位系统也是由两大系统组成的,这两大系统分别是空间卫星群和地面的监控系统。用户使用的GPS则是由GPS信号接收器、数字处理器、和终端软件组成。GPS接受器可以有选择的接收某个卫星的信号,并对接收的不同卫星的信号进行交换。当GPS设备运作以后,系统会自动产生一个GSP卫星观测文件,观测文件经过终端处理软件的处理,最终形成准确的测量数据。在使用GSP技术的过程中应该注意到一些问题,有些地方是不适合应用GPS测量技术进行量测的,比如短边测量。如果一定要用GPS测量技术对短边进行两侧,为了保证测量精度,一定要经过多次测量。 RTK是以GPS技术为基础的一种能观测到实时动态的测绘新技术,是GPS技术发展的里程碑。RTK测绘技术是在一个点上安装GPS信号接收机,通过定点的GPS信号接收机接收GPS卫星发出的信号,当GPS接收机接收到卫星发出的信号以后在把信号通过基准台发射出去;流动站在在接收GPS卫星信号的同时也能接收到基准台发出的信号,从而得到基准台的观测量。RTK可以根据控制一定量的基准台就可以测得高精度的地形点和相应物体的坐标等,在利用测图软件的基础上就可以生成电子版的地图。近年来RTK测量技术被广泛的应用到地基和房地产测绘领域。 4.3 工程测量中的地理信息技术 地理信息技术简称GIS,GIS是一种新型的科学,它具有集计算机科学、空间科学和环境科学等学科于一体的特点。GIS已经成为了集多学科于一体的不可缺少的信息显示手段。GIS不仅在数据采集、分析可视化方面发挥这巨大的作用,同时GIS也具有空间提示、预警预报和辅助决策的重要测绘功能。经过近些年的发展,GIS早已成为一种成熟的技术在多领域发挥着重要的作用。GIS、内外一体化测绘等测绘技术的应用,真正实现了工程测绘的科学化、标准化、和信息化。 4.4 工程测量中的数字摄影测量技术 数字摄影测量技术是以数字影像和摄影测量为基础,发展起来的一种新型的测绘技术。数字摄影测绘的过程应用了许多学科的理论和方法,它广泛的使用了计算机技术、数字影像处理技术的科学技术,也是一种集多种技术于一体的测量方法。航空摄影测绘是数字摄影测绘中的一种测绘方法,利用这种方法,可以准确的测得比例尺较大的地形测图,通过这种测绘方法可以获得数字、影像等多种地图版本。目前,我国有100多个城市或工测单位利用航测技术制大比例尺地形图和地籍图,最大比例尺为1/500。全数字摄影工作站和GPS技术在工程测绘中的综合利用,使得摄影测量技术更加自动化和数字化。随着数字摄影技术的快速发展,摄影产品正在向4D(数字高模型、数字正射摄影图、数字线切图和数字栅格图)摄影产品转变,数字摄影技术为工程测绘提供了准确的数据。 过去我国只有海图和陆地地形图,没有测量方法测绘海岸带地形图,对中越划分北部联合测绘的难度更是很大,利用传统的测绘方法最少也要两年,现在广州军区某测绘大队里利用航空摄影等高技术手段,并在测绘生产中第一次大胆采用全数字摄影测量作业,作业效率提高一倍多。他们用时7个月就测绘出了两种规范文字的海岸带地形图,为我国海岸带地形测绘建立新的规范和图示提供了理论和实践依据。 4.5 工程测绘中的遥感技术 遥感技术简称RS,RS技术有着自身的优点,它依靠着大面积同步观测、提供更实时有效的数据等优势正在快速发展,近些年来RS也被广泛的应用到卫星技术上去,利用遥感卫星可以获得到更多的地理信息。小比例尺的地图也可以应用遥感影像技术来获取,遥感影像成为了测量城市地图以及种大、中、小图片的重要方法和手段。 国土资源局利用遥感技术对土地进行动态监测:利用遥感技术,对土地的变更、土地调查和动态进行相关的检测。可以及时的发掘违法用地情况,对违法用地的情况上报给有关部门,随着计算机图像处理技术的成熟和完善,利用遥感技术的动态监测技术必将带来更大的方便。 结束语: 工程测量技术是工程施工的前提条件,现代化的工程技术为工程的施工建设提供了基础保障。但是,现代化测量技术相对传统的测量技术对测量人员的技术和素质要求的更高,这也迫使我国应该加快对现代化工程测量技术人员的培养,通过工程测量技术人员技术培训,能够使得工程测量技术人员正确的使用新的测量技术和设备,为工程建设提供更加准确的工程测量数据。 工程测量学论文:关于工程测量学的探讨 摘要:工程测量学主要是研究工程建设和自然资源开发中各个阶段进行的控制和地形测绘、施工放样、变形监测的理论和技术。本文主要对工程测量的发展历程作了简要概述,指出了该学科的研究应用领域,阐述了工程测量学领域涉及到的测量仪器的发展。本文针对多年以来相关领域科研和开发的实践经验,对工程测量在实际生活中的应用,以及一系列基于工程测量的产品应用做了相应的研讨。最后,展望了工程测量在21世纪的发展方向和前景。 关键词:工程;测量;应用 1、工程测量的发展 1.1工程测量的概念与分类 通常,工程测量是工程建设中的所有测绘工作,实际上它包括在工程建设勘测、设计、施工和管理等阶段所进行的各种测量工作的统称。工程测量是服务于各项建设项目的勘测、设计、施工、安装、竣工、监测以及营运管理等一系列工程工序的测量学。 可以将工程测量按照其工作顺序和性质分为以下几种:勘测设计阶段的工程控制测量和地形测量;施工阶段的设备安装测量和施工测量;竣工和管理阶段的竣工测量、变形观测及维修养护测量等。 1.2工程测量学的发展简介 工程测量学是的发展历史悠久,它是从人类生产实践中逐渐发展起来的。在很久以前的古代,工程测量学与测量学并没有严格的区分。直到发展到近现代,随着经济的不断增长,工程建设的大规模发展,才逐渐形成了我们所谓的工程测量学。 从工程测量学的历史来看,它经历了从简单到复杂、从手工操作到测量自动化、从常规测量到精密测量的发展道路,它的发展始终与当时的生产力水平相同步,并且能够不断满足大型精密工程中对测量所提出的愈来愈高的需求。 1.3工程测量仪器的发展简介 跟工程测量学一样,工程测量仪器的发展,也经历了一个漫长的历史过程。自80年代以来,已经出现许多先进的测量仪器,为工程测量提供了先进的技术工具和手段。 在高程测量方面的发展,表现最为突出的应该是液体静力水准测量系统。这种测量系统通过各种类型的传感器测量容器的液面高度,可同时获取数十乃至数百个监测点的高程,具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续测量等特点。传感器测量容器间的距离最长可达数十公里,可以用于跨河与跨海峡的水准测量;通过一种压力传感器,允许两个容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。 工程测量专用仪器发展中最具显著特点的是多种功能的混合测量系统,该系统是采用多传感器的高速铁路轨道测量系统,用测量机器人自动跟踪沿铁路轨道前进的测量车,测量车上装有棱镜、斜倾传感器、长度传感器和微机,可用于测量轨道的3维坐标、轨道的宽度和倾角。 从上面看来,工程测量专用仪器具有高精度(亚毫米、微米乃至纳米)、快速、遥测、无接触、可移动、连续、自动记录、微机控制等特点,可作精密定位和准直测量,可测量倾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度,还可测振动频率以及物体的动态行为。 2、 工程测量的应用研究 随着工程测量科技的不断进步,传统测绘技术向数字化测绘技术转化取得了显著的成绩。工程测量的应用发展趋势和方向是,GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中,并发挥其主导作用。下面介绍几种技术在工程测量中的应用。 2.1 GPS在工程测量中的应用 GPS测量的技术是依据1999年建设部的行业标准《城市测量规范》、1997年建设部的行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》 制定的。 相对于常规测量来说,GPS测量主要有以下几个特点:测量精度高、测站间无需通视、观测时间短、仪器操作简便、全天候作业、提供三维坐标等特点。因此,GPS被广泛应用于房地产测绘、数字化测图及施工放样等各种工作中。 2.2 RS技术在工程测量中的应用 遥感(RS)技术在工程测量中快速的普及,是因为其具有大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性及经济性等优势,多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地观测获取基础地理信息的重要手段。另外,各种中小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获取,为应用于工程测量领域的城市基本地形图、地籍图以及各种大、中、小比例地形图的快速更新提供了十分便利的方法和手段。因此,RS技术在工程测量中的应用意义非凡。 2.3 GIS技术在工程测量中的应用 GIS技术是一门集计算机科学、空间科学信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴学科。GIS技术,现在已成为多学科集成并应用于各领域的基础平台和地学空间信息显示的基本手段与工具。GIS技术的优势不仅仅在于它集地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程,还在于它的空间提示、预测预报和辅助决策功能。现在,GIS技术已经成为一门较为成熟的技术科学,而且已经成为一门新兴的产业,它已经在在测绘、地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划土地管理、区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用。采用数据库、GIS、扫描矢量化及全数字摄影测量等技术,为专业信息系统提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息,以建立各类专业信息系统,从而实现管理的科学化、标准化、信息化。 3、 工程测量学的发展前景 展望现在我国经济发展的局势,工程测量学将在以下方面将得到显著发展: 3.1测量机器人将在多传感器集成系统的人工智能方面取得非常重要的意义,其应用范围将进一步扩大,图形、影像和数据处理方面的能力将进一步增强; 3.2在大型工程建设和变形观测数据处理中,工程测量学将发展基于知识的信息系统,并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合,解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。 3.4工程测量将从原来的土木工程测量扩展到人体科学测量方面。 3.5GPS、GIS技术等相关的技术将紧密结合建设工程项目,在勘测、设计、施工等领域发挥重大作用。 3.6数学模型和物理模型的建立、分析与辨识将成为工程测量学领域在数据处理过程中的重要内容。 总结 综合上面的结论,可以看出工程测量学的发展与应用,主要表现在从点信息到面信息的获取,从静态到动态,从后处理到实时处理,从人眼观测操作到机器人自动寻标观测,从大型特种工程到人体测量工程,从高空到地面、地下以及水下,从人工量测到无接触遥测,从周期观测到持续测量,测量精度从毫米级到微米乃至纳米级。工程测量学的发展将直接对改善人们的生活环境,乃至生活方式产生影响,以及提高人们的生活质量起重要作用。 工程测量学论文:工程测量学课程CAI多媒体课件设计 摘要:在简要分析工程测量学的教学特点和计算机辅助教学优势的基础上,探讨了工程测量学课程研制课件的必要性,并对工程测量学课程CAI课件设计的理论依据、课件选题和设计制作原则和方法进行了有意义的探索和实践。 关键词:工程测量学;计算机辅助教学;CAI;课件 一 、引言 随着计算机技术的发展,多媒体技术也得到了广泛应用。由于其交互性好、表现力强、信息量大、视觉听觉效果突出等特点,逐渐成为现代教学方式的重要组成部分。工程测量学课程教学涉及大量的图形表达,注重学生空间想象力的培养,强调由空间到平面、由平面到空间的思维过程。这些特点决定其课堂教学不仅信息传输量大,而且包含了大量的抽象理论和方法。因此,在工程测量学的教学实施上,单纯依靠传统的教学手段已经很难达到教学目的,需要运用CAI课件等新的教学手段进行辅助教学。 在工程测量学教学中使用CAI课件能把工程测量学的基本原理、重要的公式推导等有机地结合起来, 使教师节约黑板书写时间,提高教学效率,更重要的是让学生看到相关模型的建立和利用数学工具解决实际问题以建立工程测量学基本理论和方法的整个过程,增强了学生分析问题、解决问题的能力,提高了学生的科学素质[1]。在利用多媒体技术进行计算机辅助教学时,还必须根据工程测量学的教学特点和相关学习理论进行计算机辅助教学课件的优化设计,以真正体现计算机辅助教学的优势。 二、工程测量学CAI课件设计的理论依据与基本原则 (一) 多媒体课件设计的理论依据 用建构主义学习理论及基于该理论的CAI课件的设计原则为指导进行工程测量学课件的设计,建构主义学习理论认为,学习过程是人的认识思维活动的主动建构过程,是人们通过现有的知识经验与外界环境进行交互活动以获取意义建构的过程,学习者的知识是在一定的情境下借助他人的帮助,通过意义的建构而获得的,理想的学习环境应包括情景,协作,交流,意义的建构四个部分, 意义的建构是教学的最终目标,一切教学过程都要围绕这一最终目标, 学习者是学习的主体,教师是学习者的促进者,辅助者,引导者,他的任务就是激发学生的兴趣,引导和帮助学生完成意义的建构,要为学习活动的开展尽可能多的创造有意义的学习环境,例如,学生对学习抽象的工程测量学课程往往感到枯燥无味,如果创设有意义的环境,使学生对该课程抽象问题的学习感到具体,形象,生动而乐意主动去学,这就可以有效地激发学生学习本门课程的兴趣。 因此,一个好的课件是要在建构主义学习理论的指导下设计的, 在课件中,利用多媒体课件提供某种符合学习要求的外部刺激,使学生积极主动同外部环境发生相互作用,完成知识结构重组的方法和策略,创设符合教学内容要求的情景和揭示新旧知识间联系的线索,用生动,活泼的方式呈现信息并与学生进行相互交流。 (二) 课件的设计原则 CAI课件的设计离不开教学设计,教学设计专家克拉克说过:“在教学中真正起作用的实际上不是媒体, 而是教学设计。”其含义不是贬低媒体作用,而是指导我们要运用“教学设计”的理论来设计CAI课件, 即CAI课件设计要体现设计者的教学思想,体现教者对于学与教的资源及过程进行系统规划的一套整体性操作程序的主要意图[2],科学严谨的教学设计是制作优秀课件的前提条件。在多媒体CAI课件的设计中, 要想在促进学生认识能力发展方面发挥其应有的作用,就要充分利用多媒体技术体现建构主义学习理论的优势,在工程测量学的课件设计时,应注意以下几点: 1、教学目标的合理安排。 教学目标主要是通过教与学使学生在认知领域,情感领域,动作技能领域达到的既定标准,要求在教学设计中必须明确给出, 此外,教学目标应该与学生学习环境中的目标相符合,教师确定的问题应能使学生感到就是自己的问题,建构主义认为学生不再是教学内容的被动者,而是意义的主动建构者,教师是教学活动的组织者。因此,教师针对教学主题所采用的策略,方法要有利于体现学生为主体的学习这一特点。 2、设计真实的任务。真实的活动是学习环境的重要特征, 建构主义理论提倡从现实情景中学,知识依赖于具体情景,脱离具体情景的抽象,枯燥的知识对学生来说是没有任何吸引力的,利用多媒体和仿真技术设计虚拟现实软件就可以模拟现实世界的真实环境,使学生身临其境,如同在现实生活中,这对知识的建构是很有好处的,一般来说,虚拟现实软件学习效果比较好,但开发起来也有一定的困难,它要求能够根据学生的输入数据进行分析处理并做出相应的场景变化,这是工程测量学教学课件开发的重点。 3、注意设置协作学习的环境。使学生成为独立自主的学习者, 建构主义认为,学生对知识的建构不仅依赖于自身原有的水平和经验,而且在一定程度上取决于同伴之间的对问题的共同讨论和理解,随着计算机网络的发展,多媒体与计算机网络结合起来,设计出支持合作学习的软件将会越来越引起人们的重视, 同时,课件的设计要支持学生对所学内容与学习过程的思考,发展学生自我控制能力,成为独立的学习者,例如:对工程测量学中有些学习主题具有很强的逻辑性分析过程的教学内容如影像匹配理论和技术,可采用探索方法,发现法去创设学习环境, 以利于适应认知过程的发展,使学生主动完成对主体知识的意义建构,还可以根据选题的特点,设置多种与以前学习主题不同但相关的情况,以便学生有多种机会在不同的情况中应用所学知识,从不同侧面来认识同一个主题。 4、要充分注意多媒体技术的特点。在建构主义学习理论中, 意义的建构是学习的最终目的,它靠学生自觉,主动地来完成,教师和外界环境的作用都是为了帮助和促进学生的意义建构,在这一点上, 多媒体技术的优势是其他媒体无法比拟的,因此,在课件设计中应注意到:以多媒体方式呈现教学信息,心理学认为,人的学习活动是多种感受共同参与和协调的结果,调动多个感觉器官共同参与学习活动,其效果最佳, 因此,在CAI课件设计中, 应根据需要尽可能用多种媒体呈现教学内容[3],如符号,语言,文字,声音,图形,动画,视频图像等,把各要素按教学要求进行有机的结合,呈现在屏幕上,为学习提供多样化的外部刺激,使学习效果更佳; 以超文本方式来组织教学信息, 学习者可通过节点间的链接关系方便地进行知识点间的切换,并对有关提问,反馈及帮助信息,提示或导航的呈现环节力求准确、可靠、规范, 方便学习者的学习。下面即是CAI课件设计流程图: 图1工程测量学CAI课件设计流程图 (三)工程测量学课程课件选题的重要原则 在整个工程测量学课程课件设计与制作中,科学性,针对性和实用性是最基本的原则,但这些原则在实际的课件制作过程中,却难以直接操作,因此,在教育理论,因材施教,充分发挥CAI课件的优点,提高教学效果思想的指导下,应制定一些浅显易懂, 操作简便的课件选题原则。 工程测量学CAI课件设计的选题应该遵循这些原则,选题的过程就是一个判断决策的过程,什么样的知识内容作为课件制作的对象,才能最大限度地体现其作为选题的必要性和可行性,这是一个大原则。分析工程测量学教学内容的特点以及制作的可行性和效益性,确定课件选题判断决策流程图, 针对工程测量学教学内容,该流程图最大程度地体现了选题的大原则,克服了常规手段不能很好表现的弊端,任何一节课或一个知识点, 如果按照流程前进,能走到最下层模块,便可以作为课件制作的对象,该节内容或知识点制作成为课件的必要性和可行性是充分的、反之,如果走到右边模块,建议放弃选题,因为该选题已经失去了制作成为课件的价值或者实际意义[4]。 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文 三、工程测量学CAI课件的制作步骤 (一)教学设计 制作电脑课件的目的是为课堂教学服务,在制作课件时,应首先写出授课教案,其内容包括教学目的、教学流程设计、问题和习题,并根据课程讲授的要求确定课件演示的表现手法。 (二) 脚本的设计 根据教学教案和表现手法,设计的课件脚本主要有课件简介、前言、课堂主题内容、总结、习题和退出6大模块。各模块内部包含电脑板书显示方式的过渡效果、画面背景图案、动画演示、重点突出、细节描绘等,并使各模块之间可相互连接和跳转。 (三)课件制作工具的选择 目前,多媒体课件制作工具多种多样,经比较,选择了Macromedia公司的Authorware 6.5。Authorware是一个规模较大、功能丰富、高效的多媒体创作工具,利用其函数变量能完成一些复杂的控制功能,很容易实现人机交互的过程控制,作品结构也比较清晰。Authorware的简单易学、易上手、效率高也是一个重要原因。除此之外,选择Windows自带的绘图工具和Photoshop软件来制作电路图,使电路分析的各个环节能更明确的体现,使同学们在课堂获得更多的理性认识[5]。 (四) 课件的运行、修改和打包 当课件的制作告一段落时,就要检验课件设计的效果,可一边运行课件看其效果,一边进行针对性修改。为满足课堂教学的需要,在教学课堂多次让学生观看,找出存在的问题,设计出更加直观的教学效果。在课件打包时,若的课件脱离Authorware平台的运行环境,就无法单独运行。为了解决这个问题,需重组设置,生成可以单独运行的exe文件,使课件成功。 图2工程测量学CAT课件系统总体框架 四、结论 工程测量学的发展为工程测量学课程教学提出了一系列的挑战,采用计算机辅助教学是解决这一问题的有效手段,计算机辅助教学停留在对传统课堂教学的补充上,对网络学校、虚拟学校、远程教育等概念还朦朦胧胧,但计算机在学与教过程中的优势,已被教师共识, 如何在现代教育科学理论指导下,完成计算机辅助教学课件制作过程中的模式选择,整体策略,制作出符合教学规律,高效能提高课堂教学质量的课件是目前工程测量学课程在采用计算机辅助教学过成中亟待研究的课题, 当前,新的教学手段,新的教育理念得到大力推进,在这个良好的氛围下,探讨工程测量学CAI 课件设计具有现实的意义, 我们有理由相信,只要坚持用教育科学理论指导课件制作实践,未来计算机辅助教学中高质量的课件将不断出自学校教师之手,为培养具有创新素质的人材,提供新的活力。 工程测量学论文:谈测绘及工程测量学中的新技术的应用 摘要:测绘学是一门古老的学科,有着悠久的历史。测绘学的科学地位和作用意义重大。工程测量学是研究工程建设和自然资源开发中各个阶段进行的控制和地形测绘、施工放样、变形监测的理论和技术的学科。随着电子信息技术、通信技术、网络技术等的飞速发展,测绘学也迎来发展的机遇与挑战。测量理论,测量方法,测量仪器的改进推动了测绘学科的发展,现在的测绘不但测量精度大大提高,测量时间大大的减少,劳动强度降低。 关键词:测绘学 新技术 应用 测绘学古老而现代,绘学现在正在向一门刚兴起的学科―地球空间科学发展。测绘学是一门古老的学科,有着悠久的历史。测绘学的发展在世界上古史时代,就有利用测绘学治理尼罗河泛滥后农田边界整理的传说。公元前7世纪,管仲在其所著《管子》一书中已收集了早期的地图27幅。公元前5世界至3世纪,我国已有利用磁石制成最早的指南工具“司南”的记载。公元前130年,西汉初期便有了《地形图》和《驻军图》,为目前所发现我国最早的地图。随着人类社会的进步和科学技术的不断发展,测绘学科的理论、技术、方法及其学科内涵也随之发生了很大的变化。尤其是在当代,由于空间技术、计算机技术、通信技术和地理信息技术的发展,测绘学的理论基础、工程技术体系、研究领域和科学目标与传统意义上的测绘学有了很大的不同。 测绘学的主要研究对象是地球(当然再未来将发展到外太空,研究其他的星球)。人类对地球形状认识的逐步深化,要求精确测定地球的形状和大小,从而促进了测绘学发展。因此,测绘学可以说是地球科学的一个分支。测绘学的研究成果是以地图为代表的信息产品,地图的演变及其制作过程、方法是测绘学进步的一个主要标志。测绘学获取观测数据的工具是测量仪器,测量学的发展很大程度上取决于测绘方法和测绘仪器的创造和改革。测绘仪器的发展经历了早期的游标经纬仪到小平板、大平板仪、水准仪、航空摄影机、摆仪、重力仪、全站仪,测量机器人,数字绘图机。成果也从原来的手绘地图到数字地图,由原来的二维地图到现在的三维地图,四维地图,最近由武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室研制的“天地图”这一伟大成果就是一个很好的代表。 测绘学的科学地位和作用意义重大。在科学研究中的作用:测绘学在探索地球奥秘和规律、深入认识和研究地球的各种问题中发挥着重要的作用。现在的测量技术可以提供几乎任意时区域分辨率系列,具有检测瞬时地理事件如地壳运动,重力场的时空变化,地球的潮汐和自转等问题,这些观测成果可以用于地球内部物质的研究,尤其在解决地球物理方面可以起到辅助作用。测绘学在国民经济上的作用是广泛。丰富的地理信息是国民经济和社会信息化的重要基础,为构建“数字城市”“数字中国”提供了重要的资源。在现代化战争的今天,测绘学在武器的定位、发射、精确制导等方面发挥着不可代替的作用。另外在防灾减灾方面,测绘做出了不可磨灭的作用,2008年汶川特大地震中,测量所的的地图在救灾中起指导作用,减少了灾难等带来的重大损失。在以后的发展中,测绘在防灾、减灾上仍然将发挥它的作用。 测绘学的分类。随着测绘科技的发展和时间的推移,在发展过程中形成大地测量学、普通测量学、摄影测量学、工程测量学、海洋测绘和地图制图学等分支学科。大地测量学研究和测定地球的形状、大小和地球重力场,以及地面点的几何位置的理论和方法。普通测量学 研究地球表面局部区域内控制测量和地形图测绘的理论和方法。局部区域是指在该区域内进行测绘时,可以不顾及地球曲率,把它当作平面处理,而不影响测图精度。摄影测量学 研究利用摄影机或其他传感器采集被测物体的图像信息,经过加工处理和分析,以确定被测物体的形状、大小和位置,并判断其性质的理论和方法。测绘大面积的地表形态,主要用航空摄影测量。工程测量学 研究工程建设中设计、施工和管理各阶段测量工作的理论、技术和方法。为工程建设提供精确的测量数据和大比例尺地图,保障工程选址合理,按设计施工和进行有效管理。海洋测绘 研究对海洋水体和海底进行测量与制图的理论和技术。为舰船航行安全、海洋工程建设提供保障。地图制图学 研究地图及其编制的理论和方法。 工程测量学。工程测量学是研究工程建设和自然资源开发中各个阶段进行的控制和地形测绘、施工放样、变形监测的理论和技术的学科。测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现展的一级学科。该学科无论怎样发展,服务领域无论怎样拓宽,与其他学科的交叉无论怎样增多或加强,学科无论出现怎样的综合和细分,学科名称无论怎样改变,学科的本质和特点都不会改变。 工程测量学的理论平差理论。最小二乘法广泛应用于测量平差。最小二乘配置包括了平差、滤波和推估。附有限制条件的条件平差模型被称为概括平差模型,它是各种经典的和现代平差模型的统一模型。测量误差理论主要表现在对模型误差的研究上,主要包括:平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断;模型误差对参数估计的影响,对参数和残差统计性质的影响;病态方程与控制网及其观测方案设计的关系。由于变形监测网参考点稳定性检验的需要,导致了自由网平差和拟稳平差的出现和发展。观测值粗差的研究促进了控制网可靠性理论,以及变形监测网变形和观测值粗差的可区分性理论的研究和发展。针对观测值存在粗差的客观实际,出现了稳健估计(或称抗差估计);针对法方程系数阵存在病态的可能,发展了有偏估计。与最小二乘估计相区别,稳健估计和有偏估计称为非最小二乘估计。 现代测绘中的新技术。随着电子信息技术、通信技术、网络技术等的飞速发展,测绘学也迎来发展的机遇与挑战。测量理论,测量方法,测量仪器的改进推动了测绘学科的发展,现在的测绘不但测量精度大大提高,测量时间大大的减少,劳动强度降低,测绘工作者也不再是人民眼中“农民工”。这些新技术包括:1、卫星导航定位技术。以美国的GPS,俄罗斯的GLONASS,中国的北斗以及在建的欧盟的GALILES为代表的的定位系统为测绘工作带来极大的方便,而且提高了精度。2、RS(遥感),他是一种不通过接触物体本身,用传感器采集目标的电磁波信息,经过处理、分析后识别目标物的现代科学技术。我们武汉大学在遥感方面实力强大,遥居亚洲第一。3、数字地图制图技术。4、GIS(地理信息系统)GIS地理信息系统是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件的支持下,运用系统工程和信息科学的理论,科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据,以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说,地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。5、3S集成技术。即GPS、GIS与RS技术的集成,是当前国内外发展的趋势。在3S技术的集成中,GPS主要用于实时快速的提供物体的空间位置;RS用于实时快速的提供大面积的地表物质及其环境的几何与物理信息,以及他们的各种变化;GIS则是对多种来源时空数据的综合处理分析和应用的平台。 工程测量学论文:精密工程测量学在现实工作中的详细运用 摘要:我国的经济的发展是很快的,很多的工程上都是会运用测量的,精确的测量对工程的实施是有很大的帮助的,常用的测量方法有很多,精密工程测量在较为科学的地面测量仪器、三维工业测量技术、GPS定位技术、数字化测绘技术、数据库技术与GIS技术和大型精密精密工程测量的运用。最终提出精密工程测量科学的未来发展。 关键词:精密工程测量学;运用;发展 中图分类号: 文献标识码:A 文章编号: 精密工程测量科学是探索地球空间中详细几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测量实现的理论办法及科学技术的一项运用行科学。它着重对建筑工程、器械和设施加以探究服务对象。 精密工程测量科学关键包含工程建筑为对象的精密工程测量和以设备与机器装配为对象的工业测量两个主要方面。在学科上可划分为普通精密工程测量和精密精密工程测量。精密工程测量科学的重要工作是对各种工程建设供应测绘保障,满足工程所提出的要求。精密精密工程测量代表着精密工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进精密工程测量学科发展的动力。 一 精密工程测量学在现实工作中的详细运用 1、先进的地面测量仪器在精密工程测量中的运用 ⑴ 电子经纬仪和全站仪的运用,是地面测量技术进步的重要标志之一。电子经纬仪具有自动记录、自动改正仪器轴系统差、自动归化计算、角度测量自动扫描、消除度盘分划误差和偏心差等优点。全站仪测量可以利用电子手簿把野外测量数据自动记录下来,通过接口设备传输到计算机,利用“人机交互”方式进行测量数据的自动数据处理和图形编辑,还可以把由微机控制的跟踪设备加到全站仪上,能对一系列目标自动测量,即所谓“测地机器人”或“电子平板”野外直接图形编辑,为测图和工程放样向数字化发展开辟了道路。 ⑵ 激光水准仪、全自动数字水准仪、记录式精密补偿水准仪等仪器的出现,实现了在几何水准测量中自动安平、自动读数和记录、自动检核测量数据等功能,使几何水准测量向自动化、数字化方向迈进。激光准直仪和激光扫描仪在高层建筑施工和大面积混凝土施工中是必不可少的仪器。国产JDA系列多功能自动激光准直仪,具有6种自动保持精度的基准,可用于高层和高耸建筑的轴线测控;滑模测偏、测扭、水平测控;构筑物与设备安装放线控测;各类工程测平,结构变形观测等。 ⑶陀螺经纬仪是用于矿山、隧道等精密工程测量的另一类主要的地面测量仪器,新一代的陀螺经纬仪是由微机控制,仪器自动、连续地观测陀螺的摇动并能补偿外部的干扰,观测时间短、精度高,如Cromad陀螺经纬仪在7min左右的观测时间能获取3″的精度,比传统陀螺经纬仪精度提高近7倍,作业效率提高近10倍,标志着陀螺经纬仪向自动化方向迈进。 2、三维工业测量技术的兴起和运用 80年代以来,随着高新技术的发展和社会的进步,现代工业生产进入了一个新的阶段,许多新的工业生产要求对生产的自动化流程、生产过程控制、产品质量检验与监测等工作进行快速、高精度的测点、定位,并给出运行轨道或复杂形体的数字模型等,这是传统的光学、机械方法所无法完成的。三维工业测量系统是以电子经纬仪或近景摄影仪为传感器,在电子计算机的支持下而形成的三维测量系统,主要运用于以下的工业领域:汽车、飞机工业及空间技术等方面设计、试验、制造、组装过程中的测量和定位;工业用机器人的检测;卫星接收天线安装和维护的精度检测;生产自动化过程、生产过程控制、生产质量检验与检测的动态测量;负荷试验中变形与应变测定。 三维工业测量系统分为两大类,以电子经纬仪为传感器的工业大地测量系统和以近景摄影机为传感器的工业摄影测量系统。 工业摄影测量系统,通常是以近景摄影的方式实现的,其优点是通过像片提供大量信息,施测周期短,可在瞬间完成测量全过程,可对动态目标进行测量,可以多重摄影,有多余观测值,精度可靠。西欧北美一些国家的高精度工业摄影测量系统,最好的相对测量精度已达到百万分之一。在我国的工业摄影测量系统一般精度较低,但也较多地得到运用并取得显著成效。如北京市测绘设计研究院用于测绘大型飞机外型;武汉测绘科技大学用于葛洲坝船闸变形监测、龙口及上下游水面流速动态测量;武钢“4号高炉”煤气管道变形监测等。 3、GPS定位技术在精密工程测量中的运用 80年代以来,随着GPS定位技术的出现和不断发展完善,使测绘定位技术发生了革命性的变革,为精密工程测量提供了崭新的技术手段和方法。长期以来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定三维坐标的、高速度、高效率、高精度的GPS技术所代替,同时定位范围已从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间;定位方法已从静态扩展到动态;定位服务领域已从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。 在我国GPS定位技术的运用已深入各个领域,国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立与改造已普遍地运用GPS技术,在石油勘探、高速公路、通信线路、地下铁路、隧道贯通、建筑变形、大坝监测、地震的形变监测、海岛或海域测量等也已广泛的使用GPS技术。随着DGPS差分定位技术和RTK实时差分定位系统的发展和美国AS技术的解除,单点定位精度不断提高,GPS技术在导航、运载工具实时监控、石油物探点定位、地质勘查剖面测量、碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的运用前景。 4、数字化测绘技术在精密工程测量中的运用 大比例尺地形图和工程图的测绘,是城市与精密工程测量的重要内容和任务。常规的成图方法是一项脑力劳动和体力劳动结合的艰苦的野外工作,同时还有大量的室内数据处理和绘图工作,成图周期长,产品单一,难以适应飞速发展的城市建设和现代化工程建设的需要。 随着电子经纬仪、全站仪的运用和GEOMAP系统的出现,把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来,形成一个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统。系统的开发研究主要是面向城市大比例尺基本图、工程地形图、带状地形图、纵横断面图、地籍图、地下管线图等各类图件的自动绘制。系统可直接提供纸图,也可提供软盘,为专业设计自动化,建立专业数据库和基础地理信息系统打下基础。 根据调研的不完全统计,目前我国有60%城市与精密工程测量单位已不同程度的运用数字化测绘技术。目前存在的难题是数字化测绘系统的数据规格、标准还不能满足GIS的要求,所以,要制定一套标准化数据格式,使得数字化测绘成果既能满足地形图和专业图的需求,同时又能通过数据交换满足各类GIS的运用,才能更好地推动数字化测绘技术的发展。 5、摄影测量技术的运用 摄影测量由于高质量的摄影机,高精度测量仪器和GPS以及计算机技术的运用,加上软件的不断改进和完善,测量精度和效率显著提高。摄影测量技术由于可以提供实时的三维空间信息,无需接触被测物体,以及野外工作量少、效率高和成果品种多等优点,具有广泛的运用前景。 采用的仪器除利用高精度的模拟测图仪和解析测图仪成图方法外,还用立体坐标测图仪与微机连接进行数据采集,经微机数据处理输入绘图机自动绘图。近几年由于全数字摄影测量工作站的出现,为摄影测量技术运用提供了崭新的技术手段和方法。同时,由于GPS技术在摄影测量中的运用,大量减少野外控制点的连测,大大提高了航测的效率与效益,开创了摄影测量向自动化、数字化方向迈进。在国际上,如瑞士、美国、加拿大一些仪器厂商都先后研制和推出全数字摄影测量系统,并得到有效的推广与运用。 工程测量学论文:创造性思维模式在《工程测量学》课程中的应用 【摘要】《工程测量学》是一门工程性和实践性很强的学科。以宿州学院“厚基础、强技能、高素质”应用型人才培养目标为基准,基于创造性思维模式展开了《工程测量学》教学改革研究,通过师生角色转换、创造性思维教学活动设计来改善课堂教学效果,对课程改革提出建设性策略。 【关键词】创造性思维模式,工程测量学,应用 一、引言 目前,高等教育的人才有创新型人才、应用型人才和高素质劳动者三个层次。第一类主要由国家所属的研究型大学和省属研究型大学培养,第二类由普通本科院校培养,第三类由高职、中职院校培养。新建本科院校一般应定位于研究型大学与职业院校之间,属于应用型大学。宿州学院作为新建本科院校,以就业为导向,以服务社会为目的,确立了“厚基础、强技能、高素质”的应用型本科人才培养目标。 面对日趋激烈的竞争,测绘用人单位倾向于聘用具有创新能力的学生。鉴于此,本文基于创造性思维教学模式对《工程测量学》展开课程教学改革,以学生为中心,从师生角色转变、课程教学设计入手,注重理论联系实际、创新能力的养成,使其掌握扎实的理论基础和过硬的实践技能,培养基础广、知识面宽、能力强、素质高的应用型创新测绘人才,增强学生就业竞争能力,满足社会和用人单位所需。 二、社会对应用型创新人才的需求 学生是否掌握测绘相关岗位所需的理论知识、测绘技能及创新思维能力,解决实际工程中所遇问题,是培养应用型创新人才关键所在。应用型创新人才必须具备以下几方面的基本能力: 1.扎实的理论功底。只有具备深厚的基础知识,才能多渠道汲取知识,综合运用知识思考问题、敏锐地发现问题本质,找到问题的解决办法。在大学四年本科学习生涯中,不仅要一如既往重视英语、数学、计算机等课程的学习,打好公共基础关,扩大人文社会科学知识,还要打好专业基础课,积极关注学科领域前沿知识,才能激发创造思维,不断丰富、更新自身的知识架构。 2.过硬的实践技能。理论与实践相结合,是培养应用型创新人才的重要方式。《工程测量学》课程从根本上说,其主要任务是运用测绘仪器解决工程规划设计、施工建设、运营管理三阶段的测量工作,具有很强的工程性和实践性。实践出真知,注重社会需求调查和岗位分析对人才知识、能力、素质的需求,面向市场,以应用为主旨,把好实践环节项目设置关,狠抓实践技能训练,使学生在有深厚的理论知识下,具有过硬的实践技能。 3.树立创新意识。学生不仅要掌握一定的理论知识和实践技能,还要具备创新观念,能够生产新知识。通过积极关注国内外学术研究动态,扩大知识面,关注面对一些工程实际问题,能大胆提出新思想、新方法。显然,只有那些具备扎实的理论基础和过硬的实践技能的人才,能正确地把理论研究应用到实际工程中,才能有效表达创新意图,将书本知识转化为实际工作能力,实现知识向生产力的转化。 三、创造性思维模式概述 人类根据已有的知识和经验,从某些事实中进一步找出新关系、寻求新答案,这样的思维活动属于人类思维的高级阶段,即创造性思维。创造性思维概况起来主要具有新颖性、综合性、突跃性、变通性、独创性和价值性等特征。 创造性思维教学是为培养创造性思维能力的教学。其存在创造问题性解决的教学模式、问题解决型教学模式、多元才能发展教学模式、创造性思维教学三段模式四种形式。ATDE创造性思维教学模式在学生原有的知识和经验基础上,通过“问(Asking)”“想(Thinking)”“做(Doing)”“评(Evaluation)”四步训练,培养学生的创造性思维能力(包括敏锐力、流畅力、变通力、独创力及周密的思维能力等“五力”)。 四、《工程测量学》课程教学中创造性思维的应用 工程测量学是测绘学的重要分支。它是继《测量学》、《数字测图原理与方法》、《误差理论与方法》、《控制测量》等专业课程之后的又一门主干课程,其理论与实践并重。 1.教学过程中,师生角色转变 在创造性思维教学模式下,教学的中心从过去的“教”转移到“学”, 学生则由过去被动的接受者,成为问题主动探究者。教师在教学过程中,重在引导,说明思维和推理的过程,引导学生发现问题、分析问题,重视并培养学生学习的自主能力,激发其创新与创作热情,掌握良好的学习方法,发挥其主观能动性,进而创造性地解决问题,使得教学达到理想的成效。 2.创造性思维教学活动设计 (1)课程教学目标:按照知识、能力、素质的要求,培养学生掌握工程测量的基本理论知识和基本技能;掌握带测绘仪器和相关专业软件的操作技能,独立思考和分析解决问题的能力;具备良好的职业道德素质,较强人际交往能力,形成爱岗敬业、踏实肯干的专业素养。 (2) 课程教学内容优化。教学内容优化是课程教学改革的优秀问题。目前,该课程选用武汉大学张正禄教授的《工程测量学》教材,主要是围绕工程建设的三个阶段规划设计、建设施工、运营管理中的测量工作来编写。《工程测量学》应结合测绘发展方向,以社会实际需求为依据,明确课程线路测量、建筑工程测量、桥梁工程测量等几条脉络主线。并搜集工程案例,将近年来的一些新仪器和测绘新技术穿插到教材相应章节,让学生了解新测绘仪器和大型工程案例,贴近社会生产实践,领会理论的产生是源于对实际工程的总结。 工程测量的实践内容要贴合工程实际情况,侧重于知识和技术创新,注重应用型测绘人才能力的开发与培养,诸如:掌握控制网布设原则及布置要求,完成测设任务,进行场地平整测量,学会土方量计算,学会坡度线测设,一般高程法放样,建立回归方程对变形监测数据进行处理等。 (3)教学方法革新。教学方法是提高教学质量的重要手段。从应用型创新人才培养的层面来看,迫切要求改变旧的教学手段与观念,在教学中,以学生为中心,教师要运用多种教学方法,案例法、讲授法、小组教学法等。针对典型工程进行分析、研究,积极开展体验式教学,以使学生在掌握工程测量学的基本理论基础上,紧密联系实际,熟悉将来要工作的环境,提高学生的综合业务素质。 (4)教学质量评价体系构建。教学过程是师生双向互动的过程。积极开展教师对学生学习情况的评价,综合工程测量学课程特点,构建学生评价、教师互评、督察组评教相结合的教师评价方式与教师对学生学习评价长效教学质量评价体系,确保及时发现教学过程中存在的问题并改之,督促教师全面提高个人业务素质,学习积极投入学习,提升教学质量。 基于创造性思维模式,学生首先带着疑问如何实测高程进行土方量计算,然后借助相关实验器材,设计方案用仪器测得高差信息,进而付诸实施实地测量高程。各小组依据各自方案比比哪组测量的更精确,方法更甚一筹,最后对实测的高程基于方格网进行土方计算,对手工计算方法和cass软件计算结果进行比较看有无差异。教师结合各小组实验方案实施可行性、实测高程时仪器操作熟练程度、计算土方过程严谨性及绘图质量等综合评价小组表现,完成“问-想-做-评”创造性思维活动训练。 五、结论与建议 基于创造性思维模式践行《工程测量学》教学改革,在教学活动中进行师生角色转换、优化课程教学内容、革新教学方法、构建教学质量评价体系来提高教学质量。在此基础上,提出以下几点教学改革建议: 1.制定新的教学大纲,编写实验讲义。宿州学院作为新建本科高校,成立专门的编审组每两年为一周期对培养方案进行修订。工程测量学实验重点通过实验项目训练,掌握典型工程中测量工作,为学生将来从事生产、科研等专业技术工作打下了必要的基础。为了提高实验教程实用性,方便教学,进行自主编写,在确保教材内容具较强学术性的同时,也要注意与实际的联系。 2.强化师资队伍创新意识培育。强化教师队伍建设,是新建应用型本科高校发展战略的必然选择。教师通过不间断的学习,具备创新意识,把创新作为组织教学的出发点,从教学理念、教学方法与手段、教学内容几方面入手着手研究创新,以适应教学环境的变化并重新塑造自己,有意识引导学生养成创新的学习方法。 3.建立严格的教学管理机制。严格的教学管理是保证应用型创新人才培养的重要环节。学生学了获取理论知识和实践技能,培养创新意识之外,尤为重要的是养成良好的纪律观。依据学生在教学过程中学习态度、学习纪律遵守情况、仪器操作熟练程度、完成任务的实习任务的质量、爱护仪器等情况对学生学习全过程进行合理考核、评价,严肃考风、考纪,形成公平竞争良性的教学管理机制,促进教学质量的全面提高。 工程测量学论文:论建筑工程测量学科中学生综合能力的培养 摘 要:中职院校学生综合能力的培养必须紧随时代潮流。只有这样才能促使中职学生的实际素质与个人修养能充分契合社会发展以及工作单位的实际需要,从而促使他们真正成为既具有专业职业技能,又同时真正具备高水平、高素质的社会主义专业人才。 关键词:建筑工程测量;实际操作能力;计算能力;绘图能力;合作及自主探究能力 中职教育的目标不仅仅在于通过系统、专业的教学与培训活动,促使中职学生掌握基础的学科知识与专业技能,更重要的在于还必须促使中职学生在学习活动中切实对自身的动手能力、实践操作能力、计算能力、绘图能力、团队合作意识能力等综合能力与素质进行提高与完善,从而为学生日后顺利就业、更好地适应现代社会环境等奠定良好的基础。 一、注重学生实际操作能力的培养 中等职业院校同普通高等院校最大的区别在于中职院校的创校宗旨是培养真正具备实际操作水平与专业技能的初、中级技术型人才。这就决定了中职院校教学中教师必须对学生的实际操作能力给予高度的肯定与重视,通过合理的专业设置及教学,切实促进学生动手能力、实际操作能力的提升与进步。这样才能充分保证中职学生不至于“发展”成为“理论的巨人,实际操作中的矮子”,进而为其毕业之后能真正掌握一技之长,更早、更好地融入社会工作之中打下坚实的基础。 建筑工程测量是建筑施工专业的一门技术性基础课程,其教学目的在于“使学生能独立完成平面控制测量、高程控制测量、大比例尺地形图测绘及施工放样等项测绘工作和内业计算工作。这就要求学生必须真正具备独立自主的操作水平与良好的实践操作能力。 无论是从中职院校的性质出发,还是从建筑工程测量学科的具体教学目标来看,注重学生实际操作能力的培养,真正确保学生具备良好的动手与操作专业技能,都成了建筑工程测量一线教师教学工作的重点之重。因此,鉴于这种情况,教师在学科理论知识讲解之外,更要结合具体的学习内容,巧妙而灵活地为学生设置丰富多彩、形式多样的实习课程或者实习机遇,以此提供给学生亲自动手、操作实践的机会,从而为他们自身实际操作能力的切实提升与发展做好充分的准备工作。 例如,在学习完“施工测量”这部分知识之后,我向有关部门申请,在保证学生生命安全的前提下,组织他们深入到正在建设中的施工场地,并鼓励他们将整个社会实践活动贯穿于整个建筑物的建设过程中。此项活动虽然历经的时间很长,但是效果出奇意外的好。通过实际勘察与测量,学生不但进一步明确了施工测量活动中的主要内容及详细步骤:(1)监理施工控制网;(2)依据设计图纸要求进行建筑物的放样;(3)每道施工工序完成之后,通过测量检查各部委的平面位置和高程是否符合设计要求;(4)随着施工的开展,对一些大型、高层或特殊建筑物进行变形观测,更重要的是伴随他们的实践活动,他们还真正深入到施工测量的各个环节、各个过程之中,而这些显然为他们自身实际操作水平及能力的更好提升与逐渐完善提供了充足的保障。 二、学生计算能力、绘图能力的培养 提到建筑工程测量,我们联想到最多的就是各种形式的图表以及庞大的计算量。而建筑工程测量恰恰是一门以测量为主的研究学习课程,这就决定了学生在这一科目的学习中不可避免地将会遇到大量的建筑工程图、计算表格等。《中等职业学校建筑工程测量教学大纲》在其“能力培养要求”中明确指出“建筑工程测量课程要着重培养学生的计算能力与一定的绘图能力,促使学生能运用计算机或者计算器进行各种工程建筑的测量计算”。 我在日常的教学实践活动中就格外注重学生计算能力与绘图能力的培养与发展,迄今为止,都收获了较为理想的教学效果与回响。如,在教学“坐标方位角的计算”时,在讲解完具体的计算原理及计算公式之后,我向学生布置了难度适中、题量适中的课后练习习题: 通过课后习题,一方面帮助学生进一步巩固与复习了他们之前课堂上所学的原理、概念、公式等诸多理论知识点;另一方面则以这些例题为契机,着重对学生的计算能力进行了培养与发展,真正起到了一举两得的良好的教学效果。 再如,在大比例尺地形图测绘的前提准备工作涉及“绘制坐标格网”这一知识,因此,在教学这部分内容时我就格外注重学生实际绘图能力的培养与训练。 除了对角线法绘制方格网之外,我还带领学生在计算机中用AutoCAD软件编辑好坐标格网图形,然后把图形通过绘图仪绘制在图纸上(绘图仪法)。这些都在一定程度上锻炼与培养了学生的实际绘图水平与能力。 三、培养学生的小组合作及自主探究能力 随着经济的快速发展以及人们理念的日渐更新,社会对优秀人才提出了更高的要求、更严格的标准,即人才除了单纯具备扎实的学科基础知识及良好的专业技能之外,还必须拥有一定的团队合作精神以及自主学习、终身学习的科学学习意识及理念。因为,人才只有真正具备自我学习的能力以及合作协调的意识,才能在既适应社会知识快速发展的同时谋求一个良好的人际社会关系,从而才能确保自身专业领域的更好进步与发展。 中职院校是以培养社会主义初、中级优秀人才为主要目的的专业院校,那么,也必须依据社会市场导向制定科学、合理的教学目标。由此展开而来,教师有意识、有目的地通过各种形式的教育、培训活动真正帮助学生形成良好的团队合作意识以及科学探究的自主学习能力就非常有必要了。 那么,建筑工程测量课程中教师应当通过何种措施才能真正贯彻、落实这一宏伟教学目标呢?我个人认为,教师除了要彻底摒弃以往传统而落后的教学模式之外,更要积极更新、转变自身的教育教学理念,真正把学生视作学习活动的主体,并以此为基础,积极创造条件,鼓励学生以小组为单位进行合作学习、科学探究等性质的学习活动。唯有这样,才能真正为学生合作意识及自主学习能力的切实进步奠定良好的基础。 以我自身为例,我在平时的教学实践活动中,就会结合具体的教学内容以及学生各自的性格特征等实际情况,将他们灵活划分为不同的学习小组,并指定详细的活动任务,促使学生在完成任务活动的过程中建立起良好的团队合作意识、逐渐学会同他人沟通、协调与合作。除此之外,借助学生亲身的探究实践活动,还进一步锻炼与发展他们的自我表达能力、自主探究能力、自主学习能力,促使他们在发挥自身最大潜力的同时实现自身综合素质的显著提升与进步。 总之,中职院校学生综合能力的培养必须紧随时代潮流。只有这样才能促使中职学生的实际素质与个人修养能充分契合社会发展以及工作单位的实际需要,从而促使他们真正成为既具有专业职业技能又同时真正具备高水平、高素质的社会主义专业人才。 工程测量学论文:工程测量学的发展探析 摘要: 本文对工程测量学进行了定义,指出了该学科的地位及研究应用领域,阐述了工程测量学领域通用和专用仪器的发展。结合科研和开发实践,简单介绍了地面控制与施工测量工程内外业数据处理一体化自动化系统―――科傻系统。最后展望了 21 世纪工程测量学若干发展方向。 关键词: 测量学;工程测量;测量机器人 1 学科地位和研究应用领域 1.1 学科定义工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。 1.2 学科地位测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现展的一级学科。总的来说,整个学科的二级学科应作如下划分: ①大地测量学(包括天文、几何、物理、卫星和海洋大地测量); ②工程测量学(含近景摄影测量和矿山测量); ③航空摄影测量与遥感学; ④地图制图学; ⑤不动产地籍与土地整理。 1.3 研究应用领域工程测量遍布我国国民经济建设的各个方面,按照工程建设的对象可分为:建筑工程测量、水利工程测量、桥梁工程测量、矿山测量、军事工程测量等;按照工作顺序可分为:勘测设计阶段的工程测量;施工过程中的工程测量和竣工结束后的工程测量这三个阶段。 工程测量在不同的建筑工程施工阶段有着不同的职责,它是工程建设中最基本的工作之一,它为建筑工程的其他相关工作提供服务,同时也是保障施工建筑工程质量的最基本工作。由于工程测量学的研究应用领域非常广泛,很多的学者就工程测量的某一行业进行著书立说的比较常见,而全面涉及工程测量学理论、技术、方法和实际应用的现代专著或教材则尚未出现。 工程测量学的研究领域既有相对的固定性,又是不断发展变化的。笔者认为,工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障,满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。 2 工程测量仪器的发展和新技术的应用 测量仪器伴随着测绘科学发展而不断发展,工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。随着计算机技术和精密机械技术的发展,通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。专用仪器主要包括机械式、光电式及光机电(子)结合式的仪器或测量系统,具有高精度、自动化、遥测和持续观测的特点。 2.1 GPS 系统的应用在工程测量的工作中,GPS 技术发挥着至关重要的作用,是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统,它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能,而且具有良好的抗干扰性和保密性。RTK 技术对传统逐级布网的理念进行了更新,具有点位选择限制少,作业时光短,结果精度高,工程费用低等优势。过去测地形图时,都需要通过在测站上测出四周地貌的碎部点来完成,最少需要2-3 人才能完成该项工作。RTK 技术只需要一人背着仪器在要测的地貌碎部点呆上两秒钟左右,并同时输入特性编码,通过手簿能实时知道点位精度,把一个区域测完后回到室内,由专业的软件接口就能输出所要求的地形图,省时省力,工作效率大大提高。 2.2 地图数字化技术早期的纸质地图不利于保存和使用,信息技术的发展使得各工程测绘部门开始对早期的纸质地图进行数字化的处理工作,方便存取、传输、修改和排版。利用扫描矢量化技术进行地图数字化是提高数字化质量与速度的必由之路,针对大比例尺地形图,大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息,高效、便捷、保真地对地图进行数字化处理。 2.3 数字化成图技术传统的成图方法难以适应社会发展的需要。测绘向自动化、数字化、信息化方向发展。数字测图取代模拟测图将成为必然。数字化成图技术以其精度高、劳动强度小、便于保存和管理的特性受到了工程测绘人员的青睐。目前数字测图有内外业一体化和电子平板两种模式,主要设备为全站仪、电子手簿等,操作方便,成图效率高,现场可以方便、及时发现和纠正出现的错误和遗漏的信息,这是传统测图方法所无法比拟的,是一种理想数字测图模式。 2.4科傻系统科傻系统(COSA)是“地面测量工程控制与施工测量内外业一体化和数据处理自动化系统”的简称,它使工程测量行业发生了革命性变化。该系统由两个子系统组成:“基于掌上型电脑的测量数据采集和处理系统”(简称COSA-HC),该系统的最大特点是自动化程度高,通用性强,处理速度快,解算容量大。该子系统具有水准测量、二、三维控制、碎部测量、道路测设、工程放样等测量作业模块;具有小规模水准网、二、三维工程网的平差功能;具有文件管理和数据通信功能;该系统灵活方便,适合外业环境。其自动化表现在通过和COSA 子系统COSAHC相配合,可以做到由外业数据采集、检查到内业概算、平差和成果报表输出的自动化数据处理流程;其通用性表现在对控制网的网形、等级和网点编号没有任何限制,可以处理任意结构的水准网和平面网,无须给出冗余的附加信息;其解算速度快,解算容量大表现在采用稀疏矩阵压缩存储、网点优化排序和虚拟内存等技术,在主频166MHz 的586 微机上,解算500 个点的平面和水准控制网不到1 分钟;在具有20MB 剩余硬盘空间的微机上,可以解算多达5000 个点的平面控制网。 3 工程测量学的发展展望 ①全球定位系统(GPS)技术、RTK、CORS 测量技术的广泛应用。随着社会的发展,科学技术的不断创新带来了现代测量技术的不断推陈出新,工程测量领域广泛应用GPS、RTK、CORS 等现代的数字化测绘技术,不但加大了工程测量的精确度,而且降低了在野外进行工程测量的难度。②测量机器人的应用范围进一步扩大。③工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量,如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理。④大型和复杂结构建筑、设备的三维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。⑤数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为工程测量学专业教育的重要内容。 工程测量对于工程施工的各个环节都起着至关重要的作用。如果没有工程测量人员的参与,工程的施工人员也将无法开展施工工作。在信息社会里,工程测量学的作用日益重要。因此,对测量工作要高度予以重视,大力提高我国测量的技术水平。 工程测量学论文:“以岗导学”土木工程测量学教学模式研究与实践 摘要:近年来,社会上“就业难”与“用工难”的矛盾日益突出,究其主要原因是学校教学与工程实际脱节,工程测量学作为土木工程专业必修的专业基础课也不例外。按照“以岗导学”人才培养模式,根据工程施工测量人员的岗位职责要求和土木工程测量学教学现状分析,提出基于“以岗导学”的“三段式”土木工程测量学教学模式,把教学过程与岗位职责要求对应,构建了工程测量的“三段式”教学方案并进行了实践,使学生的测量技能实现阶梯式提升,形成岗位职业能力,有效缩短了毕业生的就业适应期。 关键词:工程测量;以岗导学;教学模式 在工程项目建设中,最重要、最基础的工作就是工程测量,它贯穿于工程项目的始终,从项目规划、设计到施工,乃至运营管理阶段都离不开测量工作。在设计阶段,场地地形图、平面图是设计的依据;在施工阶段,将工程设计图纸转化为工程实体、测量放线等都属于测量的范畴;在其运营管理阶段,建筑物的变形观测离不了测量。目前,像我们这类二本院校的土木工程专业学生,毕业后直接去现场从事项目施工工作的较多,即使几年后晋升为工程师甚至高级工程师,也离不开测量工作或管理工作。因此,测量技能就成为了土木类专业学生的最实用、最急需的基本技能。 一、工程施工测量人员的岗位职责 所谓“岗”就是指任职岗位,即从事这个岗位的职责、最需要具备的知识、能力和素质要求等[1]。对于建筑行业的施工测量岗位,基本可归纳为三类[2]:一是测量工,他们只负责仪器具体操作,是在技术员、测量员的详细具体操作指令下,应用水准仪、经纬仪、全站仪或RTK等测绘仪器设备来完成具体测量任务,而自己并不具备独立完成工程测量任务的能力,在工程中往往只是作为测量辅助人员来使用的。二是测量员,既掌握测量仪器操作技巧,也具备独立完成一定的工程测量任务的能力。在工作中,他们只需技术员发出简单总体的任务指令,而无需详细的具体操作指令,便可完成一定的测量任务。在工程测量实际中,他们是可以独当一面的。三是测量工程师,他们既具备仪器操作技能,可以完成一定的工程测量任务,也具备完成一定的工程技术管理工作能力。在实际工程中,他们无需别人发出工作指令,自己可以根据工程进展来安排相关的测量具体事项,可以独立完成单项工程的测量工作。在具体工程实践中,具有双重身份,即测量员和技术员或施工员。目前,土木工程专业本科毕业生(特别是一线施工人员)步入工作岗位后,一般都需经历从低到高的岗位转变工程。第一阶段,就是一般的“测量工”,这个阶段所经历时间的长短与毕业生掌握的仪器操作技能的熟练程度和所接触的工程项目难易程度有关,有半年、一年甚至更长时间的,当然也有1~2个月的。跨过这个阶段,就进入了“测量员”阶段,这时他们就成为技术部的一员,与技术员一起工作,其所需时间长短同样由个人的工程素养及工程项目的具体情况决定。最后阶段,即成为“测量工程师”=“技术员+测量员”,也成为了技术部的主要成员、骨干甚至负责人,开始指导其他技术员、测量员开展工作,这个阶段时间的长短主要与个人的具体岗位升迁有关。 二、工程测量教学的现状 工程测量是土木工程专业必修的一门基础课程,内容包括测量学基本理论、基本方法、基本技能和各种测量仪器工具的技术性能、操作方法及其使用技术等,具有覆盖面广、实践性强、更新速度快的特点。课程教学目的就是要通过课堂教学、实验、实习等各个环节使学生掌握测量和放样的基本技能,培养学生实际操作能力,并能运用所学知识和技能,正确分析和处理工程中出现的各种测量技术问题,使其毕业之后达到就业“零适应期”。进入21世纪以来,随着计算机技术和信息技术的快速发展,测绘科学领域的理论、技术也发生了根本性的变化。在土木工程测量工作中电子全站仪、测量机器人、数字水准仪、GPS测量、激光三维扫描技术等已被广泛使用。这些技术的应用,使得控制测量、地形图测绘、施工放样、高程传递等技术已经与传统方法截然不同,而目前工程测量课程教学大多数仍然使用传统模式,以测量的基本理论为基础、以传统的水准仪、经纬仪等仪器为根据、以高差、角度、距离测量为内容开展教学,对新兴的工程测量仪器、技术等内容介绍甚少,即使有些院校已经购置了全站仪、电子水准仪等现代测量仪器,单由于课时、场地等原因,只是在实验课上以观摩的形式进行,学生对这些仪器的了解往往仅限于简单的使用,对一些深层次的原因甚至不知,更谈不上结合岗位、部位、阶段的具体要求来制定测量方案并实施,致使很多毕业生工作后遇到工程实践时无从下手。针对这些问题,结合多年教学工作的体会、土木工程专业学生就业和行业岗位的需求,构建了“以岗导学”的“三段式”工程测量教学模式并进行实践。 三、“以岗导学”的“三段式”土木工程测量学教学模式构建与实践 1.“以岗导学”的“三段式”教学模式。为了达到教学为实际工作服务的目的,我们根据课程特点和岗位要求,从岗位职业能力要求出发,以岗位执业能力为优秀,构建了递进的“三段式”土木工程测量学教学模式。将他们工程测量学课程教学与工程测量的三个不同层次岗位要求对应,将其划分为三个时间阶段,即基础理论教学、基本操作技能训练(课程实习)、综合任务实训(专业实习)三个阶段,以项目作为任务驱动教学,实施全过程考核,引导学生在真实生动、严谨有序的训练中提升测量综合技能,加快学生在工作中不断实现岗位提升。 2.“以岗导学”的“三段式”教学模式的实施。以工程测量岗位职业能力为优秀,将工程测量课程教学内容与岗位职责要求相对应,开展工程测量课程教学改革研究。①根据行业特点和土木工程专业教学的具体情况,依据国家相关职业标准,将岗位技能需求与教学内容对照,设定土木工程测量学课程教学的目标、内容、方法和要求。②通过对同类院校和企业调研,对测量工作各层次岗位和一些典型测量工作任务进行分析,针对职业能力需求不断优化项目式教学内容。③结合毕业生就业去向,按照不同层次岗位技能需求,选择对应的教学内容,构建了“三段式”的模块化课程。④组织编写“三段式”教学方案并在土木工程专业学生中开展实践,同时,不断总结优化,与企业技术骨干、相关院校专家一起编写“三段式”教学的配套教材,共同使用。 四、结语 以岗位需求为导向,以职业能力训练与职业能力培养为主线,以工程项目现场所需要的知识、能力为内容[8],坚持理论与实践结合的原则,将现场测量人员的不同层次岗位要求与教学各阶段相对应,构建了特色鲜明、与国家(乃至国际)行业标准紧密接轨的“三段式”土木工程测量学课程教学模式。自2001年以来,我们按照“三段式”教学模式在99-13级土木工程专业学生中开展课堂、实验、实习等各个环节教学,使学生的测量技能实现阶梯式提升,逐步形成岗位职业能力,使其毕业之后达到就业“零适应期”,直接步入第二层次(测量员)开展工作。 工程测量学论文:“工程测量学”课程教学方法 [摘 要]本文主要针对当前工程测量学课程已经不能适应测绘技术的应用发展趋势现象所进行了“工程测量学”这门课程的教学方法的改革探究,从而对“工程测量学”课程的教材编写、教学内容以及教学方法上的改革提出了研究对策,希望工程测量学课程教法能适应实际工程建设需求,提升学生的专业技能与综合能力。 [关键词]工程测量学 教材 事例型教学方法 引言 对于测绘工程专业的学生来讲,工程测量学是一门必修的专业主课。当前测绘技术得到了发展,测绘技术及其实际的生产作业设备都已经得到了改变,使得工程测量学这门教学滞后于现代测绘,需要测绘专业教学进行相应的教学改革,通过教学内容和方法上的革新来适应现代测绘技术的发展进步,从而培养出优秀的适应社会需求的测绘专业人才。改革“测量工程学”这门课程,就需要对其教材、教学内容以及教学方法等都进行改革,补充先进的测绘技术,适当增加测量工程学的教学课时,这是“测量工程学”改革的必然趋势。 一、教材编写改革 工程方面的教材种类不多,很多高校所用的工程教材基本是《工程测量学》(武汉大学出版),这是由于这本教材具有全面、科学、先进的优点,具有编排特色;然而这本教材内容上有一些重叠的地方,整体内容篇幅过大。由此,需要在此基础上编订新的工程测量学的教材。 在编订新的工程测量学教材时,必须要根据时代要求将新的测绘技术与测量仪器编入教材中,并作为重点的教材内容进行简绍,对那些过时的测绘技术与仪器,只作概略介绍就可以。其次,对于测绘设备和方法的编制必须要符合实际工作,是实际工作中用到的,要从基本原理、工作步骤、方法、注意问题、适用场合等都进行详细的介绍,要求学生能够通过学习达到会用、管用和够用的目的。第三,针对前面教材篇幅过大问题,新教材的编订要求精简,要让学生容易掌握到教材中的重难点知识和技术,适当缩减重叠的篇幅内容,并上调学生学习该门课程的学分。第四,教材内容编订要体现出综合性,反应出工程领域中普遍的测绘技术,并能对特殊的测绘理论技术进行介绍,将工程主要类型得到全面覆盖。第五,对于应用性极强的工程测量学课程来讲,必须要使得教材内容要以实践为基础,描写总结实践,并提升为理论、原理以及工作流程。第六,对于内容编排上要显示教材的特色,以凸显出教材的鲜明个性。 二、教学内容分析 “工程测量学”这门课程根据工程建设过程主要分为三部分的教学内容,分别是规划设计中的测量工作、施工中的测量工作和运营管理中的测量工作。以工程进度作为工程测量学教材的编排内容,其出发点在于考虑到将工程过程中所有的测量内容都能全面、有条理地反应出来。然而这就使得教材内容不能突出工程测量的重点和要点,并且对于这三个过程中的工作内在联系没有得到明显的阐述。 规划设计阶段。由于其他课程已经专门介绍了数字化测图知识点,该阶段的测量工作重点则只是对各种比例尺的地形图进行测绘,由此,只需简要介绍此阶段的测量内容与方法,对另外的测量要求做好概述即可。 施工阶段。此阶段的测量重点是施工放样,由此,需要对施工控制网的建立理论和方法、放样原理和方法、特殊测量方法进行介绍。基于当前测绘技术的发展,有一部分过时的内容可以省去,只作大概介绍,但要补充一些新工程类型的相关内容。 运营管理阶段。变形监测是该阶段的重点内容,这个知识点在不同版本的教材中有不同的详略介绍,这主要是基于学时设置考虑的,学时较少,那么教材将重点集中在施工测量内容的讲解介绍上。运营管理中的变形监测内容与施工测量有着同等重要的作用,由此,必须要加强该教学内容的详细讲解学习,这部分内容的学习有助于增强学生的工作适应能力。然而事实是过去的教材对这部分内容的介绍比重较小,所阐述的知识点不够全面完整。 在工程建设中,必须要对工程的各个环节都做好建设服务,即从勘测设计、施工建设到运营管理等阶段都需要做好相关准备接洽的工作,使得每一个阶段的工作都能得到有机联系,从而服务好工程建设,做到一致的工作内容和工作标准,能够在工程始终都能将资料进行共享利用,加强工程测量的信息化管理,教材内容与授课需要体现出这样的内容。同时,还需要注意学生在测量中的责任心的培养,确保其在施工放样中做到数据结果的正确性和准确性。 三、教学方法探讨 (一)专业素质和生活理念的并重教育 在校大学生一般是年轻的90后甚至00后,他们有自己的个性特征,优点与缺点并存,例如较为灵活、变通,但缺乏吃苦精神。所以测量工程学的授课需要采取一些特殊的教学方法,根据该课程的内容、教学进程以及实际工作特征来进行介绍,让这些学生们做好对学习本专业课程和未来本专业工作的心理准备。该课程的应用性极强,要求教师要多对测绘工作的特点、胜任本专业工作的业务能力和必备的素质进行介绍,使得学生能够了解现代测绘技术人员必备的专业技能和其它综合能力,让学生能有有一个明确的学习目标和现代生活理念。 (二)创建轻松活泼的课堂教学氛围 针对实践性极强的技术学科而言,采用传统教法来教授学生工程测量学很难让学生产生学习共鸣意识,由此,必须采取启发式教法来吸引学生的学习注意力,让学生能够有一个自由发挥的空间,制造课堂教学气氛,促进教学效果的提升。 (三)发挥事例型教学方法的优势 在工程建设过程中所应用到的工程测量技术,实践性极强,对工程建设的作用非常重要,由此,必须要紧密联系工程实际,在教学中充分利用工程实际中的测量学的例子,进行典型的案例教学,通过案例教学的分析来加深对工程实例中的相关工程测量原理、方法、注意事项、数据处理技巧等,使得学生能对工程测量有一种直观的感知和理解,从而升华测绘相关知识理论。这可以在某个工程建设阶段中的特殊类型工程实例进行介绍,使得学生能够全面了解和掌握测绘专业基本知识。 四、结束语 综述,“工程测量学”学科与工程建设实际联系密切,必须要根据当前已经有的先进测绘技术与仪器、学生自身的特征等进行该课程教学方法的改革,适时更新教材教学内容,舍弃一些重叠的教材内容,使得内容编排上要合理、有特色、全面,能区分重难点,在教学方法上注意采用现代化教学方式理念,吸引学生的专业学习注意力,制造课堂氛围,充分发挥实例型教学法的优势,促进学生对专业基本知识的全面了解和掌握。 工程测量学论文:民办应用型高校非测绘专业《工程测量学》教学改革探索 【摘要】随着测绘学科的发展,非测绘专业原有的知识系统已经不能满足现代测绘的需要,作者通过分析测量教学中所存在的问题,提出了有针对性的改进措施,并通过教学实践的验证,得出其可行性与必要性,为今后测量学教学的改革提供了依据。 【关键词】工程测量;教学改革;课程建设 1.引言 《工程测量学》是土木工程、建筑工程技术、工程概预算等专业的技术性、专业性、实践性很强的专业基础课。一方面,随着社会的发展和科学技术的进步,老的知识体系和教学方法已经不能满足现代工程建设对测量人员"懂测绘、会应用、能测绘"的要求;另一方面随着高等学校教学改革的进行,课时压缩得越来越少[1],如何在有限的课时内保证教学质量的同时兼顾教学内容的实用性,成为每一名测量教师急需解决的问题。目前市面上几乎所有非测绘类《工程测量学》教材的安排都按照:绪论、水准测量、角度测量、距离测量、小区域控制测量、地形图的测绘与应用、施工测量的基本工作、民用建筑工程测量、工业建筑施工测量、线路测量与桥梁施工测量、建筑物变形监测和竣工图的编绘等来编排。 毕业生就业岗位分析表明,80% 以上学生在施工企业从事施工技术工作,它要求学生具有 "放线""抄平"及地形测量等职业能力[2-3]。但是由于课时量的压缩导致与土建类专业结合紧密的测设(放样)部分,只有极少课时甚至课时为零,造成"学"与"用"的脱节。因此,对工程测量学课程教学进行改革,势在必行。 2.非测绘专业《工程测量学》教学实践过程中存在的问题 2.1 测绘知识增加而课时减少的矛盾 工程测量课程教学一般包括理论课教学(含课内实验)与测量实习两部分,课程内容基本兼顾了传统与现代测绘的基本原理和方法。随着测绘"新理论""新仪器"、"新技术"的不断发展,工程测量的信息量也越来越大,但是随着高等学校课程的改革,在非测绘专业工程测量教学的教学课时不断被压缩,比如按照学科设置工程测量学的理论课时应该安排在60个学时才算合理[4],但是多数高校在课程改革后课时数都减少了不少,以WF科技学院为例,目前建筑工技术和工程概预算专业课时只有48个,刨除因法定节假日而减少的课时,实际上课时长还达不到48学时。 2.2 教学内容陈旧,与生产脱节 在工程测量学的理论教学中,部分教学内容陈旧,严重滞后于实际测量工作的需要:如在生产中已普遍采用全站仪进行角度测量、距离测量和测设工作,而在教学中仍以介绍光学经纬仪、钢尺量距等内容,明显滞后于生产实际,导致工程测量课程的"学"与"用"之间存在一定的脱节。此外,测量实习内容以测绘地形图为主,而实际上,非测绘专业学生毕业后大部分接触到的是施工测设工作,很少专门从事测图工作,而在校学习过程中对测设和施工测量的锻炼则明显不足! 2.3仪器设备老化,跟不上科技的进步 测量仪器是工程测量学教学必不可少的设备,它的数量和先进性直接影响《工程测量学》实践环节的教学效果,此外工程测量教学中许多仪器比较贵重如陀螺全站仪、超站仪、三维激光扫描仪等,许多学校经费投入不足,尤其是民办院校甚至不愿意投入这么多资金,造成仪器落后,品种不全,教师上课时只能简单地用图片介绍,从而影响到实践教学效果。 另外,随着高考扩招,班级逐年增多,仪器由于常年使用经常损坏,却得不到及时修理,存在误差较大的严重问题,有些甚至已经没法使用,造成学生实验结果不准确,以至于迷惑不解,甚至对测量方法产生怀疑。以WF为例:13级土木有18个本科班,建筑工程技术专业21个专科班,都需要用到测量仪器,仪器的使用率较高,维修效率跟不上。 2.4考核形式单一,不能完全反映出学生的水平 传统的工程测量考核方案是平时成绩+课内实验成绩+期末考试成绩,这样的考核方法不利于考查学生的实践技能,比如实习过程中同组的6-8个人有些同学能够按照课前要求进行实验,还有部分同学没有实训只是借用同组其他人的测量成果,不能反映出实习的真实效果,同组实习数据都是一样的,这会造成吃大锅饭的情况,成绩好坏与学生在操作过程中的表现影响不大,打击了好学生的积极性。 3.《工程测量学》教学实践改革的措施 为了解决以上矛盾,拟从以下各方面着手,采取措施: 3.1整合教学内容,优化教学体系 为了解决内容多课时少和教学内容陈旧,与生产脱节的矛盾,专业教师应结合各专业的特点合理取舍有关内容,确定授课的重点、次重点、选学内容,对教材上已经过时的内容,予以删减。对于新的测量理论和测量技术属于了解和选学的内容,比如GPS测量技术、遥感技术、摄影测量技术等采取专题讲座的形式进行,这样不仅可以让非测绘专业同学对测量的前沿知识有一定的认知,也可以节省课时学习与生产实际结合紧密的知识。 3.2加强实验室建设,加强校企合作力度 对于仪器不足的问题,学校层面上要加大资金的投入力度,通过深入生产企业调研,准确定位生产中常用仪器的型号和种类,充分利用有限资金购置与生产对接急需的仪器。对于部分特别贵重的仪器,比如超站仪、测量机器人、垂准仪等,可以同仪器的生产企业合作,采取展销会的形式,由校方提供场地,仪器生产商展摆仪器,并委派技术人员,进行现场讲解。这对双方来讲都是一个双赢的事情,仪器生产商通过展销调高了自己的知名度,学校不仅节省了资金,同时也达到了让同学们认识了解先进仪器的目的。 3.3多途径考核,避免一考定"生死" 鉴于传统考核采用平时+实习+期末成绩的局限性,对此进行细化:平时成绩以课堂出勤情况作为考核指标;实习成绩为避免同组人员吃大锅饭的现象,采取教师与组内成员打分相结合的方法,即专业老师针对实习的结果的正确性给出相应分数,同组人员根据操作过程付出工作量的大小,给出一个阶梯化的分数,二者所占权重各占50%;对于期末成绩可以采用试卷的形式,或者其他能反映专业能力的方法。例如,WF科技学院,鼓励在校专科生报名参加测量员考试,凡是取得测量员证书者,提出申请可以不参加最终的结课考试,期末成绩按照优秀对待。此外还鼓励学生参加学习举行的测绘技能大赛,凡是能够取得三等奖以上者,同样可以不进行期末考试,成绩依然按照优秀处理。 4.教学改革的成果 从2013年开始进行的教学实验以来,共经历了12级建筑工程技术,12级工程概预算,12级工程测量与监理及12级土木工程(还未毕业),这几个专业学生已经参加工作或者正在工作单位进行顶岗实习,从用人单位反馈的情况来讲看,现在的学生要比改革之前从事测量工作时,上手更快,经过简单的培训即可独立从事测量工作。由于实行以证代考,多数的专科学生在毕业之前已经拿到测量员证书,通过顶岗实习,使所学知识有一更大的提升。部分同学因为在顶岗过程中的优异表现,同用人单位达成协议,毕业之后只要愿意就可以到单位上班,称为一名正式员工。 5.结束语 实践证明,WF科技学院根据自身实际,进行的非测绘专业《工程测量学》教学内容、教学体系、实践教学的改革,是成功的。在改革后的教学体系下,能使学生更容易接受测绘理论,增加测绘技能,培养的学生更符合生产实际的需要,适应市场对人才的要求。同时也符合WF科技学院"素质教育五项工程"----思想品德提升工程、书香校园工程、应用文写作与口才锻炼工程、社会实践工程、身心素质训练工程中,要培养"坐下来能写,站起来能讲,走出去能干"的"三能人才"的要求。 工程测量学论文:浅析关于中职 工程测量学 课程教学方法的探讨 论文关键词:工程测量学; 教学方法; 实践能力 论文摘要:本文对中职《工程测量学》课程的教学内容和教学方法进行了分析和探讨,并提出了适合中职教育发展的以培养适应企业需求为导向的教学方法。 中等职业教育培养的是具有一定文化和专业基本理论知识、熟练的专业技能、较强的实践能力和良好的职业素养的中等应用型人才,与此同时,现代测量新技术尤其是3s技术即gps(全球卫星定位系统)、gis(地理信息系统)、rs(遥感技术))的发展对工程测量课程的教学方法改革提出了新的要求。因此,如何改进《工程测量学》课程教学方法使其与中等职业技术教育培养人才的要求相适应,是摆在我们面前的一个重要课题。 1明确培养对象,满足企业需求 《工程测量学》是工程测量专业和地质勘查工程专业的一门专业技术基础课,其内容极其广泛,这就要求我们在教学中一定要明确培养对象,在教材的选取上要针对不同专业学生有的放矢,根据社会实际需要对教材内容进行适当的补充。如就“地形图在工程建设中的应用与精度分析”、“施工放样的基本方法及其精度分析”等两个专业共性的问题应当结合现代企业需要共同进行详尽讲述;而地质工程测量部分只对地质专业学生做详尽讲述,对工程测量学生只做系统介绍即可。切实注重不同专业学生在实际工作中的适应能力,真正做到让不同专业学生能够应用所学过的这些内容去解决实际问题;从而满足不同领域工程建设发展对学生的需要。即做到让不同专业学生学即所用、学即能用,毕业后能顺利参加工作。 2改革教学方法,提高实践能力 工程测量学是围绕着各项工程建设对测量的需求所进行的一系列有关测量理论、方法和仪器研究的一门学科,它与很多工程建设有着密切的联系。随着科学技术的进步与建设事业的发展,工程建设项目越来越多,需要解决各类工程建设中测量问题越来越复杂再加上测量仪器更新换代之迅速,导致传统的教学方法很难适应企业需求。因此,改革当前《工程测量学》教学方法,适应社会发展势在必行。 2.1《工程测量学》理论课部分教学方法的改革 打破“满堂灌”教学方法,建立以学生为中心、以教师为主导的新教学方式。采用讲练结合和讨论式、自主式的教学方法,注重学生思路的引导和启发,以提高学生的学习兴趣和学习积极性。上课根据教学内容决定教学方式,对于难理解和掌握的内容,采用引入一些相关的工程实例边讲边练,精讲多练和课堂讨论的教学方式,对于多解问题、方案选择采用思路引导或课堂讨论的教学方式,对于非重点、难点及描述性内容采用老师指点学生自学的教学方式,灵活多样的教学方法充分调动学生学习的主动性,提高教学质量。 运用现代教育技术,提高教学质量。把计算机技术、网络技术、多媒体技术引入课堂教学是现代教育技术,使用多媒体、计算机网络等现代化教学手段,降低《工程测量学》课程的学习难度,提高学生的学习兴趣,提高教学质量。多媒体教学是课堂授课的主要形式,计算机、投影仪、多媒体课件和绘图软件的灵活使用,能够吸引学生的注意力,帮助学习,提高教学效率。特别是对测绘仪器使用的讲解上使教学内容更加形象、直观,把抽象问题具体化,复杂问题简单化,有助于学生直观理解。如陀螺经纬仪、全站仪等仪器穿插大量图片,使学生对这些仪器及其操作流程、应用有直观的认识。同时对于学生构造空间模型,测量后内业数据处理等问题的理解和掌握都有很好的帮助,从而更好的达到课程改革的目的。在老师的指导下,利用网络教学有助于学生自我学习,如在校园网上相关的教学资料,向学生介绍一些相关的测量论坛和测量网站,学生可以通过互联网自己阅览学习,了解测量的发展动态。 2.2《工程测量学》实践课部分教学方法的改革 工程测量学是一门实践性非常强的专业课程,实验的好坏直接关系到这门课程掌握成败的关键。只有通过实验和对测量仪器的操作、采集数据、进行计算、测图或施工放样,才能真正理解和掌握测量的基本原理和基本方法,才能真正培养和提高应用理论知识解决实际问题的能力。因此加强和完善工程测量学实践环节,是工程测量学教学改革的重要环节。 笔者认为实验课教学从以下几方面进行: (1)实验目的明确。实验目的是要求学生运用测量基本理论和基本实践操作技能解决建筑工程测量技术问题的实践过程,是培养学生实际动手能力和综合分析问题、解决实际问题能力。故此在实验课程进行前一定要选好实验课题,选的实验最好与实际工程联系紧密。并提前向学生公布以便使学生提前为实验做好准备(包括实验用到的理论知识、仪器操作、数据处理等)。 (2)实验步骤明确。实验步骤严格按照工程实施步骤有条不紊进行。如要求学生按工程要求进行图上设计、实地踏勘选点、实地测量等。 (3)实验实施环节分工明确,安排有序。为了提高实验质量和效率,防止实验课实施过程中杂乱无序,和个别学生因产生倦怠情绪而不亲自动手的情况发生,实验的安排应当分组比赛进行,每组人员分工明确组织有序。这样也更好地激发学生对测量实验课程的学习兴趣。 (4)实验过程中及时排疑解疑。这一阶段是测量实习的最重要阶段,学生在课堂理论学习中遇到的疑问和未掌握的知识都可以通过实验来检验出,这就要求我们老师务必要对其实验过程中提出的疑问及时发现及时有效解决,从而使学生对理论知识巩固和加深理解。 (5)撰写实验总结报告。实验总结报告分为实验操作记录和实验分析总结两个部分。学生撰写实验总结报告,有助于学生在实验操作过程中形成良好的作业习惯,有助于学生对整个实验过程回顾,加深对理论知识的进一步理解和巩固;有助于学生概括总结能力得提高。 3改革考核机制,注重理论联系实际 工程测量学这门课程有很强的特点,主要表现在理论和实践结合非常紧密。采用传统的试卷考核方式难以反映学生的实际操作能力,而且考核内容过于依赖教材内容,导致学生只注重对理论知识的掌握,忽略实际操作能力的训练。因此有必要对考核方式进行改革。 考试的形式,采用理论水平测试与实验测试双重机制考核,理论和实验两项成绩各占总成绩的50%,具体办法如下: (1)理论水平测试,包括平时考查成绩和期末测试成绩两个部分。在教学中,平时的考查包括上课率和作业完成情况、上课的笔记、课堂讨论和答疑情况等,期末考试严格按照教学大纲命题考核。 (2)实验测试,包括平时实验成绩评定和期末专项抽题测试两个部分。平时实验成绩根据平时学生的实验操作、实验报告记载情况及结果来衡量学生的成绩; 期末组织专项抽题实验考试采取学生随机抽题,严格按照实验规范要求根据最终实验结果的准确度来给定成绩。 总之,我们要本着中等职业教育的总体方针以实践能力为中心,以就业为导向,不断开拓创新《工程测量学》课程教学方法,这样才能逐步提高《工程测量学》课的教学质量,培养出更多符合社会需求的技术性人才。
林业技术论文:现代林业生物技术论文 1林木组织培养育苗 林木组培培养是采用林木的器官和组织作为外植体进行苗木快速繁殖的技术,目前可以通过组织培养繁殖的木本植物多达120余种,并且逐年在增加。美国1978年已经使用火炬松组培苗进行小范围造林,1983年其里格斯苗圃林木组培苗的生产规模就达到100万株,德国、法国、加拿大和巴西等国家对云杉、杨树、桉树等树种的组培方面也进行了较为系统的研究,并投入了工厂化生产。我国于20世纪70年代开始了林木组织培养研究。通过科研工作者的不懈努力,先后分别有杨树、桉树、马尾松、泡桐、杉木、湿地松、马褂木、柚木和桑树等树种通过组织培养成功获得再生植株。目前,我国的林木组织培养育苗研究已从实验室研究进入工厂化生产阶段,分别华北和华南建立了具有国际先进水平的组织培养育苗工厂,仅中国林业科学院在湛江的南方桉树中心,年产桉树组培苗就达到300万株。 2林木转基因育种 基因工程是生物技术五大工程之一,是生物技术的优秀,基因工程育种的原理是将目的基因片段整合到到相应的受体植物细胞的染色体中,改变受体植物的DNA组成,进而改变林木自身的相关性状,产生新的有利性状,转基因为林木遗传改良提供了一条全新的途径。基因工程技术与常规杂交育种和纯合育种相结合,可以大大缩减育种周期,加快林木育种进程,可以有效打破远缘杂交不亲和的生殖隔离障碍,创造新物种和选育新品种,对优质人工林的营造和生态环境保护具有重要意义。近年来,基因工程在林木育种工作中开始大量应用,其中主要技术有基因片段的分离与鉴定、植物细胞遗传转化和转基因植株的鉴别等。目前我国的林木基因工程育种研究取得了较大进展,已经有几十种树木如杨树、火炬松、花旗松、白云杉、核桃、刺槐、麻栎、桉树、苹果、罗威云杉等先后进行了基因工程研究,已经获得转基因植物的有杨树、核桃、柳树、松树、苹果、李和葡萄等。研究领域主要有抗病虫害、抗除草剂、抗逆性、花色花期调控等基因,其中抗虫基因工程已经取得突破性进展,培育的抗虫转基因杨树新品种已实现商品化生产。 3林木分子标记辅助育种 遗传标记是指能稳定遗传,容易识别的遗传学特征,包括形态特征、细胞学特征、生化特征和分子标记等。分子标记是在分子生物学基础上发展起来的一项技术,已经广泛应用于生命科学研究的各个领域,由于DNA分子具有多态性,能体现生物的基因特征,常作为分子标记的遗传标记。目前,在林木育种工作中用的分子标记手段主要有4种,分别是限制性片段多性(PFLP)、随机扩增多态性(RAPD)、扩增性片段多态性(AFLP)和简单重复序(SSR)等。在林木遗传改良中,分子标记主要用于种质鉴定、遗传多样性分析、遗传连锁图谱构建、分子标记辅助选择、)重要经济性状基因定位等方面。目前,借助分子标记技术,杨树、桉树、松树等主要经济树种已经建立了遗传图谱,通过遗传图谱能识别遗传标记的具体位置,可以对树高、胸径、材积、干形等指标进行定位研究,遗传图谱对林木育种工作有极大的促进作用,有利于优良品种的定向选育与培养。随着分子标记技术的发展和应用成本的不断降低,作为一种行之有效的遗传标记,在现代林木遗传育种研究中发挥着越来越重要的作用。 4林木次生代谢物质生产 植物通过次级代谢途径产生的物质称为次生代谢产物,并非生命活动所必须。采用植物细胞培养技术,利用生物反应器将林木细胞排泄到液体培养基中的次生代谢物质,然后使用生物技术的方法将其分离和纯化,可以用于制药、生产化妆品和染料。目前使用细胞培养技术生产的次生代谢物质有药物成分、生物碱、活性肽、色素和香精等,在某些植物细胞培养物中次生代谢物质的含量接近和超过亲本,通过细胞培养提取次生代谢物质比传统的溶剂提取法、超声提取、微波萃取等物理和化学的方法,效率更高,且不受季节和地域的限制,一年四季都可以生产。如通过培养人参细胞提取人参皂苷、培养毛地黄细胞提取地黄酮,培养红豆杉细胞提取紫杉醇等技术已经投入工业化生产。 作者:祝剑峰 李芬 单位:湖北生态工程职业技术学院 林业技术论文:林业发展技术创新论文 1林业的发展模式不符合当前社会经济发展模式 我国目前的林业技术创新经费一般都是来自科研机构和地方组织,财政的来源不稳定,科研经费的不足和产业结构的不合理使得林业技术创新难以得到发展,脱离了当前社会经济体制的需求,导致林业发展困难。我国林业的技术创新成果转化率非常低下,技术人才储备不足,缺乏专业的科技研究人员,一些精于高新技术研发与管理经营的高端人才更是极度匮乏,再加上产业链的结构单一,使得林业技术创新产品很难成为实际收益。 2加强技术创新是促进林业发展的根本措施 2.1优化产业结构,健全技术创新机制 想要加强林业的技术创新,首先便要拓宽林业的资金来源渠道,结合政府的投入和科研机构的投资,以贷款、风险投资等方式拓宽资金来源,解决林业技术创新资金不足的问题。林业应该优化自身的产业结构,全面增加林业技术创新的人才投入力度,积极参加国家建设项目,实施林业产业技术创新合作活动,提升林业技术创新的质量和水平。广泛推广大户经营、股份合作、专业合作社、公司加农户,多种经营模式。 2.2加强林业创新技术研发 林业技术加强创新技术研发可以有效利用当前资源,建立开放、合作的良性技术创新机制,提高创新技术成果的经济转化率,加快林业技术的更新换代,给林业的技术创新活动创建一个良好氛围。林业的技术创新应该以创新高新技术知识产权为主,通过改变以往落后的模式和技术共同改革,研发新型林业高新技术产品,构建一个可持续发展的和谐技术创新体系。 2.3加强林业技术创新人才储备 对于任何部门来说,人才的多少和质量都决定着该部门发展的速度与好坏,林业想要跟上现代经济发展脚步,便需要大量的林业科技创新人才,给林业的技术创新和发展打下坚实的基础,加速林业现代化发展的进程。林业要优化技术创新人才的组织结构,提高工作人员的整体素质,促使其知识技能能够加速林业的发展,适应现代化经济的发展速度。林业技术创新的另一个有效途径便是强化工作人员的整体素质,对林业工作人员进行思想和技术方面的全面教育,树立正确的科学发展观。林业部门对教育应该拥有足够的认识,将人才的培养当成产业发展的优秀战略目标,推动技术人员知识和技能的快速提高,为林业的技术创新提供足够的人才保障。 3结语 林业的技术创新是一项复杂的工程,它决定着林业的发展走向,并关系着我国现代经济的发展。在我国当前社会主义经济体制下,林业想要发展便要优化产业结构,并加强人才的储备和培养,将技术创新当成现代林业发展的动力,充分提高林业技术创新人才的知识和技能水平,全面提高整个队伍的综合素质,以此为突破口不断加快林业的发展速度。 作者:罗绍军 单位:云南省临沧市云县爱华镇林业站 林业技术论文:林业生产技术创新论文 1塞罕坝目前攻坚造林现状分析 塞罕坝机械林场于1962年建场,建场后平坦开阔地带使用履带拖拉机牵引植苗机进行机械造林,其他地块使用植苗锹,采取三锹半缝隙植苗法进行人工造林。到2004年在94666.67hm2经营面积上,营造起73333.33hm2人工林,至此大面积造林已基本结束。但是还有近6666.67hm2荒地、荒山,用常规方法无法栽植成活,这些地块大多立地条件较差,迹地造林地块土壤肥力降低,常规裸根造林成活率较低,很难成林。为此,近几年采取容器苗造林。容器苗造林具有根系完整、保水性能好、缓苗时间短、造林成活率高、延长造林季节能够迅速成林等优点。但也存在苗木成本高、栽植难度大等缺点。建场以来人工造林一直沿用前苏联的科落索夫植苗锹。这种植苗锹在容器苗造林中却无法使用,只能使用普通铁锹挖坑,投苗后再用铁锹埋土,最后手压挤实。这样一方面费工,一方面挤压不实,降低成活率。 2采取的林业生产技术创新措施及产生的客观效益 2.1造林工具改革及其作用 把具有专业技术理论知识和实践经验的技术人员组织起来,成立职工创新工作室,解决林业生产中的技术难题,既提高了林业人员的整体素质,也促进了林业生产水平上升。为了解决容器苗造林栽植难度大、成本高的难题,塞罕坝阴河林场职工创新工作室对容器苗栽植工具进行了改革。 2.1.1革新了打坑机钻头。以前栽植容器苗使用铁锹挖坑,现改为使用打坑机垂直打坑,深度与容器桶高度相等。打坑机是用小型汽油发动机带动钻头进行挖穴的机器。我们根据实际生产需要,在钻头尖端安装纵向切刀以便形成平底穴,与容器桶底面吻合;按容器桶的规格制作不同规格的钻头,钻头直径大于容器桶直径5cm保证挤实土坨所需的合理空间。将容器苗轻轻放入坑内,做到深浅适宜、不歪不偏。 2.1.2造林挤实铲用以回填土壤、挤实空隙、整平穴面。造林挤实铲由铲头、铲杆、手柄组成。用1cm厚、直径12cm的铁管截取7cm,中间切开制作成半圆形铲头、焊接60cm长、直径2cm铁管做铲杆,在铲杆顶端焊接20cm横管做手柄。用挤实铲将打坑机旋出穴面的土壤回填,随填随挤实,用铲头垂直夯实缝隙,用力适中,不能损坏土坨。最后用铲头整平穴面。造林挤实铲的发明和打坑机钻头的革新,解决了容器苗造林栽植难度大、工效低的难题,同时也大大提高了造林成活率,还带来了很大的经济效益。 2.2造林方法改革和栽植技术更新的效果 2.2.1土质贫瘠的沙丘、荒地采用3~4年优质壮苗进行裸根栽植,辅以生根粉、保水剂及沾泥浆栽植技术。这样的好处是:选用优质壮苗沾浆栽植解决了苗木失水问题,使用保水剂提高了苗木的抗旱能力,使用生根粉促进苗木及早扎根,大大提高了苗木的栽植成活率。目前塞罕坝攻坚造林裸根苗栽植成活率在90%以上。 2.2.2对土层瘠薄的石质山地采用大穴整地,用客土回填的方法改变苗木生长环境。具体做法是:在定点整地的基础上,把造林的穴面扩大、加深,把碎石全部清理,再回填配制好的基质土壤。栽植4年生的容器苗,然后一次性浇足水。这样的做法科学合理,造林成活率均在98%以上。 3林业生产技术创新在攻坚造林中的作用和产生的效益 2010年以来挤实铲、打坑机容器苗造林已经在塞罕坝机械林场全面推广使用。利用此方法造林3866.67hm2。普通方法容器苗造林,2人一组每天栽植100株,平均每人50株。采用挤实铲、打坑机容器苗造林进行造林,4人一组每天栽植1200株,平均每人300株。提高工效6倍,节省造林工时费290元/667m2。造林成活率提高10%,节省苗木、工时费100元/667m2。合计节省390元/667m2。2010~2012年3年采用此操作法累计造林3866.67hm2,直接经济效益达2262万元。 作者:徐军 单位:河北省塞罕坝机械林场 林业技术论文:造林更新技术与林业发展论文 1造林更新技术与林业发展中存在的一些问题 1.1强烈的市场需求造成了林业资源的匮乏 随着我国各方面的高速发展,林业产品的需求量也会越来越高,尤其是近几年来,我国建筑行业及其一些类似行业的发展,对木材的需求可以说达到了供不应求的地步我国虽然说是幅员辽阔,但是经过这么多年的采挖,逐渐变为一个森林资源匮乏的国家,这主要体现在以下几个方面,首先森林面积在不断地减小,而且分布极其不均匀;木材的质量也变得差了许多,群落结构不符合自然发展的规律,出现大面积的病虫害;树木的生长状况不好,不能被很好的利用,产量极低在这种情况下,很难保证林场出的木材满足国家发展的需要,这就不能最大程度的履行森林对于人们所应该履行的义务而这种现象的后果就是,许多与林业相关的产业发展滞后,也降低了林业市场的竞争能力。 1.2一些地方绿地利用率低 绿化可以代表一个城市的形象,这几年各个地方绿化程度不断增加[1],但是仍有许多地方的绿地利用率相对较低,首先是现如今许多城市修建雕塑广场,只是单纯的为了某些官员的政绩上添上一笔而已,并没有什么实际意义,还有就是城镇绿地的结构极其不合理,没有做到乔灌草相结合,更有甚者盲目崇拜外国,引种外国的可观赏性花草,造成物种入侵,许多地方呈现出草坪多但是乔灌木少的情况,生态效益就会变得很低。还有就是一些路边树选种不适合的现象,根本没有调查清楚,栽种较为盲目,不仅造成了劳动力的浪费,而且还大大的降低了生态效益。 1.3林业资源缺乏保护力度 现我国破坏林业资源的现象仍然是随处可见,林业资源设置好就不管了,这样如果没有后期的检查跟保养,这样很容易造成一些树木因为各种原因死亡,损失掉了林业资源,还有就是随着现在木材价格的上涨,所以一些人为破坏林业资源的现象也在增多,一些不法分子砍伐树木进行交易,取得不法利益,还有就是一些天灾的出现,一些地方因为二氧化硫污染下起了酸雨,这样会严重损害树木的结构,会给一些树木造成伤害,加大林业资源的匮乏,但还有就是现在我们对一些林业资源的保养力度严重不够,这也在一定程度上加快了树木的衰老,剪短了它的寿命。 2针对造林更新技术与林业发展中问题的解决措施 2.1加大造林更新的投入 加大造林更新的投入目的是为了生产出更多的林业资源来满足市场的需求[2],并且带动林业的发展,要生产出更多的林业资源首先要选种,选择适合当地生长的树种,这是第一步,也是最重要的一步,然后就是要对林业进行一个统一的管理,要进行合理的密植,要让每个树苗都能够最大限度的利用阳光来进行生长,还有就是注意后来的病虫害危害,要进行防护和定时的检查,让树木健康的生长,还有对一些生长力比较弱的幼苗进行更大力度的保护,对一些年幼的小苗也要定时的提供营养,给他们输送营养成分,保持他们的生命力,只有让每个树木都健康的生长,才能生产出更多的林业资源。 2.2加大绿色利用率 绿化是我国现阶段面临的一大问题,我们在做城市绿化的时候不能只是铺上草坪那些盲目跟随,我们还要在草坪上种一些树木,要让各方面协调起来,有草有树,对于树木的选择上,我们尽可能的选择一些发育比较茂盛的树木,这样的树成长起来才会产生大范围的遮阴面积,可以在夏天给人们创造出更多的休息环境,让人们舒服的度过夏天,还有就是树木在路边种植是一定要选育好品种,比如什么书适合做行道树,什么树适合做园路树,这些选择一定要认真,只有这样做,我们才会在城市里面看到更多的树木,才会提高绿色利用率。 2.3加大对林业资源的保护 力度对于现在一些林业资源的损坏现象[3],我们必须要加大检查力度来帮助林业资源尽量的维持好原有的状态,对一些破坏明显的地方要安装摄像头,并且如果抓到破坏林业资源的行为,一定要处于相应的罚款和一些处分,要做到严厉打击这种行为,还有就是要加大对林业资源的保养力度,一定要定时的对林业资源进行保养,这样可以延长一些树木寿命,也一定程度上保证它的活力,如果可以的话要大力宣传林业资源的宣语,让保护林业资源的理念深深的留在人们的心中,只有人们做到保护好林业资源,林业资源才能更好的为人民服务,帮人们创造出一个更好的环境。 3结语 本文通过从多方面分析我国造林更新技术与林业发展现状,了解到了一些信息,我国具有辽阔的土地,存在着很大的林业资源需要我们去开发和管理,来帮助人们更好的提高生活。本研究通过分析造林更新技术与林业发展中存在的一些问题,提出加大造林更新的投入,加大绿色利用率,加大对林业资源的保护力度等针对性解决方案,希望能在以后我国林业资源开发过程中有所帮助。 作者:孙一蕾 袁久东 单位:长春市宽城区水利林业工作总站 林业技术论文:林业生产管理技术要领分析论文 摘要:从种子采收、播种、苗期管理、造林、新造林管理、中幼林管理、近成熟林管理等方面阐述了林业生产的管理措施,以期为林业生产提供指导。 关键词:林业生产;管理;措施 为了促进森林的形成,需要进行人为的管理。现就林业生产的管理措施介绍如下。 1 种子的采收 采集的种子进行脱粒、净化、精选后储藏,购买的种子可以直接进行储藏。 2 播种 在播种前,要先做好苗床。论文百事通种子经消毒、催芽后,播入苗床,要覆盖1层草。 3 苗期管理 (1)种子播下后,要经常观察种子的发芽率。当种子的发芽率达70%时就逐渐将苗床覆盖的草慢慢揭去,直至发芽结束,将草全部揭除。 (2)种子发芽后就进入了苗期,此时的苗木幼嫩,抗逆性差,要经常浇水,一般在早晚进行。当夏季来临时,要在苗床上加盖遮阳网,避免阳光直接照射幼苗,对苗木造成伤害。根据幼苗的生长状况进行间苗、补苗,让苗床的苗木生长整齐。根据天气浇水,必要时进行灌溉。 (3)入秋后,苗木的生长慢慢停止,开始木质化越冬。此时不能灌水、施氮肥,只能施入磷肥,促进苗木根的生长。 (4)冬季来临,要做好苗木越冬管理,天气寒冷,不能让苗床过旱,苗床要保持一定的湿度,以免造成苗木死亡。在寒冷的天气,在苗圃要间隔一定的距离堆草点燃,让烟弥漫苗圃,阻止热量过分流失,起到保护苗木作用。 4 造林 (1)造林地的清理。要清除造林地上的杂灌,条件允许要进行全垦,深度可达50cm,利于幼树的生长。 (2)挖穴。按照造林的要求挖树穴,株行距、树穴和深度要符合要求。 (3)造林。当造林季节来临,要先做好起苗工作,做到苗木完整,然后将起出的苗木分级,选用1~2级的苗木造林,这样的苗木抗逆性好,生长状况好。起出的苗木要及时送到造林地点进行造林,这样才能保证新造林有较高的成活率。在栽树时要保证苗木根系的舒展性,裸根苗木要打浆,条件允许要浇足定根水,将穴土踩紧培成馒头型。 5 新造林管理 (1)抚育。在造林后,于当年的5月中旬,对幼树进行抚育,即松土、除草,将土培成馒头型,清除林地中的杂灌,使苗木得到充足的光照和水分,充分生长。于7月和9月再各进行1次抚育,方法同上。如此抚育工作要进行3年,第2年2次,于6月和8月各进行1次;第3年1次,于7月进行,方法同上。清除杂灌工作要长期进行,直至林分郁闭。 (2)禁牧。造林后,要设有专门的护林人员。要对幼林地进行禁牧,防止牲畜进入林地踩踏幼树。若羊进入新造林地,会直接啃食幼树,造成新造林分苗木的损失。 (3)防寒。新造的幼林抗逆性差,在冬季要做好防寒的工作,方法同育苗期一样。 (4)防火。进入冬季,林区中的杂草干枯,在遇到明火的状况下极易燃烧。所以在入秋时,要砍除过深的杂草、灌木。冬季来临,组建专业的防火队伍,定期对林区进行巡护,在林区制高点建立t望塔,设专人24ht望,发现火情及时通报、及时扑灭,将火灾造成的损失降到最低。 6 中幼林管理 (1)幼林修枝。当幼树生长到一定年份,自然整枝差的树木需要人工修枝,即将近地面的轮生枝(多年生)人工剪除。这样做能促进树木长高,还可以增加树木的枝下高,在冬季地面火难以上树。 (2)幼林间伐。当林分的郁闭度达到0.8时就应当考虑进行幼林间伐,林分过密,不通风、不透光,不利于林木的生长,还会造成林分中的林木相互之间竞争。因此,要及时进行间伐,为保留木创造更好的生长环境。在间伐过程中要做到:砍密留疏、砍弯留直、砍小留大。 (3)防火。在冬季来临要清除林地中的杂灌,砍除过密过深的杂草,这样才有利于幼林区冬季防火。冬季来临时,要组建专业的防火队伍,定期对林区进行巡护,在林区制高点建立t望塔,设专人24ht望,发现火情及时通报,及时扑灭,将火灾造成的损失降到最低。 7 近成熟林管理 (1)间伐。此时的林木已有一定的经济价值,可以适时进行间伐。这样既有利于林木生长,也可以有一定的经济效益。在间伐过程中要做到:砍密留疏、砍弯留直、砍小留大。 (2)防盗。林木有了经济效益,就会成为被盗伐的对象,所以应加强林木的看护工作,防止发生不必要的经济损失。 (3)皆伐。林分成熟,就应在适当的时候皆伐。 (4)迹地的再次更新。林分砍伐后,要及时进行更新,即再次进行整地、造林。 林业技术论文:基于林业推广的科学技术论文 1阻碍林业科技推广的因素分析 1.1林业科技推广体制尚不完善随着改革开放,促进科学技术与天然林得到了很大的发展,但由于计划经济时代,但已受到限制,它仍然是由政府在促进行政指令,推广该项目几乎没有市场经济的标准,忽视了林业科技应该算是从农村现状出发,新技术的推广,需要政策引导,指导,有关部门需要资金投入,主要负责农民的应用和缺乏热情,没有主观性等等上述因素,直接或者间接的对林业科技的全面推广造成看影响,致使出现了一种“,你推广你的,我干我的”尴尬局面,其长期影响林业科技推广这项推广工作是非常大的。 1.2农村知识的整体结构不高,缺乏劳动目前,大部分农村剩余劳动力基本上都在外地打工,给家里留下的基本上是老人和儿童,他们一般都是不是知识层次不够就是参与热情度低,对于新鲜事物和新技术的接受能力较低。介于上述农村现状,往往会造成一种新技术的推广被冷落,不采用,却已然使用老办法,不能很快接受新的林业技术的现状。造成这种现象的根本原因在于青壮年等主要农村的劳动力都在外打工,剩余的老人无论从体力还是思想上都很难对新技术的推广得以应用并起到推广作用,因此造成林业科技的推广工作展开慢、工作效率低。 1.3科技推广运行机制滞后,推广服务能力有限主要表现在:①为促进科学和技术还没有形成一个有效的机制,有一个与科技紧密结合,没有好的重点项目,导致较低的转化率和科技贡献率的结果。此外,科学技术与促进和保护知识产权保护植物新品种间的之间的矛盾正在逐渐兴起。②一些基层科技推广人员,由于收到种种条件的限制,不能经常出去进修深造,提升更新自己的专业知识,致使很多基层工作人员在林业科技推广工作上,对现代林业的新技术及新成果没有及时的去更新学习,不了解林业新技术所真正能发挥出的林业科技作用,使其未能得到真正的推广应用。③专业细致的推广机构,以促进一个人的知识结构,不能很好地适应市场经济和农民林业多元化的效率目前发展的要求缺乏足够的权威。 1.4科技人员素质有待进一步提高大部分林业科技人员对“3S”技术、计算机网络技术、碳汇林业科技、生物质能源林技术、困难立地条件造林等新技术掌握和运用能力较差,理论指导实践的能力不强。县级科技人员亲自抓试验示范的机会少,没有把已有的林业科技组装配套应用到林业生产实践中,缺乏实践操作技能。同时,也存在林业科研、推广队伍人才老化和断档问题,特别是乡镇林业站工作人员来源复杂,素质参差不齐,科技培训工作滞后,知识更新缓慢,工作积极性不高。使林业技术来提高推广和成果展示低效率的不良状况。 1.5资金投入相对不足林业科技和属于从事公益事业,没有国家政府的支持下不可避免的,因此,国家也有相应的规定的法律机制机构技术推广站:促进资金应预留一定比例的设定资金从某些项目。但是由于一些当地的政府资金不足,审批制度也相应的得到不重视,是其林业科技推广工作在未得到资金帮助的情况下,由于缺乏资金,导致了一些推动林业基层干部下乡作为一种负担或包袱来处理,更不用说促进林业科学技术作为事业来做他的生活。因此,科学和技术的进步,促进适当的林业工作会很慢。 1.6科技推广与林业生产脱节的问题还未从根本上解决林业科技推广与林业生产结合,两者之间的体制和运行机制还不够完善。主要是由于:一方面,对于建设和产业发展的科技需求,促进林业生态工程缺乏自觉性和紧迫感,管理过于粗放,水平和效率不高;另一方面,促进林业和林业生产技术的实际仍存在一定程度的距离的现象存在的主题的偏差是不够准确的,相对有限的技术推广和服务领域,水平等,以解决慢林业生产技术,实用技术成果的主要问题是不完美的,不能够与相互支持,这直接影响科技成果的速度和林业在促进科学技术的发挥支撑作用。 2要构建思维健全的林业推广服务模式 2.1构建林业科技推广体系(1)由于林业科技具有公共产品性质的特性,林业科技推广在我国如此之深“线路中断,网破,人心散了,”这种情况的困境是,有建立科学合理的绩效管理激励制度没有根本的原因。因此,应该选择人才的制度,可以聘请做,职称晋升或降职,并为选拔任用机制是为了脱颖而出,施展工作的专业人员有益;人才评价机制,建立重点人口和产业的基本社会评价;体现工作绩效,促进人力资源管理和分级分类适用的收入分配机制的合理流动;我们还必须建立和完善了一些奖励措施,鼓励大胆创新的科技人员,企业家精神和深入第一生产线的激励和表彰为科技人员突出贡献的给予奖励等。(2)促进创新管理机制,改革用人机制,员工招聘制度的实施,实现了用人单位的固定劳动合同的,由身份管理向岗位管理的转变。根据就业“公开,公平,公正”原则通过公开招聘,竞争上岗,择优录取的办法有真正的人才选拔专业技术人员进入推广队伍,为员工,管理,在严格按照规定程序和人事管理权限申请。(3)完善考核制度,林业技术人员的工作量和进村入户的性能,促进技术作为一个重要的考核指标,林业技术人员的农民评价作为重要考核内容。建立有效的激励和约束机制,分配制度改革,收入和工作职责将与林业技术员,工作业绩,低于全县林业技术人员的优惠政策工资的实施。 2.2完善林业科技推广体系的具体方案分析(1)推广组织以营利为目的,以多渠道,多模式,快速推进科学技术给用户,让尽可能多的用户所接受和使用。从自身的利益,所有类型的组织,一般以推广新技术前的技术可行性,市场需求还是不错的选择成本效益的技术,从而推动高效率。新的林业技术推广体系,根据市场,技术推广,才能在激烈的市场竞争中运作,要充分发挥加强我们现有的努力,推动工作。(2)通过服务和示范推广林业科技一个新的方向,在林业科学和技术,提高推广人员的整体素质的县,要加大建设农村推广体系的努力。一经录用,海报,宣传车,宣传栏和发放实用技术资料等方式,加快转型速度,提高农民的科技素质,林业科技知识的普及,推广实用技术,领导全部水平和群众不断增强意识的转变,牢固树立“科技兴林”的战略思想,积极营造良好的“科技兴林”“,科技致富”的氛围在农村和林区。开展试验、示范、推广、培招聘、竞争上岗等多种手段,建立一支相对稳定的基层推广队伍。(3)要掌握岗位培训,学历教育,加强工人同时继续举办各种专业课程,通过专业培训,定期培训,函授等形式的教育,培养实用的知识管理和技术人员学习,使广大群众逐步学习如何市场经济条件下的应用林业科学知识,产业结构调整和推广技术的理解正确应用的重要性,加快科技成果转化,促进林业的过程。必须促进新成果,新技术。提高理论水平和工作人员的专业素质,推动科学技术为一体,开发并建立一个结构合理,创新能力强,服务意识强,有农村工作经验和卓越的科学和技术推广队伍的奉献。(4)加强对资本投资的技术进行小区试验,小面积的示范,让农民实实在在的,真正体会到了林业科技成果的好处。在这方面,林业部门建立了多部门协调的运行机制,科研,教育和经济生产林区等方面结合起来的一些最新和最林区符合现状,生产技术示范迅速。有计划地开展宣传和新技术,新知识,农民的教育和提高他们的科学文化素质。(5)增强市场的建设,用市场来引导林业科技推广林业科技生产基地是提高林业科技成果的农民的理解,提高林业示范基地,生产真正得到实惠的重要途径,所以只能促进顺利推进科学技术。在这方面,林业部门建立了多部门协调的运行机制,科研,教育和经济生产林区等方面结合起来的一些最新和最林区符合现状,生产技术示范迅速。 3林业科技推广中的森林病虫害防治的重要性分析 随着不断增长的人口,对木材有了更大的需求,严重破坏了森林资源,带来了很多的灾害。危害森林的方式有多种,但最严重的可能是森林病虫害。由于森林病虫害的防治与营林技术不同步,大面积营林都呈现出了单一化的特性,造成更严重的森林病虫害。为了有效地改善这种状况,森林病虫害防治,必须联合开展的造林技术。 3.1林业病虫害的危害林业害虫经常有人形象地比喻为“无烟的森林火灾”,足以反映森林资源的危害。分别下列两种杨树和松树害虫危害具体叙述的例子:①杨树的病虫害:常见的杨树食叶害虫和害虫蛀干害虫两大类。危害杨树的主要食叶害虫有杨扇舟娥和杨小舟娥,杨小舟娥和杨扇舟蛾的生殖繁育能力特别强,前者达到1年4代,后者达到1年6代,刚孵化的上述虫害均喜欢集群啃食杨树的树叶,最后只剩叶柄,危害最严重的时期是7~8月份。危害杨树的蛀干害虫主要是光肩星天牛,其危害方式主要是啃食杨树树干,所以杨木质量严重退化,甚至导致死亡。②松树虫害:危害松树的虫害主要是马尾松毛虫,其繁殖能力较杨树有所降低,1年只能繁殖2~3代,其对松树的危害也是来自于幼虫,它们啃食树叶边缘松,造成松树的叶丛卷曲死的现象,当未来的3龄幼虫将是整片整片的散叶咀嚼,导致旧的干松的迅速死亡。③松材线虫病:是松科植物致命性病害,一旦松树感染上该病就必死无疑,被称之为松树的癌症。在经济发展快的浙江、江苏等地,因大量调运松木材及其制品,造成人为远距离传播,自上世纪80年代从江苏南京中山陵被发现至今短短30来年,已扩散到全国半数省份,每年应付防治防控的人力、财力及造成松树枯死不计其数,经济损失十分严重。 3.2营林技术的发展与森林病虫害的防治分析森林病虫害的内涵主要体现在有关森林病虫害的前提生态环境,防治的基础上,营林技术,在生物群落大力发展的有利因素阻碍树木的生长和病虫害的当地条件生长的物理,化学的有机和生物系统相结合,防止污染的环境,使虫害和疾病的传播都没有,以达到健康生长和保护环境和树木。营林技术要点:主要指基于森林病虫害进行森林抚育技术之间关系的情况下,整个森林培育综合各种技术时,采取森林病虫害的危害,并提供了有利的繁殖环境,从而实现对目标害虫。主要的措施,以减少森林病虫害是使树木提高抗病能力。应根据当地实际情况,选择了品种的生物学特性,从而为快速增长的树木,增强对疾病的抵抗力,病虫害减少扩展。①选择以改善森林昆虫物种免疫:林在同一层中和不同种类的树木,免疫系统是不一样的,即使在同一物种的树木,会有在个体免疫差异。通过介绍,杂交可以使本身不具有获得抗害虫的昆虫抗性。②设置隔离带能有效阻断害虫:林业有害生物的增殖和迁移能力非常强,单喂养害虫,可以幼虫的食物时不迁移通过设置缓冲区,使幼虫迁移,如油松毛虫等,以减少它。,能有效防止危害幼虫。③定期清洁森林健康,松土除草:在森林健康里面定期清理,及时松土除草,从而减少从根部的树木的发生。干净卫生能提供健康的树木在环境中生长良好,及时松土除草的作用发挥进一步发展,防止病虫害的滋生。松土也让统一的土壤养分,使更多的健康树木的生长,增强其抵御虫害和树木疾病的能力。④当受到病原危害的树木,会产生应力性,尤其是当树木耐强,抗病原菌将停止:提高土壤肥力,改善森林状况。适当施肥可以起到预防病虫害的显著的影响,也不会污染环境。通过生态林根土将转变成一个完全根系发达,可持续利用养分和水分,以提高对功能的树木根部,从而起到一定的作用在加强和树木健康,实现有效和持续的抑制害虫的目的。 4基于林业科技推广下的创新施药技术对森林病虫害的防治 4.1精准的应用施药技术精准施药技术是基于实时的自然环境利用现代林业的生产技术和先进的技术设计,视觉传感或精确农药使用的地图,涵盖了信息采集的目标管理的过程中,目标识别,应用技术要点农药决策,精确的执行变量喷雾使用,节约农药,提高工作效率,减少对环境的污染和农药的使用,病虫害防治,以实现智能化,高精度,自动化,促进环境保护和林业生产的可持续发展。总之,精准的应用施药技术是实现定时,定量和固定喷涂。使用农药喷雾技术的可变技术,可根据病虫危害精确的地位和立场自然准确地处理,森林喷洒不均匀,每个点是不同的调整农药和环境特征的危害程度的量,避免对环境的浪费和农药污染,使林业有害生物控制更加高效,优质。 4.2TIT法防治技术TTR方法使用的化学物质被动控制,控制效果难以保证,但也有一些干扰的环境。TIT法就是对有害生物实施诱捕(trap)、接菌(inoculated-pathogen)、传染(transmission)的防治方法。首先,利用害虫的引诱陷阱,然后身体变得微生物农药虫害,微生物杀虫剂允许害虫进入他们的社区带来了生存空间,互相传染,从而达到预防的目的。对于某些害虫(如苍蝇,蚊子等),你无法通过陷阱,微生物农药直接在人口居住空间(污水池,坑,塘,稻田,水沟等)接种,让其感染死亡。此外,还可以更换TIT法微生物农药其他药物(如兴奋剂),使兔子害鼠害烦躁后,扭在组内的窝,造成害鼠和兔子的伤亡。或更换微生物农药性兴奋剂+不孕剂,目标害虫疯狂的寻找异性滥交,防止正常交配目标有害生物体,目标害虫密度降低到安全水平。 4.3药物注射技术该被注入注射药物是有害的,或注入到所述液体注入设备,以打击害虫的树干。注射的药物浓度,浓度相对较高,环境污染少,天敌安全,适合身材高挑的森林病虫害防治。①竹腔注射:防治竹蝗时,在跳蝻孵化出土时,对产卵地每竹基部节间作竹腔注射吡虫啉或乐果等内吸性药剂20mL原药,防治竹蝗的药效期长达40-60d,可彻底杀灭产卵地上整个出土期出土的跳蝻;②昆虫道包装:包装在蠕虫信道释放剂或熏蒸剂,或昆虫,线虫;③被害处注射。用于皮下害虫柴油熏蒸5-10倍液注入被害处;④打孔注药机注射:采用专业设备,将高压药液注入植株体内;⑤专用注射液注射:此方法目前主要用于林业松材线虫病预防,或树体营养;⑥输液滴注:配置的注入输液瓶,根据钻在树上的“特殊注射注射液”的方法,所述输液针插入时,连接输液瓶,针头和输液瓶悬挂上方0.5-1.0米正确位置时,调节流体的量不漏液体的注入孔。 4.4风送式静电喷雾技术风送式静电喷雾技术,我们必须首先通过液体雾化压力或旋转雾化液滴的形成,充电电极后,使带电液滴,二次雾化气流对植物的作用静电和气流液滴。静电喷涂微风技术具有以下独特的优势:①在推广使用气流的作用,提高了静电喷涂液滴的渗透有利于郁郁葱葱,高大的树木防虫足够弱。②合理控制静电喷雾时的气流,喷雾飘移损失会非常显著减少对环境的污染。③带上静电后的雾滴,其表面张力被降低,以降低防雾性,改善雾化,液滴朝向最小表面积不易冷凝在植物,植物有益吸附液滴。与此同时,空气更容易使在叶片上和寄生虫飞沫传播,将显著提高杀虫效果。 5结语 林业科技推动林业产业,林业的发展和科技成果之间的关系到桥梁的生产力。林业科技推广站已被用来作为林业部门的基础,是直接面对普通劳动人民群众。因此,林业科技部门一定要高度重视。相信林业物权法改革和关于林业工作的国家的重视,不断完善林业扩展技术,林业技术推广将能够继续随身携带,为群众服务。森林病虫害有突发性和隐蔽性,因此是控制基本生态营林技术的有效途径。病虫害生态控制,它是合理配置各类种植树木和植物,并有助于提高森林系统的多样性,以加快自己的生态系统演替过程,从而逐渐形成自我控制害虫森林生态系统功能的疾病。因此,在害虫防治中的各种控制方法的过程中应充分进行比较的特定有害生物的效果,最合适的方法控制的选择。采取预防,治疗,以应对林业有害生物为辅的方式,力争使中国的林业标准上升为子孙后代造福。 作者:吕军美单位:浙江省松阳县林业局 林业技术论文:生产性实训的林业专业技术论文 一、课程设计 1.课程目标:通过1~2个月的林业生产性(综合)实训,让学生实际参加林木种苗生产、森林资源调查等工作过程,使学生掌握从事林业生产的主要技术,巩固和加深对“必需”知识的理解和运用;培养学生积极的工作态度,提高其文明操作与安全意识,养成“爱林、护林、兴林”的职业精神和团队协作精神;提高学生实践操作能力、自主学习能力和创新能力;加深对林区、林业以及林业生产技术的了解。 2.课程设计:中职二年级利用4~5月份,集中派遣学生到相关校企合作企业实训1~2个月。以小组为单位,安排一名企业技术人员作为指导教师,根据企业要求完成种苗生产、森林资源调查、野生动植物保护等相关工作任务,学生在学校委派指导教师的带领下全面参与林业实际工作,利用山区下雨时间由企业技术人员讲授林业生产的技术要点和相关理论知识,真正做到“做中学、学中做”,实现课程与岗位的对接,专业与行业的对接。 3.成绩考核:实训结束后,由学生填写《实习指导手册》,独立撰写2000字以内的实训总结。由本人、小组、校内委派的实习指导教师和企业技术人员共同参与考核评价。以知识目标、素质目标和能力目标并重的原则,注重过程考核,侧重综合素质和实践操作能力的考核。态度和技能各占55%和45%,其中,每项中考勤占10%,自我评分、小组评分各占5%,实习报告、教师评分各占10%,企业评分占15%,综合后最终形成学生的生产(综合)实习成绩。 二、调查样本和方法 采用自编调查问卷分别对2012级现代林业生产专业、实施实训的区内林业企业进行抽样问卷调查。2012级共3个班100人、企业共11个110人,分别回收有效问卷共100份(2012级)、110份(林业企业)。调查分为学生版和企业版,问卷的项目也有所区别。项目包括:“开展生产(综合)实习的季节”、“生产(综合)实习的内容”、“是否有收获、增强了实践动手能力”“、对学校委派的教师评价”等20个项目。 三、结果分析 1.企业对我专业参加实训学生在实习过程中工作态度、文明操作与安全意识、团队协作精神等职业能力的满意程度。就企业而言,通过实习,对我专业学生在实习过程中工作态度、文明操作与安全意识、团队协作精神给出的选择分别为:“满意”64%、“基本满意”36%“、满意”73%“、基本满意”27%、“满意”64%、“基本满意”36%(见图1)。企业对我专业学生的综合职业能力都表示满意,说明我专业在平时的日常教学中对职业能力在专业、专业基础课的渗透教学比较成功。 2.企业对我专业教学内容是否贴近企业生产岗位技能需求、学生是否具备了在企业工作的综合能力的选择。就企业而言“,对我专业教学内容是否贴近企业生产岗位技能需求”的选项,认为“是”、“还可以”的人数比例分别为90%、10%;“学生是否具备了在企业工作的综合能力”的选项,认为“是”、“还可以”的人数比例分别为80%、20%(见图2)。通过调查,我们发现,大多数企业认为我专业教学内容贴近企业生产岗位技能需求,同时,也认为我专业学生具备了在企业工作的综合能力。 3.学生对我专业选择的生产(综合)实习企业、企业对我专业学生掌握的实践技能的满意程度。就学生而言,“对我专业选择的生产(综合)实习企业是否能满足实习需要”的选项,认为“能满足”、“基本满足”、“不满足”的人数比例分别为71%、24%、5%;就企业而言,对“我专业学生掌握的实践技能是否能满足企业生产需要”的选项,认为“能满足”、“基本满足”的人数比例分别为73%、27%(见图3)。 4.学生、企业对我专业生产性(综合)实习整体的满意程度。学生对“我专业生产性(综合)实习整体是否满意”的选项,认为“满意”、“基本满意”的分别为99%、1%,说明绝大多数学生对开展生产性(综合)的认同度较高;企业对该选项认为“满意”、“基本满意”的分别为82%、18%,说明我专业安排的生产(综合)实习存在一定的问题,比如校内实践操作与现场实训的差距,学校、企业对学生期望值过高与学生本身存在问题的差距等。 四、结论与讨论 综上所述,通过开展学生生产性(综合)实训对增强学生实践动手能力、培养学生积极的工作态度和团队协作精神取得了明显的效果;大多数学生对现代林业专业实施的生产性(综合)实训感到满意。但是,对有些选项,如:“学生认为生产(综合)实习的成绩评定方式是否合适”的选项,有选择“不合适”的学生;“企业认为生产(综合)实习的成绩评定方式是否合适”的选项,有27%的企业选择了“基本合适”,说明现代林业技术专业生产性(综合)实训在成绩评定方式等方面还有待进一步总结和完善。 1.引导学生正确对待林业实训。林业行业属于艰苦行业,掌握林业技术离不开实践经验和时间的累积,这是林业的特性所决定的。现在的中职学生,虽然绝大多数来自林场或林区,他们很少有从事林业劳动的经历,对他们来说,高质量地完成林业实训,积累“实践性知识”就更有必要。从某种意义上来说,林业生产性(综合)实训除了增强其实践动手能力之外,更重要的意义在于培养学生积极的工作态度、团队协作精神等现代职业能力。 2.加强教师队伍建设。调查结果显示,学生对学校安排的指导教师的总体评价较高,但是有少部分学生认为企业技术指导缺乏教学经验,其所讲授的实践操作与校内指导教师之间有些差异。使学生认为“技术含量低”,甚至认为是“劳动课”或者不知道是按照技术指导还是按照老师的讲授去操作。由于林业行业标准的不同,必须有实践经验非常丰富的、下过企业锻炼的、熟悉企业业务的教师作保障。一是加强校内教师的实践能力的培养,提高实践指导能力;二是提高下派企业实践锻炼教师的数量,以满足校内和企业的对接,满足学生“做中学、学中做”的教学要求,不仅让学生知道“怎么做”,还要知道“怎么样会做的更好”。 3.加强配套保障条件建设。现代林业技术生产性(综合)实训是在“三阶段”的人才培养模式框架下,教学改革的重点之一。其优秀理念是:教学过程围绕林业生产季节安排,教学内容围绕林业岗位设计,教学场地围绕林场布置。要实现这一教学改革,必须有相应的配套保障条件作支撑。一是改变以往的教学方式,逐渐向行动导向法、引导文教学法等过渡,把课堂搬到林场、林区。二是打破“学期制”的教学管理体制,根据林业生产特点安排教学活动,改变终结性评价方式。三是加强校外实训基地建设,改善实训基地教学、生活条件,满足学生学习、生活的需要,提高实训质量。 作者:韩燕燕任伟单位:新疆林业学校 林业技术论文:基层林业专业技术论文 一、基层林业技术推广问题 a.基层林业的技术推广方式仍待改进由于是基层的林业技术推广工作,所以必须将国家的相关政策作为主要依据,并且针对已经完成的基层林业技术任务,提出相关的解决对策尤为重要。但是因为一些林农对此认识欠缺,总会从自身利益出发,把个人利益作为重点,从而忽视了其他问题。当然这种想法和认识都对基层林业技术的推广产生了严重的影响,不断制约着它的发展,而且也不利于林农对林业技术的学习积极性,有的甚至会达到无视抑或对政府的政策有所抵触,使得推广工作无法继续进行。 b.农村劳动力不断欠缺且文化水平普遍偏低由于城市建设在不断的加快行进速度,使得农村的剩余人口多为没有劳动能力的老人或儿童,往往老人们体质虚弱,劳动能力欠缺,有一些老人甚至已经到达行动不便的地步,更别提对新技术的接受程度了。故而,使得新技术推广工作在实行过程中,虽然会得到广大农民群众的欢迎并且有的也愿意参加,但是却难以真正做到具体的实,继而往往工作的进展十分缓慢,并且没有什么收效。 c.资金短缺一直制约着基层林业技术推广由于基层林业技术推广站都是一些事业性单位,其大部分的费用都是政府财政的专项拨款,一部分基层林业的技术推广站,它们的经费都和实际开支的需求有很大差距,因为在基层里开展技术推广和对技术进行指导这些工作,必需要有充足的经费来支持,这些经费的缺少使得大多数基层的林业技术推广站,其对工作缺乏动力,十分懈怠。 d.工作的队伍不太稳定、不够完善目前,因为基层林业的技术推广队伍总是不太稳定,使得技术人员的作用得不到发挥,故而有不少的基层技术人员往往都会被调去做其他的非专业性的工作,如此,技术人员就缺乏时间去对技术工作进行调研,而且他们的业务技能又不能得到锻炼,导致了严重的人才流失。除此之外,还有一些工作人员缺乏对工作的热情,往往都是在十分被动地进行他们的工作,这更加影响到基层林业的技术推广工作的发展。 二、加强对林业技术推广工作的战略方法 a.积极地开展宣传组织培训活动最初,基层林业技术推广站的领导要加强自己对“科技兴林”的认知,并且要积极的召开专门的会议,加强对工作的部署,做好林业技术的推广工作,由于广大农民群众的支持和参与十分重要,故而要使用各种不同的宣传方式,例如媒体的讲座、培训班、宣传车辆等途径,进入乡里进入村中开展宣传工作。技术人员必须亲自直接地指导农民,让他们能够真正地感受到新技术的福利,使得以后参与新项目的意愿更加强大,当地政府的支持也是十分重要的,如果可以在贷款方面提供一些优惠政策,为群众提供一些补贴都比较好,其次要吸引群众不断参与,同时如果有更多的青年能够参与其中将会更好。 b.基层林业科技推广的队伍要不断建设基层的林业科技的推广工作中,一般人数偏少,其知识的结构也比较老化,不能满足林业发展的需要,故而要不断进行林业科技队伍的建设工作,不断优化队伍的结构,保证工作队伍比较年轻,有知识开始必须改革用人机制,需要取用聘任制,遵守公开、公平、公正的原则,再则进行公开的招聘或者竞聘上岗的形式,选取卓越的技术人员,一起在基层林业队伍当中不断进取,其次仍旧要对在岗人员不断开展培训,保证他们的知识结构可以有所优化,能够掌握到更加多的新技术,使得自身的工作队伍整体的素质不断提高,同时要经常组织一些科技下乡的活动,确保技术人员和林农知识可以有效的对接起来,做到理论和实践相结合,最后在管理的层面上,也要渐渐的培养资格认证、拿证上岗工作的机制,使得基层林业技术推广工作的水平,整体都能够不断的提升,必须使用一套十分有效的绩效考核制度,把工作人员业绩和群众的评价一起放到考核范围之内,并且要将考核的结果同薪资的收入水平、职务的评定以及奖惩等相互挂钩,便于使工作人员的责任感有所加强。 C.工作的开展要与农村的实际相结合之前的林业技术推广工作,一般主要是靠政府的主导再去实施,现在必须将这一局面彻底的改变,要做到充分的与农村的实际情况和群众的实际需求相挂钩,把技术的推广加强同企业、高等院校和相关的研究所等不同的单位相联系起来,做到保证林业的技术推广工作可以把有偿与无偿服务都结合到一起。因为农村群众的思想觉悟都有所提高,林农更加需要得到一些利益回报,不然他们不会再有兴趣去参加林业技术的推广工作。所以,当地的政府必须充分的把公益性和利益性结合起来,把每个推广项目的科学论证实行起来,保证可以深入的了解林农和市场的需求技术,再去推广这种技术,同时,要把市场和林农想不不到的技术和林业技术推广站考虑到里面,以便能够提供更好地技术服务。 d.把实用技术的推广作为重点林业技术的推广工作的关键和主要方式是把开展有关的实用技术培训作为重点对象。同时,要把培养出林业科技示范的带头人当作能够使林业新技术推广更好的切入点,林业科技成果的转化也必须通过农民才能够实现。故而,必须做好林业技术的推广工作,并且要靠广大农民的大力支持和广泛参与。实用技术的培训活动可以使农民得到更为有用的生产技术,同时可以指导他们使用新技术实行科学的生产。把提高农产品的质量,加强市场的竞争力作为首要目标。其次林业实用技术的培训更要运用多种多样的方式实行,同时要简单明了,通俗易懂、具有有针对性。同时,更要依据新形势的进展,不断的创新、不断的实践,以求能够探索出更为适合林业技术的培训工作的新方法,要不断的利用培训和示范效果,使得林农的科技意识有所提高,为形成科技的重要质量和效益的观念做贡献,继而把科技致富的思路深深的植入到广大林农的心中 E.创新的重要性创新对于林业技术推广工作的体制发展是十分重要的,所以必须大量投入资金,使得林业新技术的研发和推广可以更为有确定性。在资金的来源上,不仅仅只靠政府财政的补贴划拨,还要想依托对加强技术合作、技术示范以及技术的培训等,将专家请进家中,使得林农可以拥有更为先进适用的生产技术,不断的提高林业的经营水平,使得经济效应能够上升。同时要对其进行补贴,使得在农民的种植积极性一直在提高的同时,还能更进一步。因为政策的扶持力度在不断增加,种植的补贴标准也在不断提高,林农的意识得到了精心照料,这对于实现林业产业发展是一种最基本的动力。 三、结语 就目前而言,基层林业技术推广工作不仅是基层的林业创新体系的主要组成,也是将我国林业的科技研究理论成果和生产力结合起来的主要枢纽。故而,国家和地方政府必须将基层林业技术推广工作作为重点。 作者:马会阳单位:南召县辛荑产业办公室 林业技术论文:基于林业发展的造林技术研究论文 1安化林业发展现状 安化县位于资水中游,湘中偏北,雪峰山北段,属亚热带季风气候区,总面积4950km2,其中有林业用地39万hm2,占全县国土总面积的79.00%,森林蓄积量1216万m³,立竹蓄积13793万根,森林覆盖率达76.17%。多年来,安化县林业坚持以建立比较完备的生态体系和发达的产业体系为目标,以造林绿化、资源林政管理和产业化建设为重点,以科技为支撑,使林业事业得到了快速发展,先后获得“中国厚朴之乡”“全国经济林建设先进县”“全国林木种苗行政执法与质量监督先进单位”“全国绿化模范县”“全国资源林政管理先进单位”等殊荣,2006年,又被评为“中国竹子之乡”。安化县通过采取工程造林、义务植树和社会造林并举的绿化措施,加快生态建设步伐,共完成各类造林3万hm2,义务植树750万株,封山育林22万hm2,森林资源得到了较好的恢复和增长,生态明显好转,基本形成了“小雨水不下川、大雨土不下坡”的生态安全体系;逐步建立了森林病虫害监测机构,完善了森林火灾预警机制和补救指挥体系,成立了护林总队,组建了森林火灾补救队伍和民兵应急分队,强化了森立公安、木材检查站监督执法机构职能,依法行政水平不断提高,林地林权管理日益加强,林权发生面积达97.00%以上。林业第一产业形成了杉木、马尾松、毛竹、木本药材、林果5个颇具规模的林产基地,年产木材15万m³,毛竹1000万根,木本药材1000t,林果15000t;林业第二产业形成了木材采运、制材、人造板、木竹地板、家具、松香、干鲜果品、木竹制品及工艺品等门类齐全,具有一定规模和技术基础的林产工业体系;林业第三产业形成了以柘溪库区省级森林公园、雪峰湖省级地质公园,红岩和六步溪省级自然保护区为重点的森林生态旅游网络,年森林旅游收入达到了1000万元以上。当前,安化县已进入林业发展最快阶段,全县总产值已突破10亿元大关,农民纯收入来自林业的比重达23.00%,林业产业已成为安化的重要支柱产业,对县域经济的影响和财政贡献越来越大。今后,安化将会以现代林业建设为重点,做大做强“中国厚朴之乡”和“中国竹子之乡”,倾力打造秀美、和谐的新安化。 2林业资源培育技术 当前,为加快资源培育,及时供应林业产品市场,发展林业经济,采用植苗更新培育方法是其中较为理想的技术措施之一。由于境内地形地貌复杂和林木生长周期较长等,这就决定了造林地种类的多样化,整地任务艰巨,且整地质量和效果要求较高等。首先要对造林地土壤结构、养分和水分等方面进行改善,清除有杂草和灌木的林地,深翻土壤,经过这样整地后改善了土壤水热条件,肥力增加,使得人工栽植省力又省工,有利于播种后种子发芽和幼苗期根系生长及成活,避免林间植被与林木相互竞争林地营养空间,提高了造林质量。要根据栽植林木的不同进行林地整理,并因地制宜开展全面、带状或块状整地,一般平原和沙荒及水土流失较轻的坡地适用于全面整地,在整地带之间存留一定宽度的不垦带有利于保持水土;同时,依据苗木特性确定整地面积大小,面积大的林地山地要留有穴状、鱼鳞坑等,平原留有坑状、高台等,这样既可提高土地使用率,又可防止水土流失。翻理林地前,要将整地清理的杂草、灌木以及采伐过的倒树、枝丫、伐根等处理干净,可利用人工、机具割除,然后,归堆铺平用火烧清除,还可以采用化学农药喷洒,以杀死杂草和灌木植物。 3造林方法 3.1造林树种选择 现代造林遵循适地适树、因地制宜、因地而异等种植理念,常常合理搭配树种选择和块状套种,这样既改善了土壤结构和质量,有效增加土壤保湿能力和土壤肥力,也提高了阔叶林面积和造林质量,同时,还有效改变了林业面貌和多样性,营造了多样化自然环境,减少了病虫害的发生。使生态趋于平衡,对安化县地理环境、自然气候及生态平衡都有很好的改善。 3.2林木繁殖方法 3.1.1直播造林 这种方法施工简单,省去了育苗工序,适用于大面积林地造林,但是直播造林只适合种粒大、易发芽、种源充足的树种,在撒播时林地土壤必须水分充足,才有利于种子发芽生长;而且对于后期幼林抚育管理要求也较高。因此直播造林常选择偏远、人烟稀少、自然灾害较轻的地区,有撒播、穴播、条插、缝插和块状播种等。 3.1.2分殖造林 安化县竹子繁殖造林可采用利用竹子地下茎直接造林,该技术简单,易操作,不但节省了育苗时间和费用,而且成活率高,幼林扎根后生长较快,可充分保持母本优良性状。这种方法对造林地的立地条件要求较高,分殖材料受母本数量和分布状况限制较大,适用于竹子、杨树、柳树等营养繁殖树种。 3.1.3植苗造林 除了直播和分殖造林外,还可采用植苗造林法,通常利用一年生实生苗进行育林。 3.2造林最佳时间 传统造林时间以春季为主,随着造林技术推广和树木引种成效,植树造林工作均有所提前,通常可在每年的12月到翌年2月完成,最晚不超过3月,冬季和初春季节温度偏低,苗木大都处于休眠状态,起苗和栽苗时水土流失较小,苗木栽植后更易于成活,有利于苗木根茎生长,提高抗逆性。这个时节造林第一年生长量可远超秋季造林20.00%,阴雨天和雨过天晴时候最为适宜。 3.3栽植方式 应以穴植为主,挖深30~50cm、不小于40~60cm见方的植穴,穴底平整,栽植时苗木放置端正,根系顺向水平舒展,可适当洚浅,以阻碍根劲萌蘖,生根部位扩大,增强苗木抗旱能力,苗茎入土三分之一左右,苗茎大于40cm时应入土15~20cm为宜。 作者:刘中华谌志华单位:安化县林业局平口林业站 林业技术论文:林业技术项目式教学论文 一、校企合作,开发项目教材 在高职林业专业教育教学中,教材是教学内容和方法的载体,也是实施项目化教学的主要依据,为此,为了更好地应用项目化教学方式要重视对教材的建设,可以通过校企合作的方式,针对林业专业岗位的需求,来开发相应的项目教材。还要能够根据现代化林业的最新发展动态对教材内容进行更新,以便体现出教材本身的先进性和新颖性。此外,在项目化教学实施过程中还要能够从学生的实际情况出发,通过项目驱动的原则让学生学习相应的教学内容。在项目化教学中还要能够突出以知识技能为主的项目化教学内容,让学生按照项目来完成相应的学习任务。还要重视理论知识的学习,在理论知识的学习中能够涉及林业生态建设的新理论、新成果、方法、技术等,以此更好地为学生的未来就业做好铺垫。 二、校企合作,开发一体化的项目课程 在高职林业教学中要能够根据林业岗位的要求和技术规范,从岗位的优秀能力以及关键技术等出发进行教育教学,通过和林业企业合作的方式,来共同开发一体化的项目课程,在项目化课程的开发过程中既要注重理论知识的传授,还要突出学生学习专业的职业能力,将理论和实践更好地结合起来。在项目化课程教学中能够以项目为载体、通过校企合作的方式,开发林业制图技术、葡萄栽培技术、森林植物等类似的课程,通过学生对这些课程的学习,能够达到学以致用的目的,能够满足社会对林业专业人才的需求。 三、注重学生主体的项目化教学 在高职林业专业项目化教学中要能够突出体现学生的主体地位,教师的作用就是对学生的学习进行引导,让学生能够积极主动地参与项目式学习,让学生在项目式教学中能够达到学会学习、学会工作的目的。在项目式学习中学生也能够将学习的知识应用到实践过程中。在给学生营造的职业环境氛围下,让学生以项目为载体进行学习,这样就给学生创设了零距离的教学模式,这是对传统教学模式的一种扬弃,通过学生自主学习的方式,能够很好地带动教学氛围,教学互动方式也比较好,可以激发学生的学习兴趣,也能够在一定程度上提升其教学效果。 四、结语 在高职林业项目化教学方式的应用就是让学生在学习过程中以项目学习为载体,不仅注重学生理论知识的学习,还能够注重学生技能的提升,以此取得较好的教学效果。在高职林业专业教学中项目化教学的应用可以通过校企合作的方式,针对林业专业岗位的需求,来开发相应的项目教材。从岗位的优秀能力以及关键技术等出发进行教育教学,通过和林业企业合作的方式,来共同开发一体化的项目课程,让学生在项目式教学中能够达到学会学习、学会工作的目的。通过学生自主学习的方式,能够很好地带动教学氛围,教学互动方式也比较好,激发学生的学习兴趣,在高职林业教学中还要不断探索项目化教学的方式方法,以便更好地提升其教学效率。 作者:赵林峰 单位:湖南环境生物职业技术学院园林学院 林业技术论文:林业管理信息技术论文 1信息技术在林业管理中的作用 1.1有利于监管森林和湿地资源 利用现代信息技术可以快速得到全面的森林和湿地的检测结果,通过研究和分析检测结果,可以准确了解到我国森林和湿地的现状,然后根据实际情况制定相对应的措施,确保森林和湿地资源不会遭到破坏。另外,利用信息技术可以准确地掌握我国森林和湿地的分布情况,并且可以为制定有效的森林和湿地保护规划提供信息服务。 1.2有利于监管荒漠和沙化土地 利用信息技术可以快速地了解我国各个地区林业荒漠化的情况,并且可以得到较为准确的数据,可以根据研究数据知道荒漠化发生的原因、趋势、以及荒漠化的程度等,然后,针对不同的情况采取不同的措施,进而防止我国荒漠化的进一步加剧。另外,信息技术的使用还可以更好地对所得到的数据进行管理,从而实现对每一期调查数据大约为500万条记录的管理,数据存储量达到3T。 1.3综合营造林管理信息化 综合营造林管理信息化主要是对于我国的一些重要工程的规划、操作注意事项、整体布局以及检查验收等各个环节进行统一的管理和监督。使用现代信息技术可以更加全面地了解我国所有林业管理的现状,从而根据不同情况采取不同的解决措施,最终提高我国林木的质量、规范林木的布局、增加树木的数量,提高树木的整体效益、提高树木的功能等,最终使得我国林业管理趋于规范化。 1.4有利于对林业灾害进行监管和处理 森林资源受环境的影响较大,在森林中频频发生自然灾害等现象,信息技术的引入大大降低了林业灾害发生的频率。信息技术的使用可以有效防止林业灾害的发生,对各类自然灾害做出积极的反应,另外,利用信息技术我们可以快速得知发生灾害的方位、程度、造成的损害以及涉及的范围,然后可以根据这些信息采取相应的解决措施,进而确保我国树木的总量不会大幅度减少。 1.5促进林业管理的迅猛发展 到目前为止,我国的林业种类包括很多种类型,例如,观赏林、经济林、药用林以及绿化林等,为了合理管理这些林业,如果仅依靠人力的话显然是不可能,信息技术的使用使得林业管理越来越简单。它可以准确得到所有林业的数据,了解到全国各地林业的发展状况。例如,利用信息技术可以对林业产品的市场价值进行分析和估测,同时还可以建立一个布局合理、功能强大的管理体系。现代信息技术已经得到了普及,人们早已经将信息技术作为了他们交流的平台,他们在这一平台上进行产品贸易活动、林业产品交流和探讨活动。 2小结 随着经济的快速发展,国家对林业建设越来越重视,在林业管理方面投入了大量的经济,因此,各个林业部门的管理人员必须充分利用现代信息技术的优势,将它和林业管理有机的结合在一起,不断促进我国林业建设的发展,同时提高我国林业在国际上的地位。 作者:杨多林单位:祁连县林场 林业技术论文:技术创新林业经济论文 1林业技术创新的重要意义 传统的林业管理模式属于粗放型,无法精确控制作物的水分、温度、日照、养料等。而技术创新可促进林业管理的数字化、科学化发展,对林园的水分、温度、养分、阳光等进行直观的在线测量,提高林木环境管理的针对性;诸如生态系统恢复、荒漠化防治技术、重大森林灾害控制技术、湿地生态系统等一系列林业技术创新有机结合起来,使得自然环境与经济发展有机结合成为可能,实现林业经济的可持续发展;优化林业产业人员结构,林业技术的创新可降低员工的劳动强度,提高工作的可操作性,提升林业从业保同的整体水平,优化人员结构。 2林业技术创新存在的主要问题 2.1创新发展资金不足科技是第一生产力,只有科学技术才能促进林业的可持续发展,因此需要投入大量先进的设备、高端的人才、适用的实验场地等,而这些需要大量的资金支持。但是现阶段林业科研资金不足的问题还十分突出,专业型人才得不到更高的待遇,人才流失严重,而实验设备、实验场地等,仅靠政府财政拨款远远不够,因此资金问题很大程度上是林业技术创新的瓶颈。 2.2林业技术创新与市场需求脱节所有技术创新的最终目的就是实现创新成果的市场化,获取更高的经济利益,实现资本增值,因此市场需求才是技术创新的指导与方向,而且市场是检验一项技术创新是否成功的重要标准。但是现在我国林业技术创新却存在轻市场、重技术的问题,在未充分分析市场需求的前提下闭门造车,无法准确把握市场竞争的态势,导致技术成果与市场脱节,得不到相应的回报。 2.3林业技术科研成果转化率低我国林业技术研发存在一定的先天不足,技术储备相对较小,再加之技术人才的严重匮乏、高端经营管理者的缺失等,这些均是导致林业科研进程发展缓慢、科研成要实际转化率低的原因。由相关资料可知,我国现阶段林业科研成果实际转化率仅在35%左右。 3促进林业科技创新的策略 3.1重视林业产业升级提高林业企业的自主创新能力,通过政策扶持、有效的激励机制等鼓励其在技术改造、技术研究、技术创新等方面投入更多精力,如有条件可自主兴办高新技术产业,推动林业产业新的经济增长点;研发过程中找准市场目标,以市场需求为导向,防止技术开发中的浪费,提高整个林业可持续发展过程中的科技含金量。在林业企业中成立集咨询、服务等职能为一体的林业技术服务与示范中心,构建全面的配套服务体系,该体系中除林业部门外,还要联合产业部门、科研单位等,以实现对林业产业中的关键技术与共性技术的系统集成化、工程化研究;政府牵头,积极引进国外先进的绿化消化技术及创新咨询服务平台,加强合作、协调,提高林业企业的技术创新能力。 3.2加强林业素质教育未来发展过程中,要形成林业产业技术的创新机制,为技术发展提供驱动力。在现代化市场经济原则的指导下,遵循“科学技术是第一生产力”的原则,大力发展高等教育,培养更多的专业人才,完善技术创新机制的基础。针对林业企业现有员工进行专业的技术指导,增强团队凝聚力,提高员工的整体素质;开展各类专业培训,组织员工定期参加,通过学习提高自身的业务水平。 3.3促进林业信息化的建设大力发展林业电信网络、广播电视网络,促进政府林业管理部门、林业企业、林业咨询机构等向着信息化的方向发展,形成独立自主的技术产业与软件产业。以林业产业化、林业市场化发展为视角,开展林业信息化建设,明确其发展指标与发展模式,以信息化带动现代化经济发展,为我国林业建设提供宏观调控的理论依据与决策依据。逐步实现网络信息发展系统,进一步完善信息开发利用、资源共享等技术环境,搭建信息化资源发平台,将现代化信息技术对林业建设、资源利用的实际效能充分体现出来;创建林业信息数字化采集与传播模式,在远程服务系统的开放、应用方面投入更多精力与资金。 3.4调整林业科研力量的分布现阶段我国林业科研机构还存在力量分散的不足,科研机构多集中于行政区域,虽然数量众多,但是科研力量却比较薄弱,针对林业技术所设置的研究课题较少,资金投入更是存在严重不足的问题,因此必须马上进行林业科研力量分布的调整与优化。从整体与局部2个方面促进林业整体科技实力的提升,所谓整体即深入林业体制改革,提高林业队伍的整体实力;局部则是在各个区域设置更加专业、更加规范的林业科研机构。 作者:李洪福单位:湖南省长沙市宁乡县菁华铺乡林业站 林业技术论文:林业生态栽培管理技术研究论文 枣粮复合林业生态经营模式下的栽培管理技术 为了让枣树实现科学的栽培种植和管理技术,那就应该在多个环节做好各种措施。首先在处理定植上,要做好充分的准备,在冰冻之前,就应该进行开沟和浇灌处理,这是为了让林业生态模式的构建更加。其次,对于追肥栽培环节来说,要分为两个阶段进行,第1个阶段是从5月下旬到6月上旬,为了有效地减少落花现象,那在这一阶段需要对枣树施加尿素,第2阶段是7月上旬,在这一阶段,为了让落花现象不再发生,那就需要对每株再施加氮、钾和磷复合肥料,而且每次进行必须的浇水处理,这应该在施肥之后进行。对于粮食作物的栽培和种植管理技术来说,更应该慎重,在粮食作物的栽培环节,就应该合理地选择矮秆作物,为了让林业生态模式能够实现合理的空间规划,那么对于其栽培管理方式,就可以选取常用的一些方法。除此之外,还应该有效控制枣树行和作物种植带的距离,保持其距离超过1m,这是为了保证粮食作物和枣树生长的适宜性,而且也更加方便管理。如果是种植棉花作物,那就应该在棉花种植的前年初冬注意其栽培和种植管理技术,在种植之前就要对种植地块进行翻耕处理,为了解冻,还要对其施浇冻水,等到春季地皮解冻之后,如果解冻范围到达了10cm,为了保持地块的平整,形成较好的效果,那就应该进行耙地处理。等到了4月中旬,就要采取一些地膜覆盖措施,这应该在种植的幼树行间进行,在选取地膜时,要让地膜的幅宽保持在90cm,并且要厚度合适。在铺设完地膜后,为了防止地膜被大风吹起,就要在地膜上进行压土处理,行距为2m左右。 地果、菜套复合林业生态经营模式下的栽培、种植管理技术 在这种复合经营模式下,栽植和培育品种大多都是葡萄果树和油菜。在对葡萄的栽培管理中,要控制其株行距,大约为0.5×1.5m,不管是在冬季还是夏季栽培,都要进行科学的修剪。为了提高葡萄的产量和品质,那在夏季时就要进行多种方式的修剪,修剪方式可以用疏枝、抹芽、疏花序和副梢处理等。为了满足葡萄树种的低温需求,在每年10月下旬和11月上旬都要对其浇水、扣棚和遮光防护,直到来年的1月份,就可以对其进行增温催芽处理。如果开花了,那就应该让树种处在干燥的环境下,这样可以让花药有效开裂,从而散发出花粉。为了有效地防止葡萄树种的病虫害,那就应该在葡萄发芽之前喷布石硫合剂,彻底消灭残留在枝蔓中的虫卵和病菌。为了阻止灰霉病害现象的发生,那么在植物开花之前就应该喷布多菌灵溶液和氯氰菊酯。当采摘完葡萄后,为了阻止落叶病的发生,那么在6月份,每隔半个月就要对其实施喷淋波尔多液,这可以为来年的葡萄产量打下良好基础[2]。 综上所述,为了提高林业的回报效率,提高粮食产量,应该对林草畜、地果菜套种和枣粮间作这些复合林业生态经营模式进行合理的构建,这可以在一定程度上实现长短互补,还能有效地提高土地产出率,从而丰富林业资源,促进生态环境的和谐发展,实现社会效益和经济效益的统一。所以,大力推广这种模式对促进人和自然的和谐发展是非常有利的。 本文作者:欧阳冬萍工作单位:南昌市林业科学研究所 林业技术论文:林业系统数据融合技术运用探究论文 摘要:介绍了数据融合技术的基本概念和内容,分析了该技术在森林防火、森林蓄积特征的估计和更新、森林资源调查等方面的应用,提出该技术可应用于木材无损检测及精确林业。融合机器视觉、X射线等单一传感器技术检测木材及木制品,可以更准确地实时检测出木材的各种缺陷;集成GPS、GIS、RS及各种实时传感器信息,利用智能决策支持系统以及可变量技术,能够实现基于自然界生物及其赖以生存的环境资源的时空变异性的客观现实,建立基于信息流融合的精确林业系统。 关键词:数据融合传感器无损检测精确林业应用 多传感器融合系统由于具有较高的可靠性和鲁棒性,较宽的时间和空间的观测范围,较强的数据可信度和分辨能力,已广泛应用于军事、工业、农业、航天、交通管制、机器人、海洋监视和管理、目标跟踪和惯性导航等领域。笔者在分析数据融合技术概念和内容的基础上,对该技术在林业工程中的应用及前景进行了综述。 一、数据融合 1.1概念的提出 1973年,数据融合技术在美国国防部资助开发的声纳信号理解系统中得到了最早的体现。 70年代末,在公开的技术文献中开始出现基于多系统的信息整合意义的融合技术。1984年美国国防部数据融合小组(DFS)定义数据融合为:“对多源的数据和信息进行多方的关联、相关和综合处理,以更好地进行定位与估计,并完全能对态势及带来的威胁进行实时评估”。 1998年1月,Buchroithner和Wald重新定义了数据融合:“数据融合是一种规范框架,这个框架里人们阐明如何使用特定的手段和工具来整合来自不同渠道的数据,以获得实际需要的信息”。 Wald定义的数据融合的概念原理中,强调以质量作为数据融合的明确目标,这正是很多关于数据融合的文献中忽略但又是非常重要的方面。这里的“质量”指经过数据融合后获得的信息对用户而言较融合前具有更高的满意度,如可改善分类精度,获得更有效、更相关的信息,甚至可更好地用于开发项目的资金、人力资源等。 1.2基本内容 信息融合是生物系统所具备的一个基本功能,人类本能地将各感官获得的信息与先验知识进行综合,对周围环境和发生的事件做出估计和判断。当运用各种现代信息处理方法,通过计算机实现这一功能时,就形成了数据融合技术。 数据融合就是充分利用多传感器资源,通过对这些多传感器及观测信息的合理支配和使用,把多传感器在空间或时间上的冗余或互补信息依据某些准则进行组合,以获得被测对象的一致性解释或描述。数据融合的内容主要包括: (1)数据关联。确定来自多传感器的数据反映的是否是同源目标。 (2)多传感器ID/轨迹估计。假设多传感器的报告反映的是同源目标,对这些数据进行综合,改进对该目标的估计,或对整个当前或未来情况的估计。 (3)采集管理。给定传感器环境的一种认识状态,通过分配多个信息捕获和处理源,最大限度地发挥其性能,从而使其操作成本降到最低。传感器的数据融合功能主要包括多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测。 根据融合系统所处理的信息层次,目前常将信息融合系统划分为3个层次: (l)数据层融合。直接将各传感器的原始数据进行关联后,送入融合中心,完成对被测对象的综合评价。其优点是保持了尽可能多的原始信号信息,但是该种融合处理的信息量大、速度慢、实时性差,通常只用于数据之间配准精度较高的图像处理。 (2)特征层融合。从原始数据中提取特征,进行数据关联和归一化等处理后,送入融合中心进行分析与综合,完成对被测对象的综合评价。这种融合既保留了足够数量的原始信息,又实现了一定的数据压缩,有利于实时处理,而且由于在特征提取方面有许多成果可以借鉴,所以特征层融合是目前应用较多的一种技术。但是该技术在复杂环境中的稳健性和系统的容错性与可靠性有待进一步改善。 (3)决策层融合。首先每一传感器分别独立地完成特征提取和决策等任务,然后进行关联,再送入融合中心处理。这种方法的实质是根据一定的准则和每个决策的可信度做出最优的决策。其优点是数据通讯量小、实时性好,可以处理非同步信息,能有效地融合不同类型的信息。而且在一个或几个传感器失效时,系统仍能继续工作,具有良好的容错性,系统可靠性高,因此是目前信息融合研究的一个热点。但是这种技术也有不足,如原始信息的损失、被测对象的时变特征、先验知识的获取困难,以及知识库的巨量特性等。 1.3处理模型 美国数据融合工作小组提出的数据融合处理模型,当时仅应用于军事方面,但该模型对人们理解数据融合的基本概念有重要意义。模型每个模块的基本功能如下: 数据源。包括传感器及其相关数据(数据库和人的先验知识等)。 源数据预处理。进行数据的预筛选和数据分配,以减轻融合中心的计算负担,有时需要为融合中心提供最重要的数据。目标评估。融合目标的位置、速度、身份等参数,以达到对这些参数的精确表达。主要包括数据配准、跟踪和数据关联、辨识。 态势评估。根据当前的环境推断出检测目标与事件之间的关系,以判断检测目标的意图。威胁评估。结合当前的态势判断对方的威胁程度和敌我双方的攻击能力等,这一过程应同时考虑当前的政治环境和对敌策略等因素,所以较为困难。 处理过程评估。监视系统的性能,辨识改善性能所需的数据,进行传感器资源的合理配置。人机接口。提供人与计算机间的交互功能,如人工操作员的指导和评价、多媒体功能等。 二、多传感器在林业中的应用 2.1在森林防火中的应用 在用MODIS(ModerateResolutionImagingSpectroradiometer)数据测定森林火点时的20、22、23波段的传感器辐射值已达饱和状态,用一般图像增强处理方法探测燃烧区火点的结果不理想。余启刚运用数据融合技术,在空间分辨率为1000m的热辐射通道的数据外加入空间分辨率为250m的可见光通道的数据,较好地进行了不同空间分辨率信息的数据融合,大大提高了对火点位置的判断准确度。为进一步提高卫星光谱图像数据分析的准确性与可靠性,利用原有森林防火用的林区红外探测器网,将其与卫星光谱图像数据融合,可以使计算机获得GPS接收机输出的有关信息通过与RS实现高效互补性融合,从而弥补卫星图谱不理想的缺失区数据信息,大大提高燃烧区火点信息准确度和敏感性。 2.2森林蓄积特征的估计 HampusHolmstrom等在瑞典南部的试验区将SPOT-4×S卫星数据和CARABAS-IIVHFSAR传感器的雷达数据进行了融合,采用KNN(knearestneighbor)方法对森林的蓄积特征(林分蓄积、树种组成与年龄)进行了估计。 KNN方法就是采用目标样地邻近k个(k=10)最近样地的加权来估计目标样地的森林特征。研究者应用卫星光谱数据、雷达数据融合技术对试验区的不同林分的蓄积特征进行估计,并对三种不同的数据方法进行误差分析。试验表明,融合后的数据作出的估计比单一的卫星数据或雷达数据的精度高且稳定性好。 2.3用非垂直航空摄像数据融合GIS信息更新调查数据 森林资源调查是掌握森林资源现状与变化的调查方法,一般以地面调查的方法为主,我国5年复查一次。由于森林资源调查的工作量巨大,且要花费大量的人力、物力和资金。国内外许多学者都在探索航空、航天的遥感调查与估计方法。 TrevorJDavis等2002年提出采用非垂直的航空摄影数据融合对应的GIS数据信息实现森林调查数据的快速更新,认为对森林资源整体而言,仅某些特殊地区的资源数据需要更新。在直升飞机侧面装上可视的数字摄像装置,利用GPS对测点进行定位,对特殊地区的摄像进行拍摄,同时与对应的GIS数据进行融合,做出资源变化的估计或影像的修正。 试验表明,融合后的数据可以同高分辨率矫正图像相比,该方法花费少,精度高,能充分利用影像的可视性,应用于偏远、地形复杂、不易操作、成本高的区域,同时可避免遥感图像受云层遮盖。 三、数据融合在林业中的应用展望 3.1在木材检测中的应用 3.1.1木材缺陷及其影响 木材是天然生长的有机体,生长过程中不可避免地有尖削度、弯曲度、节子等生长缺陷,这些缺陷极大地影响了木材及其制品的优良特性,以及木材的使用率、强度、外观质量,并限制了其应用领域。在传统木制品生产过程中,主要依靠人的肉眼来识别木材缺陷,而木材板材表面缺陷在大小、形状和色泽上都有较大的差异,且受木材纹理的影响,识别起来非常困难,劳动强度大,效率低,同时由于熟练程度、标准掌握等人为因素,可能造成较大的误差。另外在集成材加工中,板材缺陷的非双面识别严重影响了生产线的生产节拍。因此必须开发一种能够对板材双面缺陷进行在线识别和自动剔除技术,以解决集成材加工中节子人工识别误差大、难以实现双面识别、剔除机械调整时间长等问题。 3.1.2单一传感器在木材检测中的应用 对木材及人造板进行无损检测的方法很多,如超声波、微波、射线、机械应力、震动、冲击应力波、快速傅立叶变换分析等检测方法。超声技术在木材工业中的应用研究主要集中在研究声波与木材种类、木材结构和性能之间的关系、木材结构及缺陷分析、胶的固化过程分析等。 随着计算机视觉技术的发展,人们也将视觉传感器应用于木材检测中。新西兰科学家用视频传感器研究和测量了纸浆中的纤维横切面的宽度、厚度、壁面积、壁厚度、腔比率、壁比率等,同时准确地测量单个纤维和全部纤维的几何尺寸及其变化趋势,能够区分不同纸浆类型,测定木材纤维材料加固结合力,并动态地观察木材纤维在材料中的结合机理。 新西兰的基于视觉传感器的板材缺陷识别的软件已经产业化,该软件利用数码相机或激光扫描仪采集板材的图像,自动识别板材节子和缺陷的位置,控制板材的加工。该软件还具有进行原木三维模型真实再现的计算机视觉识别功能,利用激光扫描仪自动采集原木的三维几何数据。 美国林产品实验室利用计算机视觉技术对木材刨花的尺寸大小进行分级,确定各种刨花在板中的比例和刨花的排列方向;日本京都大学基于视觉传感器进行了定向刨花板内刨花定向程度的检测,从而可以通过调整定向铺装设备优化刨花的排列方向来提高定向刨花板的强度。 在制材加工过程中,利用计算机视觉技术在线实时检测原木的形状及尺寸,选择最佳下锯方法,提高原木的出材率。同时可对锯材的质量进行分级,实现木材的优化使用;在胶合板的生产过程中,利用计算机视觉技术在线实时检测单板上的各种缺陷,实现单板的智能和自动剪切,并可测量在剪切过程中的单板破损率,对单板进行分等分级,实现自动化生产过程。Wengert等在综合了大量的板材分类经验的基础上,建立了板材分级分类的计算机视觉专家系统。在国内这方面的研究较少,王金满等用计算机视觉技术对刨花板施胶效果进行了定量分析。 X射线对木材及木质复合材料的性能检测已得到了广泛的应用,目前该技术主要应用于对木材密度、含水率、纤维素相对结晶度和结晶区大小、纤维的化学结构和性质等进行检测,并对木材内部的各种缺陷进行检测。 3.1.3数据融合在木材检测中的应用展望 单一传感器在木材工业中已得到了一定程度的应用,但各种单项技术在应用上存在一定的局限性。如视觉传感器不能检测到有些与木材具有相同颜色的节子,有时会把木板上的脏物或油脂当成节子,造成误判,有时也会受到木材的种类或粗糙度和湿度的影响,此外,这种技术只能检测部分表面缺陷,而无法检测到内部缺陷;超声、微波、核磁共振和X射线技术均能测量密度及内部特征,但是它们不能测定木材的颜色和瑕疵,因为这些缺陷的密度往往同木板相同。因此,一个理想的检测系统应该集成各种传感技术,才能准确、可靠地检测到木材的缺陷。 基于多传感器(机器视觉及X射线等)数据融合技术的木材及木制品表面缺陷检测,可以集成多个传统单项技术,更可靠、准确地实时检测出木材表面的各种缺陷,为实现木材分级自动化、智能化奠定基础,同时为集裁除锯、自动调整、自动裁除节子等为一身的新型视频识别集成材双面节子数控自动剔除成套设备提供技术支持。 3.2在精确林业中的应用 美国华盛顿大学研究人员开展了树形自动分析、林业作业规划等研究工作;Auburn大学的生物系统工程系和USDA南方林业实验站与有关公司合作开展用GPS和其他传感器研究林业机器系统的性能和生产效率。 目前单项的GPS、RS、GIS正从“自动化孤岛”形式应用于林业生产向集成技术转变。林业生产系统作为一个多组分的复杂系统,是由能量流动、物质循环、信息流动所推动的具有一定的结构和功能的复合体,各组分间的关系和结合方式影响系统整体的结构和功能。因此应该在计算机集成系统框架下,有效地融合GPS、GIS、RS等数据,解决这些信息在空间和时间上的质的差异及空间数据类型的多样性,如地理统计数据、栅格数据、点数据等。利用智能DSS(决策支持系统)以及VRT(可变量技术)等,使林业生产成为一个高效、柔性和开放的体系,从而实现林业生产的标准化、规范化、开放性,建立基于信息流融合的精确林业系统。 南京林业大学提出了“精确林业工程系统”。研究包括精确林业工程系统的领域体系结构、随时空变化的数据采集处理与融合技术、精确控制林业生产的智能决策支持系统、可变量控制技术等,实现基于自然界生物及其所赖以生存的环境资源的时空变异性的客观现实,以最小资源投入、最小环境危害和最大产出效益为目标,建立关于林业管理系统战略思想的精确林业微观管理系统。 林业技术论文:数据融合技术在林业中的发展论文 摘要:介绍了数据融合技术的基本概念和内容,分析了该技术在森林防火、森林蓄积特征的估计和更新、森林资源调查等方面的应用,提出该技术可应用于木材无损检测及精确林业。融合机器视觉、X射线等单一传感器技术检测木材及木制品,可以更准确地实时检测出木材的各种缺陷;集成GPS、GIS、RS及各种实时传感器信息,利用智能决策支持系统以及可变量技术,能够实现基于自然界生物及其赖以生存的环境资源的时空变异性的客观现实,建立基于信息流融合的精确林业系统。 关键词:数据融合传感器无损检测精确林业应用 多传感器融合系统由于具有较高的可靠性和鲁棒性,较宽的时间和空间的观测范围,较强的数据可信度和分辨能力,已广泛应用于军事、工业、农业、航天、交通管制、机器人、海洋监视和管理、目标跟踪和惯性导航等领域[1,2]。笔者在分析数据融合技术概念和内容的基础上,对该技术在林业工程中的应用及前景进行了综述。 1数据融合 1.1概念的提出 1973年,数据融合技术在美国国防部资助开发的声纳信号理解系统中得到了最早的体现。70年代末,在公开的技术文献中开始出现基于多系统的信息整合意义的融合技术。1984年美国国防部数据融合小组(DFS)定义数据融合为:“对多源的数据和信息进行多方的关联、相关和综合处理,以更好地进行定位与估计,并完全能对态势及带来的威胁进行实时评估”。 1998年1月,Buchroithner和Wald重新定义了数据融合:“数据融合是一种规范框架,这个框架里人们阐明如何使用特定的手段和工具来整合来自不同渠道的数据,以获得实际需要的信息”。 Wald定义的数据融合的概念原理中,强调以质量作为数据融合的明确目标,这正是很多关于数据融合的文献中忽略但又是非常重要的方面。这里的“质量”指经过数据融合后获得的信息对用户而言较融合前具有更高的满意度,如可改善分类精度,获得更有效、更相关的信息,甚至可更好地用于开发项目的资金、人力资源等[3]。 1.2基本内容 信息融合是生物系统所具备的一个基本功能,人类本能地将各感官获得的信息与先验知识进行综合,对周围环境和发生的事件做出估计和判断。当运用各种现代信息处理方法,通过计算机实现这一功能时,就形成了数据融合技术。 数据融合就是充分利用多传感器资源,通过对这些多传感器及观测信息的合理支配和使用,把多传感器在空间或时间上的冗余或互补信息依据某些准则进行组合,以获得被测对象的一致性解释或描述。数据融合的内容主要包括: (1)数据关联。确定来自多传感器的数据反映的是否是同源目标。 (2)多传感器ID/轨迹估计。假设多传感器的报告反映的是同源目标,对这些数据进行综合,改进对该目标的估计,或对整个当前或未来情况的估计。 (3)采集管理。给定传感器环境的一种认识状态,通过分配多个信息捕获和处理源,最大限度地发挥其性能,从而使其操作成本降到最低。传感器的数据融合功能主要包括多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测[4]。 根据融合系统所处理的信息层次,目前常将信息融合系统划分为3个层次: (l)数据层融合。直接将各传感器的原始数据进行关联后,送入融合中心,完成对被测对象的综合评价。其优点是保持了尽可能多的原始信号信息,但是该种融合处理的信息量大、速度慢、实时性差,通常只用于数据之间配准精度较高的图像处理。 (2)特征层融合。从原始数据中提取特征,进行数据关联和归一化等处理后,送入融合中心进行分析与综合,完成对被测对象的综合评价。这种融合既保留了足够数量的原始信息,又实现了一定的数据压缩,有利于实时处理,而且由于在特征提取方面有许多成果可以借鉴,所以特征层融合是目前应用较多的一种技术。但是该技术在复杂环境中的稳健性和系统的容错性与可靠性有待进一步改善。 (3)决策层融合。首先每一传感器分别独立地完成特征提取和决策等任务,然后进行关联,再送入融合中心处理。这种方法的实质是根据一定的准则和每个决策的可信度做出最优的决策。其优点是数据通讯量小、实时性好,可以处理非同步信息,能有效地融合不同类型的信息。而且在一个或几个传感器失效时,系统仍能继续工作,具有良好的容错性,系统可靠性高,因此是目前信息融合研究的一个热点。但是这种技术也有不足,如原始信息的损失、被测对象的时变特征、先验知识的获取困难,以及知识库的巨量特性等[5,6]。 1.3处理模型 美国数据融合工作小组提出的数据融合处理模型[7],当时仅应用于军事方面,但该模型对人们理解数据融合的基本概念有重要意义。模型每个模块的基本功能如下: 数据源。包括传感器及其相关数据(数据库和人的先验知识等)。 源数据预处理。进行数据的预筛选和数据分配,以减轻融合中心的计算负担,有时需要为融合中心提供最重要的数据。目标评估。融合目标的位置、速度、身份等参数,以达到对这些参数的精确表达。主要包括数据配准、跟踪和数据关联、辨识。 态势评估。根据当前的环境推断出检测目标与事件之间的关系,以判断检测目标的意图。威胁评估。结合当前的态势判断对方的威胁程度和敌我双方的攻击能力等,这一过程应同时考虑当前的政治环境和对敌策略等因素,所以较为困难。 处理过程评估。监视系统的性能,辨识改善性能所需的数据,进行传感器资源的合理配置。人机接口。提供人与计算机间的交互功能,如人工操作员的指导和评价、多媒体功能等。 2多传感器在林业中的应用 2.1在森林防火中的应用 在用MODIS(ModerateResolutionImagingSpectroradiometer)数据测定森林火点时的20、22、23波段的传感器辐射值已达饱和状态,用一般图像增强处理方法探测燃烧区火点的结果不理想。余启刚运用数据融合技术,在空间分辨率为1000m的热辐射通道的数据外加入空间分辨率为250m的可见光通道的数据,较好地进行了不同空间分辨率信息的数据融合,大大提高了对火点位置的判断准确度[8]。为进一步提高卫星光谱图像数据分析的准确性与可靠性,利用原有森林防火用的林区红外探测器网,将其与卫星光谱图像数据融合,可以使计算机获得GPS接收机输出的有关信息通过与RS实现高效互补性融合,从而弥补卫星图谱不理想的缺失区数据信息,大大提高燃烧区火点信息准确度和敏感性。 2.2森林蓄积特征的估计 HampusHolmstrom等在瑞典南部的试验区将SPOT-4×S卫星数据和CARABAS-IIVHFSAR传感器的雷达数据进行了融合,采用KNN(knearestneighbor)方法对森林的蓄积特征(林分蓄积、树种组成与年龄)进行了估计[9]。 KNN方法就是采用目标样地邻近k个(k=10)最近样地的加权来估计目标样地的森林特征。研究者应用卫星光谱数据、雷达数据融合技术对试验区的不同林分的蓄积特征进行估计,并对三种不同的数据方法进行误差分析。试验表明,融合后的数据作出的估计比单一的卫星数据或雷达数据的精度高且稳定性好。 2.3用非垂直航空摄像数据融合GIS信息更新调查数据 森林资源调查是掌握森林资源现状与变化的调查方法,一般以地面调查的方法为主,我国5年复查一次。由于森林资源调查的工作量巨大,且要花费大量的人力、物力和资金。国内外许多学者都在探索航空、航天的遥感调查与估计方法。 TrevorJDavis等2002年提出采用非垂直的航空摄影数据融合对应的GIS数据信息实现森林调查数据的快速更新,认为对森林资源整体而言,仅某些特殊地区的资源数据需要更新。在直升飞机侧面装上可视的数字摄像装置,利用GPS对测点进行定位,对特殊地区的摄像进行拍摄,同时与对应的GIS数据进行融合,做出资源变化的估计或影像的修正[10]。 试验表明,融合后的数据可以同高分辨率矫正图像相比,该方法花费少,精度高,能充分利用影像的可视性,应用于偏远、地形复杂、不易操作、成本高的区域,同时可避免遥感图像受云层遮盖。 3数据融合在林业中的应用展望 3.1在木材检测中的应用 3.1.1木材缺陷及其影响 木材是天然生长的有机体,生长过程中不可避免地有尖削度、弯曲度、节子等生长缺陷,这些缺陷极大地影响了木材及其制品的优良特性,以及木材的使用率、强度、外观质量,并限制了其应用领域。在传统木制品生产过程中,主要依靠人的肉眼来识别木材缺陷,而木材板材表面缺陷在大小、形状和色泽上都有较大的差异,且受木材纹理的影响,识别起来非常困难,劳动强度大,效率低,同时由于熟练程度、标准掌握等人为因素,可能造成较大的误差。另外在集成材加工中,板材缺陷的非双面识别严重影响了生产线的生产节拍。因此必须开发一种能够对板材双面缺陷进行在线识别和自动剔除技术,以解决集成材加工中节子人工识别误差大、难以实现双面识别、剔除机械调整时间长等问题。 3.1.2单一传感器在木材检测中的应用 对木材及人造板进行无损检测的方法很多,如超声波、微波、射线、机械应力、震动、冲击应力波、快速傅立叶变换分析等检测方法[11,12]。超声技术在木材工业中的应用研究主要集中在研究声波与木材种类、木材结构和性能之间的关系、木材结构及缺陷分析、胶的固化过程分析等[13]。 随着计算机视觉技术的发展,人们也将视觉传感器应用于木材检测中。新西兰科学家用视频传感器研究和测量了纸浆中的纤维横切面的宽度、厚度、壁面积、壁厚度、腔比率、壁比率等,同时准确地测量单个纤维和全部纤维的几何尺寸及其变化趋势,能够区分不同纸浆类型,测定木材纤维材料加固结合力,并动态地观察木材纤维在材料中的结合机理。 新西兰的基于视觉传感器的板材缺陷识别的软件已经产业化,该软件利用数码相机或激光扫描仪采集板材的图像,自动识别板材节子和缺陷的位置,控制板材的加工。该软件还具有进行原木三维模型真实再现的计算机视觉识别功能,利用激光扫描仪自动采集原木的三维几何数据。 美国林产品实验室利用计算机视觉技术对木材刨花的尺寸大小进行分级,确定各种刨花在板中的比例和刨花的排列方向;日本京都大学基于视觉传感器进行了定向刨花板内刨花定向程度的检测,从而可以通过调整定向铺装设备优化刨花的排列方向来提高定向刨花板的强度。 在制材加工过程中,利用计算机视觉技术在线实时检测原木的形状及尺寸,选择最佳下锯方法,提高原木的出材率。同时可对锯材的质量进行分级,实现木材的优化使用;在胶合板的生产过程中,利用计算机视觉技术在线实时检测单板上的各种缺陷,实现单板的智能和自动剪切,并可测量在剪切过程中的单板破损率,对单板进行分等分级,实现自动化生产过程。Wengert等在综合了大量的板材分类经验的基础上,建立了板材分级分类的计算机视觉专家系统。在国内这方面的研究较少,王金满等用计算机视觉技术对刨花板施胶效果进行了定量分析[14]。 X射线对木材及木质复合材料的性能检测已得到了广泛的应用,目前该技术主要应用于对木材密度、含水率、纤维素相对结晶度和结晶区大小、纤维的化学结构和性质等进行检测,并对木材内部的各种缺陷进行检测。 3.1.3数据融合在木材检测中的应用展望 单一传感器在木材工业中已得到了一定程度的应用,但各种单项技术在应用上存在一定的局限性。如视觉传感器不能检测到有些与木材具有相同颜色的节子,有时会把木板上的脏物或油脂当成节子,造成误判,有时也会受到木材的种类或粗糙度和湿度的影响,此外,这种技术只能检测部分表面缺陷,而无法检测到内部缺陷;超声、微波、核磁共振和X射线技术均能测量密度及内部特征,但是它们不能测定木材的颜色和瑕疵,因为这些缺陷的密度往往同木板相同。因此,一个理想的检测系统应该集成各种传感技术,才能准确、可靠地检测到木材的缺陷[15,16]。 基于多传感器(机器视觉及X射线等)数据融合技术的木材及木制品表面缺陷检测,可以集成多个传统单项技术,更可靠、准确地实时检测出木材表面的各种缺陷,为实现木材分级自动化、智能化奠定基础,同时为集裁除锯、自动调整、自动裁除节子等为一身的新型视频识别集成材双面节子数控自动剔除成套设备提供技术支持。 3.2在精确林业中的应用 美国华盛顿大学研究人员开展了树形自动分析、林业作业规划等研究工作;Auburn大学的生物系统工程系和USDA南方林业实验站与有关公司合作开展用GPS和其他传感器研究林业机器系统的性能和生产效率。 目前单项的GPS、RS、GIS正从“自动化孤岛”形式应用于林业生产向集成技术转变。林业生产系统作为一个多组分的复杂系统,是由能量流动、物质循环、信息流动所推动的具有一定的结构和功能的复合体,各组分间的关系和结合方式影响系统整体的结构和功能。因此应该在计算机集成系统框架下,有效地融合GPS、GIS、RS等数据,解决这些信息在空间和时间上的质的差异及空间数据类型的多样性,如地理统计数据、栅格数据、点数据等。利用智能DSS(决策支持系统)以及VRT(可变量技术)等,使林业生产成为一个高效、柔性和开放的体系,从而实现林业生产的标准化、规范化、开放性,建立基于信息流融合的精确林业系统。 南京林业大学提出了“精确林业工程系统”[17]。研究包括精确林业工程系统的领域体系结构、随时空变化的数据采集处理与融合技术、精确控制林业生产的智能决策支持系统、可变量控制技术等,实现基于自然界生物及其所赖以生存的环境资源的时空变异性的客观现实,以最小资源投入、最小环境危害和最大产出效益为目标,建立关于林业管理系统战略思想的精确林业微观管理系统。 林业技术论文:林业技术分析论文 一、从长白山学习考察谈起 长白山气势磅薄、巍峨壮观、资源丰富、风景秀丽,它不仅是一座十分惹人注目的名山。而且是一片翠绿的浩瀚林海。它以众多的白色浮石和九个月的积雪而得长白之名。它又以茂密的森林,红松(PinuskorajensisSieb.etZucc)的故乡而称著于世。 为了认识长白山的森林分布、生态和演替的规律,学习长白林区的经营管理经验,以提高专业技术水平,我院于1982年8月10~17日组织了赴长白山的学习考察。现把在长白山考察看到的几个自然规律概略地介绍一下。 l、森林垂直分布规律 长白山海拔269lm,为东北的第一高峰。由于受太平洋季风气候的影响,雨量充沛、温和而湿润,随海拔的升高,呈现明显的植被垂直分布带(见图1)。 2、森林生态规律 长白山北坡的森林,虽然分别属于不同的植被带,而在每个植被带内又是属于不同的植被类型。但它们的共同特点是:多呈混交林状态,生态系统相对稳定,生长发育良好。在历来没有人为因素干扰的情况下,不仅遵循着生物学的自然选择,适者生存的客观规律,而且天然生态系统平衡的规律,在这里的体现也是比较充分的。虽然它们处在不同的植被带内,动物、植物和微生物种类不同,数量不同、结构和有机构成比例亦不同,但它们彼此互相联系,互相制约,并按着一定的食物链生存和发展。这就是生存系统平衡规律在这里的作用。 这一点正是人类认识自然、改造自然、合理的经营利用森林、不断地提高林业科学技术水平的重要一环。 3、森林演替规律是在一个较长的历史 时期内表现出来的,森林植物的相互更替演化发展的规律。 根据我们的初步观察,并参阅有关资料得知:长白山的老林(原始林),遭受火山破坏后(长白山第三次火山爆发于1702年),出现草原,由草原再生桦木林(白桦或佩桦),由桦木林(阳性树)内再生钎叶树种(云杉、冷杉等阴性树)而恢复为老林。老林经过度采伐,又成杂木林(软杂木林),由杂木林内再生针叶树而恢复为老林。这就是长白山老林的演替发育过程。总之,我们到长白山学习考察,看到原 始森林多呈混交状态,生长稳定,产量较高(每公顷平均蓄积量常达500m3)。还看到了几个自然规律在长白山北坡比较集中的体现出来。从而开阔了眼界,提高了认识自然规律的能力和专业水平,并启发我们重新认识与总结过去的工作。 二、对几个自然规律认识和运用的分析 人们在各项营林活动中,一方面是不断地认识自然规律,另一方面又在不断地运用自然规律,在这方面已经取得了显著成效。建国以来。我省运用森林分布等自然规律,并结合林学原理,而营造了大面积的人工林。据全省“四、五”森林资源清查统评,东部九个林业重点县的人工红松林达13.3万亩,落叶松217.2万亩,分别占全省该树种面积的96%和82%。西部(医巫阎山以西)的人尹工油松林(Pinustabulaeformiscarr)超过250万亩,约占全省油松面积的45%。樟子松(PinussylvestrisL.Var.mongolicaLitvin.)主要集中在辽北沙地,从1955年开始在章古台沙地上引种,63年以后相继在彰武、康平、昌图等县大面积造林,现在全省不少地区用于造林,均表现出良好的趋势。我省引种刺槐也较早,由于多年引种驯化,生态适应范围逐渐扩大,现几乎遍布全省,并成为辽南地区主要的造林树种之一。全省人工杨柳林至75年达到581.3万亩,一半以上分布在辽河中下游平原。自然形成了各树种的适生区、发展区和控制发展区。 从林种布局上,人们从社会生活和生产实践中,逐渐提高对发展林业的认识,如从社会上林副产品的供需矛盾,从工农业生产上由于生态失调,而遭到自然规律的惩罚等,提高了对森林公益作用的认识。因此我省不断调整林种比例:“四、五”森林清查时用材林占58.8%,防护林仅占6.4%,80年全省林业区划,将防护林上调到33.7%,用材林下调到36.5%,其它林种也作了合理的调整。这样东部林区作为辽河平原的天然屏障,形成了水源用材林基地。辽西以水土保持林为主;辽北以防风固沙林为主;辽中以农田防护林为主;辽西、辽北和辽中的部分地区,构成了我省“三北”防护林体系。辽南得天独厚的自然条件,决定它以经济林为主。这样将运用自然特点和规律,因地制宜的充分发挥森林的综合效益。据1975年统计,建国以来全省已造人工林1802万亩,占绿化任务的46%。森林覆被率由解放初期的妞.6%,提高到23.5%。 在认识和运用森林生态和演替规律方面,也取得很大成效,特别是广大林业工作者,较早地认识到发展混交林的好处,科研部门重视混交林的研究,东部开展了人工诱导针阔混交林的科学试验,西部进行营造混交林的调查研究,均取得了一定的科研成果,及时指导了林业生产实践。 各营林部门又在生产实践中,精心培育出一定数量符合生态演替规律的不同组成、不同形式的混交林。如辽东的落叶松与色赤杨(AlnustinetoriaSarg.)和白桦混交,辽西的油松与色树、柞树,刺槐与色树混交等,均表现出良好的趋势。如阜新大板林场,23年生油松与色树混交林,郁闭度0.9,油松高sm,色树高sm,生长量超过当地同年龄的油松纯林。这些混交类型,在防治森林病虫害,提高林分质量方面,已初步显示出其优越性。 在病虫害防治方面,运用生态平衡的规律,从食物链上进行研究,已采用了赤眼蜂防治松毛虫的生物防治方法,并取得一定效果。另外在引种、育种方面也取都很大成效,在种源保护和建立自然保护区方面,正在积极进行。 总之,我们在认识和运用自然规律方面,成效是多方面的,效果是显著的。但是,随着对自然规律认识的深化,我们觉得在认识和运用自然规律上还有片面性,还有许多经验和教训需要认真的加以总结,我们觉得主要尚存在以下几个问题。 l、对自然规律在认识上的片面性和一次完成论。 过去在设计营林工作中,往往注重森林分布规律,忽视演替规律,更缺乏了解生态规律。总认为森林垂直分布在我省不明显,水平分布规律已基木了解。群众习惯于造纯林,所以在西部干旱地区,设计营造了大面积的油松纯林。在东部山区亦设计营造了大面积的落叶松、红松纯林。结果病虫灾害越来越严重。 我们认为,这与认识上、指导思想上的片面性是分不开的。 2、我们林区的各项人为经济活动,还在有意无意地切断食物链,破坏生态平衡。我们知道森林和植物、动物及微生物一起构成了生物与环境的统一体,它们是相互依赖,互相制约,并按着一定的捕食链,构成不可分割的统一整体(见图2)。 过去我们往往忽视捕食链,所以在辽西多地区,对老鹰、狐狸、猫头鹰和蛇等一律视为有害动物,大加捕杀,结果切断了食物链,破坏了生态平衡。导致鼠害、兔害和虫害的发生。 3、发展混交林的好处,尚未被广大群众和部分林业工作者,从理论与实践的结合上所接受。 我省人工营造的混交林很少,据阜新地区调查,仅占有林面积的1.6%。我们对发展混交林的好处,尚缺乏深入的调查和有说服力的分析,我们仅根据近期在医巫间山的调查,混交林腐殖质层厚度一般超过针叶纯林5一10cm,而且结构较好,抗病虫灾害能力强。 由此看来,混交林不仅在实践中表现出很多的优点,而且在理论上完全符合森林演替和生态平衡的规律。可是在设计、营林工作中却常常不愿采用混交方法,其原因除认识原因外,还有伯造林时麻烦,抚育管理费工等思想。但从长远观点来着,针叶纯林比重过大,会动起土壤酸化、肥力降低,而影响下一代的森林更新。 4、有些地区在引种、育种方面,尚有盲目性。近年来,由于林业建设规模的扩大和全民义务植树运动的兴起,切感种苗不足,因此有些地区从外地、远至关内调进大量的种子,这些种子在辽宁安家落户以后,表现出长势不同,适应程度不同,一些地区在选育过程中,往往缺乏对树种分布规律的深入研究,缺乏对弓{起生长差异的数理统计的分析。 三、提高营林技术水平的途径 伴随现代科学技术的发展,人类对白熊规律认识的深化,并不断地总结实践经验,所各项营林技术水平,:公将得到不断的提高,我们认为目前应当从以下几个方面努力。 1从针对林业职工队伍的现状,开展全民教育。 据了解,我省林业职工中,文言占2.5%小学占18.4%、初中占47.6%、高中(包括中专)占25.9%、大学仅占5.6%。就是达到了大、中专实际水平,还有个知识老化的问题。据说知识是以平均每年5%的速度在老化,这就说明,我们要提高林业技术水平,就必须在全民教育上下一番功夫。针对不同程度,提出奋斗目标,订好措施,做出规划。以提高职工队伍的思想理论水平和专业技术水平,增强认识自然和改造白然的能力。 2、加强林业调查设计工作。 调查设计是科学营林的基础,但从“文大”以来,对土壤、植物、气象等基础学科的本底调查,近乎取消,近期才开始恢复。我们认为今后的调查设计,不仅要队复和加强本底调查,进行调查设计研究和多学科的 上接49页)综合分析,而且要积极地运用科研最新成果。一要进行立地环境的分析和质量评价。最后做出符合自然规律的规划设计。 3、加强森林生态系统的科学研究。 森林生态问题,不仅关系到林业生产的发展,而且关系着人类的生存,所以我们要高度的重视这一研究,分清轻、重、缓、急,抓住主要矛盾,重点研究森林生态系统的生产力、功能及稳定性与结构的关系及其调节控制的原理。从食物链上探索松干纷、松毛虫以及红松疙锈病等的防治途径。 4、总结符合自然规律的森林类型的培育经验,树立典型,组织推广。 今后要认真总结混交林,栽针留阔,打柴留树等造林经验,大力宣传、推广混交林典型,逐步实现人工生态系统的平衡。 5、大力宣传保提益鸟、益兽,积极加强保护区建设。 益鸟、益兽都是人类保护森林和庄稼的助手,要大力宣传,切实保护。另外我省已开始建立自然保护区,要加速保护区建设。提高保护区在资源保护和科学研究方面的作用,以推动全省林业科学技术水平的不断提高。 林业技术论文:信息技术对林业影响论文 1信息技术的发展 信息技术是在信息科学的基本原理和方法的指导下扩展人类信息功能的技术。 1.1内涵和外延 信息技术是一门多学科交叉综合的技术,计算机技术、通信技术和多媒体技术、网络技术互相渗透、互相作用、互相融合,将形成以智能多媒体信息服务为特征的时空大规模信息网,是以电子计算机和现代通信为主要手段实现信息的获取、加工、传递和利用等功能的技术总和[2]。主要包括以下几方面技术: 1.1.1传感技术——信息的采集技术。传感技术是扩展人获取信息的感觉器官功能。进行信息识别、信息提取、信息检测,它几乎可以扩展人类所有感觉器官的传感功能,传感技术、测量技术与通信技术相结合而产生的遥感技术,使人感知信息的能力得到进一步的加强。 1.1.2通信技术——信息的传递技术。通信技术可实现信息快速、可靠、安全的转移。可以看成是从“现在”向“未来”或从“过去”向“现在”传递信息的一种活动。 1.1.3计算机技术——信息的处理和存储技术。计算机信息处理技术主要实现对信息的编码、压缩、加密和再生,存储技术有内存储技术和外存储技术,主要实现计算机存储器的读写速度、存储容量及稳定性的管理。 1.1.4控制技术——信息的使用技术。控制技术即信息使用技术是信息过程的最后环节,它包括调控技术、显示技术等。 1.2信息技术功能 概括起来有四个方面:①信息识别:包括文字识别、语音识别和图形识别等。通常是采用一种叫做“模式识别”的方法。②信息传递:实现信息快速、可靠、安全的转移。③信息处理与再生:在对信息进行处理的基础上,还可形成一些新的更深层次的决策信息,这称为信息的“再生”。信息的处理与再生都要依赖于现代电子计算机的超凡功能。④信息施用:是信息过程的最后环节。 1.3信息技术发展趋势 高速、大容量。速度越来越快、容量越来越大,无论是通信还是计算机发展都是如此;综合化。包括业务综合以及网络综合;数字化。一是便于大规模生产,数字设备是单元式的,设计非常简单,便于大规模生产,可大大降低成本。二是有利于综合,每一个模拟电路其电路物理特性区别都非常大,而数字电路由二进制电路组成,非常便于综合,要达到一个复杂的性能用模拟方式往往综合不起来;个人化。即可移动性和全球性。 2林业信息技术的发展 2.1林业信息技术 林业信息化并不是一个新概念,发达国家60年代初提出了信息化的概念,信息化开始进入各个领域,并逐步实现了系统化、深入化、集成化、网络化、智能化和虚拟化。随着DBMS的发展和完善,以属性数据管理为主的森林资源管理系统盛行一时,这类系统采用数据库技术进行组织、存储、处理和分析,提高了数据处理的质量和速度,推动了森林经营管理水平的提高。同时也不难发现,这种单纯分析属性数据的方法,缺乏对资源空间分布特征的综合分析,因此利用它形成的决策信息,有明显的局限性。到90年代,林业信息化有了全面的扩展,形成了以3S技术为支撑,采用RS监测与地面调查技术相结合的双重分层抽样遥感监测体系[2]。 2.2林业信息技术在我国的发展 我国林业部门从80年代初开始使用DBMS进行生产管理,采用的是局部(部门)引进,局部消化的方式。80至90年代末,国家林业局(原林业部)在1992年设立信息中心,开始了信息化建设的点滴积累,提出了“数字林业”建设目标,建立了森林资源数据处理系统(DPS)、森林资源管理信息系统(MIS)、森林资源决策支持系统(DDS)、林木良种管理信息系统、主要经济树种在线查询系统等。进入21世纪,“数字林业”建设进展顺利,林业信息系统已覆盖全国,基于“3S”技术的森林资源、造林绿化和天然林保护、退耕还林、防沙治沙等林业重点工程建设的现代化林业管理体系正在逐步建立。林业档案数字化工程已完成,国家林业局政府网站建设进一步完善,内容不断丰富,信息量不断增加,并与新华社、国家图书馆等70多家网站建立了链接,林业信息化建设达到前所未有的高度[3]。 3信息技术对林业的影响 3.1实现了无纸化办公 根据林业政务信息化“十一五”工作的优秀内容[4],林业政务信息化建设围绕国家“三网一库”建设的要求,利用网络技术搭建了技术先进、运行稳定、功能相对齐全的网络平台,建设了国家林业局门户网站、办公业务网、办公业务资源网和各类管理信息系统及专业数据库。提出了林业信息库建设方案,实现人员、树种和野生动植物数据收集、存贮、传递、处理、分析、利用、,基本完成了无纸化办公[4]。 3.2林业经营由粗放转入精准 围绕“精准林业”,各级林业部门在二类调查中利用遥感、航片、卫片、无人机、地面近景摄影、三维激光扫描、电子角规、GPS定位等技术进行数据的精确获取,通过GIS进行属性数据和空间数据的管理,完成森林资源档案管理和林业专题图的制作;在森林火灾的预测预防上通过GIS的空间分析功能,实现火点位置查询和林火蔓延模拟,并计算最佳扑火路线和扑火时间,科学合理的制定扑救方案;在造林地块和造林方式上利用GIS将坡度图、坡向图、土壤图、高程分带图和森林区划图进行叠加作为立地分析的复合因子图,进行适地适树的分析,使林业由粗放经营转入精准经营[1]。 3.3规划森林资源管理 在发达省份的林业部门已经将GIS技术、ES技术、DSS技术、空间数据挖掘技术结合,依据森林资源管理的基础信息,建立了造林专家知识库、决策支持模型库,在数字化图上实现造林决策、获取造林规划图,并对林分和单木的区域生长量进行预测和模拟,实现森林资源管理的优化和规划。 4存在的问题和解决对策 4.1应用不够深入,信息资源浪费 林业信息基础设施和信息系统投资巨大,但目前林业信息化开发、应用不够,造成资源的极大浪费[5]。如遥感、地理信息系统、全球定位系统、专家系统、决策支持系统、森林资源核算系统在森林资源管理中的应用才起步,目前只限于利用计算机进行林业数据采集、处理、属性数据管理及各类专题图制作等研究,对于进行空间数据分析和从这些数据中进行挖掘,宏观快速提供森林资源信息,优化森林资源管理上没有形成规模。因此应该对这些信息资源进行整合,合理建设适合我国林业持续、快速、健康发展的网络体系,实现资源充分共享。 4.2精准计测、监测在林业上的应用没有普及 目前,信息技术、生物技术、新材料技术等高新技术正加速渗透和武装林业。特别是“5S”(遥感、地理信息系统、全球定位系统、专家系统和决策支持系统)技术已成为科技兴林的重要手段。卫星遥感、红外监测、飞机化学灭火等高新技术使森林预测、监测、控制、病虫火害防治、荒漠化防治、濒危野生动植物保护等过去无法用常规技术或手段解决的问题,现在由于RS和GIS的介入开始变得相对容易。但在森林经营和管理中的应用范围和水平,完善森林生态系统定位监测网络,提高森林灾害发生的预测预报率,实现森林培育和管理中的减灾增效,探索建立森林养分和肥料信息系统,完善林木育种软件及丰产栽培模型,适度发展“精细林业”,精准森林资源核算的应用上还处于初级阶段,没有普及应用。因此国家林业局应宏观调控并加快国家林业局网络工程建设,建立并完善各类林业专业库、各类森林资源管理信息、决策支持系统设,促进林业经营管理和决策的科学化。 4.3林业高新技术人才缺乏 林业信息化对人才的要求很高,不但要有专门的计算机技术、网络技术、RS技术、GIS技术,还要对林业知识有所掌握,目前我国特别是基层林业单位,从事林业信息研究、网络管理,3S技术的专业性人才奇缺。因此应该加大林业高等教育和高职教育,培养更多的林业高新技术人才。 论文关键词:信息技术;林业;发展;影响 论文摘要:受信息技术的影响,林业经营模式发生了根本性的变化,从过去单一、粗放的经营管理向精准、优化与决策的模式转变,形成了无纸化办公、林业经营精准化、森林资源管理规划化的格局,但在资源的使用、精准计测、监测和人才需求上还是存在一定的问题,有待进一步探讨和解决。 林业技术论文:林业技术水平提高分析论文 自然规律是自然界中一切客观事物本身所固有的属性。规律不能以人的意志任意的加以改变,不能为任何人所创造,也不能被任意的消灭。规律只能是不断地被人类所认识,并运用于生产实践。一切林学工作者,无论他从事哪项林业技术工作,它都与认识、掌握和运用自然规律紧密相关。只有正确运用自然规律,才能不断提高专业水平。 一、从长白山学习考察谈起 长白山气势磅薄、巍峨壮观、资源丰富、风景秀丽,它不仅是一座十分惹人注目的名山。而且是一片翠绿的浩瀚林海。它以众多的白色浮石和九个月的积雪而得长白之名。它又以茂密的森林,红松(PinuskorajensisSieb.etZucc)的故乡而称著于世。 为了认识长白山的森林分布、生态和演替的规律,学习长白林区的经营管理经验,以提高专业技术水平,我院于1982年8月10~17日组织了赴长白山的学习考察。现把在长白山考察看到的几个自然规律概略地介绍一下。 l、森林垂直分布规律 长白山海拔269lm,为东北的第一高峰。由于受太平洋季风气候的影响,雨量充沛、温和而湿润,随海拔的升高,呈现明显的植被垂直分布带(见图1)。 2、森林生态规律 长白山北坡的森林,虽然分别属于不同的植被带,而在每个植被带内又是属于不同的植被类型。但它们的共同特点是:多呈混交林状态,生态系统相对稳定,生长发育良好。在历来没有人为因素干扰的情况下,不仅遵循着生物学的自然选择,适者生存的客观规律,而且天然生态系统平衡的规律,在这里的体现也是比较充分的。虽然它们处在不同的植被带内,动物、植物和微生物种类不同,数量不同、结构和有机构成比例亦不同,但它们彼此互相联系,互相制约,并按着一定的食物链生存和发展。这就是生存系统平衡规律在这里的作用。 这一点正是人类认识自然、改造自然、合理的经营利用森林、不断地提高林业科学技术水平的重要一环。 3、森林演替规律是在一个较长的历史 时期内表现出来的,森林植物的相互更替演化发展的规律。 根据我们的初步观察,并参阅有关资料得知:长白山的老林(原始林),遭受火山破坏后(长白山第三次火山爆发于1702年),出现草原,由草原再生桦木林(白桦或佩桦),由桦木林(阳性树)内再生钎叶树种(云杉、冷杉等阴性树)而恢复为老林。老林经过度采伐,又成杂木林(软杂木林),由杂木林内再生针叶树而恢复为老林。这就是长白山老林的演替发育过程。总之,我们到长白山学习考察,看到原 始森林多呈混交状态,生长稳定,产量较高(每公顷平均蓄积量常达500m3)。还看到了几个自然规律在长白山北坡比较集中的体现出来。从而开阔了眼界,提高了认识自然规律的能力和专业水平,并启发我们重新认识与总结过去的工作。 二、对几个自然规律认识和运用的分析 人们在各项营林活动中,一方面是不断地认识自然规律,另一方面又在不断地运用自然规律,在这方面已经取得了显著成效。建国以来。我省运用森林分布等自然规律,并结合林学原理,而营造了大面积的人工林。据全省“四、五”森林资源清查统评,东部九个林业重点县的人工红松林达13.3万亩,落叶松217.2万亩,分别占全省该树种面积的96%和82%。西部(医巫阎山以西)的人尹工油松林(Pinustabulaeformiscarr)超过250万亩,约占全省油松面积的45%。樟子松(PinussylvestrisL.Var.mongolicaLitvin.)主要集中在辽北沙地,从1955年开始在章古台沙地上引种,63年以后相继在彰武、康平、昌图等县大面积造林,现在全省不少地区用于造林,均表现出良好的趋势。我省引种刺槐也较早,由于多年引种驯化,生态适应范围逐渐扩大,现几乎遍布全省,并成为辽南地区主要的造林树种之一。全省人工杨柳林至75年达到581.3万亩,一半以上分布在辽河中下游平原。自然形成了各树种的适生区、发展区和控制发展区。 从林种布局上,人们从社会生活和生产实践中,逐渐提高对发展林业的认识,如从社会上林副产品的供需矛盾,从工农业生产上由于生态失调,而遭到自然规律的惩罚等,提高了对森林公益作用的认识。因此我省不断调整林种比例:“四、五”森林清查时用材林占58.8%,防护林仅占6.4%,80年全省林业区划,将防护林上调到33.7%,用材林下调到36.5%,其它林种也作了合理的调整。这样东部林区作为辽河平原的天然屏障,形成了水源用材林基地。辽西以水土保持林为主;辽北以防风固沙林为主;辽中以农田防护林为主;辽西、辽北和辽中的部分地区,构成了我省“三北”防护林体系。辽南得天独厚的自然条件,决定它以经济林为主。这样将运用自然特点和规律,因地制宜的充分发挥森林的综合效益。据1975年统计,建国以来全省已造人工林1802万亩,占绿化任务的46%。森林覆被率由解放初期的妞.6%,提高到23.5%。 在认识和运用森林生态和演替规律方面,也取得很大成效,特别是广大林业工作者,较早地认识到发展混交林的好处,科研部门重视混交林的研究,东部开展了人工诱导针阔混交林的科学试验,西部进行营造混交林的调查研究,均取得了一定的科研成果,及时指导了林业生产实践。 各营林部门又在生产实践中,精心培育出一定数量符合生态演替规律的不同组成、不同形式的混交林。如辽东的落叶松与色赤杨(AlnustinetoriaSarg.)和白桦混交,辽西的油松与色树、柞树,刺槐与色树混交等,均表现出良好的趋势。如阜新大板林场,23年生油松与色树混交林,郁闭度0.9,油松高sm,色树高sm,生长量超过当地同年龄的油松纯林。这些混交类型,在防治森林病虫害,提高林分质量方面,已初步显示出其优越性。 在病虫害防治方面,运用生态平衡的规律,从食物链上进行研究,已采用了赤眼蜂防治松毛虫的生物防治方法,并取得一定效果。另外在引种、育种方面也取都很大成效,在种源保护和建立自然保护区方面,正在积极进行。 总之,我们在认识和运用自然规律方面,成效是多方面的,效果是显著的。但是,随着对自然规律认识的深化,我们觉得在认识和运用自然规律上还有片面性,还有许多经验和教训需要认真的加以总结,我们觉得主要尚存在以下几个问题。 l、对自然规律在认识上的片面性和一次完成论。 过去在设计营林工作中,往往注重森林分布规律,忽视演替规律,更缺乏了解生态规律。总认为森林垂直分布在我省不明显,水平分布规律已基木了解。群众习惯于造纯林,所以在西部干旱地区,设计营造了大面积的油松纯林。在东部山区亦设计营造了大面积的落叶松、红松纯林。结果病虫灾害越来越严重。 我们认为,这与认识上、指导思想上的片面性是分不开的。 2、我们林区的各项人为经济活动,还在有意无意地切断食物链,破坏生态平衡。我们知道森林和植物、动物及微生物一起构成了生物与环境的统一体,它们是相互依赖,互相制约,并按着一定的捕食链,构成不可分割的统一整体(见图2)。 过去我们往往忽视捕食链,所以在辽西多地区,对老鹰、狐狸、猫头鹰和蛇等一律视为有害动物,大加捕杀,结果切断了食物链,破坏了生态平衡。导致鼠害、兔害和虫害的发生。 3、发展混交林的好处,尚未被广大群众和部分林业工作者,从理论与实践的结合上所接受。 我省人工营造的混交林很少,据阜新地区调查,仅占有林面积的1.6%。我们对发展混交林的好处,尚缺乏深入的调查和有说服力的分析,我们仅根据近期在医巫间山的调查,混交林腐殖质层厚度一般超过针叶纯林5一10cm,而且结构较好,抗病虫灾害能力强。 由此看来,混交林不仅在实践中表现出很多的优点,而且在理论上完全符合森林演替和生态平衡的规律。可是在设计、营林工作中却常常不愿采用混交方法,其原因除认识原因外,还有伯造林时麻烦,抚育管理费工等思想。但从长远观点来着,针叶纯林比重过大,会动起土壤酸化、肥力降低,而影响下一代的森林更新。 4、有些地区在引种、育种方面,尚有盲目性。近年来,由于林业建设规模的扩大和全民义务植树运动的兴起,切感种苗不足,因此有些地区从外地、远至关内调进大量的种子,这些种子在辽宁安家落户以后,表现出长势不同,适应程度不同,一些地区在选育过程中,往往缺乏对树种分布规律的深入研究,缺乏对弓{起生长差异的数理统计的分析。 三、提高营林技术水平的途径 伴随现代科学技术的发展,人类对白熊规律认识的深化,并不断地总结实践经验,所各项营林技术水平,:公将得到不断的提高,我们认为目前应当从以下几个方面努力。 1从针对林业职工队伍的现状,开展全民教育。 据了解,我省林业职工中,文言占2.5%小学占18.4%、初中占47.6%、高中(包括中专)占25.9%、大学仅占5.6%。就是达到了大、中专实际水平,还有个知识老化的问题。据说知识是以平均每年5%的速度在老化,这就说明,我们要提高林业技术水平,就必须在全民教育上下一番功夫。针对不同程度,提出奋斗目标,订好措施,做出规划。以提高职工队伍的思想理论水平和专业技术水平,增强认识自然和改造白然的能力。 2、加强林业调查设计工作。 调查设计是科学营林的基础,但从“文大”以来,对土壤、植物、气象等基础学科的本底调查,近乎取消,近期才开始恢复。我们认为今后的调查设计,不仅要队复和加强本底调查,进行调查设计研究和多学科的 上接49页)综合分析,而且要积极地运用科研最新成果。一要进行立地环境的分析和质量评价。最后做出符合自然规律的规划设计。 3、加强森林生态系统的科学研究。 森林生态问题,不仅关系到林业生产的发展,而且关系着人类的生存,所以我们要高度的重视这一研究,分清轻、重、缓、急,抓住主要矛盾,重点研究森林生态系统的生产力、功能及稳定性与结构的关系及其调节控制的原理。从食物链上探索松干纷、松毛虫以及红松疙锈病等的防治途径。 4、总结符合自然规律的森林类型的培育经验,树立典型,组织推广。 今后要认真总结混交林,栽针留阔,打柴留树等造林经验,大力宣传、推广混交林典型,逐步实现人工生态系统的平衡。 5、大力宣传保提益鸟、益兽,积极加强保护区建设。 益鸟、益兽都是人类保护森林和庄稼的助手,要大力宣传,切实保护。另外我省已开始建立自然保护区,要加速保护区建设。提高保护区在资源保护和科学研究方面的作用,以推动全省林业科学技术水平的不断提高。 林业技术论文:林业整地造林技术管理论文 论文关键词:林业 论文摘要:我国林业产业不断适应国民经济和社会发展的需求,林业产业由小到大、由弱变强,已经步入高速发展的快车道。去年,我国林业产业总产值达5860亿元;松香年产44万吨,出口量居世界首位;出口家具13亿件,出口数量居世界首位。经济林产品年产量也已达7000多万吨。林业产业已成为当地农村经济的支柱产业和农民增收的重要途径。据统计,中国目前林业产业的发展每年可解决4500多万劳动力的就业问题,大约占到农村剩余劳动力的37.5%。在南方集体林区158个林业重点县,农民收入的40%以上来自于林业产业。但是和国外林业相比,我国林业既有一定的优势,也有多方面的劣势,优势与劣势并存。所以我们还要重视营林建设,本文同时提出了一些整地、造林的方法,把我国林业溶入了国际林业体系中,与世界各国联系更加紧密,合作更加广泛。因此,我们要提高认识,学会运用整地、造林的方法,尽快使我国经济与国际经济接轨。 1我国林业资源发展的现状 1.1森林资源发展空间大 我国森林资源总的变化趋势是:森林面积逐年增加,每年以200万hm2速度递增,林木生长量开始大于消耗量,森林资源的发展在数量上开始走出“低谷”,扭转了长期以来森林资源下降的局面,实现了森林面积和森林蓄积的“双增长”。森林资源是决定林业生存和发展的基础。加WTO后冲击的重点虽然是林产工业,但竞争的焦点却在于林业产品,而林产品的关键原料在于森林资源。 1.2竹资源丰富我国是世界竹类资源最为丰富、竹类栽培和加工利用最为悠久的国家。其竹林面积达700万hm2,约占世界竹林面积的1/3、用材竹林总蓄积量约9700万t。竹材和竹制品,无论在品种还是在产量方面,在世界上我国均为首位。竹林中的竹笋和竹荪是天然保健食品,也是出口创汇的重要资源。 1.3盛产松香和林副特产品我国松香每年产量在40万t左右,居世界首位。除供应国内市场外,也是大宗出口商品。我国脂松香在国际市场上有很高的声誉,占据重要地位。近几年出口量均在20万t左右,年创汇均在1亿美元以上。我国芳香油年产量2~3万t,其中桉树芳香油在世界市场上占有绝对优势。 我国林副特产品资源丰富,其中不少是名特优产品。在国内外享有很高信誉,具有较强劲的国际市场竞争能力。基本垄断了港澳市场,在东南亚、日本、德国市场上占有很大份额。 1.4国内市场需求旺盛我国经济发展迅速,人民生活水平提高很快,对林产品市场的需求十分旺盛。由于近年来我国在建筑业、室内装饰、家具等方面以及对纸产品的需求增加迅速,其木材、人造板、纸产品的市场前景十分广阔,这就为我国林产工业企业提供了良好的市场环境。 1.5森林资源存量小、质量低我国是一个森林资源贫乏的国家,其特点是存量小、分布不均、森林质量下降、结构不合理,经营管理水平低,林木生长量不高。 2、整地、造林的一些程序、方法 造林地的整理是在造林前改善环境条件的一道主要工序。通过整地可以改善造林的立地条件、清除灌木、杂草和采伐剩余物。在造林前后的一段时间里,增加直接投射到地面的透光度;还可以改变小地形,使透光度增加或减少。整地清除了地表植被,增加透光度,因而在白天地表层的温度要比有植被覆盖时上升得快,整地后改变了土壤物理性,使土壤温度状况发生变化。因而,能提高造林成活率及使幼林的生长情况显著改善。整地还能保持水土、减免土壤侵蚀,同时也有利于造林施工,提高造林质量。 2.1造林地的清理造林地的清理,是造林整地翻垦土壤前的一道工序,把造林地上的灌木、杂草、竹类以及采伐迹地上的枝丫、梢头、站秆、倒木、伐根等清除掉。分为全面清理、带状清理和块状清理3种方式。 清理的方法可分为割除清理、火烧清理和用化学药剂清理。割除清理可以是人工,也可以用机具,如推土机、割灌机、切碎机等机具。清理后归堆和平铺,并用火烧方法清除。也可以采用喷洒化学除草剂,杀死灌木和草类植物。 2.2整地方式和方法整地方式分为全面整地和局部整地。局部整地又分为带状整地和块状整地。全面整地是翻垦造林地全部土壤,主要用于平坦地区。局部整地是翻垦造林地部分土壤的整地方式。包括带状整地和块状整地。 带状整地是呈长条状翻垦造林地的土壤。在山地带状整地方法有:水平带状、水平阶、水平沟、反坡梯田、撩壕等;平坦地的整地方法有:犁沟、带状、高垄等。 块状整地是呈块状的翻垦造林地的整地方法。山地应用的块状整地方法有:穴状、块状、鱼鳞坑;平原应用的方法有:坑状、块状、高台等。 2.3造林方法播种造林法:又称直播造林,是将林木种子直接播种在造林地进行造林的方法。这种方法省去了育苗工序,而且.施工容易,便于在大面积造林地上进行造林。但是这种方法造林对造林立地条件要求较严格,造林后的幼林抚育管理措施要求也较高。播种造林的适用条件:适合于种粒大、发芽容易、种源充足的树种,如橡栎类、核桃、油茶、油桐和山杏等大粒种子。其要求造林地土壤水分充足,各种灾害性因素较轻,对于边远且人烟稀少地区的造林更为适宜。 播种造林的方法有:块状播种、穴播、缝插、条播和撒播等。播种前的种子处理包括消毒、浸种和催芽等措施,对保证春播,早出芽,增强幼苗抗旱能力,减少鸟兽等危害极为重要。 植苗造林法:又称栽植造林、植树造林,是用根系完整的苗木作为造林材料进行造林的方法。其特点是对不良环境条件的抵抗力较强,生长稳定,因此,对造林地立地条件的要求相对地说不那么严格。但是,在造林时苗木根系有可能受损伤或挤压变形和失水,栽植技术要求高,必须先育苗,却也节省种子。总之,植苗造林法受树种和造林地立地条件的限制较少,是应用最广泛的造林方法。 植苗造林应用的苗木,主要是播种苗(又称原生苗)、营养繁殖苗和移植苗。有时在采伐迹地上进行人工更新时,可以利用野生苗。近年来,有些地区发展营养器苗造林,收到了较好的效果。 植苗造林后,苗木能否成活,关键是苗木本身能否维持水分平衡,所以在造林过程中,从苗圃起苗、选苗、分级、包装到运输、假植、造林前修剪,直至定植全过程都要保护苗木不致失水过多。最好是随起苗随栽植,尽量缩短时间,各环节要保持苗根湿润。 分殖造林法:是利用树木的营养器官(干、枝、根等)及竹子的地下茎作为造林材料直接进行造林的方法。其特点是能够节省育苗时间和费用,造林技术简单,操作容易,成活率较高,幼树初期生长较快,而且在遗传性能上保持母本的优良性状。但要求有立地条件较高的造林地,同时分殖造林材料来源,受母树的数量与分布状况的限制,这种方法主要用于适用营养繁殖的树种,如松树、杨树、柳树、泡桐和竹类等。
现代农业信息化探讨:现代农业信息化建设发展分析 【摘要】我国正处于传统农业向现代农业发展的重要转型期,农业的发展迫切需要新的力量来推动。但是就吕梁市现在的情况看来,农业信息化的发展还是比较缓慢,在一定程度影响了农业的发展。文章对信息化建设的一些现状及问题进行了分析,并提出相应对策。 【关键词】信息化建设;现代农业;发展 建设社会主要新农村是科学发展观中要求,那么在建设社会主义新农村的手段,其中重要的就是推进农业信息化的建设,这是必然的选择和要求,只有加强了农业信息化的建设,切实提高现代农业的水平,才能做到现代农业的稳步发展。因此探索出一条符合农村发展的现代化农业道路势在必行[1]。以信息化带动农业化,对于加快信息化建设,推动现代农业发展具有重要的影响。 1加快信息化建设推进现代农业发展重要性 1.1加快信息化建设是适应社会主义市场经济发展的需要 现代农业在本质上就是市场化的农业,也就是信息农业,这个是毋庸置疑的。现状很多的农村都是在根据市场的需求来生产建设,市场需要什么,哪种农产品的价格高,这些都是离不开信息的。那么加强农业信息化,通过信息技术来改造传统的农业,机器设备等,都是需要通过信息服务实现农户主和市场的对接。 1.2促进了农业的建设,强化了农业技术 我国的农业正处于转型升级的关键时期。科学技术是第一生产力,现代农业技的建设离不开技术的支持,最为突出表现的是袁隆平的杂交水稻的成功试验,并在全国进行推广,使得我国的粮食产量有了极大的提高,在农业的发展过程中,信息化的推动是重要的一个环节。通过技术的和信息化的引导,促进现代农业水平的进步,优化农业产业结构升级,转变农村经济增长方式[2]。 2信息化建设推进现代农业发展的现状 2.1农业信息化建设起步晚 我国农业信息化建设的起步特别晚,在20世纪80年才开始进行建设,先后开设了系统工程,数据库,还有决策支持系统等。但是后来的发展速度很快,在信息网络、精准农业,以及农业多媒体,都有很大的发展。 2.2农业信息资源的开发 目前,我国对于农业信息很重视,在除建立了很多的数据库外,还提供大量的国际农业资源,我国信息技术在信息的传播和硬件建设上也取得很大进步。国家的863计划,还有“九五”攻关项目,在网络农业、虚拟农业等都有一定的探索,但总体上来说还是没有获得较好的发展,在重视的程度还很不够,在发展的过程中也出现了一些问题。 3信息化建设推进现代农业发展的问题 3.1农民对农业信息化理解的缺失 从某种程度上来讲,农民对于新的信息化的理解不很全面,政府在这方面要做的就是对农民的宣传、推广。政府做得不到位,农民的了解程度就会大打折扣。另外一方面,农民的思想上对此认识的程度做得也不是很足,在自己追求服务和满意度上主动性不强。农村的各个领域和各个层面都是需要了解的,在理解程度上加强了,那么农村信息化的建设也会好很多,农民认知和信息的全面推广,不然很难达到效果[3]。 3.2信息的处理和水平落后 有相当多的地区的信息采集还停留在传统人力传播的信息传递上。在实效性,还有新鲜性上有着很大落差。还有,缺乏先进的网络设备,在收集数据信息,分析处理问题,传递信息上的水平还是很落后。那么造成的结果是使用价值大打折扣了。在采集的渠道上还没有得到拓宽,体系的不完善,在目前信息化的时代,这就显得很落后。这样的方式,对于推进农业现代化的建设是远远不够的。 4信息化建设推进现代农业发展的对策 4.1加快农业信息化的建设领导 农业信息化建设是现代农业的基本内涵,在推进农业产业化进程,推动效益的发挥上有着一个新的重要手段。推进农业信息化建设是一个长期而又艰巨的任务,要加强对农业信息化建设的领导,在规划上要建立一个具体的方针政策,还需有一个健全的信息化管理体制,在对现代农业的发展上有着积极重要的作用,在优化了大的信息化环境之后,农村的经济发展,宣传力度和规划,都在为之创建一个良好的环境。 4.2进一步完善农村信息网的建设 完善农村信息网络的建设,促进资源共享,要充分利用广播、手机、电脑、电视等现代化的信息传播媒介。在已经建成的吕梁市农业的政务,科技网站等充分发挥着现有资源的作用,围绕着农产品市场体系、实施农业产业化经营等发展农村信息化的带头作用,真正发挥着信息化的作用,能够实现对现代农业的促进。 4.3发挥政府在推进信息化现代农业的主导地位 农业信息化是一个涉及多部门、多学科的综合性系统工程,政府需要重视,并充分发挥自身组织的领导作用,保证对农业信息化的基本投入,从而促进现代农业的进一步发展。吕梁市的各级部门需要把推动农业信息化的这个要求提高到思想层面上来,认真贯彻中央一号文件精神。各个部门之间要大力配合,密切联系,制定一系列的信息化战略的目标,以长远的眼光来发展现代农业,做到农业信息化的有效运用[4]。其次,政府要投入资金,并为此建设作出保障。农业信息化建设是高投入的社会效益的工程,各级部门的信息化网站,技术站点,还有多个硬件设施,这些都是要求资金的,没有政府的扶持,很难做到继续维护的。 5结语 在新的历史发展时期,农业信息化是始终与现代农业紧密的联系在一起。通过现代信息技术的促进和提高,在加快转变农村经济发展方式上,实现高效安全可持续的发展道路。 作者:成伟 单位:山西省吕梁市农业委员会 现代农业信息化探讨:农业信息化在现代农业发展的作用 摘要:农业信息化程度是农业现代化的重要标志。河南省作为一个农业大省,是实现工业化、城镇化和农业现代化协调发展的重要示范区。同时作为新进的国家农村信息化示范省,依靠发展农业信息化,是河南省加速实现农业现代化的重要手段。通过分析“十二五”期间河南省农业信息化发展现状,阐述了信息化在现代农业发展中的作用,总结可借鉴的经验模式,以期为河南农业信息化的进一步发展指明方向。有针对性的提出促进河南省农业信息化的对策建议:搭建涉农数据共享云平台,提高农业资源利用率;构建中原农业科技信息港综合信息服务平台,实现高效农业信息服务;建立农村农业信息化应用与示范,加快推进现代农业发展。 关键词:河南省;农业信息化;现代农业;作用;对策 引言 信息化在农业中的应用表明[23],信息化是推动农业现代化的重要支撑,没有农业的信息化,就没有农业的现代化,不仅是发达国家发展现代农业的经验总结,也是中国发展现代农业的必然选择[24]。河南作为一个农业大省,是国家粮食生产的优秀区,农业生产直接影响国家农业安全,因此加快发展河南农业现代化势在必行。2009年科技部、中组部、工信部联合启动了国家农村农业信息化示范省建设。2012年2月,科技部、中组部、工信部批复河南等五省市开展国家农村信息化示范省建设[25]。笔者从总结河南省农业信息化建设的现状,分析农业信息化对农业发展的作用,有针对性的提出促进河南农业信息化发展的对策建议。通过信息化技术在农业中的应用,有效的提高了农业生产自动化和智能化水平,节省了劳动力,减少了农资消耗,增加了农业效益。因此,加速发展农业信息化,大力提高农业生产效率,对实现河南省农业现代化展具有重要意义[26]。 1河南省农业信息化发展现状 1.1农业信息资源开发现状 为解决农业信息采集面窄的问题,“十二五”期间,为了推动农村信息化示范省的建设,河南省各涉农部门、科研院所,通过建立信息资源共享机制,集成各地市的农业供求信息、农产品交易、农产品价格行情等农业资讯,整合20多个涉农数据库,实现信息资源高效利用与服务[27],为农业生产者提供可靠的农业信息,避免了农民因虚假信息造成较大经济损失。 1.2农业信息网络建设现状 随着互联网的发展,电信业务受到严重的冲击,互联网用户逐年递增(如图1)。据统计,至2012年河南省18个省辖市和142个县级部门已建成162个农业信息网站,除此之外,全省有2971个行政村实现了网通,有272个行政村建立了自己的网站[28],信息网络服务平台基本遍布省、市、县、乡。同时建设由“一网一心三系统”构成的中原农业科技信息港综合信息服务平台,“一网”即一站式涉农网站群,“一心”即“惠农呼叫中心”,“三系统”即“远程培训与服务系统”、“农业产业虚拟社区”和IPTV系统。依托手机信息、数字广播电视、语音电话、网络电视、电子期刊,利用电脑、农村信息机、手机、电话、广播、电视等终端,形成覆盖面广、快速便捷的农村信息服务通道,实现在相关标准、规范支持下的高效农业信息服务,提高农业信息应用和农民受益度。为农业信息化发展提供了良好的基础条件。 1.3农业信息技术应用现状 河南省农业信息技术的应用较为广泛,研究人员在作物模型、农业物联网和农业遥感等方面开展了大量的研究,为河南省农业信息化发展奠定了良好的基础。作物模型研究通过模拟作物生长的过程及作物在不同环境条件下的反应,结合不同的智慧农业决策需求,构建作物管理决策技术体系,如建立夏玉米氮肥调控模型,实现氮肥施用量的实时、实地化管理。借着建立河南省农业信息化示范省的契机,河南省农业物联网产业也得到了迅猛发展,全省建立物联网示范基地30余个,均通过相关的传感设备,实现了农田种植及规模化养殖的环境数据的实时采集和智能化管理。另外,研究人员通过高光谱遥感监测技术与无人机相结合,实现了大田作物的生长和环境的精准监测,并通过卫星遥感影像完成了河南省农业灾害动态监测。 2信息化对河南省现代农业发展的作用 2.1有助于推动农业现代化的发展 随着信息技术在农业领域的广泛应用,农业信息化成为新的生产力要素[29-31]。通过农业信息可以实现农业生产管理的自动化,传统农业生产受自然环境的影响较大,并且主要依靠人工劳作,生产技术落后,生产效率低下[32]。而信息技术在农业中的应用,有效提高了农业机械化和自动化水平[10]。用信息技术对作物播种、施肥、灌溉等生产各要素进行智能化管理,有效的节省了劳动力,减少生产资料的消耗,进一步了降低生产成本,提高生产效率[33-35]。 2.2有助于促进农业科技传播 计算机信息网络技术[38]的快速发展改变了陈旧的信息传播方式和手段,加快了传统农业向现代农业的转化,信息网络便捷快速的将农业生产新技术、新产品和农业新政策信息传递给农业生产者和经营者[36],加快促进科技成果的转化和推广。通过构建河南省农业技术推广服务体系,搭建农技推广服务平台,为农民提供农业技术培训资讯、专家咨询专线和农业科技知识,有助于显著提高农民的农业知识水平,培养新型农民,并通过其示范带头作用,进一步的推广普及农业科技知识,解决农业生产问题,提高农业生产和管理效率[37]。 2.3有助于社会主义新农村的建设 农业信息化是建设社会主义新农村的重要内容[39],是城乡统筹发展的有效途径[40]。通过农村信息化的发展,为农民提供技术信息和产品供求信息,使农民及时掌握市场变化,消费动态,及时调整农业生产方向,避免了盲目性生产,有利于引导农民科技致富和发展产业化经营[41]。同时通过信息网络传播,农民能及时了解最新的科技成果和农业技术知识,有效的提高了农民的农业知识和生产技术水平,拓宽农民的眼界,有利于促进农民增收和农村经济的发展,缩小城乡差距[41-43]。另外,信息的网络化传播,有利于提高农民素质和知识文化水平,推动农村公共文化的发展,促进农村的精神文明建设。 3河南农业信息化建设存在的主要问题 3.1农业信息网络基础设施建设薄弱 河南省农业网络体系基本覆盖农业和农村经济的各个方面,但各类信息之间缺乏有效的链接,没有形成一个完整的信息链。而且,对于个体农户来说,家用电脑成本较高,农民的经济压力较大[25]。另外河南农村大部分青壮年外出务工,留守人员多为老人和儿童,信息化意识和利用信息的能力不强,家用电脑的利用率不高,另外农村的网络成本较高,农民无承担。 3.2农业信息资源开发不足 农业信息资源是农业自然资源和农业经济技术资源的信息化。关于农业生产、产品销售和市场流通等信息采集手段落后,信息来源可靠性差,致使不少假信息和过期信息充斥信息市场,而农民因自身局限性缺乏识别这些信息真假的能力,易给农业生产带来损失;农业数据库建设的数量繁多,但缺乏农业信息资源建设的国家标准和行业规范,且多数是各职能部门自用型数据库,各部门间存在明显的制衡现象,农业信息资源无法实现共享,造成信息资源重复建设[44],缺乏大型实用数据库,数据质量不高,信息滞后,预测性信息较少,实用性差。 3.3农业信息服务体系不健全 农业信息化服务体系就是为从事农业经济的个人或企业提供与农业有关的资料和消息[45]。河南省农业信息服务站点分布不均,城乡差距明显,且各部门的网络信息资源分散,无法实现共享,形成一个个“信息孤岛”[46],信息资源缺乏有效的整合[47],信息服务模式单一,缺乏政府的宏观指导与必要引导,且电子商务平台建设不完善,其所需配套条件和市场机制尚未形成,生产信息和销售信息不对称,造成农产品滞销,农民经济损失严重。 4河南省农业信息化发展趋势与对策 4.1搭建涉农数据共享云平台,夯实农村农业信息服务基础 针对涉农信息资源多元、异构、多态和分散的特点,通过信息资源共享,实现信息资源高效利用与服务。采用统一标准,将分散于各部门的农业信息资源进行有效整合,建立适合河南省实际的农村农业科技信息共享标准体系和信息资源加工规范,提高涉农信息资源共享程度;建立河南省农业信息服务云平台[48]。采用云存储技术,将河南省农村农业各类信息存储在“公共云”和“私有云”,按照设置分配的权限对各类资源存储和共享,同时建立基于APP的农业技术推广系统,为农民搭建一个便捷,双向互动的服务平台[49]。 4.2建设农村农业综合信息服务平台,实现农村农业信息服务的全覆盖 按照“技术支撑上移,应用服务下延”的方式,以创新农业信息服务功能为突破口,建设由“一网一心三系统”构成的中原农业科技信息港综合信息服务平台,“一网”即一站式涉农网站群,“一心”即“惠农呼叫中心”,“三系统”即“远程培训与服务系统”、“农业产业虚拟社区”和IPTV系统。依托手机信息、数字广播电视、语音电话、网络电视、电子期刊,利用电脑、农村信息机、手机、电话、广播、电视等终端,形成覆盖面广、快速便捷的农村信息服务通道,实现在相关标准、规范支持下的高效农业信息服务,提高农业信息应用和农民受益度。 4.3建立农村农业信息化应用与示范,加快推进现代农业发展 根据河南生态环境、社会经济条件和产业特点,将农业信息技术渗透到农业生产中去[50],分别对豫东、豫南、豫西南、豫北和豫北等5大示范区进行布局和建设。遵循“有所为有所不为”的基本原则,根据河南省农业优势产业和区域特色产业的发展现状和生态经济社会条件,重点开展“农村信息化与城镇化示范区建设”、“农村电子商务应用示范”、“粮食优秀区精准农业示范基地建设”、“物联网技术在农村与农业生产中的应用示范基地建设”和科技信息服务示范工程等,充分发挥其辐射带头作用,探索信息与现代农业融合的新模式。 作者:张杰 臧贺藏 冯晓 胡峰 周萌 郑国清 单位:河南省农业科学院农业经济与信息研究所 农作物种植监测与预警河南省工程实验室 河南省智慧农业工程技术研究中心 现代农业信息化探讨:技术创新下的现代农业信息化论文 1现代农业信息技术创新进入集成智能发展新阶段 农业信息化建设与创新发展主要经历了3个阶段:农业信息基础设施建设阶段;农业信息技术集成系统的开发建设及实施阶段;现代农业信息化阶段。其中,现代农业信息化阶段的主要特征是信息成为比土地、生产资料等更重要的要素,信息对于农业生产附加值的影响更大[4]。目前,我国多数省份农业信息化总体处于农业信息技术集成系统开发建设及实施阶段,农业信息技术的重点是进行资源整合、硬件集成应用及多元化软件开发。信息技术应用同样经历了3个阶段:第一阶段是上个世纪50~60年代的科学计算;第二阶段是70~80年代的数据处理和知识处理;第三阶段是进入90年代以来,计算机技术、人工智能技术、网络技术和多媒体技术的应用。当前,农业信息技术已进入了一个新的发展时期[5,6]。发达国家积极推广的农业信息技术有:农业信息处理和获取、农业系统模拟、农业生产管理、农业专家系统、农业计算机网络、农业决策支持系统、农业信息实时处理等[6]。如美国的精准农业信息化技术;德国强大的涉农数据库系统;法国集成信息、通信卫星及专家系统服务于现代农业;澳大利亚的农业生产全程信息化及农产品安全追溯;韩国建立的农场信息技术系统、土壤环境信息系统、农产品出口产品管理系统等。 2现代农业信息技术创新 2.1发展特征及趋势 现代农业信息化科技创新的主要特征有:①以高科技为依托,具有高投入性;②相互渗透,具有开放性;③促进规模经营,具有高效性;④需求与要求矛盾多,极具差异性;⑤引进竞争机制,具有挑战性[7]。同时,智能化、移动互联特征鲜明,农业信息化呈现出集成化、专业化、网络化、多媒体化、综合化、全程化。当前,全国农业信息化科技创新呈现出新的趋势:①从注重基础建设向注重资源整合转变;②终端开发应用开始由传统终端向高效便捷的智能化终端转变;③产业信息化开始由单一环节的信息化科技创新向全产业链信息化科技创新转变;④由单一信息化技术创新向集成技术创新转变;⑤农业信息服务科技手段开始由传统单一方式向协同化、精准化、个性化、可视化、智能化方向转变;⑥创新机制开始由高校科研机构为主体、国家无偿投入为主,向以企业为主体、产学研结合、国家有偿投入转变。 2.2发展策略 依据前述发展阶段,在发展策略上,第一阶段为政府主导型,农业信息技术基础设施的研究、开发,实验的人力、物力主要由政府投入;第二阶段是双轨协调型。即综合运用政府和市场两种力量,农业信息技术的发展建设由政府、科研院校和企业共同参与;第三阶段为市场主导型。政府主要承担发展战略制订和政策环境构建,引导技术创新和产业发展,受技术创新利益驱动,企业是信息技术发展的主要推动力量[8]。“十三五”期间,我国大部分省份应该采取第二阶段战略,即双轨协调型,政府做好规划,引导企业发挥创新主体地位的作用。 3现代农业信息化关键技术 从信息利用过程来看,农业信息化技术创新的重点任务可归纳为:①信息自动获取技术,主要包括传感、遥测、遥感及摄像扫描技术;②信息传输技术,包括光纤通信卫星、通信激光等;③信息利用技术,包括数据库技术管理、系统人工智能与专家系统、遥感技术RS、地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、模拟与仿真技术和计算机网络技术等[9];④信息控制技术,包括生产自动化技术,如农业生产领域的自动灌溉、自动施肥、温度自动调节等技术。同时,农业信息网络平台建设、农业信息资源数据库建设、农业信息监测与速报系统、虚拟农业和精确农业等已成为农业信息化建设的重点。其中,农业数据库产业是信息部门重点开发的领域,农业应用软件开发将成为农业信息产业化的重要组成部分[10]。在农业信息智能分析方面,需要突破智能化数据采集与挖掘、海量数据管理、生产风险因子早期识别、农产品市场价格短期预测等关键技术[11]。其中,精准农业、数字农业、农业电子商务、农产品质量安全追溯、农业技术集成、低成本便捷性农业软件和终端技术等将成为“十三五”期间农业发展研究的重点。 4现代农业信息化关键技术创新 4.1精准农业:农业生产过程信息化 针对农业生产环节精细化程度不高、农业污染、资源浪费大等突出问题,面向良种繁育、作物栽培、畜禽饲养等农业生产,以精准农业“3S”等关键技术集成开发与应用为代表,研究农田水、土、肥、气、温度等生长信息的智能感知与快速获取技术;研究土壤养分与墒情变化、耕地质量动态、气候变化等监测与处理技术;研发农田精准作业导航与变量作业控制、精准作业数字化管理与智能决策等管理系统;建设动植物防病治病、病虫草鼠害发生、重大疫情快速反应与预警体系。整合建设北斗导航、全球定位系统GPS、农田地理信息系统GIS、农田遥感监测系统、农业专家系统、网络化管理系统等,构建省级主要作物精准作业体系。推广测土配方施肥等一批共性关键技术和重大系统产品,提升省级以精准农业为代表的农业精细化生产水平。 4.2数字农业:农产品加工储运领域信息化 针对农产品加工储运领域自动化控制水平不高、管理薄弱等问题,加强农产品加工储运信息科技创新,重点开展农产品加工智能化装备、生产自动化控制、农产品储藏环境远程监控、鲜活农产品冷链运输控制、农产品物流管控等信息技术研发。攻克农业信息智能处理与知识发现技术,探索农业信息大数据应用建设。构建农产品加工数字模型和虚拟加工储运技术平台。研究农产品加工过程模拟模型,开发便捷性生产加工管理系统。利用工业化数字控制技术已有研究和应用成果,改造、改良传统农业产品加工领域的技术和设备,实现农产品加工储运优先向数字化迈进。 4.3农产品电子商务:农产品交易信息化 针对农产品信息流通、交易不畅等问题,顺应电子商务发展趋势,通过引进与开发,依靠信息科技创新,形成易用、好用的生态地理标志农产品电子商务平台及系统,降低农产品交易成本,提高科技信息服务含量,提升农产品交易的快捷性和便捷性。建设新型农产品交易平台、大型农产品数据库;加强支付、认证、配送等环节创新信息技术研发与应用;创新生产、流通、交易、竞价、网上超市等体验式服务。引导电信运营商、电信增值业务服务商、内容服务提供商和金融服务机构相互协作,开发电视、手机、电脑、公共服务等多种接入终端,建设并创新完善移动农业电子商务服务平台,研发信用积分管理系统,加强交易双方的信用管理。积极研发以电子商务为导向的配送物流配套体系,完善农业电子商务创新体系。 4.4产品质量安全追溯:农产品质量安全控制信息化 针对当前农产品质量安全问题,重点研究及应用农产品电子标识以及物流网络构建技术。研发质量监控、追溯技术及设备,推广便携式快速检验终端。通过农产品信息采集、质量检测监控、质量安全追溯信息读取等新型信息技术研发,实现农产品质量全程控制,保证质量。重点综合应用推广农产品电子标签及条码标识、信息采集与传输、无线移动数据采集与可靠传输技术,降低RFID设备和标签的成本,提高RFID技术普及率。针对猪肉、牛肉、鸡肉、蔬菜、水产品以及茶叶等农产品开展质量安全监管与质量追溯信息化示范,提高农产品质量及其安全水平。 4.5共性关键技术:创新现代农业信息服务共性关键技术 针对不同类型企业和经济组织急需的共性关键技术,主要进行信息化关键技术集成与应用,开发个性化信息服务软件和设备,探索农业信息资源挖掘与便捷传送技术,通过大型智能农业综合信息服务平台建设,实现硬件云平台化、软件超市化,形成农业信息共性关键技术创新体系。面向大田作物、设施蔬菜、集约化畜禽与水产等生产经营全产业链,集成数字农业、精准作业、农产品质量安全追溯等关键技术,推进农业物联网信息融合与云计算等优秀技术,开发性能可靠、成本低廉、操作简便的现代农业软硬件技术产品和系统,推进农业生产经营的信息化、数字化、精准化[12]。面向农业合作社、家庭农场等中小经济组织,进行移动互联网设备及软件的研发与创新,开发特色软件,提高软件稳定性,满足特定用户的使用体验,解决农业人口普遍存在的文化程度总体相对偏低问题,提升信息化水平。 5现代农业信息化关键技术创新保障 信息服务业作为新兴行业,需要依靠政府大力推动,这是我国农业信息服务业发展的关键[13]。为实现我国现代农业信息化科技创新的战略目标,政府需通过重大专项的形式支持农业企业等相关经济组织和科研院所积极开展农业信息化技术研发与应用示范,引导农业信息化创新,保障各项工作顺利实施(见图1)。 5.1关键技术创新思路 根据农业信息化发展阶段,结合农村信息化“十二五”发展情况,针对现代农业发展过程中的瓶颈问题,解决农业产业化发展中农业信息服务共性关键技术集成应用的具体问题,保障现代农业在信息采集、加工处理、信息传播、信息接收利用等环节的畅通,提升农业信息化水平,为现代农业快速发展提供保障,实现农业现代化、信息化协调发展。 5.2关键技术创新布局 (1)农业信息体系创新布局。重点完善以科研院所、重点企业为主体的关键技术集成技术创新体系;构建以农业综合信息服务平台建设、信息服务资源整合、信息传输以建设及信息服务终端研发为主要内容的服务体系;形成以试验、示范为主要手段的推广应用体系。 (2)应用示范布局。以市场需求为导向,通过园区激发区域发展内生动力,建设精准农业、数字农业、农业电子商务、农产品质量安全追溯、农业技术集成、低成本便捷性农业软件和终端技术等信息服务创新试验区、示范区。通过示范应用,推进设计研发信息化、生产装备数字化、生产过程智能化和经营管理网络化。 (3)项目引导设置布局。设置农业信息化省级综合信息服务平台、特色产业大数据库资源挖掘等关键技术集成开发应用示范类基础服务项目;设置高附加值农产品精准生产、农产品集约化生产物联网管控、地理标志农产品农业电子商务平台、农业物流信息化管理系统、低成本农产品质量追溯系统、移动互联网农业信息服务便捷终端、中小型农业智能装备等关键技术的集成开发应用与示范类产业应用项目。通过科技信息战略布局做好创新服务体系建设和应用示范工作,以重大专项为引导,促进农业产业化生产关键环节的重点技术应用获得突破,实现现代农业科技信息化创新的总体目标。 作者:刘峥 张鹏飞 黄志文 单位: 湖北省科技信息研究院农村信息化促进中心 现代农业信息化探讨:现代农业信息化中物联网技术的应用 1物联网技术的概述 “物联网”这一概念,最早是在2005年的世界信息峰会上被提出的,在当时的峰会报告中明确指出了物联网的时代将要来临。物联网是在互联网、计算机技术与移动通信得到快速发展之后的新型的信息产业发展,也是信息产业在未来的主要发展方向及产业调整、更新的优秀发展动力。物联网目前还没有比较明确的标准化体系结构,一般来说,物联网主要的体系结构包括了感知结构、网络结构及应用结构。感知结构主要是通过RFID技术以及物联网整体结构中的传感器、网络技术等,来对相应的物品进行感知,在感知基础上进行物品识别分析,之后再进行资源共享。网络结构是物联网整体结构中的基础结构,具有比较重要的意义与价值,感知结构采集到的物品信息都要被传输到网络结构中,网络结构再利用互联网技术对这些信息进行相应的计算分析。应用结构是物联网整体结构中的输出部分,主要是对信息进行最终决策,并且实现人物交互或物物交互。 2物联网技术在现代农业信息化中的主要应用 目前,随着我国相关技术的不断革新与深化发展,物联网技术在我国的各领域中都得到了较为广泛的普及与应用。我国目前正在大力推广农业信息化的建设工作,物联网技术在现代农业信息化中的主要应用就体现在以下几个方面。 2.1农业环境的监控 物联网技术在现代农业信息化中的应用,首先就体现在对农业环境的监控方面。农业生产想要获得最终成功,保证农产品的整体质量,就需要种植人员和农业部门对农业环境进行实时监控,以此掌握农业环境中的不断变化的信息,为农业生产的现代化种植提供相应的科学依据。但是,传统的农业环境监控工作,一般都是靠人力监控来进行,不仅需要耗费较多的人力资源,监控效果的准确性也经常得不到保证。应用新型的物联网技术对农业生产环境中的天气状况、作物土壤状况等进行实时监控,不仅可以保证监控工作顺利进行,还能实现对农业生产的预警功能。应用物联网技术对现代农业信息化中的农业生产环境进行监控的时候,主要是利用了物联网技术体系中的智能化程度较高的传感器。这种传感器可以在任何时间对农业生产中的环境信息进行相应的采集,并且将所采集到的数据进行传输,工作人员通过对数据进行相应的分析就可以知道当前农业生产环境的具体情况,并提出针对性较强的农业生产建议。 在利用物联网技术对农业环境中的天气因素及水资源因素进行监控的过程中,工作人员可以与当地的气象部门进行合作,将物联网技术与气象部门的信息技术进行实时结合,第一时间掌握农业生产环境中的天气情况。在监控农业生产环境中的水资源因素时,由于物联网技术与气象部门的预报技术进行了紧密结合,因此,农业生产环境中的降雨量、降水总量、具体的水位变化情况、农业生产用水的水质问题等都可以被物联网技术进行实时接收与传递。这样一来,工作人员就可以及时掌握农业生产环境中的水资源因素,做好相应的抗旱及防汛工作。某地的农业生产部门在现代农业信息化工作中应用物联网技术对农业生产环境中的环境参数进行了实时的监控与分析。该地农业部门的工作人员利用物联网技术中的传感器来监控当地农业生产中的具体温度、光照时间、土壤成分与湿度、土壤的肥沃程度等。工作人员通过分析传感器收集的数据就能实时掌握具体的环境参数,并及时指导种植人员对农作物生产环境进行改善,及时排查病虫害等,保证了当地现代农业信息化工作的顺利进行。 2.2远程诊断 我国很多农村地区的农业生产工作,存在比较分散、病虫害多发、农作物生长诊断困难等主要问题。这样一来,农业部门就可以利用物联网技术来对农作物进行远程诊断。目前,我国的寿光蔬菜基地已经在使用这种比较先进的物联网诊断终端,来实现对农作物的远程诊断与分析工作。寿光蔬菜基地应用的这种物联网诊断终端,内部主要包括了智能传感器、传输网络、专家诊断平台等部分。该终端设备的前端主要利用传感器来采集相应的音频与视频,以此保证专家可以通过分析数据来进行相应的对讲,与此同时,专家可以通过该物联网终端对种植户进行远程指导,帮助他们进行农业生产。寿光蔬菜基地应用的这种物联网远程诊断终端,不仅提高了农业诊断工作的效率,也保证了农业生产的整体效果,获得了较好的经济效益。 2.3保障农产品安全 当前,我国农产品安全事故频发,给人们造成了严重的心理负担,也不利于现代农业信息化工作的持续推进。在这样的情况下,农业生产部门可以利用物联网技术来保障农产品的安全,加强农产品从种植生产到最终销售的一系列监管工作。这样,就可以保证农产品的流通过程处在严密的监督之下,将食品安全事故发生概率降到最低。目前,我国已经在猪肉等农产品中开始利用物联网技术实行食品安全监管工作。一些地区的农业部门在农贸市场配备了带有传感、追踪等物联网技术的溯源系统,消费者购买农产品后会得到有溯源码的凭条,并且根据凭条上的溯源码来追查农产品的产地、质量、检疫情况等,有效保证了农产品的安全。 3结论 我国的农业发展,必须要走现代农业信息化道路,将传统农业与新型的信息化技术进行紧密结合,这样才能保证农业的基础地位,保证农业经济的持续繁荣。基于这样的发展背景,在现代农业信息化中应用物联网技术就具有较强的现实意义。物联网技术在农业信息化中的应用主要体现在智能监控分析、远程诊断等方面,相关部门要采取行之有效的措施保证物联网技术在农业信息化中的合理应用,以此带动农业经济的整体建设发展。 作者:陈雷 单位:长春建筑学院电气信息学院 现代农业信息化探讨:现代农业信息化绝对性与实施策略 1发展农业信息化的必要性 1.1农业信息化市场需求巨大 我国农村和小城镇人口占绝对比例。在对农村的考察过程中,强烈感受到农民、农业工作者对农业信息的渴望。当前我国许多地方政府通过建设“农业信息服务中心”、“农业110”及农业信息员、农业信息会等多种农业信息形式,开拓了为农业服务的新领域,通过网上交易、网上服务,确使农民尝到了农业信息的甜头。这说明农业信息化建设,顺应了农民需要,也顺应了市场经济、信息化发展的需要。 1.2信息化是传统农业的倍增器 信息技术是当今发展最快的高技术,但就信息技术本身来讲,它只是一种工具,并不能替代其他产业,只有和其他产业结合,才能够真正成为传统产业发展的倍增器。农业信息化主要包括:农业技术信息化,如精准农业信息;农业环境信息化,如气候预报、病虫害测报;农业经营信息化。当前,我国农业正处在由传统农业向现代化农业转变的时期。要在人均0.067hm2的耕地上解决13亿人口的吃穿问题,根本出路在于以科学技术和信息及其物化了的设备工具和生产资料来武装农业,大幅度地提高生产率,因此发展农业信息将给我国农业带来难得的机遇。我国传统农业绝大部分尚处于低质低效水平,虽然劳动力成本低,但劳动力人员素质也低,技术水平、管理水平、经营水平也同样不高。随着加入WTO的临近,我国农业生产不得不面临国际市场的竞争压力。要提高农业生产力水平和农业在国际市场的竞争力,就要推进农业现代化;要实现农业现代化,就必须提高农业信息化水平。将当今信息技术与传统农业相结合,将会极大促进我国传统农业的现代化水平,并取得跨越式发展。 2对策 2.1把农业信息当作产业来发展 推进农业信息化,必须把农业信息当作一项产业来发展。信息产业在农业上应用,一方面可以使农业生产效率大幅度提高;另一方面,农业信息本身也可以被当作产业来发展。因此,农业信息化建设绝不仅限于信息网建设,它还可以带动农业信息硬件、软件建设,还可以拉动农业信息服务、农业信息的收集、加工、处理、分析以及农业信息中介、网上农科教育、网上农产品交易、网上结算、定单农业、物流配送等一系列农业生产、流通活动,既可以创造一大批就业机会,又可真正通过信息化提高农业现代化水平,提高农业整体效益。在农业信息化实施过程中,农业通过信息化可以获得倍增效益,信息业可以通过对农业的信息软、硬件服务形成农业信息产业,最终形成农业与信息业双赢的良好局面。政府要扶持,要给予优惠、引导,最终要按市场规律以企业运作方式来完成。 2.2建立农业信息化指标体系 在谈到现代化指标时,往往把信息化程度作为一项衡量现代化水平的重要指标来看待。信息化指数的高低也就反映了该地区、该行业的信息化水平,发展农业信息化产业也就不能不建立农业信息化指标体系,农业信息化指标体系主要由信息量、信息装备、信息主体水平、信息消费等组成。要提高农业信息化水平,就必须按农业信息化指标体系各方面全面提升农业信息化水平。与我国目前农业水平、农村条件和农业人口来比较,尚有较大差距。但我国农业发展也具有地区性不平衡,西北地区相对落后,而东南沿海由于开放早,市场经济已经比较发达,农民已经向富裕小康水平转化,初步具备了推进农业信息化的条件,有了建设农业信息化的投资能力,只要领导重视,加强相关人才队伍建设,完全有能力发展农业信息产业。另外,在目前衡量农业现代化水平的许多统计材料中,尚缺乏有关农业信息化方面的记录,应把农业信息化等有关量化指标加以统计,逐步建立起农业信息化指标体系,以推动农业信息化建设。 2.3利用农业信息系统,保障粮食购销市场安全 随着信息时代的到来,要想保障粮食安全,首先必须按市场规则建立起一套高效的农业信息保障系统。这比常规只通过单一购粮的硬投入来保证粮食安全要实惠得多,是通过掌握市场规律、利用信息软手段来解决粮食风险“硬”问题的最佳方式,而且这种方式对全国粮食购销体制改革都将有极为重要的意义。通过建立农业信息产业,对实现这样的风险预警信息系统的作用无疑是巨大的。信息预警系统是对农业信息进行的深加工、分析和预测,不仅要从粮食品种、质量、产量、面积、价格等方面进行研究,还要从气象、灾害及国内外政治、经济形势等多方面进行综合分析、研究,形成新的信息产品,以保证粮食运行体制的安全。
航空新技术论文:“福特级”航空母舰新技术 一提起航空母舰,映入人眼帘的往往是其海上巨无霸的形象。作为现代海上作战体积最大的移动堡垒,航空母舰不仅是一个国家大国地位的象征,更拥有极为强大的战斗力,是一国海上军事威慑的重要战略力量。美国是当前拥有航空母舰数量最多的国家。载有大量战机的核动力航空母舰,无疑是美国强大军事实力的招牌。在各国的武器库中,还找不出一款比航空母舰战斗群更具有惊人战力的进攻性武器。航空母舰能够在远离路基支援的战场条件下,驰骋于占地球表面积70.8%的海洋之中,并可在数个月的时间内对特定目标展开持续攻击。战力如此卓越的航空母舰战斗群显然早已成为美国各战区指挥官的“宠儿”。这也导致美国航空母舰在海外的战备值班周期不断延长。除了航空母舰战斗群的攻击实力外,航空母舰上所配备的各类高科技武器与装备,也是支撑其得以驰骋深蓝的重要利器。 从“尼米兹级”到“福特级” 美国当地时间2017年4月9日,全球第一艘“福特级”航空母舰福特号进行了海上测试。当天,“福特号”航空母舰被拖船从位于弗吉尼亚州的纽波特纽斯造船厂内拖出进行出海测试。作为“福特级”的首舰,“福特号”航空母舰的设计、施工和制造前后耗时十余年,总造价高达130亿美元。“福特号”航空母舰原计划于2015年正式在美国海军服役。不过,核反应推、发电机等部件的故障问题,导致“福特号”的出海测试时间一拖再拖。美国海军称,“福特号”航空母舰在出海测试期间,将进行飞行甲板测试验证等事项。待“福特号”航空母舰正式服役后,美国的核动力航空母舰将拥有11艘。作为新一代的航空母舰,美军计划最迟于2058年建造十艘同级航空母舰,以取代当前承担主力任务的“尼米兹级”航空母舰。 在“福特级”正式服役前,“尼米兹级”航空母舰乃是美国海军现役的主力航空母舰,且在数十年间中均为美军乃至全球范围内最大的军舰。“尼米兹级”航空母舰首舰“尼米兹号”自1975年正式服役后,美先后共建造了10艘同型航空母舰。“尼米兹级”航空母舰均采用核动力推进,属于大甲板弹射型航空母舰。其设计长度为330米,宽度为40米,吃水11米,满载排水量在10万吨左右,可以搭载一支约70架战机的舰载机联队。根据作战任务以及性质的不同,航空母舰上搭载的作战飞机类型也有所区别,通常包括了战斗机、预警机、固定翼反潜机以及电子战飞机等。每艘“尼米兹级”航空母舰都装载有四台蒸汽弹射器、四条拦阻索以及四座升降机,平均每20秒钟时间即可弹射出一架舰载作战飞机。 可以说,“尼米兹级”航空母舰战斗群能够控制的海域面积大、攻击性能强,是当前世界范围内作战能力最为顶尖的海上机动作战编队。不过,航空母舰战斗群并非仅仅只有一艘航空母舰所组成。航空母舰自身除配备少量用于自卫的武器外,其主要的武器装备即为所搭载的各类舰载作战飞机。这些作为重要武器装备的作战飞机可以对敌方的舰船、潜艇、飞机以及陆地目标等进行攻击,直接将敌方消灭于航空母舰数千米以外的区域,并对海上舰队进行保卫。除航空母舰所搭载的战机外,以其为优秀的战斗群通常会由巡洋舰、驱逐舰、潜艇和补给舰等混编而成。 尽管“尼米兹级”仍是现役航空母舰中无人能匹敌的佼佼者,但其设计与制造毕竟发端于20世纪60年代,舰上的各项技术已显得较为老旧。譬如,“尼米兹级”所使用的弹射系统、推进系统等基本均采用机械结构,不仅极为复杂可靠性较低,且需要大量人员进行操作和维护。在此背景下,新一代“福特级”航空母舰应运而生。 “福特级”航空母舰的新技术 “福特级”航空母舰从外表来看,与“尼米兹级”航空母舰并没有较大的差异,两者在飞行甲板上也极为接近。从数据上而言,“福特级”首舰“福特号”航空母舰长度为330米,宽度为41米,设计的满载排水量为10万吨,这些数据与“尼米兹级”亦相差无几。“福特级”在吨位和尺寸等方面较之“尼米兹级”并未有多少提升,但在舰船的电力容量、舰载机的数量、舰船故障率等诸多关键性指标上,“福特级”航空母舰与“尼米兹级”相比有了质的飞跃。譬如,“福特级”航空母舰搭载的舰载机联队数量可达到75架,大大提升了作战飞机的出动率。通过采用全新的电磁弹射系统、电磁阻拦系统等所使用的各类前沿技术,“福特级”航空母舰真正成为了一艘适应未来战争环境下作战的超级航空母舰。 电磁弹射技术的应用 航空母舰诞生之初,舰载机均是依靠自身发动机带动螺旋桨产生拉力,进而使轰炸机或战斗机从航空母舰飞行甲板上起飞。彼时,这种起飞方式对于以轻金属和木质为主的螺旋桨飞机而言并非难事。不过,随着喷气式飞机的普及,其在短短一百多米的航空母舰甲板上的起飞,需要借助于外界的推力帮助,这也使得弹射系统随之产生。 “尼米兹级”核动力航空母舰所使用的是蒸汽弹射系统。其由核动力装置生成的热能来产生蒸汽,进而推动舰载机非短距离起飞。蒸汽弹射装置从结构而言较为复杂,包括了蒸汽系统、液压系统、起飞系统、归位系统、润滑系统以及控制系统等。 舰载飞机在从航空母舰甲板上起飞前,需要由位持器钢圈把尾部扣在一处坚固点上。当蒸汽弹射系统运作时,蒸汽由航空母舰上的锅炉输出,经增压后输入弹射装置唯一露在飞行甲板之上的滑梭中。被位持器扣住的飞机在起飞时需要开足马力,当蒸汽弹射系统一启动,飞机引擎的动力加之蒸汽的压力,令钢圈断开,飞机立即向前冲去,在短短数十米的距离内即可将时速提升至250公里每小时。当舰载机被弹射起飞并脱离滑梭后,滑梭回到原位,并继续推动下一架舰载机起飞。 从数量上来说,“福特级”航空母舰与“尼米兹级”航空母舰一样,都装载有四部弹射器。但两者在设计理念和技术层面上有着显著的区别。由于舰载机在“尼米兹级” 航空母舰第四号弹射器时,其机翼已接近甲板边缘,这也导致该级航空母舰的四号弹射器无法弹射满载起飞的作战飞机。为了提升舰载作战飞机的出动能力,“福特级”航空母舰对飞行甲板的构造进行了改进,从而令其第四号弹射器能够弹射满载起飞的作战飞机。 “尼米兹级”航空母上所用的蒸汽弹射系统,其体积和重量均较大,不仅需要消耗大量的海水,还需要大量的人力和资金进行维护和更换,这显然不利于长时间的海上持续作战。此外,由于在弹射过程中需要消耗大量的蒸汽,“尼米兹级”航空母舰在连续弹射出几架满载起飞的作战及飞机后,其航速就会受到较大的影响,从而限制了下一个攻击波中能够出动的战机的数量。蒸汽弹射系统的最大局限性,还在于其输出功率有限。“尼米兹级”航空母舰采用的蒸汽弹射方式,决定其只能弹射载重30吨以下的舰载飞机,难以满足舰载机未来发展的方向。加之蒸汽弹射系统存在功率无法调节的限制,只能有效弹射重量较轻的无人机。若要进行强行弹射,很可能会造成飞机受力过大,从而影响其服役时限。 在此情形下,美军在其最新型的“福特级”航空母舰采用了前沿的电磁弹射技术,以规避和完善当前“尼米兹级” 航空母舰蒸汽弹射系统所存在的实际问题。所谓电磁弹射技术,即是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外进行运动。电磁弹射技术的主要应用是大载荷物体的短程加速,其起步与发展相对较晚,目前在航空母舰的舰载飞机起飞弹射上已得到高度重视和应用。相较于蒸汽弹射系统,电磁弹射系统不需要使用蒸汽来驱动活塞,而是使用电来驱动。同时,电磁弹射技术的容积小、效率高、质量轻,对航空母舰上的辅助系统相对要求较低,且运行和维护的费用较为低廉。在功率损耗方面,电磁弹射系统要远小于蒸汽弹射系统。其可控性能也优于蒸汽弹射系统。当蒸汽弹射系统的蒸汽阀门打开后,飞机起飞的弹射过程中基本无法控制。但电磁弹射的全过程均可以有效掌握,并可根据不同机型、飞机速度与负载变化等进行调整。这也使得电磁弹射技术成为了未来航空母舰发展的优秀技术之一。 电磁阻拦技术的应用 除了将重型飞机送上天空外,如何能够令舰载机顺利降落在航空母舰甲板上也是一项困难重重的任务。舰载飞机在运动的航空母舰上降落,其风险之大、难度之高,被全世界公认为“刀尖上的跳舞”!通常情况下,陆地机场的跑道会长达数千米,而航空母舰上的甲板长度不会大于300米,可供利用的降落距离仅有100米。然而,舰载机降落的速度却高达300公里每小时。在如此高的速度、如此短的距离,再加之随时处于颠簸中的航空母舰,如果没有航空母舰阻拦系统,现代喷气式飞机在航空母舰上的安全着落显然是一项难以实现的“天方夜谭”。航空母舰上安装的阻拦系统,能够有效帮助舰载机在极短的距离内强制制动。 “尼米兹级”航空母舰所使用的是液压式阻拦系统。其由液压缓冲系统、制动器具以及冷却系统共同组成。当舰载机降落时,其机尾钩挂上阻拦索后,阻拦索一边利用滑轮阻尼器来减缓飞机的速度,另一方面则持续将动能转化为压缩空气罐,从而令飞机趋于平稳并有效制动。不过,液压式阻拦系统的阻拦能力较为有效,但缺乏灵活机动性。面对不同的机型降落,航空母舰上的海军航空兵需要依靠人工对配重物进行更换,这也直接影响到了舰载机的出动频率。如果不对液压式阻拦系统予以适当的配重,在阻拦过程中产生的过大峰值拉力甚至可能造成飞机损坏。 为此,在全新的“福特级”航空母舰上,设计者采用了前沿的电磁阻拦技术。在这一技术中,阻拦机和电脑控制系统是最为优秀的两部分。阻拦机的构成较为简单,包括了水力涡轮、感应电机、旋转轴以及机械制动装置等,在阻拦系统中起到吸能的作用。电子控制系统则包括了操作人员工作平台、维护人员工作平台以及动态子系统。该系统可以精准地对飞机阻拦着舰的即时受力情况进行分析和控制,并反馈给电动机后施予阻拦索合适的拉力,从而令舰载机在阻拦着舰的过程中能够获得更为平稳的力,进而也可控制舰载机在飞行甲板上制动的距离。作为电磁阻拦系统中的重要一环,阻拦索采用了新型轻质合成缆索,这不仅可以减少结构载荷,降低系统惯性,并可由此缩小滑轮减震装置的尺寸。 电磁阻拦技术的工作方式主要可以分为两个环节。第一个环节也就是初始接触阶段时,舰载机的机尾钩一旦与阻拦索相接触后,其就会牵动阻拦索,进而带动换轮索牵出,并令旋转轴转动。这一工作的关键,是为了令舰载机和阻拦索之间得以平稳接触。在实现了第一环节的既定目标后,第二环节则是如何对于舰载机的动能吸收。舰载机在降落时,其自身带有极大的动能。电磁阻拦系统中的水力涡轮、感应电机和摩擦制动器就是为了吸收舰载机的动能。通常情况下,水力涡轮和感应电机正常工作,即可吸收舰载机的动能,并实现飞机的安全着舰。可是一旦发生水力涡轮或感应电机不能正常工作,阻拦机的摩擦制动器就作为备用的吸能装置,以保障电磁阻拦系统的安全、可靠。较之液压式阻拦系统,电磁阻拦系统更为简洁、可靠,且无需大量的人力、物力进行维护,令其维护成本得以大幅度降低。 无论是电磁弹射技术,还是电磁阻拦技术,都是用于提升航空母舰战斗力的关键技术和措施。考虑到航空母舰在未来会搭载有各类无人飞机,前述新技术的应用,也可为未来航空母舰的发展奠定重要基础。 航空新技术论文:遥感及航空摄影测量中的新技术探讨 摘要:随着当前生产的发展需求,大比例尺航测成图技术的应用在国内各城市测绘单位快速得到推广应用;同时一些与航空摄影测量和遥感相关的测绘高新技术也在不断的投入。本文首先对摄影测量与遥感的发展的重要作用进行阐述,进而分析遥感及航空摄影测量中的新技术以及应用。 关键词:遥感技术;航空摄影测量;新技术;应用 一、摄影测量与遥感的发展的重要作用 从摄影测量与遥感的发展来看,在近三十年来,摄影测量与遥感技术已经进入了测绘、农业、林业、水利、气象、资源环境、城市建设、海洋、防灾减灾等各个行业,在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。从上世纪七十年代后半程起,摄影测量已经开始从模拟摄影中跨越出来,已经进入了数字摄影阶段,摄影测量正在经过传统测绘技术向数字化测绘技术体系的转变。 (一)摄影测量与遥感有利于推动测绘技术的进步 从二十世纪七十年代后期开始,我国的摄影测量经过了一个系统的转变。摄影测量逐渐从模拟摄影测量转化到解析摄影测量,并最终进入到了数字摄影测量的发展阶段,也标志着我国的传统测绘技术体系的解体,新的数字化的测绘技术体系的兴起。 首先,从数字影像的类型来说,我国目前已经建立了数字正射影像(DOM,Digital Orthophoto Map)、数字高程模型(DEM,Digital Elevation Model)、数字线划图(DLG,Digital Line Graphic)、数字栅格图(DRG,Digital Raster Graphic),同时还有其他相应的地名数据库与土地利用数据库,多样化的数据库与模型为摄影测量在现实生产生活中的应用提供了可能性,推动了测绘技术的发展。 其次,国家利用摄影测量与遥感技术绘制了大量各种比例尺地形图。除此之外,还建立了大量的全国级别的基础地理信息数据库。例如1:1000000、1:250000、1:50000比例尺级别的地理信息数据库;除了部级外,省一级的1:10000比例尺级别的基础地理信息数据库、市县级1:500至1: 2000比例尺级别的地理信息数据库等等。 另外,我国应用陆地卫星TM数据、中巴卫星数据等,于上世纪80年代中期、90年代中期和末期完成了全国土地利用调查,并建立了业务运行系统,具有每年耕地数据动态更新和每五年土地利用数据全面更新的能力。现正在利用高分辨率遥感数据,开展第二次全国土地详查工作。我国还利用彩色红外遥感数据开展地质找矿应用研究,并成功地在新疆博罗霍乐北山地区发现矿藏。 (二)摄影测量与遥感有利于提升 空间数据的获取能力经过近50年的发展,我国在空间数据获取能力方面有了巨大的提升。研发了具有自主知识产权的遥感数据处理平台,以此为优秀建立了国产卫星遥感影像地面处理系统,并开展了定量遥感反演研究,为形成我国独立自主的对地观测数据获取、信息处理与分发服务体系奠定了基础。 首先,从数据获取能力方面来看,在国家973与863计划的支持下,成功研制了一系列传感器,发射了50多颗对地观测卫星,包括气象卫星、海洋卫星、资源卫星、通信卫星、导航定位卫星、返回式陆地卫星、科学实验卫星等,组成了风云、海洋、资源和环境减灾四大民用系列对地观测卫星体系,从地球同步轨道和太阳同步轨道上实现了对地球的多平台、多传感器观测,可以获取地球表面不同分辨率的光学和雷达图像,并将对地观测数据应用于气候、大气成分、水循环、植被变迁、海洋现象、自然灾害等地球空间环境变化的监测。 其次,在数据储备方面,已经积累覆盖全国陆地、海域以及周边国家和地区1500万平方公里的地球表面数据。 二、几种测量新技术的应用探讨 (一)GPS在航空摄影中的应用 (1)GPS用于航摄飞机导航 在航空摄影测量获取航片的过程中,航空摄影飞行必须按航摄计划中的要求,在一定的高度沿设计的航线飞行,以保证所得影像具有一定的摄影比例尺、航向重叠度及旁向重叠度。随着GPS的广泛应用,已普遍使用GPS对航空摄影飞机进行导航。 (2)GPS辅助空中三角测量中的导航与定位 GPS辅助空中三角测量的目的是利用GPS精确测定的摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心的位置,将所测数据应用于摄影测量内业加密,以便尽可能减少对地面控制点的数量要求。用于确定摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心的位置时需采用高精度相位差分的GPS动态定位方法,其实时差分定位可用于摄影导航,而确定航摄仪物镜中心的位置则利用布设在地面的2~3台GPS基准站的观测数据进行后处理获得。目前已采用QPS/IMU。 (二)LIDAR激光测高扫描系统的应用 LIDAR激光测高扫描系统利用GPS辅助空中三角测量技术,可以减少地面控制点,缩短作业周期,降低成本,可以真正应用于困难地区、无图区及边境区的基础测量。利用该种测量技术,在有地面控制点的四角带,完全可以满足1∶10000比例尺的地图精度要求;在地面特征丰富、影像较好时,可以达到1∶50000比例尺的精度要求。这种测量技术对于实施西部大开发战略、完善国家基本地形图有重要意义。 (三)机载侧视雷达技术的应用 机载侧视雷达是利用装于飞机机身两侧或下方的天线,随着飞机向前飞行而扫描飞机下方两侧的带状地面,进行高分辨率地形测绘的雷达。飞行器上的侧视雷达包括发射机、接收机、传感器、数据存储和处理装置等部分。侧视雷达具有下列特点: (1)具有全天候工作性能; (2)分辨率高,所摄照片清晰; (3)覆盖面积大,提供信息快,把飞行中连续拍摄的照片拼接起来可构成大面积的地形图; (4)不易受干扰; 航空新技术论文:浅析航空摄影测量新技术的应用与发展 摘要:随着科学技术的进步与发展,航空摄影测量新技术被广泛应用于城市地形图测绘中,并取得了重大的成果。本文针对我国航空摄影测量的发展历程,分析我国航空摄影测量新技术的应用及注意事项,从而推动我国航空测绘的发展。 关键词:航空摄影测量;新技术;应用;发展 航空摄影测量即是在飞机上利用航摄仪器对地面进行连续拍摄,绘制地形图的过程,其原理是利用航摄仪器的摄影光束相交而确定地面点的位置。随着科学的进步,以及社会建设中对土地利用的现状,航空摄影测量技术在不断得到创新和完善,并推动了航测行业的发展。 一、我国航空测绘的发展现状 我国对航空摄影测量技术的应用可以追溯到20世纪80年代。当时,我国各大城市开始应用航空摄影测量技术进行对城市大比例尺地形图的测绘,以便科学合理的使用土地。在城市化进程以及生产的需要中,大比例尺城市测绘技术被广泛应用于各城市测绘企业单位。在科学技术不断发展的今天,数字化技术迅猛发展起来,在航空摄影测量技术上,涌现出数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR 激光测高扫描系统、雷达等先进技术设备,为城市大比例尺地形图的测绘创造了更多的技术条件,不断推动着航测行业的发展。然而,受诸多客观因素的影响,我国航空摄影测量技术力量还相对薄弱,其测绘精确度仍有待落实,航测工作有待进一步完善。 二、航空摄影测量主要新技术的应用 1、对数字航摄仪DMC的应用 数字化技术是现代信息社会不可或缺的技术手段呢,无论对人们生活和社会各项工作的开展都起到不可比拟的作用。而数字航摄仪DMC也是在数字化的基础上创造的航测产品,它是一种用于高精度、高分辨率的航空摄影测量的数字相机系统。这一航空相机摒弃了传统胶片相机的设计思想,由四个全色传感器及四个多波段传感器组成。其四个全色传感器用于捕捉每一个设想的特定区域,从而确定一个大的镶嵌影像;四个多波段传感器则主要用于捕捉红、蓝、绿色及进红外数据。因此,航摄仪DMC能满足小比例尺和高分辨率大比例尺航摄的需求。与此同时,在低空进行测绘时,DMC能够在无人控制的情况下实现机动、快速的摄影测量,其测量精度高。 2、对IMU/DGPS新技术的应用 IMU技术是惯性测量单元的简写,主要是由陀螺、加速度、电路构成,它能够独立提供高精度的导航参数,同时具有抗电子干扰、隐蔽性好等特点。但这一技术的不足之处在于不适合长时间单独飞行,否则容易造成导航位置参数的误差。而大家熟知的GPS全球定位系统功能强大,被广泛应用于航空摄影测量、工程测量等诸多领域。因此,将IMU与GPS集成起来构成组合导航系统,能有效提高系统的导航精度与其测绘性能,就是目前的IMU/DGPS航空摄影测量系统。这一新技术的应用能够减少地面控制的工作,提高了测绘效率,并降低了在高山荒漠等区域测绘的危险性,推动了航测事业的发展。 3、对LIDAR 激光测高扫描系统的应用 对LIDAR 激光测高扫描系统的应用,主要是针对困难地区、无图区及边界区而实施的新技术。该技术主要利用GPS辅助空中三角测量技术,从而减少地面控制点,完成对外空难度大的测绘区高精度及大比例尺的测绘工作,这一技术的应用有利于缩短作业周期,减低生产成本而提高生产效率。这一技术对于实施我国西部大开发战略、完善国家地形图有深远的意义。 4、SAR合成孔径雷达成像系统 SAR合成孔径雷达成像系统具有高分辨率的成像技术,不受客观恶劣天气条件的影响便能获取空间数据,大大改善了对困难地区地形图绘制的困境。这一成像系统的使用原理是将合成孔径雷达安置于飞机上,利用孔径雷达发射微波对地面目标扫描,从而经过对空间坐标的计算,记录回波特性得出地面目标的空间特性,再经过数据处理成像。这一系统的运行主要由天线系统、数据记录系统、监控系统、发射与接收系统协调运行而完成。 三、对航空摄影测量技术应用的和主要注意事项 1、落实测绘区选点工作 航测人员在开展航空摄影测量工作过程中,运用IMU/DGPS作业的前提必须对测绘区做好现场踏勘的选点工作,这一选点工作要按照前期设计图纸要求并结合GPS定位测量范围的选点要求进行实地选点定位。选点的点位要位于交通方便、便于安置设备便于埋石操作的区域;点位还要在视野开阔的地方,避开建筑物及水域便于信号及电磁波的传输。同时,点位之间还要做好加密与联测工作,以便测量工作的连续开展。 2、确定航摄仪、比例尺及航高 在航空摄影测量工作开展之前,首先要做好航摄仪、比例尺及航高的选择与确定工作。在选择航摄仪时要优先考虑其性能质量,进而保证航摄资料的准确性。在确定比例尺时,首先要按照国家对大比例尺地形图航空摄影标准并根据当地地形实际与相应的精度要求,以及配套仪器的利用,综合确定航摄比例尺与航高数据。 3、策划检校场的布设方案 检校场的布设方案主要针对IMU /DGPS 系统设备生产商而言的,这些生产商在从事 IMU /DGPS 系统设备生产过程中对于检校场的布设方案的策划,一般要考虑达到如下工作的因素:检校场要根据比例尺大小设置相邻的平行航线;检校场要能保证航向重叠和旁向重叠都是60%;采用直接定向法,使航测高度与摄区高度一致;对于检校场的位置可以选择在离摄区较远的区域或摄取中任意两条航线位置等。 四、结语 在科学技术迅猛发展的今天,我国航空摄影测量实现了岁数字测绘技术的应用与完善,取得了相应的进展。但是,我们也应看到在航空摄影测量新技术应用方面较西方先进国家还有很长的距离。我国的航测领域应该在认识航摄新技术优点的同时,找寻并探索其对于该技术应用中应注意的问题,有针对性的做好航摄工作,提高航摄效率,保证影像质量,进而推动整个数字摄影测量事业的发展,满足社会经济发展和环境的可持续发展需求。 航空新技术论文:航空摄影测量中新技术应用与发展 摘 要:随着科技进步,航空摄影测量技术广泛应用于城市测绘、复杂地形及国界等测绘区域。目前,航空摄影测量技术发展迅速,测绘技术向数字化转变,出现了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术。本文首先简要论述了航空摄影测绘技术的意义与研究现状,然后详细分析了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用与发展。 关键词:航空航摄仪;新技术;应用与发展 引言 自20世纪80年代,航空摄影测量技术陆续应用于我国各个大城市测绘城市大比例尺地形图。随着生产发展的需要,各城市测绘单位,在航测机构增添航空摄影测量业务,大比例尺航测成图技术在国内各城市测绘单位得以快速的应用推广。目前,随着数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LI-DAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用,航空摄影测量技术逐渐成为大比例尺地形图的主要测绘方法。但是,航空摄影测量技术应用于地籍测绘领域时间短,加之航测本身的技术缺陷以及测绘精度问题,有时仍然难以达到预期目标。 一、航空摄影测量技术的分类 (一)按处理方法分 在航空摄影测量技术的分类中按处理方法可分为模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量。模拟摄影测量通过模拟测量的方式,使测量达到最真实的效果,同时减少了使用过程中的出错率,用模拟的方式实现了对实际的掌控能力,使技术取得最好的实用效果。解析摄影测量是指通过对形状、大小、和数据进行解析达到对综合数据的了解,使出现的问题和错误得到改善,并增加对具体内容的了解,让数据达到还原效果,增加图像的准确率,并通过分析和应用提供最真实的影像和数据,更好的为地形摄影和非地形摄影的发展服务。数字摄影测量使测量的结果更接近于对数字的掌控,通过对数字摄影的掌握加强测量的数字化能力,通过对数字及影像的综合处理达到理论和实际的有效结合,使摄影测量达到数字化和科学化,使数据更加准确,更加接近测量的实际。 (二)按研究对象分 在航空摄影测量技术的分类中按研究对象可分为地形摄影测量技术和非地形摄影测量技术。地形测量是指对地形图的测绘过程,通过对地表和地形在水平面的投影中显现的数据,把数据按比例尺进行缩放来实现摄影和测量的目地。地形的测量一般采用航空摄影测量技术,在飞机上就可以拍摄和掌握各种测量数据,实现数据和图像的高标准。非地形测量不以地形测量为目的,而是通过对各种指标的精确测量使理论知识更加丰富,它为生物领域、军事领域、建筑领域、矿山工程领域、文物领域的发展提供更多的理论基础,使各领域的技术得到发展,并通过摄影和测量使这些领域得到实际的发展,使非地形测量应用到这些领域中,取得更长远和丰富的发展。 (三)按摄影的位置分 在航空摄影测量技术的分类中,按摄影位置进行分类,包括航天摄影测量技术、航空摄影测量技术和地面摄影测量技术。其中航空摄影测量技术通过航天摄影来完成整体测量,要根据具体的测量对象进行不同的研究。航天测量的测量距离相对更远,技术水平也更难达到标准,对摄影及测量人员的要求也更严格,并且环境造成的干扰对摄影的影响也更大。工作人员需要更精细的测量,并对地形进行精准的勘测,来保证摄影测量技术符合测量和勘测的规定。航空摄影测量技术是指在空中进行摄影并根据比例尺对具体的距离进行计算的过程,航空摄影测量一般是在飞机上。而地面摄影测量技术一般需要对摄影进行处理,使形状、大小等综合数据达到预期的效果,通过采用地面测摄影测量技术使很多难以测量、难以勘测、难以计算的地形得到勘测,很多大坝和地形复杂铁路的测量就采用地面摄影测量技术,它攻克了地形勘测带来的危险,为地域勘测服务。 二、航空摄影测量技术的任务 (一)非地形测量 在非地形测量中不以地形测量为目的,而是通过对各种指标的测量促使理论知识更加丰富,达到为各种领域服务的目的。非地形测量的发展促进了生物领域的发展,使生物医学领域可以通过对地形的利用,取得更多的生物医学资源,带动更长领域发展。同时也有利于公安机关侦破案件,通过对非地形的勘测,了解罪犯的藏身之处,和犯罪窝藏点,使案件得到侦破。在文物和建筑领域也得到了发展,很多文物就存放在复杂的领域内,通过测量可以找到它们的位置,开垦出更多的古文物。非地形测量也有利于军事侦查,通过非地形测量检查各军事地点,保证军事地域内没有军火和其它领域的军事人员。 (二)地形测量 地形测量指加强对地形图的了解,通过对地表和地形在水平面投影来掌握数据,按比例尺进行准确的缩放,以此达到测量的目的。在测量中第一点要掌握具体的数据和具体的图像,按照比例尺来还原真实的指标,要建立专题的图片,对各种地图要进行了解,掌握各种硬件条件,要了解具体的摄影影像,对各种图形要分类型掌握。第二点,要建立相关的数据库,通过对数据的掌握,通过对数据的分类、筛选和汇总来了解各种数据的不同,了解测量的变化,使数据可以互相参考、互相借鉴,达到为测量服务的效果,达到测量的数字化。数据库的内容要系统化,方便管理人员查阅和掌控。 三、航空摄影测量的要点和作业方式应用 (一)质量检查准确,成果提交合理 在航摄摄影测量的最后阶段要对质量进行高标准的检查,对整体的过程进行准确核实和分析,达到整体质量的准确性,在最后的检查中一定要严把质量关。针对作业方式要加强各步骤的联系,区别各步骤的不同,对内容进行整体计算,并对结果进行重复的分析,使结果符合真实的效果。要对数字精度、数据完整性和准确性进行检查,检查的单位是质量检查机构,对检查和验收工作要合乎规定,以合同为根据。在检查合格后进行相应的验收工作,当检查资料不合格时验收单位可以拒绝验收。当核实无异议后要把成果提交给相关部门,提交过程中要把内容标记的详细些,确保相关部门能够根据数据开展以后的工作,作业方式也要列出相关数据和相关表格,使内容清晰易懂。 (二)空中采集准确,数据处理合理 在航空摄影测量中要对控制采集的数据和图像进行准确的处理,采集过程要正确,作业方式要符合标准,通过找准正确的距离和采用正确的拍摄方式,使效果更真实、更具准确性。拍摄人员也要掌握合理的拍摄方法,针对不同的高度,拍摄的方法也要有所不同。同时对数据的处理也要合理,要经过科学的研究和科研人员的重复计算,实现对不同数据的合理分析和比较,使航空摄影测量任务完美的完成。要在飞机上安装摄影仪,对地面垂直拍摄,获取相片或影像,使数据采集向自动化和数字化方向发展。数据处理过程中用绘制比例尺进行空中测量,用模拟法和解析法测绘,使精度和质量达到高标准。要用正确的采集方式取得最优异的内容,并通过科学的数据处理,达到整体测量的准确性。 (三)航摄准确,航摄设计合理 在航空摄影测量中要对航摄进行精准的计算,促使其它指标合理发展,并且要加强对航摄的设计。作业方式要通过找准目标和进行合理角度的拍摄实现精准化计算。拍摄过程一定要符合实际,通过合理的比例来还原数据和图像 , 要加入大比例尺的数字图,提高航摄的精度要素,提高航高、比例尺、焦距和影像质量,通过上述要素加深设计的合理性。还原的方式一定要合理,数据和图像设计也要有根据,要根据具体影像来开展数据和图像设计,测量不要局限在绘画图上,需要信息性的影像图件。要用科学的方式和科学的设计达到预期标准,实现测量的目的,实现测量的高标准,使作业方式合理的完成。 结束语 随着计算机技术和互联通信技术的发展,航测技术由模拟测绘向数字测绘转变,由计算机代替“人眼”,迈向信息化测绘时代。航空摄影测量已成为当前大比例尺地图绘制技术中的热门话题,各种航空摄影新技术一定会逐步完善。根据航摄地区的特点选择合适的技术获取影像,极大地提高航摄效率,缩短获取影像周期,提高影像质量。 航空新技术论文:航空摄影测量新技术的应用与发展 摘要:伴随着计算机以及互联网通信相关的技术的开发与研究,航空摄影测绘技术已经从模式测量朝着数字化测量转化,从而做到了运用高科技技术来代替人进行测绘,令摄影测绘全面地走进数字信息化的测绘阶段。本文对航空摄影测量新技术的应用与发展进行了分析探讨。 关键词:数字航摄仪;DMC IMU/D GPS;激光测高扫描系统 引言 航空摄影测量就是在航空器中安装摄影仪器,进而在空中对需要测量的地形进行摄影。随着我国经济的发展,地形变化的速度非常快,同时由于我国地形结构复杂,依靠传统的测量技术很难对特殊地形进行实地测量,因此借助航空摄影技术可以实现对复杂地形的测量,并且航空摄影测量可以缩短测量工作周期,提高测量数据的准确。 一、航空摄影测量技术的任务 目前我国航空摄影测量技术的任务主要包括对地形面貌的测量和非地形测量两种: 1、地形测量 地形测量是航空摄影测量的主要任务,它是通过对测量地形的摄影,加强对地形的了解,并且按照比例尺寸对摄影的对象进行准确的浓放,以此实现测量的目的。在地形测量中需要做好以下三点工作:一是要保证摄影图形的具体数据和图形,并且按照预定的尺寸比例对航空摄影的图片进行数据还原,并且根据还原的数据图像,建立相应的图片库;二是要建立数据库,航空摄影要根据对地形的数据分析建立相应的数据库,掌握数据的不同分类以及数据之间参数的变化情况,以此实现在航空摄影时实现测量的数字化;三是积极掌握测量地形的相关数据,并且根据掌握的数据情况完成对地形的整体测量,最后实现摄影图像的真实还原。总之在航空摄影测量的时候要进行合理的分工,保证摄影的图像数据真实、准确,使测量数据更加符合标准。 2、非地形测量 航空摄影测量技术不仅仅应用在地形测量领域,其还应用在许多其它领域。非地形测量不是以测量地形为目的,而是通过对地形的摄影观察地形的变化,以此更加地形变化发现其中的问题,比如航空摄影技术应用在军事领域中,就可以通过航空摄影技术对某一区域内进行军事侦察,以此观察该地形是否存在军事设备以及该地区的变化情况;航空摄影技术应用在工程领域,通过航空摄影技术可以对地形进行勘测,分析该区域是否存在矿物质等,以此实现对该区域的合理开发利用。航空摄影技术的非地形测量功能被越来越多的领域所应用,其发挥的价值也越来越大。 二、航空摄影操作的关键和方式应用 1、摄影精确,设计科学 在航空摄影测绘的过程当中需要先对摄影实施准确的计算,从而令别的相关要求都有一个很好的发展,同时需要注意的是要优化航拍的设计。摄影办法是要先确定好摄影的地点以及实施一个适合的角度摄影从而能够进行准确的设计计算。进行摄影测绘必须要切合现实情况,利用适合的比例来对收集到的数据以及图像进行还原,此外还需要添加一个大比例尺的数字图,增加摄影的准确因子,增强摄影高度、比例尺、以及摄影的焦距以及图像的清晰度,经过以上的因素从而对摄影设计进行优化。另一方面,对图像进行还原的方案必须要是科学合适的,图片以及数据的收集设计需要有根有据,需要依据实际的图像从而进行数据以及图片的收集相关设计,测绘不能仅仅关注在绘制图像上,应当具有数据性的图像视频。 2、收集精确,处理科学 在航空摄影测绘过程当中需要对摄影器械摄影收集到的数据以及图片实施精确的计算分析,收集的方式要合理,满足相关的指标要求,利用精确的定位以及摄影的方式是科学合理的,从而使摄影的结果更加的切合实际情况、更加的精确。另一方面实施摄影的相关作业人员也需要对于摄影的方法有个准确的认识,根据摄影的高度不同,所采用的摄影办法都要根据实际做出调整。同样需要关注的是相关数据的处理方式,处理方式需要通过反复的分析探究以及相关人员的反复推算,从而可以完成对于各种数据的科学统计分析,因此令航空摄影测绘工作能够很好的被执行。航空摄影首先要在使用的飞机外体组装好测绘过程当中所需要使用到的相关装置,因此能够对地面实施竖直摄影,从而得到有关的图像视频,指导数据的采集朝着自主化以及数字化方面进行开发。 3、质量检测精确,结果提交科学有效 在实施航拍测绘的最终阶段需要针对收集到的相关数据实施高要求的检测,对于摄影的整个过程实施精确审核以及研究,从而达到整体的质量准确性标准,此外在最终阶段的检测作业中必须要把控好质量的这个标准。针对摄影的方式要增加每个操作单元智联的相互联系,能够分辨出各个操作单元之间的异同点,对于摄影的具体项目实施整体的计算,同时对于计算得到的结果要进行多次推导验证,验证结果是否符合实际情况,增加其真实性。此外对于数字的准确度、数据的完整性以及精确性都要实施验证,而进行验证的部门都是相关的质量检测部门,对于检测和验证的过程都需要依照相关的要求,将合同中的规定作为依据。在检测合格之后再实施相关的验证,如果出现检测资料不达标则验证部门能够拒绝验证。 三、航空摄影测量新技术的应用 1、数字航摄仪DMC DMC航空摄影相机是利用四个多频率的接收器分别接收红、蓝、绿三色光以及近红外数据;而四个全色传感器分别捕捉的影像,依靠少量的重叠区域生成一个大的768013824镶嵌影像。此系统能够在各种光线环境中,通过调整相机的曝光时间,保证图片的质量,该系统对于地面的分辨率能够达到5cm。低空数字航空摄影测量以2000万像素以上的小像幅数码相机为传感器,采用无人飞机进行低空航摄,具有机动、快速、经济等优势。此种技术可以在较短的时间内获得部门地区较为准确的高分辨率的数字图像,另外对于天气以及机场的依靠性较小,目前已经被广泛的应用在应急保证、防灾减灾、图形测绘等方面。 2、IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术 GPS,即是全球定位系统,运用在航空摄影测绘后,利用空三素的办法得到角元素,从而完成了部分直接得到投影光束。IMU/DGPS,即是惯性测量单元/差分GPS,运用在航拍之后,能够直接取得三个线元素以及三个角元素,极少需要甚至不需要地面控制点就能够实施航空摄影测绘,从而大大的简化了摄影测绘工作。IMU/DGPS协助航空摄影的工作原理是利用了IMU、DGPS两种新技术的综合分析验算,从而得到了具有十分高的准确度的航空摄影测绘相关的概念、技术以及方案。 这种摄影方法的工作方式是首先利用组装在飞机外体上的GPS接收装置或是地面站点的GPS接收装置,进行持续的并且同步的检测太空中的GPS卫星信号,接下来是利用GPS载波相位测绘差分定位技术的协助从而得到了航空摄影仪的有关定位数值。IMU/DGPS技术能够直接的得到每一张摄影到的图片外方位元素,把其当作加权检测值参加到摄影测绘区域网的平差,因此得到了准确度更加高的图片外方位元素结果,这种测绘的方法叫做IMU/DGPS协助航空三角测绘方法。高准度的差分GPS与惯性测绘部分得到航拍的曝光时间的图像定位期空间位置,之后再针对去实施变差的更正,因此得到个各张图片的高准度外方位元素的方法称作直接定向法。 3、LIDAR激光测高扫描系统 LIDAR激光测高扫描系统通过GPS辅助空中三角测绘技术,能够减小地表的控制点,减短测绘时间,降低成本,可以真正应用于困难地区、无图区及边境区的基础测量。 结束语 航空摄影测量技术的发展,为我国的经济发展提供了重要的贡献,带动了测量技术的发展。航空摄影测量技术的广泛应用,突破了地形复杂、摄影周期长等一些弊端,促进了我国测量事业的发展。 航空新技术论文:“地沟油”华丽转身新技术助其成为航空用油原料 “民以食为天”,中国人痛恨“地沟油”危害食品安全,却每天制造出成千上万吨的餐饮废油。如今能源技术的进步,给中国人带来了福音――“地沟油”转换成航空生物燃料。每多一千克“地沟油”转化成航空油,也就意味着餐桌上少了一份用“地沟油”回收做出来的“口水菜”! 2014年8月14日,波音中国公司在北京召开航空生物燃料油研讨会,并在会上宣布,波音与中国商飞合作的“废气油脂”(包括地沟油、食用油边角料、餐饮废油等)研究项目正式进入到了筹建“中试车间”阶段,最早于八月底开通一条日产500千克航空生物燃料的生产示范线。 2012年8月16日,波音公司正式与商飞合作成立了节能减排技术中心,中心的第一个项目就是研究如何将“地沟油”转化成航空燃油。该项目在此前的一年当中均处于试验阶段,试验目的是为了打通“地沟油”转变成航空油的技术路线。然而餐饮废油变航油,波音-商飞并非首例,国外有荷兰航空的成功案例,国内也有中石油1号生物航煤的技术先例,波音与商飞之所以耗费一年多时间打通技术路线,是因为中国的“地沟油”与其他生物油脂存在不同的特性。 荷兰航空旗下SkyNRG与中石油1号生物航煤采用的多为石油化工技术路线,比较适用于结构较稳定,成份较纯的餐饮废油,如肯德基,麦当劳炸鸡剩下的油。而波音与商飞此次针对具有“中国特色”的”地沟油“采用油脂化工技术路线,其目的是为了适应中国八大菜系,蒸煮炒爆涮等各式各样烹饪手法所遗留下来废油。如全国闻名的重庆火锅,最地道的做法就是用一锅被重复利用的老油涮食,试想火锅废油的成份会何其复杂! 解决这些“成份复杂”难题的最佳办法就是“去除杂质”。中国商飞-波音航空节能减排技术中心对此已研发出相适应的解决技术路线:“我们将首先对其进行去杂质处理,得到成份较纯的中间产品,之后再利用优化过的催化剂工艺对其进行转换。” 目前,中国商飞-波音航空节能减排技术中心已成功利用“地沟油”转换出了一定量的航空油,转换比例在40%左右,即100万千克“地沟油”可转化成40万千克航空油。但不得不承认,该转换技术在成本上仍需进一步优化,因为相对普通航油,“地沟油”转换航油的成本是其2倍左右。 在大多数人眼中,那些脏乱差的“地沟油”应该是一文不值,但事实并非如此。事实上,目前“地沟油”的收购并不容易,价格也远非我们想象的那么廉价。从食堂、餐馆回收的泔水价格很低,但现在并没有形成行业性的集中回收,而是被一些不法商贩零散回收炼制成泔水毛油获利,转手又卖回餐馆,扰乱食品安全环境。 对于民众一直期盼的“地沟油”转航油,其成熟商业化运作仍需要企业技术研发,社会自觉回收,政府政策扶持等多方面的持续努力。但好消息是通过诸如波音中国,中国商飞与中石油这类有社会责任感的企业的不懈努力,该事业离商业投产又更进了一步。 航空新技术论文:航空摄影测量中新技术应用与发展 摘要:随着测绘技术、信息技术和计算机技术的迅速发展,航空摄影测量技术也有了前所未有的发展和进步,其空间数据获取已从单一的野外测量发展到内外业综合以内业为主的采集方式。本文首先简要论述了航空摄影测绘技术的意义与研究现状,然后详细分析了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用与发展。 关键词:航空摄影测量;新技术;DMC;LIDAR 引言 摄影测量指的是通过影像研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。它的主要任务是用于测绘各种比例尺的地形图、建立数字地面模型,为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据。自20世纪80年代,航空摄影测量技术陆续应用于我国各个大城市测绘城市大比例尺地形图。伴随生产的不断发展,各航测机构都开始增添航空摄影测量业务,在我国个城市测绘单位中,大比例尺航测成图技术得到了广泛应用。 一、数字航空摄影测量的最新进展与应用领域 从本世纪初数字航空相机问世开始,ADS40、DMC、UCD、SWDC等航空摄影仪相继出现,近些年,GPS技术、惯导技术、数码扫描、激光扫描、雷达等高精端技术跟航空摄影联系紧密,产生了很多新的航空摄影技术,比如GPS辅助航空摄影技术、IMLJ(POS)/DGPS辅助航空摄影技术、运用高解像率的CCD阵列将胶片替换,获取地面的地物地貌光谱数字信息的数字航摄仪、SAR合成孔径雷达成像系统、LIDAR激光测高扫描系统等,都在很大程度上促进了数字航空摄影测量的良性发展。 二、数字航摄仪DMC 数字航摄仪(DigitalMappingCamera)简称DMC,是用于高精度、高分辨率航空摄影测量的数字相机系统(如图1)。基于替代胶片相机的设计思想,DMC具有历史意义的技术突破。DMC数字航空相机由8个内部传感器组成:4个全色传感器与4个多波段传感器。4个多波段传感器一个捕获红色数据,一个捕获蓝色数据,一个捕获绿色数据,一个捕获近红外数据。4个全色传感器每个捕获一个影像的某个特定区域,区域之间有少量重叠以便形成大的7680×13824镶嵌的影像。所有传感器的动态辐射分辨率均为12比特。 一次飞行中由4个全色传感器获取的数据产品:全色、真彩色与彩红外。还有由4个多波段传感器获取的分辨率为2048×3072数据产品:真彩色、彩红外、四波段和近红外。通过获取相机影像数据,可利用PPS软件得到各类影像输出。DMC兼顾小比例尺与高分辨率大比例尺航摄业务的具体需求,其地面分辨率为5cm。这一系统可光线不同的条件下,用多种曝光时间来曝光,保证影像的质量。 (一)1:20000比例尺摄影的试验 为了对DMC数字航摄仪1:20000比例尺摄影的成图精度情况进行研究,在某处选取一个Ⅱ地形测段进行航摄,共30个像对。控制点的布设采取双五点法,基线数16条,运用GPS对控制点进行观测。用VirtuoZo进行内业加密,全数字摄影测量系统进行量测,采用PATBNT光束法软件来平差,加密精度统计如表1。 表1 1:20000比例尺摄影的加密精度统计 从统计的加密精度看,完全符合规范要求。运用JX4数字摄影测量工作站恢复立体模型来测图,之后跟该区域GPSRTK实地量测的72个显著地物点进行精度统计,平面误差是0.167m,高程误差是0.15m。 (二)试验主要成果 1、DMC航空摄影分辨率高,影像清晰,加密自动选点成功率较好,连接差小,碎玉提升加密精度十分有利,且测图地物判读精度高。 2、运用DMC相机进行航空摄影,可放宽其摄影比例尺到传统摄影比例尺的115~ 2倍。 3、可在传统布设方法基础上将控制点的布设降一个地形等级。 4、通过现有设备,完全可完成DMC摄影的成图作业。 二、IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术 IMU/DGPS辅助航空摄影测量指的是运用装在飞机上的GPS接收机与设在地面上的一个或多个基站上的GPS接收机同步而连续地观测GPS卫星信号,通过GPS载波相位测量差分对技术获取航摄仪的位置参数进行定位,应用和航摄仪联系紧密的高精度惯性测量单元(IMU,InertialMeasurementUnit)对航摄仪的姿态参数直接测定,通过联合IMU,DGPS数据后的处理技术获取测图所需的每张像片高精度外方位元素的航空摄影测量理论、技术与方法。 IMU/DGPS辅助航空摄影测量的主要方法有直接定向法与IMU/DGPS辅助空中三角测量方法。 (一)直接定向法 运用高精度差分GPS与惯性测量单元(IMU),获得航空摄影曝光时刻影像的空间方位,通过校正系统误差,获取每张像片的高精度外方位元素。该方法就是直接定向法。 (二)IMU/DGPS辅助空中三角测量方法 把基于IMU/DGPS技术直接获取的每张像片的外方位元素,作为带权观测值参和摄影测量区域网平差,获取精度更高的像片外方位元素成果。该方法称为IMU/DGPS辅助空中三角测量方法。 四、LIDAR激光测高扫描系统 LiDAR(LightLaserDeteetionandRanging),是激光探测及测距系统的简称。用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是结合了激光技术和雷达技术的产物。主要是发射机、天线、接收机、跟踪架及信息处理等部分构成的。发射机是各种形式的激光器;天线是光学望远镜;接收机通过各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外与可见光多元探测器件等。激光雷达用脉冲或连续波2种工作方式,探测方法分直接探测和外差探测。 激光自身的测距能力就非常精确,其测距精度可达几厘米,而LIDAR系统的精确度不仅仅取决于激光自身因素,还由激光、GPS及惯性测量单元(IMU)三者同步等内在因素所决定。伴随商用GPS和IMU的不断发展,通过LIDAR从移动平台上(如在飞机上)获取高精度的数据已被广泛应用。 LIDAR系统包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。激光器产生并发射一束光脉冲,打在物体上并反射回来,从而被接收器接收。接收器准确地对光脉冲从发射到被反射回的传播时间进行测量。由于光脉冲以光速传播,因此接收器总会在下一个脉冲发出之前收到前一个被反射回的脉冲。因为光速为已知,传播时间即可被转换为对距离的测量。结合激光器的高度,激光扫描角度,从GPS得到的激光器的位置和从INS得到的激光发射方向,就可能够对每一个地面光斑的座标X,Y,Z准确进行计算。激光束发射的频率能够从每秒几个脉冲到每秒几万个脉冲。举例来说,一个频率为每秒一万次脉冲的系统,接收器将会在一分钟内记录六十万个点。通常情况下,LIDAR系统的地面光斑间距为2-4m不等。 激光雷达是一种在从红外到紫外光谱段工作的雷达系统,其原理与构造和激光测距仪非常相似。科学家将利用激光脉冲进行探测的称为脉冲激光雷达,把利用连续波激光束进行探测的称作连续波激光雷达。激光雷达的作用是可以对目标位置(距离和角度)、运动状态(速度、振动和姿态)和形状进行精确测量,对目标进行探测、识别、分辨和跟踪。在多年的努力之后,科学家们已经研发出火控激光雷达、侦测激光雷达、导弹制导激光雷达、靶场测量激光雷达、导航激光雷达等。 结语 我国航空摄影测量技术起步较晚,它用计算机代替“人眼”,在理论和实践中使数字摄影测量得到了快速发展,在三维可视化、GIS数据更新、数学近景摄影测量等方面它将会被应用的更加广泛。其发展使得胶片摄影被数字摄影所取代成为必然趋势,而新型数字航空摄影机的应用必将为航空摄影测量技术带来一次变革,并把我国航空摄影测量技术推向数字航空摄影时代。 航空新技术论文:探索民航空管新技术的应用情况 【文章摘要】 随着国家综合国力的提升,我国航空领域取得重大成就,民航空管新技术在现代高新技术的带领下,逐渐走向成熟;同时民航空管局也在尝试着改变发展模式,提高运行的安全性,以确保经济效益与社会效益的统一。在此民航空管新技术的应用发挥着不可代替的作用。 【关键词】 空管新技术;必要性;发展;问题 1 空管新技术应用的必要性 1.1 运输量逐渐提高为航空事业带来了巨大压力 改革开放以来,我国在航空运输领域有了很大突破,与往年相比,不管是安全性能还是技术层面都有了很大提高,同时我国也成为世界中航空总运输量排名第二的国家。根据最近几年的经济发展情况、以及我国现有的科学技术水平来推测,到二零一五年,我国的机队规模将超过两千六百架,全国的机场总数将增加到大约二百五十个,而每年的飞行次数将达到1143万,与二零一零年相比,将提高一倍。然而由于我国经济发展水平不平衡以及地理环境等因素的影响,我国的大部分机场位于华北、华东、中南以及西南这些地势相对优越的地区,随着技术条件的提高,西部等地质环境恶劣的这些地方,也将会感受到便捷航空带来的好处。正是这些运输需求的增加,对我国航空事业带来很大压力,这对于航空事业来说不仅仅是一次新的挑战,更是一次难得的机遇,因此空管技术的应用在很大程度上,促进了航空事业的快速发展。 1.2 航空运行环境复杂,有待进一步改善 我国的大部分机场,在建设过程中以及航线制定中,会受到当地经济发展水平的影响;一般情况下,机场建设地区是经济较为发达,或者具有非常显著政治地位的城市或地区,或者作为中转站而建设的,在机场运行过程中,会产生一定的放射圈,其中具有非常复杂的电磁波、地形特点等,这会在很大程度上影响到航空运输的安全性,再加上人民群众对航空运输安全性要求的提高,就增加了航空建设的难度。尤其是在西部地区一些机场的运行中,由于其经济发展水平有限、人流量有限,再加上地区环境十分恶劣,就需要在航空运行中,花费大量的财力物力去进行维护和检修工作,不仅仅没有实现经济效益,同时由于传统空管技术的落后,使航空运输的安全性、可靠性大大降低,因此空管新技术的应用就势在必得,也是确保航空运输实现精确性的重要手段。 1.3 是实现航空领域可持续发展的必然要求 伴随着我国经济的快速发展,现在航空领域面对的最大难题之一,就是资源供应不足,将可持续发展作为航空行业的发展宗旨,能够在很大程度上为未来的发展打下基础,具有非常重要的实际意义。针对这个问题,民航空管系统就不得不采取多种方式来提高航天领域的飞行效率,但是其前提条件是要确保飞行安全以及容裕度。我们要在科学统筹规划的基础下,对空域资源进行优化配置,缩短飞行距离、提高飞行准确率,尽可能的达到节能减排的效果,降低飞行成本,以实现经济最大化。 民航空管新技术的应用,需要在效率、服务、安全、容量等方面进行重点提高,这就对新技术的推广提出了更大挑战,同时也表现了提高飞行系统综合能力的迫切性,使新技术应用得到更快速的发展。 2 空管新技术的发展和问题研究 2.1 我国民航空管新技术的发展 我国民航局是在一九九四年成立的,在成立之初就特别重视新技术的研发和使用,并还开设了相应的技术研究部门,在相关法律法规的严格督促下,以及相关政策的支持下,将一系列先进技术投入研究实验中,如卫星导航、自动监视等;2000年,经过一段时间的研究,在我国西部地区建立了世界上第一条投入使用的FANS航路,即L888航路,这一成果为我国航空事业的发展奠定了扎实的基础,到如今,短短的十几年的时间内,在民航局的大力支持下,加强对新技术的研发力度,并成立了一系列科研基地,取得很大的科研成果。但是我们不能忽略在新技术研发应用中,所凸显的问题,要重视我们在实践中,积累的相关经验,并对航空领域的发展做进一步的贡献。现如今 2.2 空管新技术应用中应重点关注的问题 空管系统从构成上来讲,是一个相当复杂的系统,不管是哪一种的新技术,在实际应用中,总会或多或少的对目前的运行产生一定的影响,为了最大程度上确保飞行安全,在新技术投入使用时,要进行一定的测试工作,包括整体评估、工程验证、数据分析以及安全性考察等等,在新技术的应用中,我们需要对以下几点问题进行重点掌握。 首先是就是空管技术的软件功能,在科学技术的快速发展的影响下,空管设备的价值已经由原来的硬件主体转变成软件主体,并且逐渐实现了自动化操作系统;对于软件功能来讲,其主要的特点就是在系统性、兼容性以及验证性上,提出了更高的要求,需要在严格的管理中,提高运行效率,这些特征在间接说明了对新技术及逆行那个测试的必要性。 其次就是在系统验证方面,一项新技术从研发到最后的推广,需要经过一个非常复杂的验证工作,任何一种技术都是需要一定的外界环境或者操作技能来配合完成的,而是在一遍遍的实验中,不断整理相关数据,而明确其是否能够达到可靠、可用的效果,是否能够与我国的飞行条件和外界环境相适应,是否能够实现预期的运行效果。所以在整个测试过程中,我们要对评估、验证等工作进行严格的控制,并在新技术的测试中引进现代化、科学化的管理模式,为新技术的推广奠定基础。 然后就是在新技术应用中的过渡性,从多年工作经验中,我们可以看出,很多新技术的投入使用,都需要进行非常长的一段时期的过渡,在此过程中,要充分考虑到技术应用的可行性,对外界环境进行准确的测量,对技术的成熟度进行精确测定,在多种综合因素的考虑下,制定出长期的发展规划、以及各阶段的发展目标,以确保新技术的顺利使用。 最后就是在空管新技术的掌握上,我们要进行重点把握;纵观整个世界中的民航技术发展情况来看,每个国家之间在技术上都有一定的合作互助,但是国家与国家之间为了进一步保存实力,并不会将一些关键技术进行共享,一些西方发达国家仍旧在技术上保持着绝对优势,对于我国来说,我们要在技术上加大投资力度,将技术研发作为我们航空事业发展的重要内容之一,逐步实现国产化,并要逐渐提高航空管理的有效性。 3 结语 经过一段时间的发展,我国民航空管新技术的研发和应用,取得良好成效,在其中我们对民航空管新技术发展的必要性以及发展概况和要重点关注的问题,进行了简要的概述,希望能够为同行业的研究者提供一定的理论参考。 【作者简介】 于洋,男,出生于1981年5月,籍贯山东省海阳市,就职于济南民航山东空管分局; 靳红志,男,出生于1990年12月,籍贯山东省济宁市,就职于济南民航山东空管分局。 航空新技术论文:3D打印:改变航空工业的制造新技术 引言 英国《经济学人》杂志2012年制作专题论述了当今全球范围内工业领域正在经历的第三次革命,认为这次革命是一种建立在互联网和新材料、新能源相结合的工业革命,它以“制造业数字化”为优秀,并将使全球技术要素和市场要素配置方式发生革命性变化。新材料、新工艺、新机器人、新的网络协同制造服务,生产会更加经济、高效、灵活、精简。3D打印技术作为“第三次工业革命的重要标志”,被认为是推动新一轮工业革命的重要契机,已经引起全世界的广泛关注。3D打印技术作为具有前沿性、先导性的新兴技术,正在使传统生产方式和生产工艺发生深刻变革。3D打印技术将以其革命性的“制造灵活性”和“大幅节省原材料”在制造业掀起一场革命,它最适合应用于多品种、小批量、结构复杂、原材料价值量高的结构制造领域,因此有望在航空制造领域获得广泛应用。 3D打印技术(3D Printing)是快速成型技术(Rapid Prototyping Manufacturing)的一种,也叫做增材制造( Additive Manufacturing)。基本原理是把一个通过设计或者扫描等方式做好的3D模型按照某一坐标轴切成无限多个剖面,然后一层一层打印出来并按原来的位置堆积到一起,形成一个实体的立体模型。3D打印技术使用的方法有很多种,表1给出了美国科技政策研究所对3D打印技术按过程、主要厂商、所用材料和典型市场进行的分类。 国内外3D打印技术及产业发展情况 世界主要国家竞相从战略高度重视发展3D打印 3D打印技术的历史由来已久。1986年,美国3D System公司推出了第一款工业化的“3D打印”设备,1990年开始销售,短短几年中,形成了巨大的市场。近年来,美国以企业和大学及科研机构等半政府半民间的组织为主导力量,明显加大加快了对3D打印技术研发的组织力度。2009年,以美国相关大学为主的“增材制造路线(RAM)研讨会”就未来5~10年的技术发展进行了广泛的讨论,并发表了较有影响的路线图研讨报告。根据这一报告的建议,由爱迪生焊接研究所(EWI)牵头于2010年成立“增材制造共同体AMC(Additive Manufacturing Consortium)”,试图将相关的制造商与供应商同大学与研究机构联结成为一个互动良性促进发展的生态组织,共同解决3D打印技术中还存在着的大量问题。AMC目前已有30余家企业、研究所、大学、军方和政府等机构成员,以金属材料的增材制造技术为主,每季度活动一次。目前,AMC整合EWI及其成员的设备、技术和专业知识,初步构成了一个分布式、网络化的增材制造“国家实验平台中心NTBC(National Test Bed Center)”。AMC和NTBC的使命就是提高3D打印增材制造技术的成熟度,促进相应的产业投资,在全美范围内将这一新兴的制造方式早日转化为主流的制造方式。自2011年起,AMC每年都向其会员增材制造的现状报告。此外,近3年来美国政府、军方及企业还多次组织3D打印技术的有奖挑战大赛,希望以此加速相关技术的发展、应用和普及。 尽管美国在3D打印的整体技术上领先全球,但在基础研究设施、研发组织和政府支持上,欧盟明显领先。首先,欧盟在政府研发方面的投入要大于美国(不计不公开的国防军事投入),著名的大型合作项目包括英国的增材制造创新中心、欧盟第六框架项目大航空航天组件快速生产Rapolac(Rapid Production of Large Aerospace Components),全程专注航空航天的SMD(Shaped Metal Deposition)技术等。其次,欧洲工业界也主动组织形成3D打印产业群,开发增材制造的市场。一度形成原始创新技术源于美国,但其后的研发和应用及商业化却是由欧盟等国家完成的局面。此外其他一些国家也都竞相从国家战略高度重视发展增材制造业,澳大利亚近期制定了金属堆积制造路线,南非正在扶持基于激光的大型堆积制造机器的开发,日本也在着力推动堆积制造技术的推广应用。 3D打印行业处于迅速兼并与整合过程中,专利成为竞争的重要武器 2011年3D打印产业的市场规模为17亿美元。目前,快速成型技术的市场应用份额如图1所示,其中航空航天约占8%。目前,全球有两家3D打印机制造巨头,分别为3D System 和Stratasys,均在美国上市,2011年营业收入分别为2.3亿美元和1.6亿美元。3D Systems公司自2009以来已连续收购了25家公司,并于2011年11月收购了3D打印技术的最早发明者和最初专利拥有者Z Corporation公司之后,一举奠定了在3D打印领域的龙头地位。Stratasys公司继2011年5月收购Solidscape公司之后,又于2012年4月与以色列著名3D打印系统提供商Objet宣布合并。当前,国际3D打印行业正处于迅速兼并与整合过程中,行业巨头正在加速崛起。 3D打印行业巨头积极展开收购行动,在扩大公司规模的同时也吸收了大量的相关专利,并以此专利优势,在专利上限制对手的发展。目前全球拥有3D打印专利前5名的公司见图2、表2。 从2005年开始,3D Systems利用自己的专利优势成功狙击了纳博特斯克的7项专利申请。2012年底,3D Systems又控告Formlabs公司推出的初级3D打印机涉嫌侵犯其专利技术。 我国3D打印的技术水平基本与国际同步,但在产业化方面严重落后 20世纪90年代初,我国开始推进增材制造设备,即3D打印机的研发,在快速成型技术方面取得了长足进展。我国的华中科技大学、清华大学、西安交通大学、北京隆源公司、中航重机激光和南京航空航天大学等单位,于上世纪90 年代初率先开发快速成型设备,以及进行相关技术的研究、开发、推广和应用。其中,清华大学成功开发了无木模铸造工艺 (Patternless Casting Manufacturing),即采用逐点喷洒粘结剂和催化剂的方法来实现铸造沙粒间的粘结。华中科技大学研发出世界最大激光快速制造装备,使得我国在快速制造领域达到世界领先水平。西安交通大学研制出了激光快速成型设备LPS、SPS 系列成型机,并成功推向国内外市场。在国家科技部领导和组织下先后成立了近10家旨在推广应用快速成型技术的“快速原型制造技术生产力促进中心”,863/CIMS 主题专家组还将快速成形技术纳入目标产品发展项目。可以说我国在典型的快速成形设备、软件、材料等方面的研究和产业化方面获得了重大进展,我国快速成形技术的研究工作基本与国际同步。但在快速成形技术新设备研发和应用方面我国则落后于国外。国外快速成形技术在航空领域有超过8%的应用量,而我国在这方面的应用量则非常低。据估计,3D打印设备在我国企业级装机量在400台左右,2010年以来年增速均为70%左右,市场规模超过1亿元。 3D打印技术在航空领域的应用情况 欧美已将3D打印技术视为提升航空航天领域水平的关键支撑技术之一。3D打印技术在航空领域的应用主要集中在3类:1)外形验证,整机和零部件外形评估和测试、验证;2) 直接产品制造,例如无人机的机翼、云台、油箱、保护罩等,美国一些大飞机中也有多个零部件采用3D打印直接制造;3) 精密熔模铸造的原型制造,采用精密浇铸工艺来制作部件前的原型等。 国外应用情况 波音公司已经利用3D打印技术制造了大约300种不同的飞机零部件,包括将冷空气导入电子设备的形状复杂导管。目前波音公司和霍尼韦尔正在研究利用3D打印技术打印出机翼等更大型的产品。 空客在A380客舱里使用3D打印的行李架,“台风”战斗机中也使用了3D打印的空调系统。空客公司最近提出“透明飞机概念”计划,制定了一张“路线图”,从打印飞机的小部件开始,一步一步发展,最终在2050年左右用3D打印机打印出整架飞机。“概念飞机”本身有许多令人眼花缭乱的复杂系统,比如仿生的弯曲机身,能让乘客看到周围蓝天白云的透明机壳等,传统制造手段难以使用,3D打印或许是一条捷径。 GE航空2012年11月20日收购了一家名为Morris Technologies的3D打印企业,计划利用后者3D打印技术打印LEAP发动机组件。GE把这次收购看作是对新制造技术的投资,认为具备处理新兴材料与复杂设计的工艺制造开发能力,对GE的未来至关重要。 美国空军对3D打印也报以厚望,近日与3D Systems签约,投资29.5亿美元用于其开发打印F-35战机部件和其他武器系统的3D打印系统。 国内应用情况 中航重机激光技术团队早在2000年前后,就已经开始投入“3D激光焊接快速成型技术”研发。目前,中航重机激光产品已经应用于我国多款新型飞机上,并起到关键作用。除了军用飞机,中航重机激光还在开拓世界最先进四代航空发动机最优秀技术之一——整体叶盘应用市场,以及大型水面水下舰艇市场。 北航同我国主要飞机设计研究所等单位“产学研”紧密合作,瞄准大型飞机、航空发动机等国家重大战略需求,历经17年研究在国际上首次全面突破了钛合金、超高强度钢等难加工大型复杂整体关键构件激光成形工艺、成套装备和应用关键技术,并已在飞机大型构件生产中研发出五代、10余型装备系统,已经受近十年的工程实际应用考验,使我国成为迄今世界上唯一掌握大型整体钛合金关键构件激光成形技术并成功实现装机工程应用的国家。2013年1月18日,王华明联合研发团队凭“3D激光快速成型技术”获国家技术发明一等奖。3D打印对生产方式的变革 相比较传统制造业,3D打印在制造模式、流程、供应链等方面发生巨大变化。1)定制成为新标准。制造模式上,过去是生产线规模化生产,今后则可能更多的是数字化、个性化、分散化的定制生产,不再需要库存大量零部件,也不需要大量生产。2)缩短上市时间。3D打印无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期。3)更优越的产品性能。3D打印的产品是自然无缝连接,结构之间的稳固性和连接强度要高于焊接等传统方法。4)开放式的产品设计。3D打印产品设计者与消费者之间可以通过互动改进产品,这个互动是双向的,消费者也可以自己设计产品。5)改变离岸经济模式。3D打印对产品供应链有重大影响,选择生产地时,劳动力成本不再那么重要,而是考虑如何接近消费者,传统过程的供应链就变得短了,使得传统的离岸经济模式得以改变。 3D打印产业的未来发展前景 对于3D打印未来的发展前景,业界普遍看好。作为全国工业的主管部门,工信部准备组织研究制订3D打印技术路线图、中长期发展战略,推动完善3D打印技术规范和标准制定,研究制定支持3D打印产业发展的专项财税政策。据报道科技部的3D打印相关战略规划也正在研究制定中,近期即将公布。高德纳( Gartner )公司2012年的新兴技术炒作周期报告判断:3D打印技术目前正在进入概念炒作的高峰阶段,在5~10年的时间内将迎来发展高峰(见图3)。 据Wohlers Associates报告分析,全球3D打印产业产值在1988~2010年间保持着26.2%的年均增速。2011年3D打印产业的市场规模为17亿美元,到2016年产业总产值将达到31亿美元,2020年将达到52亿美元,其中零部件制造将占80%。而对于快速成型应用领域,则市场更为广阔。2012年,全世界快速成型制造的产值估计为230亿美元,2015年产值将会达到350亿美元。 不过3D打印技术要进一步扩展其产业应用空间,目前仍面临着一些瓶颈和挑战:一是成本方面,现有3D打印机造价仍普遍较为昂贵,给其进一步普及应用带来了困难。二是打印材料方面,目前3D打印的成型材料多采用化学聚合物,选择的局限性较大,成型品的物理特性较差,而且安全方面也存在一定隐患。三是精度、速度和效率方面,目前3D打印成品的精度还不尽如人意,打印效率还远不适应大规模生产的需求,而且受打印机工作原理的限制,打印精度与速度之间存在严重冲突。四是产业环境方面,3D打印技术的普及将使产品更容易被复制和扩散,制造业面对的盗版风险大增,现有知识产权保护机制难以适应产业未来发展的需求。 3D打印技术未来发展的主要趋势 随着智能制造的进一步发展成熟,新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用到制造领域,3D打印技术也将被推向更高的层面。未来,3D打印技术的发展将体现出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趋势。 提升3D打印的速度、效率和精度,开拓并行打印、连续打印、大件打印、多材料打印的工艺方法,提高成品的表面质量、力学和物理性能,以实现直接面向产品的制造;开发更为多样的3D打印材料,如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及复合材料等,特别是金属材料直接成型技术有可能成为今后研究与应用的又一个热点;3D打印机的体积小型化、桌面化,成本更低廉,操作更简便,更加适应分布化生产、设计与制造一体化的需求以及家庭日常应用的需求;软件集成化,实现CAD/CAPP/RP的一体化,使设计软件和生产控制软件能够无缝对接,实现设计者直接联网控制的远程在线制造。 航空制造业整合3D打印技术的建议 我国是制造业大国,3D打印技术对中国诸多企业将是颠覆性的变革。我国航空制造业必须未雨绸缪,积极为迎接此技术革命做好准备。 (1)推进“产学研用”结合,拓展应用领域,延伸产业链,提高产业化程度。 (2)改变产品,如研发现有产品的数字版及3D打印所需相应的硬软件。 (3)改变制造过程和方法,将现有制造系统智能化自动化,引入3D制造系统,形成复合体系。增材制造和减材制造相辅相成,复合制造体系在今后将成为主流。 (4)改变商业模式。这一次新工业革命要求完全不同的价值获取与盈利模式,及相关的流程设计,资源配置和组织机构的形式。 (5)提前专利布局,在发展初期就要将目光放长远,不能满足于现有已经被国外企业掌握的优秀技术,而是要更多的走自己的专利之路,努力发展创新技术,抢占技术先机,积极进行合理的专利布局,包括国际市场专利布局,同时摆脱对国外3D打印耗材的依赖,避免陷入不必要的专利泥潭,争取在未来的市场竞争中占据有利地位。 (5)GE收购3D打印企业,某种程度上给航空企业提供了借鉴:通过一些资本化运作手段,兼并收购一些具有优秀技术的3D打印企业,以优秀制造能力为重点,打造航空企业自身的价值元宝曲线,或许是在这次工业革命中实现快速赶超的有效途径。 (作者单位系中国航空工业发展研究中心) 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机燃烧室新技术 航空燃气涡轮发动机燃烧室的功能是将燃料的化学能通过燃烧转化为热能。在航空燃气涡轮发动机上燃烧室分为主燃烧室和加力燃烧室,主燃烧室是发动机优秀机的三大高压部件之一,加力燃烧室主要用在战斗机发动机上以短时间增加发动机推力,使飞机加速,在除战斗机以外的其他飞机发动机上一般不设加力燃烧室。主燃烧室将燃料燃烧后形成的高温高压燃气驱动涡轮做功带动压缩部件,除去带动压缩部件所消耗的功之外,剩余的高温高压燃气的能量通过喷管排气产生推进力推动飞机前进,或通过动力涡轮带动螺旋桨、桨扇、旋翼产生拉力及升力。发动机吸入的空气中的氧气在主燃烧室燃烧过程中并未全部消耗,因此在涡轮后可以设置加力燃烧室,再次喷入燃料燃烧加热燃气,进一步提高燃气能量以增加发动机的推力,主燃烧室和加力燃烧室在发动机上的位置见图1。 随着航空发动机技术的发展,发动机的工作压力和涡轮前温度越来越高,燃烧室的工作条件和技术指标要求越来越苛刻,突出的技术矛盾是在燃烧室负荷越来高的情况下,满足高的燃烧性能和轻的重量要求,在传统燃烧技术基础上必须采用新的原理和技术方案以提高发动机总体性能指标。 主燃烧室新技术 航空燃气轮机主燃烧室的传统结构形式可分为单管燃烧室、环管燃烧室、环形燃烧室,这基本与航空燃气轮机的发展历程相对应。早期的燃烧室多为单管燃烧室,后来发展为环管燃烧室,上世纪60年代,环形燃烧室出现并成为燃气涡轮发动机的必然选择,随着燃烧技术的发展,短环形燃烧室是目前普遍采用的方案(图2)。在采用离心式压气机的燃气轮机中为了缩短轴距并利用离心压气机径向尺寸较大的特点,发展了环形回流燃烧室或环形折流燃烧室。 现代高性能发动机对主燃烧室提出了越来越高的要求,对于军用发动机主燃烧室而言,要求其具有更高的温升工作能力和更宽的工作范围;而民用发动机对燃烧室污染排放指标提出了极为苛刻的要求,以满足发动机适航取证。因此主燃烧室主要朝两个方向发展:高性能军用发动机使用的高温升燃烧室及民用发动机需要的低排放燃烧室;为应对上述挑战,提出了以下燃烧室新技术方案。 旋流器阵列多点喷射燃烧室(图3)。此类燃烧室是将常规燃烧室头部的旋流器和喷嘴的尺寸缩小,在传统燃烧室单个头部大小的空间内布置多个喷射点,每个喷射点的燃料和空气快速均匀的混合,每个喷射点有自己的回流区和燃烧区,燃烧时有多个火焰,由于每个喷射点的回流区长度短,燃烧驻留时间短,在降低污染物的生成方面有很大的潜力。同时该类型燃烧室由于有多个喷射点的存在,可以将喷射区域进行分区燃烧,兼顾燃烧室在低工况下的稳定工作及高工况下的高效燃烧,适合于工作范围宽广的高温升燃烧室;还可以对喷射点进行控制,具有温度场主动调节能力,能够满足高性能军用发动机高品质燃烧室出口温度场的需求。 驻涡燃烧室(图4)。驻涡燃烧室是一种采用独立凹腔进行稳焰的燃烧室,其原理是由超声速燃烧的背风台阶稳定火焰原理演变而来,最早在美国的IHPTET计划中提出。驻涡燃烧室由产生值班火焰的凹腔结构和钝体稳焰主燃区组成,其主要特点是可以实现分区分级燃烧,发动机在点火、慢车等小工况状态时,燃烧室只驻涡区工作,保证了燃烧室低工况稳定性;而在起飞等大功率状态下燃烧室驻涡区和主燃区同时工作,保证高工况下的高效燃烧性能;驻涡燃烧室其点火器位于驻涡区内,不易被吹熄,点火性能相对其他燃烧室更加优越。由于实现分级燃烧,能够有效控制氮氧化物等污染排放物的生成。美国GE公司在驻涡燃烧室研究方面处于领先地位,通过多年的研究已经发展了四代驻涡燃烧室,并开展了相关的试验,GE公司在2007年完成了全环形驻涡燃烧室设计和试验验证,拟应用在高推重比发动机上。 涡轮级间燃烧室及超紧凑燃烧室。涡轮内燃烧最初的目的是采用涡轮内燃烧取代主燃烧室建立定温循环, 定温循环的效率比常规燃烧室的定压循环高30%~40%,但定温循环超出了常规发动机的设计参数与运行参数,只能用于理论研究。在本世纪初,由Sirignano等人提出了在高低压涡轮之间的补燃燃烧形式,在此方案的基础上发展了涡轮级间燃烧室(Inter-stage Turbine Burner,ITB)及超紧凑燃烧室(Ultra-Compact Combustor,UCC)。 涡轮级间燃烧室(图5)是在高低压涡轮之间再布置一个小型燃烧室,由于有涡轮级间燃烧室的存在,可以拓展压气机总增压比的设计范围,适当降低涡轮前温度提高涡轮寿命,实现高飞行马赫数下发动机推力更大耗油率更低的目标。涡轮级间燃烧室由于受到结构布局的影响,需要在较小的空间内完成稳焰、燃烧等过程,所以一般采用驻涡凹腔稳焰燃烧的方案。 超紧凑燃烧室(图6)是涡轮间燃烧室的进一步提高和发展,其基本原理是将燃烧室与高、低压涡轮导叶整合,实现在涡轮导叶内燃烧,实现近似等温燃烧循环,提高发动机的热效率,此方案对发动机性能参数及结构的改变较多。超紧凑燃烧室是目前几种先进燃烧技术如:凹腔稳焰、多点喷射组织燃烧,周向燃烧、旋流燃烧、补气射流、驻涡燃烧等技术的综合应用的集成。 美国空军研究实验室针对超紧凑燃烧室开展了四个阶段的研究。阶段一:以替代主燃烧室为目标的研究;阶段二、阶段三:以替代涡轮级间燃烧室为目标的研究工作;阶段四:以实现涡轮内燃烧替代加力燃烧室为目标的研究工作,最终实施定温循环燃烧。超紧凑燃烧技术目前已经在涡轮间燃烧上进行了试验验证(图7),其贫油熄火油气比只有目前系统的25%~50%,同时在应用时可以和涡轮叶片整合一体,实现涡轮内燃烧构想,并且已经开始实施,更设想用以取代主燃烧室,实施定温循环,实现高效率动力输出,并且作为下一代燃烧室技术,减小发动机重量和尺寸。 低排放燃烧技术。其中包括:贫油预混预蒸发燃烧技术;富油燃烧技术。 贫油预混预蒸发燃烧技术燃烧室的污染排放物包括:一氧化碳(CO)、未燃碳氢(UHC)、氮氧化物(NOx)和冒烟等4种燃烧产物,目前除氮氧化物以外,其他排放物指标已相当低,低排放技术的重点是进一步降低氮氧化物的排放,直接的措施是缩短燃料的燃烧时间,降低燃烧区的燃烧温度。贫油预混预蒸发燃烧室是通过在燃烧区加入大量空气,并使燃油和空气预先混合并完成部分蒸发再进行燃烧,相对于传统的旋流扩散燃烧,燃烧均匀,燃烧温度低,因此燃烧产物中的污染排放特别是氮氧化物(NOx)显著降低,贫油预混预蒸发燃烧技术有很多种方案,目前取得成功的是GE公司研制的双环预混旋流(TAPS)燃烧技术(图8),燃烧室结合了分级分区燃烧和贫油预混燃烧的思想。由值班级(预燃级)和主燃级组成。值班级为扩散火焰模式,保证发动机启动点火可靠和较为宽广的燃烧边界;主燃级为贫油预混燃烧模式,主要工作于大工况,以减少NOx的生成。 目前,TAPS燃烧室已发展了三代,分别为TAPS1、TAPS2和TAPS3。TAPS1技术目标是要比传统富油头部设计的燃烧室或CAEP2标准降低NOx排放50%,成功用于GEnx发动机上;TAPS2的目标是在TAPS1的基础上再降50%,主要是针对总增压比大于40的发动机,比CAEP2标准NOx排放降低70%,首先用于我国大飞机C919的启动发动机LEAP-X上;TAPS3目标是比CAEP/6降低NOx排放75%,比CAEP/2降低85%。 富油燃烧技术。富油燃烧的基本特点是主燃区空气量低于燃料完全燃烧所需空气量,当燃烧区为富油燃烧时,因燃烧不完全,燃气温度较低,NOx生成量也较低,但是经过富油燃烧后,有大部分燃油未燃烧完全,随着燃气向下游流动,必定要在化学恰当比附近燃烧,此时,燃气温度很高,是NOx大量产生的区域,为了跳过该区域,通过在富油燃烧区末端加入大量空气瞬时降低燃气温度,此后未完全燃烧的可燃成分在贫油状态继续燃烧,从而整个燃烧过程的温度降低。典型的富油燃烧技术是PW公司研制的富油燃烧-快速淬熄-贫油燃烧(RQL,图9)技术。PW公司将RQL燃烧技术用在V2500发动机扇形试验段上试验,其结果比当时的排放标准低50%。之后,PW公司进行一系列的低排放燃烧室的研发,他的低排放燃烧室称为TALON燃烧室,分别发展了TALONⅠ、TALONⅡ和TALONⅩ等一系列低排放燃烧室,已在PW4084、PW6000、PW8000等发动机上成功应用。 加力燃烧室新技术 战斗机在起飞、爬升、规避导弹或机型作战机动飞行等状态需要更大的推力以实现短时间加速飞行,发动机使用加力是短时间内增加推力的最好办法。加力燃烧室是实现发动机加力的部件,它能保持发动机最大转速和涡轮前燃气温度不变的情况下,将燃油喷入气流中让剩余氧气再次燃烧,产生额外推力。现在军用涡扇发动机加力燃烧室(图10),大都采用V型稳定器来稳定火焰,这种加力燃烧室通过气流在钝体后形成的尾迹旋涡和回流区产生一个油气混合均匀的低速区,从而具备了火焰稳定的必备条件。 现代高推重比航空发动机加力燃烧室工作条件越来越恶劣,性能要求更高,主要特征表现在内涵进口温度更高、氧含量降低的情况下,进一步提高加力温度和燃烧效率,降低流体阻力,缩短长度,加力重量超轻。传统发动机加力燃烧室很难实现上述要求,未来加力燃烧室的发展必然将某些部件进行一体化设计,变得更加紧凑,以减少长度和降低重量,提高发动机推重比。涡轮后框架一体化加力燃烧室、旋流加力燃烧室、外涵加力燃烧室是目前研究的重要方案。 涡轮后框架一体化加力燃烧室。 涡轮后框架一体化加力燃烧室的主要特征是取消传统加力燃烧室的混合扩压器,将喷油杆和钝体稳定器整合到涡轮后支撑框架的支板上,形成超级紧凑的一体化结构,加力燃油从支板内的喷嘴孔喷入并进入支板后形成的回流区内稳定燃烧,涡轮后框架一体化加力燃烧室与传统加力燃烧室对比如图11所示。这种加力燃烧室的设计关键在于:合理的安排燃油喷射,既保证加力燃油浓度分布与氧浓度分布主动匹配,又避免燃油的自燃与结焦,还能保证燃油在支板后的回流区内形成稳定燃烧点火源,同时保证加力燃烧室较低的流阻损失;一体化加力燃烧室方案能适用于更高的加力热负荷,具有更简单的结构以及更高的喷杆和稳定器工作可靠性,在高推重比发动机研制中得到了深入广泛的研究。采用涡轮后框架一体化加力燃烧室的典型代表为美国PW公司研制的F119发动机,其推重比在10左右。 旋流加力燃烧室。旋流加力燃烧室是采用类似主燃烧室的旋流燃烧原理组织燃烧,以涡轮后承力框架作为旋流加力的叶片,燃油喷杆内置在叶片内,形成旋流器的流场结构,取消了喷油杆和钝体稳定器。该方案可大幅度强化油气混合,提高燃烧强度和燃烧稳定性,缩短燃烧段长度,降低尾喷流火焰辐射强度,从而缩短加力燃烧室的长度、减轻重量,提高发动机隐身性能,但旋流加力燃烧室出口气流存在较大的余旋,会引起发动机推力损失。 外涵加力燃烧室。 常规加力燃烧室是采用内外涵燃气和空气混合后再点火燃烧,外涵加力燃烧室是直接在外涵道贫油组织燃烧。与传统方案相比,外涵加力燃烧室结构尺寸更紧凑,有利于发动机减重设计;外涵空气含氧量高,有利于组织燃烧,但由于进气温度和压力较低,燃油蒸发困难,不利于油气混合,影响点火性能和燃烧效率。外涵加力燃烧室工作与常规加力燃烧室组织燃烧方式基本相同,采用喷油杆喷油与空气混合,钝体稳定器稳定火焰,原理图如图12所示。 外涵加力技术主要应用在两个方面:垂直/短距起降(STOVL)发动机技术和变循环发动机(VCE)技术。 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机涡轮新技术 航空燃气涡轮发动机涡轮部件的功能是将从燃烧室流出的高温燃气的热能和压力能转换成机械功,驱动风扇、压气机和附件工作。在涡桨或涡轴发动机中,涡轮还用于驱动螺旋桨或直升机的旋翼。按燃气流动方向,涡轮可分为轴流式和径流式。现代航空燃气涡轮发动机涡轮几乎都采用轴流式。在轴流式涡轮中,根据转子驱动的对象又可分为高压、中压和低压涡轮。 涡轮部件是发动机中单位重量最大、最复杂、成本最高的部件,所以,涡轮的设计目标是保证其应用所需的耐久性前提下,在高性能和经济可承受性之间维持一种平衡。为此,设计者们通过采用先进的气动、结构、冷却、强度设计,以及新材料和新工艺等多种技术措施来实现这一目标。 涡轮CFD技术 (1)非定常仿真技术 非定常仿真技术是对一个时间周期内离散瞬间的涡轮动静域流场进行求解,动静域之间采用直接数据传递的方式,能够真实详细描述瞬态的涡轮内流场变化。随着计算机技术的不断发展,现有的计算设备已能开展非定常仿真技术的大量研究工作。部分国外发动机公司不同程度的采用了此项先进设计技术,如美国的IHPTET(综合高性能燃气涡轮发动机)计划中将非定常仿真技术用于解决转子和静子之间相互作用的机械激振,并将此技术用于F119发动机设计。近年来国外开展了凹槽顶部间隙、轴向气封间隙、热斑、尾迹、气膜冷却等气动和传热非定常方面的研究和应用,极大地提高涡轮叶片设计水平。 (2)气膜冷却仿真技术 目前,工程设计中广泛采用气膜冷却方式对涡轮叶片进行冷却。如何准确模拟冷气与主流的掺混流动是准确评估冷却涡轮性能的关键所在。通常采用两种方式进行气膜冷却数值模拟。第一种是冷气喷射源项法,它在叶片表面和端壁给定质量、动量和能量源分布来考虑气膜冷却流动;该方法的优点是所需的工作量和计算时间较少、易于实现。第二种是真实气膜孔仿真方法,生成气膜孔甚至内腔网格,并对每个气膜孔甚至内腔流动均进行数值模拟;此方法划分网格复杂、时间长、计算量大,但优点是可以获得非常详细的流动信息,实现气热耦合计算,对温度场的求解更加准确。国外实现了基于结构化网格和非结构化网格的真实气膜孔仿真,例如:霍尼韦尔公司的Paul Vitt等(如图1)、美国加利福尼亚州空气动力中心的Ron Ho Ni等(如图2)、俄罗斯OJSC的Victoria Krivonosova等。 三维设计技术 (1)超高载荷叶片全三维设计 随着对发动机性能、重量、可靠性、经济性等的要求越来越高,涡轮叶片数量越来越少,涡轮叶片载荷也越来越高,涡轮处于跨声流动甚至超声流动状态,需开展超高载荷叶片的全三维设计技术研发。其中,包括了叶片复合倾斜技术、叶片端弯技术、叶片端壁融合技术、宽弦叶片技术、支板与叶片融合设计技术、跨声叶型设计技术、超声叶型设计技术等。 (2)非轴对称端壁技术 非轴对称端壁技术将端壁造型从二维发展到三维,通过调整端壁的三维曲面形状,能够有效减小涡轮二次流损失,从而提高涡轮效率。罗罗公司是第一个开始研究和应用非轴对称端壁技术的发动机公司,并申请相关专利,采用非轴对称端壁设计技术可提高涡轮效率1.0%左右。空客A380遄达900航空发动机的低压涡轮部件(如图3)和先进中等推力E3E发动机优秀机的高压涡轮导叶及工作叶片端壁(如图4)均采用了该技术。MTU公司构建了一套非轴对称端壁设计体系。PW公司是首个进行非轴对称端壁设计对冷却效率影响研究的公司。 高效冷却叶片设计 (1)铸冷叶片技术 铸冷叶片源于艾利逊公司的“Castcool”概念,它是一种可以一次铸造出内部复杂形状的加工方法。利用Castcool可以将十分复杂的冷却结构一次铸成在单晶部件(如涡轮叶片)之内,同时,在IHPTET计划中Allison公司研发了一种Lamilloy冷却方案,此方案为多孔层板材料叶片。在IHPTET计划第二阶段,Castcool技术与Lamilloy冷却方案结合,研制出了铸冷高低压叶片(如图5,叶片前缘和尾缘采用气膜冷却,而叶片其余部分则采用双层壁Lamilloy冷却),并在CAESAR验证机中进行了强度和冷却试验验证。 (2)超冷叶片技术 超冷叶片源于普惠公司的“super cooling”概念。超冷叶片有几百个铸造的或激光打的小孔,外形与常规冷却叶片一样,但其内部是用CFD方法设计的。在IHPTET计划第二阶段,在CAESAR优秀机中对超冷叶片技术进行了试验验证(如图6),并将此技术成功转化至F119优秀机中验证。同时,惠普公司在F135发动机的高压涡轮上采用超冷技术,冷却效率提高20%。此技术已在F136、PW8000发动机高压涡轮叶片得到了应用。 先进结构设计 (1)高低压涡轮对转技术 高低压对转涡轮结构是高负荷单级高压涡轮后接对转无导叶低压涡轮。IHPTET计划中的GE公司COPE涡轮方案验证了这一技术。F136发动机就采用了此结构。F119发动机虽然也使用了高低压涡轮反转技术,但其高压涡轮和低压涡轮之间仍带有导叶。无导叶对转涡轮技术不仅可用在军用涡扇发动机上,也可用于民用涡扇发动机。 (2)双幅板涡 采用当前的镍基合金制造的常规(单辐板)高压涡其AN2值已达到极限,面临的局面是,提高AN2值必须有突破性技术的支持。因此,双辐板盘(图7)成为提高AN2的研究重点。双辐板盘在结构传力路线和AN2方面比常规高压涡有明显的优势。普惠公司在先进涡轮发动机燃气发生器XTC67/1上试验了焊接的双辐板高压涡技术,验证了涡重量减轻17%,同时转速提高9%。 (3)可变面积涡轮导向器 GE发展了四代变循环发动机:在第二代变循环发动机(GE21)的研制中实现了可调面积低压涡轮导向器技术突破;在第三代变循环发动机(F120)的研制中实现了可调面积高压涡轮导向器技术突破,并实现了发动机空中试飞验证;第四代变循环发动机是COPE方案,在GE与艾利逊公司(AADC)(罗罗公司参与)联合研究的COPE方案中关键技术之一就是高效可调面积高压涡轮导向器,采用了一种独特的凸轮驱动结构解决过去变面积导向器的冷却漏气引起的性能损失问题,能使部分推力状态下SFC降低10%~25%。日本在高超声速运输机推进系统研究计划下研究的组合循环发动机,其低速推进系统选用变循环涡扇发动机,低压涡轮采用了可变面积导向器,用于控制发动机的涵道比和调整高/低压涡轮的功率分配。 先进耐高温材料与工艺 (1)陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料在不带冷却的条件下耐温能力高达1650K以上,密度却是传统叶片材料的三分之一,热膨胀系数是传统镍基合金的四分之一。在大型军用涡扇发动机中,目前已经得到成功验证的陶瓷基复合材料涡轮部件主要有:涡轮间过渡段机匣部件,使冷却空气减少了100%,重量减轻50%;低压涡轮导叶,减重的同时减少了冷却气流;高压涡轮空心导叶,与典型的镍基合金导叶相比,重量减轻50%,冷却空气量减少20%。美国在IHPTET计划下开发了无冷却陶瓷基低压涡轮和端壁(如图8),并已用于F136发动机未来发展型。 (2)高温金属间化合物 金属间化合物具有重量轻、耐高温、提高部件效率等优点,在涡轮部件中的应用主要是低压涡轮后面几级的叶片。具体的研究对象主要有:钛铝、铌铝、二硅化钼、二硅化铌。涡轮叶片历来用铸造,为了减轻重量而采用金属间化合物材料,使涡轮部件结构和设计复杂化,从而改变了涡轮叶片的加工技术。 (3)热障涂层 热障涂层应用对象是工作温度超过1250℃的涡轮工作叶片表面。电子束物理气相沉积热障涂层具有良好的热疲劳特性,可用于高压涡轮叶片。微层压(Micro-Laminate)热障涂层可用于涡轮导向叶片和工作叶片。这些先进热障涂层的导热率和重量都大大降低,能有效提高涡轮叶片的工作温度,保证叶片寿命。目前,国外正在研制耐温水平1500℃以上的热障涂层。 叶尖间隙主动控制技术 涡轮叶尖间隙主动控制技术是一项通过控制涡轮叶尖间隙的变化来降低发动机耗油率、污染物的排放,提高可靠性和延长使用寿命的重要技术措施。高压涡轮叶尖间隙减小0.254毫米可减小1%的耗油率,排气温度减低10℃。主动间隙控制的目标就是让涡轮叶尖间隙在发动机工作过程中,尤其是在巡航状态下保持一个最小值,同时又能保证在整个发动机飞行包线内叶尖和涡轮外环不会发生碰磨。在高压涡轮采用主动间隙控制比压气机和低压涡轮有更加突出的好处,减小高压涡轮叶尖间隙所得的效益是低压涡轮的4倍,高压压气机的2倍,而在运输机上获得的效益又是战斗机的2倍。在大涵道比航空燃气涡轮发动机上广泛采用主动间隙控制技术。目前,热控制方法的主动间隙控制得到了广泛的应用。如CFM56、PW4000、V2500、GE90等都采用的是主动热控制方法。但由于主动热控制方法存在响应速度慢且无反馈信息,而无法精确控制间隙的原因,国外正在大力开展机械控制、压力控制等研究和验证,预计在不久的将来这些新的主动间隙控制方法会在大涵道比航空发动机和航改燃机上得到广泛应用。 先进刷式封严技术 刷式封严技术最初是上世纪70年代初英国罗罗公司提出的一种新型密封技术。这种新型密封结构可大大降低航空发动机空气系统的气流量损失,增加推力,降低耗油率,显著提高发动机性能。刷式封严是一种接触式密封,与传统的篦齿封严相比,重量轻、易于更换。GE公司的试验表明刷式密封的泄漏量只有篦齿密封的5%~10%。德国MTU公司的研究也发现,用刷式封严代替压气机和涡轮处的篦齿封严,则发动机的泄漏量可减少80%,相应的发动机耗油量能减小至少1%。1989年V2500-A1发动机成为以刷式密封取得执照的第一台生产型航空发动机。英国牛津大学于1990年提出了“压力平衡型低滞后效应的刷式封严”的专利设计,这种结构已经在GE90发动机的试验中通过了验证。在高密封压力、高环境温度和高表面速度的环境下,刷式封严存在刷丝掉毛现象,同时也存在密封的滞后效应,MTU研制了一种新型的刷式封严结构以解决此问题。 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机涡轮新技术 航空燃气涡轮发动机涡轮部件的功能是将从燃烧室流出的高温燃气的热能和压力能转换成机械功,驱动风扇、压气机和附件工作。在涡桨或涡轴发动机中,涡轮还用于驱动螺旋桨或直升机的旋翼。按燃气流动方向,涡轮可分为轴流式和径流式。现代航空燃气涡轮发动机涡轮几乎都采用轴流式。在轴流式涡轮中,根据转子驱动的对象又可分为高压、中压和低压涡轮。 涡轮部件是发动机中单位重量最大、最复杂、成本最高的部件,所以,涡轮的设计目标是保证其应用所需的耐久性前提下,在高性能和经济可承受性之间维持一种平衡。为此,设计者们通过采用先进的气动、结构、冷却、强度设计,以及新材料和新工艺等多种技术措施来实现这一目标。 涡轮CFD技术 (1)非定常仿真技术 非定常仿真技术是对一个时间周期内离散瞬间的涡轮动静域流场进行求解,动静域之间采用直接数据传递的方式,能够真实详细描述瞬态的涡轮内流场变化。随着计算机技术的不断发展,现有的计算设备已能开展非定常仿真技术的大量研究工作。部分国外发动机公司不同程度的采用了此项先进设计技术,如美国的IHPTET(综合高性能燃气涡轮发动机)计划中将非定常仿真技术用于解决转子和静子之间相互作用的机械激振,并将此技术用于F119发动机设计。近年来国外开展了凹槽顶部间隙、轴向气封间隙、热斑、尾迹、气膜冷却等气动和传热非定常方面的研究和应用,极大地提高涡轮叶片设计水平。 (2)气膜冷却仿真技术 目前,工程设计中广泛采用气膜冷却方式对涡轮叶片进行冷却。如何准确模拟冷气与主流的掺混流动是准确评估冷却涡轮性能的关键所在。通常采用两种方式进行气膜冷却数值模拟。第一种是冷气喷射源项法,它在叶片表面和端壁给定质量、动量和能量源分布来考虑气膜冷却流动;该方法的优点是所需的工作量和计算时间较少、易于实现。第二种是真实气膜孔仿真方法,生成气膜孔甚至内腔网格,并对每个气膜孔甚至内腔流动均进行数值模拟;此方法划分网格复杂、时间长、计算量大,但优点是可以获得非常详细的流动信息,实现气热耦合计算,对温度场的求解更加准确。国外实现了基于结构化网格和非结构化网格的真实气膜孔仿真,例如:霍尼韦尔公司的Paul Vitt等(如图1)、美国加利福尼亚州空气动力中心的Ron Ho Ni等(如图2)、俄罗斯OJSC的Victoria Krivonosova等。 三维设计技术 (1)超高载荷叶片全三维设计 随着对发动机性能、重量、可靠性、经济性等的要求越来越高,涡轮叶片数量越来越少,涡轮叶片载荷也越来越高,涡轮处于跨声流动甚至超声流动状态,需开展超高载荷叶片的全三维设计技术研发。其中,包括了叶片复合倾斜技术、叶片端弯技术、叶片端壁融合技术、宽弦叶片技术、支板与叶片融合设计技术、跨声叶型设计技术、超声叶型设计技术等。 (2)非轴对称端壁技术 非轴对称端壁技术将端壁造型从二维发展到三维,通过调整端壁的三维曲面形状,能够有效减小涡轮二次流损失,从而提高涡轮效率。罗罗公司是第一个开始研究和应用非轴对称端壁技术的发动机公司,并申请相关专利,采用非轴对称端壁设计技术可提高涡轮效率1.0%左右。空客A380遄达900航空发动机的低压涡轮部件(如图3)和先进中等推力E3E发动机优秀机的高压涡轮导叶及工作叶片端壁(如图4)均采用了该技术。MTU公司构建了一套非轴对称端壁设计体系。P W公司是首个进行非轴对称端壁设计对冷却效率影响研究的公司。 高效冷却叶片设计 (1)铸冷叶片技术 铸冷叶片源于艾利逊公司的“Castcool”概念,它是一种可以一次铸造出内部复杂形状的加工方法。利用Castcool可以将十分复杂的冷却结构一次铸成在单晶部件(如涡轮叶片)之内,同时,在IHPTET计划中Allison公司研发了一种Lamilloy冷却方案,此方案为多孔层板材料叶片。在IHPTET计划第二阶段,Castcool技术与Lamilloy冷却方案结合,研制出了铸冷高低压叶片(如图5,叶片前缘和尾缘采用气膜冷却,而叶片其余部分则采用双层壁Lamilloy冷却),并在CAESAR验证机中进行了强度和冷却试验验证。 (2)超冷叶片技术 超冷叶片源于普惠公司的“super cooling”概念。超冷叶片有几百个铸造的或激光打的小孔,外形与常规冷却叶片一样,但其内部是用CFD方法设计的。在IHPTET计划第二阶段,在CAESAR优秀机中对超冷叶片技术进行了试验验证(如图6),并将此技术成功转化至F119优秀机中验证。同时,惠普公司在F135发动机的高压涡轮上采用超冷技术,冷却效率提高20%。此技术已在F136、PW8000发动机高压涡轮叶片得到了应用。 先进结构设计 (1)高低压涡轮对转技术 高低压对转涡轮结构是高负荷单级高压涡轮后接对转无导叶低压涡轮。IHPTET计划中的GE公司COPE涡轮方案验证了这一技术。F136发动机就采用了此结构。F119发动机虽然也使用了高低压涡轮反转技术,但其高压涡轮和低压涡轮之间仍带有导叶。无导叶对转涡轮技术不仅可用在军用涡扇发动机上,也可用于民用涡扇发动机。 (2)双幅板涡 采用当前的镍基合金制造的常规(单辐板)高压涡其AN2值已达到极限,面临的局面是,提高AN2值必须有突破性技术的支持。因此,双辐板盘(图7)成为提高AN2的研究重点。双辐板盘在结构传力路线和AN2方面比常规高压涡有明显的优势。普惠公司在先进涡轮发动机燃气发生器XTC67/1上试验了焊接的双辐板高压涡技术,验证了涡重量减轻17%,同时转速提高9%。 (3)可变面积涡轮导向器 GE发展了四代变循环发动机:在第二代变循环发动机(GE21)的研制中实现了可调面积低压涡轮导向器技术突破;在第三代变循环发动机(F120)的研制中实现了可调面积高压涡轮导向器技术突破,并实现了发动机空中试飞验证;第四代变循环发动机是COPE方案,在GE与艾利逊公司(AADC)(RR参与)联合研究的COPE方案中关键技术之一就是高效可调面积高压涡轮导向器,采用了一种独特的凸轮驱动结构解决过去变面积导向器的冷却漏气引起的性能损失问题,能使部分推力状态下SFC降低10%~25%。日本在高超声速运输机推进系统研究计划下研究的组合循环发动机,其低速推进系统选用变循环涡扇发动机,低压涡轮采用了可变面积导向器,用于控制发动机的涵道比和调整高/低压涡轮的功率分配。 先进耐高温材料与工艺 (1)陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料在不带冷却的条件下耐温能力高达1650K以上,密度却是传统叶片材料的三分之一,热膨胀系数是传统镍基合金的四分之一。在大型军用涡扇发动机中,目前已经得到成功验证的陶瓷基复合材料涡轮部件主要有:涡轮间过渡段机匣部件,使冷却空气减少了100%,重量减轻50%;低压涡轮导叶,减重的同时减少了冷却气流;高压涡轮空心导叶,与典型的镍基合金导叶相比,重量减轻50%,冷却空气量减少20%。美国在IHPTET计划下开发了无冷却陶瓷基低压涡轮和端壁(如图8),并已用于F136发动机未来发展型。 (2)高温金属间化合物 金属间化合物具有重量轻、耐高温、提高部件效率等优点,在涡轮部件中的应用主要是低压涡轮后面几级的叶片。具体的研究对象主要有:钛铝、铌铝、二硅化钼、二硅化铌。涡轮叶片历来用铸造,为了减轻重量而采用金属间化合物材料,使涡轮部件结构和设计复杂化,从而改变了涡轮叶片的加工技术。 (3)热障涂层 热障涂层应用对象是工作温度超过1250℃的涡轮工作叶片表面。电子束物理气相沉积热障涂层具有良好的热疲劳特性,可用于高压涡轮叶片。微层压(Micro-Laminate)热障涂层可用于涡轮导向叶片和工作叶片。这些先进热障涂层的导热率和重量都大大降低,能有效提高涡轮叶片的工作温度,保证叶片寿命。目前,国外正在研制耐温水平150度以上的热障涂层。 叶尖间隙主动控制技术 涡轮叶尖间隙主动控制技术是一项通过控制涡轮叶尖间隙的变化来降低发动机耗油率、污染物的排放,提高可靠性和延长使用寿命的重要技术措施。高压涡轮叶尖间隙减小0.254毫米可减小1%的耗油率,排气温度减低10°C。主动间隙控制的目标就是让涡轮叶尖间隙在发动机工作过程中,尤其是在巡航状态下保持一个最小值,同时又能保证在整个发动机飞行包线内叶尖和涡轮外环不会发生碰磨。在高压涡轮采用主动间隙控制比压气机和低压涡轮有更加突出的好处,减小高压涡轮叶尖间隙所得的效益是低压涡轮的4倍,高压压气机的2倍,而在运输机上获得的效益又是战斗机的2倍。在大涵道比航空燃气涡轮发动机上广泛采用主动间隙控制技术。目前,热控制方法的主动间隙控制得到了广泛的应用。如CFM56、PW4000、V2500、GE90等都采用的是主动热控制方法。但由于主动热控制方法存在响应速度慢且无反馈信息,而无法精确控制间隙的原因,国外正在大力开展机械控制、压力控制等研究和验证,预计在不久的将来这些新的主动间隙控制方法会在大涵道比航空发动机和航改燃机上得到广泛应用。 先进刷式封严技术 刷式封严技术最初是上世纪70年代初英国罗罗公司提出的一种新型密封技术。这种新型密封结构可大大降低航空发动机空气系统的气流量损失,增加推力,降低耗油率,显著提高发动机性能。刷式封严是一种接触式密封,与传统的篦齿封严相比,重量轻、易于更换。GE公司的试验表明刷式密封的泄漏量只有篦齿密封的5%~10%。德国MTU公司的研究也发现,用刷式封严代替压气机和涡轮处的篦齿封严,则发动机的泄漏量可减少80%,相应的发动机耗油量能减小至少1%。1989年V2500-A1发动机成为以刷式密封取得执照的第一台生产型航空发动机。英国牛津大学于1990年提出了“压力平衡型低滞后效应的刷式封严”的专利设计,这种结构已经在GE90发动机的试验中通过了验证。在高密封压力、高环境温度和高表面速度的环境下,刷式封严存在刷丝掉毛现象,同时也存在密封的滞后效应,MTU研制了一种新型的刷式封严结构以解决此问题。 航空新技术论文:浅谈新技术下的航空维修人员培训 【摘要】随着新技术的发展,制造水平的提高,复合材料的大量使用,以及自动化检测技术和计算机技术的使用等对于航空维修人员有了更高的要求,而设备的更新、新装备的操作难度、技术含量等问题,对航空维修人员提出了新的要求。 【关键词】航空维修;人员培训 随着INTERNET和数字化技术的发展,自动化检测技术,计算机技术,复合材料等新技术的大量应用,大大加快了飞机设计、制造和服务的速度。航空公司的飞机一旦发生故障和失效问题,不仅会增加企业维修成本,而且会严重影响企业的生产效率,使企业蒙受巨大损失。但由于飞机故障的不可预知性,航空公司无法预先制定完美的维修和航班计划。为了提高服务效率和质量,提高航空产品的竞争力,在这种情形下维修方式已由传统模式下民航飞机维修,发展为数字化的维修,这种数字化维修方式对航空维修人员提出了新的要求。 一、飞机维修新技术 1.维护手册的数字化 2.维修信息系统与飞机系统的数字化、智能化对接 目前,新一代的飞机都已经能够实现由空中向地面传送飞机参数、故障和维护信息。这种技术就是目前为人们所熟知的远程传递技术,即应用飞机的通讯寻址和报告系统(ACARS)实时下载飞机系统故障(CFD)和飞机性能参数(DFD)报文,把它们传递到地面信息站点上。然后这些飞机的信息先经过分析、过滤和处理,形成与维修信息系统格式一致,可以相互交联对话的数据,再由维修信息系统进行分析、评价、处理用以形成维修决策,生成维修方案。同时自动生成维修调度报告送达各个相关部门,在飞机落地前就可做好维护准备。这样可以大幅度减少飞机维修停场时间,降低飞机航班延误率,减少维修费用开支,提高维修效率和飞机运营周转率。 3.智能化维护系统(IMS) 二、国内外航空维修队伍分析 1.我国航空维修人员存在以下问题 ①维修人才综合素质需进一步提高:飞机维修人员队伍尚待成熟,缺乏技术带头人和技术骨干。 ②飞机维修人员队伍维修类别结构失调:据统计2009年5年以下维修人员占人数的54%,小龄化现象造成维修经验严重不足,不能进行深度维修等工作,深度维修人才严重不足。 ③维修人员队伍管理存在的问题:飞机维修人才储备不足,飞机维修人员的培训不够,机务人员待遇低,人才流失严重。 2.国际航空维修人员存在以下问题 在西方国家,加入飞机维修队伍的年轻人的数量比离开的要少。此外,一些高技能和有经验的人员离开航空到其他行业寻找高薪职位;在世界各地均存在飞机维修工程师、技术员和机械师短缺的问题;航空运输业是工作人员的工作时间不利于社交。飞机工程师可能会突然转行到金融或者IT 行业。 三、新技术新形势维修人员要求 由上可以看出,国内外维修市场新技术都对我国航空维修人员的培训,在数量和质量上都提出了较高的要求。这些发展和变化都在要求航空维修人员的培训将由人员密集型向技术密集型转化,由常规经验维修向高技术科学维修转化。尤其是空客A380大面积使用复合材料,对复合材料的维修人员有了较大的需求。 因此,新的工程与维修课程应包括更多的结构和复合材料的培训。对计算机、网络等有了很高的要求。多数新的技术人员都将是IT实用专家,易于了解新的航电设备。机务维修领域的变革决定了机务人才培养的方向将向着:工程化、系统化、综合化、 信息化、集成化、国际化方向发展。新技术新形势对航空维修人员的培训提出以下要求: 1.多学科开展,由基本的结构课程为主,发展集结构、计算机、网络、电子于一体的多学科教学。 2.增强与MRO间的交流,及时与先进技术接轨,倾听企业对维修人员的要求,与企业合作办学,学习最新的维修方法。 3.加强国际国内院校之间的交流合作,做到与世界同步,学习最新的世界维修方法。 4.开设专门的复合材料修理培训课,以适应市场的需要。 5.引进虚拟维修训练系统,可以及时更新维修信息并缩短人员的培训时间,降低耗材成本。 6.加强学生自学能力的培养,以满足工作后的再学习;加强动手实际工程能力及自信心的培养。 7.培养严谨独立的工作作风和较好的团队沟通协作能力。 航空新技术论文:中苏《国防新技术协定》转让的航空技术探微 [摘要]中苏《国防新技术协定》中规定苏联向中国转让米格-19歼击机和图-16轰炸机,就其技术水平来说,两者都是苏联当时最新装备或最新型号之一。苏联向中国转让新技术最基本的原因是为巩固其国内与国际政治地位并寻求中国的支持。除此之外,苏联的导弹威慑观使其认为图-16作为轰炸机已无实际意义,歼击机也将被导弹所取代,因而同意进行转让;在转让最新装备的同时,苏联在科学研究上对中国严格保密,以便限制中国超越苏联;航空技术转让的主动权完全掌握在苏联手中,重要的技术资料、特殊材料、特殊部件设备都可以成为限制中国发展、控制技术转让进程的手段。 [关键词]航空技术转让 飞机 中苏《国防新技术协定》 1957年10月15日,中苏签订了《中华人民共和国政府和苏维埃社会主义共和国联盟政府关于生产新式武器和军事技术装备以及在中国建立综合性原子工业的协定》,简称《10月15日协定》或中苏《国防新技术协定》。目前,学术界对中苏《国防新技术协定》的关注集中于原子弹或导弹部分的技术转让,鲜有关于转让航空技术的内容。本文将综合各种史料,厘清中苏《国防新技术协定》中航空技术转让的内容、执行过程中实际转让的飞机型号以及在当时的技术水平,进而分析苏联转让的原因。 一、转让飞机的具体型号与内容 《当代中国的航空工业》明确指出:“议定转让制造权的航空产品有米格-19歼击机、图-16轰炸机和四种战术导弹。” 由于米格-19有多种改型,按规定转让给中国仿制的具体型号是什么呢?《沈阳市志-军事工业》称:徐昌裕、112厂设计室主任徐舜寿等人随中国工业代表团谈判购买米格19埃斯(米格-19C)、米格19坡(米格-19л)和米格19坡埃母(米格-19лM)飞机,并选定米格19坡(米格-19л),于10月15日签订购买全套技术资料和样品的协议。由此可以确定转让仿制的歼击机型号是米格-19л。 《当代中国空军》记载:20世纪50年代,中国空军装备的歼击机有米格-19C、米格-19л。1959年4月,沈阳飞机制造厂仿制米格-19л成功,未正式生产。根据空军需要,转而仿制米格-19C,1963年12月仿制成功,命名为歼-6。不过,中国最后大规模仿制的是米格-19C而非协定中规定的米格-19л。这是因为1958年7月,中国空军在进驻福建前线通过与台湾当局空军的实战检验后,认为米格-19л机动性差,提出需要大量灵活机动的前线歼击机(即米格-19C)。但当时中国并没有就c型飞机向苏联订货。于是从1958年12月起,112厂在米格-19л的基础上进行改型设计,综合米格-19C和米格-19л的特点,利用米格-19л的后半部,并对米格-19c的机头稍作改进以提高机动性,自行设计了一个新型号,命名为东风-102。1959年2月投入试制,9月30日首次试飞。但后来由于东风-102质量不过关,于1960年停产整顿。从1961年起,重新选择原样仿制苏联米格-19c,1963年,飞机仿制成功,即后来有大量改型的歼-6。 事实上,转让图一16的时间比中苏《国防新技术协定》规定的时间有所提前。1958年9月16日,赫鲁晓夫在雅尔塔接见中国驻苏大使刘晓,主动提出苏联可派一批带有导弹的图一16轰炸机到中国,由苏联飞行员驾驶,以便为炮击金门时提供打击力量。10月12日,拒绝了此建议,但同时表示:中国决定提前制造图-16。10月,就提前试制图-16问题致电赫鲁晓夫。随即派张连奎、王西萍、陆纲等赴苏进行具体谈判。张连奎、王西萍、陆纲等23人于11月赴苏,主要落实各项技术资料和物资供应安排,经过谈判,苏方同意加班生产,备齐物资和资料,及时发货。1959年4月,中苏签订补充协议,苏方承诺1960年上半年供应中国20架份飞机本体、40台份P-3M发动机、96项仪表等机载成品及相应毛坯材料。 因此,根据中苏《国防新技术协定》的规定,苏联向中国转让的飞机型号是米格一19歼击机和图一16轰炸机,包括提供样机、零部件、图纸资料以及指导仿制的苏联专家。 二、转让飞机机型的技术性能 苏联方面普遍认为,对中国国防新技术的转让是毫无保留的,赫鲁晓夫甚至声称:“我们给了他们坦克、大炮、火箭、飞机、海军武器和陆军武器。事实上,我们的整个国防工业都是向他们敞开的。”而中方资料则通常指出,苏联转让的飞机大都是落后的型号。那么,苏联转让的航空技术水平究竟如何? 关于米格-19的技术性能 就当时而言,一般认为是很先进的:“以爬升快,加速性和机动性好,能全天候超音速作战、火力强和易于操纵等优势装备于苏联空军部队……米格一19为一件成功的设计”;“米格-19的机动性能极其出色”;“米格-19是前苏联研制的一种轻型超音速歼击机……主要用于空战,争夺制空权,也可实施对地攻击”。 苏联于1951年开始研制米格-19,1953年首次试飞,1955年开始装备部队。这是世界上第一种进入批量生产的超音速战斗机。1956年,米格-19首次公开亮相,由于其在爬升率、加速性、机动性、操纵性等方面的良好性能,先后有多种改型:c型(昼间型)、CФ型(高空型)、п型(加装雷达的全天候型)、YIM型(发射导弹的全天候型),1961年停产。米格-19C没有雷达,于1956年投产、服役,中国大量仿制并在此基础上进行多种改型。苏联向中国转让的米格-19п于1955年投产并装备部队,加装了雷达;而米格-19пM则由米格-19п改来,从携带火炮改为可发射导弹,由于采用了米格-17пM上的RP-2U雷达和APU-4导弹发射轨等成熟技术,该型很快于1957年底生产。 由于米格-19п与米格-19пM都装备了雷达,但这两种雷达都存在不少问题,有时甚至因雷达故障使战机无法升空,而且加装雷达的米格-19п机动性较差。通过实战检验后,中国最后选择了不能发射导弹、没有雷达的米格-19C,并在此基础上做了大量改型。在实战中,歼-6表现良好,曾击落多架美制RF-101,并以负速度差击落过RF-104,还创造过平流层击落战机(无人高空侦察机BQM-147G)的世界纪录。
工程测量测绘论文:基于测绘发展现状的工程测量测绘技术应用探析 摘要:目前,随着工程测量理论和技术的快速发展,以及现实测量工程、仪器、技术之间的密切关系,使得工程测绘技术向着小型化、智能化、自动化与动态测量化趋势发展。近年来我国工程测量在各个国家建设方面取得了很大发展,为我国的国民经济良好发展解决了众多优秀问题。本文通过对工程测量的重要性分析及我国工程测量的创新发展进行描述,说明了测绘技术发展方向及其应用分析。 关键词:测绘;现状;技术;应用;探析 一、测绘技术的重要性分析 测绘技术是工民建施工的基础,测绘技术是工程施工管理的指引。测绘工作具有专业性强、实际应用性强等特点,测绘工作在进行时必须要多人配合才可以完成,一个环节的失误就可能影响整个工程的施工进程。现在我国的施工单位已经都充分的认识到了工程测量的特殊性和重要性,因为工程测量、放样等等工作致使烂尾楼情况已经见到非常少了。尽可能地杜绝工程测量工作中的失误,不单要在测量管理上加强控制和管理,还必须要应用当今先进的测量手段和技术,把误差将至最低,尽可能保障工程施工的安全正常进行。 对于施工中的那些工程测量环境艰苦、地形多变复杂、测量工作放线困难的工程中测绘新技术的优越性才可以真正的得到体现。利用影像提取技术和GPS技术等测绘新技术的应用已经得到了生产一线测量人员一致好评,不断地加快测绘新技术推广、不断地加快测绘设备投入对于目前地工程质量保障有着及其重要的影响。 二、我国测绘技术创新发展 我国目前的新型测绘仪器怎样才能在实际的工程中得到更好的应用;目前人们不同的生活环境怎样开发出适应时代测绘仪器,怎样研究利用新的测绘技术和方法,来满足新的社会环境的特殊要求,这些问题的良好解决都对推动测绘技术的发展有极好的作用。现在测绘技术新的发展通常集中在几个方面: 第一,近些年来测绘相关传感器的研究也取得了很大的进展,应用和集成更好的发展传感器是一个非常重要的概念,它是泛指各种能高精度、自动化、全方位地采集数据的设备。第二,数字化测绘技术在工程领域的应用,数字化测绘技术不仅得到了普遍应用,利用大比例尺测图技术使得测绘技术不断的向着数字化、信息化的方向发展。第三,摄影测绘技术的应用也不断的扩大,摄影测量技术在很多的城市与工程测绘领域中得到了良好的应用,摄影测绘技术因有高质、高精度、高效率、低成本的优点,并且摄影测量仪器结合了计算机技术,摄影测量技术不仅可以提供一个完全的、实时三维空间信息,而且还不需接触物体,大大的减少了测绘的外业工作量,很好地提高了测绘精度,很好地提高了效率,降低了成本。第四,变形监测自动化技术也成为了重要的测绘手段,变形监测自动化技术是目前测绘中变形监测的一个非常重要话题。第五,大型与精密工程测量及工业测量得到了很好地发展,随着我国国民经济的飞速发展,众多的大型工程建设、超高精度机械设备安装、自动化生产线及大型工程建造和运营过程都需要进行安全监测,这些也就对测绘工作提出了新的要求。 三、工程测量测绘技术的应用探析 伴随着测绘技术的不断向前发展, 当代的工程测量测绘技术正在向着内外业一体化、数据获取与处理自动化、测量过程控制与系统智能化、测量成果的数字化、测量信息管理的可视化、测量信息共享的方向发展。测绘新技术应用的主要目的是提高测绘的工作效率、提高测绘数据的精准度来进行, 为日后的工程施工指出明确的方向、打下良好的基础。 1.GPS测绘技术的应用 GPS的诞生不仅加快了科技的进步,还为军队所运用,它是一个良好的跟踪装置。现如今GPS测绘技术的运用也变得尤为广泛, GPS测量技术的不仅能在高精度和高效率的地面测量中应用,还可以卫星测高和大地地球重力场的测量中的应用,还能够在连续运行站网及综合服务系统方面应用,而且还可以用于大气监测中等等,GPS技术的出现给测绘领域带来了彻底性的变化,这主要表现在一下几个方面:在现代的大地测量方面,GPS定位技术用其地位的精度高、快速方便等特点被广泛的应用于大地控制的各个测量中。 2. 三维激光扫描测量技术的应用 随着科技的不断发展,使得三维激光扫描测量技术也得到了很好的发展,该技术克服了原有测量技术的局限性,三维激光扫描测量技术是利用非接触的主动测量方式来获取外界事物的三维数据,它可以对外界物体随时进行扫描,并且它还不受外界条件的限制,可实现昼夜测量,能够把信息快速的转换成可以利用的数据。三维激光扫描测量技术具有快速扫描、高精度、数字化程度高的等特点,在实际生产中他能够大大地降低作业成本,并且使用非常方便,数据信息的输出格式能够和CAD以及三维动画等工具软件直接对接。 3.RS测绘技术的应用 当今遥感技术已被广泛的应用于农业、海洋、水文、地质、气象、林业、军事、等诸多领域。在未来的十年中,遥感技术预计将进入一个可以快速、高效、及时提供多种对地观测数据的全新阶段。遥感图像的三大分辨率(光谱分辨率、空间分辨率、时间分辨率)也会有很大的提高。其应用的领域也会随着空间技术的发展而发展,特别是在地理信息系统与全球定位系统技术的发展和相互渗透,将会越来越广泛,如下图所示就为遥感技术的实际应用。 4.GIS测绘技术的应用 GIS地理信息系统是在最近的几年里取得了惊人的发展,GIS测绘技术已经在城市规划、交通运输、环境评估、邮电通讯、灾害预测、国土管理、资源调查、水利电力、农林牧业、商业金融等的几乎所有领域得到了广泛应用,如下图所示就为GIS技术的实际应用。 5.工程数据库与城市信息系统的建立应用 伴随着测绘采集数据与数据处理逐步走向数字化、自动化、信息化,测绘工作者怎样才能更好的使用和收集测绘信息,更好地为我国经济和国防建设服务,那么最有效的方法是利用数据库技术与GIS 技术,并还要建立数据库和信息管理系统。环境的治理、土地的规划、城市的建设、企业的管理、资源的开发等部门,都需要建立专业的信息系统或者是数据库,来更好的实现管理标准化、科学化以及信息化需求。另外,国产的GIS 地理信息系统基础软件与应用软件研究开发已经相当的成熟,这些都为城市信息系统与工程数据库建立和应用打下了良好基础。 结语:由于测绘技术的不断发展进步,所以当代的测绘必将朝着测量内外业一体化、测量信息的管理可视化、测量成果与产品数字化、测量的过程控制与系统行为智能化、数据的获取和处理自动化、信息共享与传播的网络化的方向趋势发展。 工程测量测绘论文:关于工程测量测绘数据处理方法的探讨 不管有着怎样的观测条件,在整个的观测过程中,观测的结果都会产生误差。因此测绘数据处理是测量工作中极为重要的一步,测绘数据处理通常分为一般计算、平差计算和计算机辅助成图。 一、一般计算 一般计算通常包括在工程勘察测绘中,若干工序之间各种数据按照严格的数学关系所进行的计算和变换工作。此类计算一般分布在测绘工作中的分工序中,数据之间没有几何矛盾,不需进行几何平差。如同一坐标系下不同坐标形式的转换及不同坐标系的坐标转换。 坐标转换通常有以下两种方法: (1)整体转换法:整个转换区域计算一套转换参数。 (2)分区转换法:将整个转换区域划分成若干个分区,分别对各分区计算转换参数。 二、测量平差计算 测量平差计算是为了消除平面或高程控制网中各观测值之间的几何条件,按最小二乘法求定控制网中各几何元素的最佳估值和评定观测元素及其函数精度所进行的工作。一个平差计算单元的数据,可分为起始数据、观测数据和待求数据三类。观测数据包括已知高精度的边长、方位角、高程等,观测数据包括水平方向、边长、高差等,待求数据包括未知点的坐标、高程等。起始数据和待求数据是非随机性数据。观测数据是随机性数据,含有误差。误差可分为系统误差和偶然误差两类。 系统误差的影响减弱方法可以通过采用对仪器进行调整和检定、对观测顺序进行设计、让同一个人观测全部观测值以避免换人带来的观测习惯变化带来的系统误差及进行大气折光和地球曲率改正等。 偶然误差在大小和符号上都表现出偶然性,但从大量偶然误差的总体看,它是正态分布的,最小二乘法就是针对偶然误差的处理方法。 在实际工作中,为了提高成果的质量,同时也为了检查和及时发现观测值中有无粗差存在,通常要进行多余观测。由于偶然误差的存在,通过多余观测会发现观测结果之间不一致,或不符合应有关系而产生的矛盾。因此,必须对这些带有偶然误差的观测值进行平差处理,使得消除不符值后的结果可以被认为是观测量的最可靠结果。 根据数理统计,某项观测成果是对该项观测所有可能取值(母体)所抽取的子样。子样与母体有相同的概率分布,可以利用子样对母体的统计性质作出推断。但由于用有限个数的观测值只能得出观测值的“估计值”,而不能得到它的真实值。因此测量平差的主要任务是,根据带有偶然误差的有限个观测值来确定参数的最佳估值以及评估观测成果的质量。 因多余观测而产生的方程式数,少于全部观测量的个数,所以无法由这些条件得出观测的估值,而必须给出一个准则才能使估值有唯一解。因此也需要根据一个准则来算得最符合要求的值。测量平差常采用的准则是最小二乘法,即观测值偶然误差平方总和为最小。按最小二乘准则求观测值的估值,随所选择的函数模型的不同,就有不同的平差方法,最基本的是间接观测平差法和条件观测平差法两种。 间接观测平差法要求所选未知数是互相间不存在函数关系的。但有时在一组间接观测的未知数中,还有条件存在,当处理这些结果时,就有必要从误差方程式和条件方程式的综合中求出各未知数的最佳估值。这就是附有条件方程式的间接观测平差法。间接平差值方程的矩阵形式为,间接平差的法方程,间接平差的结果为.。 按间接平差法求平差值的计算步骤: (1)根据平差问题的性质,选择t个独立量作为参数; (2)将每一个观测量的平差值分别表达成所选参数的函数,若函数非线性要将其线性化,列出误差方程; (3)由误差方程系数B和自由项 组成法方程,法方程个数等于参数的个数t ; (4)解算法方程,求出参数 ,计算参数的平差值 ; (5)由误差方程计算V,求出观测量平差值 ; (6)评定精度。 条件观测平差法所列条件个数等于多余观测个数。有时为了某种需要,另选一些非观测量作为未知数一起参加平差,此时在观测量与非观测量之间就增加了相应的条件式,这就是附有未知数的条件观测平差法。条件平差基础方程为: 法方程将改正数方程代入条件方程,可得: 解得: 按条件平差法的求解步骤: (1)根据具体问题列条件方程式; (2)组成法方程; (3)解法方程,求联系数K; (4)求改正数V; (5)求观测值的平差值; (6)检核。 为了检查平差计算的正确性,常用平差值重新列出平差值条件方程式,看其是否满足方程。 在间接观测平差模型中,如果未知数中有某些参数是随机变量,且其先验统计特性为已知,则可在观测误差平方和与随机参数平方和之总和为最小的条件下,求得观测和随机参数的估值,这称为最小二乘拟合推估。在大地测量和摄影测量中已有应用,在工程测量上亦有广泛的应用前景。最小二乘拟合推估发展了最小二乘法,能使部分系统性误差得到减小。关于观测中的粗差剔除,在摄影测量上已从理论研究走向应用,主要思路是采用不同的“参数估计准则”。 三、计算机辅助成图 大比例尺地形图成图的一种手段。又称数字化成图。通常我们所看到的地图是以纸张、布或其他可见真实大小的物体为载体的,地图内容是绘制或印制在这些载体上。而数字地图是存储在计算机的硬盘、软盘或磁带等介质上的,以供不同用户应用。地图内容是通过数字来表示的,需要通过专用的计算机软件对这些数字进行显示、读取、检索、分析。数字地图上可以表示的信息量远大于普通地图。 四、结论 测量中存有误差是不可避免的,而测量平差则是通过数据处理求待定量最佳估值和评估观测成果质量的重要方法。测量平差已成为测绘学中很重要的、内容丰富的基础理论与数据处理技术之一。恰当地测绘数据处理,可以最大限度地减少测量误差的影响,给出一个尽可能精确的结果,并对这一结果的精确程度作出评价。 (作者单位:重庆水利电力职业技术学院) 作者简介:常允艳(1983-),讲师,女,重庆水利电力职业技术学院;徐 健(1982-),讲师,男,重庆市水利电力职业技术学院。 工程测量测绘论文:工程测量测绘技术应用研究 摘要:随着经济的建设和科学技术的提高,工程测量测绘技术也得到了迅速发展。工程测量测绘对于工程项目的施工和规划具有重要的影响,在工程建筑领域得到了广泛的应用。在当前的发展下,工程测量测绘技术得到了阶跃式的进步发展,在测量中实现了对各种新型测量技术和测量方法的应用,加强对工程测量测绘技术在工程中应用的研究,对工程建设具有重要的意义。本文主要分析了当前常用的工程测量测绘技术,并对其应用进行了探讨。 关键词:工程测量测绘技术应用分析 在经济建设的快速发展下,工程建设也实现了大幅度的开展。在工程建设中,从施工开始直至竣工结束,都离不开工程测量技术的配合与支持,工程测量技术的使用可以使整个工程项目质量能够得到有效的保障,对工程项目的建设具有重要的作用。因此,加强对工程测量测绘技术在工程中应用的研究,对工程建设具有重要的意义。 一、工程测量中3S 技术的运用 1、GPS技术的运用 GPS技术的应用对我国的工程测量事业的发展起到了极大的推动作用,传统测量技术所要用到的测量仪器比如经纬仪、测距仪等容易受到周边环境、气候的影响,造成测量精度不高的问题,而GPS技术则能够全面有效的弥补传统技术中所存在的不足,不受任何外部因素所干扰,从而极大的提高了测量精准度。 该项测量技术在工程中的应用的优势主要体现在以下几个方面, 第一,在进行动态桩位放样时,能够有效提高精准度,误差偏差率能够缩减到厘米级,第二,通过该技术能够大幅提高测量效率,从而降低野外工作量,第三,这项技术在对桩位的分布进行测量时,还能同时对桩位偏心进行检查,最后,采用该项技术与传统测绘设备相结合的方法,可以完善和优化测量成果,比如在进行定点测量时,可以通过GPS进行静态测量弯曲从而提高定点布控的精确性,然后在配合传统测量设备,设置近距离位移,从而实现测量成果的目的。 2、RS技术的运用 采用这项技术能够有效实现大面积同时观测,因此,较适用在需要进行大面积区域内差异性对比的测量工作,该项技术由于是对地同步观测中十分有效的技术,因此获得了广泛的应用,RS技术的工作机理是通过分辨率较高的对滴遥感卫星配合多光谱航空摄影,来实现对大面积区域的同步测量观测,然后在根据所拍摄到的相片以及测量到的数据进行对比,以获得所需的测绘成果。说到这里,我们以技术较为成熟的美国快鸟遥感卫星为例,它为人们所提供的服务精准度能够达到亚米级,因此人们可以通过它获得较小比例尺的地形地貌数据,这样就能提高城市地形图绘制以及建筑工程测量放样的精准度了。 3、GIS技术的运用 GIS技术是数字化技术、测绘遥感以及环境管理学科的结合产物,通过 GIS技术能够对相关地理数据进行搜集工作,并进行处理以后进行三维展示,这一技术在我国的土地整理工作和城市发展规划工作中较为常用。经过实践证明,GIS技术在工程测量方面的运用具有以下优点,它有着较为完善的数据管理以及图形处理再显示功能,其工作原理是根据测绘任务需要对数据库中的海量信息进行筛选分析,再通过成图软件对相关数据进行处理成图,这样就能够有效提高成图效率,从而提高测量工作速度,尤其是这一技术与相关软件相结合能够极大的降低测量工作户外的劳动强度以及测量难度,还能有效提高测量的精度,而且还能使测量成果及数据更便于管理,因此具有较高的经济效益。 二、工程测量中数字化技术的运用 在测绘技术的应用领域,大比例地形图以及工程测绘都是测绘工作的最基本内容,但采用传统测量技术实测时,一般都会先在野外进行实地勘察完成对相关数据的搜集工作,然后在回到室内,通过相关设备以及软件完成对数据的整理及图纸绘制的工作,这样的工作模式,一般成图周期都比较长,而且对于一些在建工程具有一定的滞后性,不能满足于现代工程对地理信息实时的需要。 随着全球科技的迅速进步,越来越多的科技装备投入到这一领域,从而促进了测绘技术的迅速发展,比如电子经纬仪、全站仪等设备,以及GEOMAP以及GEOSTAR等软件的运用,极大的促成了我国的传统测绘技术向数字化技术的转变,通过先进的测量设备与这些数字化程序有效结合,能够高效且高质量的完成常规的测绘任务,当前,数字化测绘技术广泛的应用在我国大比例尺基本地形图以及地籍图等的测绘工作中,经过对比分析,以下几种数字化测绘技术较为有效:首先在工程测量中较为常用的一种测绘技术是借助RTKGIS以及全站仪设备完成野外地理数据的搜集、信息数据的处理、草图的绘制,在这个过程中,所有的信息数据都以数字化模式进行储存,在对内页数据进行处理时,可以通过一些辅助设备以及相关程序,对需要的数据进行读取并与草图结合,完成图形编辑以及数据处理工作,采用该方法所获得的地形图还可以和GIS系统进行交换。 此外,还有一种方法是将便携相机和全站仪进行结合,该方法所采集到的地理信息数据不用进行编码,现场通过相关电子平板设备就能完成绘图工作,通过该方法所获得的测绘成果直观性更突出,而且便于修改以及优化,而且便携机使跑尺人员运用起来更方便,转换后的观测数据还能及时显示,更加提高了绘图的质量。目前,进行数字化测绘作业一般都是实行内外业相结合的方式,这就导致了一定的局限性,具体体现在全站仪联机以及电子平板设备的有效性问题,测程太长会对电子平板设备的操作造成影响,这便对那些地形较为复杂的测绘任务提出了较难的要求。在测绘中,最为常用的遥控电子平板设备虽然可以根据棱镜来辅助现场操作人员进行操作,但在实际户外条件下,所投入的设备效果以及施测速度并不是很理想,因此,在这样的测绘地形条件下,还是使用电子手薄结合操作的施测方式更为经济实用。 三、工程测量中摄影测量技术的运用分析 在现代工程测量工作中,摄影测量技术得到越来越广泛的应用,它主要是通过借助高精度的测量设备、摄影机以及计算机技术和GPS等,实现地形地貌三维空间信息的采集以及传输等,它在很大程度上也降低了户外工作强度,并有效提高了施测的精准度。采用这项技术能够在比例尺较大的地形或者建筑中实现有效的监测或者地籍测绘等。在我国这项技术最有代表性的方法是航空摄影测量,这种方法在我国许多规模较大的工程勘测中都得到了良好的应用,并获得了较好的效果。而采用这一方法的另一好处是能够同步生成多类型地图,比如数字图、高程图、影像地图等,而且比例尺可以精确到1比500。值得一提的是,GPS在这一技术中的辅助应用,还能缩减航测时的控制点连测,从而有效提高了施测效率。 随着经济发展和科技的进步,工程测量测绘技术的应用越来越被人们所重视。随着工程建设的发展,对测量技术的要求、测量数据的准确性以及测量的时效性要求也越来越高,因此,必须在工程建设实践中,加强对测量测绘技术的管理研究,不断改进测量测绘技术,以满足工程建设不断发展的需要,促进工程测量测绘技术水平的不断提高。 工程测量测绘论文:基于测绘发展现状的工程测量测绘技术应用探析 【摘要】作为工程建筑的主要基础,工程测量测绘技术是确保工程建筑质量的重要保障。随着经济的发展与社会的不断进步,极大的促进了工程测量测绘技术的新发展,也涌现出了新技术。针对上述情况,本文详细的分析与论述了如何利用新的工程测量测绘技术,从而全面提高测量的精确度,在提高测量工作效率的基础上降低其劳动强度,希望能够给相关从业人员一些有价值的参考意见。 【关键词】测绘发展现状;工程测量测绘;技术应用 在现实生活中,主要在水利水电以及建筑工程与矿山勘探、交通规划与地图测绘等方面来利用工程测量测绘技术,放样和测图是传统工程测量测绘的主要工程内容。其在建筑过程中,主要应用则表现为对建筑工程进行细致的勘察与设计,通过相关施工放样等各个环节来对测量的理论与方法进行应用。然而随着经济与社会的发展,相关测量测绘技术已经得到迅速的发展,本文在基于测绘发展的基础上对工程测量测绘技术的应用进行了以下几个方面的探究: 一、当前工程测量测绘技术现状 在我国,工程测量技术发展经历了一段较长的历史,测绘学在现实生活中应有的比较广泛。随着经济的发展与社会的进步,也极大的促进了工程测量测绘技术的发展。电子与空间技术等新技术的发明与使用确保了工程测量测绘技术的发展,与此同时也会其提供了新的方法与手段。当前工程测量测绘主要采用电子经纬仪和全站仪等进行相关的测量与测绘工作。通过双方的交互应用,从而获得了数据,并且能够处理与编辑相关图形工作。然而伴随着相关技术的逐步发展,当前GPS测量技术以及影像提取等技术也在国内的工程测量测绘中进行了推广。同传统的测量方式相比,GPS测量不需要进行点同点之间的相互通视,与此同时其受到图形强度的限制比较小,这些优点导致GPS测量拥有较大的机动性与灵活性,尤其对于需要贯穿繁茂的数目以及透视比较困难的地区,其能够发挥出传统测量难以比拟与超越的优越性,采用GPS静态或者快速静态的方式来构建其隧道的总体控制网络,已经成为当前主流的测量方式与方法。 二、工程测量以及测绘新技术的探讨 从二十世纪八十年代以来,工程测量测绘技术得到快速的发展,较为先进的地面测量仪器以及GPS测量技术还有数字化的测量以及摄影测量等技术都得到了不断的推广与应用。而在实际生活中,这些技术经过实践的检验在不断的发展与完善,成为了当前工程测量测绘的重要方式。 首先先进的地面测量仪器,其主要实现了当前测量测绘技术工具以及方式上的超前性,促进工程测量逐渐朝向现代化、自动化以及数字化方向发展。与此同时,先进的地面测量仪器能够帮助降低测量工作量,同时使得设备仪器等自动计算功能避免由于人工计算所产生的误差。在这种基础上,相关测量仪器的不断发展进一步的增强了测量以及测绘的精准程度,从而全面提高了工作质量。 其次选用GPS测量技术,同传统的测量方法相比较,GPS测量方式主要有以下几个方面的特点:(1)在各个观测点之间无须通视,能够有效地降低测量工作的人力物力与财力,同时可以灵活的选取点位;(2)定位的精准度较高;(3)观测所需时间较短;(4)能够提供三维坐标;(5)操作比较简单;(6)能够实现全天候的作业;(7)能够有效地避免在传统的测量方式之中为了保证测量的准确度需要大量的砍伐树木,对生态系统带来严重破坏的问题。 最后影响提取测量测绘技术,其主要是在数字摄影的基础之上,在充分的利用被测从而提供三位信息的基础之上,来促进国内公路建设的发展。其能够将被测区依据多种像控点来施行影响拍摄,之后再利用计算机进行影响的相关提取,从而达到快速和便捷的测量测绘效果。 三、工程测量测绘技术发展前景的展望 随着经济的发展与社会的不断进步,极大的促进了现代工程测量技术的前进与发展,因此可以从中窥见相关技术的发展趋势与方向。受到人工测量的一些误差影响,传统的测量测绘方式非常容易产生一些失误与偏差,而这些偏差会对整体工程质量造成严重影响,后果严重时会导致整个工程的重建。因此为了有效地避免这种现象发生,要不断的推广与使用新技术,以此来实现数字化、自动化工程测绘与测量,最大限度的确保工程质量,提高相关企业的经济与社会效益。 然而在应用新技术时也需要注意以下几点:当采用GPS测量方式时,鉴于各种垂线的偏差无法得到准确的测定,因此无法将以法线为标准的GPS成果转化为采用垂线为标准的施工测量保持一致。在对隧道进行施工测量的过程中,其横向的贯通误差基本上凭借于对方向观测的准确度。针对上述情况,鉴于各个点的垂线偏差无法准确的测定,因此不能够将以发现作为标准的GPS成果转变为以垂线为标准的施工测量成果。同一要加强测绘人员的学习新知识与新技术的能力,不断的完善职业技能,从而确保工程测量测绘新技术能够得到及时的推广与使用。 四、结束语 综合上文所述,当前国内的工程测量测绘技术进入了一个新阶段。结合当前测绘发展现状以及工程测量测绘工作的重要性,相关企业以及部门应该不断加强技术方面的革新,及时有效地采用与推广工程测量测绘新技术,从而最大限度的确保工程施工质量,保证工期能够顺利完成。与此同时,相关企业还应该加强对工程测量测绘技术在实际生活应用中的管理,从而确保其能够有效地指导工程施工。本文在介绍工程测量测绘技术发展现状的基础上,对相关技术进行了分析与探究,希望为从事工程测量测绘人员提供一些有价值的参考意见。 工程测量测绘论文:浅论工程测量测绘技术的重要性与发展应用 摘 要:在工程项目施工中,工程测绘是开展项目具体规划和设计的优先工作,对于工程项目的施工质量具有重要的保障作用。随着建筑工程技术的不断发展与提高,工程测绘技术的应用和开发也在陆续进行,为了很好地适应新形势下工程项目的多元化开发模式,工程测绘技术发展到现阶段,已经能够充分运用到全球定位技术、数字化区域信息模拟技术以及地理信息遥感数据系统等,这些新型工程测绘技术在具体的项目施工中的应用极大地提高了工程项目的测绘效率,保证了工程项目的施工质量。 关键词:测绘技术;工程建设;发展现状;新型科技 工程项目测绘是在工程项目进行施工之前,由专业的测绘技术人员对施工地域内的地理环境、地表情况、水文因素以及施工空间等进行实物采集、信息分析和绘图编算的具体过程。工程项目测绘是一项具有综合性质量的多元化信息采集工作,在目前发展的工程测绘技术来看,工程项目测绘都是通过对地面位置、地质构造特征以及区域构造情况进行数据模拟分析的过程。随着工程建筑行业的科学技术不断提高,在项目施工之前必须保证对于地理测绘情况的准确性。工程测绘是开展工程项目工作的第一要素,在当前测绘技术的发展阶段,运用到全球定位系统,地理信息库数据系统和卫星遥感系统这些多学科的技术的融合应用,对于加强工程质量管理工作具有非常重要的关键意义。 一、工程测绘急速对于项目施工的和规划的重要影响 工程测绘是工程项目开始施工之前的先导条件,可以看做是整个工程全局规划的“眼睛”,是工程项目开展的前提条件。工程测绘是一项结合综合性技术的配合性工作,如果在工程测绘的过程中,由于某阶段出现问题,就有可能影响到整个工程规划和施工的进展。工程测绘技术的应用对于建筑企业来说是关键性发展项目,为了保证工程项目的顺利开展,工程进度与工程质量能够达到合同标准,需要在工程测绘阶段加强技术性思考,以专业化的工程测绘技术指导全局工作,这是保证项目从规划到施工的全阶段每个环节的先决基础。因此在工程项目的具体施工阶段,需要强化对于已有的测绘技术的管理和应用,另一方面需要对测绘技术在已有经验的基础上进行提高和创新,对测绘误差和测绘条件进行优化。特别是对于一些复杂地质结构的地区,在特定环境基础上进行工程测绘,需要借助新型科技手段来实现工程测绘与实际地理特征的完全结合。目前正在应用的全球定位系统、数字地理信息系统等在具体的工程测绘中得到了广泛的认可,保证了工程施工规划的具体和完整,也保障了工程施工质量达到预期水平。 二、当前阶段工程测绘技术在具体工程施工中的具体应用 (一)工程测绘中数字技术的应用 在工程测绘技术发展的早期阶段,对已有的测绘方法的应用显得非常单调,由于当时掌握的科技情况有限,对于地理测绘必须依靠工程勘测和实际取样来进行,并且这种方法对于施工地域的整体性勘测不完整,在很大程度方面可能造成测绘误差,对于测绘质量和测绘效率都很难得到保障。在测绘技术发展的现阶段,通过对网络信息化的普及和应用,在已有的成熟技术的基础上,对GPS、GoogleEerth、bing Map等地理信息网络的应用,通过对设备测绘技术的革新,研发出数字化测绘软件,使现阶段工程地理测绘技术有了很大的发展。 通过对网络集成数字技术在工程测绘方面的应用,能够通过数据分析对测绘目标区域进行地理信息模拟,通过网络资源共享、软件计算和数据库信息备份等测绘步骤,能够极大地提高工作效率。在测绘前期对于施工区域的数据和信息采集可以通过GPS的主体采集来进行,以此可以大幅提升信息采集的准确率和完全覆盖率。在现行地理数字信息网络的服务体系下,能够通过卫星定位技术对收集的测绘信息进行全面反馈。 基于现代工程测绘网络的发展情况来看,我国在地理信息测绘网络系统的构建和研发上也在不断深化,尤其是在地理信息资源网络共享的环境下,加强了与地理信息监管部门,高校研发部门的合作,开发出我国目前已经成功采用的地理信息测绘基站,并且拥有相关配套软件的辅助应用,提高了对于测绘信息管理的准确性。另外,地理信息网络集成化的应用也对工程测绘过程中使用的数据分析进行加工取样,作为研发新型工程测绘软件的实验样本。在具体的数字化网络测绘信息推广之前,测绘结果都是通过手工绘制工程图纸来进行表现的,如果施工区域面积较大,地下工程结构就需要多份图纸进行综合表述,但目前建立在地理信息网络化系统中的测绘技术,能够更加直观的从一张电子图纸上看到整个施工区域的多层地质结构分析,省去了图纸的重合分析和复杂的保存工作。 (二)地图数字信息技术在工程测绘中的应用 现代工程测绘技术建立在地图数字信息系统上,地理测绘信息是建立在原有的测绘数据上进行模拟处理的,数据库资源的建立和共享极大地提升了工程测绘信息的实效性,节约了大量的人力物力,从而减少了工程项目的测绘开支。 全球定位技术广泛应用于工程地质测绘的信息收集阶段,对测绘区域的地理环境和地质情况能够实时做出信息反馈,确保信息采集的真实性。全球定位系统对于工程信息的测绘是采用时间性精确排列的,在时间精度下便于对数据的查找,根据对中心区域的数据布点控制,可以高效绘制出施工区域内的坐标图,借助坐标数据分析软件对施工区域内的地质状况进行实际比例分析。 工程信息遥感技术具有高效性与实效性的完美结合,其测绘方法更为经济实用,遥感信息测绘能够实现大范围空间的同步信息观测,目前已经成为工程地理测绘技术的重要手段。遥感技术能够根据摄影采集到的地理信息进行任意比例的缩放,这些固定比例尺寸的模拟绘图可以通过3S地理信息集成技术进行关联位置的确定,从众多遥感信息中提取需要的数据本分进行应用。 三 质量的管理 1就测绘工程而言,在进行质量管理点的设定时,要充分对数据采集、设备、人员进行考虑。质量管理点的人员方面,要求工作人员能够胜任自身的工作岗位,并且能够通过培训具备一定的从业资格,创造更多的业绩和财富。可以说设备的质量管理点作为使用前的检校能够促使设备的正常运行,并满足工程的需要。 2 要保证数据库数据、地形建模的正确合理,就要促使工程数据的质量检查的有效实施,其中检查的内容有风格检查、属性数据检查、图形数据检查等多个内容。 3 测量人员在进行工作时,必须对一些事项进行测量。在测绘的各项任务中,测绘过程的控制是质量管理的关键内容。输入、操作、输出是测量工作的三个重要阶段,而无误的输入、正确的操作、合格的输出则是质量管理的合理性要求。 4 在测绘工程质量管理与系统控制的体系中,相关的记录要能够有所控制,且对记录控制程序文件进行相应的编制,以促使记录的有效检索、保护、贮存以及处置。在这些相关的记录表格中,操作记录、质量管理记录、测量结果等重要内容都要得到统一的编号。质量管理的相关记录要有专人保存,书面记录不能有损坏现象,确保记录的清晰、完整。如果这些记录是用计算机硬盘贮存的,就要有所备份,并制定好有效地保护措施。科学的对计算机软件储存和编号储存的文件进行分类,保证记录查找的迅速和准确。 总之,随着一些新的技术在工程测量中的运用,这给我国工程测量人员自身素养提出了更高的标准,全球定位技术、地理信息技术以及遥感技术等新的技术在工程测量中的运用一方面推动了工程测量工作的效率,特别是很好地解决了一些比较恶劣环境下的测绘所碰到的难题,另一方面工程测量人员要不断提高运用这些新技术的能力,只有这样才能够为工程施工打下坚实的基础。 工程测量测绘论文:基于测绘发展现状的工程测量测绘技术应用分析 摘要:本文阐述了工程测量的重要性、工程测绘对于项目施工的和规划的重要影响、现代测绘技术的概况以及测绘技术在工程测量中的应用。 关键词:测绘技术;工程测量;应用 引言 工程项目测绘是一项具有综合性质量的多元化信息采集工作,随着工程建筑行业的科学技术不断提高,在项目施工之前必须确保对于地理测绘情况的准确性。 一、工程测量的重要性 目前,随着社会经济的飞速发展,人们生活水平急剧提升,对于出行和居住条件也提出了新的要求,同时也促使的建筑工程施工市场竞争的越来越激烈。 在当前,施工企业的发展和生存根本就是工程的施工质量,一个企业要想在激烈的市场竞争中得到长久的发展,就必须要在工作中认真做好工程施工质量,严格把控施工技术,从而使得整个工程项目都能够得到有效的保障。然而施工质量的保障不止是通过严格的管理制度就可以实现的,随着社会生产技术的发展,各种新技术、新设备的不断引进使得传统的管理策略和管理流程出现了一定的滞后,因此就需要我们在工作中不断引进新技术、新观念来提高测量技术人员的素质和专业技术水平,从而保证测量工程质量。 测量学是伴随着人类发展而形成的一种传统而又具备着只带性的学科,是人类在复杂的自然界斗争中形成的一门系统化、综合性的学科体系。在现代化工程建设中,无论工程项目的大小、复杂程度还是施工场地与范围,都需要在工作之初进行合理、科学的测量,从而使得整个工程项目质量能够得到有效的保障,工程测量在整个工程项目中有着决定性作用。在工程建设和规划的设计阶段,测量技术主要是为建设单位提供各种数据资料的一种工作模式,其在工作中,是将各种地质结构、图像数据转换成为施工人员认可和能够利用的结构模式。总之,在一个工程项目中,从施工开始直至竣工结束,在工程项目中都离不开工程测量技术的配合与支持,这也是整个工程项目中最值得我们关注与重视的环节。 二、工程测绘对于项目施工的和规划的重要影响 工程测绘是工程项目开始施工之前的先导条件,可以看做是整个工程全局规划的“眼睛”,是工程项目开展的前提条件。工程测绘是一项结合综合性技术的配合性工作,如果在工程测绘的过程中,由于某阶段出现问题,就有可能影响到整个工程规划和施工的进展。工程测绘技术的应用对于建筑企业来说是关键性发展项目,为了保证工程项目的顺利开展,工程进度与工程质量能够达到合同标准,需要在工程测绘阶段加强技术性思考,以专业化的工程测绘技术指导全局工作,这是保证项目从规划到施工的全阶段每个环节的先决基础。因此在工程项目的具体施工阶段,需要强化对于已有的测绘技术的管理和应用,另一方面需要对测绘技术在已有经验的基础上进行提高和创新,对测绘误差和测绘条件进行优化。特别是对于一些复杂地质结构的地区,在特定环境基础上进行工程测绘,需要借助新型科技手段来实现工程测绘与实际地理特征的完全结合。目前正在应用的全球定位系统、数字地理信息系统等在具体的工程测绘中得到了广泛的认可,保证了工程施工规划的具体和完整,也保障了工程施工质量达到预期水平。 三、现代测绘技术的概况 1、地理信息技术(GIS) GIS主要以测绘测量为基础,以计算机编程为平台,主要利用数据库技术进行数据储存和使用,GIS是公共地理定位的基础,GIS的本质属于全球空间分析即时技术,因此,GIS还是一个管理空间对象的信息系统,随着科技的发展,地理信息技术(GIS)开始逐步走向网络平台化,系统集成化以及应用社会化,逐步发展为数据标准化、系统智能化的科学发展方向。 2、遥感技术(RS)和集成技术3S(GPS、GIS、RS) 遥感技术在测量中的使用主要是通过物体对波谱产生响应不同的原理来识别地面上各类地物,它探测地面物体性质通过遥感器从空中来探测,方法是遥远感知事物,当今,遥感技术的应用范围已经比较广泛,水文、气象、地质、地理、资源环境等领域都在使用,属于非常先进的一门空间探测技术。目前,地形图测绘的重要手段就是航空遥感技术,这项技术在在实践中的应用已经非常普遍,另外,卫星遥感用于测图成果也很显著。3S将遥感RS、地理信息系统GIS、全球卫星定位系统GPS紧密结合起来,这项技术可以快速准确的收集各种空间信息和环境信息,并且还能够及时处理和更新各种空间信息和环境信息。3S的综合应用更加方便了人们收集各种空间信息和环境信息,为地形测量获得更加精确的图形和数据提供了保证。 3、数字摄影测量技术 测量中在3S集成技术以及GPS、GIS、RS技术中应用全球数字摄影测量系统,更加普及和深化了和数码摄影地形测量技术,使得测绘技术逐步走向了自动化、电子化、数字化方向。普通数码相机拍摄的照片通过近景摄影测量软件就可以自动化快速生成区域三维数字表面模型,并且这种模型高精度可量测。现如今,无论是水利、电力、地质、文物保护等领域,还是交通、房产、城建、规划等领域,这种技术已经获得了广泛的应用。在工程测量中,摄影技术应用的范围也比较广泛,尤其是高精度测量仪和摄影机,在GPS技术以及计算机技术的支持下,不接触测体摄影技术就能够完成三维信息的目标。另外,这项技术对于有效降低野外作业的工作量也有很大的帮助,所以,数字摄影测量技术优势非常明显,高精度、高测量、有效减少了物力人力以及作业工作量,因此,它的作用是传统测量方式很难做到的,数字摄影测量技术在大比例地形图测量、地籍测绘、变形测量等方面都发挥了重要作用。 四、测绘技术在工程测量中的应用 1、测图的主要内容 1.1 原图的数字化,当测量工程中对数字地形图的要求不高,且工程经费又相当有时限,可以考虑采取该方式。原图的数字化能够将现有地形图的价值最大限度的发挥出来,借助于计算机一级扫描输入设备,作业人员能够使用数字化软件在很短时间内即获取所需的数字化地图。该方式主要包括手扶跟踪数字化与扫描矢量化两种不同的工作方式。相对而言扫描的矢量化能够获得较高的测量精度,工作效率也有所提高。但是,与原图相比。采取扫描矢量化方式获得的数字图精度要稍低,这主要是由于处理的过程所产生的误差所致。而且该方式只能反映出自纸成图时地表各种地物的基本样貌,其适时性并不强。因而该方式常常被用于工程中的应急性测量措施。 1.2 地面数字测图,当工程测量精度要求较高,没有合乎要求的大比例尺地图,则可以考虑采用地面数字测图的方式,该方式是典型的内外业一体化数字测图方式,在工程测量项目中也是应用最为广泛的作业方式。采取该方式获取的数字地图具有较高的测量精度,借助于一定的测量手段,能够将重要地、物与其邻近控制点的精度控制在5cm范围以内。 2、测绘在数字地球中的应用 数字地球是以计算机为载体,构筑统一的地理坐标框架体系,并将对应的社会信息存储在相应位置,用户借助于通信网络,即可实现对上述数据的访问,获取所需的信息。与传统的测绘工程不同,数字地球是一项综合性较高的系统工程,并牵涉到诸多的部门和技术,并需要各部门的协调与配合。 结束语 综上所述,在现代工程测量中,测绘技术应用非常广泛,测绘技术的发展影响着工程建设进度以及工程的质量。因此,测绘工作者一定要不断学习新理论、新知识、新方法,不断更新观念,加强学习,促进测绘技术向前发展。 工程测量测绘论文:工程测量测绘技术探讨 摘要:随着测绘科学技术的快速发展,工程测量技术的迅速发展。本人结合近几年的工程测量发展情况,阐述工程测量测绘技术的总结经验。 关键词:工程测量;测绘技术;探讨 作为一门研究各种工程在规划设计、施工建设和运营管理阶段所进行的测量工作的理论、技术和方法的应用性学科,工程测量学为工程建设提供精确的测量数据和大比例尺地图,保障工程选址合理,按设计施工和进行有效管理,在工程运营阶段对工程进行形变观测和沉降监测以保证工程运行正常。工程测量是指在工程建设勘测设计、施工和管理阶段所进行的各种测量工作,如设计测绘、地籍测绘、施工测量和竣工测绘等,测量各类工程在设计、施工、竣工和运营管理等阶段所需的数据。为保证工程建设的每个阶段的顺利进行,首先就要依靠测量工作各项成果。工程测量的主要任务有:一是依据规定的符号和比例尺,把工程建设区域内的地貌和各种物体的几何形状及其空间位置绘成地形图,并把工程建设所需的数据用数字表示出来,为规划设计提供图纸和资料;二是将拟建建筑物的位置和大小按设计图纸的要求在现场标定出来,作为施工的依据,按施工要求开展各类测量工作:进行竣工测量,为工程验收日后扩建和维护管理提供资料;三是对于一些重要建筑物,在施工和运营期间进行变形观测,以了解建筑物的变形规律,确保安全施工和运营,并为建筑结构和地基基础科学研究提供资料。 1、我国工程测量测绘技术现状探讨 我国工程测量技术有着悠久的历史,是测绘学中应用较为广泛的学科之一。在计算机、数字技术快速发展的今天,工程测量测绘技术得到了飞速的发展。电子技术、空间技术等新技术的应用与发展为工程测量测绘提供了良好的基础支持。同时测量测绘本身的进度也为工程测量测绘提供了新的方法。目前,工程测量测绘技术主要应用电子经纬仪与全站仪进行测量测绘工作。以电子测绘仪与全站仪的交互应用实现了数据的测得、处理与图形编辑等工作。随着工程测量测绘技术的不断发展,近年来我国 GPS 测量技术、影像提取技术等在我国的工程测量测绘中得到了应用与推广。新技术的应用提高测量效率与测量质量、降低了测量工作的劳动强度,同时也为解决野外测量难点、解决测量通视等问题奠定了基础。 2、工程测量与测绘新技术探讨 2.1 工程测量与测绘新技术应用的探讨。 自上世纪 80 年代以来,工程测量测绘技术得到了飞速的发展。先进的地面测量仪器、GPS测量技术、数字化测量应用以及摄影测量技术得到了推广与应用。在不断的实践与研究中,这些技术都得到了不断的完善,成为了现代工程测量与测绘的主要方式。先进的地面测量仪器的应用实现了工程测量测绘技术工具与方式的先进性,实现了工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展的基础环境。同时,先进的地面测量仪器使得测量工作量得到了降低、并以设备仪器自动计算等功能避免了人工计算造成的误差。以工程测量地面测量仪器的不断发展有效地提高了测量测绘精准度、提高了测量测绘工作质量。GPS 测量技术在近年来得到了广泛的应用。该技术能够实现全天候、连续、高精度的三位坐标以及相关技术参数。GPS 测量技术是利用了GPS技术中的静态接受卫星信息以及动态三维坐标点位方向两大功能。将这两大功能以及相关技术应用于工程测量工作能够实时、有效、准确的进行工程测量。同时该技术还能够改善传统测量测绘工作中通视难题,为公路、铁路工程的测量工作提供了便捷的技术。影像提取测量测绘技术是在数字摄影基础上,利用被测而为影像提取三位信息的基础。这一技术目前在我国公路工程建设中有着一定的应用。将被测区域按照多个像控点进行影像拍摄后,利用计算机影像提取技术将工程计算住工程所需测量信息,实现快速、便捷的测量测绘。受公路工程、铁路工程建设中通视效果不佳、地形复杂等因素影响,这一技术能够有效的减少上诉因素对测量精准度的影响,通视还能够大大降低测量工程的难度与工作量。 上述技术方式的应用是目前我国工程测量与测绘中较为常用的技术方式,其通过计算技术、影像学技术、空间技术等技术方式在测量测绘中的应用提高了测量测绘工作效率、提高了测量测绘工作质量,为我国工程建设提供了基础的指引,为保障工程建设施工质量奠定了基础。 2.2 工程测量测绘技术发展前景展望。 在现代工程测量技术不断发展的今天,可以从工程测量测绘技术的应用以及技术发展看出其发展趋势和发展方向。数字化采集与处理、测量工作标准化、测量工作自动化将成为新世纪工程测量测绘技术展的主要方向。受人工测量测绘中各种因素的影响,工程测量测绘数据等极易造成偏差。测量测绘数据的偏差将直接影响工程建设施工质量、严重时还将导致工程的重建。为了有效避免这类情况的发生、提高工程测量测绘以及建设施工质量,工程测量测绘技术以自动化、数字化采集与处理的方式提高了测量测绘的精准度。而且,数字化测量测绘技术还能够加大的提高测量测绘工作效率、为保障现代工程建设施工工期、提高工程建设投资经济效益奠定了基础。 在近年来的工程测量测绘研究中发现,工程测量工作的标准化已经成为影响工程测量工作质量的关键。虽然近年来工程测量测绘专业化企业的出现与发展为提高工程测量测绘质量、加快测量测绘工作标准化奠定了基础,但是受我国整体环境影响,测量测绘工程的标准化还有相当长的一段路要求。针对我国测量测绘标准化的工作需求,我国出台了相应的标准化工作文件,并在实际应用过程中对各个领域的测量测绘标准化文件进行了不断的完善。这为我国测量测绘标准化工作的开展提供了良好的外部环境。在这样的情况,我国工程测量测绘企业应加强对相关领域标准化文件的解读与研究,将标准化文件的要求、重点等结合到企业的实际测量测绘工作中。通过测量测绘标准的实际应用以及不断完善促进我国测量测绘工作的标准化建设,促进我国工程测量与测绘的发展。而且,测量测绘标准化的建设与发展还能够促进测量测绘技术的推广与应用、实现新技术的发展,促进我国工程测量测绘行业的整体发展。 3、当前阶段工程测绘技术在具体工程施工中的具体应用 (一)工程测绘中数字技术的应用 在工程测绘技术发展的早期阶段,对已有的测绘方法的应用显得非常单调,由于当时掌握的科技情况有限,对于地理测绘必须依靠工程勘测和实际取样来进行,并且这种方法对于施工地域的整体性勘测不完整,在很大程度方面可能造成测绘误差,对于测绘质量和测绘效率都很难得到保障。在测绘技术发展的现阶段,通过对网络信息化的普及和应用,在已有的成熟技术的基础上,对GPS、Google Eerth、bing Map等地理信息网络的应用,通过对设备测绘技术的革新,研发出数字化测绘软件,使现阶段工程地理测绘技术有了很大的发展。通过对网络集成数字技术在工程测绘方面的应用,能够通过数据分析对测绘目标区域进行地理信息模拟,通过网络资源共享、软件计算和数据库信息备份等测绘步骤,能够极大地提高工作效率。在测绘前期对于施工区域的数据和信息采集可以通过GPS的主体采集来进行,以此可以大幅提升信息采集的准确率和完全覆盖率。在现行地理数字信息网络的服务体系下,能够通过卫星定位技术对收集的测绘信息进行全面反馈。基于现代工程测绘网络的发展情况来看,我国在地理信息测绘网络系统的构建和研发上也在不断深化,尤其是在地理信息资源网络共享的环境下,加强了与地理信息监管部门,高校研发部门的合作,开发出我国目前已经成功采用的地理信息测绘基站,并且拥有相关配套软件的辅助应用,提高了对于测绘信息管理的准确性。另外,地理信息网络集成化的应用也对工程测绘过程中使用的数据分析进行加工取样,作为研发新型工程测绘软件的实验样本。在具体的数字化网络测绘信息推广之前,测绘结果都是通过手工绘制工程图纸来进行表现的,如果施工区域面积较大,地下工程结构就需要多份图纸进行综合表述,但目前建立在地理信息网络化系统中的测绘技术,能够更加直观的从一张电子图纸上看到整个施工区域的多层地质结构分析,省去了图纸的重合分析和复杂的保存工作。 (二)地图数字信息技术在工程测绘中的应用 现代工程测绘技术建立在地图数字信息系统上,地理测绘信息是建立在原有的测绘数据上进行模拟处理的,数据库资源的建立和共享极大地提升了工程测绘信息的实效性,节约了大量的人力物力,从而减少了工程项目的测绘开支。全球定位技术广泛应用于工程地质测绘的信息收集阶段,对测绘区域的地理环境和地质情况能够实时做出信息反馈,确保信息采集的真实性。全球定位系统对于工程信息的测绘是采用时间性精确排列的,在时间精度下便于对数据的查找,根据对中心区域的数据布点控制,可以高效绘制出施工区域内的坐标图,借助坐标数据分析软件对施工区域内的地质状况进行实际比例分析。工程信息遥感技术具有高效性与实效性的完美结合,其测绘方法更为经济实用,遥感信息测绘能够实现大范围空间的同步信息观测,目前已经成为工程地理测绘技术的重要手段。遥感技术能够根据摄影采集到的地理信息进行任意比例的缩放,这些固定比例尺寸的 模拟绘图可以通过3S地理信息集成技术进行关联位置的确定,从众多遥感信息中提取需要的数据本分进行应用。 4、关于工程测量与测绘技术发展过程中相关问题的探讨 工程测量测绘技术的发展提高了对工程测量测绘人员的技术要求。虽然工程测量测绘技术与仪器整向着自动化方向发展,但是设备的使用以及相关技术的了解与应用仍然需要工程测量测绘人员不断地加快技术学习与知识结构的补充。通过工程测量测绘人员知识结构的完善以及新技术的学习为确保新技术的推广与应用、确保新技术应用过程中相关问题的解决、确保工程测量测绘质量奠定基础,促进我国工程测量测绘行业技术水平的整体提高。 工程测量测绘论文:基于测绘发展现状的工程测量测绘技术应用分析 摘要:在我国社会主义建设的过程中,随着社会经济的不断发展,人们对工程质量的要求也在逐渐的提高,而工作测绘技术的实施,不仅为了工程施工提供了相应的信息数据,保障了工程施工的质量,还加快了工程施工的进度,为工程施工提供了良好的效益。目前,为了促进我国测绘行业的发展,人们也将许多先进的科学技术应用的工程测绘技术当中,并且通用对工程测绘技术的不断改进的完善,来提高测绘技术的精度和准确性,从而满足当前工程测绘工作的相关要求。本文通过对工程测绘对工程施工项目的影响进行简要的分析,讨论了当前阶段的工程测绘技术在工程施工中的实际应用,以供相关人士参考。 关键词:测绘技术;工程测绘;实际应用 近年来随着工程施工项目的逐渐增多,人们为了保障工程施工的质量,也将工程测绘技术应用导致其中,通过相关的测绘技术来对施工地域的相关信息数据,比如地理环境、水文地质等信息进行收集,然后在利用相关的信息处理技术,将测绘信息通过绘图编算的方法,来让施工人员对工程施工测绘信息进行全面的了解。从当前我国工程测绘技术的发展情况来看,虽然工程测绘技术作为一项综合性极强的多元化信息技术,在工程施工中得到了施工十分广泛的应用,但是在对工程施工项目测绘的过程中,也存在着一定的局限性,使得工程测绘信息的精度和准确性受到严重的影响。因此,为了促进我国测绘行业的发展,人们也将许多先进的科学技术和设计理念应用到工程测绘技术当中,从而有效的提高了工程施工的质量。下面我们就对当前工程测绘技术在工程施工中的实际应用进行分析。 一、工程测绘急速对于项目施工的和规划的重要影响 所谓的工程测绘也就是指在工程施工项目中,施工人员为了对工程项目的相关信息记录进行了解,方便对整个工程的施工规划,就利用相关的信息收集处理方法,来对工程施工信息进行全面的了解,它不仅是工程施工的前提条件,还是整个工程项目中的重要内容。目前在工程施工中,工程测绘已经作为一项综合性技术被人们广泛的应用到其中,并且在工程施工中有着十分重要的意义。而如果在工程测绘的过程中出现问题,那么将会影响整个工程施工项目的施工质量和施工效率。因此为了保障测绘技术的准确性,我们不但要将各种先进的科学技术应用的工程测绘当中,还加强对工程测绘技术的培养,进而将专业化的工程测绘技术作为整个工程施工的进程,使得工程施工项目可以顺利的完成。 近年来,随着我国工程测绘技术的不断发展,人们也逐渐的意识到当前测绘工作中的局限性,并对现阶段的工程测绘技术进行相应的改进,从而提高工程测绘的质量。当前,我们在工程测绘工作中不仅加强对工程测绘技术的管理和使用,还要在现阶段工程测绘技术的基础上,将许多先进的科学理念应用到其中,使其在提高测绘技术的精度的同时,也推动了我国测绘行业的发展。 二、当前阶段工程测绘技术在具体工程施工中的具体应用 (一)工程测绘中数字技术的应用 在工程测绘技术发展的早期阶段,对已有的测绘方法的应用显得非常单调,由于当时掌握的科技情况有限,对于地理测绘必须依靠工程勘测和实际取样来进行,并且这种方法对于施工地域的整体性勘测不完整,在很大程度方面可能造成测绘误差,对于测绘质量和测绘效率都很难得到保障。在测绘技术发展的现阶段,通过对网络信息化的普及和应用,在已有的成熟技术的基础上,对GPS、Google Eerth、bing Map等地理信息网络的应用,通过对设备测绘技术的革新,研发出数字化测绘软件,使现阶段工程地理测绘技术有了很大的发展。 通过对网络集成数字技术在工程测绘方面的应用,能够通过数据分析对测绘目标区域进行地理信息模拟,通过网络资源共享、软件计算和数据库信息备份等测绘步骤,能够极大地提高工作效率。在测绘前期对于施工区域的数据和信息采集可以通过GPS的主体采集来进行,以此可以大幅提升信息采集的准确率和完全覆盖率。在现行地理数字信息网络的服务体系下,能够通过卫星定位技术对收集的测绘信息进行全面反馈。 基于现代工程测绘网络的发展情况来看,我国在地理信息测绘网络系统的构建和研发上也在不断深化,尤其是在地理信息资源网络共享的环境下,加强了与地理信息监管部门,高校研发部门的合作,开发出我国目前已经成功采用的地理信息测绘基站,并且拥有相关配套软件的辅助应用,提高了对于测绘信息管理的准确性。另外,地理信息网络集成化的应用也对工程测绘过程中使用的数据分析进行加工取样,作为研发新型工程测绘软件的实验样本。在具体的数字化网络测绘信息推广之前,测绘结果都是通过手工绘制工程图纸来进行表现的,如果施工区域面积较大,地下工程结构就需要多份图纸进行综合表述,但目前建立在地理信息网络化系统中的测绘技术,能够更加直观的从一张电子图纸上看到整个施工区域的多层地质结构分析,省去了图纸的重合分析和复杂的保存工作。 (二)地图数字信息技术在工程测绘中的应用 现代工程测绘技术建立在地图数字信息系统上,地理测绘信息是建立在原有的测绘数据上进行模拟处理的,数据库资源的建立和共享极大地提升了工程测绘信息的实效性,节约了大量的人力物力,从而减少了工程项目的测绘开支。 全球定位技术广泛应用于工程地质测绘的信息收集阶段,对测绘区域的地理环境和地质情况能够实时做出信息反馈,确保信息采集的真实性。全球定位系统对于工程信息的测绘是采用时间性精确排列的,在时间精度下便于对数据的查找,根据对中心区域的数据布点控制,可以高效绘制出施工区域内的坐标图,借助坐标数据分析软件对施工区域内的地质状况进行实际比例分析。 工程信息遥感技术具有高效性与实效性的完美结合,其测绘方法更为经济实用,遥感信息测绘能够实现大范围空间的同步信息观测,目前已经成为工程地理测绘技术的重要手段。遥感技术能够根据摄影采集到的地理信息进行任意比例的缩放,这些固定比例尺寸的模拟绘图可以通过3S地理信息集成技术进行关联位置的确定,从众多遥感信息中提取需要的数据本分进行应用。 随着一些新的技术在工程测量中的运用,这给我国工程测量人员自身素养提出了更高的标准,全球定位技术、地理信息技术以及遥感技术等新的技术在工程测量中的运用一方面推动了工程测量工作的效率,特别是很好地解决了一些比较恶劣环境下的测绘所碰到的难题,另一方面工程测量人员要不断提高运用这些新技术的能力,只有这样才能够为工程施工打下坚实的基础。 三、结束语 总而言之,我国工程施工的过程中,测绘工作有着十分重要的意义,它可以有效的提高工程施工的质量和效率,使得工程施工项目可以顺利的完成的。但是,因为现阶段的工程测绘技术存在着一定的局限性,因此我们为了提高工程测绘的准确性,解决在工程测绘过程中存在的问题,人们就将许多先进的科学技术融入到其中,从而有效的推动我国测绘行业的发展。 工程测量测绘论文:工程测量测绘技术数字化的应用与发展 摘要:随着社会的高速发展,以及科技的进步,人们对工程施工质量和效率的要求都在不断提高,近年来,智能化和数字化的工程技术逐渐进入人们的眼球,再加上计算机和互联网的发展,使数字化工程测量测绘技术得到了飞速的发展。目前,数字化工程测量测绘技术已经受到我国各种工程项目的广泛应用。本文就对工程测量测绘技术数字化的应用与发展进行详细的探讨,对工程测量测绘工作如何进一步提升进行分析。 关键词:工程;测量测绘;技术;数字化;应用;发展 一、 工程测量测绘技术的发展状况 (一)地面测量仪器在工程测量中的应用状况 二十世纪80年代以来,工程测量技术在全球范围内得到空前的发展,尤其是地面测量仪器的发展,大量地面测量仪的出现为工程测量测绘提供了方便可靠的测量技术手段,其中包括:光电测距仪、全站仪、数字水准仪、精密测距仪、激光准直仪、电子经纬仪以及激光扫平仪等,这些地面测量仪器的出现大大推动了工程测量测绘向着数字化、智能化、自动化发展,改变了以往主要通过地形测量、工程控制网、施工测量以及道路测量等的地面测量作业方法。其中,在一定条件下,边角网、三边网等取代了传统的三角网;测距仪具备实时的连续自动跟踪功能,在施工放样测量工作中为人们带来极大的方便;对于过往难以到达的测量点,现在可以通过免棱镜测量方法来进行测距工作;在细小的部位测量时也可以利用电子测速仪实现准确的测量;传统的基线测量仪也已由精密测距仪所取代。 传感器的应用和发展 传感器的范围非常广泛,包括各类高精度、自动化的数据采集设备,例如CPS接收器、CCD数码相机、马达驱动形式的全站仪以及位移计等。经过多年的应用和发展,目前的传感器已经具备相当高的精度化、自动化、实时化水平,为复杂的大型施工提供施工、运营安全的重要保证。除了利用最先进的传感设备以外,还需要通过不同领域的技术人员的相互协作,才能对工程概况,包括安全状况、实时状况等有比较全面、准确的认识。因此,在工程数据的自动采集、储存、传输以及处理工作上,应该充分利用现代传感设备高精度和自动化的特点。 数字化测量测绘技术的应用 为了更好地进行长期的测量测绘数据、信息收集和储存工作,为国防建设以及国家经济建设出一份力,很多工程测量者都选择通过数据库技术或者利用GIS技术来实现信息系统以及数据库的建立。而在解决城市工程测量的最终任务:测量测绘大比例尺地形图时,应该注意以下问题。 测量测绘大比例尺地形图是一项大量数据处理以及绘图工作、脑力和体力劳动、产品单一、制图周期长等特点于一身的测量测绘方法,因此这种方式已经难以满足现时人们对现代化工程施工的需要。然而随着全站仪、电子经纬仪以及GEOMAP系统的出现,实现了对数控绘仪、微机以及测量测绘设备的结合,能够帮助测量者更好地完成野外和室内的数据收集、处理、编辑以及绘图等工作,形成了一个野外或室内的自动测量测绘系统。现时的数字化测量测绘技术可以为测量者提供数据,也可以直接提供纸质的制图成果,为专业设计、工程施工的自动化以及数据库系统形成打下坚实的基础。 大比例尺测图技术的发展和应用 全站仪的出现是实现大比例尺测图的关键之一,推动了大比例尺测图技术由地形图测绘向数字测图方向发展。在数字测图技术中主要是通过数字线画图的测绘,结合工程需要,最后建立数字高程模型的方式进行。在对大比例尺地形图进行测量测绘时,通过遥感影像以及全数字化测量技术,可以生成数字线划图、数字高程模型、DOM和三维景观模型等重要模型,可以为城市建设中的各类工程施工提供可靠、高质、全面的空间基础信息。 (五)三维工业测量技术的应用和发展 现代工业生产在生产流程自动化、产品检验、生产控制以及整体过程监控的测量、定位上都有着精度高、效率高等要求,并且能够为工程施工提供显示出运行轨迹的数字模型。目前,三维工业测量技术逐渐得到了人们的重视,一般的三维工业测量系统由电子经纬仪、激光扫描仪、全站仪以及近景摄影仪等传感器,加上计算机和各种测量软件所组成。 (六)精密与大型工程测量技术的发展 随着经济和社会的高速发展,各种大型和精密的工程项目越来越多。虽然这些工程对于测量人员来说是一个重大的挑战,但是通过上述各种数字化工程测量测绘技术的使用,加上工程测量人员的知识和技术的提升,不断对工程测量技术进行革新和升级,目前各种精密和大型的工程测量也能够比较出色的完成。 二、数字化工程测量测绘技术在原图处理中的应用 随着各种数字化工程测量测绘技术的兴起,数字化原图处理技术也开始发展起来。数字化原图处理技术是指在建立使用GIS技术建立测量数据系统时,对原有的工程地图实行数字化处理,如果原始地图的比例尺和精度都能满足要求的话,就通过数字化仪器对原始地图进行数字化处理的工程测量测绘技术。目前的数字化原图处理技术主要包括扫描矢量化技术、手扶跟踪数字化技术以及GPS数据输入技术三种: (一)扫描矢量化技术,指首先利用扫描仪对原始地图进行图像输入扫描,然后使用矢量跟踪的方法,对实体空间位置进行确定。随着扫描仪和矢量化软件的发展,扫描矢量化技术的作业方法会变得越来越自动化,其在未来一段时间内都是一种先进、高效的工程测量数据输入技术。 (三)GPS数据输入技术,指通过GPS工具的运用,对地球表面图形位置进行精确的确定,虽然测量的要求比较精确,但是由于它测定的数据是属于三维空间位置,因此在测量和输入过程中不需要进行转换工作,而是直接将测量数据输入数据库。目前最常用的GPS技术主要为实时动态技术(RTK),它具有能够对三维定位结果进行实时的输入和提供的GPS 定位测量技术,其精度可以达到厘米级。首先对GPS接收机上对GPS卫星的已知点进行观测,然后通过基准站电台上的载波进行采集,并使用基准站电台将其进行发射;流动站在对GPS卫星所发射的载波进行观测和采集后,经解调得到基准站的载波相位观测量,流动站的GPS 接收机再利用运动中求解整周模糊度技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度,最后求出厘米级精度流动站的位置。 三、结论 随着工程测量测绘技术不断向着数字化发展,现代的工程测量的管理和控制系统必然会变得更加智能化,而测量信息管理则会向着可视化、测量信息传播和共享网络化等方面发展。因此,为了能够把工程测量测绘的过程以及信息进行更有效的管理和控制,工程测量测绘人员大力开展数字化测量测绘技术的研究是大势所趋,这样才能提升测量测绘人员自身竞争力,以及提升其经济效益的创造。 工程测量测绘论文:基于测绘发展现状的工程测量测绘技术应用分析 【摘 要】在工程项目施工中,工程测绘是开展项目具体规划和设计的优先工作,对于工程项目的施工质量具有重要的保障作用。随着建筑工程技术的不断发展与提高,工程测绘技术的应用和开发也在陆续进行,为了很好地适应新形势下工程项目的多元化开发模式,工程测绘技术发展到现阶段,已经能够充分运用到全球定位技术、数字化区域信息模拟技术以及地理信息遥感数据系统等,这些新型工程测绘技术在具体的项目施工中的应用极大地提高了工程项目的测绘效率,保证了工程项目的施工质量。 【关键词】测绘技术;工程建设;发展现状;新型科技 工程项目测绘是在工程项目进行施工之前,由专业的测绘技术人员对施工地域内的地理环境、地表情况、水文因素以及施工空间等进行实物采集、信息分析和绘图编算的具体过程。工程项目测绘是一项具有综合性质量的多元化信息采集工作,在目前发展的工程测绘技术来看,工程项目测绘都是通过对地面位置、地质构造特征以及区域构造情况进行数据模拟分析的过程。随着工程建筑行业的科学技术不断提高,在项目施工之前必须保证对于地理测绘情况的准确性。工程测绘是开展工程项目工作的第一要素,在当前测绘技术的发展阶段,运用到全球定位系统,地理信息库数据系统和卫星遥感系统这些多学科的技术的融合应用,对于加强工程质量管理工作具有非常重要的关键意义。 一、工程测绘急速对于项目施工的和规划的重要影响 工程测绘是工程项目开始施工之前的先导条件,可以看做是整个工程全局规划的“眼睛”,是工程项目开展的前提条件。工程测绘是一项结合综合性技术的配合性工作,如果在工程测绘的过程中,由于某阶段出现问题,就有可能影响到整个工程规划和施工的进展。工程测绘技术的应用对于建筑企业来说是关键性发展项目,为了保证工程项目的顺利开展,工程进度与工程质量能够达到合同标准,需要在工程测绘阶段加强技术性思考,以专业化的工程测绘技术指导全局工作,这是保证项目从规划到施工的全阶段每个环节的先决基础。因此在工程项目的具体施工阶段,需要强化对于已有的测绘技术的管理和应用,另一方面需要对测绘技术在已有经验的基础上进行提高和创新,对测绘误差和测绘条件进行优化。特别是对于一些复杂地质结构的地区,在特定环境基础上进行工程测绘,需要借助新型科技手段来实现工程测绘与实际地理特征的完全结合。目前正在应用的全球定位系统、数字地理信息系统等在具体的工程测绘中得到了广泛的认可,保证了工程施工规划的具体和完整,也保障了工程施工质量达到预期水平。 二、当前阶段工程测绘技术在具体工程施工中的具体应用 (一)工程测绘中数字技术的应用 在工程测绘技术发展的早期阶段,对已有的测绘方法的应用显得非常单调,由于当时掌握的科技情况有限,对于地理测绘必须依靠工程勘测和实际取样来进行,并且这种方法对于施工地域的整体性勘测不完整,在很大程度方面可能造成测绘误差,对于测绘质量和测绘效率都很难得到保障。在测绘技术发展的现阶段,通过对网络信息化的普及和应用,在已有的成熟技术的基础上,对GPS、Google Eerth、bing Map等地理信息网络的应用,通过对设备测绘技术的革新,研发出数字化测绘软件,使现阶段工程地理测绘技术有了很大的发展。 通过对网络集成数字技术在工程测绘方面的应用,能够通过数据分析对测绘目标区域进行地理信息模拟,通过网络资源共享、软件计算和数据库信息备份等测绘步骤,能够极大地提高工作效率。在测绘前期对于施工区域的数据和信息采集可以通过GPS的主体采集来进行,以此可以大幅提升信息采集的准确率和完全覆盖率。在现行地理数字信息网络的服务体系下,能够通过卫星定位技术对收集的测绘信息进行全面反馈。 基于现代工程测绘网络的发展情况来看,我国在地理信息测绘网络系统的构建和研发上也在不断深化,尤其是在地理信息资源网络共享的环境下,加强了与地理信息监管部门,高校研发部门的合作,开发出我国目前已经成功采用的地理信息测绘基站,并且拥有相关配套软件的辅助应用,提高了对于测绘信息管理的准确性。另外,地理信息网络集成化的应用也对工程测绘过程中使用的数据分析进行加工取样,作为研发新型工程测绘软件的实验样本。在具体的数字化网络测绘信息推广之前,测绘结果都是通过手工绘制工程图纸来进行表现的,如果施工区域面积较大,地下工程结构就需要多份图纸进行综合表述,但目前建立在地理信息网络化系统中的测绘技术,能够更加直观的从一张电子图纸上看到整个施工区域的多层地质结构分析,省去了图纸的重合分析和复杂的保存工作。 (二)地图数字信息技术在工程测绘中的应用 现代工程测绘技术建立在地图数字信息系统上,地理测绘信息是建立在原有的测绘数据上进行模拟处理的,数据库资源的建立和共享极大地提升了工程测绘信息的实效性,节约了大量的人力物力,从而减少了工程项目的测绘开支。 全球定位技术广泛应用于工程地质测绘的信息收集阶段,对测绘区域的地理环境和地质情况能够实时做出信息反馈,确保信息采集的真实性。全球定位系统对于工程信息的测绘是采用时间性精确排列的,在时间精度下便于对数据的查找,根据对中心区域的数据布点控制,可以高效绘制出施工区域内的坐标图,借助坐标数据分析软件对施工区域内的地质状况进行实际比例分析。 工程信息遥感技术具有高效性与实效性的完美结合,其测绘方法更为经济实用,遥感信息测绘能够实现大范围空间的同步信息观测,目前已经成为工程地理测绘技术的重要手段。遥感技术能够根据摄影采集到的地理信息进行任意比例的缩放,这些固定比例尺寸的模拟绘图可以通过3S地理信息集成技术进行关联位置的确定,从众多遥感信息中提取需要的数据本分进行应用。 随着一些新的技术在工程测量中的运用,这给我国工程测量人员自身素养提出了更高的标准,全球定位技术、地理信息技术以及遥感技术等新的技术在工程测量中的运用一方面推动了工程测量工作的效率,特别是很好地解决了一些比较恶劣环境下的测绘所碰到的难题,另一方面工程测量人员要不断提高运用这些新技术的能力,只有这样才能够为工程施工打下坚实的基础。 工程测量测绘论文:工程测量测绘技术数字化的应用与发展 摘要:工程测量服务领域主要包括建筑、水利、交通等行业,随着计算机、网络技术的发展、测量仪器的智能化,数字化测绘技术得到了广泛的应用, 工程测量的服务领域也进一步延伸,以满足不断提高的社会需要。 关键词:测绘工程 测绘技术应用发展 一、 工程测量技术的发展状况 (1)先进的地面测量仪器在工程测量中的应用 20世纪80年代以来出现了许多先进的地面测量仪器,为工程测量提供了先进的技术工具和手段,如:光电测距仪、精密测距仪、电子经纬仪、全站仪、电子水准仪、数字水准仪、激光准直仪和激光扫平仪等,为工程测量向现代化、自动化和数字化方向发展创造了有利的条件,改变了传统的工程控制网布网、地形测量、道路测量和施工测量等的作业方法。三角网已被三边网、边角网和测距导线网所替代;光电测距三角高程测量代替三、四等水准测量;具有自动跟踪和连续显示功能的测距仪用于施工放样测量;无需棱镜的测距仪解决了难以攀登和无法到达的测量点的测距工作;电子速测仪为细部测量提供了理想的仪器;精密测距仪的应用代替了传统的基线丈量。 (2)传感器的研究应用与集成 传感器是一个非常广义的概念,可泛指各种能自动化、高精度地采集数据的设备。CPS接收机、马达驱动的全站仪、CCD数码相机以及工程岩士位移伸缩计等都属于传感器。当今,工程测量的高精度和实时性是保证结构复杂的大型工程安全施工和运营的重要保障。这就要求不同知识和专业领域的科技人员的共同合作,较全面地了解和掌握工程的安全状态,以综合分析建筑物的实时状态。因此,也就需要充分利用传感器的自动化和高精度的特点,来实现数据的自动采集、传输、处理和表达。这种需求极大地促进了各种传感器的研发,并在各种工程中广泛应用。 (3)数字化测绘技术在工程测量中的应用 测量工作者如何更好地使用和管理好长期积累或收集的大量测绘信息,更好地为经济建设和国防建设服务,其最有效的方法是利用数据库技术或GIS技术建立数据库或信息系统。大比例尺地形图和工程的测绘,是城市与工程测量的重要内容和任务。常规的成图方法是一项脑力劳动和体力劳动结合的艰苦的野外工作,同时还有大量的室内数据处理和绘图工作,成图周期长,产品单一,难以适应飞速发展的城市建设和现代化工程建设的需要。随着电子经纬仪、全站仪的应用和GEOMAP系统的出现,把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘仪三者结合起来,形成一个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统。系统的开发研究主要是面向城市大比例尺基本图、工程地形、带状地形图、纵横断面图、地籍图和地下管线图等各类图件的自动绘制。系统可直接提供纸图,也可提供数据,为专业设计自动化,建立专业数据库和基础地理信息系统打下基础。 (4)三维工业测量技术的发展与应用 现代工业生产要求对生产的自动化流程、生产过程控制、产品质量检验与监控等进行快速、高精度的测量、定位,并给出运行轨迹或复杂形体的数字模型等。因此,兴起了三维工业测量技术,它是以电子经纬仪、全站仪、近景摄影仪或激光扫描仪等为传感器,在电子计算机和软件的支持下形成了三维测量系统。三维工业测量系统分为三大类,以电子经纬仪或全站仪为传感器的工业大地测量系统;以近景摄影机为传感器的工业摄影测量系统;以激光扫描仪为传感器的激光扫描测量系统。 (5)大比例尺测图技术向数字化、信息化方向发展 全站仪的问世是现代地面测量技术发展的里程碑之一,推动了传统地形图测绘技术向数字测图技术转换。应用数字测图技术测绘数字线划图(DLG),并根据需要生成数字高程模型(DEM)。利用遥感影像,采用全数字摄影测量技术,测绘大比例尺地形图,可生成DLG, DOM, DEM图及三维景观模型,为各种工程或城市建设提供高质量,多形式的空间基础信息支持。 (6)大型与精密工程测量成绩显著 随着国民经济建设的发展,大型工程建设、超高层建筑物与构筑物建设、大坝变形监测以及自动化生产线和超高精度的设备安装等愈来愈多,对工程测量工作者来说是极大的挑战。许多工程测量科技人员发挥了自己的聪明才智,以创造性的劳动,大胆地进行技术革新或技术攻关,解决各种技术难题,为各项大型和精密工程建设提供了可靠的测绘技术保障.出色地完成各项工程测量任务 二、 数字化技术在原图处理中的应用 原图数字化处理 : 在建立各种GIS 系统时,需要对原有地图进行数字化处理,对于原始地图,若其精度和比例尺能满足要求,就可以利用数字化仪对其进行数字化处理工作。当前主要有手扶跟踪数字化和扫描矢量化、GPS数据输入三种方法; 1.手扶跟踪数字化需要的仪器为计算机,数字化仪及相关软件,是较早的一种数字化输入方法,输入速度较慢,劳动强度也较大。 2.扫描矢量化是通过扫描仪输入扫描图像,然后通过矢量跟踪,确定实体的空间位置。 扫描仪的普及和矢量化软件的不断升级,其作业方法越来越趋于自动化,它是一种省时,高效的数据输入方法。 3.GPS输入是依据GPS工具能确定地球表面图形精确位置,由于它测定的是三维空间位置的数字,因此不需作任何转换,可直接输入数据库,目前主要是应用RTK(Real Time Kinematics-实时动态)技术,它是在GPS 基础上发展起来的、能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果,并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的GPS 定位测量方式,通过将1台GPS 接收机安装在已知点上对GPS 卫星进行观测,将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上,再通过基准站电台发射出去;流动站在对GPS 卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时,也接收由基准站电台发射的信号,经解调得到基准站的载波相位观测量,流动站的GPS 接收机再利用0TF(运动中求解整周模糊度)技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度,最后求出厘米级精度流动站的位置。应用这种测量方法测量可以不布设各级控制点,仅依据一定数量的基准控制点,便可以高精度快速地测定图根控制点、界址点、地形点、地物点的坐标,利用测图软件可以在野外一次生成电子地图。同时,也可以根据已有的数据成果快速地进行施工放样。而实际应用得较多的主要是数字扫描矢量化软件,针对大比例尺地形图,大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息,高效、便捷、保真的对地图进行数字化处理。 三、城市全球定位综合服务系统技术的兴起 随着科学技术与社会经济的飞速发展,信息化时代已经到来。空间数据基础设施(SDI)是支撑并形成信息化社会的一个必备的基础设施。一个开放性的空间数据基础设施所要解决的主要问题和具备的基本功能就是实时地为所有的用户提供精确可靠的时间和空间信息。连续运行的卫星定位参考站网综合服务系统就是当代最为有效的空间数据基础设施之一。利用全球卫星定位技术在一定地域建立若干永久性、连续性卫星跟踪站(或基准站),及相应实时播发站组成,用户通过各种数据通信手段,结合自身的卫星跟踪观测数据,实时地获得带有时间标志的装置信息,用于及时精密导航、高精度快速实时定位、三维放样和各类变形监测。从而为城市规划、施工建设、国土与地籍管理、基础测绘、环境监测、灾害预测、天气预报、交通监管、精细农业等服务,将为城市信息化提供了一个强有力的基础设施和物质保障。为“数字城市”提供重要技术支撑,这是城市全球定位综合服务系统技术兴起发展的必然的趋势。 四、工程数据库和城市信息系统的建立与应用 随着工程测量数据采集和数据处理逐步自动化、数字化、信息化、测量工作者如何更好地使用和管理好积累和收集的大量测绘信息,更好地为经济和国防建设服务,最有效的方法是利用数据库技术和GIS技术,建立数据库或信息、管理系统城市建设、土地规划、资源开发、环境治理、企业管理,工程运营管理等部门,都面临建立类专业信息系统或数据库,以实现管理的科学化、标准化、信息化的需求。同时,国产GIS基础软件和应用软件的开发研究已经成熟,为工程数据库和城市信息系统的建立与应用创造良好基础。城市基础地理信息系统,城市地下管线信息管理系统,城市地籍信息管理系统,智能交通管理系统、大型水利建设信息系统,矿山开采信息系统等将有较快发展和市场。它们将成为城市和工程建设的重要组成部分,加上与GPS技术、RS技术和通讯技术相结合,将为电政务、电商务和“数字城市”提供重要的技术支撑。 结语: 随着现代化测绘技术的不断发展,现代工程测量必将朝着测量数字工程化的方向发展。测量过程控制和系统行为智能化、测量成果和产品数字化、测量信息管理可视化、信息共享和传播网络化的趋势发展,这是大势所趋。 大力开展数字化测绘技术的应用与研究将是测绘人员提升自身竞争实力和创造经济效益的首要任务。 工程测量测绘论文:电力工程测量测绘应注意的问题分析 【摘要】随着科学技学的不断发展,高科技产品逐渐的融入到千家万户中,这些在某种程度上更加剧了人们对电力的需求,并推动了我国电力工程事业的高速发展。工程测量测绘技术是在科技发展的基础上逐渐发展和完善的,在电力工程中起着十分重要的作用,工程测量测绘技术能够有效的提高电力工程中数据提取的精确度,为电力工程事业的建设提供了有效的理论指导,同时也为电力工程事业的发展做好了扎实的铺垫,为我国现代化的建设提供了可靠的后台保障,因此对电力工程测量测绘问题进行分析和研究,对我国经济的发展具有十分重要的意义。本文主要是从多方面对电力工程测量测绘中存在的问题进行论述,希望工程测量测绘技术在电力工程中取得更大的作用和进步。 关键字:测量测绘技术 准确 高效 科技的指导 由于我国近年来对电力工程事业需求量的不断加大,我国的电力工程事业正在向着更加优化的道路上进行着积极的调整,与此同时电力工程测量测绘作为电力工程建设的基础技术,对电力工程中工程质量的提升、材料的节省起着十分重要的作用。工程测量测绘技术,是通过现代化的科学仪器,在工程施工的过程中,通过对施工现场进行精确的测量和制图,对位置、形态、空间关系中的各种信息进行采集,然后再对收集到的数据进行提炼分析,从而为工程设计提供了有效的依据。电力工程施工中就是通过这种方法,有力的保障了工程信息的来源,提高了电力工程建设的工期。 1电力工程测量测绘的应用和需求分析 电力工程测量测绘技术贯穿在工程施工的始末,有力的保障了工程施工准确、高效的进行。第一,映像提取相关的测量测绘技术在电力施工中的应用,受到施工地理位置或某些突发状况的影响,有些数据的提取就变得非常的困难,这时可以通过这项技术,对工程现场按比例进行拍摄,从而提取到有用的信息,然后再通过电脑对数据进行分析,并制定合理的方案,有效的降低了工程信息提取的难度,第二,卫星定位相关的测量测绘技术在电力施工中的应用,这是通过高程的拍照控制技术,全局的对数据进行提取,实时的对工程进行监控,从而有效的降低了人力的投入、减少了数据采集过程中的困难、提高了数据采集的精确度,通过前面的叙述,我们可以看出测量测绘技术在电力工程建设过程中的重要性和需求性,随着我国电力工程建设规模的不断扩大和建设难度的不断加深,电力工程建设对测量测绘技术有更多的需求。 2 科技对电力工程测量测绘起到的推动作用 科学技术的不断进步推进了电力测量测绘技术水平的不断提升,使人们在现代工程建设中对数据高精确度的要求得到了满足。科学技术最大的产物就是计算机技术,测量测绘技术把这一技术合理的运用起来,有效的提高数据处理的精确度和效率;同时电力工程测量测绘技术还将遥感定位技术加入其中,有效的确定了施工的方位,并对施工现场进行了准确的监管,合理的控制着工程建设的各各关节;摄影测量技术的加入又使电力工程测量测绘技术得到了更大的突破,这一技术是把摄影、图像处理、地理定位有效的结合在一起,使工程现场更加直观的展现在我们的面前,得到的信息量也更加丰富、明朗,从而有效的对工程建设做出了指导。由此可见,电力工程测量测绘技术是科学技术发展的产物,并且科学技术有力的推动了我国电力工程技术的发展。 3电力工程测量测绘应注意的问题 虽然我国的电力工程测量测绘技术在科技的指导下已经有了较大的发展,但是其中仍然存在着很多问题。首先,在测量测绘技术的应用方面,由于测量测绘技术具有非常高的专业性,因此必须通过运用一些专业的人才,才能对一些测量设备进行使用、并对收到的数据做出准确性的判断和分析,而有关施工方对专业人才的短缺和对员工培训力度的不够,这些就导致了对高超的测量测绘技术很难做出合理的利用,再加之一些施工方片面追求工程成本,对先进技术和设备的引入不够,这些都影响了工程测量的准确性,导致了工程质量的下降和工期的增加;其次,在人员管理、资源分配方面存在的问题,电力工程的建设是一个非常大的工程,其中涉及的人员和资源都非常多,有些施工方并没有形成一套合理的管理机制,对员工进行的分配不够科学,并且有时对员工进行随意的调度,这些都降低了员工工作的效率,同时对资源的利用也存在不合理的地方,如:在一个建设的重点工程中原料过多或过少的使用造成的安全事故,资源管理不当造成的资源浪费和损失,这些都影响到了工期质量和工程成本,为工期的建设埋下了不安全的因素;最后,电力工程测量测绘对周围环境造成的影响问题,在电力工程的施工过程中,一些设备的使用会对周围的土壤、空气、植物造成很多不好的影响,如:施工需要对局部地区进行改造,从而造成地质的破坏;一些辐射器材的使用对周围生物生长造成的不良影响;施工范围、噪音对周围居民生活造成的影响等,这些都是电力工程测量测绘在现阶段所面临的问题,这些问题也在某些程度上阻碍我国电力工程向着良性的方向发展。 4测量测绘技术在电力工程中的意见和建议 为使电力工程测量测绘技术得到更好的发展,同时使其中面临的问题得到有效的解决,我们应该全方位的付出自己的努力。首先,在技术的提升上,我们应该将多样化的测量测绘设备进行引进和使用,让这些好的技术在适合它们使用的地方,充分的发挥它们应有的作用,为电力工程的顺利建设做出技术上的支持;其次,为了解决我国工程人员技术局限的局面,我们应该加大对他们的培训力度,让他们熟练的掌握测量测绘设备的使用方法和工作原理,使测量测绘技术准确的被运用到工程的建设中去;对于电力工程测量测绘中的管理问题,我们可以事先制定好合理的施工方案,对人员的调度问题、资源的分配问题做出明确的说明,让员工按照所分配的任务有计划的进行施工,有效的提高员工的办事效率,同时对各种建设材料进行登记,并进行保护,减少材料损失、破坏和一些可以避免的浪费情况,进一步减少建设的成本;对于电力工程中的环境破坏问题,我们可以使用一些安全、无污染的设备,把一些可以避免的环境污染降到最小,对一些破土造成的植物破坏的问题,把土壤进行回填,并对周围的植被进行一些补充种植,从而有效的保障周围的环境的生态平衡。 总结:综上所述,测量测绘技术在我国的电力工程建设过程中起到了十分重要的作用,同时・电力工程事业的建设也为我国能源事业的发展起到良好的推动作用。为了让我国电力工程的建设满足经济发展的需要,我们应加大测量测绘技术的引入力度,提高电力工程测量测绘的水平,为我国电力事业的发展打下坚实的基础。对于电力工程测量测绘中所面临的问题,我们应该制定科学的设计方案,加强对相关人员的培训力度,为我国的电力工程注入新的血液,希望这些措施可以促进我国电力工程事业的高速发展,为我国现代化的建设提供良好的能源支撑。 工程测量测绘论文:工程测量测绘技术应用研究 摘要:在当前的发展下,工程测量测绘技术得到了阶跃式的进步发展,本文介绍了工程测量的重要性,阐述了工程测量技术的应用,展望了工程测量新技术的发展方向。 关键词:工程测量;测绘技术;工程应用 引言: 在经济建设的快速发展下,工程建设也实现了大幅度的开展。在工程建设中,从施工开始直至竣工结束,都离不开工程测量技术的配合与支持,工程测量技术的使用可以使整个工程项目质量能够得到有效的保障,对工程项目的建设具有重要的作用。因此,加强对工程测量测绘技术在工程中应用的研究,对工程建设具有重要的意义。 一、工程测量的重要性 如果没有工程测量工作的有效执行,将会使得整个工程项目失去施工、设计依据。下面我们以工程测量技术在实际工程中的应用为例,简要分析测量技术存在的必要性。在一般的土建施工过程中,往往需要现场的技术人员事先做好工程勘探测量工作,否则将无法为后续的工作提供参数指导,而这项工作是决定工程质量好坏的基础。根据测量定位,确定施工机械的布置点。在桩基施工过程中,需要依据工程测量来定位。为保证整个工程的地基承载力,必须通过过程测量准确的确定桩的位置。再次,在建筑物主体施工过程中,要依据工程测量确定墙、柱的位置,与地面的垂直性等,还包括垂直方向的高度,也是工程测量的内容。最后,主体工程完工后,装饰工程中,局部部位的装修的尺寸确定,墙面装饰的垂直度的保证都离不了工程测量。通过上面分析可知:工程测量是整个工程有序施工的前提,在前期工作中一定要做好工程测量工作。 二、工程测绘技术概述 随着我国科学技术的的发展,工程中所用的测绘技术也越来越先进。尤其GIS(地理信息技术)、GPS(全球定位技术)、数字化技术及RS(遥感技术)等测绘技术在工程测量中的应用,使我国的工程测绘技术已达到数字化和高效率的目标,与世界发达国家相比差距越来越小,在路桥、水利、房屋建筑等领域的工程测量中应用。降低了工程测量的误差,提高了测量精度。 现代测绘技术适用与各种复杂的工程环境,具有如下的优点 1、测绘对象的主要形象特征可以在计算机屏幕上反映出来,比之二维系统符号、线条的测绘方式,在测绘效果方面更加直观。 2、在应用效率上,与传统测绘产品相比,现代数字化技术的测绘产品应用效率更高,且修正产品信息比较及时,并且在地图修正后,能将最新的地图产品及时提供。 3、通过对项目不同筹划与构想的剖析与比较,得到的要素信息更加准确,自动化的测绘作业离不开计算机技术,在计算机等现代化的操作流程中,测绘产品的应用将达到很高的技术水平。此外,在现代信息化社会中,数字化测绘技术以其无可比拟的先进技术在将来测绘的发展上,一定会取代传统测绘技术。 4、工程测量是工程施工的关键项目,若要确保测量工作中的每一个步骤都符合要求规定,需要施工技术人员在加强管理的同时,积极应用各种新的测绘技术,以将测量误差降至最低。特别是在工程测量中应用GIS、GPS、及RS等新的测绘技术,不但能促进测量工作的技术改进,还能保证了工程质量优良。 三、测绘技术在工程测量中的应用 1、工程建设测量 工程测绘技术,主要是根据对工程建设现场的地形、地貌、工程建设的性质、地理信息等多方面的内容,进行研究和分析,并且建立其相应的施工控制网,采用不同的技术手段以及不同的放样方式,将相关的设计图纸逐一的转变成为地上的实物,在实际的工程建设当中,有着非常重要的应用。在工程建筑的运营期间之内,为了更好的对安全进行监视、对实际的情况进行分析和鉴定,需要深入的对设计结构的合理性以及理论的正确性进行验证,这就需要针对建筑物的结构、位稳、沉陷、以及倾斜等方面进行研究,并且实时的对相关的数据信息进行反馈,绘出图标信息,帮助在实际操作当中予以重视。 2、工程测量数字测绘技术 数字化测图技术是在测量工作的基础上,利用计算机技术来形成图像的过程,也称计算机成图技术。在实际的测量工作中,在建立地理信息系统的时候,通常应用大比例尺来进行实地测量形成图形,因此需要对这些原有图形进行数字化处理。如果形成的地面数字图在满足一定精确比例的情况下就可以直接通过常规的方法、数字以及摄影方式进行数据擦剂,最后在计算机软件的帮助下,将地图中的坐标以数字化存储方式表示出来。在测绘技术发展的现阶段,通过对网络信息化的普及和应用,在已有的成熟技术的基础上,对 GPS、Google Eerth、bing Map 等地理信息网络的应用,通过对设备测绘技术的革新,研发出数字化测绘软件,使现阶段工程地理测绘技术有了很大的发展。 3、建筑物的变形等检测 我国法律法规对高楼大厦建设的位移变形的数值等规定了其允许范围,并且需要使用符合要求的一些设备进行测量。建筑物的位移观测要符合照相应法律法规中的二级精度。采用精密全站仪等符合法规的设备,将处理后的结果整理成报告提交给甲方。在建筑物的变形监测过程中,尽量避免人工干预,包括记录数据、数据处理等。要尽最大可能的全部使用计算机来处理数据和绘制成图。全站仪设备和全球定位系统同样也普遍应用在建筑物的变形监测过程中,相较于一般的设备,其有明显的优势,用时少,效率高,数据准确。 4、3S集成技术的应用 在本论文前半部分的内容中已经部分介绍了3S技术的应用。所谓3S集成技术也就是:全球定位GPS技术、地理信息技术GIS和遥感技术RS。这三项技术基本上可以代表测绘技术的数字化,它们的出现给工程测量注入了新的生命。在有关工程测量的文献中已经详尽的介绍了3S技术的工作原理和使用方法,在此不多赘述。 5、测绘技术应用之控制测量 由于现在测绘技术的发展,控制测量已经可以快、准、好的为工程测量提供基础数据。GPS测量技术的成熟给控制测量带来了前所未有的突破。只要保证GPS采集设备操作的准确性,加之其内部软件的计算,我们可以得到最终的结果,无需大量人力读数、计算和处理。真正意义上实现了自动化。GPS测量技术已可以轻松完成传统测量方法:如采用经纬仪、水准仪、测距仪等设备完成的三角测量方法和几何水准测量方法等。传统测量方法不仅需要诸多的测量仪器,还要求工作人员具有很高的职业素养,这样才能保证读数的误差控制在一定范围内。控制测量已经越来越依赖于GPS测量技术、全站仪等现代先进的设备和方法,以追求更高的精度,更快的速度,更低的投资,更少的人力。 6、工程测量三维激光扫描技术 三维激光扫描仪是现代社会发展中的又一测量技术,其主要是以技术为基础、GPS手段,通过软件构成三维激光测绘技术,与传统工程测绘相比,三维激光扫描测绘提供工作效率降低测量成本,数据的可靠性和信息准确性更高;应用的范围更广操作更为方便,此外还可以获得比较完整和详细的三维图形。常情况下,我们会将这一技术应用在对地质边坡的稳定性或者地表移动情况的测量当中。 7、结束语: 传统测绘技术与数字化测绘技术比较,发现数字化测绘技术对工程测量科技进步具有很大的推动作用,减少工作时间,通过动态监测,减少了人力消耗,提高效率,与传统的测绘技术相比有较大的提高。现在的工程测量技术的发展方向是:测量数据的采集和自动处理化、实时化、数字化、测量数据科学管理化、标准化、规格化,测量数据传递与应用的网络化、多样化、社会化。现代测试技术的多样性使用,使其在工程测量中起到重要作用。 工程测量测绘论文:探讨工程测量测绘技术 摘 要:经济的发展带动测绘技术的快速发展,测绘是专门研究建立土地信息档案理论与技术方法的一门学科,随着高科技测绘技术的应用,地籍测绘成果已经是各级政府对土地资源的规划、开发、使用、保护和管理等工作中所必需的基础资料之一。 关键词:土地调查;测量测绘技术;地理国情 引言 现如今土地资源是人们每天生活的地方,是一切活动的基础和承载体,土地资产作为一种资源,在地方经济和国民经济中起着非常重要的地位,是可持续发展的重要保障,是地区经济快速稳定发展的重要依据,在我国的土地管理法中明确规定要珍惜、合理利用土地资源,村庄土地资源作为我国土地资源的重要组成部分,土地的调查工作就显得非常的重要,本文就对如何做好土地资源的调查和地理国情测绘做简单的研究。 一、土地利用的测绘调查 土地利用现状调查时对土地的利用情况进行动态的分析和调查,方便开展对于地方的宏观调控和经济措施。从96年开始,国家就开始对土地进行每年一次的调查,这样方便及时掌握土地的使用情况和发展情况,对土地的利用率,土地类型等都进行了非常全面的调查分析。直到2000年,一些经济发达的地方开始使用比例尺对土地情况进行分析调查,很好的解决了土地所有权的一些问题,对很多以前界限模糊的地方重新进行了区域的整合和划分。第一次土地调查中采用的是1954年的北京坐标系。 在我国第二次的土地调查中,使用了1980年西安的坐标系,在这次土地调查中,使用的是一些先进的科学工具,通过GPS、GIS等工具,进行数字测绘,这些类技术的发展和完善很大程度上促进了土地点差的数字化,方便了信息的综合管理,建立了整体土地情况的资料库,为以后实现土地的综合管理奠定了可靠的基础。这些高科技工具的优点在于操作方便,并且测绘的结果精确,可以很好的节省人力和物力,在对土地进行分析调查时,严格按照国家和地方的相关标准,把土地信息内容从数字化到数据话转移,并建立整体的数据库,实施数据整体的共享和管理。及时跟新了土地的变化情况,建立了一个完整的信息管理体系。 二、测绘技术在监测中的具体应用 1、3S技术在地理国情监测中的应用 3S技术是一种综合通讯技术、计算机技术、传感技术以及空间技术、导航技术等的现代信息技术。在地理国情普查工作中,主要以卫星定位与导航技术、地理信息系统技术以及遥感技术,即GPS、GIS、RS等技术,动态获取、分析以及评估城镇化、土地利用率、地形地貌以及城市布局等地理要素信息,以完成地理国情监测。其中,GPS技术能够快速且精确地提供地理国情监测中所需的点、线、面等三维坐标信息,具有监测的效率高与精度高等特点;GIS技术对监测的各类信息进行分层分级的高效管理,并能将监测的地理信息实行组合分析、修改更新等处理。“可视化”功能是GIS技术最为显著的功能,它能够以计算机屏幕为载体,实现地图上地理信息的再现,并可实现各类地理信息的动态监测。GIS技术具有强大的数据输入、编辑、预处理以及数据管理等各种功能,在地理情报普查工作中,进行灾害监测、区域以及生态规划、土地利用评价等各方面都具有广泛的应用。 2、利用遥感影像图进行权属调查 利用高分辨率的遥感影像图作为权属调查的工作底图,比传统的线划图更为直观,可以直接在图上进行宗地的编号.设计,显著提高效率,并且对测制完成的数字线划图有一定的检查作用,将遥感影像图进行合适的转换与数字线划图进行套合可以对测区的粗差进行内业核查,发现的问题在外业实地解决。利用高分辨率的遥感正射影像图和已有的数字线划图,并对农村和城区建成区范围内的建筑.道路等各种地面地物进行属性调查,在现状调查中将影像图与之对应的线划图套合作为调查的基础图件。 3、GPS外业控制测量 为提高测图精度,我们采用了以四等控制点为基准把控制点引入需要的镇区。由于GPS实时动态测量的观测数据均为独立观测值,无法通过数据计算来检验其精度,因此我们采用了重复观测和全站仪导线复测的方法以确保成果的可靠性,共重复观测了50个点,已知点26个。重复观测数据表明:重复观测点中误差为±2.3 lcm,测量结果满足精度要求。 4、数字摄影测量技术 数字摄影测量是基于数字图像和摄影测量的基本原理,应用计算机技术、数字图像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论和方法。航空摄影测量很大,大比例尺地形图、地籍测量的重要手段和方法,可以提供数字,图像映射的行,线,和其他形式的产品。数码摄影工作站的出现,结合GPS技术的应用在摄影测量、摄影测量自动化、数字化方向发展。全数字摄影测量系统的应用,改变了从形象到摄影测量产品4 D产品,如,为了建立各种专业的信息系统和基础地理信息平台的数据提供了可靠保证。 5、信息化测绘技术 信息化测绘技术的发展,我国传统的数字测绘技术实现转型,跨越到另一个新的发展阶段后,新技术具有高效率的特点,它代表了我国测绘技术发展进入新世纪后现代化的总体战略方向。最重要特征是信息化测绘技术可以实现地理信息服务,随时随地可以为工程测量提供很大的帮助。信息化测绘技术的前沿技术包括现代坐标基准建筑技术、新网络RTK技术等,在工程测量中应用在各个方面,使工程测量精度、信息化测绘技术在生态建设,节能减排,以及新农村建设的广泛应用,为国家和人民带来了巨大的经济效益和社会效益,也大大提升了我国的综合国力,实现国家和社会的可持续发展。 三、工程测绘测量技术的发展 工程测量技术从最初的传统的测量技术发展成了现在的数字化测量技术,经过了一段漫长的历史时期。随着现代化技术的不断发展,工程测量内外作业正逐步向一体化发展,即将处理和获取数据变得更加自动化,将测量过程的控制变得更加智能化以及将测量结果变得更加数字化。测绘技术应用于工程测量中有助于提高我们现代化建设水平,传统的测绘工程测量技术一般只应用于建筑、交通等领域,而数字化测量技术可以同时应用于地形测图和施工放样两种测量当中。 将新型数字化技术应用于测绘工程的测量,能够利用计算机技术生动形象地表达出模拟信号,可以使测量成果的使用、维护和更新变得更加方便快捷,确保产品信息的实效性。还可以根据客户提出的不同要求,利用这项技术合理地处理和加工各种信息数据,使用功能变得越来越多,使测绘工程的测量变得更加智能化、自动化及规范化。测绘工程中曾经也使用过一些比较先进的地面测量仪器,如电子经纬仪、电子水准仪、全站仪、精密测距仪、激光扫平仪、光电测距仪以及激光准直仪等,这些仪器都在一定程度上为现代工程数字化测量技术的发展提供了便利的条件。现代测量技术的发展对传统工程测量中的工程控制网布置、道路测量以及施工测量等比较落后的作业进行了改进,大大提高了测量的工作效率。可见,将新型数字化技术发展应用于测绘工程测量具有重要意义。 结语 综上所述,我国工程测量科技进步很大,发展很快,取得了显著成绩;但是发展还很不平衡,尚跟不上国民经济建设发展和社会进步的需要。令人可喜的是,随着计算机技术的进步发展,以及GPS、RS、GIS、3S 集成技术等测绘新技术以及数字化测绘、地面测量等先进技术设备的应用,仅保证了土地测量信息的准确性,而且作为一种便捷的测绘工具,给地籍测绘工作带来很大的便利,也很大程度上减轻了测绘人员的工作量。 工程测量测绘论文:工程测量测绘技术应用研究 摘要:随着我国社会经济和科学技术的不断进步,同时也带动了我国其他行业的进步和发展,尤其是在我国建筑行业的发展,同时,也带动了工程测绘技术的不断发展和进步。在进行工程测量的过程中,各种新型的测量技术和测量方法也在不断的更新,其中最常见的、应用最为广泛的就是3S技术。本文就针对于这三个技术和3S技术在工程测量中的应用进行了简要的归纳和总结。 关键词:工程测量;测绘技术;应用 前言 工程测量是测绘学在国家的各项基础设施建设中的直接应用,也是测绘科学应用的最为广泛的一个分支。现代测绘技术在工程测量领域的应用极大地提高了工程测量的精准度,对工程测量的发展具有革命性的意义。如今在工程测量领域中,各种更为先进的测绘技术,比如全球定位技术(GPS)、地理信息技术(GIS)、数字化技术以及遥感技术(RS)等都为工程项目的测绘工作带来了质的飞跃,为工程测量提供了坚实的技术保障。这些新的现代技术的应用,在工程测量中起着至关重要的作用。 1.现代测绘技术分类 1.1、数字化成图技术 现代测绘技术是由数字化成图技术组成的,这种技术和以往的作图方式都不相同,提高了测量的准确性。传统的作图方式相对于来说较为费力,并且需要多次处理更改数据,这种方式很难以满足工程测量的技术要求,不符合当前社会城市的发展。而数字化成图技术正好解决了这些问题,因此被广泛使用在大比例尺度的地形图和工程图的测绘中,成为了工程测量中必不可少的技术。 1.2、全球定位技术(GPS) 全球定位技术在工程测量领域的应用是工程测绘工作迈出的一大步,标志着传统意义上的定位技术以测距、测角和侧水准作为基础工作办法的时代的终结,取而代之的是高精度、高效率的全球定位系统。传统的测绘办法比较复杂,任务比较繁重,要求完成控制网的布局和检测等工作,往往需要通过运用经纬仪、全站仪或者测距仪完成对数据信息的测绘工作,还要布置环形或者线形的控制网。相比之下全球定位系统就显得更加高效,基本上不会受到人力和天气的影响。 1.3、地理信息技术(GIS) 将地理信息技术应用到工程测量中来,能够利用其庞大的数据库信息存储,第一时间利用计算机软件进行成图处理,对于工程测量成图效率的提高以及工程设计进程的加快有极大的帮助。由于地理信息技术是以计算机技术为操作基础,因此可以相应的减少野外测量的工作时间,在降低了测量人员的工作强度的同时也使工程测量的精度得到了极大的提高。 1.4、遥感技术(RS) 遥感技术具有大范围的同步检测能力,时效性比较高,测绘数据的可比性以及经济性比较强,因而在工程测量中得到了广泛的应用。具有高分辨率以及多光谱摄影图像的遥感卫星是对地检测搜集基本地理信息的主要设备。在实际测绘工作中,遥感技术主要应用于各种中小型比例尺的工程图和地形图的绘制工作,对于各类地形图的实时更新提供了技术上的有力支持。 2.工程测量测绘技术的应用 2.1、GPS技术的运用 GPS是现代测绘技术中的一种。在现代地籍测量的过程中,GPS主要使用在整个测绘的区域,以满足工程对精确度的需要。随着GPS技术的不断发展,GPS RTK技术在工程测量中的应用更加广泛。这种测量的模式可以在准确的获取地籍坐标的准确信息,能够满足地籍测量精度较高的前提之下,在作业现场提供经过检验的测量结果,摆脱在后期处理的过程中出现问题的原因。 (1)GPS RTK接收机+测图软件。使用GPS RTK接收机在野外进行各个数据的测量,使用GPS数据处理软件进行处理,并且按照相关的个数对数据进行处理,并且最后生成图案。GPS RTK接收机是一种精度较高、效率高、速度快的数据采集设备。其显著的有点就是可以减少控制点,提高测量的效率。 (2)GPS RTK接收机+全站仪+掌上电脑+测图软件。克服集中数字测量模式的缺点,发挥各自的优点,可适应任何地形环境条件和任意比例尺地籍图的测绘,实现全天候、无障碍、快速、高精度、高效的内外业一体化采集地籍信息。 2.2、GIS技术的应用 之前已经介绍过地理信息可以将整个地球上发生的事情通过成图来进行分析,并且可以实现储存并处理地理数据等多方面功能。GIS更多的是使用在土地开发或城市规划中,在工程测量中可效率短时间的将存储的信息处理成图像,对工程的进度也起到加速作用。地理信息系统可以在降低户外测量难度的同时获得更效精准度更高的效果,这也是GIS在工程测量中的巨大优势,相辅相成缺一不可。 2.3、RS技术的应用 使用这项技术可以进行大面积的观测。因此,RS技术可以使用在大面积区域内部的测量工作,这项技术可以进行同步观测,因此,应用相对于较为广泛。RS技术的测量原理主要就是通过分辨率相对于较高的对滴遥感卫星配合多光谱航空摄影,来实现对大面积区域的同步测量观测,然后在根据所拍摄到的相片以及测量到的数据进行对比,以获得所需的测绘成果。 3. 工程测量中数字化技术的运用分析 在测绘技术的应用领域,大比例地形图以及工程测绘都是测绘工作的最基本内容。随着社会科技的不断进步和发展,已经有越来越多的科技装备已经开始使用到工程测量中,从而促进了测绘技术的不断发展。例如说全站仪等设备,以及GEOMAP以及GEOSTAR等软件的运用,在一定程度上促进了我国传统的测绘技术向数字化技术的不断转变,通过先进的测量设备和程序相互的结合,能够有效并且高质量的完成测绘的工作。当前情况下,数字化测绘技术已经广泛使用在我国大比例尺基本地形图和地籍图的测绘中,并且对比分析可以得出以下集中测绘技术应用效果较好: 在工程测量中,就是使用一种最常用的测绘技术,在借助RTK GIS技术和全站仪设备在野外对数据进行搜集和处理,并且对收集到的数据进行草图的绘制。在整个过程中,所有的信息数据都是以数字化的模式来进行储存的,在对数据进行处理的过程中,可以通过一些辅助设备和相关的程序,对需要的数据进行读取,并且和草图相互配合,从而完成对图形的编辑和对数据的处理工作。采用这种方法所获得的地形图还可以和GIS系统相互交换。在测绘的过程中,最常用的设备就是遥控电子平板设备,虽然可以借助棱镜来实现现场进行测绘的过程,但是在实际野外测绘的过程中,所投入的设备效果和实施测绘的速度也很不成功,因此,在这样的测绘地形的条件之下,使用使用电子手薄结合操作的施测方式更为经济实用。 结束语 工程测量工作一直都是新建工程项目的前提,工程测量工作的质量对于新建工程项目的整体质量都有着直接的影响。利用现代化的测绘技术,通过数字化成图技术、全球定位技术、地理信息技术以及遥感技术实现测绘数据信息的自动化、实时化和标准化,可以有效地提高工程测量工作的质量,满足新建工程项目建设和使用的需求。 工程测量测绘论文:基于测绘发展现状的工程测量测绘技术应用探析 摘要:测绘技术的发展和应用,将大大提高了工程测量的水平,为工程建设提供精确的数据和精准的地图,保证工程建设合理选址,促进工程建设的有序进行。本文主要对测绘技术的相关内容进行了叙述,仅供参考。 关键词:测绘技术;发展现状;工程测量;应用 引言 随着经济与社会的发展,相关测量测绘技术已经得到迅速的发展,本文在基于测绘发展的基础上对工程测量测绘技术的应用进行了以下几个方面的探究: 一、工程测量以及测绘新技术的探讨 从二十世纪八十年代以来,工程测量测绘技术得到快速的发展,较为先进的地面测量仪器以及GPS测量技术还有数字化的测量以及摄影测量等技术都得到了不断的推广与应用。而在实际生活中,这些技术经过实践的检验在不断的发展与完善,成为了当前工程测量测绘的重要方式。 首先先进的地面测量仪器,其主要实现了当前测量测绘技术工具以及方式上的超前性,促进工程测量逐渐朝向现代化、自动化以及数字化方向发展。与此同时,先进的地面测量仪器能够帮助降低测量工作量,同时使得设备仪器等自动计算功能避免由于人工计算所产生的误差。在这种基础上,相关测量仪器的不断发展进一步的增强了测量以及测绘的精准程度,从而全面提高了工作质量。 其次选用GPS测量技术,同传统的测量方法相比较,GPS测量方式主要有以下几个方面的特点:(1)在各个观测点之间无须通视,能够有效地降低测量工作的人力物力与财力,同时可以灵活的选取点位;(2)定位的精准度较高;(3)观测所需时间较短;(4)能够提供三维坐标;(5)操作比较简单;(6)能够实现全天候的作业;(7)能够有效地避免在传统的测量方式之中为了保证测量的准确度需要大量的砍伐树木,对生态系统带来严重破坏的问题。 最后影响提取测量测绘技术,其主要是在数字摄影的基础之上,在充分的利用被测从而提供三位信息的基础之上,来促进国内公路建设的发展。其能够将被测区依据多种像控点来施行影响拍摄,之后再利用计算机进行影响的相关提取,从而达到快速和便捷的测量测绘效果。 二、当前阶段工程测绘技术简介 1、地图数字信息技术在工程测绘中的应用 现代工程测绘技术建立在地图数字信息系统上,地理测绘信息是建立在原有的测绘数据上进行模拟处理的,数据库资源的建立和共享极大地提升了工程测绘信息的实效性,节约了大量的人力物力,从而减少了工程项目的测绘开支。 全球定位技术广泛应用于工程地质测绘的信息收集阶段,对测绘区域的地理环境和地质情况能够实时做出信息反馈,确保信息采集的真实性。全球定位系统对于工程信息的测绘是采用时间性精确排列的,在时间精度下便于对数据的查找,根据对中心区域的数据布点控制,可以高效绘制出施工区域内的坐标图,借助坐标数据分析软件对施工区域内的地质状况进行实际比例分析。 工程信息遥感技术具有高效性与实效性的完美结合,其测绘方法更为经济实用,遥感信息测绘能够实现大范围空间的同步信息观测,目前已经成为工程地理测绘技术的重要手段。遥感技术能够根据摄影采集到的地理信息进行任意比例的缩放,这些固定比例尺寸的模拟绘图可以通过3S地理信息集成技术进行关联位置的确定,从众多遥感信息中提取需要的数据本分进行应用。 随着一些新的技术在工程测量中的运用,这给我国工程测量人员自身素养提出了更高的标准,全球定位技术、地理信息技术以及遥感技术等新的技术在工程测量中的运用一方面推动了工程测量工作的效率,特别是很好地解决了一些比较恶劣环境下的测绘所碰到的难题,另一方面工程测量人员要不断提高运用这些新技术的能力,只有这样才能够为工程施工打下坚实的基础。 2、遥感技术(RS)和集成技术3S(GPS、GIS、RS) 遥感技术在测量中的使用主要是通过物体对波谱产生响应不同的原理来识别地面上各类地物,它探测地面物体性质通过遥感器从空中来探测,方法是遥远感知事物,当今,遥感技术的应用范围已经比较广泛,水文、气象、地质、地理、资源环境等领域都在使用,属于非常先进的一门空间探测技术。目前,地形图测绘的重要手段就是航空遥感技术,这项技术在在实践中的应用已经非常普遍,另外,卫星遥感用于测图成果也很显著。3S将遥感RS、地理信息系统GIS、全球卫星定位系统GPS紧密结合起来,这项技术可以快速准确的收集各种空间信息和环境信息,并且还能够及时处理和更新各种空间信息和环境信息。3S的综合应用更加方便了人们收集各种空间信息和环境信息,为地形测量获得更加精确的图形和数据提供了保证。 3、.三维激光扫描测量技术的应用 随着科技的不断发展,使得三维激光扫描测量技术也得到了很好的发展,该技术克服了原有测量技术的局限性,三维激光扫描测量技术是利用非接触的主动测量方式来获取外界事物的三维数据,它可以对外界物体随时进行扫描,并且它还不受外界条件的限制,可实现昼夜测量,能够把信息快速的转换成可以利用的数据。三维激光扫描测量技术具有快速扫描、高精度、数字化程度高的等特点,在实际生产中他能够大大地降低作业成本,并且使用非常方便,数据信息的输出格式能够和CAD以及三维动画等工具软件直接对接。 三、测绘技术在工程测量中的主要应用 1、测图的主要内容 原图的数字化,当测量工程中对数字地形图的要求不高,且工程经费又相当有时限,可以考虑采取该方式。原图的数字化能够将现有地形图的价值最大限度的发挥出来,借助于计算机一级扫描输入设备,作业人员能够使用数字化软件在很短时间内即获取所需的数字化地图。该方式主要包括手扶跟踪数字化与扫描矢量化两种不同的工作方式。相对而言扫描的矢量化能够获得较高的测量精度,工作效率也有所提高。但是,与原图相比。采取扫描矢量化方式获得的数字图精度要稍低,这主要是由于处理的过程所产生的误差所致。而且该方式只能反映出自纸成图时地表各种地物的基本样貌,其适时性并不强。因而该方式常常被用于工程中的应急性测量措施。 地面数字测图,当工程测量精度要求较高,没有合乎要求的大比例尺地图,则可以考虑采用地面数字测图的方式,该方式是典型的内外业一体化数字测图方式,在工程测量项目中也是应用最为广泛的作业方式。采取该方式获取的数字地图具有较高的测量精度,借助于一定的测量手段,能够将重要地、物与其邻近控制点的精度控制在5cm范围以内。 2、测绘在数字地球中的应用 数字地球是以计算机为载体,构筑统一的地理坐标框架体系,并将对应的社会信息存储在相应位置,用户借助于通信网络,即可实现对上述数据的访问,获取所需的信息。与传统的测绘工程不同,数字地球是一项综合性较高的系统工程,并牵涉到诸多的部门和技术,并需要各部门的协调与配合。 四、我国测绘技术创新发展 我国目前的新型测绘仪器怎样才能在实际的工程中得到更好的应用;目前人们不同的生活环境怎样开发出适应时代测绘仪器,怎样研究利用新的测绘技术和方法,来满足新的社会环境的特殊要求,这些问题的良好解决都对推动测绘技术的发展有极好的作用。现在测绘技术新的发展通常集中在几个方面: 第一,近些年来测绘相关传感器的研究也取得了很大的进展,应用和集成更好的发展传感器是一个非常重要的概念,它是泛指各种能高精度、自动化、全方位地采集数据的设备。第二,数字化测绘技术在工程领域的应用,数字化测绘技术不仅得到了普遍应用,利用大比例尺测图技术使得测绘技术不断的向着数字化、信息化的方向发展。第三,摄影测绘技术的应用也不断的扩大,摄影测量技术在很多的城市与工程测绘领域中得到了良好的应用,摄影测绘技术因有高质、高精度、高效率、低成本的优点,并且摄影测量仪器结合了计算机技术,摄影测量技术不仅可以提供一个完全的、实时三维空间信息,而且还不需接触物体,大大的减少了测绘的外业工作量,很好地提高了测绘精度,很好地提高了效率,降低了成本。第四,变形监测自动化技术也成为了重要的测绘手段,变形监测自动化技术是目前测绘中变形监测的一个非常重要话题。第五,大型与精密工程测量及工业测量得到了很好地发展,随着我国国民经济的飞速发展,众多的大型工程建设、超高精度机械设备安装、自动化生产线及大型工程建造和运营过程都需要进行安全监测,这些也就对测绘工作提出了新的要求。 结束语 随着一些新的技术在工程测量中的运用,这给我国工程测量人员自身素养提出了更高的标准,全球定位技术、地理信息技术以及遥感技术等新的技术在工程测量中的运用一方面推动了工程测量工作的效率,特别是很好地解决了一些比较恶劣环境下的测绘所碰到的难题,另一方面工程测量人员要不断提高运用这些新技术的能力,只有这样才能够为工程施工打下坚实的基础。 工程测量测绘论文:工程测量测绘中的技术应用与方法探讨 【摘要】工程测量学为工程建设提供精确的测量数据和大比例尺地图,保障工程选址合理,按设计施工和进行有效管理,在工程运营阶段对工程进行形变观测和沉降监测以保证工程运行正常。 【关键词】工程测量;测绘技术; 一、 测绘工程概述 测绘是工程建设获取基础数据的重要手段,数据测绘工程中的主要任务包括各种控制测量及相关数据的处理,建立测绘工程系统控制是为了更好的使系统持续的质量改进,确保工程的质量,使系统获得更好的效率和效益。测绘是采集、量测、处理、分析、解释、描述、分发、利用和评价与地理和空间分布有关数据的一门科学、工艺、技术和经济实体,具有基础性、前期性和公益性和特点。测绘工程的主要任务有控制测量,碎部测绘,线路测绘,施工放样,数据处理等工作。控制测量就是在测区范围内建立统一的控制网,根据实际需要确定是否与国家控制网和城市控制网联测,以便统一各局部的地形测量工作,并根据测区地理位置和平均高程而定,使所测的地形图能相互拼接构成精度均匀的整体,控制网分为平面控制网和高程控制网。 二、 我国工程测量测绘技术现状探讨 目前,工程测量测绘技术主要应用电子经纬仪与全站仪进行测量测绘工作。以电子测绘仪与全站仪的交互应用实现了数据的测得、处理与图形编辑等工作。随着工程测量测绘技术的不断发展,近年来我国 GPS 测量技术、影像提取技术等在我国的工程测量测绘中得到了应用与推广。新技术的应用提高测量效率与测量质量、降低了测量工作的劳动强度,同时也为解决野外测量难点、解决测量通视等问题奠定了基础。 三、工程测量与测绘新技术探讨 1 工程测量与测绘新技术应用的探讨。 自上世纪 80 年代以来,工程测量测绘技术得到了飞速的发展。先进的地面测量仪器、GPS测量技术、数字化测量应用以及摄影测量技术得到了推广与应用。GPS 测量技术在近年来得到了广泛的应用。该技术能够实现全天候、连续、高精度的三位坐标以及相关技术参数。GPS 测量技术是利用了GPS技术中的静态接受卫星信息以及动态三维坐标点位方向两大功能。将这两大功能以及相关技术应用于工程测量工作能够实时、有效、准确的进行工程测量。同时该技术还能够改善传统测量测绘工作中通视难题,为公路、铁路工程的测量工作提供了便捷的技术。影像提取测量测绘技术是在数字摄影基础上,利用被测而为影像提取三位信息的基础。这一技术目前在我国公路工程建设中有着一定的应用。将被测区域按照多个像控点进行影像拍摄后,利用计算机影像提取技术将工程计算住工程所需测量信息,实现快速、便捷的测量测绘。 2 工程测量测绘技术发展前景展望。 在现代工程测量技术不断发展的今天,可以从工程测量测绘技术的应用以及技术发展看出其发展趋势和发展方向。数字化采集与处理、测量工作标准化、测量工作自动化将成为新世纪工程测量测绘技术展的主要方向。受人工测量测绘中各种因素的影响,工程测量测绘数据等极易造成偏差。测量测绘数据的偏差将直接影响工程建设施工质量、严重时还将导致工程的重建。为了有效避免这类情况的发生、提高工程测量测绘以及建设施工质量,工程测量测绘技术以自动化、数字化采集与处理的方式提高了测量测绘的精准度。而且,数字化测量测绘技术还能够加大的提高测量测绘工作效率、为保障现代工程建设施工工期、提高工程建设投资经济效益奠定了基础。 四、当前阶段工程测绘技术在具体工程施工中的具体应用 (一)工程测绘中数字技术的应用 在工程测绘技术发展的早期阶段,对已有的测绘方法的应用显得非常单调,由于当时掌握的科技情况有限,对于地理测绘必须依靠工程勘测和实际取样来进行,并且这种方法对于施工地域的整体性勘测不完整,在很大程度方面可能造成测绘误差,对于测绘质量和测绘效率都很难得到保障。在测绘技术发展的现阶段,通过对网络信息化的普及和应用,在已有的成熟技术的基础上,对GPS、Google Eerth、bing Map等地理信息网络的应用,通过对设备测绘技术的革新,研发出数字化测绘软件,使现阶段工程地理测绘技术有了很大的发展。通过对网络集成数字技术在工程测绘方面的应用,能够通过数据分析对测绘目标区域进行地理信息模拟,通过网络资源共享、软件计算和数据库信息备份等测绘步骤,能够极大地提高工作效率。在测绘前期对于施工区域的数据和信息采集可以通过GPS的主体采集来进行,以此可以大幅提升信息采集的准确率和完全覆盖率。在现行地理数字信息网络的服务体系下,能够通过卫星定位技术对收集的测绘信息进行全面反馈。基于现代工程测绘网络的发展情况来看,我国在地理信息测绘网络系统的构建和研发上也在不断深化,尤其是在地理信息资源网络共享的环境下,加强了与地理信息监管部门,高校研发部门的合作,开发出我国目前已经成功采用的地理信息测绘基站,并且拥有相关配套软件的辅助应用,提高了对于测绘信息管理的准确性。另外,地理信息网络集成化的应用也对工程测绘过程中使用的数据分析进行加工取样,作为研发新型工程测绘软件的实验样本。在具体的数字化网络测绘信息推广之前,测绘结果都是通过手工绘制工程图纸来进行表现的,如果施工区域面积较大,地下工程结构就需要多份图纸进行综合表述,但目前建立在地理信息网络化系统中的测绘技术,能够更加直观的从一张电子图纸上看到整个施工区域的多层地质结构分析,省去了图纸的重合分析和复杂的保存工作。 (二)地图数字信息技术在工程测绘中的应用 现代工程测绘技术建立在地图数字信息系统上,地理测绘信息是建立在原有的测绘数据上进行模拟处理的,数据库资源的建立和共享极大地提升了工程测绘信息的实效性,节约了大量的人力物力,从而减少了工程项目的测绘开支。全球定位技术广泛应用于工程地质测绘的信息收集阶段,对测绘区域的地理环境和地质情况能够实时做出信息反馈,确保信息采集的真实性。全球定位系统对于工程信息的测绘是采用时间性精确排列的,在时间精度下便于对数据的查找,根据对中心区域的数据布点控制,可以高效绘制出施工区域内的坐标图,借助坐标数据分析软件对施工区域内的地质状况进行实际比例分析。工程信息遥感技术具有高效性与实效性的完美结合,其测绘方法更为经济实用,遥感信息测绘能够实现大范围空间的同步信息观测,目前已经成为工程地理测绘技术的重要手段。遥感技术能够根据摄影采集到的地理信息进行任意比例的缩放,这些固定比例尺寸的 模拟绘图可以通过3S地理信息集成技术进行关联位置的确定,从众多遥感信息中提取需要的数据本分进行应用。 五、关于工程测量与测绘技术发展过程中相关问题的探讨 工程测量测绘技术的发展提高了对工程测量测绘人员的技术要求。虽然工程测量测绘技术与仪器整向着自动化方向发展,但是设备的使用以及相关技术的了解与应用仍然需要工程测量测绘人员不断地加快技术学习与知识结构的补充。通过工程测量测绘人员知识结构的完善以及新技术的学习为确保新技术的推广与应用、确保新技术应用过程中相关问题的解决、确保工程测量测绘质量奠定基础,促进我国工程测量测绘行业技术水平的整体提高。
农业物联网论文:物联网技术在智能农业的应用 摘要:近年来,我国农业正处在从传统生产模式向现代化生产模式的进程之中,农业需要用现代化设备来装备,利用现代技术水平进行武装,物联网技术的快速发展就为智能农业的发展提供了良好的技术职称。本文主要针对物联网技术在智能农业中的应用进行分析。 关键词:物联网技术;智能农业;应用 随着社会的飞速发展和科技水平的不断提高,信息化产业在继计算机、互联网以及移动通信后出现了第三次改革的浪潮----物联网技术。物联网技术从字面意思理解为两个物体相互连接的互联网,就是将任意的两个物体通过物联网技术连接在一起,以达到传递信息的目的。智能农业的物联网技术就是指在现代农业中,通过物联网技术中的各种传感器构成传感器网络系统,通过这个系统对农作物科学监测、科学种植、科学管理,农户足不出户的就可以对农田进行管理,这样既可以解放劳动力,又利于提高农作物的产量,推动农业现代化的发展。 一、物联网技术在智能农业中发展现状 随着物联网技术的不断深入发展,一些发达国家已经在农业的生产、流通领域和养殖业方面逐步推广这项技术。智能农业的物联网技术主要包括信息感知、信息传输、信息应用三个结构层面。信息感知技术就是通过把各种传感器的节点相互连接来获取农田的基本数据,及时掌握农田的信息变化。信息传输技术就是通过各种方式利用传感器接收信息,或者通过通信协议信息,使接收信息的范围进一步扩大。信息应用技术就是把获取的数据进行整理汇总,归纳出科学管理方法,用于指导农田管理。 二、物联网技术在智能农业中的应用 随着中国经济近30年来的快速发展,农业生产资源紧缺和农业对资源消耗过大的问题对农业发展的制约愈发明显。农业物联网将先进的传感、通信和数据处理等物联网技术应用于农业领域,构建智能农业系统,是解决农业发展滞后问题的有效方法。 1.在农业资源利用方面的应用。近年来,随着物联网技术的发展,我国充分利用GPS定位技术对土壤含水量、土壤温度、光照进行采集,对农作物施肥、病虫害的防治、农田管理以及农业环境污染状态进行监测以获取更准确的信息。通过这些信息的分析,可以归纳总结出解决方法,用于指导农业生产管理。 2.在农业生态环境方面的应用。我国在重视农业发展的同时,也非常注重对农业生态环境的保护。我国在建立了农业环境网络监测系统,对各地的农业生态环境进行全天候的监测,并建立了对大气和水环境的监测系统,实时监测一氧化碳、二氧化碳和二氧化硫等有害气体和水温、水质等参数。 3.在农业生产管理方面的应用。我国把农业管理经验与高新技术紧密相结合,以实现农业生产精细化管理。我国在水产养殖方面已经建立了智能环境监测系统,能实时动态的监测水产品生长情况,及时发现问题,快速找到解决方法。同时我国设施农业方面也取得进展,研制出了合理分配农机资源的调度系统,尤其在秋收时期,能合理调度各地区的农机具,使农机具得到最大限度的利用。 4.在农产品安全溯源方面的应用。随着人们生活水平和质量的提高,人们对食品安全的关注度越来越高。为了保证人们能吃上放心的食品,国家建立了农产品安全溯源系统。这个系统主要是通过条码、IC卡等技术,对农产品从源头开始直到到消费者手中都进行全程监测,消费者可以随时随地的查看农产品每个流程的基本情况。 三、物联网技术在智能农业中的发展趋势 现在物联网技术只是应用在农作物的育秧方面,即通过电脑对田间设备实行远程控制,及时了解田间的温度、湿度、光照等数据,当出现警戒值时,自动调控设备进行智能调节。在不久的将来,我们还可以通过更精密的传感器和更严密的控制系统,对各个阶段获得的数据进行科学分析,以期得到更好的结果。未来几年,在农作物的灌溉阶段,我们可以利用物联网技术,并结合水库的水位、天气和农田干旱情况,进行合理灌溉。在农作物的收割阶段,可以利用农机资源的调度系统,及时掌握农机具的工作情况和具体位置,对农机具进行合理调度和实时监控,以实现农机具工作效率最大化。在农作物运输阶段,利用车辆的定位系统,及时了解车辆的行进路线和运行状态,通过实时画面和传回的数据了解车厢内的情况,及时调整车厢的温度,并安装防盗系统。在农作物的存储阶段,通过全球眼或电脑进行远程控制,及时了解粮库内温湿度的变化情况,并通过自动调节系统以达到室内温湿度的平衡,为把粮食安全送到消费者手中保驾护航。在农产品加工阶段,继续加大对食品溯源系统的开发力度,使其广泛应用到对绿色食品的加工检测上,用于乳制品生产的追溯源头上,用于出口农产品的生产及贸易上。当然,未来物联网技术在智能农业发展中的应用还很多,还会朝着更加智能化、现代化的方向发展。 四、结语 物联网技术属于一种新型的技术,属于智能技术的优秀,也是新型网络技术的典型使用,但是,就现阶段我国的实际情况来看,物联网技术还未形成系统的技术体系。本文从实用性角度出发,针对物联网技术在我国农业中的应用进行了深入的分析,结果显示,物联网技术在农业中有着巨大的应用前景,相信在不久的将来,物联网技术定可以成为辅助我国农业技术水平发展的优秀技术。 作者:段灵鑫 单位:湖南省长沙市南雅中学 农业物联网论文:农业信息化背景下物联网技术探索 [提要]目前,农业信息化已成为各国发展农业的重要战略,且均有自己国家的特色。中国作为农业大国,加紧进行农业信息化建设显得尤为重要。而在农业信息化中,物联网技术是最重要、最突出的内容。本文以农业信息化为背景,主要介绍国内外农业信息化发展情况以及物联网技术应用情况,还归纳总结国内学者关于影响物联网技术采纳的因素的研究。 关键词:农业信息化;物联网;应用 一、国外文献综述 (一)发达国家农业信息化发展情况1、美、法两国不同的农业信息化服务模式。美国实现集约化的农业信息化生产方式,依托的是高度发达的农业信息服务体系,主要体现在:“政府投入型”为主的投入模式,包括重点投资基础设施而不是农作物和提供低息贷款;“政府主导型”的组织模式,包括政府主导的农业信息化组织结构和完善的法律规章制度体系;现代信息技术的信息传播方式,包括网络媒体、电话服务和图书馆查询。法国作为欧盟最大的农业生产国,与美国相比,虽然起点比较低但是发展速度快,这得益于其成功的农业信息化服务体系:一是“政府型+商业型”的投入模式,这种双方面的资源投入扩大了资金来源,相关企业通过这种方式进行投资获益,也鼓励了他们继续投资;二是“多方合作型”的组织模式,法国服务主体众多,包括各级农业部门、农业事业联盟、农产品加工业协会、农商会等,他们在服务内容、对象、规模上各自有所侧重,形成互补;三是“传统+现代”的信息传播服务模式,除了网络媒体、电话、图书馆之外,主要还有会议、广播、报纸、刊物、传真等形式,呈现出分散、直接、多渠道的特征;四是不断完善的法律法规等制度保障体系。2、美、德先进的农业信息化技术体系。美国在物联网技术和信息化其他技术集成的基础上形成了成熟的精准农业,主要应用的技术有农业数据库系统、遥感技术、地理信息系统。同时,先进的农业信息网络技术使得近20%的农场主选择网上交易,农业电子商务占总电子商务的8%,在所有行业中排行第五。德国在农业信息采集、存储、处理决策和控制方面均运用了物联网技术和其他信息化技术,并注重技术之间的集成,以保环境促发展为目的。 (二)物联网技术应用情况。MichaelChui、MarkusLofflerandRogerRoberts(2010)认为可以通过物联网技术加强对员工行为的感知,以此来改善公司管理。同时,运用物联网的传感器驱动的决策分析,将物联网技术应用于石油和天然气行业,可以降低开发成本。RFID技术应用于零售业可以改善供应链管理、缩短零售周期、提高供应链可见度、提高企业知名度和未来盈利能力。未来在零售行业中RFID技术有望取代条形码技术,因为它不需要操作人员的视线关注并能够提供更多功能,提高了处理速度和效率。而专业技术的缺乏、不确定性和复杂性也是RFID技术带来的风险。 二、国内文献综述 (一)我国农业信息化发展情况。在农业信息化服务体系方面,我国采用的是“政府主导型”投入模式,主要包括:属于无偿放款的拨款方式;使资金得到高效、有偿使用的贷款方式;补贴、补助和贴息方式。组织模式是以国家农业部门为主导,其他涉农部门为辅。信息传播模式在传统方式的基础上,不断投入使用先进的农业信息传播方式,比如“三电合一”“、百万农民上网工程”“、农报110”等。在农业信息化技术体系方面,我国农业信息采集、传输、存储、处理决策方面的技术得到深化,借鉴国外先进经验,探索了一系列适合我国农业信息化发展的项目,使相关技术落地生根;一些集成化技术已应用于精准农业。广东省发展农业信息化在区位、资源、政策、经济上占有得天独厚的优势,已经初步建立了比较健全的省、市(地)、县(市、区)和乡镇四级农业信息网络体系。河北省也已初步建立了全省性、区域性和特色农业网站三大类网站,并在“十二五”期间全力推进全省农业信息化“114工程”,进一步完善农业信息化体系。 (二)物联网技术应用于农业方面的研究。物联网技术的感知、传输技术已成功应用于大田种植、设施园艺以及农产品物流等方面。传感器可以感知采集目标检测区内的空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度、光照强度等,为精准农业、温室种植环境监控提供了有效的解决方案。中国移动依托土壤墒情和作物用水规律研发出智能化滴灌控制系统,解决了新疆石河子垦区农业灌溉用水利用率低的问题。利用二维条码和RFID技术可以建立农产品质量安全追溯系统。中国电信建立智能农业仓储管理与溯源平台,提升了企业食品安全意识和消费者信任感。北京派得伟公司参与了科技部“农业物联网测控系统”重大项目,实现了农业传感感知、传输通讯和分析处理功能。农户可以通过移动客户端查看数据进行相关操作,在此基础上还可以农产品供求信息,通过音视频互动方式与农业专家进行线上交流,为作物病害进行远程诊断。 (三)物联网技术在生活方面的应用情况1、交通领域。利用物联网技术建立公交无线视频监控平台,通过安装GPS定位系统和车载监控系统实现对车辆的实时监控和调度。另外,物联网技术还可以控制车辆行驶状态、在高速公路上不停车使用ETC收费,等等。2、房地产领域。通过互联网等通讯技术将传感器安置于地产开发涉及到的人员和物体、机器及各种终端设备,将小区医院、幼儿园、停车场等公共场所、设施的信息上传、汇总,实现人与物、物与物的互通,达到远程控制和智能化管理。3、医疗领域。未来的小区以及家庭内部将建立起与医疗机构的互通互诊的健康检查系统,使医生通过网络就可以对在社区内的患者进行简单的诊治。浙江大学附属一院何前锋提出了简约数字医疗物联网,认为医疗物联网是以医生、病人、药品、医疗器械为代表的“物”,同基于一定标准的工作流程的“网”之间信息的交互。4、物流领域。物联网技术改变了物流信息的采集方式,改变了从生产、运输、仓储到销售各环节的物品流动监控、动态协调的管理水平,极大地提高了物流效率。通过物联网技术可以建立集物流配载、电子商务、资金质押、信息跟踪、仓储管理、安保警备、海关安检等功能为一体的综合的物流信息服务平台。 (四)物联网发展仍存在的问题1、信息集成技术落后,信息共享渠道不通畅。使用物联网技术产生的大量数据,用目前的存储方法保存会占用很大的硬盘空间,存储成本也比较高。同时,由于部分乡村通讯手段非常落后,很容易形成“信息孤岛”问题,信息难以实现共享、流通困难。相关产业、相似流程的信息不能共享,缺少借鉴、重复作业增加了成本,提高了失败率。2、商业模式待完善,相对成本较高。目前,我国农业物联网商业模式有三种:政府支持的示范性项目、物联网企业做的示范性推广项目、国有大型农业物联网项目。在这三种模式下,不论由谁提供资金,都存在着相对成本高、产业链成员参与不主动的问题。所以,构建稳定共赢、规模化、有利可图的物联网商业模式是推广物联网技术非常重要的部分。相对成本较高:一是人力成本较低;二是采纳物联网技术的成本较高。用整套的物联网技术来代替人工劳动力,投入必然会增加,尤其是在农业生产中,这一点成为阻碍物联网技术推广的重要因素。3、开放性不足,规模化应用少。目前,我国物联网技术应用主要局限在小规模、企业内部,大规模的、企业之间的甚至是跨境的应用并没有非常成功的案例。4、技术标准不一致。物联网技术作为新兴技术,在初期推广的过程中,信息采集、传输、人机互交接口的技术标准不一致,各个标准组织比较分散,缺乏统一协调,导致上下游企业之间不能进行有效的合作。对于厂商而言,缺乏统一的技术标准参照,不能进行大规模生产,进而影响终端产品的稳定性和成本。5、相关法律法规仍有待健全。工信部虽在2011年提出《物联网“十二五”发展规划》,就我国2011~2015年物联网发展的主要任务、保障措施等给出了明确的指示,但针对各省市具体环境、现实背景的更细化的政策文件仍有待完善。各级政府也缺少比较详细的物联网发展规划,使得物联网技术推广大多只是纸上谈兵。 (五)影响物联网发展的因素研究。总结众多专家学者的观点,基于Tornatzky和Fleischer提出的技术组织环境(TOE)分析框架分析物联网发展的影响因素。1、技术本身特性(T)。主要包括技术的复杂性、兼容性、感知效益和成本等。首先,物联网技术的复杂性与接触物联网技术的一线人员本身的素质、能力挂钩。在各行业(尤其是农业)中推广物联网技术,实地操作人员对该技术的理解程度、熟练程度直接影响到推广成效。若技术太过复杂,会增加了人员操作的难度、降低操作人员的信心,导致抵触心理的产生;其次,物联网技术的兼容性决定了推广的规模。兼容性好的技术可以快速、有效地与原有企业、其他上下游企业业务流程契合;最后,感知效益和成本是物联网技术推广的决定性因素。带有明显营利性质的企业最看重的因素:一是应用物联网技术是否减少了人力成本、提高了运行效率;二是增加硬件设施成本以及相关维护成本是否不大于原先的人力成本。2、所处组织特征(O)。就是指企业规模、高层支持、技术知识、供应链企业间相互信任等方面。规模较大的企业,在面对新技术的推广、实验时有足够的资金支持,包括购买硬件设备和聘请专业人员等;承担新技术实验失败风险的能力也比小规模的企业要大些。高层决策人员对物联网技术的关注和支持程度,相关人力、物流、财力的支出程度,也影响着物联网技术是否会被采纳。供应链企业之间较好的利益分配机制和风险分担机制,对采纳物联网技术有正向促进作用;而众企业若想共同推进新技术的采纳,就需要相互之间的信任和协作。3、周围环境因素(E)。主要包括竞争压力和政府支持。竞争压力一方面是由于同业企业采纳物联网技术,激烈的竞争导致企业不得不采纳以跟上行业的整体步伐;另一方面是合作企业要求而应用物联网技术。另外,政府方面在出台一系列政策支持物联网技术发展和推广的基础上,还需拨出专项资金来帮助更多的企业进行物联网改革。政府政策的倾斜往往是具有超越一切其他因素的影响力的。 作者:宋晶晶 周明明 王俊芹 单位:河北农业大学经济贸易学院 农业物联网论文:现代农业信息化中物联网技术的应用 1物联网技术的概述 “物联网”这一概念,最早是在2005年的世界信息峰会上被提出的,在当时的峰会报告中明确指出了物联网的时代将要来临。物联网是在互联网、计算机技术与移动通信得到快速发展之后的新型的信息产业发展,也是信息产业在未来的主要发展方向及产业调整、更新的优秀发展动力。物联网目前还没有比较明确的标准化体系结构,一般来说,物联网主要的体系结构包括了感知结构、网络结构及应用结构。感知结构主要是通过RFID技术以及物联网整体结构中的传感器、网络技术等,来对相应的物品进行感知,在感知基础上进行物品识别分析,之后再进行资源共享。网络结构是物联网整体结构中的基础结构,具有比较重要的意义与价值,感知结构采集到的物品信息都要被传输到网络结构中,网络结构再利用互联网技术对这些信息进行相应的计算分析。应用结构是物联网整体结构中的输出部分,主要是对信息进行最终决策,并且实现人物交互或物物交互。 2物联网技术在现代农业信息化中的主要应用 目前,随着我国相关技术的不断革新与深化发展,物联网技术在我国的各领域中都得到了较为广泛的普及与应用。我国目前正在大力推广农业信息化的建设工作,物联网技术在现代农业信息化中的主要应用就体现在以下几个方面。 2.1农业环境的监控 物联网技术在现代农业信息化中的应用,首先就体现在对农业环境的监控方面。农业生产想要获得最终成功,保证农产品的整体质量,就需要种植人员和农业部门对农业环境进行实时监控,以此掌握农业环境中的不断变化的信息,为农业生产的现代化种植提供相应的科学依据。但是,传统的农业环境监控工作,一般都是靠人力监控来进行,不仅需要耗费较多的人力资源,监控效果的准确性也经常得不到保证。应用新型的物联网技术对农业生产环境中的天气状况、作物土壤状况等进行实时监控,不仅可以保证监控工作顺利进行,还能实现对农业生产的预警功能。应用物联网技术对现代农业信息化中的农业生产环境进行监控的时候,主要是利用了物联网技术体系中的智能化程度较高的传感器。这种传感器可以在任何时间对农业生产中的环境信息进行相应的采集,并且将所采集到的数据进行传输,工作人员通过对数据进行相应的分析就可以知道当前农业生产环境的具体情况,并提出针对性较强的农业生产建议。 在利用物联网技术对农业环境中的天气因素及水资源因素进行监控的过程中,工作人员可以与当地的气象部门进行合作,将物联网技术与气象部门的信息技术进行实时结合,第一时间掌握农业生产环境中的天气情况。在监控农业生产环境中的水资源因素时,由于物联网技术与气象部门的预报技术进行了紧密结合,因此,农业生产环境中的降雨量、降水总量、具体的水位变化情况、农业生产用水的水质问题等都可以被物联网技术进行实时接收与传递。这样一来,工作人员就可以及时掌握农业生产环境中的水资源因素,做好相应的抗旱及防汛工作。某地的农业生产部门在现代农业信息化工作中应用物联网技术对农业生产环境中的环境参数进行了实时的监控与分析。该地农业部门的工作人员利用物联网技术中的传感器来监控当地农业生产中的具体温度、光照时间、土壤成分与湿度、土壤的肥沃程度等。工作人员通过分析传感器收集的数据就能实时掌握具体的环境参数,并及时指导种植人员对农作物生产环境进行改善,及时排查病虫害等,保证了当地现代农业信息化工作的顺利进行。 2.2远程诊断 我国很多农村地区的农业生产工作,存在比较分散、病虫害多发、农作物生长诊断困难等主要问题。这样一来,农业部门就可以利用物联网技术来对农作物进行远程诊断。目前,我国的寿光蔬菜基地已经在使用这种比较先进的物联网诊断终端,来实现对农作物的远程诊断与分析工作。寿光蔬菜基地应用的这种物联网诊断终端,内部主要包括了智能传感器、传输网络、专家诊断平台等部分。该终端设备的前端主要利用传感器来采集相应的音频与视频,以此保证专家可以通过分析数据来进行相应的对讲,与此同时,专家可以通过该物联网终端对种植户进行远程指导,帮助他们进行农业生产。寿光蔬菜基地应用的这种物联网远程诊断终端,不仅提高了农业诊断工作的效率,也保证了农业生产的整体效果,获得了较好的经济效益。 2.3保障农产品安全 当前,我国农产品安全事故频发,给人们造成了严重的心理负担,也不利于现代农业信息化工作的持续推进。在这样的情况下,农业生产部门可以利用物联网技术来保障农产品的安全,加强农产品从种植生产到最终销售的一系列监管工作。这样,就可以保证农产品的流通过程处在严密的监督之下,将食品安全事故发生概率降到最低。目前,我国已经在猪肉等农产品中开始利用物联网技术实行食品安全监管工作。一些地区的农业部门在农贸市场配备了带有传感、追踪等物联网技术的溯源系统,消费者购买农产品后会得到有溯源码的凭条,并且根据凭条上的溯源码来追查农产品的产地、质量、检疫情况等,有效保证了农产品的安全。 3结论 我国的农业发展,必须要走现代农业信息化道路,将传统农业与新型的信息化技术进行紧密结合,这样才能保证农业的基础地位,保证农业经济的持续繁荣。基于这样的发展背景,在现代农业信息化中应用物联网技术就具有较强的现实意义。物联网技术在农业信息化中的应用主要体现在智能监控分析、远程诊断等方面,相关部门要采取行之有效的措施保证物联网技术在农业信息化中的合理应用,以此带动农业经济的整体建设发展。 作者:陈雷 单位:长春建筑学院电气信息学院 农业物联网论文:物联网技术在农业信息化建设的应用 农业生产受自然因素的影响较大,而这些因素具有较大的不确定性,因此随着经济与科技的发展,农业生产对信息化技术的依赖程度越来越高,人们力求通过技术手段及时获取自然环境的信息,提高农业生产活动的科学性与有效性。物联网技术具有综合性与智能性,其系统的建设能够满足农业生产与发展的实际需求,这一技术在农业信息化建设中的应用有着重要的现实意义。 1农业信息化建设的内容 农业信息化对整个社会的信息化发展有着重要的推动作用,目前农业生产中已经逐渐应用到了遥感、网络共享、信息处理、通讯、RFID等技术,农业信息化建设能够促使农业生产、加工到销售的各个环节紧密的联系在一起,从而促进农业经济的繁荣发展。农业信息化建设的内容主要包括以下几个方面。 1.1资源环境信息化 资源环境信息化的提出主要是因为农业生产对自然环境的依赖度较大,气候、湿度、温度、光照、温差、降水、土壤等因素都对农业生产的实际情况有极大的影响,因此为了促进农业的健康发展,应当根据当地的实际情况建立农业资源信息库,为农业生产提供给必要的关于资源与环境的信息。除了静态的信息展示外,还应当有动态化的信息收集,保证农民能够获得实时有效的信息,从而提高农业生产的科学性与有效性。 1.2生产管理信息化 在现代化发展的过程中,农产品生产与加工的目的主要是为了投入市场进行销售,在这个过程中如果没有合理的规划与管理,那么就很容易导致生产、销售等环节相互之间的脱节,最终阻碍农业经济的进一步发展。因此在农业发展的过程中应当对生产以及经营的过程予以全面的信息化管理,对农作物种植、农田管理、畜牧养殖、环境监测等过程予以统一的规范化监督,促进农业生产水平的提升,实现对农业成本的节约以及对农业经济效益的提升,最终实现农业的可持续性发展。 1.3经济发展信息化 经济发展上的信息化是指农户、农村企业等各单位实现网络的全面覆盖,促进信息的共享与交流,通过通信设备,普通农户以及农业生产企业都能够获得关于交通、环境、资源、经济建设等多方面的实时消息,同时通过网络平台,农户等还可以了解到政府最近的农业政策与农业信息,从而对自身的农业生产经营活动作出相应的调整,保证生产经营行为与国家的建设发展方向具有一致性。另外,信息化的网络通信平台还能够加强农村与外界的沟通,这在一定程度上有利于吸引外部企业对农业生产建设进行投资。 1.4科技教育信息化 科技教育方面的信息化发展有利于为农业生产培养具有高素质的人才,人才是推动农业发展的主要动力,因此需对人才的培养予以高度关注,教育的信息化发展能够使农民接触到先进的技术,从而提高农业生产的科技化水平。科技的信息化是指利用以网络为依托的信息技术手段,将先进的农业技术整合至网络平台,使农民或从事农业生产的相关人员能够在网络上学习到先进的农业技术并进行信息交流,从而推动农业科研的发展与建设。 2物联网技术的发展现状 2.1物联网技术概况 物联网属于一种“有限网络”,管理、控制等操作都针对特定的对象展开,它能利用网络、识别器与传感技术将不同的管理对象连接到一起,从而对对象进行决策、识别、感知、态势判断等方面的控制与管理,其操作具有综合性与智能化的特征。物联网中蕴含着大量的信息数据,因此对信息处理技术、网络技术以及通讯技术的要求与需求均相对较高。物联网技术可谓是信息产业发展的第三次浪潮,这一技术的发展不仅能够推动进行的经济投资产生,还能够使经济运行的效率得到提升,因此其效应具有双重性。物联网技术可实现人与物、人与人以及物与物之间交互联系,它以互联网技术为基础并对互联网技术进行了有效的延伸。物联网技术不是一种全新的技术手段,而是对具有先进性的计算机技术的整合,针对不同领域的需求,技术的应用会做相应的调整。 2.2物联网技术对农业信息化的影响 随着物联网技术的进一步发展,农业领域在信息化建设的过程中也开始应用这一技术手段,而农业具有一定的复杂性,影响因素较多,经营较为分散且生产流程较长,利用物联网技术能够对农业的发展情况进行整合,促进绿色农业、高效农业的发展。在物联网技术的基础之上,农业信息化建设主要表现在农产品的身份标识编码上,农产品自产生起就被赋予了唯一的、区别于其它产品的标识编码,其信息资料可通过RFID技术进行采集与储存,如果某一环节需要对产品予以数据分析,那么可通过对产品ID的分析或者对代码的解析来获得相关的信息资料,通过这种方式可以有效的对物品做出识别与判断,同时可以对产品进行全程的跟踪与管理。具体的以物联网为基础的农业信息化结构如图2所示。 3物联网技术在农业信息化建设中的应用情况 3.1农业节水灌溉 生产过程中对物联网技术应用最为突出的环节当属节水灌溉环节,我国水资源分布不均,整体上呈现出匮乏的状态,为了满足农业生产的需求,研究人员应当通过先进的技术手段创新灌溉方式,使灌溉既能够满足农业生产的需求,又能够实现水资源节约的目的。在物联网技术的支持下,农业灌溉可以应用具有自动化特征的控制系统进行操作,整个系统包括四个环节,第一是信息采集,研究人员首先应当对水资源的情况进行了解,因此需采集相关的信息资料;第二是分析加工,利用这一系统能够对采集到的信息进行分析,剔除无效信息,并对有效信息进行整合;第三是指导实践,整合后的信息能够为灌溉工作的展开提供有效的指导,使农业生产人员能够确定灌溉量与灌溉方法;第四是信息反馈,物联网系统平台能够对灌溉进度与效果进行有效的反馈,用户也可以在这一平台上对灌溉信息进行查询。山西省应县的水资源就严重匮乏,为满足农业灌溉的需求,相关人员利用物联网技术建设了完善的灌溉控制系统,该系统能够满足制定用水计划、管理水费、记录灌溉进度、上传灌溉信息等用户需求,这一系统由总控室、集中控制室、电气控制柜以及水泵组成,相关信息可通过RFID技术获得,数据的传输、水泵的控制都可以通过物联网技术完成,人力、物力、财力等方面的投入均相对较少,这一系统的使用使农业现代化与信息化的水平有了较大程度的提升。 3.2产品安全监管 随着生活水平的提升,人们对食品质量与安全问题的关注度越来越高,尤其是毒豆芽、毒奶粉等问题被曝光后,消费者希望食品生产环节能够更加的科学化与规范化,此时相关部门也相应的加强了食品安全质量监管的力度。在农业生产方面,物联网技术的发展为农业产品生产提供了新的监管途径,即可以利用RFID技术对产品从生产到销售的过程予以全面的管理与监控,美国最先将这一技术应用于农业生产,为了避免患有疯牛病的牛流入市场,研究人员将RFID身份识别编码从牛耳处植入,RFID系统中详细记录着每头具有编码的牛的资料信息,包括年龄、饲养情况、体重、患病史以及宰杀情况等。我国对这一技术的应用始于2009年,为了保证猪肉的质量,研究人员推出了“金卡猪”,即利用RFID技术为猪贴上对应的“电子身份证”,从而实现对猪从饲养、防疫、加工,到流通与销售的整个过程的监控。这一监控过程的完成主要依赖于EPC标准以及RFID技术。 3.3农畜产品流通 农产品流通的过程主要包括四个环节,第一是在产地的处理,第二是装载运输,第三是在批发市场的销售,第四是在零售市场的销售,为了保证农畜产品不脱离监管的范围,物联网技术发挥了巨大的作用,物联网技术具有联网、识别以及追溯的功能,因此在整个流通的过程中相关人员都能够对农畜产品的去向予以全面的监控。产品信息采集的过程不会耗费过多的时间,因此不会影响农畜产品的销售过程,同时物联网技术能够使农畜产品供应链共享与集成的水平得到有效的提升。在物联网技术的支持下,农产品流通过程可以形成一条信息链,无论是生产环节还是产品供应环节,相关人员都需要先对产品的信息进行采集并上传至对应的数据库,保证信息更新的及时性与信息存储的有效性。为了保证数据信息的安全性,数据库会设置密码,只有在供应链上的各个环节上才能够对密码进行共享。 3.4质量安全追溯 物联网技术在提高农业产品质量与安全中的作用较为显著,质量安全追溯的过程中,物联网技术形成了高水平的技术体系,该体系由信息采集、传输、查询这三个层次组成。首先,是采集信息的过程,以蔬菜生产为例,生产人员会将生产基地划分为不同的地块,然后对各地块做编码处理,并为之匹配相应的IC卡,生产过程中的每项产品都会被赋予对应的电子标签,播种后每次施肥、浇水、除草的过程都需要通过终端记录到IC卡中,通过终端进行操作能够简化数据采集与存储的过程,避免投入过多的人力与财力,且数据收集的准确性将会得到较大的提升。其次是传输信息的过程,在生产基地,信息的收集通过终端与IC卡完成,IC卡相当于信息存储的中介,而信息传输最终的目的地应当是当地的农业数据库,因此应当定期对IC卡中的数据信息进行处理,即利用RFID技术将其通过计算机设备与网络传输到物联网信息数据库平台。最后是查询信息的过程,在农产品投入市场时间,相关人员可将物联网上存储的追溯码进行转换并生成标有追溯码的标签,并将这一标签准确的粘贴到产品外包装上,消费者可以通过物联网平台对产品信息进行查询。 3.5农业信息共享 农业信息共享能够加强农业生产企业与农民之间的交流,从而激发新的思想与新技术,可建立市级、县级、乡级等多层次的信息平台,这样既能保证农业政策与信息的上传下达,还能够保证政府对民意的深入了解,上下层通力合作共同推动农业生产的进一步发展。例如广西省玉林市就利用物联网技术打造了特色的农业信息服务体系,实现四级信息网联动,即在市级设立农业信息中心,在县级设立农业服务平台,在乡级或镇级设置农业信息站,在村内设置信息员,这种服务体系的设置充分考虑了各级单位的实际情况,层级清晰,职责明确。具体来说,网络信息平台由各农业企业的网站以及特色的农业网站组成,各网站根据自身的定位与需求设置了不同的板块,例如玉林市博白县的竹芒编企业的门户网站上就设置了声讯服务、网络销售等众多模块,同时为了满足对外销售的需求,网站还有专门的英文版。 3.6精准农业发展 精准农业是农业精细化发展的目标之一,在信息化的发展过程中,相关人员可对农业生产过程予以定时、定量、定位以及空间变异管理。通过网络技术、通信技术、定位技术、遥感技术等先进的信息化技术,农业生产者可以对农产品生产环境与条件予以综合性的分析,如气候、温度、湿度、土壤等,并根据分析的结果制定合理的生产方案,对温度、湿度等指标的制定都可以是定量的,总的来说,通过利用物联网技术,农业可以实现精准化发展,农业生产者能够科学的设定生产目标、对生产中的问题进行定位诊断、对生产方案进行优化,并可利用先进的技术手段对农业发展予以科学、规范的管理,使农业生产不仅能够取得较高的经济效益,还能够获得环境效益,实现经济与环境的共赢。3S技术是精准农业在发展的过程中应用最多的技术手段,3S技术包括遥感技术、地理信息系统以及全球定位系统。具体来说,在农业生产过程中,物联网技术可以标识出相关物体,然后感知物体的基本情况,通过对决策终端、显示设备、计算机以及智能接口的连接实现信息资源的双向反馈,最终保证对农业生产过程的管控。 人与物以及物与物之间的交互沟通的实现依赖于终端设备以及通信技术。生态环境是农业生产的重要组成部分,这一生态体系具有复杂性与开放性,种苗等农产品原料、农田与畜牧场等培养场地、气候条件、灌溉条件、人为因素等都是农业生态环境的重要组成部分,为了对这些可控或不可控的因素进行最大限度的监管与调整,物联网技术利用3S技术对生产环境与生产过程予以实时的监测,并对相关的信息进行收集与传输。通过实时的监测,物联网技术能够实现科学生产、灾害预防等目的。无锡市一农业生态园就应用了3S技术,某阴雨天养殖户史先生在距离生态园六十多公里的位置对园内蟹池中的供氧机进行远程操控,避免螃蟹发生缺氧的现象,使天气对农业生产的影响降低。该农业生态园内设有物联网监控中心,通过计算机屏幕生产人员就能够对鱼池、蟹池的实际情况予以监测,并可以通过手机或者鼠标操作对供氧机的开闭进行调控,这种智能化水产养殖系统的应用与物联网技术的发展密不可分。 作者:吴旭 单位:江苏第二师范学院数信学院 农业物联网论文:物联网技术的智慧农业大棚设计 0引言 一直以来,依靠农药化肥的大量投入是我国的农作物高产量的主要途径。在传统种植中,化肥和水资源没有被有效充分利用而随地弃置,导致了大量养分损失并造成环境污染。目前,传统生产模式仍然是我国农业生产的主要方式,传统耕种只能凭经验施肥灌溉,不仅浪费大量的人力物力,也对环境保护与水土保持构成严重威胁,影响了农业的可持续性发展。物联网技术的兴起,给智慧农业的发展带来了新的动力,“物联网智慧农业”应运而生。它通过实时、动态的农作物种植环境信息采集,实现快速、多维、多尺度的实时监测,并在种植专家知识系统基础上实现作物种植的智能灌溉、智能施肥与智能喷药等自动控制。近年来,为了提高人们的生活水平丰富食物品种,温室大棚种植起到了很大的作用。在农作物种植环境中,对作物的种植有很大影响的环境因素主要有温度、湿度、光照度、CO2浓度、PH值等,依靠传统的人工控制方式要做到科学合理种植是十分困难的[1-5]。目前,在国内实现上述环境因素自动监控的系统还不多,国外具有多功能的大型连栋温室控制系统价格偏贵,不适合国情。根据当前我国的现实情况,经过科学分析和设计,利用物联网技术和宽带网络的技术优势,设计完成了一套集智能监测、智能决策和实时控制于一体的智慧农业大棚信息化系统[3-5]。 1系统总体设计 智慧大棚系统可以实现大棚中大气、土壤环境的实时监测以及大棚内人员出入和农作物生长状态的全天候监控,并实现依据监测信息自动灌溉和告警提示,经Mesh宽带网络互联,实现大范围农业大棚群的监测与管理。从系统逻辑层面上,整个系统可以分成三个层:感知层,也就是前端感知信息的实时获取,通过多达七种以上的传感器,对大棚大气与土壤环境实时监测;传输层,实时将各种感知得到的信息和监视视频信息通过Mesh高速网络可靠上传到数据处理中心;应用层,对上传的各种数据进行处理并存贮,一是根据大气与土壤感知信息来控制水泵起动灌溉,二是对包括视频信息在内的多种信息进行综合处理,生成各种报告,依据设定阀值发出实时告警提示[6-10]。系统分层结构如图1。整个系统主要由大棚环境感知子系统、视频实时监控子系统、无线宽带传输网络子系统、数据中心四大子系统构成。大棚环境感知子系统采用新型传感器,可以监测大气的温湿度、CO2含量、CO含量以及光照强度;同时可以监测土壤的温湿度、PH等环境参数[10-13]。视频实时监控子系统采用无线高清视频监控技术实现区域全天候监控。智慧大棚系统采用了全新的物联网技术,数据的传输采用无线自主网。每个智慧大棚作为一个系统实施子单元,所有从大棚来的信息通过自主建网的无线Mesh宽带网络上传到数据处理中心,集中由数据中心处理显示与反馈控制。另外,也可以利用Mesh网络节点上WiFi模块扩展,实现大棚内移动终端实时访问数据中心信息并具有一定的控制能力。全系统整体架构如图2所示。 2系统实现方法与手段 2.1大棚内无线传感网络设计 大棚环境感知子系统主要实时监测大棚内的两类环境指标:棚内大气环境和棚内土壤环境。通过在大棚内实现一个无线传感网络来完成。无线传感网是基于ZigBee协议的一种自组织无线网络技术,具有近距离、低功耗、低传输速率、低成本的特点。整个网络由感知节点外加协调器节点组成,所有感知节点的感知数据经多跳传输,最终汇聚到协调器节点向上传输,它能支持较多感知节点并且无线传输,比较适合大棚环境下的实时监测[10]。感知节点(协调器)一般由传感器模块、控制模块、通信模块和电源模块组成。节点的控制与通信模块采用TI公司的MSP430F1611超低功耗MCU和CC2530通信MCU来实现。MSP430F1611是一个16位处理器,特点是低功耗、工作模式转换快,具备强大的外设接口能力,16位定时器、多个ADC转换器,一个或者两个通用同步/异步串行通讯接口(USART)、I2C、DMA。CC2530是一款兼容IEEE802.15.4标准的SOC芯片,支持专有的IEEE802.15.4以及ZigBee、ZigBeePRO和ZigBeeRF4CE标准。中心工作频率为2.4GHz,它提供了101dB的链路质量,具有四种供电模式,接收器灵敏度高,抗干扰性能强。MSP430F1611与CC2530无线模块之间通过SPI接口进行通信,MSP430F1611单片机的P3.0、P3.1、P3.2、P3.3脚和CC2530的SSN、MISO、MOSI、SCK脚相连,实现主从式SPI通信,达到双向交换数据通信的目的。对于协调器节点来说,没有传感器模块,增加一个与上位机通信的模块,可采用串行或RJ45接口通信等多种方式实现。节点硬件结构如图3所示。棚内大气环境的监测项为:空气温湿度、CO2、CO、光照度。只有合适的光照、适量CO2、合理的温湿度配合才能科学的、有效的、高产的种植出大棚农作物。同时在大棚农业的种植中,大量的CO气体达到一定浓度时会对棚室蔬菜产生影响,易使作物受到伤害,过量的CO还危及到大棚内的人身安全,因此对CO的实时监测是十分必要的。棚内土壤环境的监测项为:土壤温湿度、土壤PH。大棚内土壤的温湿度是判断土壤肥力的一个重要指标,土壤的温湿度影响着土壤的氮化速度,土壤氮化程度就直接影响了土壤的肥力[11]。土壤酸碱度对土壤肥力、植物生长以及养分的有效性影响很大,在农业生产中应该注意土壤的酸碱度,积极采取措施,加以调节。感知节点的信息采集依赖于各种类型的传感器,智慧大棚内的传感器种类多达七种以上,包括空气温湿度、CO2、CO、光照度、土壤温湿度、土壤PH等。另外,为了实现自动灌溉功能,大棚内需要增加若干个智能水泵控制节点来实现对水泵的控制,基本功能与感知节点类同,只是增加了两路工业级继电器开关控制模块代替传感器模块,用于响应室内大气和土壤监测数据的变化,控制水泵工作,为土壤加湿降温。无线传感网络软件主要由二部分组成:终端节点控制程序和协调器控制程序。终端节点搜索并加入网络,接收协调器发来的数据帧,执行读取传感器值或控制设备。终端节点通过控制继电器,控制水泵开关[9]。终端节点工作流程如图4所示。协调节点循环等待接收Mesh节点的初始化命令,并将网络状态反馈给Mesh节点。初始化完成后,若有终端节点申请加入网络,建立连接。协调节点接收Mesh节点的控制设备命令并转发给相应的终端节点,同时接收终端节点采集的数据转发给Mesh节点[9]。 2.2无线宽带网络传输子系统设计 无线Mesh网络融合了WIFI技术和自组网技术,具备分布式多跳功能,最大传输速率达到54Mbps,最大跳数为5,能迅速实现无线覆盖,实现高性能高速无线自组织网络,传输距离、移动速度、抗干扰、穿透能力以及无线网络安全等方面的性能好,满足复杂或对网络安全要求高的环境下开展无线数据传输、无线视频图象监控、IP视频会议、IP音视频电话、无线定位、无线数控等业务,广泛应用于较大范围覆盖、高安全性的无线网络接入。系统主要由无线Mesh设备、蓄电池、太阳能供电系统三大部分组成。高速Mesh节点是构成高速无线自组织骨干网络的主要节点,用于将多个分离的局域网网络(LAN)连接在一起或将业务数据回传到有线网络,配置AP模块同时用于WiFi无线终端的接入。智慧大棚各类传感器获得的信息汇聚到协调器节点,协调器与Mesh网络节点通信,Mesh网络每个节点接收和传输无线感知网络和视频监控系统采集的数据和图像信息,将数据实时传输到数据中心,并到显示终端。相反,数据中心有关控制与配置信息同样也要通过Mesh网络发送到无线传感网的各终端节点,达到对各节点的控制和管理。结合软件功能,Mesh节点自组网的通信覆盖直径可按需调控。Mesh网络安装快捷,并且不需要大规模基站建设,不要求精细的规划和位置选择即可获得可靠的通讯。简单地移动某个网络节点或者增加一个节点就可以立即完善一个信号较弱或无信号的区域,具有较好的网络覆盖灵活性,非常适合偏远地区大范围农业大棚的集群管理。 2.3视频监控子系统设计 智慧大棚视频监控利用无线智能摄像头、智能视频数据分析处理技术和智能终端信息系统实现大棚无缝隙、不间断的视频监控和事件监测、报警,摄像头具有高清晰度的图像采集和转换,22倍光学变焦,360度水平连续旋转,90度垂直旋转,256个预制巡航点和8条巡航线路,IP66级室外防护能力,TVS3000V室外防雷、防浪涌,30度~65度室外工作温度支持用户分级管理,完全满足大棚室内外环境的安全使用。视频监控依托于Mesh无线高速骨干网,通过无线方式接入,大大减少了部署的困难,增加了灵活性,视频实时智能分析极大提高视频监控的时效性和可靠性,减轻人工监视的负担,减小存储资源消耗,提高历史数据查询效率。传统的视频监控通常采用一人监视多路视频的方式,监控人员负担很大,并且容易忽略一些正在发生的事件,而错过了最佳处理时机。未经处理的视频原始数据中有大量无用片段,对原始数据进行存储也导致了严重的存储空间浪费和加大了事后历史视频查阅的困难。 2.4数据处理子系统设计 数据处理子系统是智慧大棚应用的信息处理中心,由硬件和软件二部分组成。硬件部分包括数据库服务器(包含认证与远程服务等)、视频应用服务器(含硬盘录像设备等)和一些信息交换设备;软件部分就是应用系统程序。整个数据中心应用程序由系统配置管理模块、感知数据存贮与处理模块、监控视频存贮与处理模块、报表处理模块和信息远程服务模块组成[10-13]。应用软件模块结构如图5所示。系统应用软件以VisualStudio2005为开发环境,采用C#语言编写而成,数据库采用了MSSQLServer作为应用平台,整个架构以B/S和C/S相结合为原则。系统配置与管理模块实现全系统的用户信息和权限等管理,设置与大棚感知信息处理、视频监控和Mesh网络相关的各类参数,完成系统正常工作准备[14];感知数据存贮和处理模块实现感知数据的接收、实时存贮和随机检索调用处理,按设定条件发送控制信息启动水泵工作、告警提示,实时显示各种感知信息处理图表,联机对存贮数据进行智能分析并提供决策信息。监控视频存贮与处理模块实现监控视频的实时录存和调用回放,控制摄像头云台,做到有选择性实时切换监控,并具备一定的视频智能分析处理;报表处理模块主要完成各类报表的生成、汇总与打印。信息远程服务模块实现移动终端的访问,使得系统用户通过多种手段实现随时随地获取监测、监控数据和信息。使得授权用户通过手机、平板、笔记本等普通智能设备在大棚内、办公室、家中就能访问到实时监测监控信息,方便了管理人员日常工作。 3智慧大棚实际部署应用 以某地智慧农业园区为例说明具体应用。把一亩大小(约20m×30m)面积的大棚为实际部署环境,以一个大棚按约10m×10m的大小分割成6个区域。每个区域随机部署一套大棚环境感知节点:CO2节点、CO节点、空气温湿度节点、光照度节点、土壤温湿度节点、土壤PH节点,另加一个自动灌溉控制节点。这样整套终端节点一共是42个。一个大棚配置两套套视频监控系统、一个sink节点、两个Mesh节点。一个大棚配置一个数据服务器:一个数据中心套件、两台移动设备终端。在大棚内部一共有36个环境感知节点、6个控制节点和一个sink节点。36个环境感知节点在科学的配置下,实时采集大棚中的环境参数,然后通过无线自组网技术,43个节点自组织组成一个无线传感网络,最终把全部的感知数据汇聚到sink节点,sink节点和Mesh节点相连,把所有的感知数据通过Mesh高速骨干网传输到数据中心。另外,数据中心也能通过网络控制水泵起动供水;视频监控单元也与Mesh节点相连,把所有的监测数据通过Mesh网络传输到数据中心。数据中心通过相应数据处理、挖掘后,最终展示出来。大棚环境感知节点统一安装在大棚的金属骨架或木质骨架上,按大棚的搭建方式不同,如图6所示。在有垂直固定架的大棚中,只需把感知节点固定在固定架上。在没有垂直固定架的大棚中,需配置相应高度的金属固定架,并分散在每个区域中作为感知节点的安装支架,感知节点的安装高度统一高于所有植物,以防大棚灌溉时淋湿感知节点。土壤类感知节点,安装部署方式同上,但每个土壤类感知节点所配传感器都需放入土中,以监测土壤温湿度、PH等参数。灌溉控制节点视情分区布设,达到相对均匀供水。节点的供电方式可以采用灵活多样方式,如2~4干电池供电、高能蓄电池供电、市电供电和太阳能供电等方式。视频监控套件统一部署在大棚入口处和大棚的最内部(大棚入口的正对面),采用可旋转式无线高清摄像机,既可以实时关注大棚中植物的生长情况,又可以全天候监管大棚的运作以及人员的出入。一台Mesh节点部署在大棚外,另一台Mesh部署在数据中心监控室,两台Mesh的距离尽可能保持在1km以内且无明显的遮挡物,这样能保证高速、稳定的通信要求。数据中心安装一套数据中心服务器,并配有全套的数据展示软件平台。设备单元部署优先采用市电供电的方式,在无市电的情况下,采用大容量蓄电池和太阳能供电相结合的供电方式。整套系统在一个大棚实际安装试用,试验结果表明该系统具有对大棚内大气和土壤环境参数实时检测的能力,实现了信息反馈控制水泵灌溉和信息告警提示,完成了对植物生长和大棚安全的监控。系统具有较强的扩展性,使用效果良好,完全能满足农业大棚群的日常管理,整体提高大棚种植的生态环境和经济效益。图7和图8为实际使用时的显示效果。 4结束语 本文针对农业大棚智能化进行了研究和应用,解决了传统大棚种植依靠经验生产存在的问题。利用物联网中的无线传感网、无线宽带网和视频监控等多项技术,实现了对农业大棚内大气和土壤中多种植物生长相关因素的实时检测,使得种植管理人员能及时掌握大棚种植环境的变化并作出相应调整,做到农业种植科学化[14-16]。本系统具有较好的扩展性,根据大棚种植环境检测需要,可对感知节点和控制节点进行扩充,增加检测和控制种类。由于使用了自组织Mesh宽带网络作为传输信道,可实现大范围农业大棚群的管理智能化。 作者:张新 陈兰生 赵俊 单位:绍兴职业技术学院 绍兴迅极网络技术开发有限公司 农业物联网论文:物联网下的智慧农业发展论文 在传统农业中,灌溉、施肥、喷药,农民全凭经验和感觉。而如今,在智慧农业中,农作物浇水、施肥、打药时间,农作物的空气温度、空气湿度、酸碱度、光照、二氧化碳浓度、土壤水分,做到按需供给,一系列作物在不同生长周期的问题,都有信息化、智能化监控系统实时定量“精确”把关。智能农业、精准农业发展,智能感知芯片、移动嵌入式系统、无线通信技术等物联网技术在现代农业中的应用逐步拓宽,作用显著,具体表现为:在监控农作物灌溉情况、土壤空气变更、畜禽的环境状况以及大面积的地表检测,收集温度、湿度、风力、大气、降雨量,有关土地的湿度、氮浓缩量、土壤污染和土壤pH值等方面实现科学监测、科学种植,帮助农民抗灾、减灾[1]。在智慧农业中,可运用物联网的温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、光照传感器、CO2传感器等设备,检测环境中的温度、相对湿度、PH值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等参数,通过各种仪器仪表实时显示或作为变量参与到自动控制中,保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。采用物联网,特别是无线传感器网络来获得作物生长的最佳条件,可以为智慧农业提供科学依据,达到增产增收、改善品质、调节生长周期及提高经济效益的目的。 1智慧农业 1.1智慧农业特点 基于物联网技术的智慧农业是当今世界农业发展的新潮流,传统农业的模式已远不能适应农业可持续发展的需要,农产品质量问题、农业资源不足、普遍浪费、环境污染、产品种类需求多样化等诸多问题使农业发展陷入恶性循环,而智慧农业为现代农业发展提供了一条光明之路。智慧农业与传统农业相比最大的特点是以高新技术和科学管理换取对资源的最大节约,它是由信息技术支持的根据空间时间,定位、定时、定量地实施一整套现代化农业操作与管理的系统,其基本涵义是根据作物生长的土壤性状、空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度等调节对作物的投入,即一方面查清田地内部的土壤性状与生产力,另一方面确定农作物的生产目标,调动土壤生产力,以最少或最节省的投入达到同等收入或更高的收入,并改善环境,高效地利用各类农业资源取得经济效益和环境效益双丰收。 1.2智慧农业系统架构 物联网智慧农业平台系统由前端数据采集系统、无线传输系统、远程监控系统、数据处理系统和专家系统组成[3]。前端数据采集系统主要负责农业环境中光照、温度、湿度和土壤含水量以及视频等数据的采集和控制。无线传输系统主要将前端传感器采集到的数据,通过无线传感器网络传送到后台服务器上。远程监控系统通过在现场布置摄像头等监控设备,实时采集视频信号,通过电脑或3G手机即可随时随地观察现场情况、查看现场温湿度等参数和进行远程控制调节。数据处理系统负责对采集的数据进行存储和处理,为用户提供分析和决策依据。专家系统根据智慧农业领域一个或多个专家提供的知识和经验,进行推理和判断,帮助进行决策,以解决农业生产活动中遇到的各类复杂问题。 2物联网在智慧农业中的应用 物联网技术是新生事物,是多学科技术的集成。随着世界各国对物联网行业的前景看好和企业的大力投入,物联网产业正飞速的发展,并渗透进每一个行业领域。可以预见的是,越来越多的行业领域以及科技、应用会和物联网产生交叉融合,传统农业向智慧农业方向的转变也已经成为了大势所趋。 2.1物联网定义 物联网是新一代信息技术的重要组成部分,英文名称叫“TheInternetofThings”,顾名思义,物联网就是“物物相连的互联网”。包含两层意思:第一,物联网的优秀和基础仍然是互联网,是在互联网基础上延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间,进行信息交换和通信。目前公认的物联网定义是通过智能传感器、射频识别(RFID)、激光扫描仪、全球定位系统(GPS)、遥感等信息传感设备及系统和其他基于物-物通信模式(M2M)的短距无线自组织网络,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种巨大智能网络[5]。物联网被公认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的信息产业第三次浪潮。物联网的基本特征可概括为全面感知、可靠传送和智能处理[6]。它是以感知为前提,实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络,其原理和实质是在物体上植入各种微型芯片,用这些传感器获取物理世界的各种信息,再通过无线传感器网络、互联网、移动通信网等交互传递,从而实现对世界的感知。 2.2物联网架构 物联网架构可分为以下三层:感知层、传输层和应用层。 2.2.1感知层 采用各种传感器,如土壤温湿度传感器、光照传感器、二氧化碳浓度传感器、风向传感器、风速传感器、雨量传感器等来获取作物的各类信息。其中的一项关键技术是射频自动识别,射频识别(RadioFre-quencyIdentification,RFID)技术是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术。RFID技术与互联网、通讯等技术相结合,可实现全球范围内物品跟踪与信息共享[7]。感知层是物联网识别物体、采集信息的来源。 2.2.2传输层 传输层由各种网络,包括互联网、无线传感器网络、移动通信网和云计算平台等组成,是整个物联网的中枢,负责传递和处理感知层获取的信息。其中无线传感器网络是农业领域应用较广泛的一种网络。无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,WSN),是由监测区域内随机分布的大量种类繁多的微型传感器组成,它们通过无线通信方式迅速自行组网,对网络覆盖区域中被感知对象的动态信息进行采集、计算和处理[8]。由于可以对特定的区域进行大面积监控,单个节点成本低,使得传感器网络非常适合于农业领域的信息采集工作[9]。 2.2.3应用层 应用层是物联网和用户的接口,与行业需求相结合,实现物联网的智能应用。例如在农作物大棚或园区,利用无线传感器网络获取作物实时生长环境中的温湿度、光照强度等信息,收集每个节点的数据并进行存储和管理,实现整个监测区域的信息动态显示,并根据各类信息进行自动灌溉、施肥、喷药、调温控光等操作,对异常信息进行自动报警。 2.3物联网在智慧农业中的应用案例 对土壤水分及其变化的监测是生态、农业和水土保持等研究中的一项基础工作[10]。蔡镔等[11]针对棉花茎杆直径变化的测量参数,结合Zigbee无线传感器网络技术设计了棉花精准灌溉监控系统。该系统由无线监控网络和远程数据中心2个部分组成,给出了系统总体架构,设计开发了无线传感器网络节点,并给出了软件流程。该系统使人们随时获得棉花作物精确的需水信息,并实现精准灌溉。由于采用了无线数据传输方式,该系统解决了有线通信方式存在的难以扩展、难以升级等问题,具有低功耗、低成本、扩展灵活等优点。赵玉成等[12]针对我国农业生产活动的特点,提出在农田土壤肥力监测领域应用无线传感器网络的方案和思路,实现把无线传感器网络技术与土壤肥力监测相结合,达到提高土壤肥力的目标。将无线传感器网络应用于土壤肥力监测,可实时、动态地测定土壤中养分和肥料的含量,从而有效地指导施肥,使肥料得到更高效的利用。在农业生产活动中,农田土壤肥力信息的监测、采集与处理是不可或缺的重要环节,将无线传感器网络技术应用在土壤肥力监测,分布在农田土壤中的大量传感器节点通过无线通讯网络与汇聚节点进行信息交换,能很大程度地提高土壤肥力监测的实时性、可靠性,且实施成本较低廉,性价比高,维护简单,节点的扩展也非常容易,提高了农田作业中土壤肥力信息采集、监测的自动化程度。滕红丽等[13]提出了一种基于ZigBee无线传感网络的作物环境监测系统的设计,该系统在ZigBee协议和CC2530芯片基础上,通过对系统软硬件设计,实现了作物环境的温度、湿度、光照度、CO2浓度等参数的实时监测,为作物产量提高提供了有效保证。在农业温室环境下,温室环境测控系统可对温室内外环境进行自动检测、显示;可按不同作物的要求进行多因子综合调节与控制;还能对温室内各环境因子的数据长期存储,满足科研和生产的需要,为智能农业专家系统的开发积累丰富的资料数据。将无线传感器网络技术应用在温室环境测控系统,极大地提高了系统的实时性、可靠性,且系统开发成本较低廉,性价比高,维护简单,节点的扩展也非常容易,提高了温室环境下农作物种植环境信息采集、监测和控制的自动化程度[14]。朱伟兴等[15]基于物联网技术开发了保育舍环境可视化调控系统,采用Zigbee无线技术将舍内各保育床及周围设备组成无线网络系统,系统依据分布于各保育床内的传感器获得的环境参数,精确调节各保育床内的小气候环境。通过WIFI无线技术将服务器与IN-TERNET无缝连接,使用户端延伸并扩展到猪舍及室内设备,实现环境与设备之间,环境与人之间进行信息交换。该系统性能稳定,信息无线采集、环境自动调控及远程可视化调控均达到实际需求,适合保育猪舍环境智能化精准管理,可应用于自动化、智能化的牲畜养殖中。王文山等[16]以物联网技术为基础,研究了果园环境信息监测系统总体结构,将系统分为数据采集模块、数据传输模块和数据管理模块三部分,研究了数据传输模块,实现了无线组网和数据的远距离传输,在山东栖霞果园的实际应用效果良好。顿文涛等[17]针对国内的食品安全问题,对构建食品安全物联网体系进行了研究,设计了一种食品安全物联网管理体系,主要由四个方面组成,分别为食品生产、食品流通、食品监管及食品追溯。利用物联网技术收集食品产业链数据、构建食品安全物联网体系,对食品从源头到餐桌的各个环节进行追踪监管,能有效加强食品安全。在农业资源利用方面,随着物联网技术的不断发展,北美一些发达国家通过卫星监测来收集国家土地利用信息,然后再对所采集的信息进行一系列的分析处理,最终实现了大范围内的农业统筹规划管理。近年来,我国运用GIS、传感器和GPS定位相结合的技术,通过WSN与无线通信实现了对农业资源的规划管理。为了更加准确地获取农田状态信息,在作物施肥、病虫害监测和防治、土壤养分监测等农田信息采集、管理,以及农业环境变化和农业污染监测等方面都使用了GPS定位技术[18]。 3结束语 智慧农业取代传统农业是农业现代化发展的必然,更是符合我国国情的选择。智慧农业可以促进农业生产方式的转变,实现各类农业资源的高效利用和改善环境的目标,同时可最大限度地提高农业生产力,是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径。 作者:顿文涛 单位:河南农业大学 农业物联网论文:物联网农业信息化论文 一、物联网技术在农业信息化上的应用 我国农业正处于传统农业向现代农业的转型期,网络信息化技术将发挥独特而重要的作用,在现代信息技术大力发展的背景下,现代农业是与信息化同步的农业,要实现农业现代化,必须积极利用现代信息技术的发展成果,物联网是发展现代农业的重要支撑,在农业信息化上的应用越加广泛。当前发展重点是朝着微小型、可靠型、节能型、环境适应性、低成本、智能化方向发展。物联网在现代农业中应用范围主要体现在3个方面:一是生产过程管理方面。通过智能传感器实现环境信息的实时采集,通过智能分析系统或数据挖掘技术,给予智能决策。例如,监测天气和联网气象部门数据,做到天气提前预报与预防工作;联网水利部门数据,为服务于防汛抗旱工作,及时监测雨量、水质、水量相关信息,协助农田灌溉。在灌溉系统中,通过感应土壤、空气中的水分和湿度,并在设定条件下与接收器通信,控制灌溉系统的阀门,有效实现智能化灌溉。二是农产品质量安全管理方面。我国农产品质量安全事故频发,其中很重要的一个原因就是从生产到流通至销售环节缺乏监管,加大农产品监管力度,将农产品的安全隐患降至最低,而物联网技术的充分运用,必定能发挥重要作用。运用追朔系统综合应用农产品电子标签及条码自动识别技术,信息自动采集与传输技术,云计算,建立供应链跟踪与追朔体系,将其用于个体标识,结合无线传感网络,手持设备,以及终端数据库,以便跟踪相应产品的生产、加工、批发、物流、零售等各个环节,实现数据的有效追踪和业务共享。三是生态环境管理方面。运用无线传感器智能网络,建立精准控制系统,进行农作物田间生态环境控制,根据参数的变化,检测收集土壤温度湿度、大气气压、作物生长状况等数据,从而适时调控灌溉系统、保温保湿系统,确保最好的生长环境,以提高产量,保证质量。 二、现阶段存在的主要问题 (一)统一的标准体系相对滞后 当前,各个企业、行业都根据自己的特长定制标准,各自为阵,且物联网发展过程中,传感、传输、应用各个层面的技术层出不穷,应用接口不规范。专用网之间,无法实现联网,不能形成规模经济,不能形成整合的商业模式,更不能降低研发成本。同时,正处于初创阶段的物联网技术标准,无论是在国际上还是国内,尚未形成一整套技术体系,缺乏协作和跨国合作。 (二)物联网技术有欠成熟 RFID技术和传感技术作为物联网的技术优秀,尚未全面进入产业化。而如今国内的RFID技术仍旧以低频为主,高频RFID刚进入产业化初期,传感器、RFID、仪器仪表、控制软件、嵌入式软件等80%以上依赖进口、海量数据处理、云计算基础架构、中间就件等缺乏优秀技术,全系统集成能力和整体解决方案有待进一步完善。 (三)国内物联网产业链完善度 上与国际相比,具有较大的差距虽然目前国内三大移动运营商以及中兴华为这类系统设备商均已是世界一流水平,但物联网的产业化必须需要芯片商、传感器设备商、系统解决方案厂商、移动运营商等上下游厂商的通力协作,所以我国要发展物联网,在体制上需要加强广电、电信、交通、水利、农业等各行业主管部门的合作,共同推动信息化、智能化系统建设,打破行业、地区、部门之间的壁垒,促进资源共享,加强体质优化改革。 (四)物联网应用在设施农业上 需要考虑前期投入和利益分配的问题前期大量的资金投入,依靠农民自筹资金的困难相对较大,政府应当出台合理的政策,利用各级政府财政资金的杠杆作用,带动资金的投入,吸引企业投资或政府担保贷款,以解决前期投入问题。尤其是在实验室项目实施过程中存在一些困难,资源不足、地形及自然环境复杂,传感器及线管设备成本费用较高。一般情况下,农产品价格较低,设备及器件费用高,这就使得电子标签等设备不能应用到单个产品上,严重阻碍了农业产业生产中的大面积推广。 (五)信息安全面临的长期挑战 除了要面对移动通信网络的传统安全问题之外,还存在其他的特殊安全问题。由于物联网是由大量的机器设备构成,缺少人对设备的有效控制,并且数量庞大,设备集群等特点,会面临物联网设备、感知节点本地安全问题,传输信息安全问题,以及优秀网络传输问题。 三、展望 物联网技术在农业信息化发展中的应用,可谓是任重而道远,是挑战,也是机遇。农业物联网作为国家物联网发展战略的重要部分,要结合中国农业特点和国情,尽早谋划未来,凝练发展重点,实现优秀技术的突破创新。展望未来,国家和政府已经提出了发展物联网“感知中国”的宏伟战略目标,同时也为构建农业物联网“感知农业”指明方向。随着物联网技术的日渐成熟以及在现代农业上的有效应用,相信其在农业化道路上将越走越宽广。 作者:黄红 闫晓荣 单位:河南省农业信息中心 农业物联网论文:探求物联网在农业信息化建设中的应用 1.农业物联网应用现状 物联网技术为农业的现代化建设提供了强大的技术支撑,并为农业信息化应用提供了无限的发展空间,目前主要应用如下。 (1)畜牧业和设施规模养殖业生产(畜禽、水产)。通过物联网智能感知、无线传感、智能分析开展繁殖育种和疫病自动监测、环境状况监控、智能饲料投喂、远程分析诊断等工作,实现智能饲养管理,提高产品产量和品质。目前这些应用尚很局限,大都集中在智能畜禽和水产品监测方面,在智能决策分析和农产品安全溯源等方面显得应用不足[2]。 (2)农业环境监控和智能分析决策。通过物联网技术对天气、水资源、土壤状况实时监测和灾害防治。利用智能传感器实现环境信息的实时采集,通过智能物联网技术实时报送采集数据,通过智能分析系统或数据挖掘技术,给予智能决策,现阶段主应用范围有限[3]。①监测天气和水资源等,同气象部门数据联网,提前天气预报和预防。例如监测水资源,可对雨量、水量、水位、水质等信息实时采集和报送,服务于防汛抗旱等方面,同时有助于农田灌区和泵站自动化控制,提升水利行业的自动化管理水平。②监控农业生产环境参数,如温度、气压、光照强度、有毒气体浓度、空气湿度、土壤湿度、土壤酸碱度、土壤养分等,为农作物大田生产和温室精准调控提供科学依据,帮助生产者分析植株生长状况和环境适宜度,检查病虫害,以便迅速优化农作物生长环境[4]。 (3)食品安全等监控管理。农产品质量安全追溯的信息化建设需要物联网技术支撑,这些工作正处于起步阶段。追溯系统综合应用农产品电子标签及条码自动标识技术、信息自动采集与传输技术、云计算或云服务应用集成技术,可对农产品进行质量安全查询和质量追溯监管,使消费者通过终端和互联网实时查询到农产品从农田到餐桌整个过程的信息,包括农产品的种源(包括户主、生产基地等)、环境质量、生产操作过程、用料用药、物流运输、生产加工过程、销售渠道等情况[5]。 2.现阶段主要问题和发展建议 (1)自主技术不足,统一标准的制定滞后,产业链规模尚未形成。国内物联网涉及的先进感知、传输、控制技术的自主性和创新性不足,包括底层芯片和无线传感等优秀技术等。且行业各自为阵,应用接口不规范,尚无统一的标准可依据。①亟需加快制定统一的国内行业技术标准和业务应用规范,并能将自主产权技术纳入国际标准。目前,我国物联网编码标识尚未统一,存在跨地域、跨行业、跨平台互通困难,应加快物联网编码标识标准体系框架建设及相应的国家标准的制定,提出适合我国物联网业务开展和应用的统一编码方案、注册管理办法及标准化的承载、标识和解析方法。②加强物联网自主优秀技术产业的建设。拿传感器来说,要求低成本、环境适应性强、可靠性高、功耗底、安全性好、具有移动便携性和固定分布性等特点,能方便实现分散采集和集聚传递等功能,这些基础产业工作需要多个行业共同发展和支撑[6]。③持续推进物联网基础技术和前沿技术的研究工作,开展诸如基于信息和知识支持及数据挖掘为基础的农业产业链各环节的智能决策技术和方法的研究以及新感知、新接入技术的预研等。 (2)农业物联网示范基地不多,示范效果不突出。应用的不足仍是物联网产业化所面临的瓶颈,在政府政策和财政支持下,应加快制造与服务产业的互动,搭建示范平台,以农业农村信息化试验区、农业农村信息化先导区、农业农村信息化推进区、农业农村信息化攻坚区为基础,做好物联网农业化应用的示范效果。让企业在构建信息化物联网络的同时,找到农业物联网产业发展的新模式,既能起到物联网产业应用示范效果,又能使企业和农户获得收益,进一步拓展业务范围和应用。 (3)信息安全体系建设不完善。现阶段网络和信息安全保障不够,须加强信息安全保障,实现可管、可控、可信的物联网安全体系架构。①健全网络与信息安全法律法规,完善农业信息安全体系和认证认可体系标准,实施信息安全等级保护、风险评估等制度。②提升农业物联网各环节的综合信息安全保障能力,实现物联网信息的全流程安全设计,包括认证和加密等。推进农业信息安全保密基础设施建设,加强信息网络监测和管控能力建设,确保农业基础信息网络和重点农业信息系统安全。 (4)农产品质量安全追溯信息化建设和应急机制亟待完善。在农业及相关行业(包括食品安全等)的大应急预警架构下,应加快建立相关的风险评估和安全评测,构建有效的管理、预警和应急机制,推进农产品质量安全追溯信息化建设。目前国内农产品相关信息在生产、加工、存储、流通、消费、追溯、问责等环节之间不能有效贯通,主因是政府部门职能分工不同,系统独立,标准不一,造成数据不能互通。应整合各部门力量,以点带面,统一标准,打通接口,做到基于物联网电子标签和电子编码为基础的信息数据能安全共享和统一管理,实现农产品和食品信息在供应链不同主体之间的无缝衔接。可选择农产品和食品流通领域中信息化基础好、产业链完整的“三品一标”(即无公害农产品、绿色食品、有机食品、农产品地理标志)获证企业或农民专业合作社,集成应用电子标签、条码、传感技术、无线通信网络和IP互联网络等,实现农产品和食品质量跟踪、溯源和可视化管理,对农产品从田头到餐桌、从生产到销售全过程实行智能监控。 3.结论和展望 如今农业信息化领域正面临着由传统的无线传感器网络WSN向物联网IOT飞跃发展的新阶段,虽然物联网的发展道路还很长,但应不断加大自主优秀技术和标准的研究和投入,整合跨区域、跨行业、跨平台的资源,尽早出台和完善相关技术和业务应用标准。在产学研一体化道路上,始终以应用为龙头,鼓励创新业务和应用模式,从制造业到服务业形成闭环,使参与者从技术和业务的应用中受益,促进物联网技术在农业领域得到更深入、更广泛地应用和发展。 作者:蒋宏斌 阙祥明 翟丹妮 单位:中兴通讯南京研发中心 南京中电熊猫液晶显示科技有限公司 南京邮电大学经济与管理学院 农业物联网论文:农业物联网技术创新及应用 摘要: 在国家“四化同步”发展战略的背景下,积极推进农业物联网的应用发展,对促进农业信息化和农业现代化的融合具有重大意义。物联网技术也被很多地运用到农业的众多领域。而农业邻域也是多物联网技术需求最迫切、难度最大的领域之一本文将从农业物联网的概念、物联网在农业中的应用现状、智能农业系统主要功能这几个方面对物联网技术在农业领域的作用进行剖析,从而对农业物联网的发展提出建议以及展望。只有加强农业物联网技术集成平台建设,加强农业物联网产品设备检测才能进一步优化和改善政策环境,为我国农业物联网可持续大展提供参考。 关键词: 农业;物联网;智能农业 1物联网的概念 “物联网”翻译成英文是“TheInternetofThings”由此可见,“物联网”的重点就是物品与物品之间的交流,物联网是继互联网以及计算机发展之后的第三次大规模的科技发展的时刻。在运用现代物联网技术的基础上,在红外线探测技术的帮助下对农作物的发展情况进行实时监测以及实时采集被测农作物的信息,这些信息将在短时间内被集合完毕发送给检测者。这种正在建设中的新型的物联网技术,能够实现物理世界、计算机世界以及人类社会这三个世界的联通以及发展,对物联网技术的普及具有战略意义。而同时也给人们的生活提供了便利。物联网的重中之重是对信息的采集,在经济飞速发展的今天,信息对于经济的发展具有决定性的作用。互联网技术高速发展,人与人之间交流往往更多地依赖互联网。而物联网的出现也印证了这一点,经济的飞速发展带动了人们各种方面的需要飞速增长。而相较于互联网来说,物联网的优势就是能够将触手伸到互联网所不能企及的方方面面。在互联网上,人们往往只能感受到一个非常平面的形象,但是运用了物联网之后,人与人之间将可以全方面的感知对方,这种感知不再是单一平面的,而是立体以及三维的。由此可见,物联网的产生将会为整个社会经济结构带来一次较大的改革。而物联网也将为互联网的进一步发展提供可供选择的方向。总而言之,物联网就是通过现有的先进技术并将其运用到物品的传递以及监控过程中,将物品的任何细节都与互联网连接起来,进行信息的第一手传达。以便于实现物品的交换和传递。智能化的物品传达也能实现迅速的定位以及跟踪。物联网的快速发展也将为我国的科学发展提供一个新的平台,让世界的目光都注意到我国科技的进步。而我国作为一个农业大国,在农业高速发展的今天,对物联网的需求则更为明显。物联网的发展也将给我国农业结构带来调整,为传统农业的升级起到了巨大的推动作用。 2物联网在农业中的应用现状 在关注我国物联网发展的同时我们也要将目光注视到欧美各国的物联网发展,欧洲的物联网被分为很多个层次,且在物联网的发展过程中,农业以及养殖业的物联网发展最为重要。为了使得农业发展过程中,农作物的发展情况被第一时间获知,作物的生长形式、水土状态以及是否有虫害,这些在物联网发展中都是需要解决的细微的问题。在信息传输层中,传感器获取各类数据的功能被放大,信息应用系统将会制定科学的管理模式以及定时定量的肥料施加都体现了对生产过程的严格控制。这些年来,为了适应社会经济结构的变化,欧美一些国家率先开展了农业领域的更新以及变革,实现了物联网在农业领域的大范围使用,形成了一批良好的产业化应用模式,推动了相关新型产业的大规模发展。农业物联网的发展也促进了其他物品在物联网的发展,为物联网的全方位发展奠定了基础。而我国作为一个农业大国,在农业物联网的发展方面具有较大的需求,为了保证农作物在传递过程中的实时消息反馈,物联网将会渗透到物品的传输、检验等多个环节,实现成本的节省以及农作物收获之后的高效流通,在农作物物联网这个方面还有很多功能正在探索过程中。 2.1农业资源利用在农业资源探测以及监控方面,我国可以利用卫星对土地的实时信息进行探测并将探测效果传递给各级监测系统,实现信息的整合以及分析,经过层层监控和分析之后,将会最大限度的农业范围的统筹与规划。对农作物的事实情况的把握也将会十分清晰而明了。与此同时,为了方便农作物的采集,实现农业资源信息的及时反馈,GPS定位系统也将会运用到农作物的定位之中来。只有这样才能实现农业资源的不浪费。目前,在农业资源整合、农业资源的探测、土壤成分的检测以及害虫的防疫当中都使用了GPS技术,GPS技术也就是定位技术利用卫星,对大面积的农作物能起到很好的检测作用。为了使得有机农作物的生长更加健康也有利于农作物整体的把握,而且从国外引进的新型技术也可以对农田里的各种情况都能制定出一套完美的应对政策,对突发情况进行监控并且及时反馈到监控者那里。特别是如今的农业发展已经进行到一个精细农业的状态,对由于环境变化引起的农作物的变化都需要有效的应对。在检测区域中构建基础网络和安装传感器,用于采集水温、PH值、电解质等等多种参数,及时的水况反应能够将水环境参数上传至检测中心并进行分析。 2.2农业生态环境监控农业生态环境监控是保证农作物安全以及生态安全的重要基础,为了对农业生态的环境进行全方位的监控,还需要做到以下几点。一方面,要加强立法,完善的相关政策法规才能解决在生产过程中的诸多问题。也对许多重要问题的解决提供模范的解决方式。另一方面,在建立农业物联网的同时,对农业生态环境监测网络的构建也必不可少。因此国家必须要运用高科技手段融合互联网实现对农业生态的自主监控,为了农业的可持续发展做出自己的努力。我国的生态环境在形势趋于变好的今天仍然存在很大的问题,因此对环境监控方面仍然不可松懈,对大气环境,对河流污染以及草木覆盖程度的监控形势都比较严峻。经分析研究后发现,地面监测站与遥感技术的结合是组成我国环境监控的主要手段。在前期卫星不曾覆盖的地点进行人口测量,在无线传感技术发展的同时开展了无数的网络监测站点。星星之火可以燎原,在星星点点的检测站的建设下,我国的环境检测形成了一个巨大的网络,这些系统依靠传感器以及无线通信技术,是我国农业发展的强大后备军。 2.3农业生产精细管理建立农业物联网的前提是实现对精细农业的管理。只有将农业的生产环节与高新技术发展结合到一起,才能最大限度地为农业的发展带来帮助。在集成了信息技术以及GPS技术以后,农作物的生产环节变得无限透明,对农业生产信息的获取,对生产环节的管理以及突发事情的应对决策都显得十分智能。 3农业物联网的技术创新 农业物联网的技术创新主要表现在以下几个方面:1)数据收集:在农作物的生长过程中,对农作物生长环境中的温度、湿度、PH值、二氧化碳含量都实现了实时监控。在上述所测数值出现超出常态的变化时,监控者可以第一时间发现,并且在物联网络上找到解决方案,并且对作物生长环境中的设备进行调控。2)视频监控:在物联网迅猛发展的今天,用户只要拥有一个手机或者电脑等等其他的移动设备,就可以实时关注自己所订购的农作物的生长情况,也可以根据监控室内的作物实际情况实施远程想法的传达。3)数据存储:在物联网监控过程中所产生的农作物的数据往往能反应农作物生长中的种种问题从而为以后农作物的生长提供素材,在农业物联网中实现一个档案的存放。4)数据研究:系统将会在收集到数据之后,第一时间实现报表的制作,让用户第一时间感受到农作物的生长情况以及空间分布情况。5)远程控制:由于物联网的便利性以及可操作性,用户可以在任何时间、任何地点进行农作物的监控以及对温度、湿度的操控。6)错误报警:系统将会给用户权限设定一些警戒线,超出警戒线,物联网将会第一时间通知用户,让用户能接触到农作生长的每一个环节以达到自己的理想生长情况。 4推动农业物联网进程的建议和展望 我国幅员辽阔,并且由于农作物生长范围较大,因此建议物联网建立专业的工程专项,在农业发展优势区域实施新型农业经营主体的应用需求,在已有试点区域的基础上,扩大物联网试点的范围。与此同时,物联网作为一个新兴产业,政府在一些措施以及政策的制定和实行上还不是非常的完善,而物联网又具备高投入、高风险的特点,为了支持物联网的发展,政府应该在税收等方面对物联网发展进行减免、甚至补贴。并且根据种植作物的不同实现不同的补贴限额。物联网技术在我国的很多领域发展还不够成熟,但是在大环境下,我们在政策的支持下或许能够奋起直追,与欧美国家站在同一起跑线上。目前,在农业育秧阶段已经实现了物联网的渗透,可以预见的是,在不久的将来,互谅网将会发展到农作物生长的方方面面。由于手机、pad、电脑等等用品的普及,用户的实时监控也不再是梦想。利用物联网技术,结合政府设立的无数监测站可全方位地掌控我国生态环境中的雨、水、干旱、大雪等等问题。为农作物的生长提供及时的预警报告,为农作物的及时保护提供了方案支持。而到了农作物成熟阶段,用户可以直接在家里实现对收割机等大型农业设备的监控以及同GPS技术对它们的位置进行实时掌握,不仅如此,强大的物联网还能实现用户对实时路况的掌握以便于达到农用设备资源的不浪费,为他们实现运行效率的最大化提供最大的帮助。与此同时,用户还可以对收割机内部的温度进行控制。因此,物联网在农业发展中的前途不可限量,几乎方方面面都可以运用到物联网,而未来的农业在物联网技术的支持下,也会更加的智能,这对我国农业的发展拥有者巨大的作用,对人工成本的降低将会是一笔巨大的财富。 作者:刘伟丽 单位:郑州城市职业学院 农业物联网论文:物联网技术在农业生产中的应用 通过物联网技术在精细农业生产中的应用研究,为我国物联网技术在农业产业链的各个关键环节的推广应用,提供可靠的方法和途径。 1精细农业生产是现代农业发展必走之路 精细农业生产是由信息技术支持的根据空间变异来定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统,用户只要将手机或手持终端按下键盘,就能查看到设施农业实时的综合生态信息。精细农业生产实现了农业智能化、精确化生产。 2物联网技术是精细农业生产强大的技术支撑 物联网4大技术的组成和应用领域包括传感网、M2M、RFID和两化融合技术[1],物联网两化融合是指技术、产品、业务和产业衍生4个方面的融合[2]。在精细农业中的两化融合主要是信息技术、先进设备与农业生产、加工、销售等环节的融合,即农业信息化和农业产业化的融合,其为传统农业的发展提供了新的机遇,有助于加快农业现代化进程[3]。 3物联网精细农业自控系统在精细农业生产中的应用 物联网精细农业自控系统以先进的无线传感器、物联网、云平台、大数据及互联网等信息技术为基础[4],主要通过WIFI设备服务器与远端天线矩阵通讯,再通过第三代光载无线交换机,将数据实时地送到远程智能系统,再发送给各级用户,从而实现农业智能化和精确化的精细作业生产。 3.1物联网智能监测系统 3.1.1无线墒情监测系统无线墒情监测系统主要负责采集农业种植生产环境信息(见表1),并将结果传输到中心服务器,再将相应的数据反馈给用户,即墒情监测数据、旱灾预警数据、走势分析数据、报表分析数据、短信、信息及图形预警信息。 3.1.2苗情监测系统田间作物无线苗情监测系统,利用网络,定时采集作物、植物生长发育状态进行田间物候的远程连续定位摄像,并将图片自动上传到远程物联网监控服务平台,实现植保监测人员的远程物候观测。 3.1.3虫情监测系统虫情监测系统通过搭建在田间的智能虫情监测设备,能进行无公害诱捕杀虫,绿色环保;同时利用无线网路,定时进行远程诊断,采取相应防治措施,控制虫害。 3.1.4灾情监测系统用户通过视频系统可以清晰直观地查看种植区作物的生长及病虫害情况,并对突发性异常事件的过程进行及时监视和记忆,提供及时高效的指挥和调度,进行有效地防灾控灾。 3.2物联网智能传输系统智能传输系统是属于传输层层面的连接,其将物联网智能监测系统的感知层数据,发射到就近天线矩阵转换为光信号。 3.3物联网智能灌溉系统智能灌溉系统将这些环境参数进行实时监测采集,通过控制中心控制施肥罐、施水罐,实现节水灌溉,同时减少化肥使用,降低生产、人工成本。 3.4物联网智能预警预报系统在智能预警预报系统中设置农作物环境参数危害发生程度的安全值域,当监测到的数据超出安全范围时,报警系统启动,管理平台上的参数将会显现红色字样,并将危害状况通知用户。 3.5物联网智能专家系统该系统将农业专家信息及联系方式全部集中到一起,用户可联线或以短信、QQ和微信的方式咨询专家各种病虫害防治难题,亦可将自己的防控经验分享到系统中。 3.6物联网智能信息管理应用平台该管理应用平台利用WEB服务器及PC终端应用层专业控制软件,用户可在本地数据库调用现场实时视频录像。 4小结 广大农业用户将物联网技术在精细农业各个环节的广泛应用,实现了农业的优质、高产、低耗和环保的可持续发展。 作者:邓希海 单位:达州职业技术学院 农业物联网论文:物联网技术在智能农业中的应用 我国作为一个以农业发展的大国,提高农业的产量非常重要,但目前我国农业的产量还很低,同时在农业生产过程中消耗的各种资源量却非常大,因此,传统的农业技术已经不能够支撑当前我国农业的发展,严重阻碍我国农业的发展速度。针对目前这一情况,随着信息化和科学技术的不断提升,将当今新兴的物联网技术应用到我国农业发展中,能够使得农业智能化,进一步提高农产品的数量和质量,同时还可以节省大量的人力和物力。 1农业物联网的概述 1.1农业物联网的定义农业物联网是由传感器、监控设备和移动终端等设备组成,通过远程控制将农田里的环境信息和农作物信息传递给农民,农民可以足不出户掌握农田里的各种信息。其中,传感器包括温度传感器、湿度传感器、光传感器和PH值传感器等等,可以检测出农田环境的温度、湿度、光照强度、CO2浓度、PH值等信息参数,再通过仪表仪器显示出来,保证农作物有一个良好的生长环境。农业物联网将传统以人为中心的农业管理模式转变为依靠智能化设备和软件为中心的生产管理模式。 1.2农业物联网的体系结构农业物联网的体系结构与物联网的体系结构相对应,它也分为三个层次,分别是信息感知层、信息传输层和信息应用层。1)信息感知层,主要功能是利用各种传感器收集环境和土壤信息,并通过短距离传输技术传输收集到的数据,它作为三层架构的最底层,是农业物联网应用的基础,农业物联网中的短距离传输技术有RFID技术、Wi-Fi、蓝牙和有线传输技术将数据传送到网关。2)信息传输层,主要功能是处理和传输信息感知层中传感器收集到的数据信息,并融合和扩展现有网络,适合远距离传输数据,能够实现更加高效、更加安全的互联功能。3)信息应用层,主要功能是对感知层收集的数据信息进行融合、处理和分析,并通过各种终端设备与农户之间进行交互,实现农业生产的智能化和自动化。 2物联网在智能农业中的关键技术 2.1Wi-Fi技术Wi-Fi众所周知,现在人人离不开它,它是一种短距离无线通信技术,室内的辐射范围在100米左右,室外可以达到200米左右,顾名思义就是在较小的范围或区域内提供的无线传输通信技术,是WirelessFidelity的缩写,是以太网无线技术的扩展,使用开放的2.4GHZ微波频段,理论上的最高速率是11Mb/s,远远超过了普通家庭使用的有线宽带,是当今使用最广泛的一种短距离无线网络传输技术。 2.2RFID技术RFID(RadioFrequencyIdentification)技术是一种无线射频识别通信技术,可以通过无线电讯号识别特定目标并对数据进行读写,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。射频段是指读写器通过天线发送、接收并识读的标签信号频率的范围,读写器的频率和射频标签的频率必须相同才能够工作。RFID系统通常包括电子标签、阅读器和天线。其工作流程是:阅读器通过天线发送特定频率的射频信号,当电子标签进入此信号磁场时产生感应电流同时被激活,这时芯片中存储的数据会被发送,天线再将接收到的载波信号传送给阅读器,阅读器对信号进行解析并将数据传到后台进行处理,完成对数据的控制。RFID的频段有四个,分别时低频、高频、超高频和微波,目前后三种主要应用在现实生活中。农业物联网中通常使用国家免申请的433MHz频段进行近距离直线传输,其常用在物联网关与无线采集控制节点中。 3物联网在智能农业中的应用 3.1农业物联网总体设计本章节围绕农业物联网的三层体系架构介绍物联网在智能农业中的应用,重点对环境数据的采集、视频监控、终端设备显示信息等模块进行介绍。主要实现的功能是:通过设置各种传感器实时采集农田中的温度、湿度和CO2浓度等参数信息,并通过RFID技术和无线传感器网络将采集到的信息传输至物联网关,物联网对数据进行存储和分析,然后通过终端设备显示给用户(农户)。1)信息感知层,在该层设置各种环境传感器(温度传感器、湿度传感器、CO2浓度传感器)、射频发射端和接收端、无线采集模块、摄像头、DAAU(物联网关),达到采集数据、分析、转发的功能。2)传输层,是整个物联网系统的中间层,起到传输数据的作用,在传输过程中经过不同架构的网络完成通信,使用RFID无线通信网等技术,完成对监控视频和检测数据的可靠传输。3)应用层,在该层放置数据库服务器及Web服务器,数据库服务器对采集到的数据进行存储,分析。Web服务器为移动终端设备提供查询历史数据、实时查看、视频监控等功能。 3.2关键模块设计1)传感器的数据采集不同的传感器通过RFID网络进行数据的采集,本文主要使用温度传感器、湿度传感器和CO2浓度传感器,传感器的放置位置对其获取到的数据有一定的影响,因此,为了使得到的数据有效,一般传感器放置在距离地面三分之一处,位置过高或过低,都会引起采集到数据的不精确,采用RFID无线射频技术避免了有线网络在农田中设置的不方便。2)物联网管(DAAU)的设计物联网关(DataAnalysisAcquisitionUnit)简称DAAU,在本设计中,它通过无线网络,与各种传感器、摄像头连接,并与DAAU服务器进行数据交互,DAAU服务器对DAAU发来的数据(通过TCP_Socket)进行解析和接收,将侦听到的有效信息存储到数据库中。3)Web服务器的设计Web服务器是运行在服务器上的一套Web应用程序。用户通过登录Web站点进行访问,对终端数据进行实时显示、查询和分析等操作。对于Web服务器的部署,首先需要添加IIS6.0配置文件,将用VisualStudio2008开发工具开发的程序安装在Web服务器端,将用户的业务处理集中到Web服务器端,从而减少用户终端处理数据的压力。 4结束语 本文通过将物联网技术应用到农业中,解决了传统农业管理模式的诸多局限性,同时引入移动终端设备,使农户随时随地都可以查看和控制农田的生长情况,充分体现出智能农业在引入物联网技术后的自动化化和远程化。 作者:申玉宏 单位:呼伦贝尔学院物理与电子信息学院 农业物联网论文:物联网技术对农业示范园经营的影响 一、物联网环境下镇江市农业示范园经营中存在的问题 镇江现代农业发展和规模经营发展较快,大量较大规模的现代农业园区建设加快,但从调查情况看,这些农业示范园对如何更好利用物联网技术去经营企业没有思考太多,还存在很多问题。(1)农业示范园区对物联网认识不足。目前,镇江市的农民文化水平普遍偏低,受自身文化知识水平的局限,比较习惯于传统经验式的农业生产经营方式,对现代农业物联网技术的感性、理性认识较差,不能适应农业物联网技术等现代高科技数字农业技术的应用。这也从根本上限制了农业物联网技术在现代农业上的大面积推广使用,也与我们发展智慧农业的要求有很大的差距。(2)农业示范园区农业基础设施较差。物联网技术在农业上的应用需要有较好的现代农业基础设施,尤其是基于物联网技术的智能控制系统需要配备技术含量较高的控制设备,而镇江市农业示范园区现有的农业基础设施装备较差。由于农业生产季节性强,在应用农业物联网技术时不仅需要对其基础设施进行改造,还需要投入资金,设施改造不仅对农业生产计划有影响,且在一定程度上影响着镇江市农业示范园区应用农业物联网技术的积极性。(3)物联网技术本身不够完善。现阶段农业物联网技术本身也存在一些应用的问题,一是农业物联网中智能感知系统的成本相对较高;二是农田无线传感器网络体系的功耗较高;三是物联网感知节点上数据高效传输存在局限性,需要提高节点数据高效传输与管理能力,以解决其协作感知、高效采集、处理等问题。(4)农产品供应链的各结点间信息不通畅。由于我国农产品供应链起步比较晚,我国农产品供应链总体信息化水平比较低,供应链结点间质量安全管理信息缺乏共享。如农业企业面对市场组织生产时,由于市场信息传递缓慢或者是信息割裂不能共享,导致盲目生产,造成销售市场价格波动大,不利于农产品的供求均衡。这些现状所造成的信息化问题成为农产品供应链质量安全管理发展产巨大阻碍。(5)农业经营效益低下。由于历史和传统原因,农产品相对于工业产品来说经营效益要低得多,镇江市也不例外。虽然近年来镇江市农业依靠农业科技的发展和政府的重视,特色农业和高效农业发展迅速,使农业效益有了较大的提高,但与现代高科技的工业相比,效益还是有很大的差距,这不仅影响了工商资本投入农业的积极性,也影响了农民应用农业物联网技术等相对投入较高的现代数字农业技术的积极性。 二、物联网技术在优化镇江农业示范园经营中应用的研究 通过上述分析,我们认为有必要促使这些农业示范园用新的眼光审视传统的经营方式,利用现代物联网技术,使其更动态地管理农产品的生产和销售,满足消费者的需求。 1、利用物联网敏捷控制农业示范园供应链为了给农产品整个供应链的各环节提供有关农产品产地、运输、仓储、加工、装卸、配送和销售等方面的实时、全面及详实的电子化信息,可利用RFID技术和EPC标准进行信息采集、传输和处理(如图1所示)。物联网将改进企业网络营销的供应链,即对产品的制造、仓储、配送等流通环节实现数据的可视化展现,让园区和消费者随时随地了解商品的情况,加强产品监管,消除客户疑虑。 2、利用物联网创新农业示范园营销工作、探索智能农业经营新业态结合虚拟数字技术、远程视频实景传播技术等,构建基于电子商务技术、淘宝商业模式的农产品网络超市。以面向不同消费群体的市场化需求为导向,生产无公害农产品、绿色食品、有机农产品,实现订单式生产、网络化采购、物流式配送,形成以技术流、产品流、信息流为主要调控手段,以高效益、高产出为重要特征的现代化农业经营业态。 3、利用物联网提升农业示范园自身信誉度和品牌知名度目前,很多消费者对所购买的农产品采取“零容忍”的态度,而信誉对于企业的生死存亡至关重要。企业利用物联网的无缝接入技术,可以随时随地的获得各种丰富的网络资源,并且由于信息传递速度和传播量的成倍增长,口碑推广的深度和广度也不断提高,从而帮助企业推销自己的产品和企业文化,提高自身信誉度和品牌知名度。 4、利用物联网挖掘高价值客户、开发新产品RFID阅读器或者手持机能够严格监控输入数据的合法性,保证了操作过程中数据的完整性和一致性,使得进入总数据库的数据清洁有效,企业对这些干净的数据进行数据分类处理,可以清楚了解客户的喜好和购买习惯,从而挖掘高价值客户,建立优势客户资源库。同时,企业能够利用物联网进行范围更广的在线调查,提高在线调查的交互性,根据所调查的客户需求信息不断对产品更新换代,开发出满足客户的完美体验的新产品。 5、利用物联网发展特色智能农业观光旅游农业示范园可应用物联网技术,把农业生产过程与农业观光、旅游、休闲、科普等有机结合起来,吸引市民到园区与村民共同开展参与式农业生产,订制农产品,体验生产劳动,监控农产品生产全过程,实现城市与乡村融合、农民与市民互动、生产与消费联结,推动形成新型农业产业经营业态,从根本上实现传统农业向现代农业生产、经营方式的转变。规划实施基于物联网技术的现代农业参与式观光旅游产业示范区,以生态休闲、科普教育、认养订购、农耕文化等为特色服务产品,构建生产者、消费者、观光客三位一体的新型产业链。 三、政策建议 结合镇江市农业示范园物联网技术应用较少的现状看,农业示范园要想实现以上经营方式的转变,需要镇江市从政策层面,在不同的领域、地域、区域等发展农业物联网技术,加快推进镇江市农业示范园的转型升级和现代化建设步伐。具体要做好以下五个方面。 1、加强宣传,积极引导为了推动农业物联网技术在镇江市现代农业中推广应用,促进镇江市农业可持续发展,必须提高广大干部群众和农业从业人员对农业物联网的认识。一是充分利用舆论宣传工具,大力宣传农业物联网技术特点、优势,促使他们转变观念,提高对农业物联网技术应用必要性的认识。二是大力普及农业物联网技术知识,利用农民素质培训平台等多种途经开办物联网技术的知识讲座、技术培训,让广大农业从业人员掌握好物联网技术的基础知识和使用管理的基本技能,达到使他们懂技术、善应用、会管理的目的,为农业物联网技术在镇江市现代农业的推广应用打好基础。 2、加强扶持,促进发展根据镇江市现代农业基础设施差、效益不高等现状,为提高广大农民应用农业物联网技术的积极性,政府应当针对不同的情况出台相应的扶持政策,以推动全市物联网技术在现代农业中应用,真正达到农业企业的转型升级。一是加大财政资金投入,对农业园区为使用农业物联网技术而进行的基础设施建设或改造而增加的投入给予一定比例的政策补助。二提供招商引资优惠待遇,以吸引更多的社会工商资本向农业投资,建设高水平的现代农业示范园区。三是人才培养,要造就新一代有知识的新型农民,政府要出台扶持政策,吸引广大有技术的知识青年投身农业,提高农民知识水平,从根本上改变农民文化水平低下的局面,促进现代农业科技实际推广应用。 3、加强示范,拓展领域政府在现代农业科技示范园区规划建设时,要通过与高校、科研院所等深层次的协作,建设一批农业物联网应用的科技示范园区,积极引进使用一些先进适用、功能配套的农业物联网等数字农业技术装备,充分展示农业物联网的技术功能,让广大的农民开阔眼界,发挥好园区的新技术辐射作用,促进数字农业技术的科技成果转化,带动其技术推广应用,并积极探索农业物联网等数字农业技术应用模式,真正促进镇江市农业的数字化、精准化和智能化发展。 4、科学规划,合理布局根据镇江市农业的自然资源条件和社会经济发展水平,立足实际,结合现有现代农业园区设施和农业布局,科学规划出全市数字农业技术应用推广体系,合理布局,针对不同区域、不同产业和重点发展产业等,建设好一批农业物联网等数字农业示范园区,并进行分类指导、重点突破。适当建立一些基于物联网技术的集高效生产、休闲观光为一体的智能农业示范示范园区,推动农业物联网技术的实际应用。 5、加强研发,强化保障为了加快农业物联网技术的推广应用,有必要采取技术手段研发低成本农业物联网技术和装备。根据镇江市农业特点,积极组建镇江数字农业技术科技创新团队,与江苏大学、江苏农林科技学院等科研院所合作,利用它们的技术优势,进行重点突破,开发一些适合镇江农业生产实际的低成本的农业物联网技术和装备,从而达到减少运行成本,降低农业物联网示范和推广应用的门槛,推动农业物联网技术的快速发展和应用。 四、结语 镇江市应紧紧抓住机遇,大力推动农业物联网在镇江市的应用,只有采取相应的惠农政策和技术措施,抓住农业物联网发展的有利时机,对农业信息化发展和现代化农业推进进行科学合理布局,培养高素质的新一代知识农民,发挥农业物联网的技术和装备优势,才能推动镇江市由传统农业向现代化农业的转变,实现镇江现代农业生产的数字化、精准化和智能化。 作者:郑翠 田明 单位:江苏农林职业技术学院 农业物联网论文:农业专家系统物联网技术论文 1现代科学技术实施的前提条件 生长环境的好坏决定着农产品的质量,植物的健康成长更是与其环境息息相关。除此之外,自然因素对植物的生长有着决定性的作用,最主要的则表现在:光线的强度及阳光照射时间的长短、土壤环境、二氧化碳浓度、水分的控制等等,这些都共同决定了植物的生长状况。现代科学技术还可以在一定程度上改变植物的生长环境,通过改变其土壤中的养分及空气中二氧化碳的浓度,来对植物的正常生长环境进行合理的控制,通过这种方法可以在某种程度上提高果实的结果率,再利用现代化生物技术等来提高农产品质量,从而为企业迎来更好的发展。 2物联网技术的实施方案 2.1传感器单元物联网技术农业专家系统想要获得更好的应用效果,在传感器方面,需要做到对症有效。 2.1.1气体温度传感器在国外的先进国家这种传感器技术已相对纯熟。我国主要采用瑞士公司推出的单片数字温湿度传感器,来对空气温度进行传感探究。这种高端传感产品具有可靠性和稳定性等特点,可以在一定程度上大幅降低了获取数据的难度,并有效增强了其抗干扰能力,做到低能耗、高灵敏、高性价比等特点。在实际的农业栽培培养技术中,可以利用这种气体温湿度传感器来更加准确的获取环境信息,并为以后的农作物生长提供相应的材料资源。 2.1.2土壤水分温度传感器该传感器主要利用时域反射原理进行设计,并通过将其埋藏在土壤的方法,更好地检测土壤中水分的分布情况。土壤水分温度传感器可以与采集器结合使用,利用这2种现代科技可以对土壤中各种理化性状、气温变化及人为水分管理进行合理化监测。除此之外,这种传感器可适用于各种土壤环境,并对其土壤水分情况进行精确的判断,并将数据及时上传到数据库中,以便人们对其合理控制。 2.1.3光照传感器这种传感器的主要特点在于,其体型较小、使用时间长、密封性好、精准性高、可控效果好,可以更好地抵御因自然环境造成的干扰,从而对现代温室环境进行合理监测。 2.2数据采集单元 2.2.1无线传感器采集器通过传输数据的方式将采集器所采集到的信息及时传送到管理系统当中,使人们可以在第一时间对农作物生长情况做出准确的监测及处理。采集器主要包括数据采集和传输2方面,其特点则表现在安装简便、使用成本低等。对采集器的电路本身而言,其主要包括信息处理电路、复位电路、A/D/D/A转换器、晶振电路、显示电路等等。 2.2.2多通道无线数据采集器这种多通道数据采集器可以采集多种信号,而信号则主要表现在物理模拟信号和数字信号2种。通过这种采集方式可以有效解决传统的人力、物力和资源等问题,除此之外,还具有防水、防晒、安全采集、防雷击等优点。物联网农业专家系统可以实现在数据上的多种显示技术,在数据采集、打印、存储等方面更是具有突出的特点。 3结论 我国农业生产想要有效摆脱自然环境干扰,最主要的就是用科技的力量对其进行创新改革。本文主要针对物联网技术农业专家系统来对农作物生长进行有效监控,并通过采集到的数据来对农作物的生长环境进行整改,从而对我国的农业发展起到促进的作用。 作者:张宇单位:东北农业大学 农业物联网论文:农业物联网技术论文 1农业物联网技术的应用现状与意义 1.1推进农业信息技术应用的规模不断扩大建德市农村范围大,农民数量多,广大农民仍以农业收入维持民生,只有农业和农村经济有了大的发展,市域经济才能繁荣。实践证明,加快农业现代化进程是发展农业和农村经济的根本途径,而以农业物联网技术为代表的农业信息化又是建设现代农业的重要抓手和有生力量。建德农业目前仍处于从传统农业向现代农业的过渡期,农业物联网等设施智能技术的推广应用虽相对程度较低,但应用前景广阔,潜力巨大。近年来,该市致力于发展现代农业信息技术,加快实施智慧农业建设工程。如加大对智能大棚、光温水控制系统、远程监控、作物数字化设计等应用的扶持,推广应用农业物联网等设施智能技术,因地制宜地建设一批智慧农业生产基地和项目。经调查,建德市有85家农业企业、农民专业合作社建有万村联网网站,232个行政村实现联网全覆盖。广大农民对信息的需求不仅局限在种植、养殖等技术方面,农村政策、农村文化、农村就业等信息同样受到极大关注,农民对农业信息化的最后一公里建设和进村入户有着极大的热情,农业信息化的农村市场依然很大。虽然像智能大棚、光温水控制系统、远程监控、作物数字化设计等农业物联网技术的推广和应用成本相对较高,但带来的效益与传统农业生产技术相比要高得多。所以有越来越多的农业企业、农民专业合作社、农业种养大户等迫切需要采用农业物联网等先进信息技术,加快实现发展现代农业的梦想。 1.2推进现代农业产业发展的效益不断彰显目前为止,建德市已在钦堂、航头、杨村桥、三都、莲花、下涯、乾潭等乡镇建立农业物联网示范基地7个,总投资350余万元,带来直接经济效益1200余万元,间接效益3000余万元,且成功创建具有典型信息化辐射力和影响力的杭州市级以上农业龙头企业5家,如浙江秋梅食品有限公司、杭州艾利斯玫瑰科技有限公司、杭州江南春堂生物科技有限公司等。浙江瑞德农业科技有限公司在其智慧农业示范园集约化育苗中心安装视频设备,为当地瓜菜种业发展培育种苗;建德市三都西红花专业合作社以园区西红花研发中心的种质资源库、室内育种基地、标准化栽培示范基地为依托,运用物联网技术的信息采集和数据分析系统,建设完备的生产信息采集监控设施;杭州九仙生物科技有限公司在铁皮石斛示范基地建设智能网络化监控管理设施,包括保温降温设施、灌溉设施、基础配套附属设施等;建德市红群农业科技有限公司新建3000m3立体草莓物联网信息与自动化系统;杨村桥草莓智慧园建成电脑智能灌溉、施肥、控温、控湿及远程自控管理系统;杭州国茂生态农业科技开发有限公司在养猪场安装应用视频监控系统,使配种监控、分娩监控、员工监控、防盗监控、电子商务等更为高效;建德市建坤农业开发有限公司在其粮食生产功能区熟练应用“智慧农业”技术。上述案例的共性在于,大多数有自营基地的农业龙头企业通过农业物联网技术的应用实现“足不出户、远程控制的高效高产、集中管理的理想”,极大地提高了企业的产业化水平,提升了企业的经济效益。 2当前技术应用中存在的主要问题 近年来,建德市在农业物联网等设施智能技术应用上虽取得一定成绩,但在推广应用、产业升级、产品开发、体系机制等方面仍存在亟待解决的问题。 2.1投入成本高,应用不广泛建德地处山区,生产条件可控性差,农业整体比较效益低,各产业以小农户分散经营为主,且农业物联网基础设施建设一次性投入大、回报周期长,很多物联网设备因价格偏高很难大面积推广。据了解,一套物联网设备,因其优秀传感器的不同,价格从1万元到几十万元不等。如果不是从事规模经营或者高效种养殖业,普通种植大田的农民是无力承担的。建德市财政薄弱,尽管近年来政策上对设施农业基地、农产品加工技改、农产品流通等扶持力度不断加大,但毕竟额度有限,只能是倾向性的鼓励支持。因而该市的农业物联网技术应用仍不够广泛,其应用主体多为一些经济实力较为雄厚的农业龙头企业、农业专业合作社,大部分农户仍采用传统农业技术,浇水、施肥、打药等仍凭经验、靠感觉。 2.2重视程度低,发展不平衡目前,建德农业的基本面还是以村户为主要单位的分散经营式小农经济,不适合物联网应用的大规模推广,个体农户要部署诸如土壤养分检测和配方施肥的应用只能自购设备,这样单体使用的方式成本高、风险大,且效益不明显。而真正农业生产应用应该是面向大面积的室外田地,而非大棚。室外大田缺乏统一的大面积的规划和管理,这是阻碍农业物联网应用大范围推广的根本问题。总体而言,政府、产业化主体、广大农民等对农业物联网技术的应用和推广均表现出重视态度和程度上的不足,政府重点着力于农业产业的布局调整和农产品加工企业的做强做大;产业化主体重点着力于如何统筹运用好政府政策资源,扩规模、强实力、打品牌;广大农民依然摆脱不了传统经营管理的模式,与农业企业、农民专业合作社的利益联结机制尚不紧密,实际增收致富的难度没有根本性转变。 2.3成熟产品少,体系不健全随着农村经济的发展,现有的农业信息服务体系为农民提供的服务还不够全面,为农业企业、农民专业合作社提供的科技驱动和品牌创建也不够完整。且当前的农业物联网设备主要产自高校院所的实验室,概念性产品多,实际产业化率不高,而实验室理论研究与农业实际应用差异较大。所以农业物联网实际应用的一些设备性能远低于应用预期,应用环境也不及预期的优越。如土壤养分传感器、叶表面分析仪等技术都不够成熟,一些国内产品在应用过程中甚至会经常出现故障,这都造成农业物联网技术应用上的普及难和推广难。此外,产业体系也不够健全,如农业企业、农民专业合作社在物联网技术应用上各自为政,应用标准不一、公益服务较少、服务功能较弱等问题均阻碍着整个信息产业的发展。 3有效推进技术应用的对策与建议 党的十八大提出“工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展”的战略部署,而“四化同步”的难点正是农业现代化这块短板。建德市近年来的农业产业化进程证明,推进农业信息化是推进农业现代化的关键,推进农业物联网建设是推进农业信息化的重要手段。农业物联网技术的应用与推广,有利于促进农业生产方式由经验型、定性化向知识型、定量化以及农业生产管理方式由粗放式向精细化的转变,使农业资源的利用率和劳动生产率大幅提高。 3.1进一步加强政策支持要加快制定和完善新一轮信息支农政策意见,重点关注和大力扶持农业物联网示范基地、智慧农业示范园区、产业化经营主体电商平台等项目建设,加快引进和培育涉农科技、信息、文创等类型产业,全方位推动建德市农业产业的转型升级。在强化政府统筹的同时,要从乡镇区块、产业龙头、生产经营等多个层面,全面推进物联网技术在农业领域的渗透,充分调动电信运营商、IT企业、农业龙头企业、农民专业合作社、高校科研院所等各方力量,搭建起一张真正有助于建德现代农业发展的高端农业物联网。 3.2进一步加大资金投入进一步完善财政资金引导机制,通过财政补助、贷款贴息、以奖代补、先建后补等方式,鼓励引导各产业化经营主体主动加大投入,以改善自身的生产条件,避免农业物联网成为作秀工程和政绩工程,给企业、农户等造成不良影响。要进一步落实好农业企业、农民专业合作社、种养大户等产业化经营主体开展农业物联网技术应用项目的资金自筹,积极协助、争取各级各类财政对农业物联网技术应用的开发性投入,也可广泛吸引信贷及其他社会资金投入农业物联网技术应用领域,共同创业兴业。 3.3进一步加快示范推广加强农业基础设施建设是发展现代农业的前提条件,通过农业物联网技术的应用,推进和完善农业基础设施建设,进而改善整个农业生产管理环境,是实现现代农业发展目标的捷径。为此,要有规划地按照“突出重点、示范带动、集中资金、规模开发”的原则,充分利用好建德市多年来积累的农业产业化项目建设优势,发挥好该市近百家有着丰富产业化、信息化、品牌化经营经验的市级农业龙头企业、规范化农民专业合作社队伍的作用,结合工程措施和农业措施、物资装备和信息装备,推广示范区经验,进一步提高农业物联网技术的综合应用水平,提高现代农业的综合生产能力。 作者:徐群英李有香余红伟单位:建德市农业局产业信息科 农业物联网论文:农业生产中的物联网技术论文 1在农业生产环境监测管理及农业生产过程的精细化管理方面 利用传感器感知技术、信息融合传输技术和互联网技术,构建农业生态环境监测网络,实现对农业生产环境的自动监测及智能化控制和科学化管理,提高资源利用率和劳动生产率。近年来天津市大力发展设施农业,针对新形势重点在设施物联网应用方面进行了研究,先后承担了“天津市重大科技合作项目———设施农业信息技术集成与应用”及“天津市科技支撑重点项目———天津地区温室生态系统健康及关键技术研究”。“设施农业信息技术集成与应用”项目是该站与中国农业大学合作,以本地区的设施温室及保护地为推广对象,通过引进基于人工智能技术的“设施农业病虫害辅助鉴定多媒体专家系统”,基于传感器、单片机、专家系统和手机通讯模块的“温室生态健康智能监控系统”和基于多媒体和Web技术的“设施农业生产信息远程网络咨询系统”。结合天津市农业生产实际,扩充了数据库并进行了网络化开发。建立了作物病虫害、气象信息、土壤信息、品种信息等资源的农业技术综合服务数据库系统。引进的基于传感器、单片机、专家系统和手机通讯模块的“温室生态健康智能监控系统”结合当地生产条件和需求进行了多项改造,在全市武清区多个蔬菜生产基地进行应用。 同时建立了基于多媒体和Web技术的“天津地区设施农业生产信息远程网络咨询系统”。“天津地区温室生态系统健康及关键技术研究”项目是以全市四类主要设施为研究对象,利用自主研发的基于GPRS的环境数据自动采集技术和微小昆虫自动计数、植物叶面分析系统等病虫害智能监测信息物联网技术采集的数据,结合市场信息、作物种类及品种选择、茬口安排、农艺措施等进行分析,建立天津地区四类设施的“生态经济优化”和“生态系统综合症”两个层面的温室生态系统健康评价指标体系;研究温室典型病虫害和一些新发生病虫害的发生规律和流行动态,构建模型,据此确定健康的温室生态系统各个生产环节的综合管理配套措施。 在承担物联网科技项目的同时,还开发了设施农业综合服务平台。该平台可综合展示全部联网基地内信息化建设效果。通过监控中心可将土壤信息感知设备、空气环境监测感知设备、外部气象感知设备、视频信息感知设备等各种传感设备的基础数据进行统一存储、处理和挖掘,由中央控制软件进行智能决策,形成有效指令,通过声、光、电报警指导管理人员或者直接控制执行机构的方式调节设施内的小气候环境,为作物生长提供适宜的生长环境。同时,可通过4G/GPRS/WIFI等传输技术实现上述信息的远程共享,为远程管理和科学研究提供服务平台。平台在天津市西青区大寺镇青凝候绿色农业示范园、张家窝镇花卉生产基地以及东丽区滨海华明农业公司建立了应用示范基地。 2在农产品质量溯源和农产品物流方面 通过对农产品生产、流通、销售过程的全程信息感知、传输、融合和处理,利用条形码技术和射频识别技术实现产品信息的采集跟踪,实现农产品“从农田到餐桌”的全程追溯,为农产品安全保驾护航。近年来天津市农业技术推广站同天津市农业信息中心在东丽一起执行了市经信委项目“基于RFID技术无公害蔬菜质量安全监测系统”以及市农委“数字智能精准技术在天津设施农业中的示范应用”项目。系统以溯源中心数据库为基础,以网站、触摸屏、手机短信和电话为手段,实现不同条件下的产品溯源。消费者可通过不同平台,扫描或输入产品追溯码,了解产品供应链各阶段信息。可有效加强农产品质量安全控制,建立以“市场准入”和以“产地准出”相配套的监管体系,实现质量安全管理关口前移、源头控制,从而对农产品从产地到加工经营企业直至消费者整个流程实施有效监管和追溯,做到安全事件防患于未然,保证无公害农产品的质量安全,让市民拥有消费者知情权,真正吃上“放心菜”,同时也提高了设施农业生产管理水平,增加农民收益。 3建设天津市基层农技推广体系信息服务平台 依托天津市农业科技成果转化与推广项目“基层农业技术推广体系信息服务平台开发与推广”和国家乡镇推广体系建设项目开发了天津市基层农技推广体系信息服务平台。该平台以提高农业技术推广服务水平为目的,以地理信息系统、遥感、专家系统和网联网技术为优秀,整合天津市耕地、土壤、气候、栽培、植保、水等农业资源,利用现有的研究基础,开发集成了智能专家系统、智能施肥系统、农产品市场价格系统、专家视频会诊系统、政务公开系统与推广体系信息管理系统,应用于WEB网络、触摸屏终端和手机终端,构建了“市—县—乡—村—户”五级农技信息服务网络。触摸屏终端随电视、笔记本电脑、数码相机、投影仪等信息化设备在全市116个农业乡镇实现了全覆盖;研制的基于Android系统的“农技通”手机,通过与中国联通签署战略合作协议框架,组建了“1862288天津农技集团V网”,200名基层农技人员和骨干科技示范户成为首批集团用户。项目实现了基层农技推广体系信息服务全覆盖。 “十二五”时期,物联网技术被誉为全球一个新的经济增长点,国家和政府都非常重视物联网产业的发展。在各省启动的“十二五”规划中,有23个省份将物联网作为重要发展目标。日前,农业部启动农业物联网区域试验工程,并出台了《农业物联网区域试验工程工作方案》,选择天津、上海、安徽三省市率先开展试点试验工作,要求要切实促进工业化、信息化、城镇化和农业现代化的同步发展,充分利用现代信息技术改造传统农业。下一步将继续以农村信息化综合管理和服务需要出发,对全市设施农业和粮食生产情况进行剖析,以设施蔬菜和主要粮食作物为推广对象,根据需求,集成3S、物联网及云计算等信息技术,继续研究开发包括资源管理、技术服务、农产品流通、设施物联网等的应用系统,以“天津市基层农技推广信息服务平台”、“三电一刊”、“12316”“三农”热线等多种信息服务模式和手段为抓手服务于产前、产中、产后各个环节,扩大农业信息服务覆盖面,全面提升全市农业农村信息化水平。 作者:邓永卓单位:天津市农业技术推广站 农业物联网论文:农业物联网技术的发展及应用 摘 要:随着物联网技术的发展,农业成为物联网技术应用的至关重要的领域。农业生产过程中,农作物生产的影响因素也十分的繁杂。因此,物联网在农业上的应用难度是很大,并且物联网的相关技术具有很明显的集成性的特征。本文对物联网技术的发展做出了简要的阐述,并且对物联网技术在农业的生产过程中的应用进行了分析。总结了物联网传感技术、信息传输、信息处理等在农业生产过程中的应用,并针对当前应用现状提出相关应用过程中的问题。 关键词:农业物联网; 传感器;射频识别;信息处理 随着经济的发展及计算机技术的应用扩展,农业生产从传统的人工种植,发展到现在的基于物联网技术的现代化设施智能农业。现代化的物联网农业是市场化、集约化、智能化、国际化的必然农业产业形态。物联网技术给与农业生产赋予了生命的气息和人类的智慧。 物联网是一种由多种信息技术融合而成的新型技术体系,继计算机、互联网之后的第3次浪潮。物联网融合了射频识别技术、无线传感技术、全球定位等技术,将物与物进行互联、相关信息的交换、监控、管理,并通过定位系统智能识别和追溯。因此,物联网在农业中的应用,加强了人类与农业的信息沟通,在动态的生产过程中,对农业生产有更加精细的认知、管理并控制农业生产中的各要素,加强人类对农业生产的调控及突发事件的处理。我国是农业大国,农业的生产与农产品的质量具有十分重要的地位,因此对于农业生产的研究也十分重视,因此,物联网技术作为新兴的技术,在多个领域的应用都取得了良好的成果。因此对农业物联网在农业中的应用进一步推进了农业的发展,并且已经成为我国农业信息领域发展的重要手段。物联网技术在农业中的应用,减少了劳动力,提升了农产品产量,使得农业从传统的人工种植,转变为高效、先进的现代化种植方式,提升了农产品的产量。农业生产是个复杂、难度极大的领域,生产过程中的各种因素都可能影响农产品的产量及质量。农业物联网已经成为物联网技术研究的一个非常重要的部分,从种植业、到养殖业等都受到了世界的关注,对其研究也日益深入。本文结合当今农业物联网发展及关键技术在关键环节的应用做出了阐述。 1 农业物联网发展现状及存在的问题 1.1 国内外发展现状 随着物联网技术在农业中的广泛应用,在互联网、数字技术以及传感技术的发展带动下,新工艺的传感器不断涌现。逐渐向嵌入式、智能化、集成化且微型化发展。目前,在传感器技术和制造工艺方面,美、日、德处于国际领先地位[1]。农业传感器技术的迅速发展,专业化程度越来越高。农业传感器的生产包含了土壤传感器、气象传感器、水体传感器、植物传感器等,随着人们对土壤重金属含量的关注,随之产生了土壤重金属检测传感器。各种精准的传感器的生产,越来越符合农业生产的复杂环境,各种检测的传感器,为农业生产数据采集提供了强大的支持。农业物联网中Zigbee无线网络实现了无线自组织数据传输,与RS485总线结合,是无线和有线数据传输有效融合,保证数据的远程传输的便捷性,稳定性。在智能控制方面,物联网的优秀控制芯片研发取得了优异的进展。优秀芯片融合了无线传感、控制、通信及数据处理等能力。在农业生产中的实时检测方面,20世纪70年代,国外开始对农作物生长监测进行研究并取得一定的成果,特别是欧美发达国家,如美国、荷兰等实现了机械化。欧美等国家利用卫星对大田种植进行精准作业、监测及水肥等智能监测,同时也建立了完善的生产过程。美国的农业物联网技术应用最为领先。大农场的构建采用了精准的农业模式,可以实现自动的杂草识别、精准施肥,大型的精准喷灌等。美国有15%以上的农户在农业设备上安装GPS系统,实现精准的定位。信息技术的发展推动着发达国家对农业物联网应用的健全和完善,在监测和智能管理的基础上,融合了人工智能技术,提升了传感器采集来的数据的利用,通过人工智能技术实现预测等功能,将农业物联网技术、在监测和控制的基础上结合了专家系统,有助于种植者的种植经验的提升和作物的精准管理。农业物联网技术的应用,在很大程度上推动了农业的发展。 1.2 农业物联网应用中存在的问题 我国农业物联网的应用和技术处于初级阶段,在农业生产过程中,由于大田等开放式农业生产环境的复杂性,因此在农业物联网技术在农业的应用过程中,仍然存在一些问题。在农业生产过程中的信息感知技术仍有待提高。在农业物联网的应用过程中,信息感知技术是智慧农业中非常重要的组成部分。在传感器的种类上有待增加。在农业生产过程中,农作物在种植、生长等过程中受到各种因素影响,现今比较成熟的传感器主要有光照、温湿度、pH值等传感器,而对于作物的生理生态信息、植株形态等的传感技术还不够完善[2]。在传感技术方面,传感器设备种类不够全面,不能够满足农业生产需求,精准度还有待提高。农业物联网安全方面也待提升,在完善传感设备、感知技术的同时,注重网络安全的管理。在信息处理方面,大量数据的采集和管理及分析也成为日后专家系统完善的依据,加强大数据的分析和算法应用,依据采集数据的内部联系的分析,推出做在生长过程中各种因素的关联性,为提前预测做准备。 2 物联网技术在农业领域应用 2.1 传感器技术 在农业生产过程中,影响农业生产的参数很多。包括土壤温湿度、空气温湿度、土壤酸碱度及作物生长的相关参数,而这些参数的采集均由传感器采集。传感器作为农业数据采集的最直接的部件,是农业物联网的基础。随着传感技术的研究和发展,传感器的发展逐渐向微型化、集成化发展。目前,生物传感器、微电传感器、物性型传感器应用最为广泛[3]。其中,物性型传感器主要是自身的材料敏感度的物理变化实现信号转变。而生物传感器是利用生物自身,将其作为敏感元件,根据其对外界的反应来传递信息;微机电传感器是新一代的研发技术,低成本、高可靠性、低功耗,同时传感器体积小,便于安放。各种传感器的应用有效的监测作物生长的相关参数。 2.2 信息传输技术 在农业生产过程中,生产过程的相关因素的监测是物联网农业至关重要的部分。国外的农业物联网的感知监测技术相对比较成熟,国内还在发展阶段。物联网应用过程中,数据的传输是至关重要的一部分。而无线传感网络是物联网中感知的消息传输的重要手段。在物联网的网络组建过程中是由有线网络和无线网络组成的。而无线网络是无线网络检测区较为灵活,便于管理的网络。在复杂的种植生产环境过程中,有线的网络不便于管理和布线。无线的传感网络可以在监测区域布置大量的传感节点,进行多跳式自组织成监测网络。无线传感网络构成的系统可以由无线网关、传感节点和监测中心3部分构成。作物生产需要监测的参数通过传感器节点进行采集和传输。例如土壤温湿度、空气温湿度及酸碱度等。 2.3 信息处理技术 在农业生产监控的过程中将会采集大量的生产数据,且数据具有实时、动态、海量等特点。信息处理技术就是负责将采集的数据进行收集和分析处理。利用数据挖掘等方式发觉数据内在的练习,进而发现数据间新的影响关系等。为后续的专家系统及用户的后续操作提供基础支持。信息的处理技术一般采用人工智能技术,对获得的数据进行数据的处理和分析。目前粗糙集、卡尔曼滤波[4]、动态贝叶斯等智能算法能够挖掘数据间的练习,并进行预测分析。对于海量的农业生产数据的存储、计算和相关处理工作,云计算技术能够有效的解决。同时大量涌现的云服务平台能够实现农业海量信息的存储及搜索、分析等服务。 2.4 射频识别技术 射频识别技术(RFID)是一种非接触式的自动识别技术。是物联网感知个体的主要技术。结合网络及相关通信技术能够实现全球的农产品定位和信息跟踪。射频识别技术在农产品质量安全及监测过程中起着至关重要的作用。能都对农作物进行农产品产地、加工、物流等进行全面的跟踪定位。射频识别系统的组成有3部分:电子标签、读写器及数据处理系统[5]。随着农业物联网技术的发展,射频识别技术仍有许多地方需要改进和提升。例如识别的精准度、成本及面临的信息安全等。 3 展望 物联网融合了多项的信息技术,本身就具有一定的复杂性。物联网在农业中的应用,不仅包含了自身的复杂技术,同时结合了农业生产过程中复杂的影响因素。未来农业中传感技术、定位技术、信息通信技术及云计算等将会贯穿整个农业生产过程,逐渐实现农业生产的现代化和智能化。但是,在农业物联网飞速发展的过程中,应关注农业物联网的网络安全,在完善农业物联网相关技术的基础上,更加要重视农业物联网的安全,加强安全的网络管理。农业物联网是农业生产新的变革,不仅有助于提升农业产量,同时也能够有效的提高农产品的质量,减少劳动力的付出,提高农民的收入。真正的实现农业的现代化和智能化。
林业工程论文:现代林业工程科学技术论文 1现代林业工程科学技术发展意义 我国林业主管部门受到国务院的委托执行党中央的监督和管理权力主要负责工程实施过程中的监督、检查、指导、调控和协调。检查是指根据我国相关的法律法规、方法以及标准针对工程实施任务完成的质量、资金和数量等问题进行仔细的核查对于工程实施中出现的问题应及时纠正总结问题服取成功经验并及时的推广指导是指根据国家的政策方针对工程实施的办法、原则、法规和政策进行指导并做出适当的引导确保工程安全顺利的实施。地方负责工程具体组织实施其中包含工程实施任务的落实以及资源项目管理等等声也方工作的方法、态度和方式会对工程实施效果产生直接的影响所以作为工程实施责任主体的地方必须对工程实施全过程负责。 2现代林业工程科学技术发展趋势 目前我国的林产化学加工已经发展为综合性学科其所研究的领域涉及到植物纤维原料水解、树木提取物、木材制浆、木材热解和林产生物化学等专业,下面分别对这五个研究领域进行简要分析。 2.1植物纤维原料水解 植物纤维原料水解是指将原料、盐酸、催化剂硫酸、酶等融合一起加热,将其中所包含的纤维素和半纤维素通过加水分解生成单糖。通过生物化学加工后单糖可制作出木糖醇、酒精、糖醛和饲料酵母等产品通过水解后所残留下的残渣还可以加工制作出活性炭和木素衍生物河将其应用到橡胶工业和塑料工业的填料中还可以直接作为肥料和燃料运用生物技术进而生产开发出单细胞蛋白生产技术和糖质饲料生产技术。 2.2树木提取物 树木提取物是指通过提取法在树木的果实、根、果壳、叶、枝中提取得到的产物其中包括天然香精香料、多酚类物质植物和天然树脂等。加强高产脂树种的选择和培育并建立松脂工业原料基地,我国的采脂树种有油松、马尾松、南亚松、思茅松和云南松等等其中引种国外的采脂树种有加勒比松、火炬松和湿地松。要加强完善采脂技术并提高劳动生产率就需要加大力度研究开发松节油、松香再加工产品进而开发出香料工业、塑料工业、有机合成工业、和材料工业所需的新产品,将松节油和松香的使用范围逐渐扩大增强产品的市场竞争力。随着我国木材制浆工业的不断发展浮油松香的发展势必会成为一种必然趋势我国在发展脂松香外还要发展浮油松香生产我国与很多国家相同在国民经济的发展过程中不可缺少拷胶这种产品。 2.3木材制浆 在我国国民经济发展中制浆造纸工业作为其不可分割的重要组成部分其所肩负着促进精神文明和物质文明的重要职能。衡量一个国家现代化水平的标志之一就是这个国家中纸和纸板消费水平的高低。我国制浆造纸原料从非木材纤维原料已经逐渐的转变为木材纤维原料并培育出速生优质树种逐步的发展为造纸丰产林基地对市场中的企业规模进行适当的调整增加大型企业比重提高和完善制浆造纸企业中的技术装备从而使劳动生产率得到有效提高加大新方法和新技术的研究力度,有效的将制浆造纸工业环境污染问题彻底解决。 2.4木材热解 将农林副产物作为原料在隔绝空气的条件下使天然多分子化合物通过分解和二次缩合途径制取出多种林产化工产品的过程被称之为木材热解方法。活性炭需要研究大量的课题例如化学药品活化法生产活性炭工艺和设备完善其研究的目的就是为了将生过程中液相和气相污染彻底消除;价格低廉的活性炭生产和开发,恰巧迎合了人们废弃治理和保护环境的需要;另外在国内外活性炭新品种和新用途的研发都受到了业内人士的重视。我国作为农业大国海年将产出大量的农副产品将树皮、棉籽壳、秸秆、稻壳的粉碎物经过机器加工挤压出颗粒和棒状的成型燃料河在很大程度上改善燃烧性能从而提高利用价值还可进行碳化处理并获得成型的碳化燃料炸为木质能源的新型利用形态具有很大的发展前亏邑李万灵。 2.5林产生物化学 林产生物化学将维资源、植物纤、农林废料作为原料通过生物技术制取出酒精、有机酸、单细胞蛋白、香料化合物、酶制剂、功能性食品等附加值产品;还可以将食品工业、制浆造纸工业和粮食加工的废渣和废水作为原料运用生物技术制取单细胞蛋白和酒精等产品从而实现由废变宝达到综合利用的最终目标。 3结束语 综上所述,现代林业工程建设运用创新的思想和先进的技术,并兼顾各项生态环境的发展规律。我国确立了以改善生态环境、遏制水土流失和恢复扩大森林资源为目标的林业生态工程使我国风沙危害和水土流失地区的生态环境得到了恢复和完善构建了完整的林业生态建设骨架相信经过各界的共同努力胧国的现代林业工程科学技术将会朝着更好的方向和趋势发展实现我国生态和经济协调持续发展。 作者:杨忠华 单位:鸡西绿海林业有限公司 林业工程论文:林业工程技术论文 1 林业工程技术发展意义 1.1 采用以林养林的方式,提高林业经济效益 采用多样化的以林养林方式,有的以发展经济果林杨林、有的发展林木加工养林、还有的发展苗木养林。农民还可以采取林果结合、林菜结合、林禽结合和林苗结合等方式,从而通过多样化的以林养林方式,提高林地的经济效益。经过这些年的实践,林业工程发展取得了理想的成绩。 1.2 引进先进品种,促进林业发展 林农结合方式是促进林发展的有效手段。引进和推广国外先进的成果和技术,采用科学的管理方法和生产技术,以林为主,通过林农结合,多种经营方式相结合,建设具有社会、生态和经济效益的林业发展新模式。推行具有经济价值和生态价值的经济生态兼作,例如可以事项乔灌混交、林药间作、林草间作等生态兼作种植模式,使调整后的农村产业结构为退还林,从而创建更多可以增加收入的机会,最终实现经济效益和生态效益综合效果。 1.3 实行工程实施地方负全责,保证工程顺利进行 在林业工程技术管理中推行工程实施地方负全责的原则,受国务院的委托,国家林业部门具有监督管理权力,主要负责林业工程实施中的监督、指导、检查、调控和协调工作。指导是指林业部门根据国家各项政策,对林业工程实施相关法规、原则、办法、政策和规程等进行指点,并加以正确的引导,确保林业工程项目顺利进行。检查是指根据相应法律法规和一定的标准和办法对林业工程实施任务完成的资金、质量和数量等问题审核与检查,一旦发现林业工程实施中存在问题要及时的纠正,并从中总结经验教训,并加以推广。地方主要负责工程实施的各项组织工作,其中包含工程实施的规划、任务、落实以及完成项目管理等等,地方工作的方法、态度和方式会对工程实施的效果产生直接的影响,因此,作为工程实施主要责任主体的地方,要对林业工程项目实施负全部责任。 2 林业工程技术的管理 林业工程实施过程中,应加强林业工程技术管理,从而促进我国林业工程的可持续发展。林业工程技术管理应主要从以下几方面入手:第一,引进先进品种,促进林业工程发展。林业工程的宗旨是保护生物多样性、遏制生态环境恶化,促进我国社会经济的可持续发展;林业工程的根本目的是维护生态环境,满足社会发展对于林业产品的需求;林业发展的措施是以重新分类区划天然林,对森力资源的经营方向进行调整,从而促进天然林资源的保护和培育。第二,种植树木,执行退耕还林政策。为保护和改善我国的生态环境,针对那些已造成水土流失的坡耕,要停止耕种,根据适地适树的原则,植树造林,将森林植被全部恢复。退耕还林工程建设包括宜林荒山荒地造林和坡耕地退耕还林两个方面的内容。第三,建设重点的防护体系工程。第四,重点地区速生丰产用材林基地建设。作为我国投资最大生态工程的天然林资源保护工程,将黄河上中游地区和长江上游地区解决。目前我国的经济迅速发展,资源消耗量也相对较大,建设林业工程是非常有必要的,并且具有重要意义。 3 林业工程具体管理工作 随着我国经济的迅速发展,林业工程投资力度也随之不断增加,体质改革也发生了很大的变化,国家政府部门对林业工程建设越来越重视,林业工程技术管理水平需要不断的提升。林业工程技术管理的好坏,会对林业工程建设的整体水平产生直接的影响。加强林业工程技术管理,笔者认为应从以下几方面工作入手: 3.1 建章立制 国家相关部门出台的相关法律法规,使得林业工程项目资金管理规章制度更加的完善,各政府部门也根据当地的实际情况制定了法律法规,其中包括林业建设项目资金管理办法、林业项目管理办法等等。建立林业工程项目建设和资金管理规章制度,使内部管理机制更加规范,明确林业工程项目的相关监督检查权力和决策权力,林业工程建设中要对项目事项全程的跟踪建设,通过跟踪建设时刻林业工程资金的实际使用情况,实行互相牵制、相互配合的措施,从而建设出高品质的林业工程。 3.2 实行项目责任制 林业工程项目在实施前,项目的负责人一定要明确,并实行项目法人责任制,建立项目行政领导制,落实各相关负责人的工作范围和责任。例如在林业工程建设中,工程项目责任法人是不可缺少,其对整个林业工程项目起到总负责的作用,其所负责的内容有项目前期的项目策划和资金筹措,中期的建设实施,后期的管理、债务偿还和资产增值等等。 3.3 实行招投标制度 根据我国与林业相关的法律法规,在林业工程建设前,可进行招投标管理,这使得我国林业工程项目管理更加的现代化、规范化。在林业工程项目中引入招投标竞争机制,对招投标负责人要实行优胜劣汰的原则,优秀的承包单位更利于林业工程项目的有效管理,优化配置各个生产要素。从而减少了林业工程实施中各消耗费用,将林业工程总造价降低。实行公平、公正、公开的招投标管理制度,有利于林业工程项目吸引优秀的施工队伍。 4.结束语 综上所述,随着我国林业可持续发展战略的实施,传统的林业发展方式已无法满足现代社会经济发展需求。因此,我们应加大对林业技术和勘探技术的保护,这样可以为林区居民带来实实在在的经济效益,并创造出价值。我们要不断的探索新林地,研究科学先进的林业技术,提高林业管理,从而确保我国林业工程健康可持续发展。 作者:杨忠华 单位:鸡西绿海林业有限公司 林业工程论文:林业工程建设论文 一、当前我国林业生态建设中所存在的问题 1.1森林资源总量匮乏,国家资金投入力度不足。就当前我国林业的发展现状而言,总体存在森林资源的总量不足以及分布不规律的情况,人均的森林面积占有率远远低于世界水平。这就直接导致了很多地区的森林覆盖率大大的降低,同时与生态环境的改善要求也存在着很大的差距。林业生态建设是一项任务极为繁重的工程项目,存在着资金的缺口大,国家的投入力度不足的问题。使生态建设的发展缓慢,生态环境治理昂的发展规模受到限制,只能够形成局部的治理,导致总体生态环境恶化的趋势不能够得到制约,使生态建设持续恶化。 1.2没有明确的生态环境意识,在治理的过程中持续遭到破坏的现象时有发生。但是由于人们长期以来对林业存在着认识上的偏差,且传统的治理思想也会对其造成一定程度的影响,最终形成了人们通常只把林业的发展当做是一般产业的发展来看待,只追求其经济利益的提升,而忽略了其社会效益以及生态效益,只在乎眼前的利益而忽视长远的发展,对森林过度的砍伐和破坏,造成了森林资源日渐减少的现象,使森林资源和生态环境遭受了进一步的恶化。 1.3林业生态工程质量偏低。林业生态项目效益低下一些地区短期内退耕面积过大、退耕速度过快带来不少问题。由于良种生产供应不足,导致劣质种苗被栽种,进而使得补植任务过大,既加大了造林成本,又使造林质量不高。林业生态工程质量偏低,不能稳定地发挥预期的生态效益、经济效益和社会效益。 1.4林业生态工程管理水平粗放 1.4.1林业生态工程规划的可操作性差。各级规划只有工程总体目标,没有分解为各个环节,未确定各个环节的技术指标,没有将规划落实到地块上,不能进行质量和进度的有效监督,为不同规划的地域重叠和统计造林面积的数字失真提供了可能性,造成了年年造林不见林的“植数造零”现象。 1.4.2经济林发展缺少整体规划及数量调控。受经济利益驱动,各地明显存在盲目增加经济林面积的倾向,政府没有根据经济林的最优适生区和供需平衡对其发展进行整体规划和宏观调控,因而出现了果品销售难和群众忍痛砍掉果树的现象。 1.4.3林业生态工程建设普遍存在责任不明现象。据反映,受地区部门利益驱动,存在生态环境建设工程多头管理、责任不明确的现象。如果国家不注意及时制止,这种趋势会有可能增强,如很多县份的生态环境建设项目经费由县计委这样的非行业部门掌握,但却牵头组织农业、水利和林业部门共同实施项目。 二、我国林业生态工程建设的主要对策 2.1以可持续发展理念为指导,提高对林业生态工程建设重要性的认识。要正确认识人类与环境经济发展与环境保护的关系树立生态经济思想。积极搞好宣传、深入贯彻可持续发展理念,提高全社会对林业生态工程建设重要性的认识,加强林业建设方针、政策和措施的制定工作。进一步提高对林业生态工程建设长期性与艰巨性的认识,坚持统筹规划,突出重点,有步骤地实施。要改变林业的基本现状,必须实行森林资源永续经营,要提高森林资源质量,优化森林群落结构,培育速生优质新品种,追求综合效益最佳。 2.2加大资金投入力度加强对资金的监管。林业生态工程建设项目的主体是国家,国家要调整财政政策,增加对林业生态工程的投资力度,要把林业生态工程建设投资纳入各级政府的财政预算,并予以优先安排。动员社会力量,广开渠道,建立林业生态工程建设基金制度,统筹安排,分级管理,专项使用,并逐年增加资金规模。加强国际合作,积极争取国外援助和优惠贷款。在加大投资的同时,建立科学的资金管理模式,健全对工程建设资金的强制审计监督制度,加强对资金的监督管理。 2.3提高造林质量,加强森林经营和保护管理。在造林工作中要制定出具体和可操作性强的规划,用于指导生产,在造林生产中要严格按照规划设计组织施工,确保规划落到实处。要规范造林技术,完善造林机制,提高造林质量,充分调动群众造林积极性。造林后的管护工作要及时跟上,建立健全管护机构,组建管护队伍,购置管护设备,建立管护制度,确保管护工作落到实处。做好资源培育,资源保护和资源管理工作,严格林地和森林采伐利用管理,真正实现越采越多、越采越好、青山常在、永续利用。 三、结束语 综上所述,随着生态观念的逐步深入和发展,人们逐渐意识到生态发展在林业建设中的重要性,逐步从追求林业的经济效益转化到追求其生态效益,实现林业的可持续发展成为了林业发展的根本目标。 作者:辛百胜 单位:肇东市生态林管理处 林业工程论文:现代生态林业中工程建设论文 1我国生态林业工程建设中存在的问题 1.1生态保护观念意识还较为淡薄 目前大部分人生态保护观念意识都不断提高,这对环境保护和林业发展都起到了极为重要的作用。但在一些偏远地区,由于文化水平较低,对林业发展的意义还缺乏必要的认知能力,无论是观念还是环保意识方面都较为淡薄,滥砍滥伐现象较为普遍,特别是一些原始生态林业受到较大的破坏,从而导致这部分地区水土流失较为严重,一旦遇到大雨天气,则山体滑坡较为严重,给林业的发展带来了较大的阻碍。 1.2工业用地和居住用地逐渐扩大对生态林业的建设造成了阻碍 近年来,城镇化建设的速度不断加快,工业用地和居住用地不断扩张,一些林业用地大量的被征用,这不仅不利于生态林业的建设,而且还对原始生态林业带来了较大的破坏,特别是近年来房地产业的快速发展,无限制的对土地进行征用,对生态林业工程的建设所带来的影响非常严重。 1.3我国的生态林业工程建设缺乏经验 现代生态林业工程建设并不是简单的进行种树,也不是一朝一夕就可以完成的事情,不仅需要进行系统的规划,而且还需要技术上的支持。但我国生态林业工程建设还处于初步发展阶段,还缺乏经验,所以需要充分的借鉴国外的先进技术和经验,对林业工程进行有效的规划,从而更好的推动现代生态林业工程建设的快速发展。 2加强现代生态林业工程建设的具体建议 2.1加强现代生态林业工程的政策指引 应该从领导和政策的层面上加强现代生态林业工程的建设,制定现代生态林业的政策时应该兼顾各方面利益,从集体和个人共同获益的角度出发打造现代生态林业工程。在退耕还草、退耕还林、封山育林等重点工程中要平衡国家、集体、个人的利益,保护各方面的积极性,这样的政策才能具有生命力和活力,也才能为现代生态林业工程建设起到保驾护航的作用。当前应该将政策的引导作用和规范作用充分发挥出来,在生态保护、环境改良、生态防护等工作中进行现代生态林业工程的整合,通过农林工程建设、灾害生态恢复、防护林建设等具体的工程达到对现代生态林业工程价值和作用的体现。 2.2保护现代生态林业工程各主体经济利益 在现代生态林业工程的建设过程中不可避免地会触及到个人、集体和国家的经济利益,要对现代生态林业工程各方进行利益上有效的调整,在此基础上保持对现代生态林业工程的积极态度和大力支持。在政府的层面上要对现代生态林业工程做出政策、财税上的倾斜,加大和加快现代生态林业工程的建设力度和质量。要给予投资现代生态林业工程的民间资金以帮扶和支持,为现代生态林业工程建设拓宽融资渠道,形成社会对现代生态林业工程更深层次的支持。 2.3对现代生态林业工程有一个正确的认知 长期以来在我国林业工作中,更注重于单一的目标和结果之间的关系,将精力更多的放在了林业经济效益的实现上,一味的进行用材林的营造,这就传统林业意识,对现代生态林业工程的顺利开展起到了极大的阻碍作用,而且在这种传统的林业观念下,林业划分越来越细,导致很多林业工程的实施都得不到当地人民群众的支持的维护。现代生态林业工程更关注和经营技术,关心木本植物的种间和种内关系以及林分的结构功能、物流与能量流等方面的深层次相互关系,在加强宣传力度,培养人民群众的现代林业意识的基础上,使人们可以正确区分传统林业与现代林业,形成对现代生态林业工程的支撑,进而实现现代生态林业工程的综合价值。 2.4完善现代生态林业工程的相关法律制度 在当前现代生态林业工程建设过程中,各地需要根据实际情况,来对相关的法律法规进行完善和补充,确保现代生态林业工程建设能够得以顺利的开展。实践操作中,各级政府可以把现代生态林业工程建设的开展力度、开展情况、相关法律制度的完善纳入领导的工作业绩考核中来,对于由于领导方式、能力、态度等问题导致的现代生态林业工程建设工作开展不力,甚至造成工期延误的,要给予相应的惩罚;而对于能积极履行职责,能够认真协调组织好生态工程建设的实施,保障工程顺利开展的要给与适当的奖励,真正形成以现代生态林业工程建设为中心的制度体系和法律体系,推进现代生态林业工程的深化和提高。 3结语 在当前大力进行现代生态林业工程建设的情况下,需要对现代生态林业工程有一个正确的认知,同时在制度、政策和经济等方面为现代生态林业工程建设提供进一步的支撑,加快林业科学体系的形成,使林业发展的生态效益、经济效益和社会效益得以实现,确保林业能够健康、持续的发展。 作者:王振彪 单位:黑龙江省林业科学院平山野生动物实验场 林业工程论文:林业工程发展论文 随着社会经济不断发展,越来越重视自然建设。为了加快林业工程发展,2014年屏边县采取就地造林就地育苗方式,签订苗木培育合同22份,共计培育苗木1780万株(其中桤木苗100万株,草果苗300万株,红豆杉苗100万株,核桃苗30万株,秃杉苗600万株,杉木苗400万株,枇杷苗100万株,荔枝苗105万株,柚木苗20万株,鸡毛松20万株,黄花梨5万株),为完成2014年各项造林任务打下了坚实的基础。全年全县完成造林7412.2hm2(其中枇杷1337.5hm2,杉木3361.3hm2,核桃733.3hm2,秃杉1340hm2,柚木140hm2,黄花梨33.3hm2,荔枝200hm2,红豆杉266.7hm2),种植草果2667hm2,完成森林抚育6667hm2,低效林改造2000hm2。因此,在以往的种植方式上,要不断革新,要选择创新的新技术种植,这样才能保障种植效益。种植管理技术对于提高产果率有重要影响,技术管理到位后才能提升种植质量,才能保障果实质量,为林农提升经济收入奠定基础,真正促进林业工程发展。 1营林生产管理中存在的问题 第一,当前林木良种建设基地普遍存在问题,建设比较单一。资金投入力度不足,导致母树林管理不到位。大多数的种子园内,母树无法及时得到更替。相关部门对种子园管理不到位,管理水平低,使得园子树种比较单一。第二,造林质量非常低。造林质量和造林数据出现了不协调,根源是林业局对林业发展重视力度不够,只关注整体的施工进度,却不能在短期时间内保质保量的完成任务。时常出现忽视造林质量问题,因此病林以及死林问题也加重的。第三,市场经营管理问题。营林生产过程中管理方式较落后,这主要是受营业经济模式影响,当前林业发展模式,逐渐由粗放型向集约型方向发展。另外,针对林木发展问题,只注重短期利益,而不是从长远的整体利益方向出发,这严重阻碍了林业发展。 2营林生产管理措施 2.1改变林业生产标准在林业发展中,营林生产标准是根据造林决定的。该评价标准不能使营林生产得到标准化管理,也无法体现出造林价值。因此,营林应该使用生产量和存活率作为衡量标准。这样可以有效地避免了相关经济损失,还可以规范林业局发展,保障林业发展。 2.2做好种苗基地建设众所周知,林木良是营林工作开展之重点,只有不断选育出优秀的种子,才能更好改善良种质量,满足营林生产需求。应该积极建立起种子园,做好种子园的建设工作,寻找最优的选育方式,再选择合适的良木,为育苗做好准备工作。在植树造林中,要加大树林生产管理,注重引入阔叶林的比重。对当前存在的母树林进行管理,注重对母树林更替处理工作。使用生存能力较强的树种,选择相近的品种进行代替,从根本上改善母树质量,提升树林生产质量。 2.3培育出满足市场需求的树种在对树木进行改良时,要结合市场现状,选择市场需求量大的树种进行培育,针对林业问题进行针对性研究。基于市场导向,积极培育有高价值的材林,在推动林业发展的同时,促进经济发展。 2.4进一步改造低产林众所周知,低产林生产水平比较低,这直接影响到林业生产发展。就当前发展情况上看,屏边县低产林的数量还比较大,这些林业产生的经济效益非常低,使得资源被浪费,营林种植效益低下。在林业发展过程中,要对低产林进行改造,从而降低残林面积,提升林业的覆盖率。另外,需要做好机械化技术使用。机械覆盖率的提高能直接节约劳动成本,推动林业建设。因此,要从林业管理实际现状出发,引进人才,做好管理,这样才可以更长远地发展好林业。 3结束语 总而言之,林业生产管理工作存在的缺陷急需改进,科学管理林业,对于促进林业工程发展有重要意义。从选种、育苗、苗木成材过程中,每一个环节都应该做到科学管理,才能保障林业生产效益。 作者:杨进仙 单位:屏边县林业局 林业工程论文:我国林业生态工程监理论文 一、林业工程监理的概念 林业生态工程监理是指监理机构受到组织的委托,对林业栽培的相关过程实施的监督、指导的整个林业工程,包揽了开始的选苗到最后的成功等,以便完成双方既定的目标的过 二、林业生态工程监理的依据 1、与工程建设有关的法律、法规、技术标准和规程规范。 2、经审查批准的《关中环线西安市北段绿化工程作业设计》。 3、《全国造林技术规程》、《造林绿化工程建设监理细则》。 4、《关中环线西安市北段绿化工程监理规划》。 5、西安市林业局、西安市发改委、西安市财政局关于《关中环线西安市路段绿化工程建设规划方案》 6、建设单位发出的与监理工作有关的书面指示和意见。 7、工程委托监理合同及其它工程承包合同。 8、工程项目管理办法、工程资金管理办法、会计核算制度、工程核查验收等有关办法、规定。 9、《国家林业局关于造林质量事故行政追究制度的规定》、以及国家省市有关植树造林的技术标准规定和要求。 三、林业生态建设工程监理的特点 1、地域性差异显著 林业生态工程监理具有明显的地域性,不仅是因为它所涉及的范围详单广泛,一个县估计都会达到几千hm2,这些大面积的林业造林,对于监理有限的情况来讲比较困难的,不可能安排更多的监理进行从旁指挥,只能够依据工程的状况制定出一系列的方案来保证整个项目的顺利完工,并且,由于面积较广,每个地区的气候、土壤等具有差异性,所以势必会影响工程的质量,使得最后的效果也不能够安全整齐划一,这就使得林业生态监理出现一些不可预测因素。 2、时序性强 在农村种植粮食尚需看季节的变化因地适宜的播种,林业也是一样,需要一定的季节,根据适宜的时间与季节才能够栽种,要跟随者天气和季节的变化抓紧时间进行育苗和种植,不能够凭着自己的主观想法去改变时间、气候等一系列因素,不犯“教条主义”的错误,及时的进行育苗、整地、种植等步骤 3、不可逆性、可补救性 林业生态工程不同于其他工程,他不能够随着自己的主观意念去改变某些因素,而是需要顺应自然规律变化的,倘若不能够遵循自然条件的发展规律,将会导致其产生严重的损失,另外在林业生态造林的过程中,往往会出现一些不可预测因素,这些因素就会导致林业的成活率偏低,但是这是能够进行补救的,在进行林业生态造林的过程中也务必要考虑到“自然”这一不可预测因素,然后选择合适的时机和条件将这些林木补充上去,提高存活率。 4、直观性强 林业生态监理不同于其它项目,它的成果可以非常直观的得到验证,不需要其它部分项目的严把质量关等一系列检查质量的环节,只要直观的看上去就知道其完成的最后结果,但是直观不能就说明简单,因为他的范围较广,所以在检查的过程中还是比较麻烦的,不能偶直接全部由人去完成,因为会导致一时的大意而出现问题,必要时还须借助相应的仪器。 5、长期性 林业生态造林是长时间的,不是短期就能够看到效果的,因为林业生态造林从育苗到栽种需要一段时间,在林木长大之后鉴定成果之时还需要3-5年,基本上可以说看到成效的时间是相当长的。 四、林业生态工程监理的方法 要切实可行的针对现在林业生态项目建设的整个过程的同时,要先了解项目建设的主要意图,根据以前既定的项目工程目标来制定出每个阶段的目标计划,以及项目的完成时间段和流程,要掌握整个项目实施阶段的资金的利用和实施情况,并且整个阶段的实施都要进行全方位仔细的监督,完工以后对其更要进行严格的质量检查。在这过程中务必做到“三控”。 1、投资控制 在整个林业项目开展的设计初阶段,监理的职责主要包含了与业主一起讨论林业生态项目进行的整个设计过程,在整个项目设计的过程中的策划方案要明确,并且创新的手段和方法来组织相关的业主已确定好的设计方案,并且协助企业的相应协助单位开展相应的项目设计上面的工作,对开展每一阶段的资金利用情况进行相应的预算和支配,进行设计挖潜,合理的利用价值工程等来对项目设计实施一些技术经济分析,验证等,在保证整个项目实施的过程中也能将成本降到最低化,对项目开展过程中的设计等阶段进行有效的预算支配和核实。 2、质量控制 针对目前林业生态工程项目建设进行整体的策划和设计阶段的整个过程中,监理要进行现场的实地勘察,并且要针对项目开展的土地的实际情况以及土质还有气候等对其进行全面的调查和研究,并结合这些因素开展适宜的整地方式、林木、林业造林的时间段;另一方面要深入研究苗源是否可以是林业生态项目建设的需要,注重林业苗木的技术性栽培,总体来说就是要尽可能的遵循上“适地、适树、适时”三原则。 3进度控制 林业生态工程建设的进度控制是极其重要的,也是整个项目建设的关键方面,这些都与生态项目将设的规划设计以及设计周期有很大的关系,倘若能够有效的缩短项目设计周期,就可以使整个项目建设的施工周期得到最有效的控制,好的进度控制对林木也是有影响的,否则会让林木错过最佳栽种期。 五、林业生态工程监理的措施 1、领导需高度重视,监理措施需得力 工程建设期间,应确定好相应的组长、分管副区长、政府办副主任为副组长,沿线各乡镇镇长为成员的工程建设领导小组等来负责相应的一些监理过程中的环节,并且要设立相应的办公室,沿线的农村个乡镇组织和成立工程建设领导机构,明确人员,落实责任,做到高层干部亲自抓,分管中层干部具体抓也可从基层抽调若干名有一定工作经验和能力的中层领导作为实施监理方的驻地代表,自始至终坚守第一线完成租地工作。监理人员要按照监理规程,施工现场,认真负责,全程实行旁站监理。严把苗木质量关,坚持现地质量检查,严格按照设计指导施工,发现问题及时提出整改意见,施工专业队及时改正。保证整个监理工程的建设质量。 2、确立监理单位,实现对工程建设全过程进行科学的、规范化的监理管理 监理工程的成败最关键的就在于质量这一方面,针对这一因素在进行监理工程的过程中就应该成立项目监理部,编制监理方案,并落实总监及现场监理人员职责,规范监理程序,实行旁站监理。定期召开监理例会,对不合格苗木禁止栽植,并出具监理通知单。并且在这过程中要依据实际情况成立质量监理和技术指导小组,分派到植树现场,具体负责技术指导和监理工作。在工程监理中,应按照作业设计和规范要求现场监理工程造林。对整地、苗木质量、放线、打点、挖坑、栽植、支撑、浇水等环节进行了现场指导和旁站监理,对每道工序应监理人员进行验收,确定这些工序合格后,出具工序质量验收单,方可进入下一道工序施工。实现了对工程建设全过程进行科学的、规范化的监理管理。通过行之有效的监理措施,确保工程质量。 3、加大检查验收工作力度,查漏补缺,落实责任,确保工程质量 监理人员以及在监理工程中中相关工作人员应该加强对栽植的苗木实行扩盘、扶正风倒苗木、支护、修剪侧枝、及时浇水等几个关键环节的处理措施,对于死亡的树木和无用的支撑要及时的进行清理,对施工后现场垃圾要及时的清运或掩埋。并且调整苗木布局,讲求栽植效果,同时要及时做好抚育管护,确保树木成活和栽植成效,适时的进行扩盘,除草、除萌和浇灌。最后一方面即为加大管护力量,配备专门人员防止盗挖和损坏。尤其夏收期间增加力量做好防火,防止人为破坏。通过行之有效的办法,达到原本进行监理所预期的目的,确保监理工程的最终质量。 六、林业生态工程监理发展不快速的原因 1、一直以来,人们就不太重视林业生态的重要性,随意的进行砍伐、毁灭的同时还不愿意植树造林,可以说在保护生态环境这方面的思想比较淡薄,没有一定的意识,加之林业生态工程的监理是属于生态环境的一部分,人们觉得对于这方面的投资太过牵强,并且它的效益需要长时间的发现和观察才能看到,没有可以看得见的实际效益,这就使得很多人不愿意在这上面进行大力的投资,所以没有利润对投资者们施加压力,这就致使很多人失去了对生态工程投资的信心。 2、林业生态工程的实施不能够讲求速度,见效时间慢,而且它的实施和开展也比较麻烦,需要选择合适的季节合适的时间,在各方面的要求都比较高,使得监理人员不能够进行大幅度的施展工程的进度,这从一定程度上讲也为生态工程开展和实施带来了一定的难度。 3、林业生态的工程开展在投资方面还不够完善,一直以来,我国用于林业生态工程实施的投资的内容都是只包含了施工中的直接工程费,一般不会涉及到在监理过程中的开销以及在进行勘察设计中的开销,并且,从另一方面来讲,我国在投资不高的生态建设上面要进行实施的内容却很多,使得没有足够的资金来用于工程监理上面。 总之,我国的林业生态工程监理的初始的步伐就比较慢,并且实施的也比较晚,不过相信在我国的林业生态工程监理的制度、投资、以及其它一些因素上面制度化和规范化之后,我国的林业生态工程监理将会开展的更好,我国的林业生态环境将会得到向前大大的迈进一步。 林业工程论文:现代林业工程管理论文 一、林业生态工程管理在现代林业造林工程中的作用 (一)从确保工程进度方面,监理发挥的作用 在现代林业造林过程中,监理的介入,能够有效的促进林业方面的法律法规的规范化、制度化(涉及工程规划设计、指标、审批等)和完善化。让造林工程更加科学合理,更符合现代林业发展的需求。在监理过程中,监理单位充分利用其相对的独立性,对施工单位的工程进度计划进行严格审查,按照相关法律法规、相关条例、施工合同、监理大纲、监理细则等等进行严格监理。确保实际施工进度不偏离计划,并做好进度目标风险分析,制定防范性对策,及时向建设单位汇报施工进度。从而确保工程按施工合同规定的工期顺利完成。 (二)从确保工程投资方面,监理发挥的作用 生态造林既是一项生物工程,也是一种经济行为,必须要尊重自然规律和经济规律。在现代造林工程中,近年来出现投资规模较大的造林绿化工程,为确保建设项目投资批准的限额以内,随时纠正发生的偏差,保证项目投资管理目标的实现,我们采取工程管理制。通过监理工程师对造林工程的检查,在验收合格后进行签字,这时候才申请拨付工程款,在这个检查的过程中,可以促使施工队伍严格的按照图纸进行施工,减少不必要的变更,比如说避免了施工单位人为提高种植密度,更换大树栽植等。其次在现代的造林有可能会出现大量的如土方,沟渠等隐蔽工程,通过监理队伍的监督确保了这些隐蔽工程的工程量准确计算。这样就将生态造林的成本管理和效益有效的结合在了一起,有效的控制了造林工程的项目成本,避免了施工方不择手段、盲目蛮干等一些做法,从而确保了工程投资的效果。 (三)从确保工程质量方面,监理发挥的作用 造林工程项目一般都存在建设面广、多在农村或郊区、类型复杂、交通不便、多无专业施工队伍等现状。而现在造林工程又存在着大量的反季节,这对于造林工程,特别是大树和名贵树种的栽植,管理水平,甚至苗木的质量等等提出更高的要求。在此实行监理制,能够建立有效的制约机制,在很大程度上改变这些情况,甚至杜绝这些情况的发生。同时依靠建立机制,还能够有效的强化技术规范的执行力度,通过工程建立,让造林技术的每个环节都能够规范的施工[2]。如苗木质量、栽植工序、整地规格、栽后管理等,从而从造林的质量和效果上提升一个档次。 二、结语 林业是生态环境建设的主体,在国民经济中占有重要地位,造林是林业发展中的一个重要工程。从我市全面实行林业生态工程管理制以来,造林绿化工程取得了显著的成绩,为绿色无锡建设作出了重大的贡献。在环太湖生态防护林、环太湖生态景观林以及入湖河道水源净化林建设等工作中取得了显著的生态效益和社会效益。 林业工程论文:林业工程发展论文 1增强林业工程的措施 1.1造林地的及时清理 将造林地上的灌木、杂草及采伐剩余物清理掉是造林整地翻垦土壤前的工序。清理方法主要有:全面清理、带状清理、块状清理、割除清理、火烧清理及化学药剂清理等。 1.2选择合适的整地方式和方法 整地方式可分为局部整地和全面整地。局部整地是翻垦造林地的一部分土壤的整地方式,包括块状整地和带状整地。块状整地是将土地分成块状的翻垦造林的方法;带状整地是将土地呈长条状翻垦林地的方法。全面整地是翻垦全部的造林的土壤,此法主要用于平坦地区。平原地区造林整地的方法主要有坑状、块状及高台等;山地应用的造林整地方法有穴状、块状及鱼鳞坑等。 2造林方法的选择 2.1直接播种法 就是把树木种子直接播种在林地进行造林的方法。此方法种植的效率高,适合于面积较大、容易施工的造林地。直播造林法主要有:块状播种法、穴播法、条播法及撒播法等。 2.2繁殖造林法 利用现有林业资源的树木的干、枝、根部等部位生根发芽,来繁殖新的树木,进行造林。此法技术简单,容易操作,树木成活率高,小树生长较快,缩短了生长周期,并能保持母树的原有的优良性状。 2.3移栽造林法 将种子繁育的树苗直接进行移栽,并种植在所要造林的区域。此法造林效率也较高。但移栽后由于幼苗对环境会产生不适应,因此要加强管护。 3保护林业资源的手段 3.1建立相关的林业资源保护机制 相关部门应该从实际出发,增强林业资源保护工作中的高效性与持续性,增强林业资源保护工作的实时有效的进行,颁布相关林业资源保护政策及相关制度,以满足林业资源保护的多样性。 3.2加大对林区资源控制的力度 发展林权改革政策,努力发展家庭承包、转包、出租、转卖、对换及招标等。对责任山等要及时关注,加快开展林区经济操控,掌握林业地域规划的实施,关注国家林业森林控制规则的改革,创建产权清除、政府公司分离、实施责任与权力和效益共同发展的林业资源控制方式。 3.3正确控制和利用林业资源 林业资源的控制和利用,与人类自身的利益息息相关,必须从实际出发,重视林业资源的保护控制工作,做好林业资源的监查,加强林业资源管理机制。努力满足社会主义现代化建设趋势,重点检测和控制林业资源的创新,为生态环境的改善提供强有力的保障。 3.4加大科技的使用,加快科学化林业资源的进程 我国目前经济水平不断提高,科学技术也得到了相应的发展。一些新研发的林木品种也处于多元化的状态,林业资源得到了极大的丰富。因此,要坚持以“科技兴林”的原则,大力发展适合市场的新品种,以科学为支撑,实现林业资源的合理开发和利用。 3.5落实对外开放的政策 我国是人口大国,对木制品的需求量也很大,林业资源的合理开发和利用,将大幅度的影响到以木材为主的企业的经济效益。通过对外开放,从国外引进木材,可以缓解林业资源利用的压力,使林地中的树木开采和种植达到平稳的状态,从而可以维护自然环境,保证生态系统的平衡。 3.6增强林业人才的运用 林业人才的利用,可以为林业资源创造更大的价值。林业资源的合理开发和利用与林业人才的开发是分不开的。人力资源的开发和应用,可以有效地进行林业规划和整合,改良林业的不足,促进林业的优化和发展。而且采用新型的人才,还能够改观林业的发展状况,保证林业资源的稳定,为发展市场提供新的力量,提升林业在社会发展中的作用,从而达到林业合理开发利用的目的。 4结束语 林业工程的发展与林业资源的建设是息息相关的,对于国家和生态系统都是非常有利的。林业工程的发展不仅在林业建设中具有关键的作用,还可以促进林业资源以及生态林业的和谐发展。林业工程的发展要走永续前进的道路,真正实现林业资源管制、生态利益、经济以及社会利益的和谐发展。 作者:孙军 孟庆敏 孙运波 单位:吉林省靖宇县国营镇郊林场 吉林省靖宇县林业局 林业工程论文:林业工程生态评估论文 1我国主要生态环境问题 我国自然生态环境本底脆弱,长期以来对自然资源的过度开发和利用造成对生态环境的破坏,生态退化问题突出,生态形势严峻。主要表现在:①水土流失日趋严重。全国水土流失面积达367万km2,约占国土面积的38%,是世界各国中水土流失最严重的国家之一。近年来,很多地区水土流失面积、侵蚀强度、危害程度呈加剧趋势,全国平均每年新增水土流失面积达1万km2。②荒漠化土地面积不断扩大。全国荒漠化土地面积已达262万km2,并且每年还以2460km2的速度扩展[4-6]。③草地退化、沙化和碱化(简称“三化”)面积逐年增加。全国已有“三化”草地面积135万km2,约占草地总面积的1/3,并且每年还在以2万km2的速度增加。一些地区为了短期利益,不合理开垦草原,加剧了土地的荒漠化。④生物多样性受到严重破坏。我国已有15%~20%的动植物种类受到威胁,高于世界10%~15%的平均水平[7]。生态环境的日益恶化不仅影响人们目前的生存环境,同时对我国的经济发展提出很大挑战,有研究表明,我国经济增长的GDP中,至少有18%是依靠资源和生态环境的“透支”获得的,严重影响可持续发展。因此,必须在经济发展的同时注重对生态环境的保护,大力开展以林业工程为主的生态环境保护建设,通过采取科学有效的人工措施进行生态系统恢复,实现经济发展与环境保护的“双赢”。 2林业生态工程建设重要意义 森林是陆地生态系统的主体,是人类和多种生物赖以生存和发展的基础[8]。林业生态工程是指根据生态学、林学及生态控制论原理,设计、建造与调控以木本植物为主体的人工复合生态系统的工程技术,其目的在于保护、改善与持续利用自然资源与环境。开展林业生态工程研究一方面偏重于生态环境保护建设,有利于实现自然生态系统的恢复和环境污染的治理(土壤污染、大气污染、水体污染等)。Landell-Mills等[9]对林业生态工程的可持续经营及其未来的可能变化、发展趋势进行了分析,强调林业生态工程在可持续发展中的物质基础作用、环境基础作用和能源主体作用。另一方面,林业工程是一个包含着“社会-经济-自然”符合生态系统全部内容的庞大的系统工程,必须考虑各种有关产业的生态经济同步发展与生态环境脆弱地带的治理、保护、开发等方面存在的问题[10],注意从环境资源属性入手,保护、开发和利用林业生态工程,寻求经济发展和环境保护相结合,根据林业生态系统多功能的特点,以生态效益为主,注重生态效益和社会效益、经济效益的协调[11]。 3我国六大林业重点工程概况 1998年,经国务院批准,国家林业局根据林业大工程带动林业大发展的思路,决定对原有十大林业工程进行重新整合,在一个时期内实施天然林资源保护、退耕还林、京津风沙源治理、三北和长江中下游地区等重点防护林体系建设、野生动植物保护与自然保护区建设、重点地区速生丰产用材林基地建设六大工程(表1和图2)。天然林资源保护工程主要解决长江上游、黄河上中游地区,东北、内蒙古等重点国有林区和其他地区的天然林资源保护、修养生息和恢复发展的问题;退耕还林工程是改善生态环境的迫切需要,需要调整农村的产业结构,改变农民传统的耕种习惯,是最大的强农惠农项目,不仅对现阶段促进国民经济的健康发展具有十分重要的意义,而且对促进国家文明发展和人民殷实小康、实现中华民族长远发展和子孙后代繁荣富足具有十分深远的历史意义;三北和长江流域等重点防护林体系建设工程是我国涵盖面最大、内容最丰富的防护林体系建设工程,为了从根本上改变我国西北、华北、东北地区以及长江中下游流域等地区风沙危害和水土流失的状况;京津风沙源治理工程是北京乃至我国的“形象工程”,也是环京津生态圈建设的主体工程,主要解决北京周围地区的风沙危害问题;野生动植物保护及自然保护区建设工程是一个面向未来、着眼长远、具有多项战略意义的生态保护工程,主要解决基因保存、生物多样性保护、自然保护、湿地保护等问题;重点地区速生丰产用材林基地建设工程是我国林业产业体系建设的骨干工程,主要解决我国木材和林产品的供应问题,也是推进天然林资源保护工程和其他生态建设工程顺利实施的根本保障。六大林业工程的成败和绩效直接影响到整个国家的生态安全体系和林业产业的可持续发展。建设范围覆盖我国97%以上的县,总计划投资将超过7000亿元。工程范围之大、规模之大、投资之巨为历史所罕见,成为世界生态工程之最和我国新世纪再造秀美山川的伟大壮举[12]。六大林业重点工程的开展使我国森林在长期投入不足和面对人口增长、经济增长对森林资源巨大压力的情况下,仍然保持较快发展,对促进我国森林面积增长和提高森林覆盖率发挥了重要作用。按照截至2013年的第八次全国森林资源清查(2009~2013年)结果,全国森林面积有208万km2,森林覆盖率从20世纪90年代的16.55%增至21.63%,活立木总蓄积量164.33亿m3,森林蓄积量151.37亿m3。森林面积和森林蓄积分别位居世界第5和第6位,人工林面积仍居世界首位[13]。截止2006年底,全国林业部门建立和管理的自然保护区已达1740处,面积达121万km2,占国土面积的12.60%。各类保护区中85%的陆地生态系统类型、85%的野生动物种群和65%的高等植物群落得到有效保护[14]。与此同时,林业工程的实施促使生态环境得到明显改善,水土流失、土壤侵蚀、荒漠化、生物多样性降低等环境问题有所缓解,发挥了较大的生态效益。全国有近10%的沙化土地得到初步治理,重点治理地区的沙化扩展趋势得到有效缓解,局部地区生态得到明显改善,毛乌素、科尔沁两大沙地治理取得突破性进展。宁夏、山西、吉林等省区沙化土地开始逆转,内蒙古赤峰、陕西榆林的局部地区已基本实现山川秀美,人民的生产生活空间得到扩展[15]。 4林业生态工程建设面临的问题与挑战 经过长期不懈的努力,林业生态工程的开展在我国生态环境保护建设中发挥了重要作用,带来了一定的生态效益。但从总体上看,目前我国生态退化局部改善、整体恶化的现象仍未改变,形势依然十分严峻。 4.1林业生态建设缺乏对自然地带规律的认知 林业生态工程在具体实施过程中由于缺乏对自然地带规律的认知,不仅增加成本开支,而且会引发新的环境问题,造成生态环境问题的复杂化。如热带的乔木移植到温带,要么是死亡,要么建设暖房并符合热带乔木所需要的热量条件。前者是失败,后者则成本加大数倍乃至上百倍。又如有些地方的林带要靠人工浇水才能维持,也应属于失败。有学者根据干旱、半干旱区自然地带特点提出应当重新审视三北防护林建设问题[16]。在西北干旱、半干旱区大规模营造防护林既不利于防患沙尘暴,也不符合水资源短缺的客观现实[17],完全违背客观的自然地带规律。 4.2工程规划布局不合理 规划布局的不合理一方面体现在由于工程覆盖范围极大,林业工程区相互重叠程度高,且各项工程主导功能不同,建设期限与资金投入水平有差异,造成具体实施过程中的混乱。如天然林资源保护工程与速生丰产用材林工程在东北地区大部分重合,也就是说该处不仅是天然林保护的范围,也是我国用材林建设基地,但无法明确具体实施过程中应该以哪一个为重点进行建设,这种现象极有可能造成2个工程在该地区都难以充分发挥效益。另一方面,工程范围划分存在一定争议,如天然林保护工程在东北地区主要是以大小兴安岭为主体进行建设,但二者北部交汇处却并未被划入工程区,而该地区气候条件适合植被生长,且有天然森林分布,应纳入天然林保护范畴。 4.3工程质量评判指标单一,“一刀切”现象严重 目前林业工程主要以森林覆被率作为主要评判指标,是值得商榷的。以我国西北干旱区为例,适宜森林生长分布的区域面积有限,目前一些省区的森林自然覆被率多在5%以下。如果要求这些省区大面积植树造林,以达到对湿润、半湿润地区要求的相同的森林覆被率指标,是不符合自然规律的。因此,半干旱、干旱气候下各省区环境与发展的协调应尊重自然,既应保证较高的森林覆被率,也不应片面追求不切实际的造林指标[18]。 4.4工程管理不规范,体制机制不完善 工程建设管理中存在的问题一方面表现在工程建设缺少生态补偿等激励机制,工程区相关利益群体对工程建设成效不够关心;工程统筹规划有待改进,工程计划资金管理与工程组织实施相脱节,工程投资水平低、到位难、随意性较大等。另一方面,长期以来我国对公益林和商品林没有严格区分,未真正实行分类经营管理,林业生产关系无法理顺。许多地区仍未依法确定山林属权,承包者对林地承包经营权缺乏法律规范和保护,势必在一定程度上对林业工程的开展造成影响。 5我国林业生态工程建设对策与建议 5.1林业生态建设应以全国主体功能区划为优秀,合理进行统筹和规划 主体功能区划是协调经济社会发展和人口资源环境的重要载体,具有综合性特征。林业生态建设要根据区域资源环境承载能力、现有开发密度和发展潜力进行合理统筹和规划,构建以青藏高原生态屏障、黄土高原-川滇生态屏障、东北森林带、北方防沙带和南方丘陵山地带(“两屏三带”)以及大江大河重要水系为骨架,以其他国家重点生态功能区为重要支撑,以点状分布的国家禁止开发区域为重要组成的生态安全战略格局。青藏高原生态屏障要重点保护好多样、独特的生态系统,发挥涵养大江大河水源和调节气候的作用;黄土高原-川滇生态屏障要重点加强水土流失防治和天然植被保护,发挥保障长江、黄河中下游地区生态安全的作用;东北森林带要重点保护好森林资源和生物多样性,发挥东北平原生态安全屏障作用;北方防沙带要重点加强防护林建设、草原保护和防风固沙,对暂不具备治理条件的沙化土地实行封禁保护,发挥“三北”地区生态安全屏障作用;南方丘陵山地带要重点加强植被修复和水土流失防治,发挥华南和西南地区生态安全屏障作用。 5.2尊重自然地带规律,科学开展林业生态工程地带性建设 自然地理要素(水文、土壤、气候、生物、地貌等)及其综合体呈现强烈的地带性分布规律,不同的自然地理要素类型适合不同植被群落的生长,形成不同的植被分布。林业生态建设要注重对自然地带规律的认识,秉持“宜林则林、宜灌则灌、宜草则草、宜荒则荒”的科学原则,切忌以森林覆被率作为我国各个区域可持续发展的共同指标。必须把地带性原则作为林业生态建设的基本原则,尊重自然地带规律,否则产生更大的生态问题。在受季风作用影响的我国东部湿润和半湿润地区,温度水分条件好,有天然森林分布,林业工程应遵循森林分布地带性规律进行植树造林。在我国最北部———北纬50°以上的大兴安岭北部地区应以种植寒温带针叶林为主;在东北东部的小兴安岭和长白山地区应以温带针阔叶混交林为主;在辽东半岛与华北地区应以暖温带落叶阔叶林为主;在秦岭、淮河以南以及南岭以北的西南、华中、华东与华南北部的辽阔地区应以亚热带常绿阔叶林为主;在广东、广西、云南、台湾诸省(区)的南部以及西藏东喜马拉雅南坡地区应以热带季雨林、雨林为主。在西北部半干旱、干旱地区,植被类型以草原(荒漠草原)、荒漠为主,仅在山地的适宜部位有森林分布。林业工程建设应以恢复草原和荒漠植被为主,局部地段可植树,但不宜大面积造林。 5.3建立森林生态服务收费制度,完善生态补偿机制 生态恢复和建设的投资主体是政府,但同时应多渠道筹集补偿基金,建立林业资源有偿使用和生态环境补偿机制。按照“谁收益,谁补偿”、公平合理的原则,一方面受益方向森林生态服务提供方直接或间接地提供经济补偿。凡受益于公益林或依靠森林资源从事各种生产经营活动而有直接经济收入的单位(农业、水利、水电、旅游等部门)和个人均属被征收对象,都必须缴纳森林生态效益价值补偿费用。另一方面,通过立法形式设立生态税。为避免开征新税难的问题,由政府职能部门出面,采取在增值税和营业税中附加的形式收取费用,为森林生态服务补偿提供稳定的资金来源。 5.4规范林地流转制度,提高林地使用效率 林地是林业再生产最根本的资源,是林业可持续经营的基础。林地合理流转是发挥林地效益、改变我国林地效益低下问题的根本途径。随着林业产业结构的调整,林业产权制度改革不断深入。首先,尽快制定相关法律规章,确保林地流转的公开性、公平性和合法性。逐步取消对林地流转的种种限制,并从流转范围、形式、程序等方面进行合理规范,确保林地流转工作有法可依、有章可循。其次,依托市场,建立完善的林地价格体系。应按照市场规律,尽快研究建立林地市场价格体系,积极推行征占用林地按照市场价格进行补偿的新机制。再次,加强对林地流转的监督管理。对于可进行林地流转的商品林地,针对林业生态服务与社会服务功能,林业主管部门应根据国家法律、法规和政策,依法对林地的保护、利用、归属等进行组织、协调、控制和监督等职能活动,监督林地是否改变用途,生态环境是否遭到破坏。同时,建立更适合市场经济发展的林地使用权流转方式,经营模式由单一形式向多元化方向发展。属于家庭承包经营的林地由承包者依法自主决定采用转让、转包、出租、互换等方式进行;属于集体经济组织的林地主要采用拍卖、招标、公开写上的方式进行流转从而激活林地市场。 5.5树立生态文明理念,提高生态保护意识 林业生态建设是我国生态建设和保护的主体,是建设生态文明、实现人与自然和谐的主阵地。要响应国家“大力推进生态文明建设”的号召,以科学发展观为指导,通过宣传教育、制度法规约束等手段切实提高全社会生态保护意识。杜绝“边治理、边污染”等现象,严禁以牺牲森林资源为代价来换取粮食增产、经济增长,防止林地大量流失,牢固树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念。 6结语 开展林业生态建设研究有助于提高工程决策水平和投资效益,促进我国林业持续、快速、健康的发展。该研究以国家六大重点林业工程为研究对象,对目前林业工程生态成效及存在的问题进行分析,结合我国生态地理区域系统划分,对自然地带性规律与林业生态建设间的关系开展研究,科学认识林业生态工程建设的地带性规律,提出如下几点建议:①林业统筹与规划应以主体功能区划分为优秀;②林业工程实施过程中注重对自然地带规律的认知;③完善政策法规建设,建立健全林业规章制度;④树立生态文明理念,提高生态保护意识。该研究从宏观上对林业生态工程进行定性分析,且主要以理论指导与建议为主,对实际操作过程中可能存在的问题并未深入分析,存在一定不足。我国林业生态工程范围广泛、内容复杂,实际操作难度较大,且目前所开展研究主要强调的是静态、定性的分析,而对于动态、定量的分析研究较少。如何能够更好地实现理论研究与实际操作的衔接,进一步增强可操作性,同时运用遥感(RS)、地理信息系统(GIS)等技术手段,实时监测工程开展情况,定量分析工程存在问题与效益,仍是今后需要研究的主题。 作者:杨帆戴尔阜刘荣珍单位:兰州交通大学测绘与地理信息学院中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室兰州交通大学机电工程学院 林业工程论文:基于经济活力的林业生态工程论文 1我国林业生态工程建设的现状以及存在的问题 1.1资金投入不足,生态工程质量总体偏低由于林业生态工程建设是一项见效时间慢的工作,工作量比较大,要覆盖的面积也很广,对资金的需求自然是非常大的。但是国家的资金投入总量有限,不足以弥补林业生态工程建设的大缺口,特别是对于新疆、青海这样的边远地区,投入工作更难切实做好,这就导致了林业生态工程建设的进程缓慢。再者,一些地区为了响应国家“退耕还林”的号召,会在没有切实做好对本地区的实际情况做好调查的基础上盲目地进行林木的种植,林木的质量的不到保证,还会增加建设的成本。 1.2职能主体与实际不符林业生态工程建设是一项带有公益色彩的建设,政府在林业生态工程的投资建设中起主导作用,处于投资的主体地位。但是,从我国近年来的林业生态工程建设实际情况看来,我国林业生态工程的投资建设主体主要是集体,政府投资所占的比重很小,这就导致了职能主体与实际不相符合。 2增加林业生态工程建设经济活力的具体措施 2.1提高经济活力是根本,加大资金投入是手段提高林业生态工程建设的经济活力能从根本上解决投入力度不足的问题。新的经济活力能为林业生态工程建设提供资金支持,国家加大对林业生态工程建设的资金投入力度可以弥补林业生态工程建设的大缺口,使其能顺利正常的运行。加大资金投入在一定程度上也缓解了工程建设者和工程设计者之间的矛盾,既能达到生态效益,又能产生经济效益。 2.2加大执法力度党和国家要切实做好生态环境保护的工作,加大执法和监管力度,对非法开采森林资源的行为要严加惩治,从立法工作方面减少乱砍滥伐等现象的发生。 2.3提高造林的质量要切实结合当地的实际情况,根据本地的土壤特性和地理特征,合理选择适应本地土壤的树木,避免盲目造林,要严格按照设计规划实施,还要提高造林水平,切实提高造林质量。同时要协调树木种类的比率,提供多样化的树木类型,综合各种树木的优点,提高森林的稳定性,提高森林的防护能力和抵御病虫害的能力。 2.4增加经济林的种植比例在林业生态工程建设中提高经济林的种植比重,既能将林业生态工程建设落到实处,又能提高经济效益。特别是近年来经济发展迅速,对经济林的市场需求很大,这可以在一定程度上缓解经济林、用材林供不应求的趋势,推动林业生态工程建设的发展。 3小结 林业生态工程建设是一项耗费时间长,见效慢的事业,需要大量的资金投入,因此,国家和政府要充分认识到林业生态工程建设的重要性,不断提高林业生态工程建设中的经济活力,为林业生态工程建设提供有力的支持。 作者:张旭娟单位:辽宁省凌海市安屯镇政府 林业工程论文:地方林业生态工程论文 1经济效益 范县林业生态工程实施后,工程区年可增加活力木蓄积26.1万m3,增加产值15660万元,工程区的产业结构,将得到调整和优化。林草、林药间作,带动了农村种植业和养殖业,农民收入必定进一步增加,这为实现全面建设小康社会等起到重要作用。 2采取的措施及经验 2.1强化宣传,培训有力,让政策深入人心为了搞好林业生态工程,进一步增强全民绿化意识和生态保护意识,范县利用电视、报纸、宣传车、发放资料等形式,大力宣传林业生态工程的重要意义,在全社会形成良好的爱林、护林、育林风尚,并通过参观典型和群众算帐对比的方法,让群众亲身感受到发展林业、实行林业生态工程所带来的巨大生态及经济和社会效益,极大地调动了全社会投资林业、发展林业的热情,有力地提升了全县林业生态工程工作的质量和规模。 2.2依靠科技进步,提高造林质量一是大力实施“良种工程”,积极引进推广优良品种,建立良种基地,基本实现了造林良种化。范县每年育苗面积均在1500亩以上,年可出圃各类优质北苗木300万株以上,基本保证了本地用苗的自给。我们共引进推广107杨、108杨,有效地改善了范县的林种、树种结构。二是示范推广了先进适用技术和建设模式,注重了树种间的合理搭配,长短效益兼顾,乔、灌、草相结合,营造混交林,推行宽窄行。实施中做到把好“五道关”,狠抓“三到位”。五道关指:规划关、苗木关、栽植关、浇水关、管护关。三到位指:技术培训到位、配套设施到位、检查指导到位。有效地保证了栽植质量,提高了工程的科技含量。三是加强了林业科技推广体系建设,构建和完善了县、乡、村三级林业技术推广和管护网络,可以多渠道,多层次,多形式为林农提供服务。 2.3强力推进林权制度改革,激励林业发展活力为确保工程的顺利实施,范县积极探索新的造林机制,进一步完善林地、林木“三权”政策,稳定所有权,放活使用权和经营权,坚持谁造林,谁所用,谁投资谁受益的政策,大力推广了承包、租赁、拍卖等营造林模式,鼓励和引导全社会关注林业,投资林业,形成了国家、社会、个人共同兴办林业的热情。目前全县非公有制林占全部的95%以上,已成为振兴农村经济的一项重要支柱产业。 2.4大力培育后续产业,努力实现稳得住、不反弹范县林地面积已达20多万亩,如何充分利用闲置林地,最大限度地提高土地综合效益,我们因势利导,先后组织召开林下养蝉、养鹅、林下种植等项目推介会,并组织有关单位和养殖、种植大户到河南开封、山东封丘等地考察林下经济经营模式,扶持引导群众大力发展林下养殖、种植等立体复合型生态经营。由于政策到位,措施得力,全县林下经济发展势头强劲,经济、社会效益明显。目前全县共发展鸡鸭鹅1050多万只,药材200亩,牧草3000亩,牛羊12多万头(只),养貂450只,共计折合5.32万亩,有力地辐射和带动了周边至全县林下经济的发展。林下经济已成为范县农村经济发展的一个新的亮点,这对于范县培育后续产业,壮大林业经济有着重要的意义和巨大的推动作用。 3存在的主要问题 (1)树种单一,病虫害严重是范县林业生态工程的主要问题。因多数种植是杨树纯林,给森林防火和病虫害防治带来极大不利。近年来,杨树溃疡病、春尺蠖在范县大面积发生,美国白蛾也已发现,森防形势严峻。(2)工作经费缺乏,林业生态工程的作业设计、检查验收、林权证发放等工作量大,需大量经费支出,而国家又没有配备必要的工作经费,工作经费紧张。 4今后工作目标 (1)提高工程建设质量。对林业生态工程的存量任务,切实抓好后期管护,落实管护责任和措施,对林业生态工程的新增任务,认真落实“规划先行、突出重点、适地适树”的要求,严格按规划设计,按设计施工,确保工程建设质量。(2)抓好后续工程建设,搞好后续产业发展。积极引导群众培育和开发稳定增收的后续产业,确保实现“稳得住、能致富、不反弹”的目标,积极支持各地组建专业合作经济组织和中介服务机构,为林农发展后续产业提供必要的技术、资金、信息、人才等服务,提高农民户组织化程度,增强其适应市场、应对风险的能力。 作者:仝凤兰吴红霞樊明朝单位:河南省范县林业局河南省范县科协河南省范县颜村铺乡政府 林业工程论文:林业生态工程发展前瞻性浅析论文 一、林业生态工程的概念 林业生态工程是根据生态学、生态经济学、系统科学与生态工程原理,针对自然资源环境特征和社会经济发展现状所进行的以木本植物为主题,并将相应的植物、动物、微生物等生物种群人工匹配结合而形成的稳定而高效的人工复合生态系统的过程。它本身包括着传统的造林绿化内容,一些成功的单项造林技术与新技术的筛选与应用,但不是简单“相加”与“拼盘,’;它的目的不仅只考虑经济效益,而是经济、生态、社会三大效益并重;它的全过程是配套技术合理组合的完整工艺流程。 二、林业生态工程的基本原理 1、系统论原理 人工生态系统的建造调控是生态工程的主要目的所在。我国著名科学家钱学森教授给“系统”所下的定义是“由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体”、凡是一个系统它应具备如下特征。 1.1结构的有序性 一个系统既然是广有机整体,它本身必须具备自然或人为划定的明显边界,边界内的功能具有明显相对的立性。一片果园、一个人工林它与相邻的系统是具有明显边界的,其功能与其他系统也是不同的。同时,每一个系统本身一定要有两个或两个以上的组分所组成。系统内的组分之间具有复杂的作用和依存关系。作为人工林生态系统,本身就包括着森林生物和森林环境两大组分,而其两大组分又可以自成系统(于系统)。像森林生物要分成植物(林木与伴生植物)、动物(鸟兽、昆虫)、微生物(真菌、细菌);从环境角度讲,作为人工生态系统又应当分成自然环境和社会经济环境。这些组分形成了复杂的水平分离和垂直分离。 1.2系统的整体性 为一个稳定高效的系统必然是一个和谐的整体,各组分之间必须具有适当的量的比例关系和明显的功能上的分工与协调,只有这样才能使系统顺利完成能量、物质、信息、价值的转换功能。系统中某一个组分发生量的变化以后必然影响到其他组分的反应,最终影响到整个系统。林、眶生态工程设计、建造过程中一个重要任务就是如何通过整体结构的建造而实现人工生态系统的高功能。 2、环境因子的综合性 自然界中众多个环境因子都有自己的计算单位,每个因子也都是对生物产生重大影响,在林业生态工程中要十分注意的是多项因子对生物群落的综合作用。这种综合影响的作用往往与单因子影响有巨大的差异。如何进行多因子综合评价对今后林业生态工程研究是十分重要的。 3、食物链原理 食物链与食物网是生态学的重要原理,食物链与食物网中的绿色植物通过叶绿素使太阳能转化为化学能贮存于植株之中,所以,称绿色植物为“生产者”。绿色植物被草食动物所食,草食动物被肉食动物吃掉,这些动物中有的吃草,有的吃其他动物以维持其生命。植物和动物残体又可为小动物和低等生物分解、以这种吃与被吃关系形成的关系称之为食物链关系。后两者分别称之为“消费者”和“分解者”。 4、扩大视野,修正传统林业概念 多少年来我国大农业范畴一直存在着一个传统观念;农业就是粮食、林业就是“大木头”、畜牧业就是猪和鸡。林业建设几年来一直认为用材林才是林,造林就是刨坑栽树,农业防护林就是大小方田林网。林越来越萎缩,概念越来越窄,专业越分越细,将一个森林大系统分割得零零落落,把很多本来属于林业范畴的东西,如中草药、食用菌、野生动植物、野生花卉、香料植物甚至果树都拒之门外。这种观点对我国林业的发展是十分有害的。提出林业生态工程就是要归还林业的本来面目,把林业作为一个完整的大系统来看待,发挥林业的综合功能。 三、未来发展趋势与展望 现代林业的一个突出特点是森林生态环境意义的加强。针对这种形势,大多数国家的林业发展都在做出新的选择,进行深刻革新。无论是提供林产品、保持森林生产力的稳定和增长,还是发挥森林的环境服务功能;无论是营造各种类型的人工林,还是对现有森林进行经营管理,按照持续发展的要求,都必须建立和维持一个健康稳定的森林生态系统,使人类的利用和干扰保持在森林生态系统可容忍的限度内。公务员之家 在林业生态工程建设与区域生态环境综合治理方面,日本、美国、法国等国家发展了水土流失控制的工程措施和快速的工程绿化技术,致力于形成以森林为主的流域治理的森林工程体系。其发展趋势是,生态环境治理与水土资源的保护、改良、合理利用相结合、以充分发展水土资源的生态、经济效益,促进区域生态安全与协调发展。与此同时,森林的多目标经营已成为各国的主要研究内容。在我国,林业生态工程领域的研究虽取得了一系列的科研成果,并具有一定的应用性和学术水平,但从林业生态工程高效、稳定、持续发展的角度来看,还需进一步调整与完善。随着我国生态林业工程建设的深入发展,对生态林业工程建设技术提出了更高的要求。今后林业生态工程学科面临点和难点问题是:(1)人工防护林生态系统稳定性维持;(2)干旱地区林木水分生理,植被土壤水文生态过程;(3)区域森林植被建设适宜度与生态用水的关系;(4)抗性植物材料的选择和繁育;(5)区域性防护林恢复与重建的生态经济评价。 林业工程论文:数据融合在林业工程中的应用前景分析论文 关键词:数据融合传感器无损检测精确林业应用 摘要:介绍了数据融合技术的基本概念和内容,分析了该技术在森林防火、森林蓄积特征的估计和更新、森林资源调查等方面的应用,提出该技术可应用于木材无损检测及精确林业。融合机器视觉、X射线等单一传感器技术检测木材及木制品,可以更准确地实时检测出木材的各种缺陷;集成GPS、GIS、RS及各种实时传感器信息,利用智能决策支持系统以及可变量技术,能够实现基于自然界生物及其赖以生存的环境资源的时空变异性的客观现实,建立基于信息流融合的精确林业系统。 多传感器融合系统由于具有较高的可靠性和鲁棒性,较宽的时间和空间的观测范围,较强的数据可信度和分辨能力,已广泛应用于军事、工业、农业、航天、交通管制、机器人、海洋监视和管理、目标跟踪和惯性导航等领域。笔者在分析数据融合技术概念和内容的基础上,对该技术在林业工程中的应用及前景进行了综述。 一、数据融合 1.1概念的提出 1973年,数据融合技术在美国国防部资助开发的声纳信号理解系统中得到了最早的体现。70年代末,在公开的技术文献中开始出现基于多系统的信息整合意义的融合技术。1984年美国国防部数据融合小组(DFS)定义数据融合为:“对多源的数据和信息进行多方的关联、相关和综合处理,以更好地进行定位与估计,并完全能对态势及带来的威胁进行实时评估”。 1998年1月,Buchroithner和Wald重新定义了数据融合:“数据融合是一种规范框架,这个框架里人们阐明如何使用特定的手段和工具来整合来自不同渠道的数据,以获得实际需要的信息”。 Wald定义的数据融合的概念原理中,强调以质量作为数据融合的明确目标,这正是很多关于数据融合的文献中忽略但又是非常重要的方面。这里的“质量”指经过数据融合后获得的信息对用户而言较融合前具有更高的满意度,如可改善分类精度,获得更有效、更相关的信息,甚至可更好地用于开发项目的资金、人力资源等。 1.2基本内容 信息融合是生物系统所具备的一个基本功能,人类本能地将各感官获得的信息与先验知识进行综合,对周围环境和发生的事件做出估计和判断。当运用各种现代信息处理方法,通过计算机实现这一功能时,就形成了数据融合技术。 数据融合就是充分利用多传感器资源,通过对这些多传感器及观测信息的合理支配和使用,把多传感器在空间或时间上的冗余或互补信息依据某些准则进行组合,以获得被测对象的一致性解释或描述。数据融合的内容主要包括: (1)数据关联。确定来自多传感器的数据反映的是否是同源目标。 (2)多传感器ID/轨迹估计。假设多传感器的报告反映的是同源目标,对这些数据进行综合,改进对该目标的估计,或对整个当前或未来情况的估计。 (3)采集管理。给定传感器环境的一种认识状态,通过分配多个信息捕获和处理源,最大限度地发挥其性能,从而使其操作成本降到最低。传感器的数据融合功能主要包括多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测。 根据融合系统所处理的信息层次,目前常将信息融合系统划分为3个层次: (l)数据层融合。直接将各传感器的原始数据进行关联后,送入融合中心,完成对被测对象的综合评价。其优点是保持了尽可能多的原始信号信息,但是该种融合处理的信息量大、速度慢、实时性差,通常只用于数据之间配准精度较高的图像处理。 (2)特征层融合。从原始数据中提取特征,进行数据关联和归一化等处理后,送入融合中心进行分析与综合,完成对被测对象的综合评价。这种融合既保留了足够数量的原始信息,又实现了一定的数据压缩,有利于实时处理,而且由于在特征提取方面有许多成果可以借鉴,所以特征层融合是目前应用较多的一种技术。但是该技术在复杂环境中的稳健性和系统的容错性与可靠性有待进一步改善。 (3)决策层融合。首先每一传感器分别独立地完成特征提取和决策等任务,然后进行关联,再送入融合中心处理。这种方法的实质是根据一定的准则和每个决策的可信度做出最优的决策。其优点是数据通讯量小、实时性好,可以处理非同步信息,能有效地融合不同类型的信息。而且在一个或几个传感器失效时,系统仍能继续工作,具有良好的容错性,系统可靠性高,因此是目前信息融合研究的一个热点。但是这种技术也有不足,如原始信息的损失、被测对象的时变特征、先验知识的获取困难,以及知识库的巨量特性等。 1.3处理模型 美国数据融合工作小组提出的数据融合处理模型,当时仅应用于军事方面,但该模型对人们理解数据融合的基本概念有重要意义。模型每个模块的基本功能如下: 数据源。包括传感器及其相关数据(数据库和人的先验知识等)。 源数据预处理。进行数据的预筛选和数据分配,以减轻融合中心的计算负担,有时需要为融合中心提供最重要的数据。目标评估。融合目标的位置、速度、身份等参数,以达到对这些参数的精确表达。主要包括数据配准、跟踪和数据关联、辨识。 态势评估。根据当前的环境推断出检测目标与事件之间的关系,以判断检测目标的意图。威胁评估。结合当前的态势判断对方的威胁程度和敌我双方的攻击能力等,这一过程应同时考虑当前的政治环境和对敌策略等因素,所以较为困难。 处理过程评估。监视系统的性能,辨识改善性能所需的数据,进行传感器资源的合理配置。人机接口。提供人与计算机间的交互功能,如人工操作员的指导和评价、多媒体功能等。 二、多传感器在林业中的应用 2.1在森林防火中的应用 在用MODIS(ModerateResolutionImagingSpectroradiometer)数据测定森林火点时的20、22、23波段的传感器辐射值已达饱和状态,用一般图像增强处理方法探测燃烧区火点的结果不理想。余启刚运用数据融合技术,在空间分辨率为1000m的热辐射通道的数据外加入空间分辨率为250m的可见光通道的数据,较好地进行了不同空间分辨率信息的数据融合,大大提高了对火点位置的判断准确度。为进一步提高卫星光谱图像数据分析的准确性与可靠性,利用原有森林防火用的林区红外探测器网,将其与卫星光谱图像数据融合,可以使计算机获得GPS接收机输出的有关信息通过与RS实现高效互补性融合,从而弥补卫星图谱不理想的缺失区数据信息,大大提高燃烧区火点信息准确度和敏感性。 2.2森林蓄积特征的估计 HampusHolmstrom等在瑞典南部的试验区将SPOT-4×S卫星数据和CARABAS-IIVHFSAR传感器的雷达数据进行了融合,采用KNN(knearestneighbor)方法对森林的蓄积特征(林分蓄积、树种组成与年龄)进行了估计。 KNN方法就是采用目标样地邻近k个(k=10)最近样地的加权来估计目标样地的森林特征。研究者应用卫星光谱数据、雷达数据融合技术对试验区的不同林分的蓄积特征进行估计,并对三种不同的数据方法进行误差分析。试验表明,融合后的数据作出的估计比单一的卫星数据或雷达数据的精度高且稳定性好。 2.3用非垂直航空摄像数据融合GIS信息更新调查数据 森林资源调查是掌握森林资源现状与变化的调查方法,一般以地面调查的方法为主,我国5年复查一次。由于森林资源调查的工作量巨大,且要花费大量的人力、物力和资金。国内外许多学者都在探索航空、航天的遥感调查与估计方法。 TrevorJDavis等2002年提出采用非垂直的航空摄影数据融合对应的GIS数据信息实现森林调查数据的快速更新,认为对森林资源整体而言,仅某些特殊地区的资源数据需要更新。在直升飞机侧面装上可视的数字摄像装置,利用GPS对测点进行定位,对特殊地区的摄像进行拍摄,同时与对应的GIS数据进行融合,做出资源变化的估计或影像的修正。 试验表明,融合后的数据可以同高分辨率矫正图像相比,该方法花费少,精度高,能充分利用影像的可视性,应用于偏远、地形复杂、不易操作、成本高的区域,同时可避免遥感图像受云层遮盖。 三、数据融合在林业中的应用展望 3.1在木材检测中的应用 3.1.1木材缺陷及其影响 木材是天然生长的有机体,生长过程中不可避免地有尖削度、弯曲度、节子等生长缺陷,这些缺陷极大地影响了木材及其制品的优良特性,以及木材的使用率、强度、外观质量,并限制了其应用领域。在传统木制品生产过程中,主要依靠人的肉眼来识别木材缺陷,而木材板材表面缺陷在大小、形状和色泽上都有较大的差异,且受木材纹理的影响,识别起来非常困难,劳动强度大,效率低,同时由于熟练程度、标准掌握等人为因素,可能造成较大的误差。另外在集成材加工中,板材缺陷的非双面识别严重影响了生产线的生产节拍。因此必须开发一种能够对板材双面缺陷进行在线识别和自动剔除技术,以解决集成材加工中节子人工识别误差大、难以实现双面识别、剔除机械调整时间长等问题。 3.1.2单一传感器在木材检测中的应用 对木材及人造板进行无损检测的方法很多,如超声波、微波、射线、机械应力、震动、冲击应力波、快速傅立叶变换分析等检测方法。超声技术在木材工业中的应用研究主要集中在研究声波与木材种类、木材结构和性能之间的关系、木材结构及缺陷分析、胶的固化过程分析等。 随着计算机视觉技术的发展,人们也将视觉传感器应用于木材检测中。新西兰科学家用视频传感器研究和测量了纸浆中的纤维横切面的宽度、厚度、壁面积、壁厚度、腔比率、壁比率等,同时准确地测量单个纤维和全部纤维的几何尺寸及其变化趋势,能够区分不同纸浆类型,测定木材纤维材料加固结合力,并动态地观察木材纤维在材料中的结合机理。 新西兰的基于视觉传感器的板材缺陷识别的软件已经产业化,该软件利用数码相机或激光扫描仪采集板材的图像,自动识别板材节子和缺陷的位置,控制板材的加工。该软件还具有进行原木三维模型真实再现的计算机视觉识别功能,利用激光扫描仪自动采集原木的三维几何数据。 美国林产品实验室利用计算机视觉技术对木材刨花的尺寸大小进行分级,确定各种刨花在板中的比例和刨花的排列方向;日本京都大学基于视觉传感器进行了定向刨花板内刨花定向程度的检测,从而可以通过调整定向铺装设备优化刨花的排列方向来提高定向刨花板的强度。在制材加工过程中,利用计算机视觉技术在线实时检测原木的形状及尺寸,选择最佳下锯方法,提高原木的出材率。同时可对锯材的质量进行分级,实现木材的优化使用;在胶合板的生产过程中,利用计算机视觉技术在线实时检测单板上的各种缺陷,实现单板的智能和自动剪切,并可测量在剪切过程中的单板破损率,对单板进行分等分级,实现自动化生产过程。Wengert等在综合了大量的板材分类经验的基础上,建立了板材分级分类的计算机视觉专家系统。在国内这方面的研究较少,王金满等用计算机视觉技术对刨花板施胶效果进行了定量分析。 X射线对木材及木质复合材料的性能检测已得到了广泛的应用,目前该技术主要应用于对木材密度、含水率、纤维素相对结晶度和结晶区大小、纤维的化学结构和性质等进行检测,并对木材内部的各种缺陷进行检测。 3.1.3数据融合在木材检测中的应用展望 单一传感器在木材工业中已得到了一定程度的应用,但各种单项技术在应用上存在一定的局限性。如视觉传感器不能检测到有些与木材具有相同颜色的节子,有时会把木板上的脏物或油脂当成节子,造成误判,有时也会受到木材的种类或粗糙度和湿度的影响,此外,这种技术只能检测部分表面缺陷,而无法检测到内部缺陷;超声、微波、核磁共振和X射线技术均能测量密度及内部特征,但是它们不能测定木材的颜色和瑕疵,因为这些缺陷的密度往往同木板相同。因此,一个理想的检测系统应该集成各种传感技术,才能准确、可靠地检测到木材的缺陷。 基于多传感器(机器视觉及X射线等)数据融合技术的木材及木制品表面缺陷检测,可以集成多个传统单项技术,更可靠、准确地实时检测出木材表面的各种缺陷,为实现木材分级自动化、智能化奠定基础,同时为集裁除锯、自动调整、自动裁除节子等为一身的新型视频识别集成材双面节子数控自动剔除成套设备提供技术支持。 3.2在精确林业中的应用 美国华盛顿大学研究人员开展了树形自动分析、林业作业规划等研究工作;Auburn大学的生物系统工程系和USDA南方林业实验站与有关公司合作开展用GPS和其他传感器研究林业机器系统的性能和生产效率。 目前单项的GPS、RS、GIS正从“自动化孤岛”形式应用于林业生产向集成技术转变。林业生产系统作为一个多组分的复杂系统,是由能量流动、物质循环、信息流动所推动的具有一定的结构和功能的复合体,各组分间的关系和结合方式影响系统整体的结构和功能。因此应该在计算机集成系统框架下,有效地融合GPS、GIS、RS等数据,解决这些信息在空间和时间上的质的差异及空间数据类型的多样性,如地理统计数据、栅格数据、点数据等。利用智能DSS(决策支持系统)以及VRT(可变量技术)等,使林业生产成为一个高效、柔性和开放的体系,从而实现林业生产的标准化、规范化、开放性,建立基于信息流融合的精确林业系统。公务员之家 南京林业大学提出了“精确林业工程系统”。研究包括精确林业工程系统的领域体系结构、随时空变化的数据采集处理与融合技术、精确控制林业生产的智能决策支持系统、可变量控制技术等,实现基于自然界生物及其所赖以生存的环境资源的时空变异性的客观现实,以最小资源投入、最小环境危害和最大产出效益为目标,建立关于林业管理系统战略思想的精确林业微观管理系统。 林业工程论文:林业工程智能系统运用探究论文 关键词:精确林业专家系统智能决策支持系统可持续发展 摘要:在分析专家系统、智能决策支持系统的基础上,探讨智能决策支持系统在林业中的应用,提出了精确林业工程智能决策支持系统平台设计框图及其系统功能。 智能决策支持系统(IntelligentDecisionSupportSystem,IDSS)的概念最早由Bonczek等人于20世纪80年代提出。IDSS是在决策支持系统(DecisionSupportSystem,DSS)的基础上集成人工智能(ArtificialIntelligence,AI)及专家系统(ExpertSystem,ES)而形成的,其优秀思想是将人工智能与其它相关科学技术相结合,使DSS具有人工智能,能够更充分地应用人类的知识。IDSS既充分发挥了专家系统以知识推理形式解决定性分析问题的特点,又发挥了决策支持系统以模型计算为优秀解决定量分析问题的特点,充分做到了定性和定量分析的有机结合,使得解决问题的能力和范围得到一个大的发展。 一、决策支持系统及其在林业中的应用 DSS是在20世纪70年代初由美国MSScottMorton首先提出,并在80年代迅速发展起来的新型计算科学。DSS是以管理科学、运筹学、控制论和行为科学为基础,以计算机技术、仿真技术和信息技术为手段,针对半结构化的决策问题,支持决策活动的具有智能作用的人机系统。该系统能够为决策者提供决策所需的数据、信息和背景材料,帮助明确决策目标和进行问题的识别,建立或修改决策模型,提供各种备选方案,并且对各种方案进行评价和优选,通过人机交互功能进行分析、比较和判断,为正确决策提供必要的支持。 DSS实质上是在管理信息系统和运筹学的基础上发展起来的,它把管理信息系统和模型辅助决策系统结合起来,使得数值计算和数据处理融为一体,提高了辅助决策的能力。它的产生基于以下原因:(1)传统的管理信息系统要靠人来实现模型间的联合和协调,解决复杂的、多模型辅助决策效率低下,而决策支持系统是由计算机自动组织和协调多模型的运行和数据库中大量数据的存取和处理,达到更高层次的辅助决策能力;(2)解决半结构化和非结构化问题的需要。 DSS由3个系统组成,即人机交互系统(对话部件)、模型库系统(模型部件)和数据库系统(数据部件)。 20世纪80年代以来,决策支持系统广泛应用于林业,并在林业资源与环境监测、森林病虫草害防治等领域取得了丰硕的成果。中国林业科学研究院建立了基于Internet网络环境的林业资源数据库,包含了森林资源状况、林业社会情况、林业经济情况、林业工程建设情况、林业营林情况和林业自然资源等历史数据。该系统运行采用了基于Internet的3层结构模式,即用户/WEB服务器/数据库服务器运行模式,可提供数据的网络查询、管理和维护功能,为分析和决策提供支持。 WCSchou等人开发了航空喷雾决策支持系统(SpraySafeManager,SSM)。我们知道除草剂被普遍用于森林杂草防除,但除草剂脱靶喷雾沉积和漂移是一个重要的环境问题,因此在清楚喷药工具对环境的影响及作用效果、运用效率的前提下,可靠地进行除草剂喷洒是必要的。SSM的特点就是将喷雾沉淀和漂移的预测与生物反应模型融合在一起。该系统包含了一系列除草剂/杂草和除草剂敏感植物雾滴反应模型及产量模型。第二代SSM(SSM2)将喷雾沉淀和地理信息系统(GIS)融合在一起,增加了斜坡沉积修正模型和飞行路线确定模型,从而可在真实的空间背景下区分喷雾区边界和敏感区域。由于使用者能够即时、直观地“看到”喷雾区地图上的图像及数据,使得SSM2的模拟更加真实。 二、智能决策支持系统及其在林业中的应用 2.1智能决策支持系统的信息结构 为智能决策支持系统的信息结构,其中知识库用来存放各种规则集、专家知识经验及其因果关系;数据库存放基础数据、决策信息和事实性知识;模型库用来存放各种决策、预测及分析模型;多库协同器从知识、数据、模型、方法等各个方面为决策服务,协调各部分之间的关系,为管理决策提供多方面、多层次的支持和服务。 2.2智能决策支持系统的研究进展 随着Internet/Intranet技术的发展,传统的智能决策支持系统面临着一些新的问题:(1)分析、决策用的数据不再集中于一个物理节点,而是分散到网络上的不同节点;(2)分布、决策模型和知识处理方法也从一台机器上的集中处理,变成在网络环境下的分布或分布加并行的处理方式。 进入20世纪90年代以来,人工智能(机器学习、模糊技术、人工神经网络)、专家系统、数据库技术和Internet/Intranet技术的发展为IDSS提供了强大的技术支撑。20世纪80年代兴起的Agent技术为智能决策支持系统奠定了技术基础。Agent是一个能够持续自主驻留、活动于真实的或虚拟的复杂动态环境中的问题求解实体[7]。Agent具有相当程度的独立性、自主性、协作性、适应性和社会性,并在一定程度上具有人的部分智力。将Agent技术融合到智能决策支持系统中所集成的基于Agent的智能决策支持系统具有传统IDSS所没有的一些特性:(1)开放性。即能够与外界交互,系统资源不足时能够向外界请求帮助,同时具有对外提供资源的功能;其二是系统部件的易于增减,保持系统完整而不含多余的计算过程。(2)IDSS是分布式的、基于网络环境的。(3)资源可重复使用。不但决策程序、决策方法可重复使用,而且系统资源(决策知识、决策经验、决策模型等)能被不同的决策程序多次调用。(4)集成群体的经验和智能。(5)突破静态的程序化决策方式,实现人机智能结合。 目前多Agent技术已成为人工智能研究的热点。多Agent系统(Multi-AgentsSystem,MAS)是一个松散耦合的Agent网络,这些Agent通过交互解决超过单个Agent的能力或知识的问题。多Agent系统具有如下特征:每个Agent拥有解决问题的不完全的信息或能力;没有系统全局控制;数据和知识是分散的;处理是异步的;Agent是异质的、分布的;系统是开放的。 2.3智能决策支持系统在林业中的应用 随着数据挖掘、人工智能、3S与DSS技术的发展,以及精确林业自身发展的需要,国内外开始研究智能决策支持系统在林业中的应用,如防护林体系建设、森林防火、变量施肥等。 北京林业大学研制出区域生态经济型防护林体系建设模式智能决策支持系统。该系统由4个子系统构成:数据及数据库管理、图形及图形库管理、模型及模型管理库、专家系统,并以数据及图形系统为基础,以模型系统为分析手段,以专家系统为智能决策优秀,各模块相对独立,以数据管理模块为中介,组成有机整体。可实现统计、预测、区域生态经济系统诊断、土地分类及生态评价、林种的水平及立体配置、区域经济结构优化等功能。 东北林业大学与黑龙江大兴安岭防火指挥中心课题组通过3个阶段的研究,建立了基于WEB与3S技术的森林防火智能决策支持系统,实现了林火数据库、林火预防预报、林火蔓延模型、扑火指挥决策等方面的智能化、网络化管理。它包含了森林防火灭火系统中的地形图绘制,防火机构、历史火灾和各种代码等数据库的建立与维护,火点定位、火场蔓延、派兵扑火、清理看守火场和损失评估等模型的建立,与上下级单位的数据交换,在火灾发生前可作出林火预报和预防;当林火发生时,可模拟林火的蔓延,并提供火场定位、派兵、扑火、清理火场、看守火场等辅助决策方案,为指挥员作出正确决策提供参考;火灾发生后可作出火灾损失评估。 RaymondKFink等人利用机器学习方法分析空间土壤肥力、土壤物理性质和产量数据,在可变量施肥系统中利用基于规则的决策支持工具(DSS4Ag)降低施肥量、增加产量。利用标准的GIS工具将农田进行网格化,分成10×30m的矩形方块。根据历史产量数据、历史性质数据(土壤物理性质、土壤化学性质、坡度、地貌等)进行数据挖掘,采用CART回归树运算法则(Beriman等,1984)确定产量模型,根据当前性质数据、产品市场价格等,按照经济效益最大的原则确定施肥量的大小(如果施肥费用大于增加产量的产值则不予施肥)。从测试结果看,采用DSS4Ag系统进行变量施肥,产量增加不很明显,但施肥总量明显减少,降低了成本,且降低的成本超过了必要的土壤测试和变量施肥装置的花费,整体经济效益得到提高。 三、精确林业智能决策支持系统的设计 3.1精确林业的概念 精确林业是综合利用地球空间信息技术、计算机辅助决策技术、林业工程技术等现代高新科技,建立一体化、数字化、智能化的现代化林业生产模式和技术体系,最大限度地获得森林的生态、经济和社会效益,实现森林可持续经营和区域可持续发展。简言之,精确林业就是实现以最小资源投入、最小环境危害获得最大林业效益。其中,地球空间信息技术主要有全球定位系统、地理信息系统、遥感、数据通讯;计算机辅助决策技术主要有管理信息系统、决策支持系统、专家系统、智能决策支持系统;林业工程技术主要有林业机械自动化、森林病虫草害防治、森林土壤类型分析、林地适应性评价、立地类型与立地条件分析、林木育种、施肥、林木采伐,等等。精确林业的研究与发展有助于我国人口、资源与环境方面重大问题的解决,有助于林业资源的高效利用和林业环境保护,是发展林业的重要途径。 3.2系统的总体设计框图 建立GIS和ES集成的精确林业智能决策支持平台,可为林业生产者、管理人员和科技人员提供网络化、智能化、形象直观的信息服务。根据历史上病虫草害发生情况和森林保护专家在长期研究与生产实践中获得的知识,进行病虫草害统计趋势模型和技术经济分析,建立农药使用技术专家系统,并根据实时数据处理、喷雾目标特征和病虫草害防治目标阈值,建立智能决策支持系统,从而可针对不同林业生产情况及病虫草害发生类型、程度等实际需要确定农药投入的种类、数量等,指导自动执行变量投入决策,控制可变量喷头实现特定区域的农药精确定量喷雾,最大程度上杜绝非目标农药沉积,减轻环境污染。同时,病虫草害防治后的一系列数据可作为来年病虫草害预测和森林病虫草害防治战略的储备参考。 3.3系统的功能 (1)GIS数据仓库包括3个基本功能:①数据获取。负责从外部获取数据,将数据分类,重新组合成面向全局的数据视图,从而解决IDSS中数据存储和数据格式不一致问题;②数据存储和管理。负责数据仓库的内部维护和管理,包括数据的存储组织、维护、分发等;③信息访问。它属于数据仓库的前端,面向不同种类的最终用户,由系统的各种工具组成。数据仓库的最终用户在这里提供信息、分析数据集。 (2)数据挖掘系统。对数据仓库中的数据进行挖掘,通过大量的历史性数据分析,从中识别和提取隐含的、潜在的有用信息,通过多库协同器,将其分发给数据库管理系统、方法库管理系统、模型库管理系统、知识库管理系统。挖掘的主要技术是空间要素和属性信息关联的空间数据挖掘,它的研究内容不仅仅局限于对地理要素的空间位置和空间关系的研究,而且还包括对空间现象(季节更换、气象条件)、空间因素(高山、谷地、平原)、空间组成(土壤、地貌、植被、水域)、空间活动(水土流失、沙漠侵蚀)等的研究,力求从中揭示出相互影响的内在机制与规律、空间活动(水土流失、沙漠侵蚀)等的研究,力求从中揭示出相互影响的内在机制与规律。 (3)联机分析处理OLAP是分析各种历史数据的最佳手段,其主要功能是:①提供数据的多维概念视图,可以使用户从多角度、多侧面来考察数据仓库中的数据,深入理解数据的信息和内涵;②快速响应用户请求;③提供强大的统计、分析、报表处理功能,进行趋势预测。公务员之家 (4)精确林业工程系统。执行智能决策系统产生的结果,如进行变量施肥、变量喷雾。国内外智能决策支持系统的研究和应用多集中在商业和工业企业管理等领域,而在林业及生态系统管理等领域,研制和开发应用较少。但有理由相信,随着计算机技术、3S技术、信息技术、林业工程技术的发展以及林业现代化管理水平的提高,精确林业智能决策支持系统的研究和应用会不断得到发展并走向成熟。 林业工程论文:林业生态工程发展前景研究论文 摘要:林业生态工程是指依据生态工程学和森林生态学的基本原理,设计、建造的以木本植物为主体、协调人与自然关系的一种生产工艺系统。林业生态工程对于涵养水源、保持水土、防风固沙、维护生态平衡,减少自然灾害,保障和促进工农业生产的发展,为人类创造一个良好的生存环境具有重要的意义。本文就林业生态工程的概念、林业生态工程的基本原理进行了论述,并阐述了林业生态工程的未来发展趋势。 关键词:造林;绿化;林业生态工程;生态系统 森林是自然界中的一个重要的生态系统。天然林是经过很长的历史阶段,经过反复的自然选择下的生存竞争而形成的一个和谐的森林生物与森林环境相互作用的整体。森林生态系统一般讲是一个稳定的、抗逆行较强的生态系统。但是,也不可忽视当外界干扰(如人类采伐、垦殖、病虫害大发生、火灾、大气候变化)强度超过系统承载能力的时候,这个系统也会崩溃。 造林绿化工作,从生态学角度来谈,实际是一个森林生态系统的恢复或人工重建的工作。它的全部内容应当是包括建造森林生物群落,同时恢复森林生态环境,在大多数森林破坏历史较长的土地上,也可以说是在非森林环境中建立森林生物群落。因此那种“刨坑栽树”,栽上树就是建造了森林的概念是不完整的。 林业生态工程是随着林业发展战略转移、国家生态环境工程建设需求而通过继承、交叉形成的一门新的工程,不仅是从单一的水土保持林草措施来研究水土保持的生物措施,而是从生态、环境与区域经济社会可持续发展的角度研究林业发展措施,优秀是在对生态理论充分理解的基础之上通过工程措施进行以生态环境改善为目标的林业生态建设,根据生态理论进行系统设计、规划和调控人工生态系统的结构要素、工艺流程、信息反馈关系及控制机构,以在系统内获得较高的生态与经济效益。 一、林业生态工程的概念 林业生态工程是根据生态学、生态经济学、系统科学与生态工程原理,针对自然资源环境特征和社会经济发展现状所进行的以木本植物为主题,并将相应的植物、动物、微生物等生物种群人工匹配结合而形成的稳定而高效的人工复合生态系统的过程。它本身包括着传统的造林绿化内容,一些成功的单项造林技术与新技术的筛选与应用,但不是简单“相加”与“拼盘”;它的目的不仅只考虑经济效益,而是经济、生态、社会三大效益并重;它的全过程是配套技术合理组合的完整工艺流程。 林业生态环境工程在生态环境建设、流域治理、农村可持续发展中的位置与作用是无可限量的。其中包含的知识涉及中国主要生态环境问题与空间分布;我国的林业生态工程的总体布局与规划;六大林业生态工程的基本情况与特点;中国生态环境工程建设面临的问题与林业生态工程发展战略;立地划分与适地适树;树种选择与林分组成;合理密度与密度控制;整地与造林方法;幼林抚育;防护林的林分定向培育;不同区域山丘区环境、资源、水土流失及土地利用特点;以流域、水网、山系等为单元的生态防护体系的构成与特点;水土保持、水源涵养、农田林网、农林复合、灾害地植被恢复、河岸道路防护、海岸防护等防护林的配置与构建技术;干旱、盐碱、风沙、干瘠、钙积层等技术问题。 二、林业生态工程的基本原理 1、系统论原理 人工生态系统的建造凋控是生态工程的主要目的所在。我国著名科学家钱学森教授给“系统”所下的定义是“由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体”、凡是一个系统它应具备如下特征。 1.1结构的有序性一个系统既然是一有机整体,它本身必须具备自然或人为划定的明显边界,边界内的功能具有明显相对的立性。一片果园、一个人工林它与相邻的系统是具有明显边界的,其功能与其他系统也是不同的。同时,每一个系统本身一定要有两个或两个以上的组分所组成。系统内的组分之间具有复杂的作用和依存关系。作为人工林生态系统,本身就包括着森林生物和森林环境两大组分,而其两大组分又可以自成系统(子系统)。像森林生物要分成植物(林木与伴生植物)、动物(鸟兽、昆虫)、微生物(真菌、细菌);从环境角度讲+作为人工生态系统又应当分成自然环境和社会经济环境。这些组分形成厂形成了复杂的水平分离和垂卣分离。 1.2系统的整体性为一个稳定高效的系统必然是一个和谐的整体,各组分之间必须具有适当的量的比例关系和明显的功能上的分工与协调,只有这样才能使系统顺利完成能量、物质、信息、价值的转换功能。系统中某一个组分发生量的变化以后必然影响到其他组分的反应,最终影响到整个系统。林、眶生态工程设计、建造过程中一个重要任务就是如何通过整体结构的建造而实现人工生态系统的高功能。 2、环境因子的综合性 自然界中众多个环境因子都有自己的计算单位,每个因子也都是对生物产生重大影响。在林业生态工程中要十分注意的是多项因子对生物群落的综合作用。这种综合影响的作用往往与单因子影响有巨大的差异。如何进行多因子综合评价对今后林业生态工程研究是十分重要的。 3、食物链原理 食物链与食物网是生态学的重要原理,食物链与食物网中的绿色植物通过叫·绿素使太阳能转化为化学能贮存于植株之中,所以,称绿色植物为“生产者”。绿色植物被草食动物所食,草食动物被肉食动物吃掉,这些动物中有的吃草,有的吃其他动物以维持其生命。植物和动物残体又可为小动物和低等生物分解、以这种吃与被吃关系形成的关系称之为食物链关系。后两者分别称之为“消费者”和“分解者”。 4、扩大视野,修正传统林业概念 多少年来我国大农业范畴一直存在着一个传统观念;农业就是粮食、林业就是“大木头”、畜牧业就是猪和鸡。林业建设几年来—直认为用材林才是林,造林就是刨坑栽树,农出防护林就是大小方田林网。林业越来越萎缩,概念越来越窄,专业越分越细,将-—个森林大系统分割得零零落落,把很多本来属于林业范畴的东西,如中草药、食用菌、野生动植物、野生花卉、香料植物甚至果树都拒之门外。这种观点对我国林业的发展是十分有害的。提出林业生态工程就是要归还林业的本来面目,把林业作为一个完整的大系统来看待,发挥林业的综合功能。 三、未来发展趋势与展望 现代林业的一个突出特点是森林生态环境意义的加强。世界环发大会秘书长斯特朗指出,“森林在世界范围内的环境保护方面占有独一无二的位置”。针对这种形势,大多数国家的林业发展都在做出新的选择,进行深刻革新。无论是提供林产品、保持森林生产力的稳定和增长,还是发挥森林的环境服务功能;无论是营造各种类型的人工林,还是对现有森林进行经营管理,按照持续发展的要求,都必须建立和维持一个健康稳定的森林生态系统,使人类的利用和干扰保持在森林生态系统可容忍的限度内。公务员之家 在林业生态工程建设与区域生态环境综合治理方面,日本、美国、法国等国家发展了水土流失控制的工程措施和快速的工程绿化技术,致力于形成以森林为主的流域治理的森林工程体系。其发展趋势是,生态环境治理与水土资源的保护、改良、合理利用相结合、以充分发展水土资源的生态、经济效益,促进区域生态安全与协调发展。我国林业生态工程领域的研究虽取得了一系列的科研成果,并具有一定的应用性和学术水平,但从林业生态工程高效、稳定、持续发展的角度来看,还需进一步调整与完善。随着我国生态林业工程建设的深入发展,对生态林业工程建设技术提出了更高的要求。今后林业生态工程学科面临的热点和难点问题是:(1)人工防护林生态系统稳定性维持;(2)干旱地区林木水分生理,植被-土壤水文生态过程;(3)区域森林植被建设适宜度与生态用水的关系;(4)抗性植物材料的选择和繁育;(5)区域性防护林恢复与重建的生态经济评价。
随着社会的发展,在高新科技支持下,现代测绘技术体系在理论、技术上都得到了迅猛的发展,技术面貌日新月异。现阶段,工程测量学已经突破了传统的服务范畴,从仅服务与(于)工程建设,朝着广义工程测量学的方向发展[1]。矿山测量是现代工程测量学的一个分支学科,随着测绘新技术的研发及广泛应用,目前其测量技术、工作方式及服务范围也在不断变化,GPS-RTK技术、无人机遥感技术、惯性测量系统等技术等绘与地理信息新技术的应用,使得矿山测量在数据采集、储存、处理等流程中趋于数字化、网络化,测绘工作效率及质量不断提升。 1GPS-RTK技术 GPS技术是一种可以实现定时控制进行距离测定的空间交会定点导航系统,由空间部分、地面控制部分和用户设备部分组成,通过覆盖全球的卫星系统,能够为用户提供地标物的精准三维定位数据,目前在矿山测量中得到了广泛的应用[2]。该技术在研发应用期间经过多次技术革新,现阶段的技术体系以RTK技术(Real-timekinematic)为优秀,是一套自动化程度高的具备地标物动态精准定位的技术装置。RTK技术装置主要有基准站、流动站,需将上述装置按照标准设置好后,才能够开始工作,初始化流动站,实时接收到大于等于4颗卫星的信号后,才能够获取到符合要求的精准数据。现阶段,GPS-RTK技术主要应用在煤矿控制测量、采场日常验收测量、矿区工程测量等矿山测量工作中,可获取矿区建筑物三维坐标及地形地貌信息,绘制采矿工作平面图,获取精准的矿产开采信息,与矿产开采计划核对,加强采矿进度管理。 2全站仪 全站型电子测距仪,简称为全站仪(ElectronicTotalStation),是一套具备距离(斜距、平距)、高差、垂直角、水平角等多种测量功能于一体的测绘仪器系统,其优秀技术为光学测绘技术、电子信息技术及现代化的数据系统。现阶段,全站仪可应用于矿山测量的以下项目:①井上矿山工程测量,主要用于悬高测量、露天矿开采工程测量及工程放样测量工作中,全站仪具有免棱镜测量功能,而且数据精度高,能够用于棱镜无法到达区域的测量作业中,保证数据精度;②井下矿山工程测量,主要用于竖井定向、斜井及中段平巷施工控制测量、工程放样测量工作中,能够为井下工程建设及作业提供精准信息支持,确保生产的安全性及高效性。 3无人机遥感技术 无人驾驶飞机,简称为无人机(unmannedaerialvehicle,UAV),是通过无线电遥控设备及固定程序自主或半自主操控的装置,具有轻便灵活、造价低的优点。从系统框架上来说,无人机测量系统主要由无人机飞行平台、具有飞行控制和任务设备管理功能的飞行控制系统、摄影传感器、地面控制系统组成,一般情况下,人们会选用固定翼无人机,以及EOS5DMarkⅡ摄影传感器,经过“需求调研→航线设计→外业航拍→内业处理→成果质量评定”等流程,完成矿山测量作业,在推动数字化矿山建设、加强矿山环境治理及恢复监测、监测矿产资源保护与利用等工作中发挥着重要作用,在矿山开采建设过程中发挥着指导作用,有效保障了生产安全性及环保性。 4惯性测量系统 惯性测量系统(ISS)是一种在矿山测量中具有较大开发前景的新技术,为工程测量的自动化、智能化提供了技术支持,具备全天候、自动化、机动性高、功能多样化的优点,常与GPS系统联合应用。该技术的实施原理为惯性导航原理,在应用过程中可获取地标物的经纬度、高程、方位角、重力异常和垂线偏差等参数,常应用于矿山控制测量系统构建、设计放样工作、矿山地表形变监测、矿区地表沉陷监测、矿山井筒及罐道梁的垂直性监测等矿山测量工作中,工作效率高,数据精度完全符合要求。现阶段,惯性测量系统在矿山测量中的开发应用尚处于初级阶段,不过在GPS技术基础上应用ISS,有利于提升其在矿山测量中的利用率。通过“GPS+ISS”组合系统,矿山测量工作人员可实现高精度导航定位,实现对整体大地测量模型进行数据处理的功能,明确获取地标物的三维坐标和大地水准面,进一步提升定位及导航的稳定性和精确度,具有广阔的应用前景。 5结语 矿山测量是矿山开采建设中不可或缺的一个环节,通过矿区车辆控制系统的建立、矿山工程设计放样及矿区空间数据等图纸资料的绘制等工作的实施,能够为矿山开采安全提供保障,确保矿山资源的合理高效开发,通过矿山地表形变监测及地表沉陷预测,能够有效确保矿区的和谐建设,规避矿山不合理开采危急工人及周围居民的生命财产安全。整体而言,矿山测量是矿山可持续发展建设中极为重要的一项工作,为了适应矿山科技化发展需求,管理者应该不断引进新型测绘与地理信息技术,以便获得更为显著的工作成果。 [1]张波,潘双彦.含不等式约束的总体最小二乘算法在矿山测量数据处理中的应用研究[J].决策探索(中),2018(05):18-19. [2]李晓磊,郑世超.测绘与地理信息新技术在矿山测量中的应用及展望[J].世界有色金属,2017(21):32-33. 作者:朱兆先 倪磊 单位:江西省煤田地质局测绘大队
地质测绘论文:测绘技术在地质勘查的应用及发展方向 摘要:如今,全球科技水平都在处于高速发展时代,在当代地质勘查之中,许多先进科技都被投入到了使用之中,这使得当前地质勘查总体水平得到较大幅度的提升,这为国内经济建设打下了深厚基础。如今,地质勘测之中经常使用并且实用性较高的一种技术就是测绘技术。测绘技术还同时被应用到许多勘探工程之中,所以,伴随地质勘查期间测绘技术逐渐应用,再加上其本身不断普及以及更新,进而对国内地质勘查这一工程起到巨大推动作用。但是就当前地质勘探期间测绘技术实际应用情况来说,其还有更大的发展空间。本文主要对地质勘测期间测绘技术的具体应用以及其发展方向进行探索,希望可以对当前地质勘查期间所用的测绘技术发展的更加完善。 关键词:测绘技术;地质勘查;发展方向 人们为了进行地质以及矿产的勘查,就必须要对地质进行测绘,以此来了解当地地质的具体信息。如今,科技水平的提升使得当代测绘技术具有较高水平,进而推动地质勘查这一工程整体发展。但就当前地质勘查期间测绘技术实际应用的情况来看,还存在较多问题,并且这些问题都对地质勘查整体工作质量以及效率产生影响。同时还对地质勘查这一领域发展起到制约作用。所以,为了可以使测绘技术现有水平得到提升,加大对其的研究力度意义重大。 1GPS以及常规控制方面测量 在地质测绘期间,控制测量这一任务主要针对局部地区之内控制点方面的加密测量,可以建立使得地质勘查整体工程以及地形测量需求得以满足的控制。一般来说,从内容方面来看,控制产量可以分为GPS控制以及常规控制两种形式的测量。 1.1GPS控制方面测量 现阶段,建立各个级别平面形式控制网都要用到GPS这一技术,主要是因为GPS具有可以进行全天无间断的作业,测量站点之中不需要进行通视,具有极短的观测时间,操作极为简便,具有较高精度的定位,同时可以形成三维立体的坐标等多种优点。如今,在首级控制之中,人们通常都会使用GPS技术。而二级控制则多选用一级导线或者全球定位系统[1]。除了对角、边网以及边角进行测量这种传统要求之外,GPS网无需各点间的通视,并且对于图形强度相应要求也并不高,通视也不需要在制高点的位置进行设置。所以,GPS网具有非常灵活的设计,其只需在所测区域内合适的位置进行GPS安置即可,这样就可以完成相关的观测任务。 1.2常规控制方面测量 常规控制这一测量主要是在整个测量区域之内选择一定的控制点,然后根据这些点构成相关几何图形,并用较为精密的仪器进行精准测量,并在同一的一个坐标系之中将这些点对应的高程以及位置表述出来。之后在根据这些点将其他一些零散点的位置测算出来,进而把控制测量这一工作详细分成了高程测量以及平面测量两种形式。 2地质勘查之中测绘技术具体应用 所谓的地形的常规测量就是一种常用的对地形进行测量的方法。这种方法一般是先进行控制网点的布置,然后在此基础上在对各网点进行加密处理,之后在借助这些加密过的点作为布设图的根据点。最后在以加密点以及图根点作为依据对一些零散点进行测量,对地点物以及地形点在对应图上位置的测定,并且依据一定规律以及符号将地形通过平面图绘制出来。在进行地形测量期间,常使用GPS-RTK技术,这一技术无需加密处理,可以在建好首级控制相关网络之后直接对零散点展开测量。这样十分简便,并且精度很高。 3现代测绘相关技术未来发展方向 3.1GPS技术发展 GPS技术起源于美国,其是以卫星通信作为基础研发出来的。该技术使用的是三角测量这一原理,只要接都到相应的信号,就可以计算出信号在地球上具体的位置。而GPS使用的是坐标系还是地心坐标这一系统,其中坐标原点就是地球质量的中心。如今,随着GPS技术自身不断完善以及发展,相应的GPS测绘技术也会得到相应的发展,3S这一空间信息方面技术必然会成为测绘技术之中的主体技术,而常规技术则起到辅助作用。 3.2遥感技术发展 近几十年来,遥感技术得到了飞速发展,其在测绘技术之中有着重要应用。其主要体现在传感器发展方面。第一,就是新类型传感器的不断研发,其中含有全景、紫外、彩红外、彩色、多光谱以及黑白摄影等。同时还有着都种扫描仪。第二,基本形成了空间多级分辨率序列影像的图形,提供各种精度下的相关数据[2]。传感器在未来其会向着多功能、高度数字化以及自动化方向发展,并且分辨率得以较大提升,同时也朝着全方位立体测量方向发展。 3.3GIS发展 站在系统视角之下,在未来,GIS必然向着数据的标准化、多维化以及系统的集成化、智能化,平台的网络化以及应用的社会化等方向进行发展。InteroperableGIS是由GIS这一系统集成而成的一个平台,其可以在一个异构的环境之下实现多个地理方面信息有关系统的集成,或者使各个系统间相互协作并且通信,以此来完成特定的一项任务。3D或者4DGIS发展方向则是实现、优化以及设计三维或者四维数据相关结构[3]。 4结论 综上可知,在测绘技术逐渐发展以及应用期间,其自身同样得到了一定发展以及完善,进而使得测绘技术整体水平得到一定提升。如今,在地质勘查期间,常涉及到GPS以及常规控制方便测量,同时测绘技术主要用在地形测量方面。当前,地质勘查期间所使用的测绘技术主要包括GPS和遥感技术两种,其可以较为准确的把地质情况反映出来。从其目前水平来看,在未来GPS技术以及遥感技术还将得到深入发展,并且GIS将得到进一步的完善。总之,要想推动国内地质勘查整体水平的提升,必须要增强有关测绘技术方面的研究以及创新。 作者:罗峥嵘 单位:云南国土资源职业学院 地质测绘论文:RTK技术在地质测绘中的应用 摘要:文章阐述了美国天宝5800型RTK的性能、系统的组成以及其在地质测绘领域内的应用,并结合实际举例其在内蒙古卓资山县明辛山勘查区勘查网线测绘中的应用加以说明。 关键词:GPS;RTK;地质测绘 一、RTK技术概述及其原理 实时动态(RTK)测量系统,是GPS测量技术与数据传输技术的结合,是GPS测量技术中的一个新突破。众所周知,GPS测量工作的模式有多种,如静态、快速静态、准动态和动态相对定位等。但是,利用这些测量模式,如果不与数据传输系统相结合,其定位结果均需通过观测数据的测后处理而获得。 RTK(Real Time Kinematic)测量技术又称载波相位差分技术,是以WGS-84坐标为基础的全球通用的一种动态测量技术,实时处理基准站、流动站两个测站载波相位观测值的差分方法。它又可分为修正法和差分法。修正法是将基准站的载波相位修正值发送给流动站,改正流动站所接收到的载波相位,进而解求坐标,也称准RTK;差分法是将基准站采集到的载波相位发送给流动站,进行求差解算坐标,即真正的RTK。 RTK的关键技术在于数据处理技术和数据传输技术,RTK定位要求基准站接收机观测到的载波相位观测值及基准站坐标等通过数据通信链实时传送给流动站接收机,流动站不仅仅通过数据链接收来自基准站各项数据,而且还要采集GPS观测数据,并在系统内组成差分观测值进行实时处理,求得高精度的定位结果。 地质测绘是在1954年北京坐标系或本地坐标系上进行的,因此,要快速完成测量工作,就必须实时进行坐标转换。坐标转换可采用至少三个以上同时拥有WGS-84地心坐标和1954年北京坐标或本地坐标的已知点,按Bursa模型解求七个转换参数。其数学模型为: 式中X0,Y0,Z0是两个坐标系统的平移参数,εx,εy,εz是两个坐标系统的旋转参数,δ是两个坐标系统的尺度比。在不考虑七参数中尺度比和旋转参数时,可以现场求定三个平移参数,即令δμ =1,εx,εy,εz均为0即可。其简化公式为: 即仅求出3个平移参数。仍可以满足一定精度要求的转换参数。 二、RTK应用实例分析 电法勘探原理就是根据地壳中各类岩石或矿体的电磁学性质(如导电性、导磁性、介电性)和电化学特性的差异,通过对人工或天然电场、电磁场或电化学场的空间分布规律和时间特性的观测和研究,寻找不同类型有用矿床和查明地质构造及解决地质问题的地球物理勘探方法。主要用于寻找金属、非金属矿床、勘查地下水资源和能源、解决某些工程地质及深部地质问题。电法勘探的方法,按场源性质可分为人工场法(主动源法)、天然场法(被动源法);按观测空间可分为航空电法、地面电法、地下电法;按电磁场的时间特性可分为直流电法(时间域电法)、交流电法(频率域电法)、过渡过程法(脉冲瞬变场法);按产生异常电磁场的原因可分为传导类电法、感应类电法;按观测内容可分为纯异常场法、总合场法等。中国常用的电法勘探方法有电阻率法、充电法、激发极化法、自然电场法、大地电磁测深法和电磁感应法等。下面以美国天宝5800型RTK在内蒙古自治区卓资山县明辛山工程中的应用为例,说明RTK测量技术在地质测绘中的应用及精度。 (一)明辛山测区技术设计 明辛山测区位于内蒙古自治区的东南部卓资山县,区内地势较为平缓,平均海拔在1500米以上,相对高差一般为50~250米,属低山丘陵地区。区内为半干旱大陆性气候,夏季温热而短,干燥少雨,冬季寒冷漫长。年平均降水量256.6毫米,年最大降水量为292.9毫米,日最大降水量71.7毫米,年平均蒸发量为2398.64毫米,最大蒸发量为2636.4毫米/年,远远大于降水量。冬春季多风,风向以北西方向为主,平均风速15米/秒,最大风速26米/秒。年平均气温0℃,最高气温37℃,最低气温零下22.7℃。冰冻期为每年10月~次年4月,年平均冻土深度127厘米,最大冻土深度为239厘米。区内基岩裸露,侵蚀切割较小,河流多为季节性河流。 地质测绘一方面主要是为电法勘探、磁法勘探服务的,为物探勘查放样出精确的实地点位位置。在明辛山测区测线布设为自西向东向,线长2.16公里,方位角90度,在基线上的测点基础上,使用美国天宝5800型RTK移动站在动态下的RTK经校正后,以线放样的方法对测木桩作标记,测线点以20米为间距,插筷子线进行测量,测线以50米为线距,100米钉作标记,测点误差满足X≤0.5米,Y≤0.5米,实测测线16平方公里。测网线、点编号分别为:线号自南向北依次为“100、110、120……400”等,点号自西向东依次为“100、104、108……120、124……316”等。 (二)明辛山工区控制网的布设及其解算结果 在GPS图形设计时,由于GPS测量站与站之间不一定需要相互通视,所以其图形设计具有较大的灵活性。但是由于点位的选择对于保证观测工作的顺利进行和保证测量结果的可靠性有着重要的意义,所以选点要选择适宜的点位。根据图纸的设计和实地考察,又考虑到在以后测量中RTK的信号质量问题,选择了几个较合适的点。GPS测量获得的是GPS基线向量,它属于WSG-84坐标系的三维坐标差,而我们实际需要的是北京1954坐标系的坐标,在我们进行GPS网的技术设计时必须明确GPS网所采用的基准。测区内现有国家Ⅳ等三角点2个,其坐标系为1954年北京坐标系,中央子午线111°,我们主要根据这两个点进行GPS三角网的布设。 在控制网布设好以后,要进行控制点坐标的测量工作。在观测站GPS测量时,n台接收机的同步观测值可以两两结合,通过计算将得到多于(n-1)条的基线。但是,其中只有(n-1)条基线是独立的,进行平差计算的时候只能让(n-1)条独立基线参与平差计算。RTK控制测量时,首先用已知控制点建立投影的局部归化参数,仪器将直接记录坐标和高程,查看解算后每个控制点的水平残差和垂直残差。一般水平残差控制在3cm;垂直残差控制在5cm,去除最大的粗差。首先使用天宝静态GPS进行观测,将仪器架设在明辛山上的国家控制点上,其他两台仪器分别架在ZZSG1和ZZSG4点上,同步观测45分钟即可。在观测的时候要记录开机时间、关机时间和仪器高,并且要将仪器号和点名一一对应记录下来,以便在进行三角网平差的时候不容易出错。观测完一组数据后,将架设在明辛山上的仪器再次架设于ZZSG2点上,同样方法观测45分钟,依此类推直到把正个三角网观测完毕为止。 用TGO专用软件进行平差处理。数据处理结果如下: (三)运用RTK具体作业过程 GPS RTK(GPS卫星全球定位系统;RTK厘米级精度动态实时差分测量)实时动态定位技术效率高,可以在作业现场提供经过检验的测量成果,能够在满足精度的前提下,摆脱后处理的负担和外业返工的困扰。基本形式是:1台基准站接收机和1台或多台流动站接收机以及用于数据传输的电台,在RTK作业模式下将一些必要的数据输入GPS控制手簿,如基准站的坐标、高程、坐标系转换参数、水准面拟合参数等;流动站接收机在若干个待测点上设置基准站与流动站保持同时跟踪至少4颗以上的卫星,基准站不断地对可见卫星进行观测,将接收到的卫星信号通过电台发送给流动站接收机,流动站接收机将采集到的GPS观测数据和基准站发送来的信号传输到控制手簿,组成差分观测值,进行实时差分及平差处理,实时得出本站的坐标和高程。 这里着重叙述美国天宝5800型RTK的具体运用方法,美国天宝5800RTK是真正的完全一体化、无须电缆的双频RTK GPS系统。接收机本身把双频GPS接收机、高性能双频测量型GPS天线、高品质的UHF无线电、进口蓝牙模块和电池组合在一个小型单元中,用起来更高效、方便。在具体作业时,首先将基准站架设在一控制点上,连接天线、电源。为了避免数据的混淆,每到一个测区都要新建一个任务,同时输入椭球参数,中央子午线等一些选项,北京1954坐标系椭球半径为6378245米,扁率为298.3。将这些数据存储,输入控制点坐标并且量取仪器高后启动基准站,点击测量RTK启动基准站,这时电台正常发射电台信号,如果无线电和卫星接受正常,移动站开始初始化,软件显示:正在初始化浮动固定,固定后进行点校正方可开始测量工作。这些准备工作做好以后,就可以到实地进行测量,输入一直线端点的坐标后键入直线,开始放样。 (四)RTK定位精度分析和测量误差源 RTK测量结果获取的测量结果互差均在厘米级,其中互差最大为1.4cm,最小为0.2cm。可以认为GPS RTK测量点位精度达到厘米级,能够满足地质测量精度要求。 RTK测量误差主要有GPS系统误差、RTK设备、测量环境、用户专业水平、测量方法等5个因素,在观测过程中要注意采取一定的措施克服。由于RTK测量有时会出现点位坐标漂移误差,当按设计要求进行RTK作业时,在距离和测回数都按设计掌握时,仍有部分测点超限时,只有通过减小测距和增加测回数加以解决。 三、结语 RTK采用了先进的GPS技术,可用于高难度GPS环境下的强有力跟踪在测绘领域有着广泛的运用,比传统的测量仪器的测量,它有着省时省工且精度高等特点,作业效率高。在一般的地形地势下,高质量的RTK设站一次即可测完4km半径的测区,大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数,仅需一人操作,在一般的电磁波环境下几秒钟即得一点坐标,作业速度快,劳动强度低,节省了外业费用,提高了劳动效率。并且定位精度高,数据安全可靠,没有误差积累。只要满足RTK的基本工作条件,在一定的作业半径范围内(一般为4km),RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。 RTK技术也不要求两点间满足光学通视,只要求满足“电磁波通视”,因此,和传统测量相比,RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小,在传统测量看来由于地形复杂、地物障碍而造成的难通视地区,只要满足RTK的基本工作条件,它也能轻松地进行快速的高精度定位作业。 RTK可胜任各种测绘内、外业。流动站利用内装式软件控制系统,无需人工干预便可自动实现多种测绘功能,使辅助测量工作极大减少,减少人为误差,保证了作业精度。 虽然RTK有着很多的优点,但其在地质测量中的应用还是有一定的限制。地质测绘主要是在山区,在进行测量时,注意事项是基准站选择要在比较中心、位置空旷开阔的至高点上,且周围无磁场的影响,这样流动站接收的信号好。并把观测成果与首级控制成果进行整体平差,这样动态观测经平差后的精度就较高。 RTK测量技术的应用使得地质测绘的精度、作业效率和实时性达到最佳的融合,极大地推进了地质测量技术的发展,使地质测量手段实现自动化或半自动化,有力地促进地质测量的精确度和测量速度。相信随着数据传输能力的增强、数据的稳健性、抗干扰性水平和软件水平的提高,RTK技术将在地质测量和其他领域得到更广阔的应用。 作者简介:李晶(1983- ),男,内蒙古兴和人,供职于内蒙古自治区地质调查院物化探所,研究方向:测绘。 地质测绘论文:关于MAPGIS地质测绘数字化应用技术的探讨 【摘 要】我国传统地质测绘工具功能较为单一,不能适应科技的发展,因此应运而生的MAPGIS技术就成了现今地质测绘工作的主要工具。本文立足于MAPGIS地质测绘数字化应用技术的探讨的实际,分析当前存在的MAPGIS地质测绘数字化应用技术的探讨的问题,并提出针对性的策略,以期为MAPGIS地质测绘数字化应用技术的探讨提供支持和借鉴。 【关键词】MAPGIS;地质测绘;数字化应用 0 前言 我国地质勘测一直以来传统工具,即经纬仪水准仪和平板仪三种,无法适应当今社会的发展和要求,所以,专家学者研究出了MAPGIS技术来代替传统的老三仪工具,使地质勘测能够得到更加方便、有效率的进行。 1 MAPGIS技术的内容 MAPGIS技术是一种新型的地质测绘技术,不仅拥有独立的数据库,更能进行良好的空间环境分析,确保地质测绘工作的有效进行。同时能够进行数字绘图功能,将大大节省地质测绘工作人员的工作时间,令工作人员的工作更有效率并更简单有效率的进行地质测绘工作。同时MAPGIS还具有完善的数据传输功能,可以将勘测得来的数据传送到办公室内,大幅度的节省了专家的时间。MAPGIS技术是GIS技术的发展和延伸,是由GIS技术发展改革而来的一项新型技术,MAPGIS技术既具备GIS的绘图空间和分析功能,同时还增加了空间叠加功能,能够使地质测绘更加的简单容易。与此同时,MAPGIS同样还可以应用于日常城市建设方面,经常在建筑物的建造过程中得到应用,因此相比较GIS技术来说,人们对MAPGIS技术应该并不会太过陌生。地质测绘这项原本有人力物力堆砌而成的工作也变得轻松了许多,使我国年纪较大的专家学者可以不必劳累的前往现场对地质地形进行评估,可以在办公室内进行地质研究,避免了可能遇到的危险[1]。 2 MAPGIS技术的优点 MAPGIS技术是采用多个模块拼接而成,其中所存在的各个模块都分别拥有不同的功能,例如制图模块负责绘制图像等,各个模块相互协作配合着完成日常工作需要。正是由于各个模块分工的不同,导致了需要分别进行工作,但是在进行数据传输的时候要各个模块进行汇总统一才能使数据被完整并准确的将数据传输出去。MAPGIS技术可以同时输出两种数据既矢量数据和栅格数据,弥补了GIS数据的不足,改变了数据传输存储模式,应用两种数据传输模式使专家在进行数据研究的过程中能够更加清楚直观地看到数据之间的差异性并对地质进行进一步的深入了解。MAPGIS技术通过扫描地质环境,运用全球定位的系统进行数据收集,保证了数据的传输效率,也大大提高了采集数据的准确性,同时对地质地形进行了准确的分析,通过新型技术对当前区域内的地质地形寄予了有效的价值估测,为我国地质测绘工作的顺利进行带来了极大的便利[2]。 3 MAPGIS技术的应用 3.1 绘制数字地图的方式 3.1.1 正确的选择坐标 在进行地质测绘的过程中,所处地坐标的准确度很重要,只有知道了准确的坐标才能更好的分析测量当地环境,对空间和环境进行分析,确保当前测绘需要。应用的坐标通常使用国家标准的坐标,也可以利用计算机自动生成坐标。 3.1.2 对已有图纸数字化 首先,对矢量图进行扫描输入,这种方式方法在输入过程中不易出现误差,精准度较高,对数据保存情况较为完好。其次,采集数据,运用这种技术进行数据采集出现的误差较小,精准度相对较高,有助于专家进行研究和对当地地质的下一步测绘工作的进行。同时对不对称的边也可以随时留意观察,重合的边进行一次数字化便可。以计算机进行数据存储,将数据安全的记录下来。最后进行数据的处理,在处理过程中应注意将数据进行分析,排列最后存入数据库这样的数据往往需要校对,在校对的过程中应仔细的查看每一个数据,确保数据的准确性[3]。 3.2 地质测绘图纸数字化的原则 首先要对收集到的环境区域内所有的信息进行整理,其次使将栅格数据进行矢量化,使数据能够进行统一整理。这样就能得到一个矢量化的图形,对矢量图形进行有针对性的分别进行制作,生成比例尺,最后再进行拼接工作,这样能够最大限度的保证图形的准确性,不会造成大幅度的失真效果导致的数据失效,这样进行处理过的地图能够保证更好的进行数据整理和数据传输工作的进行,能够使研究工作进行的更加顺利。 3.3 图像的管理和维护 3.3.1 专业的子系统管理 管理数据库首先要有专业的子系统管理来对每一个数据库的分支进行管理。对数据进行定期定时的检查,确保数据没有损坏和虽内容保存的完好性。长时间不查看的数据可能会出现不同程度的损坏,要及时进行文件修复,以免造成重要数据丢失,资料不可逆损毁等后果。 3.3.2 MAPGIS数据库的管理 MAPGIS数据库是整体数据库的主题部分,子数据库的完好直接影响到MAPGIS数据库的完好程度,在这里通常储存着图像资料的主体,与子数据库系统中的数据相结合能够形成完整的数据链,在数据中这两者缺一不可。图形数据库中的数据经过拓扑处理在进入数据库之前生成拓扑数据,以确保数据库在数据存储时的数据是完好没有缺漏的。 3.3.3 地形数据库的建立 地形地质数据库主要用于存放各种地图和地质条件的,以单独的数据库存储地图和相对的地质条件有助于日后的查找工作的进行汇总和资料的查找。有助于日后的测绘工作的顺利展开。 3.3.4 进行保养和维护的必要性 如果出现资料损毁的情况,造成不可逆的资料损毁等后果,则地质测绘人员就必须要再一次对这片区域进行测绘工作,耗费的人力物力将随着年代的变迁和人员的更换而产生变动。或者当初的区域已经变成建筑群无法进行测量时,造成的损失将不可估量。会对国家建设和资源的整合带来不必要的麻烦,给地质测绘人员带来不必要的劳动量。可能会使日后进行建筑物扩建或改造工作时出现不必要的风险,由于地质地形资料的缺失,工程队无法对当地地形地质有一个完整的认识,从而无法在建筑工程开始之前做好设计工作,导致工程无法顺利实施,耽误工期甚至时危机施工人员的生命安全和使用者的生命财产安全[4]。 3.4 数字化图像的应用与输出 数字化图像的意义在于能够更好更是直观的发现地质地形上的特点从而为今后在这个区域内开展的工作带来极大的便利条件,在输出方面数字化图像能够更好的被互联网输出,更加完整的存在于互联网之中,从而方便全球各地人民去查找应用当地的地质环境特点进行地质测绘与地质研究工作,为今后的地质勘探工作带来便利和有利的理论依据,时今后的地质测绘工作能够更好的进行下去。MAPGIS技术所带来的便利不仅仅应用于地质测绘方面,更多的时候被应用于建筑方面,利用MAPGIS技术对即将进行建筑物建造的区域进行初步的了解,根MAPGIS所得出来的区域内地质地形的特点有针对性的进行建筑物的建造,使建筑物更加坚实可靠,能够适应地质地形带来的不便,使建筑物安全性和实用性得到稳定的保障。MAPGIS技术同时被应用于建筑物建筑的过程中,建筑团队经常利用MAPGIS技术查看建筑物整体建筑情况,确保不会出现倾斜等工程质量问题的存在确保使用者和建筑工人的生命财产安全。将每一步都进行记录,发现不足立即进行查补,做到每一步都能得到有效的监测。地质测绘工作者也可以通过MAPGIS检测建筑物周围环境区域内的地质特点,帮助建筑物更好的完成建造。 4 结论 MAPGIS技术在地质测绘方面的作用很大,为地质测绘工作者节省了很多工作时间并加大了测量效果的精确程度,减小了地质测绘工作者的工作难度,提高了工作效率的同时也为我国地质测绘工作和地质情况储备量的增加做出了极大的贡献,为我国社会更加迅速的发展提供了有力的帮助。 地质测绘论文:浅谈地质工程测量中新型测绘技术的应用研究 摘要:随着我国经济的发展与科学技术的进步,在地质工程测绘作业中,越来越多新型的测量技术与设备被运用其中,如3S、RTK等技术的出现,方便了地质工程测量作业的开展,提高了测绘作业的效率,测得的数据更为精准,减少了测量误差。文章阐述了测量技术发展历程以及新型测绘技术在地质测绘工程的运用。 在早期地质工程的测绘作业中,由于受到测量技术与测量设备的限制,导致部分重要的数据无法准确的获取。如今,传统测量技术已经无法满足地质工程测量工作的要求,新型测绘技术的出现给地质工程测量工作迎来了新的时代,作业人员采用先进的设备与技术,使测绘作业得到了更好的开展。由于我国面积广阔,各地区的地形也较为复杂,在部分情况复杂的地区,测量工作的展开受到环境的影响较为严重,因此对地质工程测量中新型测绘技术应用的研究是十分必要的。 1 地质工程测量中的新型测绘技术概述 地质工程测量中的新型测绘测量技术,指的就是实现智能化、数字化以及自动化测量的科学现代化的方式。随着经济和社会建设的稳步发展提升,遥感技术(RS)、全球定位技术(GPS)、地理信息技术(GIS)、现代的数字化技术等不同种类新型科学技术在工程测绘测量中获得相应的研究和应用。由此可以看出,在不久之后,新型测量测绘技术不仅可以给人们的平常生活以及经济建设方面提供技术上的帮助,还可以为地质工程测量提供精确的测量数据。 测绘工作在地质工程的施工作业中,是确保地质找矿、地下采矿的施建功效的要点,当中精准的程度决定了工程目的实施的可靠性和有效性。一旦出现较为严重的偏差,不仅在很大程度上增加地质工程施工的建设成本,还有可能在地下找矿中与地下矿脉失之交臂,甚至会造成工程施工作业的安全隐患。因此,相对于扬弃传统的测绘测量技术,采纳新型的测量测绘技术,能达到地质工程测量工作的时效性和准确性。 2 工程测量技术的发展历程分析 工程测绘技术在科学化的技术指导之下,历经了传统测绘技术的沿革,测绘技术逐步从光学机械的小平板仪、经纬仪、水准仪和纸质、手工描绘向电子化、卫星智能一体化、数字化的方向发展。 测绘工程的建设发展运用数字化的新型技术,可以通过计算机模拟信息数据,在屏幕上直观形象的表露,在测量成果的运用、更新和维护上有方便快捷的特点,能够实时维护产品的信息。针对不同用户的不同需求,还可以对测量结果的各类因素进行处理,数据信息再转化为现实需要,大大提升了测绘工作的规范性和自动性及市场的适应性。 3 新型测绘技术在地质工程中的应用 3.1 GPS卫星定位系统 GPS卫星定位系统具备陆、海、空全方位的实行三维的导航与定位的能力新时代的卫星导航与定位的系统。GPS接收机器的改良,载波相位的差分科学技术的进行、广域的差分技术,加上SA技术的解封,使其GPS技术在运载的工具实时的监控、导航、工程的测量、城市的规划等范畴有更广阔的应用。 GPS测量技术运用于地质工程的测量之中,它的基准站的建设是最基本的设施部分。因此,相关的建设人员应该将GPS测量的基准站设立在通讯条件优良的地方。还要综合测试区域的地质布局特点。以某个地质工程的测量测绘工程为例子,该工程的相关测量员工,在设置GPS基准站的时候,应该充分地考量测量项目所在的工程作用规模以及自然地理条件。就是把GPS基准站设立于数据衔接中的流动站的最适当点位置上。 在地质工作的测量当中,GPS技术是一个重要的支持技术,在地质工程的测量工作中,测区控制网的建立,地质工程钻孔定位和复测、探槽、地质剖面测量、地表移动监测以及水文的观察等时,几乎都是采用该技术进行作业。一个智能化、自动化的技术系统,通过获取不同测量技术所收集的数据材料,并加以处理与分析,不仅提高了测量数据的精确程度,还提高了测量结果的可靠性。 3.2 GIS地理的信息系统 地理的信息系统是和空间的信息有关的不同行业的根本载体和平台,是国家的区域和宏观的决策多次目标的开发建设的最主要技术载体和平台。就目前来说,GIS技术不仅进步到成为一个比较成熟的技术科学系统,而且成为一个新型的产业,在区域的开发、地质矿产、气象海洋、农林水利、环境的监测、土地的管理、城市的规划、国防的建设与测绘等地域的发挥表现着越来越重要的作用。采用数据库、GIS、内外一体化测图、全数字摄影测量及扫描矢量化等科学技术,为专业的信息系统提出准确及时、数字化、标准化的根本空间信息资料,以设立不同专业类别的专业信息系统,从而完成管制的标准化、科学化、信息化。 3.3 RS遥感技术 在地质市场的应用领域中,遥感技术已经在很多领域有了成熟的解译技术,而且多学科上已经获得了巨大的成果。地下的、地表的地质状况甚至地下矿藏对地面大气的影响的信息资料能经过遥感的解译资料信息获取,获取到实时动态、综合信息的资料源。这对国家的农林、国土管理部门就地面植被的变化、地下矿藏的找矿指导、地面地质灾害的监控、矿山矿区权属的监控等领域,能够提供时的监察测量数据信息。关于工程的地质条件和找矿、煤层的顶底板等方面的作业,都可以借助遥感技术来进行,来确保测量数据的高度精准化。 遥感(RS)技术因其具有很大领域的同步的观测、数据的综合性、时效性和经济性及可比性等优点,得到了广泛的应用,遥感卫星和多光谱航空的摄影将会成为地域检查工作获取地理信息数据的根本手法。不同比例尺的地形图都可以采用遥感图像的成图来获得,为地质工程测量工作提供了极大的便利。 地质测绘论文:浅谈地质调查中现代测绘技术的应用 (黑龙江省地质测绘院) 摘 要:由于科技的进步,现代测绘技术在地质调查中的应用越来越广泛。在新测绘技术应用中,它不仅为地质调查节约了大量成本,也显著地提高了找矿精度和效率。在不断进取的地质调查领域,现代测绘技术能够积极开创地质调查发展新局面,本文主要从多种现代工程测绘技术手段的角度在地质调查中应用情况进行分析探讨,提出见解。 关键词:地质;现代测绘;应用 现代测绘技术通过大地测量学、卫星遥感技术、全球定位系统、地理信息系统为技术支撑,是空间信息技术的优秀和主体,在矿产开采、地质调查和环境评价等方面都已经得到广泛应用。下面着重分析构成现代测绘技术的这些手段,并逐一阐述其在地质调查中发挥的作用。 1 大地测量学手段 在金属矿富集带,时常出现重力场异常。众所周知,大地测量学中的一个分支是物理大地测量学,它主要是研究利用地球的重力等物理观测量确定地球外部重力场及其变化等问题的。如果运用这项技术在某探矿区域进行重力测量分析,则可以得知局部地区的重力场情况,通过与常态重力场进行对比,得到该区域的重力异常值,以得到找矿需要。由于现实中传统的重力网布设的数量有限,这项技术不适合对大范围地区进行重力场测量,而且重力网之间的测量误差在数据交互的过程中会被放大,从而影响监测结果。随着现代科学技术的不断发展,大地测量学又出现了海洋和航空重力测量、卫星重力测量等新的技术手段,从而逐渐解决这些问题。 2 卫星遥感技术手段 随着卫星遥感技术的发展,对地质调查已不再局限于实地测量等手段,我们可以通过分析卫星遥测图像来判断地层结构和地质变化。对于特定的地质构造背景,要通过传统的手段对其整体的成矿规律进行探测,而且在短时间内拿出结果,也许是不可能的。但是利用卫星遥测技术,这些断裂、隆起构造却可以清楚的显示在卫星图像上,通过对某一时间段内获取的若干幅图片进行对比研究,也许可以得到该地区成矿规律,从而使地质调查的探测更加准确。因为传统的测绘手段难以覆盖大范围的区域,而利用卫星遥感热红外图像观测地质的光谱异常,则可以克服这一缺点,为大区域地质调查提供便利。 3 GPS技术手段 当今卫星导航定位及数码信息技术的广泛应用,改变了传统的“测角量边定方位,坐标展点绘等高”的测绘方式。也变了受气候、地形地貌的限制, 野外地质找矿者以“大地为床,天是房,火烤胸前暖,风吹背后寒” 的生活写照。 现代测绘技术的应用,可在最短的时间内,高精度、高质量的获得定位、定时、定向、成图和地球引力场等的资料。随着我国北斗卫星导航系统的建成,今后的地质调查工作将要向全球发展,提供瞬时图像和信息。野外地质调查工作,将主要依靠卫星测量方法。为此,要立足改革创新,健全以发射多功能(定位、图像、引力场)卫星及其成果传输、处理、储存、更新和制作输出所需要的一切地质调查资料为主的测绘体制;需用大型计算机建立全球图像、信息数据库,实现图像、信息自动更新,自动形成图像(地质、地貌、地形图等),能随时提供任意地区的地心坐标、地球引力场和图像;要尽快建成覆盖全球的北斗二代卫星导航定位系统,建立图像信息处理中心,发展图像信息传输,发展手机式双功能(北斗、GPS)卫星导航接收机,不断精化地心坐标系和地球引力场,以适应我国地质调查和资源开发的发展需要。 4 GIS及探地雷达手段 地理信息系统软件平台,其功能强大、三维表达尺度全面,能够实现地上、地表、地下、水下信息一体化集成表达,可以在地质调查中得到广泛应用。GIS具有大范围、海量、多源(包括DEM、DOM、DLG、三维模型等)数据一体化管理和快速三维实时漫游功能,支持三维空间查询、分析和运算。可叠加CAD数据,可方便快速完成由二维GIS系统向三维的扩展,建立三维空间地理信息系统。 以GIS技术为支撑,可以为地质资源的探测与评估,摸清探矿区地下矿产的现状,以及评估地下矿产的储量提供一种快捷、经济和有效的手段。非金属矿产探测技术中的探地雷达弥补了常规地下矿产探测仪在探测非金矿产方面的缺陷,已成为探测非金属矿产的重要技术方法之一。 步入科技高速发展的我国,计算机技术和空间信息技术已经应用到广泛领域,也给我国地质调查提供了新的思路与途径。伴随着测绘技术的不断进步和创新,相信不远的将来现代测绘技g手段将更多样,其应用于地质调查的前景也会更加清晰夺目。 结论 近年来,随着我国现代科学技术的快速发展,地质测绘技术取得了长远的进步,各项工程在开工之前都会应用地质测绘技术进行地质勘查,在一定程度上需要高质量的现代测绘技术的支持。与此同时,现代测绘技术在地质测绘中的应用越来越广泛,现代测绘技术为地质测绘提供了良好的基础和前提。 地质测绘论文:水文地质测绘中的三维定位基准研究 【摘要】在对水文地质进行测绘的过程中,往往会因为测区环境差、以及地质点比较分散等特点给水文地质测绘带来了很大的困难,然而随着GPS技术的发展,三维定位基准应用范围越来越广泛,逐渐进入到了水文地质测绘中,这种方法具有很大的优势,可以减少测绘的阻力。 【关键词】水文地质测绘;三维定位基准 一、CORS CORS是建立在GPS的基础上的,GPS系统虽然能够获取某个地质点的三维坐标,但是却受到高程系统的限制,而以GPS为基础的连续运行参考站即CORS却能弥补它的不足,它不仅可以获取地质点的三维坐标,还能对其进行实时定位,误差建模、网络参数估计以及网络模糊度、数据通讯等等是CORS最主要的的技术。 (一)优势 CORS的优势主要表现在它具有很高的精度,而且在测绘的时候能够分布均匀,它所得到的测量成果都比常规作业下所得到的成果具有更高的精确度、更均匀。连续运行的CORS系统可以替代传统的、常规的测量控制网,国家以及区域的基本控制网都可以使用CORS的基本功能,可以为测绘提供长久的、动态的基准点。CORS在地心坐标基准的基础上上可以对传统的参心系统进行取代,CORS的作用很广泛,它不仅可以监测地质中的断层现象、以及火山,还可以预测地震的发生,总之它可以满足任何物理与环境监测的要求,在动态监测的基础上,还能实时地将数据信息传递给各种类型的定位和导航系统,它的便捷性可以让用户利用通讯手段,连接到合适的服务器,从而快速地下载数据,同时帮助用户计算点位信息。在对地震或者是桥梁等进行监测的时候,GPS参考站网的建立是有效的选择,即使受到了灾害的损害,但是利用CORS就能及时地恢复测绘基准。 (二)布设内容 在CORS布设的时候,主要涉及两个方面的内容,即均匀性和疏密度。均匀性即CORS基准站布设的空间均匀性,均匀性与CORS的精确度有着直接的联系,通过CORS的均匀布设可以提高测绘的精度,在网络覆盖的范围内,即使地形条件十分复杂,地势起伏很大,但是在CORS均匀性的支持下,还是能够提高对流层湿分量内插的精度。疏密度指的是CORS基准站的数目,从根本上来说就是单位面积中的CORS站。当CORS基准站之间的间距越大,那么CORS站所控制的范围就会越大,在一样的成本下,实现的NRTK的效率就会更高,然而空间误差相关性就会降低,直接影响了内插的精度,从高变低,并且会加长NRTK的初始化时间,更严重可能导致其无法初始化,从而导致其可用性降低。 二、应用案例 以某水文地质勘测项目为例,它需要对水文地质进行控制测量、地形图测绘、以及地质点测量,所测区域地形简单、且地势平坦,交通也比较方便,但是通视条件比较差。为了完成这个项目,需要布设6个D级GPS点,测量钻孔、水位观测点等地质点坐标,还有高程89点,地形图测绘10.8KM2,比例尺为1:1000。由于项目周边很多的高等级控制点遭到了破坏和沉降,所以就采用了CORS静态测量方法,将接收机架设在了所有的未知点上,在具体解算的时候,起点是CORS基准站。在实际的测量中,因为CORS基准站与测区的距离比较长,所以在为了保证精度的目的下,就要适当地增加静态测量的时间,测量时间应该大于90分钟。经过统计,三维无约束平差、基线向量解算,以及约束平差的精度都符合相关规范要求。在进行水文地质勘测的过程中,测量钻孔、河流水位、水文孔的坐标与高程是很必要的。一方面,在保证RTK观测要求的基础上,CORS-RTK可以达到地质点的平面精度要求;另一方面,不满足观测要求的时候,可以利用延长观测时间、静态测量的方法,在周边设置控制点,并利用较为传统的测量方法对地质点进行测量,从而获得其平面坐标。供水水文地质勘测的地质点高程对精度的要求,要远远高于平面坐标,它要求排泄区域的高程误差小于等于4厘米,补给区的低于20厘米,而径流区的要低于8厘米,不同的区域有不同的精度要求,在必要的质量控制措施的帮助下,就可以满足上述要求,在对其高程进行测量时,每个水文地质测点都要进行独立的测定,次数都为2次,而且两次的误差不能超过5厘米,一旦超过这个误差就要重新测量,最护取两次结果的平均值。CORS与全站仪结合起来的测量方法,不仅具有很大的灵活性,还可以提高测量的效率,节省时间。 三、三维定位基准的优点与不足 三维定位基准具有三大优点:①三维定位基准帮助实际测量实现了平面高程一体化作业的目标,给其带来了极大的便利,在三维定位基准的帮助下,可以对控制点进行动态实时地测量,它可以将高精度的GPS大地高变成正常高,从而促进了测量平面与高程的一体化。②使用三维定位基准进行水文地质勘察,可以极大地节省费用,并且能够充分发挥仪器的作用,提高其利用率。CORS的建立减少了仪器的架设,在测量的时候,不用架设基准站就可以利用单人机进行测量。③在三维定位基准的帮助下,可以获得更加稳定可靠的数据,因此所取得的测绘成果也具有稳定性和可靠性,提高了勘测的精度。当然三维定位基准在实际运用中也有不足之处,使用其进行控制测量的时候与常规的仪器一样,首先要复核起算基准点的精度,高等级的控制点是其起算点,而且对起算基准点以及观测点之间的位置分布有很高的要求,特别是在利用起进行动态观测时,它的精度必须要经过3到5个高等级控制点的连测,以及复核,从而才能确保基准站坐标各个方位的一致性的精度,在接收信号的过程中,难免受到电离层以及对流层的干扰,从而使数据出现一些偏差;RTK电池的耗电量很大,只有多个大容量电池的支撑才能持续作业,由此可见,三维定位基准虽有多种优点,但是也难免有所缺点。 结语 三维定位基准相对于传统的RTK,具有很多优势,它可以促进勘测平面高程一体化作业,在很大程度上降低了费用,不仅如此,还提高了勘测成果的精度,给水文地质勘测工作带来了极大的便利,节省了勘测工作的时间,同时有效地提高了勘测工作的效率和质量。 地质测绘论文:浅析地质测绘对于地质研究的重要意义 摘 要:在地质学科的研究中,地质测绘技术的地位是非常重要的,通过地质测绘,可从根本上接收到地质信息,这也是所有地质研究工作开展的基础所在。地质测绘对地质研究的影除了这几点之外,还有着有利于了解地质结构、促进地质发展以及合理化地质应用等其他诸多重要意义。由此可见,开展地质测绘对地质研究重要意义相关问题的探讨,不仅对地质测绘工作自身的完善十分重要,而且对地质行业自身发展也有着积极的促进作用。 关键词:地质;测绘;地质研究;重要意义 经过长时间的发展,地质测绘技术已经在不断地完善下于地质研究中获得成熟应用,对于我国地质学领域整体水平的提高提供了巨大的价值。基于对地质测绘技术的应用,可实现地质结构、地质发展及变化等相关地质信息的全面分析。由此看来,地质测绘技术已经成为地质学领域中一项不可或缺的组成。本文就从地质测绘含义、辅助系统这两个方面作为出发点,概述了地质测绘工作的基本内容,继而提出地质测绘对地质研究的重要意义,以期能够为促进我国地质行业的稳定、持久发展提供基础借鉴。 一、对地质测绘技术的相关概括 首先对地质测绘的基本含义做到全面掌握,也是在很大程度上为地质测绘工作有效的开展奠定了坚实基础,因此,要求任何一个从事地质测绘相关工作的工作者都必须先做到对地质测绘基本含义的掌握。本文以此为基础,对地质测绘中包含的辅助系统这项内容予以分析,从这两个方面做好整体把握,才能对地质测绘技术的相关内容做到彻底了解。 (一)基本含义 地质测绘技术在地质学科中的地位是非常重要的,通过地质测绘,才能对地质信息有所掌握,属于是其的根本来源,同时在此基础上才能开展地质研究的相关工作。同时,地质测绘影响到地质学科发展的关键点还体现在以下几个方面:第一,可更准确地掌握地质结构信息;第二,为地质分析提供了参考依据;第三,有利于促进地质学科的可持续发展;第四,有利于地质利用的规范性与合理性;第五,还可促进和地质相关学科的内容发展;第六,促进地质考古的发展等等。 简单来说,地质测绘就是某一个既定区域范围内的地质信息在进行测绘时,借助了专业测量方法来进行,做到对这一既定区域所有相关地质、地貌信息的获取,继而再将所获取到的信息广泛的应用到各类领域中取,比如说将其应用到灾害防治、地质绘图以及工程设计等诸多领域。基于地质测绘,能够获得露天矿测量、地质剖面测量、勘探工程定位测量、矿区地质测量和地质点测量等内容。 从以上研究内容可见,地质测绘的工作非常复杂,同时还有着极高的专业性特点。也就是说,在落实到实际测绘工作中取,仅仅依靠人工工作必将无法得到精准结果,所以,将相应技术引入其中进行应用至关重要,这也是保证测绘结果精准程度的重要条件。 通常,在结束了一项地质测绘工作之后,能获取到诸多与地质相关的测绘信息,而所获得到的这些数据信息对于地质学领域的发展来说有着积极作用,可以将他们纳入到地质研究中去应用,另外也能录入系统,以备日后应用。 另外,在地质测绘工作中所获取到的结果在其他诸多领域范围中都能获得广范的应用。由此来说,做好地质测绘工作,不仅仅是对地质研究领域本身,对于整个社会的发展都是意义重大的。在我国社会水平大幅度提高的当下,大力应用科学技术必将是各行各业发展的一大趋势,同时对地质学科领域来说也是相同的,而地质测绘技术的使用正是符合了这样一种发展趋势。所以,从广义上来看,在地质学领域中积极引入地质测绘技术的是符合社会发展趋势的。 (二)地质测绘里的辅助系统 在使用地质测绘技术时,除了要以技术的自身作为基础支撑之外,还需意识到,想要实现基于地质测绘技术下很好地完成地质测绘工作,必然离不开辅助系统的支持,从某种程度上来说,若无法获取到辅助系统对地质测绘的支持,那么也就无法顺利地实现地质测绘这一过程,所以说,对地质测绘中的辅助系统做相应了解也有着重要性。 在地质测量中,包含各个不同的板块,而各个板块其所使用的测量工具、测量手段都是各不相同的。就像是在一些矿区地质测量工作中,不仅应对地表的形态与地质构造进行初步测量,而且还应对地下岩层以及岩层的构造进行测量,而相应所需使用到的就是金属探测仪、声速及声波探测仪等的应用。由此来看,如果是单纯地使用相同技术,而这一技术必然不可能适用于使用到所有的地质情况当中去。所以,只能将不同的辅助系统应用于相应的测绘工作,才可实现探测出各种地质各不相同的情况,对帮助顺利完成地质测绘工作具有重要意义。 就上述内容来看,在地质测绘领域相关内容中,必须要对辅助系统的应用有足够认识,并认识到其应用的重要性,还应积极引进相应的辅助系统,培养专业、综合素质高的工作者完成这一工作,这样一来才能体现出系统应用的最大价值,以此促进我国地质测绘工作的稳健、持续发展。 在地质测量工作的一系列过程中,需要诸多个环节。在对某一区域地质情况进行测量前,现应该对其周围环境做好密切观察,同时勘察周围地质情况,为该区域地质测绘工作提供基础。在还未进行地质测绘工作之前,应就该区域的工作进行整体性的勘察,这时便可应用近些年来发展极大的遥感卫星来做好地质勘察工作,这样不仅可以提高勘察覆盖的广度,而且还能提高勘察结果的精准性。在获取到结果之后,依据一定标准将其进行分类,划分之后便能开展地质勘察工作了。勘察过程中,每一区域的结果进行总汇,最后对该区域整体地质情况做到细致、全面的分析。 所以,在地质测绘工作中,针对不同区域、不同地质情况,应做到引入不同的辅助技术,以此来促进地质测绘结果精准度的提高,为地质学科发展奠定坚实基础。 二、地质测绘对地质研究的重要意义 (一)有利于更好的了解地质结构 在地质测绘工作中,通过概括性勘察这一工作过程,工作者将需勘察地区划分为各类区域,划分之后,再通过详细勘察,做到对不同区域的针对性了解,这样全面、细致的工作可进一步提高地质勘察工作的质量,另外工作者也能实现对该地区地质结构的详细了解。地质测绘的关键就是在于对某个地区地质构造的了解,以此来对这一地区其独有地质活动情况的精准判定。例如,印度洋板块和亚欧板块两者通过挤压以至于喜马拉雅山产生,所以在这两个板块的交接地方,伴有地震频发的灾害,应做好对该区域范围内居住民众注重对地震的防范。再比如说,有些区域范围内的地质结构是经过极其复杂的地质运动而发生的,所以伴随着有严重的不稳定态势,而且像这些较为复杂的地质运动还多发于改善、峡谷,因此这些区域范围内伴有频发的地质灾害,像处于该区域的人们则应注意泥石流、滑坡等灾害的发生。 可见,在地质测绘下进行地质研究具有极大的现实意义。通过对某一地区地质结构的了解,便可判断出该地区地质发展趋势以及可能会出现的问题,这样在发生地震等灾害之前,工作人员便可以及时提醒该区域居民进行预防。这样一来,地质测绘不仅能为工作者了解地质结构提供参考,而且还能保障人们的生命安全。 (二)为地质分析奠定坚实基础 精准、高效的地质测绘工作可以为地质研究提供可参考依据,若缺少地质测绘这一环节,就无法得到这些数据,而缺乏了这些数据作为支撑,那么地质学领域的发展也就不具备基础,不利于该领域的持续发展。借助于地质测绘工作的开展,地质工作者既能做到从整体上对区域地质构造的了解,又能做到从细节上对该区域地质结构的了解。就从整体上来看,除了使工作者能对该区域整体地质状况有一个大体的了解之外,还能对该区域地质普遍存在的规律及特点进行了解;从细节上来看,工作者还能实现对每一细小区域相应地质结构情况的掌握,以至于实现对该地质的全面分析。 通过地质测绘工作能提供非常全面的信息,而且也能保证这些信息的精准度,其详细程度也在一定程度上决定着地质分析是否能得到良好效果。所以,愈为精细的地质测绘结果就越能确保工作者实现对区域地质情况的掌握,为其开展地质分析工作提供可参考借鉴。 (三)有利于促进地质的持续发展 在地质测绘技术发展的同时,地质研究也有着进一步的进展。近些年来,地质测绘技术中应用了非常多的先进、高水平的技术,像是计算机技术、遥感卫星技术等等,而基于对这些先进技术的使用,也有利于促进地质测绘广度、速度、宽度以及精准度的提高。像是对勘探技术的良好应用,便帮助我们实现了对地下几千米、海底上万米的地质测绘,从很大程度上帮助我们拓宽了地质测量的范围,通过这些数据的获取,为地质研究提供了极大的借鉴,对地质学科的发展产生重大影响。 (四)可促进地质考古的发展 想要对某一区域地质地貌演化历史进行推断,就必须要以该区域地质地貌的把握为基础。例如,某区域的组成大部分是沉积岩类型的岩层,那么便可推断该地区在很久以前是湖泊或者是海洋,再对这些沉积岩做相关分析,ζ渲写嬖诘牡水鱼类化石进行判断,那么便能够确定该区域以前可能就是淡水湖泊。同时,一些专业性较高的考古挖掘研究所涉及范围非常广,需大量使用地质测绘技术,比如说在探寻沙漠中的西夏古国时,需对该区域沙漠地质情况加以测绘,再对所挖掘的建筑遗址加以测绘,结合起来便能对古西夏王国的基本面貌予以大致复原。 结语 在地质研究中,做好地质测绘工作意义重大,能帮助工作者了解区域地质构造,为地质研究提供基本保障,且能提高合理性的地质利用,工作者应认识到地质测绘对地质研究的重要意义,完善地质测绘工作,促进地质研究的稳定、持续发展。 地质测绘论文:数字测绘技术在地质勘探中的应用 摘 要:目前我国建筑、能源等行业地质勘查技术的使用尤为显著,随着各行业科学技术的飞速发展,地质勘查技术中的测绘技术的使用频率越来越高,且已经成为地质勘探期间的优秀方法。该文着重对数字化地形测量技术的概况、使用进行深入的探析。 关键词:数字测绘 测绘技术 地质勘探 应用 目前数字化地形测量技术在我国使用较为广泛,其主要通过计算机进行绘图并做分析,是一种新型的测量方法。数字化地形测量技术与以往的测量技术有所区别,不仅会是地形图测量的优秀方法,更能够助推科学技术的发展速度。数字化测绘技术的精确度非常高,且极为稳定,坐标的精准度也大为提高,以此来促进技术仪器的进一步发展。数字化测绘技术在逐步发展的进程中,定会成为现代化管理的重要方法。 1 数字化地形测量技术的使用方法 1.1 方案的拟定 数字化地形y量技术的运用根据选择的项目挑选相关技术设备,其设备的使用结果差距较大。一般情况下,静态的GPS网是最为基础的控制系统,其支导线能够予以加密并控制该系统,以此来满足测站点的相互补充,借助全站仪和动态GPS收集碎部数据,从而快速、精准地完成计算机辅助作业方案。 1.2 测量的方法 数字化地形测量的方法较为简单,第一步要对计算机辅助和测量的平差计算值予以控制;第二步则是收集、汇编碎步数据,这两个步骤之间通过数据传输的方法进行衔接,可以按照步骤顺序进行,也可两个步骤同时进行,大大缩短了工作时间,对于工作成效的提升有很大的助推作用。 1.3 方案的选取 数字化测量技术在生产经营行业使用的过程中与以往“先控制、后测图”的方式有所区别,在以控制点为基准,软件辅助成图的基础上,碎部测量和控制测量两个步骤可以同时进行。在数字化测量的过程中,需用碎部成图的方法来收集数据,成图的方法则是先外后里。目前我国碎部成图的方式方法多样,不同的工种、设备等选择的方法不尽相同,但当下使用频率最高的方法当属简码法,其地理环境数据准确、成图精准度高、作业成效显著。 2 土地测量技术中的数字测图 2.1 数据的采集方法 数据的采集主要是通过传感器和相关设备对数字被测单元中的相关数据进行非人工操作的收集。数字化测绘技术在地籍测量方面运用较为广泛且相当成熟,使用最多的方法是对所要测量地域建筑物墙面的拐角处进行测量,获取相关数据。同样,也可以对地形点进行测量获取其他地物的相关数据予以计算。 2.2 地形图的数字化 在建立GIS系统之前,必须将地形图利用数字的方式予以分析,倘若地形图的比例尺、现势性及精度都在规定范围之内,就能够通过数字化仪将地形图进行数字化的处理。目前我国地形图数字化处理的方法主要有GPS数据输入、手扶跟踪数字化以及扫描矢量化这3种方式,通过以GPS为基础的RTK(Real Time Kinematics-实时动态)测定流动站规定坐标中的定位数据,其测量精度甚至可以以厘米为单位,以此来进行GPS定位。 2.3 地面数字测图 我国目前使用最多的地面测量的方法就是地面数字测图,其对于地形图的要求较低,大比例尺的地形图也可以使用该种方法进行测量,且准确率非常高,一般情况下,较为重要的地物的测量数据误差可以控制在5 cm之内。传统的地形图测量的方法往往会因为测绘点平面位置的差异导致地物点之间的距离有所偏差,在测量的过程中出现的误差较大,对地形图测量的精准度造成很大的影响。 2.4 航测数字成图 国内航天事业以势不可挡的趋势向前发展,这便为数字化测绘提供了更多的便利条件,目前我国在此方面所获成效颇丰,在未来测绘行业发展中的使用频度也会大为提升。测绘人员首先通过航空技术获取地形图像,大大减少了测绘的难度,缩短了测绘的时间,然后通过计算机获取相关资料等信息,以数据为基础结合当地地貌对地形图进行绘制。 3 对数字化地形图测绘技术的思考 我国地形图测绘技术发展速度较快,城市建设和矿区的开发等都已进入数字化时代,而这些地域的开发和开采都需要通过数字化地形图测绘技术得以实现,确保其测量的精准度。在进行数字化地形图测绘过程中,数字化仪器的使用不可或缺,例如:目前使用频率较高的GPS定位系统、计算机图形编辑技术以及GPS-RTK定位技术等,利用数字化仪器的操作取得地形实况,并将其描绘成图,那么,地形图的地理属性就不难呈现。 目前我国现代数字化测绘软件使用频度较高,且其自动化水准较高,但仍然需要对数字化仪器的操作人员进行技术培训,强化管理制度,注重测绘过程的监督、考核,对于相关问题要严究负责单位责任,并要求其在规定时间内整改到位。倘若在质检期间发生异常,质检相关单位就要及时分析问题根源,提出整改措施,决不允许同类问题频繁发生等现象的出现,确保测绘水准的迅速提升,只有加强管理制度的建立和考核,利用野外实习、授课等方式加强培训,才能强化技术人员的操作监控,提高其工作技能和工作质量。 4 结语 综上所述,我国数字化地形图测绘技术使用极为频繁,其对于技术操作人员的操作技能和综合素质就有了更高的要求,其科技运用能力不断提升,数字化地形图测绘管理健全,服务周到,因此我国地形图测绘技术得以快速发展。目前我国数字化地形图测绘技术的主要任务是掌握更多不为熟知的地形及基础应用软件,不断提高技术操作人员的专业技能,以便地形测量快速实现市场化,提升我国测绘技术水准。 地质测绘论文:浅谈地质测绘工程中的测绘技术运用 [摘 要]随着科学技术的不断更新,各种技术共存的条件下,我们将更多的技术有效的结合到一起,并且应用到了地质测绘工程中,在实际的操作过程中发现其价值是以往一些技术不能实现的,特别是在技术的准确度上有了新的突破。本篇文章作者是根据自己真实的工作经验,发现该技术在测绘领域起着至关重要的作用。 [关键词]地质测绘 工程 测绘技术 应用优势 借鉴 当前在地质测绘过程中,技术的采用方式并不是单一的技术支持,而是一些先进科学技术的综合应用。各专业科学技术通过合理的组合,就会使其功能变得更加强大,从而使得精确性得到很大的提升,通过精度的提高可以保证工程建设顺利的开展,其相关人员比较关心的安全性能以及建设的质量都能够得到保障,当然最重要的工程的成本也能得到有效的控制。这些技术的应用取代了之前的传统的测绘方法,并获得前所未有的成果,使工程地质测量技术有了新的突破。 一、测绘技术的发展和特点 1、测绘技术的现状 科技的发展,使得测绘技术不断提升,人们利用科学技术对大自然进行开发,推动了地质勘测工作的发展。这与我国科学技术的快速发展是密不可分的,奠定了我国现代的地质勘探的行业得到了快速的发展。在现代地质勘探行业的发展过程中,出现了很多大家比较熟悉的新技术,解决了传统技术的难题,使得我国的勘探工作取得了突飞猛进的发展,使得一个个勘测工程能够顺利完成。计算机技术的发展使其技术有了新的突破,RS系统、GIS系统和GPS系统等取得了长足的发展应用,为测绘技术的成熟奠定了基础。也解决了以往面临的难题,如人力投入多,测量精确度差、工作效率低等,综合技术的应用恰恰解决了以往面临的这些难题。 2、传统的测绘技术在地质工程测量中应用的缺陷 传统的测量方法,虽然经过几个世纪的考验,慢慢的流传到今天,例如大家比较熟悉的几何测量、三角测量等,这些测量方法不是完美无缺的,而是有较多的缺陷,这些缺陷制约着今后工作的顺利开展。再加上手工的描述,其精准度更是难以保证。测量工作基本上都是要在野外完成的,由于野外的条件很多时候都是非常恶劣的,条件一般都是非常艰苦的,这样难免会造成工作量非常的大,因此,测量工作难度巨大。同时,采用传统的测绘技术的落后程度是工作人员难以补救的,使得在作业的过程中较为繁琐,得到的数据基本上都是人工计算,人工计算使其处理难度大,绘图难,且周期长,这样就使其速度滞缓,传统的技术的应用还需要大量的人力,需要很多工作人员参与到工作中来,耗费了劳动者的大量劳动力,但是取得的效果是微乎其微的。 3、测绘新技术的特点 随着科技的发展,测绘技术的发展也取得了突飞猛进的进步。它的进步也是与社会的信息化,技术的先进生产力是密不可分的,因此,测绘技术呈现出来了相关领域人员一致认可的特点,如自动化、高精度、数字化等现代设备的特点。具体特点具体阐述如下: (1)自动化程度高。 新的测绘技术不是凭空想象出来的,而是经过几代人的实践摸索出来的,随着科学技术的发展,与该领域相关的计算机技术取得了跨越式的发展,计算机技术的迅猛发展,进一步完善了精密软件处理系统,精密软件处理体系就会发挥重要作用,进而能够结合勘测地质特点,绘制出精确图案。精密的软件的使用也使得人工参与减少,解决了人工参与最大的缺陷就是失误概率大大的降低了。 (2)测图具有高精度、高准确性。 数字技术的运用大大的提高了工作效率,减少了人工计算或测量的误差,使测图的精确度使之前传统技术无法比较的。在应用遥感测绘时,如果距离控制在300m,那么所测定的物点误差只有2mm,对地形的高度测量误差也仅有18mm。如此高的精度是传统的测绘技术所不具备的,也是其该技术具备了传统技术实现的优势,并且所测量的数据和信息都是经过软件系统的制作和传输的,所以制图过程精确度极高,能有效的描述地质的实情,不至于由于误差而失真。在新技术的绘图中是不存在一些误差的,甚至是将相关的误差降到很低,视觉误差、方向误差的同学们呢,将如你真不学,那等着你们就清楚了,上交之后,同时采用先进的技术,达到了对地质测量的高度精密。为今后的工作提供指导性的建议。 通过运用数字化图形编辑技术,可以顺利的测量出事物性质及周围环境,把真实的情况通过图形能够快速的反馈出来,图形反馈也是本着一定的比例尺反馈,使其误差大大的减少,非常精确的反馈当时的地质信息,另一大优点就是能够及时的更新和修改,可以保证图纸的时效性非常的强,使图纸的使用度大大的提高了。 二、测绘工程中GPS技术 GPS技g在其地质测绘中发挥着重要的作用,这种技术之前是应用在军事上的,慢慢随着民用的需求加大,从而促使在地质测绘中应用就更加的广泛了。该技术应用的原理是通过人造卫星发出的信号,这种信号传播的速度是非常快的,使其对方顺利地接受。并能通过采集的数据进行运算。该技术在测绘工程中的应用是其很多技术难以比拟的,该技术的应用也是取得了里程碑的意义,阶段性的进步促使这种技术的民用,该技术是由接收机和数据链组成,早测绘上的应用,也是将在军事上的应用灵活的运营到了测绘工程上的,将观测到的数据快速的传播到了接收方,接收方根据接收到的数据进行运算,通过运算后得出相应的结论,有助于进一步进行地质勘测。 三、GPS相对于传统测绘的优势 传统的监测方法,是采用平板仪补测。平板仪补测法的缺点是速度慢并且其效率非常低,并且在具体的实施过程中其容易受到人为的干扰,进而影响今后工作的开展,尤其是精度的问题最为严重。手持差分型GPS接收机的出现解决了以上出现的问题,这种接收机不是简单地接收机,而是采用的GPS技术,它的速度是其他工具无法比拟的,精度更胜一筹。它在短时间内减少了很大的工作量,保证了监测的实时性,能够快速的将信息反馈到接收方,保证了土地勘测的精确性。GPS技术在地质勘测中越来越受到使用方的欢迎,随着该技术的更加的完善,地质测绘工作也取得越来越快的进步。GPS技术应用在地质测绘上,对相关的工程建设起到了至关重要的作用,除此以外,GPS技术还具备较强的监测功能,防止在地质勘探的次生灾害的出现,例如工地变形等。 四、结束语 综上所述,我们对现代测绘技术有了更新的了解,知道其在现实中应用的广泛性以及其发挥的作用是其他技术不能实现的,在地质测绘中发挥着重要的作用,相关的部门要以此为契机,投入更多的人、财、物继续开发先进的现代测绘技术,使其对本行业产生深远的影响。就目前来看,我国现代测绘技术已经有了很大的进步,但实际其还有很大的提升空间,因此我们要对技术进行不断的革新,这样才能促使我国地质测绘上升到一个新的台面。 地质测绘论文:地质测绘中现代测绘技术的应用探究 [摘 要]近年来,随着我国现代科学技术的快速发展,地质测绘技术取得了长远的进步,各项工程在开工之前都会应用地质测绘技术进行地质勘查,在一定程度上需要高质量的现代测绘技术的支持。与此同时,现代测绘技术在地质测绘中的应用越来越广泛,现代测绘技术为地质测绘提供了良好的基础和前提。笔者就地质测绘中可能出现的问题进行分析,就地质测绘中的现代测绘技术的应用进行阐述和探讨,进一步推动我国地质测绘技术的发展。 [关键词]地质测绘;现代测绘技术;遥感技术 地质测绘的本质是在进行地质调查和矿产勘察,在对收集的数据信息成果进行绘制制图,应用先进的遥感技术、全球定位系统技术和地理信息系统等技术。进行包括地质点测量、地质剖面测量、地形测量、勘探布网测量、地质定位测量、贯通测量、露天矿测量、地表移动观测等,在地质测绘中合理运用现代测绘技术能大大的提升地质测量的精确性和高效性,能有效的保障工程建设期间的安全性和项目建设的稳定性,将现代测绘技术应用到地质测绘中,使地质测绘取得了较大的进步,为实现工程地质测量的高效和准确提供了保障。 一、地|测绘的背景和发展 1.早期地质测绘 早期的地质测绘工作依靠经纬仪和水准仪等进行工作。在实际的工作过程中,工作强度大、测绘精度低和数据误差大,在新时期背景下已经远远不适应现代化的地质测绘工作要求。地质测绘本质是在对地面地质情况勘测后,能实现对地下地质情况有更客观的判断,能有效的掌握勘测地区的地质规律和地质情况,地质测绘工作范围集中、目的明确。与此同时,想要绘制高规格的地质勘测图形,也要根据先期搜集的准确和详细的绘制资料作为地质绘制的基础,所以,在促进现代测绘技术的不断发展中,运用计算机软件进行数据处理,既能节省现场勘察工作量,也能提高地质勘察的工作效率,全面应用的全球定位系统、遥感技术和地理信息技术,能在减少误差的过程中提高地质测绘效率。 2.现代测绘技术 随着现代测绘技术的不断成熟和逐步应用,地质测绘行业也普遍运用到了现代测绘技术,从根本上提高了地质测绘的工作效率。现代测绘技术将卫星导航定位技术、传感器技术、现代通信技术、计算机技术和地理信息系统技术综合运用,实现了时间、空间技术和高新信息技术的综合集成,在一定程度上促进了现代测绘技术的迅速发展。 二、现代测绘技术的种类 1.全球卫星定位技术 全球卫星定位技术是基于全球的卫星导航技术,卫星的定位具有很强的抗干扰性、测量精准和保密性强等特点,在应用到地质测绘过程中,能在有效利用资源过程中,实现应用面广泛,在全天候和高效精准的地质测绘中不断发展,在将全球卫星定位技术和现代网络通讯技术的全球卫星定位技术结合,获得了地质测绘行业的普遍认可和利用,具有广阔的发展空间。 2.遥感技术 测量中的遥感是利用遥感器从空中来探测地面物体性质的,遥感技术是针对不同物体对波谱产生不同反映做出的反馈的技术,能有效的识别地面上各类物体,遥感技术已被广泛应用于资源环境、水文、气象、地质等领域,是一项先进的空间探测技术。遥感技术结合卫星遥感被广泛应用到地质测绘过程中,基于此实现了对各种地质空间信息和环境信息的快速、准确的收集和处理。在综合运用中获取了准确的地质信息,为地质的测绘过程提供了精准的数据图形资料。 3.地理信息技术 地理信息技术又被称资源与环境信息系统,地理信息技术能在一定程度上很好的反映地球的资源和环境状况,运用现代化的处理手段,结合数据库系统和计算机系统实现数据的标准化,便于理解和运用。在不断发展创新中完善地理信息技术系统,进一步实现了系统多样化和系统智能化,充分发挥地理信息技术的作用。 4.全球数字摄影 测量技术全球数字摄影测量技术是基于全球卫星定位技术、遥感技术和地理信息技术集成的综合技术应用。促进了测绘技术向自动化和数字化方向发展。在获取的数码照片经过摄影测量软件进行处理形成高精度可应用的三维空间模型,目前已被广泛应用于水利发电、地质勘探、文物保护、地理信息系统、城乡建设、交通疏导和房产规划等方面。 三、现代测绘技术在地质测绘中的应用 1.全球定位系统测绘技术在地质测绘中的应用 全球定位系统能有效保证测量地质的空间坐标的准确性,在地质测绘的卫星定位的过程中极其关键,在定位获取的地质条件下发现和收集精确的地质信息。现代的测绘技术要紧紧与现代高科技技术结合,对整个空间信息和进行筛选和检测。在动态的地质测绘工作中促进空间信息的精准化。 2.遥感技术在地质测绘中的运用 遥感技术能在地质测绘中利用本身的优势获取丰富的地质信息资源,与此同时,在一定程度上还能够有效地确保地质数据信息的时效性和精准性,保证遥感技术在宏观和微观上都能发挥重要的地质测绘作用,其在遥感技术的广泛应用中反馈的信息数据的真实性和准确性,实现了遥感技术在在地质的各个方面都受到企业工程的地质测绘运用。遥感技术还在对可能出现地质灾害进行预防和监控,避免造成不必要的危害。 3.影像定位技术在地质测绘技术中的应用 地质测绘中广泛应用影像定位技术能有效的确定地质测绘的基本数据信息,特别是针对那些地质条件是岩石和地质结构,要不断进行数据和图像分析得出详细的地质状况,了解最终的地质测绘结果。一般说来,影像定位技术还需要依赖于一些外在技术的支持,比如遥感影像定位技术等,与此同时遥感影像定位技术能有效的实现影像定位,在获得外在技术支持的情况下,使影像定位更加准确高效,更能直观的反映出所需要测绘的地质状况和地形地貌特点,其不仅仅在宏观上对于整个勘测地形有一个详细的反应,还能够进一步在微观上进行剖析,进而有助于我们对测量地质情况有一个更为全面的了解和把握。 四、结语 总而言之,地质测绘技术在不断发展中,将现代测绘技术应用到地质测绘能有效的保障地质测绘质量,能为后期的工程建设提供重要的测绘数据和资料。进而能有效的保障工程的建设质量,提高工作效率。 地质测绘论文:浅谈地质测绘工程中的测绘技术运用 [摘 要]随着近年来科学技术转化的速度越来越快,测绘技术在地质测绘工程中的应用越来越重要。本文主要阐述了测绘技术的发展、缺陷、研究对象、与新技术应用中效果的比较,明确了新技术在测绘测量工程的应用范围及其优势,明确其在测绘方面的价值。 [关键词]地质测绘;测绘工程; 当前在地质测绘过程中,综合应用各种技术不但可以发挥前所未有的功效,还可以大大的提升工程测量的精确性,这就能确保工程建设顺利的开展,使工程安全性能以及质量都能够得到保障,也能有效控制工程成本。这些技术的应用取代了之前的传统的测绘方法,并取得了人们很难预想到的成就,使工程地质测量有了新的突破。例如这些技术包括数字化成图技术、GPS技术和GIS地理信息系统、RS技术等技术的运用。 1 测绘技术的发展和特点 1.1 测绘技术的现状科技的发展,推动社会的进步,社会不断的发展进步,人们利用科学技术对大自然进行开发,推动了地质勘测工作的发展。这与我国科学技术的快速发展是密不可分的,奠定了我国现代的地质勘探的行业得到了快速的发展。计算机技术的发展使其技术有了新的突破,RS系统、GIS系统和GPS系统等取得了长足的发展应用,为测绘技术的成熟奠定了基础。也解决了以往面临的难题,如人力投入多,测量精确度差、工作效率低等,综合技术的应用恰恰解决了以往面临的这些难题。 1.2 传统的测绘技术在地质工程测量中应用的缺陷传统的测量方法,这些缺陷制约着今后工作的顺利开展,测量的精准度低,也得不到地形的剖面图。再加上手工的描述,其精准度更是难以保证。工程的测量工程基本上都是要在野外完成的,条件一般都是非常艰苦的,这样难免会造成工作量非常的大。同时,采用传统的测绘技术的落后程度是工作人员难以补救的,使得在作业的过程中较为繁琐,得到的数据基本上都是人工计算,人工计算使其处理难度大,绘图难,且周期长,这样就使其速度滞缓,传统的技术的应用还需要大量的人力,需要很多工作人员参与到工作中来,耗费了劳动者的大量劳动力。 1.3 测绘新技术的特点随着科技的发展,测绘技术的发展也取得了突飞猛进的进步。它的进步也是与社会的信息化,技术的先进生产力是密不可分的,因此,测绘技术呈现出来了相关领域人员一致认可的特点,如自动化、高精度、数字化等现代设备的特点。具体特点具体阐述如下: 1)自动化程度高。随着科学技术的发展,与该领域相关的计算机技术取得了跨越式的发展,它的发展完善了精密的软件处理系统,精密的软件处理体系就会发挥非常重要的作用,能够结合其勘测的地质的实际特点,绘制出非常精确的图案。精密的软件的使用也使得人工参与减少,解决了人工参与最大的缺陷就是失误概率大大的降低了。 2)测图具有高精度、高准确性。数字技术的运用大大的提高了工作效率,减少了人工计算或测量的误差,使测图的精确度使之前传统技术无法比较的。如此高的精度是传统的测绘技术所不具备的,也是其该技术具备了传统技术实现的优势,并且所测量的数据和信息都是经过软件系统的制作和传输的,所以制图过程精确度极高,能有效的描述地质的实情,不至于由于误差而失真。在新技术的绘图中是将相关的误差降到很低,为今后的工作提供指导性的建议。 3)数字化的图形编辑。测绘新技术采取数字化编辑图形,可以顺利的测量出被测量事物的性质及周围的环境,把真实的情况通过图形能够快速的反馈出来,图形反馈也是本着一定的比例尺反馈,使其误差大大的减少,非常精确的反馈当时的地质信息,另一大优点就是能够及时的更新和修改,可以保证图纸的时效性非常的强,使图纸的使用度大大的提高了。 2 测绘工程中GPS技术 GPS技术在其地质测绘中发挥着重要的作用,在地质测绘中应用广泛。该技术应用的原理是通过人造卫星发出的信号,这种信号传播的速度是非常快的,使其对方顺利地接受。并能通过采集的数据进行运算。该技术在测绘工程中的应用是其很多技术难以比拟的,该技术的应用也是取得了里程碑的意义,阶段性的进步促使这种技术的民用,该技术是由接收机和数据链组成,早测绘上的应用,也是将在军事上的用灵活的运营到了测绘工程上的,将观测到的数据快速的传播到了接收方,接收方根据接收到的数据进行运算,通过运算后得出相应的结论,有助于进一步进行地质勘测。 3 GPS相对于传统测绘的优势 传统的监测方法,是采用平板仪补测。平板仪补测法的缺点是速度慢并且其效率非常低,并且在具体的实施过程中其容易受到人为的干扰,进而影响今后工作的开展,尤其是精度的问题最为严重。手持差分型GPS接收机的出现解决了以上出现的问题,这种接收机不是简单地接收机,而是采用的GPS技术,它的速度是其他工具无法比拟的,精度更胜一筹。它在短时间内减少了很大的工作量,保证了监测的实时性,能够快速的将信息反馈到接收方,保证了土地勘测的精确性。GPS技术在地质勘测中越来越受到使用方的欢迎,随着该技术的更加的完善,地质测绘工作也取得越来越快的进步。GPS技术应用在地质测绘上,对相关的工程建设起到了至关重要的作用,除此以外,GPS技术还具备较强的监测功能,防止在地质勘探的次生灾害的出现。 4 GPS技术在地质测绘中的应用 4.1 应用于测定大地控制网点在地质测绘中的勘测网络是非常重要的,它跟别的网络还不一样,它主要是由基线和勘探线所组成的,它的很大的一个作用就是在没有大比例尺寸的地区,则应当建立起一个勘探区域控制网络,以此作为勘探工程的基本空股指网络。GPS在勘探区域内,利用分级布设方对控制网络进行分布,这种分布方式对以后的工作有一定的指引作用,能够形成长短边结合的结构,以此来减少边缘误差的积累,更有助于对数据处理结果进行分析和判断。 4.2 应用于野外测绘野外测绘项目是地质测绘工作的重要组成部分,该项目在测绘中也是非常有挑战意义的。GPS技术的应用,其导航与勘测功能对野外测绘有着非常重要的意义。首先,这个时候卫星派上了用场,使用卫星对野外进行高效的选址测绘,它的遥感和定位功能是任何一个工具都不能比拟的,当然不排除其信号受到外界的干扰,准确性还是有待考究的,但是这种概率是非常低的。这种技术尤其是在地形比较复杂的区域,其功效是非常大的,例如山地、丘陵等,最为明显,更容易的凸显GPS技术的优势。其次,它的另一个功能就是系列的静态监测,它面对突发事件会显得更加的从容,使其选址定点更加符合安全作业的标准。因此,运用GPS技术在应用的过程中,尤其是进行选址与监测工作时,必须要制定严格的操作规程,严加考虑现场实际作业情况,避免无用功的出现。 5 结语 通过对上文的阐述,我们知道了现代测绘技术在地质测绘中已经得到了广泛的应用,其所起到的作用是十分明显的,需要以此为契机,投入更多的人、财、物继续开发先进的现代测绘技术,使其壮大发展。现阶段,我国现代测绘技术发展已经十分先进,但是上升的空间还很大,通过我们技术的革新,使其该技术更上一层楼,推动我国地质测绘向前迈一个大台阶。 地质测绘论文:测绘新技术在地质工程中的应用研究 [摘 要]伴随着我国社会的进步与科技的发展,当前各种先进技术覆盖应用至各行各业,尤其是快速发展的测绘技术,已经完全取代传统的测绘技术而得到了广泛的应用。在工程建设中,人们也越来越重视安全性以及工程测量的精准度,因此测绘新技术在地质测量工程中的发展不可取代。 [关键词]测绘新技术;地质测量工程;应用 这些年以来,我国测绘新技术伴随市场需求的发展而不断产生,实现了在工程测量领域中的广泛应用,尤其在凸显我国科技水平飞跃发展的领域得到了很好的彰显。比如GPS全球卫星定位技术,在多次的实践应用中证实其功能与优势,其包含的地面控制部分、空间部分以及用户设备部分,通过利用高精度GPS采集测量信息,更是具备了很大的开发应用潜能[1](见下图1)。本文结合笔者多年的工作实践经验探讨测绘新技术在地质测量工程中的应用。 1.测绘新技术简述 测绘新技术主要应用工作还是在于获取足够的地理信息,并以数字化的方式实现,提供便捷性与精准度。而数字化则可分为地图数字化与数字化成图,前者要求输入原有的地图,编辑后形成数字地图,后者则需要采用电子平板对生成的图纸资料进行采集[2]。另外还有一种新的技术是RS技术,通过利用电磁波理论和传感器对物体反射的电磁波信息进行收集,最终形成图像。遥感技术则主要应用在测绘地图上,数字测量技术要借助计算机与影像技术进行处理,确保测量结果以数字形式表现,地理信息技术要整合采集的数据分析结果,确定测绘对象的三维效果图,从而发挥预测功能,为决策的方案提供借鉴参考作用。 2.测绘新技术在地质测量工程中的应用 2.1 摄影测量技术的应用 摄影测量技术主要通过摄影的方式获取被测物体信息,这一技术当前已进入了数字摄影测量的阶段,经过计算机与影响处理技术测绘相关的影像,就能得相应的地物和地形资料,并将信息转移到室内,且测量整体的准确度得到大大提高[3]。比如一些人口较多的城区,受到人流量的影响较大,传统的室外测量无法开展,摄影测量技术就能很好地展开大面积项目的测绘工作,尤其是数字测量还可以根据城市比例和图示尺寸的对比进行即时性的更新测绘,不受室外人流量和土地面积的影响,为城市规划建设工作提供更多有效数据。当前,我国城市进程加快,城市中的人口数量急剧增加,传统室外测量遇到了难以突破的瓶颈,摄影测量技术的应用无疑很好地解决了限制性问题,并在今后的城市建设工作中发挥更大的作用。 2.2 遥感测绘技术的应用 遥感测绘技术在地质勘测工作中也应用较为广泛,能够实现大范围数据的快速便捷收集,并实时提供动态情况,尤其是旅游业景区测绘中应用效果显著。很多旅游景区占地面积较大,不同区域的地形和地貌表现也各不相同,传统的测量方法应用其中难度较大,而遥感技术能实现地面物体物理结构因素的测量,并结合物体本身绘制相应的图像,有助于旅游景点新旅游资源的发现与挖掘,对形成新景区有很好的推动作用。遥感技术影像的呈现是多层次的,且含有智能化的特征,所以还能为旅游景区开发提供更有效和准确的数据信息。 2.3 GPS测量技术的应用 GPS测量技术应用在测绘工作的定位上,为工程测量提供了新的手段与方法。过去的测绘通常依据地面的具体定位实现,但当前空间性更强、定位要求更精准、测量工作更高效的背景下GPS技术完全取代传统的方法,其定位的空间也不仅仅局限于陆地以及近海领域,更是延伸到了海洋甚至宇宙的范围,过去采用的静态扩展定位模式也已实现动态化,于是更广泛地应用于当下国民经济发展的定位服务上。我国的地质测量工程中应用GPS定位技术进一步提高了工作效率也保障了工程建设的安全性,工作实践也证实其应用价值,比如国家建设大地网的铁路与高速公路,或是勘探开发石油等。从道路工程测量方面来看,GPS技术的应用作用非常重要,通过使用渐变平面坐标系,标注收集的路线信息,整合形成条带状坐标系,在观测计算后获取观测值,经过仿真初测导线平面控制网对精准度进行进一步的确认与分析,最终提供给道路工程建设工作所有的勘测数据[4]。 2.4 GIS技术的应用 GIS技术也在地质工程测量中应用普遍,由于传统的矿山地质测量,很多工作人员会采用人工测量方式,而一旦遇到规模较大或是地质条件较为复杂,需要采集很大的信息资源,那么就会花费大量时间测量,也影响决策方案的科学性。GIS技术很重要的功能发挥在其空间导向性上,帮助工作人T发现很多未知的信息,并以不同的比例进行观测。比如在浏览矿山时,地理环境复杂,GIS技术应用后会显示整个矿山的外形和走向,逐渐调整更大的比例后,矿山的山石、树木、走势都会清晰显露出来。还有一种突出功能是地质制图,在工程地质图绘制时通过GIS测绘技术绘制平面图,采用其查询功能对地形图和背景地质图进行过滤,选出线型将剖面线与场区边界进行描述,采用不同符号标注不同的钻孔,再通过GIS技术制图组件设置图框和比例尺,最终自动生成不同地质情况的位置坐标与标记,就得到工程地质制图。 2.5 3S集成技术的应用 这种技术能够实现最大范围中的高精准度数据收集,且应用在测绘工作的各个技术融合后发挥非常重要的作用,属于一种整合了GPS定位技术、地理信息技术以及遥感技术等的智能观测技术。比如我国建设的三峡工程,大多都采用3S测量技术,首先大范围测量三峡工程区域数据,使用高空遥感测绘,得到有效图纸和数据,再通过GPS的准确定位于测量为数据的分析做出决策。整个三峡工程的建设中,3S测绘技术提供了巨大的便捷性与精准度,并且作为一种全新的测绘技术,其内在的功能和潜力还会在未来的应用中得到总结与新的开发,具有非常广阔的发展前景。 3.小结 综上所述,我国工程测量技术已经实现了从传统测量到数字化测量的发展,而工程测量作业结合内外一体的客观现实更是促进了这种技术将得以最大化的进步,数据获取、应用和处理也逐渐实现自动化,未来也将会向着数字化与智能化相结合的方向发展。 地质测绘论文:地质测绘技术在地质工程测量中的应用探讨 [摘 要]本文对现代地质测绘技术在地质工程测量的应用进行了阐述,并对测绘技术应用中需要注意的事项提出了对策。 [关键词]地质测绘;测绘技术;地质工程;工程测量 引言 随着科学技术的不断发展,遥感技术、地理信息技术以及全球定位系统技术和数字化摄影技术等的应用,为工程地质测量开了一扇新的大门,这些技术在工程地质测量中已经取得较大的成效,逐渐取代了传统工程测量的测绘方法,如传统的几何测量以及三角测量等。测绘新技术的应用以及推广,为地质工程测量获得精确的数据和图片信息等,为工程决策等提供重要的作用。因此,怎样更好地应用和开发这些测绘技术,使之发挥最大价值,以满足社会发展所需,是值得我们思考的问题。 1 地质工程测量应用现代地质测绘技术的重要作用 (1)测绘技术的发展及现代化测绘技术的应用,对地质工程测量有了很大的推动作用,尤其是计算机水平的提高和网络化技术的应用,更得益于RS遥感系统、GIS地理信息系统和GPS全球定位系统的发展应用,为测绘技术的成熟奠定了基础。 (2)现代地质测绘技术在地质工程测量中呈现出了全方位、数字化、网络化的服务。测绘新技术在地质工程测量中的应用,提高了测量的精度,并且减少了人力测量,有效的提高了工作效率。 (3)新的测绘技术基于先进的计算机技术,并且运用精密的软件处理系统,能够根据地质的实际特点,绘制出精确的图案。由于是信息化的运作,程序严密,不易出错,并且自动化程度高,减少人为的参与,降低了失误概率。 (4)数字技术的运用,减少了误差,使测图的精确度有了显著的提高。由于所测量的数据和信息都是经过软件系统的制作和传输的,所以制图过程精确度极高,能有效的描述地质的实情,不至于由于误差而失真。在新技术的绘图中是不存在视觉误差、方向误差的,同时采用先进的技术,达到了对地质测量的高度精密。 (5)测绘新技术能够准确的测量出所测事物的性质及周围的环境,可以使绘图更详细,准确的反应所测地点的真实状况。并且所测信息容易搜索,方便重复使用和检查。 (6)测绘新技术采取数字化编辑图形,因此保证了图形的正确性,并且能够克服图形比例尺的频繁更改而造成的误差问题,不论比例尺的大小,都能准确的反应所测地质的信息,并且能够做到及时的更新和修改,可以保证图纸的时效性,能够提高图纸的使用度。 2 目前地质测量中常用的测绘技术 (1)遥感(RS)测绘新技术。遥感技术在地质工程测量中,有着相对较长的应用历史,因此,此技术的应用经验已经相对丰富。它是通过遥感器远距离、全方位获取及时的综合性数据,所以具有很强的时效性和全面性。同时也降低了测量成本,提高了测量工作的效率。 (2)地理信息系统(GIS)技术。此技术与计算机密切相关,能够采集、储存、管理和分析庞大的数据资料,是重要的数据来源。其通过计算机软件来自动处理数据,能够精准地分析和管理数据,使计算误差降到最低,能为分析和决策提供重要的数据支持,对地质工程测量起到了事半功倍的效果,有着不可估量的作用。同时,其信息量丰富且有较强的可视性,方便使用者操作。 (3)GPS全球定位系统技术。GPS全球定位系统在地质工程测量中的广泛应用,使定位的精准度得到极大提高。如:在6公里内精准度约10~6;当定位范围扩大到100~150km时,精确度约10~7;定位距离在1000公里则可达10~9。进行一小时以上观测的数据误差仅在1mm之内,较ME-5000电磁波测距仪测得的数据精确度有明显的提高。同时GPS的使用非常简单,工作人员仅需根据测绘的基本操作方式进行操作就能完成测量任务。 (4)数字化成图技术。是全站仪、电子手簿等,其特点是精度高、内外业分工明确、便于人员分配,从而具有较高的成图效率。 (5)数字摄影测量。是基于数字影像与摄影测量的基本原理,应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法。全数字摄影工作站的出现,加上GPS技术在摄影测量中的应用,使得摄影测量向自动化、数字化方向迈进。 (6)RTK技术。是以GPS 技术作为前提的。它能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果,并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的GPS 定位测量方式。 3 地质测绘技术在地质测量工程中应用需要注意的事项 (1)注意编制地质测量纲要。在开展现场地质测量工作前,必须编制监理规划与纲要。编制监理规划是地质测量工作的前提,是收集工作区内已有地质资料的重要手段。在纲要中还要详细阐述对场地地质条件的认知程度、项目概况,着重提出本次工程地质测量的目的、方法、仪器设备、勘察范围和技术要求。 (2)要选择合适的测量方法。地质勘察测量主要有钻探、取样和试验三种方法,它们都拥有着非常强的针对性,选择合适的勘察测量方法可以起到事半功倍的效果,否则不但起不到应有的作用,还有可能会浪费大量的工作时间和资金。 (3)做好工程测量的质量控制。工程勘察测量对于确保工程建设有着重要的基础作用,但只有保证了工程地质测量的质量才能保证工程勘察的质量,继而保证工程的施工质量。如果地质勘察工作失误、失真,将很可能使地基基础出现问题,一旦问题形成将会造成工程建设的极大浪费,甚至对社会产生深远的不良影响。因此为保证测量质量和提高勘察的效率,要严格落实质量目标考核责任制、质量责任追究制,严格按照质量认证体系的要求,规范流程,明确责任,用过程质量保证总体质量。 (4)要做好测量数据的分析。工程地质测量工作报告是地质勘察工作的灵魂体现,根据测量与勘察的工程地质层的物理力学性质及结构,提出在建设设计时应注意的问题或隐患及解决建议或加固方案。在尽可能的情况下列出工程地质结构的性等的分布、储量和质量评价和开采条件、运输距离、运输方式等。通过运用科学的方法合理评价设计方案,在确保安全和功能的前提下,通过提高技术含量,合理、灵活的运用设计指标,达到最佳技术与经济效益。 (5)工矿.城镇和其他地物密集而地势较为平坦的地区.用全解析法测绘1:500和1:1000 比例尺的地学图形。在空旷地区.高山等地势复杂地区.采用航测成图法、测绘1:2000或1:5000比例尺的地形图;相应较小比例尺的地形田、地形图,均由所测地形圈编制而成。地学图形可按图形文件或数据文件存储,地物、地貌的变更采用补测的方案进行。定期进行GPS定位,取得新的控制点坐标.以保证补测与原因的有机拼按。补测的概念应扩大内涵,因为数字模型地学图形在逻辑上是广大区域的图形,非整个区域的地学图形测绘均可称为补测。 4 结束语 工程测量技术在我国的经济发展历程中有着极为重要的作用,它为我国的工程建设提供了强有力的保障。但是随着各种新的工程测量新技术的发展,对测量技术人员的要求也越来越高。在这种状况下,就要要求我国的工程测量人员必须随着测量技术的发展不断更新自己的技术水平,只有这样才能够对新的测量设备进行正确的操作,在工程测量工作的开展中才能提供精确的数据,为工程的施工创造良好的条件。 浅析我国地质勘查中测绘技术的应用 [摘 要]随着社会经济的快速发展,一些先进科技被广泛运用到当代的地质勘查工作中,这些新技术在地质勘查工作中取得了重要成果,使地质勘查水平得到了显著的提高,测绘技术主要包括了遥感技术、卫星导航定位技术、地理信息系统技术等现代化的测绘技术。本文阐述了测绘技术在地质勘查中的应用及未来的发展趋势,仅供同行探讨。 [关键词]测绘技术 地质勘查 应用 地质的测绘对地质调查及矿产勘查有着重要意义,随着近年来科技的进步,测绘技术变得更加先进,测绘技术已经成了我们生活中的一个不可替代的工具,其利用领域也越来越广阔,优秀技术也越来越发达,其中全球定位系统(GPS)、遥感技术以及地理信息系统的发展更是成为了现代测绘的优秀技术。 一、地质测绘的概述 当前我们所说的地质测绘一般来说是指围绕一个固定的工程项目针对其周围的地质环境进行相关测绘工作,其主要的研究对象就是工程周围的岩石,其研究的主要目的就是使得工程施工人员能够对于工程周围的环境有一个详尽的了解,进而为工程的顺利完成打好基础,因此,这也就要求我们在进行地质测绘的过程中不仅仅要尽可能的要求内容详尽,更要做到精确,避免因为地质测绘问题而导致工程质量问题的出现。就当前我国的地质测绘现状来看,大多数是采取一些较为简单的工具进行,因此,在质量和精确性上确实存在着一些问题,而提高地质测绘技术则能够在极大程度上解决这一问题,这也是当前现代测绘技术在工程地质测绘中所发挥的作用越来越重要的主要原因所在。 二、现代测绘技术在地质勘察工作中的应用 2.1常规的地形测量是指采用常规的测图方式,首先将控制网点进行布设,这些控制网通常是以国家水平的控制网点为基础,进行加密处理的次级控制网点,在根据加密的控制点对图根点进行布设。最后将加密的控制网点与图根控制网点进行配合对地质碎部进行测量,进行地物点与地形点的测定,结合才图上的位置,根据一定的规律与符号将其绘制成平面图。其中需要使用到的仪器主要有经纬仪、大平板仪、全站仪、测距仪、塔尺、绘图板、棱镜等设备。对地形的测量主要使用GPS-RTK测量技术,GPS-RTK测量技术可跳过加密控制的步骤,直接在顶级控制网建设完成后便能直接进行地形碎部的测量,基础站的设置通常选择在工程已知的控制点或卫星信号及无线电信通讯信号较强的位置,流动站应经过已知控制点的校验及平面坐标的确定和满足高程限差的要求后,才能对相关数据进行采集作业。一个基础站点通常有多个流动站进行作业,一个流动站通常由一个人为代表进行操作,在测量时沿着地形碎部进行测量,每个点上做短暂的停留,就能准确的将每个点的平面坐标及高程进行确定。? 2.2在进行地质工程的勘察工作时,进行科学的工程地质测绘,这不仅是最基础的工作,也是最优秀的工作。地质工程的测绘具有较长的年龄,其技术含量随着时代的发展也逐渐提高。在复杂的地形中也能进行有效的勘察。在实际勘察工作中,初期的相关数据的探测将遇到一些复杂的问题,因此应及时的将各种情况进行分析研究再进行绘制,测绘时应严格根据相关规定进行应用。首先勘察部门应将地质问题进行有效的调查,在调查时使用工程的测绘技术进行必要的补充。利用工程地质的理论知识为基础,进行工程地质的测绘工作,将各种地质问题详细的描述和分析,融入到地质勘查的测绘中。使测绘工作能够清楚明白。另外还应尽量的多将工程建设的地质资料及条件进行收集,仔细的对相关资料进行研究,进而使地质测绘工作的准确性得到保证。在实地测绘勘查中,应及时对现场的自然地质条件、劣质地质形象、地质结构构造、勘查地区周边的岩层性质、第四纪地质、地貌等信息进行全面准确的测量,且在测量时应保证地质点的位置与高程满足相关规定的要求。 2.3测绘技术对矿产的勘探有着重要作用,能对地下资源进行开发,对矿物的储存量进行分析,结合矿产的分布定制工程的计划与勘察方向。对矿产的勘探,首先是将矿床进行定位,并圈定,将矿产的隐伏矿体进行勘探,进而有目的的进行后续的勘查工作,并对矿床的远景作出一定的评价,对勘探的明确位置与目标确定之后,能为后续勘探工作作出较大的便利。为了使勘探变得更为方便,往往需要进行地质填图,最后进行合适的山地工程与钻探普查工程。 三、测绘技术的发展方向 3.1 全球定位系统(GPS)的发展 GPS 即全球卫星定位系统,最初它是由美国国防部开发的。其理论是利用离地面约两万多公里高的轨道上运行的 24 颗人造卫星所发射出来的讯号,以三角测量原理计算出收讯者在地球上的位置。GPS采用的是全球性地心坐标系统,坐标原点为地球质量中心,也就是开发成熟的GPS系统是可以为全球所用的。 GPS自问世以来,充分显示了其在无线导航、定位领域的霸主地位,随着科技发展,GPS 发展态势越来越快而其应用也越来越广,可以说其已经不仅仅应用于定位这个作用了,其已经开始在多领域中开始被使用,可以说已经成了普遍的科技系统。 3.2 遥感技术的发展 遥感技术在近一、二十年内飞速发展,这种发展主要表现在新型传感器的研制和应用其发展的特点如下: 3.2.1新型传感器推出速度快,而且行为模式多而全面,并且在技术上已经达到了世界先进水平,既有框幅式可见光黑白摄影、多光谱摄影、彩色摄影、彩红外摄影、紫外摄影,又有全景摄影机、红外扫描仪,红外辐射计、多光谱扫描仪、成象光谱仪,CCD 线阵列扫描和矩阵摄影机、微波辐射计、散射计,合成孔径雷达及各种雷达和激光测高仪等,这使得绘测技术在使用中可以根据不同地貌与特征采取不同的工作方式,从而使绘测工作在任何区位特征的影响下都能达到最佳的效果。 3.2.2形成多级空间分辨率影像序列的金字塔,以提供从粗到精的观测数据源,从而使我们在感官上对绘测结果有更清楚的认识。传感的研制在向更高的空间分辨率方向发展的同时,可反复获取同一地区影像数据的多时相性,从而可以掌握对同一区域不同时间的变化。一般是空间分辨率低的而时间分辨率高。遥感多时相性,提供了人们长期、系统和动态研究地球表面的变化及其规律的可能性。 四、地质勘查信息系统的发展 从系统完善的角度来分析,在未来的时间里,地质信息系统将向着标准化数据、多维化数据、集成化系统、智能化系统、网络化信息平台及社会化应用程序的方向发展。互动操作地理信息系统是GIS系统的集成化平台,其主要作用是在多个地理信息的系统及其他相关系统在异构的环境下完成相互通信与合作,进而将制定的相关任务进行完成。目前三维地理信息系统的研究,主要研究对象是三维数据结构的科学设计、系统的优化和实现、信息化技术科学运用及三维地理信息系统的功能与模块设计等方面的内容. 综上所述,随着科学技术的飞速进步,绘测技术在地质勘探中的作用也越来越重要。但在不远的未来仍然需要进一步的测绘地质勘查中积累的宝贵经验,继续在高科技领域中提高它的实际作用,从而早日使我国的地质勘查技术达到世界先进水平。 作者详细邮寄地址:辽宁省铁岭市银州区文化街28号辽宁省第九地质大队 吴迪。
期刊收录:知网收录(中) 维普收录(中) 万方收录(中) 国家图书馆馆藏 上海图书馆馆藏
机电一体化技术在智能制造中的运用:试论机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用 摘要:文章重点介绍了机电一体化智能制造的概念、特点、支撑技术、研究内容和发展简况;并对智能制造与人工智能和计算机集成制造系统的关系作了简要介绍。 关键词:机电一体化 智能制造 制造企业 机电一体化又称机械电子学(Mechatronics,由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成)。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术,是机械和微电子技术紧密集合的一门技术,它的发展使冷冰冰的机器有了人性化和智能化。如今的现代化企业已经进入了崭新的智能制造时代。 一、智能制造的概念 智能制造应当包含智能制造技术(IMT)和智能制造系统(IMS)。因本文不涉及智能制造技术本身,只侧重于论述制造模式,所以重点讨论智能制造系统。智能制造技术是指利用计算机模拟制造专家的分析、判断、推理、构思和决策等智能活动,并将这些智能活动与智能机器有机地融合起来,将其贯穿应用于整个制造企业的各个子系统,以实现整个制造企业经营运作的高度柔性化和集成化,从而取代或延伸制造环境中专家的部分脑力劳动,并对制造业专家的智能信息进行收集、存储、完善、共享、继承和发展的一种极大地提高生产效率的先进制造技术。智能制造系统是指基于IMT,利用计算机综合应用人工智能技术、智能制造机器、技术、材料技术、现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、并行工程、生命科学和系统工程理论与方法,在国际标准化和互换性的基础上,使整个企业制造系统中的各个子系统分别智能化,并使制造系统形成由网络集成的、高度自动化的一种制造系统。 IMS是智能技术集成应用的环境,也是智能制造模式展现的载体。IMS理念建立在自组织、分布自治和社会生态学机制上,目的是通过设备柔性和计算机人工智能控制,自动地完成设计、加工、控制管理过程,旨在解决适应高度变化的环境制造的有效性。由于智能制造模式突出了知识在制造活动中的价值地位,而知识经济又是继工业经济后的主体经济形式,所以智能制造就成为影响未来经济发展过程的制造业的重要生产模式。 二、智能制造系统的特点 IMS具有以下几个特征: 一是自组织能力,二是自律能力,三是自学习和自维护能力,四是整个制造系统的智能集成,五是人机一体化智能系统,六是虚拟现实。 综上所述,可以看出IMS作为一种模式,它是集自动化、柔性化、集成化和智能化于一身,并不断向纵深发展的先进制造系统。 三、智能制造的支撑技术 人工智能技术; 并行工程; 虚拟制造技术; 信息网络技术。 四、智能制造主要研究内容及目标 1.智能制造主要研究内容 (1)智能制造理论和系统设计技术; (2)智能制造单元技术的集成; (3)智能机器的设计。 2.智能制造主要研究目标 (1)整个制造过程的全面智能化,在实际制造系统中,以机器智能取代人的部分脑力劳动作为主要目标,强调整个企业生产经营过程大范围的自组织能力。 (2)信息和制造智能的集成与共享,强调智能型的集成自动化。 五、智能制造的发展简况 1.国外发展简况 自20世纪80年代美国提出IMS概念以来,IMS一直受到众多国家的重视和关注。日本、美国、加拿大、澳大利亚、瑞士和欧洲自由贸易协定国在1991年1月联合开展了由日本首先于1990年4月提出的为期10年的IMS国际合作计划。 2.国内发展简况 我国20世纪80年代末也将“智能模拟”列入国家科技发展规划的主要课题,已在专家系统、模式识别、机器人方面取得了一批成果。1993年,中国国家自然科学基金委员会重点项目“智能制造技术基础的研究”获准设立,1994年开始实施,由华中理工大学、南京航空航天大学、西安交通大学和清华大学联合承担。研究内容为IMS基础理论、智能化单元技术、智能机器等。至今,已取得了不少可喜的研究成果。 综上所述,可以看出IMS是一种集自动化、柔性化、集成化和智能化于一身的制造模式,具有不断向纵深发展的高技术和高水平的先进制造系统,同时也是需要投入巨大科研力量去突破一个个技术难点的先进制造系统。目前研究的重点为虚拟企业、分布式智能系统、并行工程和基于的IMS。同时也应看到,这是一个人机一体化智能系统,只要努力追求人的智能和机器智能的有效结合,这样的系统就有可能实现。当然,这种实现是一个从初级到高级的发展过程。 总之,随着智能产品价值日益攀升,在可以预见的未来,IMS模式将成为下一代重要的生产模式。 (作者单位:淄博市技师学院) 机电一体化技术在智能制造中的运用:机电一体化技术在智能制造中的应用 摘 要:自从改革开放以来,我国的科学技术发展迅速,在工业生产中体现为微电子技术和自动化技术的应用,就目前的工业企业生产而言,机电一体化技术已经成为了我国工业发展过程中的一种强劲动力。机电一体化技术属于综合性的技术,它融合了电子、计算机、机械以及信息技术的优势,将生产设备进行有机的组合,利用信息设备对其进行控制,大幅度提升工业企业的生产效率。在智能制造过程中使用和发展机电一体化技术将是智能制造发展的大方向,在智能制造过程中,加强机电一体化技术的使用对于提升企业的生产能力,提升产品质量以及提升产品的科技含量具有重要意义。 关键词:机电一体化 智能制造 应用 机电一体化又称为机械电子学,随着科学技术的进步和经济的迅速发展,机电一体化技术在生产中逐步的得到了广泛的应用,尤其是在市场经济下竞争激烈的今天,机电一体化技术成为了工业生产的强劲动力,机电一体化技术将电子与机械进行紧密的集合,从而实现了人们对机械设备的智能化管理,新世纪的制造必然是智能制造。智能制造包含两重含义,即智能制造系统和智能制造技术,在目前的工业企业生产过程中,智能制造已经成为了制造业的主流,智能制造通过计算机模拟人脑,对制造过程中的各个环节进行分析、推理、判断以及进行生产的决策,从而实现整个企业生产过程的智能化以及高度人性化,以电脑的模拟分析代表人脑的分析过程,对生产过程进行准确的控制。该文介绍目前机电一体化技术的发展现状以及智能制造的概念,着重说明智能一体化技术在智能制造中的应用,希望对读者有所帮助。 1 机电一体化技术发展的现状 机电一体化技术是电子技术和机械技术的集合。机电一体化技术在20世纪60年代初步形成,这种技术的出现是为了满足工业生产的需要,在发展的最初阶段是通过电子手段对机械设备进行控制,提升企业的生产效率。最初的机电一体化技术十分简单,技术含量也不高,智能适用于简单小型设备的生产。经过几十年的发展,机电一体化技术已经逐步的融合了计算机技术的精华和微处理技术的精髓,尤其是进入21世纪以来,机电一体化技术又和信息技术以及电子技术等高新技术融合,模拟人脑对生产过程进行分析和判断,使生产逐步的智能化。 如今的机电一体化技术,尤其是在一些大型企业的生产过程中,涵盖了机械技术、电子技术、控制技术、计算机技术、声学技术、光学技术等。机电一体化技术的发展依赖众多科学技术的发展,机电一体化的发展是为了适合生产的实际需要,机电一体化技术将更加的智能化、模块化和网络化。机电一体化技术能够高度的模拟人脑,对整个的生产过程进行分析和判断,发出各种操作指令,完成复杂的生产,对生产所用的机械设备进行智能控制,整个生产的过程也十分的人性化,电脑代替人脑进行控制大大的减轻了人们工作的负担。目前,随着经济全球化进程的不断推进,工业生产已经不仅仅局限于某个区域,而是就地取材,遍布世界的各个角落,因此,机电一体化技术也有了新的含义,远程控制技术以及远程监视技术也在渐渐的被应用到机电一体化技术中来,机电一体化技术的发展是随着科学技术的发展和生产的需要而不断发展的,机电一体化技术有着广阔的发展空间。机电一体化技术的发展也势必会使企业打破自有的生产模式,逐步的实现模块化集成机电生产,统一机电产品的部分标准,规范生产过程,提升产品质量。 2 智能制造技术及其发展 随着科学技术的迅速发展,机械制造技术也不再拘泥于陈旧的生产模式,科学技术赋予了机械制造新的活力,机械制造技术正在逐渐的吸取各种技术的精华,实现自身的改革和进步。现如今,生产逐步的实现机械化,人们对于机械设备的需求不断加剧,为了满足这种需求,人们不断的研究新的技术提升机械生产效率。智能制造技术是目前机械制造技术的主流,智能制造技术是使机械设备自主驱动并且自主的控制机械设备的元件,实现机械设备系统控制的智能化,智能制造也必然是机械制造的主流趋势。智能制造能够储存大量的信息,能够有效的获取生产过程中的信息,能够对生产过程中出现的问题进行及时的处理,具有组织、学习、分析、优化、维护的功能。智能制造技术克服了传统制造中的诸多缺点,大幅度提升了产品的质量,提升了产品的合格率和科技含量。智能制造技术正在逐步的借助三维动态演示,模拟技术、计算机编程、多方向视图技术以及比例缩放等技术,对所要制造的产品进行设计和生产过程控制,使生产过程能够满足设计图纸的高精度需要。智能制造技术在大幅度提升制造效率的同时还能够实现人机的互动。 智能自造技术能够对产品的设计生产等各个环节进行有效的控制,减少了人工的劳动,解放了大量的劳动力,在劳动力紧缺和劳动力成本很高的今天,智能制造技术对于企业的生存和发展有着特殊的意义。另外,对于一些污染较重以及危险技术较高的生产制造单位而言,使用智能制造技术不失为最佳的选择,使用智能制造技术能够及时发现安全隐患,有利于企业的安全生产。一些具有特殊生产要求的企业必须使用智能制造技术以实现劳动工人无法实现的操作控制,智能制造技术的使用还在很大程度上减少了误差和人为失误的出现,提升了产品的质量和生产效率。 3 机电一体化技术在智能制造中的应用 智能制造技术随着生产的需要发展迅速,并在短短的十几年间广泛的应用到绝大多数的工业生产当中来。当前,机电一体化技术正在逐步的和智能制造技术进行结合,用以满足多样化的工业企业的生产需要,同时两种技术的有机结合也为两者的发展提供了更为广阔的发展空间。机电一体化技术在智能制造中的逐步应用必然会应用到一些优秀的技术。传感技术就是其中的优秀技术之一,传感技术如若应用到智能生产当中来必须要保证其准确性和灵敏性,并且保证传感器不被目标信号以外的其他信号所干扰,单纯的传感器是不行的,还要建立相应的传感器网络系统,传感器用于目标信号的收集,无线传感器网络实现信息的传输,通过计算机收集的信息进行分析和处理,最终达到对于整个生产过程的控制。就目前生产制造而言,主要采用的是非接触性的检测手段以及光纤电缆传感器,采用统一且标准化的接口,将设计的难度适当降低,主要开发成本较低的串行接口。 机械制造在国民经济中占有重要的地位,同时机械制造对于国家农业和工业的发展有着重要的意义,在我国,数控领域最早将机电一体化技术应用到智能制造中来,数控生产对于智能控制的要求非常高,其中还要涉及到模拟、信息处理等多种技术,在生产过程中,智能控制技术能够对无法进行建立模型的环节以及模糊的信心进行处理,优化整个生产过程的管理和控制。目前的数控机床主要采用多CPU和总主线的结构形式,通过在线诊断以及模糊智能控制技术,采用大型的储存设备、提升数控能力,提供二维和三维的仿真动态画面,对整个生产的过程实现多过程和多通道的控制。 自动机械和自动生产线也在智能制造中得到了很好的应用,其使用人机界面控制装置、光电控制系统以及可编程序控制装置等。机电一体化技术在智能制造中的极高体现表现为工业机器人的使用,工业机器人综合了人工智能、遥感技术、通讯技术、仿生学技术等,它可以对生产信息记性获取、识别和处理,工业机器人在目前工业生产中发挥着不可替代的作用。 4 结语 机电一体化技术技术的在智能制造中得到了极为广泛的应用,提升了以往低下的生产效率,革新了传统的生产模式,机电一体化技术在智能制造中广泛的应用是经济发展的结果,也是工业生产的需要,这种生产制造模式实现了技术的融合,提升了生产效率,推进了工业生产的革新。 机电一体化技术在智能制造中的运用:机电一体化技术在智能制造中的应用浅析 摘 要:随着经济的不断发展,科学技术也得到了极大的进步,各种新技术、新手段层出不穷,给人们的生产生活带来巨大的冲击。其中智能制造利用机电一体化技术发展十分迅速,并且提升了我国的机械制造水平。基于此,本文从智能制造概念出发,分析机电一体化技术在其中的具体应用,以供参考。 关键词:智能制造;机电一体化;应用 0 引言 随着科学技术的不断进步,机电一体化也得到了快速的发展,并且其生产应用范围逐步扩大,机电一体化技术已经成为工业化发展的动力。机电一体化技术实现了电子与机械的紧密结合,从而实现了对机械设备的智能化控制和管理,这也是智能制造的构成基础。在实际的生产制造中,智能制造基本上包含两方面的内容,一是智能制造系统,另一个是智能制造技术。智能制造已经成为社会工业化发展的主体,使工业生产更加的智能化、人性化,可以准确控制生产过程。而智能制造的发展离不开机电一体化技术,加强机电一体化技术在智能制造中的研究具有重要的现实意义。 1 智能制造概述 从目前的社会发展来看是,智能制造主要包含两方面的内容:一是智能制造技术(IMT)。主要指的是,技术人员借助计算机模拟系统,从而实现对某一系统的分析、决策等,节省了大量的人力和物力,研究人员只需通过计算机系统就可以实现系统的分析,有效保证了研发的可靠性,同时也保证了生产的实效性。二是智能制造系统(IMS)。可以简单地理解为人机一体化智能系统,由智能机器人和人类专家共同组成。它在应用的过程中,以计算机为主要工具,借助人类专家进行分析、构思以及决策等智能活动,代替制造工程中人力脑力活动。智能制造系统是智能制造技术的延伸,是集网络化、自动化技术于一体的制造系统,使整个子系统实现智能化运转。这也是本文应用研究的重点。 智能制造系统一方面是集成应用的主要场所,另一方面也是智能制造模式展现的主要载体。智能制造系统主要是基于社会生态学的根基上,借助计算机并通过人工智能的控制,从而实现设计、加工以及控制管理等各个阶段,该系统在高度变化较为显著的环境中较为适用。在智能制造模式中对知识体系的注重程度较高,知识经济也是新兴经济的主导模式,因此智能制造将引领未来社会制造业的潮流,成为发展的必然趋势与目标。 2 机电一体化技术的发展概况 机电一体化技术研究的时间比较长,在发展的初期人们并没有实现电子技术与机械技术的融合,还将其视为分裂的个体,主要是要靠电子技术在机械工业中的应用,来提高机械生产效率,提升产品质量。但是,在当时的发展阶段,机械工业与电子没有融合,还是独立的个体存在于机械生产中,使得其发展水平并没有达到预期的目的,应用范围也不大,该技术没有得到充分的发展。而随着计算机技术、信息技术等的发展,机电一体化又焕发了新的活力,在生产中得到广泛的应用,其在智能制造中的应用更是促进了整个机械行业的发展,使生产管理工作更加的智能化、自动化,为生产工作的开展提供了更加便捷的服务。 机电一体化囊括了多种技术,并且不断更新技术内容,保持技术的先进性。机电一体化技术借助电子技术,以人工智能的方式,借助计算机系统,从而实现对机械设备的自动化控制,使生产更加的便捷、高效。并且随着网络技术的出现和普及,出现了很多跨地域生产活动,这主要是借助远程操控系统实现的。机电一体化技术的应用,解决了很多生产中的难题,使生产活动更加规范化、自动化、规模化。 3 机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用 3.1 传感技术的应用 传感技术是机电一体化技术中的一个重要技术之一,由于其具有较高的精准性与敏捷性,可最大限度地免受来自外界其他信号对设备的影响,若将其应用于智能生产中则将会发挥巨大的作用,而普通的传感器则效果不显著,若要使用还需构建相对应的传感器网络系统,这样才能实现信息之间的对接与传输,并借助计算机将所收集到的信息进行整合与分析,从而使整个生产过程得以有效控制。纵观当前各大生产制造中所使用的传感器,我们发现其主要使用的是光纤电缆传感器,并使用标准化的接口,这样可大大降低设计的难度与标准,在一定程度上也可节约一定的成本。 3.2 数控生产中的应用 在我国机电一体化最早应用在数控加工技术中,对提升我国机械制造水平方面发挥了重要作用。机械制造业的发展水平直接关系到我国的工业化水平,将机电一体化技术应用到数控制造中,在提升机械加工精度以及机械加工效率方面发挥了重要的作用。数控生产的价值主要体现在加工精度上,所以数控生产对智能控制系统要求十分严格。目前数控机床中的智能控制系统基本上采用CPU和总主线模式。该模式利用在线诊断技术和智能控制技术,实行三维仿真,模拟数控技术加工的整个工程,为数控机床的实际操作提供重要的依据。 3.3 自动生产线与自动机械的应用 目前许多大规模生产企业基本上都采用了自动化生产线和自动生产机械。该技术主要是借助电子技术中的光电控制系统以及人机界面控制装置,从而对生产流程实现全面的控制。自动生产线与自动机械应用的范围十分的广泛,例如在电脑、手机等都已经实现了自动化生产线。智能制造企业在生产的过程中融合柔性制造系统(图1所示),主要利用计算机控制系统对生产设备进行有序的融合,即数控设备、计算机设备等生产要素实行一体化管理,从而实现集约化、网络化生产。 3.4 工业智能机器人 工业智能机器人是当前机电一体化技术在智能制造中最先进的应用,并且结合了多种先进技术,是人工智能技术、仿生学还有计算机系统等众多学科相互作用的新型成果。机器人是当期科学技术的研究重点,智能机器人技术是控制论、传感技术以及信息技术等综合体,我国在其研究上已经取得了一定的成绩,并且在生产行业中已经得到应用。工业智能机器人的出现,在提高产品质量,增加产量以及减轻员工劳动强度方面发挥重要作用。工业智能机器人在应用的过程中具有明显的优点:一是能够有效甄别信息资料;二是可快速地完成较为复杂的工作流程;三是生产的精准度高,可应用于军事生产制造中,受到社会各界的认可。 4 结束语 综上所述,智能制造是工业生产行业的主要发展趋势,实现了工业生产的自动化、智能化管理,有效提升了工业生产效率和产品质量,为企业创造更多的经济效益和社会价值。机电一体化是智能制造实现的重要技术条件,其运用水平也直接关系到智能制造功能的实现。因此一定要注重机电一体化技术在智能制造中的应用,促进智能制造更好的发展。 机电一体化技术在智能制造中的运用:机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用 [摘 要]随着科学技术的不断进步,机电一体化也得到了快速的发展,并且其生产应用范围逐步扩大,机电一体化技术已经成为工业化发展的动力。机电一体化技术实现了电子与机械的紧密结合,从而实现了对机械设备的智能化控制和管理,这也是智能制造的构成基础。在实际的生产制造中,智能制造基本上包含两方面的内容,一是智能制造系统,另一个是智能制造技术。智能制造已经成为社会工业化发展的主体,使工业生产更加的智能化、人性化,可以准确控制生产过程。而智能制造的发展离不开机电一体化技术,加强机电一体化技术在智能制造中的研究具有重要的现实意义。 [关键词]智能制造;机电一体化;应用 前言 在当前市场竞争日趋激烈的形势下,机械制造企业都在努力革新自己的生产技术和设备,探寻新的生产方式,而智能制造作为一种更加先进的生产方式,自然就引起了越来越多人的重视。现实中,智能制造一般包含两层含义,一层是实现智能制造过程中所需要用到的各种先进技术,另一层就是指代智能制造系统。智能制造技术的提出和应用目的就是为了实现智能生产方式,构建智能化的制造系统。可以这么说,在机械制造领域实现智能化制造也是机械制造发展的必然趋势,对提高生产管理能力、生产效率以及企业效益等均具有极其重要的现实意义。 1 智能控制系统种类 智能控制系统的好坏决定着机电一体化系统的优劣。广泛应用于机电一体化的智能控制系统有:神经网络系统、模糊控制系统、家控制系统以及分级递阶智能控制系统等等。分别给予介绍:(1)专家控制系统。该系统汇集人的知识、经验以及技能于一体,将其录入到计算机中,按照编制好的指令程序对运行控制系统进行操作;(2)分级递阶智能控制系统。该系统又被称为分级控制系统,基于自组织和自适应控制,通过组织级、执行级等发挥控制作用;(3)神经网络系统。在机电一体化中,神经网络系统的应用十分广泛,其控制原理是:通过人工神经元、神经细胞等,进行非线性映射、对人的智能进行模仿以及分布处理等.其优势是:适应性强,能够实现自组织控制等;(4)模糊控制系统。在专家模糊控制中实现了多层次知识的表达和利用,对于提高控制的智能化来说十分有利;基于神经网络的模糊控制能够实现相应的模糊逻辑控制功能。 2 机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用 2.1 传感技术的应用 传感技术是机电一体化技术中的一个重要技术之一,由于其具有较高的精准性与敏捷性,可最大限度地免受来自外界其他信号对设备的影响,若将其应用于智能生产中则将会发挥巨大的作用,而普通的传感器则效果不显著,若要使用还需构建相对应的传感器网络系统,这样才能实现信息之间的对接与传输,并借助计算机将所收集到的信息进行整合与分析,从而使整个生产过程得以有效控制。纵观当前各大生产制造中所使用的传感器,我们发现其主要使用的是光纤电缆传感器,并使用标准化的接口,这样可大大降低设计的难度与标准,在一定程度上也可节约一定的成本。 2.2 数控生产中的应用 在我国机电一体化最早应用在数控加工技术中,对提升我国机械制造水平方面发挥了重要作用。机械制造业的发展水平直接关系到我国的工业化水平,将机电一体化技术应用到数控制造中,在提升机械加工精度以及机械加工效率方面发挥了重要的作用。数控生产的价值主要体现在加工精度上,所以数控生产对智能控制系统要求十分严格。目前数控机床中的智能控制系统基本上采用CPU和总主线模式。该模式利用在线诊断技术和智能控制技术,实行三维仿真,模拟数控技术加工的整个工程,为数控机床的实际操作提供重要的依据。 2.3 自动生产线与自动机械的应用 目前许多大规模生产企业基本上都采用了自动化生产线和自动生产机械。该技术主要是借助电子技术中的光电控制系统以及人机界面控制装置,从而对生产流程实现全面的控制。自动生产线与自动机械应用的范围十分的广泛,例如在电脑、手机等都已经实现了自动化生产线。智能制造企业在生产的过程中融合柔性制造系统,主要利用计算机控制系统对生产设备进行有序的融合,即数控设备、计算机设备等生产要素实行一体化管理,从而实现集约化、网络化生产。 2.4 工业智能机器人 工业智能机器人是当前机电一体化技术在智能制造中最先进的应用,并且结合了多种先进技术,是人工智能技术、仿生学还有计算机系统等众多学科相互作用的新型成果。机器人是当期科学技术的研究重点,智能机器人技g是控制论、传感技术以及信息技术等综合体,我国在其研究上已经取得了一定的成绩,并且在生产行业中已经得到应用。工业智能机器人的出现,在提高产品质量,增加产量以及减轻员工劳动强度方面发挥重要作用。工业智能机器人在应用的过程中具有明显的优点:一是能够有效甄别信息资料;二是可快速地完成较为复杂的工作流程;三是生产的精准度高,可应用于军事生产制造中,受到社会各界的认可。 结束语 总而言之,机电一体化技术作为实现智能制造方式所不可获取的一种关键技术,将其与智能制造技术进行结合应用具有重要意义,必须引起我们高度的重视。此外,智能制造技术和机电一体化技术的结合还会推动二者各自拥有各大的发展空间,这对机械行业的未来发展也将产生巨大的积极作用。 机电一体化技术在智能制造中的运用:机电一体化技术在智能制造中的应用分析 摘要:进入21世纪以来,人工智能技术取得飞速发展,在工业制造中人工智能发挥的作用越来越明显,尤其在南方沿海发达地区,很多企业都已经几乎实现了100%智能化无人生产。在工业制造领域,机电一体化技术成为当前最炙手可热的技术和应用。本文主要立足于机电一体化人工智能技术所处的特殊的宏观时代背景,对其在机械制造领域的应用现状、呈现的特点及存在的问题等做梳理分析,结合当前最新的理论与发展实际,探讨改进的措施和对策。 关键词:机电一体化;智能制造;应用 随着经济社会的进步与发展,机电一体化在工业制造生产中的应用越来越广泛。所谓机电一体化,通俗讲就是机械电子学,是电子信息科学技术在工业制造领域中的应用。在当前激烈的市场竞争中,可以说机械化程度的强弱,已经成为企业竞争实力强弱的体现之一。因此,从企业发展的角度看,不断加强机电一体化技术的推进,是企业长久发展直观重要的推动因素。 1机电一体化的意义 所谓机电一体化,主要强调的是将机械技术与电子技术之间的结合,在当前计算机技术的高速发展,再加上网络技术的辅助性作用,使得机电一体化的发展提升到一个新的高度上来。从客观上来看,机电一体化已经成为集中计算机技术、信息技术与自动化技术等为一体的综合性技术体制。在未来,C电一体化会朝着更为广阔的应用空间发展。 2机电一体化发展的现状 机电一体化技术研究的时间比较常,在发展的初期人们并没有实现电子技术与机械技术的融合,还将其视为分裂的个体,主要是靠电子技术在机械工业中的应用,来提高机械生产效率,提升产品质量。但是,在当时的发展阶段,机械工业与电子没有融合,还是独立的个体存在于机械生产中,使得其发展水平并没有达到预期的水平和目标,应用范围也并不十分广泛,技术没有得到充分发展。 如今的机电一体化技术,尤其是在一些大型企业的生产过程中,涵盖了机械技术、电子技术、控制技术、计算机技术、声学技术、光学技术等。机电一体化技术的发展依赖众多科学技术的发展,机电一体化的发展是为了适合生产的实际需要,机电一体化技术将更加的智能化、模块化和网络化。机电一体化技术能够高度的模拟人脑,对整个的生产过程进行分析和判断,发出各种操作指令,完成复杂的生产,对生产所用的机械设备进行智能控制,整个生产的过程也十分的人性化,电脑代替人脑进行控制大大的减轻了人们工作的负担。当前,在全球化趋势的推动作用之下,工业生产已经并不单纯局限于某一个单独的领域当中,而是就地取材,遍布世界的诸多角落。所以,关于机电一体化的含义也被融入了新理念,因此,在现代化机电一体化技术当中,我们不难看到远程控制技术和远程监视技术的存在。伴随着科学技术的不断发展,机电一体化技术也处于不断完善与发展的过程当中,在未来,势必会突破原有的生产模式,从而对于机电产品的部分标准进行统一与规范。 3机电一体化技术在智能制造中的应用 3.1在自动生产和自动机械中的应用 当前,机电一体化在企业当中已经得到了广泛地应用,其中最为突出的就是智能化制造技术的应用,不仅体现了自动生产线在实际生产当中的运用,也体现了自动机械在实际生产当中的运用。无论是现代传感技术,还是电子技术,在实际生产当中都有着一定的运用。我们将计算机化的制造系统成为柔性制造系统技术,对于这一技术来说,将数控机床、计算机、工业机器人等进行连接,从而成为一个生产网络整体当中的生产技术。其存在着一个显著的优势,就是能够满足于生产部门所提出了相应问题[3]。 3.2计算机的集成化体制 基于当前的战略发展理念,借助于全局动态的形势,能够帮助促进整个计算机集成制造系统的完善与优化。在这一体系当中,其建立与组合,并不单纯是子系统的简单组合,而是立足于当前地系统,将各个部门之间的界线得以突破,在这一系统当中,制造系统是主干系统。对于企业本身来说,在其具有一定的集成性特征时,就能够对于生产因素当中的各项资源进行优化配置,从而在客观上保证生产开发水准的提升,使得企业当中所蕴含的潜力和发展潜力被激发出来。 3.3在工程建设当中的使用 机电一体化在工程建设当中的使用,能够体现在以下几个方面:首先,在建筑物照明系统的应用,在@一功能当中,主要能够通过通信系统和计算机控制系统联合实现的,因此,对于不同时段的照明系统,应当进行有效控制。在这一照明体系当中,对于照明时间的自动控制,能够帮助减少电能损耗,实现智能化控制。其次,在建筑内部空调系统的控制方面,也存在着智能化特征,利用比例积分调节器闭环的形势,从而对于不同季节的空调使用模式进行设置,这样能够实现空调的智能化调节,保证整个建筑物的室内空气的优化,从而最大程度上减少能量的损耗。 4机电一体化未来使用的方向 首先,在当前机电一体化趋势越来越明显的背景之下,其已经开始逐渐朝着微型化的方向发展,而就微型化发展本身而言,体现出来的是对于高新科技产品的发展与完善。就现有状况来看,由于卫星机电一体化产品在题记方面相对比较小,所以损耗的能量也不是很大,能够完成很多任务。 其次,从智能化角度上来看,工业领域对于人工智能的重视程度已经提升到一个新的程度上来,其中不仅涉及到机器人智能应用,也涉及到相应的数控智能应用。虽然当前的数控机床领域,并不能够与人类一样实现完全地智能化,但是,拥有部分人类智能的性能对于提升机电一体化产品的性能有着极强的帮助作用。 再次,无论机电一体化的发展方向如何,其最终目的始终是为人类服务,所以,在实际设计的过程当中,应当尽可能保存人性化的设计,在色彩和造型方面起到一致性,在满足上述条件之后,可以融入艺术性色彩。 5结语 总的来说,机电一体化设计对于人类的影响是极大的,这也是当前现代化经济发展的产物,也是多重高新技术的集合体。因此,在未来研究与发展的过程当中,有必要在智能性方面进行深入研究,从而实现生产方式的深化改革,保证生产质量和效率的提升,与以人为本的发展理念相契合。
智能农业论文:制造智能技术的农业机械论文 1农业机械制造智能技术 智能化是制造自动化的发展方向,很多专业性机械制造智能技术已经发展到相当水平,而在农业制造领域,还在起步阶段。农业机械制造智能技术是专门研究产品的设计、生产、加工、销售、售后乃至维护维修的整个技术过程,并将提高产品质量、效益、竞争力作为最终的目标。农业机械制造智能技术包含了生产对象、生产资料、能源、人力资源、生产和质量信息等内容。其中,生产对象、生产资料与能源属于硬件范畴,生产和质量信息则是软件范畴,而人力资源则是两者都属于。在诸多的生产要素之中,人的要素处于主要地位。 2兵团农业机械制造智能技术现状及其与内地的差距 2.1兵团农业机械制造智能技术现状 近年来,虽然很多企业在农业制造业方面不断采用先进的制造技术,像北疆的科神数控设备已占企业机加工设备的30%以上,且已经引进了CNC加工中心,企业的机加工能力得到了很大提升。公司已经启用了企业资源计划系统(ERP),以系统化的管理思想,为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理和服务。南疆的天诚对企业设备也进行了较大投资,且已经在某些焊接生产线采用了焊接机器人,大大提高了产品的焊接质量和工作效率。但是这些进步与内地专业化农业及机械制造业相比,仍在许多方面存在着较大的差距。 2.2兵团与内地在农业机械制造智能技术上的差距 2.2.1管理 内地优秀的农业机械制造业广泛采用计算机进行管理,对于组织和管理制度的更新与发展都较为重视,并对生产模式加以完善,力求达到准时、快速、高效的生产制造。比如采用MES(制造执行系统),该系统包括计划排产、过程纠偏、质量控制、资源优化、数据采集、电子看板、ERP集成等模块。系统依据ERP或手工输入的生产任务,通过精细排产,得到可执行的工序级生产排程,并通过对生产执行过程的详细进度、用料、用时及质量等信息实时跟踪统计,以数字化的方式、智能化的形式直观地展现生产全过程。而兵团农业机械制造业采用计算机管理的水平还正处于起步阶段,大多数的企业仍然处于陈旧的经验管理阶段,是兵团农业机械的制造业发展步伐缓慢的原因之一。 2.2.2技术设计 内地优秀的农业机械专业化厂家对设计方面要求严格,且更新速度较快。由于大量采用计算机辅助设计技术(CAD/CAM),部分大型企业甚至已经开始脱离图纸进行设计和生产制造。而兵团农业机械制造企业,对于计算机辅助设计技术的使用尚比较局限,使用水平有待提高,兵团农业机械制造业技术发展推动力不足。 2.2.3制造工艺 内地农业机械专业厂家比较广泛的使用数控加工,许多新型的加工方法,例如:激光切割、高精密加工、复合加工技术等也得到广泛应用。然而这些新型技术在兵团农机制造企业基本没有应用,有的甚至还在企业议程之中,使得兵团农机机械制造技术仍然处于低水平状态。 3发展建议 3.1系统优化 农业机械制造过程中对速度、精度和效率以及柔性化和智能化的要求较高。在采用高速控制系统的同时又改善了机床的特性,使得机床的速度、精度及效率大大提高。而柔性化不仅仅指机械本身,还有群控系统的柔性,数控系统的本身就是采用模块管理的方式进行管理,裁剪与组合性比较强,能够满足用户的不同设计和需求;群控系统则是根据制作流程的要求不同自动进行修正和调整,使得群控系统的效能充分发挥出来。为了适应快速变化的社会市场环境,仅有柔性化是不够的,机械制造智能化也需要不断升级改造以适应当今科学技术的不断发展和提高,只有具备了智能化才能应对更加复杂的市场发展环境。 3.2多媒体技术的应用 在智能化的数控系统中要做到用户界面的图形化、科学计算的可视化与多媒体的结合和应用。用户界面是系统与使用人员之间的桥梁与窗口,由于使用人员的要求不同和专业性差异,给计算机软件的开发与研制带来了较大的难度,采用图形化用户界面后,使用者在使用时较为方便。科学计算的可视化可使可视信息直接使用,比如说图像、动画演示等。可视化技术的应用与计算机的虚拟技术环境结合起来,使智能化领域又进一步得到拓宽。而计算机、声像以及通信技术完整的结合便形成了多媒体技术,它使计算机拥有了综合处理数据的能力。多媒体在智能化数控领域中可综合化、智能化地处理信息,在现场监控系统中也有着重大的应用价值。 3.3体系结构的优化 在农业机械制造过程中,改善和发展体系结构较为重要。首先,企业数控机床占用比例应不低于50%,使智能制造系统应用效率达到基本要求。在此基础上集成企业CPU资源系统来提高集成度和运行速度。采用高集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPRD、CPRD以及专用集成电路ASIC芯片的新一代PCNC数控系统,并应用LED平板显示器平台,以实现超大尺寸的显示传导和发散信息。采用增强集成电路的密度来改进性能,使组件的尺寸减小,可靠性提高。其次,硬件的模块化使数控系统的集成和标准化更加简单和方便。如显示器、CPU、输入输出设备、以及存储器等最基本的模块,都可成为独立的载体,在通过不同方法的组装、搭配以及减持和增加以便构成档次和功能不一的数控系统。最后,通过系统中心枢纽对机床进行网络化,通过机床联网的手段,可以在任意一台机床上进行多台操作,使不同机床的画面在同一台机床的屏幕上出现,实现对机床的远程控制或者是无人化操作。将计算机智能技术、网络技术、CAD/CAM、伺服系统、自适应控制动态数据管理及刀具补偿、动态仿真等高新技术融为一体,形成严密的制造过程闭环控制体系,使产品制作过程灵活多变,以适应当前农机市场多品种、多批次的市场需求。 4小结 农业机械制造智能技术的应用是农业机械制造业的发展趋势,该技术的推进将会给农业机械制造行业带来巨大活力,可大大提高产品的质量、效益和市场竞争力,较为有效地促进兵团大农业机械化的发展。 作者:黄春辉 李国祥 单位:新疆科神装备科技开发有限公司 智能农业论文:智能网络下农业信息化论文 1智能网络在农业信息化中的现状 农业信息化是衡量一个地区农业现代化发展水平的重要标志。美国、日本和德国在农业信息化中处于世界领先地位,印度、韩国等紧随其后。美国采用以政府为主体五大信息机构为主线模式,例如美国利用卫星对土地信息进行实时监测,半数以上的农民用直升机进行耕作管理。日本建立全国联网的市场销售信息服务系统和生产数量和价格行情预测系统,是应用型农业信息的典型代表。德国农业信息发展是靠关键技术地推进,例如计算机自动控制,辅助决策、遥感和农机管理等技术都处在世界前列。印度依靠软件发展的优势,紧抓信息技术传输渠道和数据库及网站的建设[3]。我国虽然起步较晚,但发展较快。2014中央一号文件《关于全面深化农村改革加快推进农业现代化的若干意见》提出继续推进农业科技创新,建设以农业物联网和精准装备为重点的农业全程信息化。2014江西省作为农业大省《江西省农业厅关于加快推进农业信息化的意见》,提出新时期推进农业信息化的重要意义。例如,赣南脐橙采用溯源系统防伪,正邦集团、云山集团、乐平蔬菜中物联网的示范应用等。 2智能网络服务推进农业信息化 2.1物联网 农业物联网是利用物联网技术来实现农产品生产、加工、流通、销售各环节信息的获取,通过网络将有效信息进入到物联网的应用层,利用大数据和云计算技术对海量数据和信息进行分析和处理。例如果园生产管理、粮食生产管理、畜牧生产管理、环境监测及农产品安全等农业应用系统。农产品生产过程中物联网应用如在农产品生产阶段,主要利用传感器采集信息,形成信息数据库,并通过远程控制系统分析处理信息,对作物生产进行调控温度湿度、供给营养液等,以达到最佳生产状态。例如在大棚作物的生产中,采用土壤水分传感器、温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳传感器等采集作物现场信息,然后推进在线监测、远程控制、联动报警等。在水产养殖中的智能增氧机、智能投饵、水下巡航等技术。在农产品加工阶段,要建立质量安全和监管追溯系统,例如质量安全检测中药物残留、重金属以及病毒检测技术,追溯系统中的二维码、RFID标签技术等[4]。在农产品流通阶段,包括农作物实时跟踪,物流策略等,如全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、销售时点信息系统(POS)等都已经成熟并得到充分的利用。最后在农产品销售阶段,主要包括融合处理,决策反馈功能,为了提供便捷的途径和渠道让更多农产品顺利进入流通市场,如电子商务预定系统,智能仓库物流管理系统。 2.2大数据 随着农业物联网的应用,大数据不可或缺,从各种各样类型的数据中快速有价值的信息。大数据的特性常用五个V来表示:规模性(Volume)、二是高速性(Velocity)、多样性(Variety)、价值性(Value)、真实性(Veracity)。在大数据时代,农业与大数据必然发生各种联系,通过大数据推动智慧农业服务。农业大数据涉及到耕地、播种、施肥、杀虫、收割、存储、育种等各环节,是跨行业、跨专业和跨业务的发展。农作物的监测数据、农业数据、下游数据、经济数据及其它相关数据等源源不断的注入农业大数据的服务平台。这些数据经过各种专业模型和算法,就能为现代农业提供全方位的精准农业决策服务。例如“智能施肥系统”根据作物生长温湿度、光照、雨量、二氧化碳及土壤EC/PH值等环境因素扭转目前盲目施肥带来的污染和浪费。“精准灌溉系统”根据不同地区和不同作物生理需水的特点实现精准节水。“病虫害监测预警系统”实时采集农作物现场的有害生物数据与地理数据库、病虫害知识库、气象数据库等融合决策,实现精准施药,避免过度施药提高食品。“信息管理系统”根据互联网电子商务数据、政策法规、市场流通等信息实现生产与销售的合理分配,解决“供不应求”或者“菜贱伤农”的问题,培育新型农民和引领农民增收。 2.3云计算 农业信息化中的云计算是将农业相关的计算、服务和应用作为一种公共设施提供给公众,使用户能够按需使用互联网上的计算、存储和信息服务资源。云计算从深度和广度巨大地提高了对农业信息化的服务能力,进一步推动农业信息发的发展。云计算从层次分成三种服务模式,分别为基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)及软件即服务(SaaS)[5]。在农业领域,基础设施即服务为农业信息化提供虚拟硬件配置,满足于农业信息化中的大数据存储和高性能的计算能力,降低了基础设施建设的硬件成本。平台即服务作为中间平台为用户提供应用程序开发,维护和应用等服务,保证农业信息数据的安全与协同能力。软件即服务使用户可以通过云服务器获取互联网上的软件服务,降低了用户的接入门槛及农业信息化建设软件成本。例如,农业中用到的气象图像分析系统,卫星图像的传输利用云存储(IaaS),分析处理利用云计算(SaaS)。 3农业信息化中综合网络服务平台构建 3.1农业信息化中物联网、大数据与云计算关系物联网是农业信息化的基础,农业信息化发展水平由大数据来体现。物联网产生大数据,大数据对物联网的发展起促进作用。在农业信息化中,物联网作为信息采集系统,每时每刻传感器感知的数据和社交网络数据是大数据的来源,而大数据分析则从数据海洋中获取有价值信息,为物联网提供有价值的分析和控制。最大限度地提高农业生产智能化水平。农业信息化中物联网的优秀是应用,将海量数据经过处理分析,生成各种商业模式的应用,最大限度地提高农业物联网的价值,推动农业物联网的创新和发展。大数据和云计算都是为数据存储和处理服务的,大数据是挖掘海量农业信息的价值,云计算是管理扩展数据存储和计算的能力[6]。随着农业信息量的激增,大数据的分析处理离不开云计算,例如把离散的相关农业信息整合,通过云计算有效协同,形成农业的精准安全解决方案。大数据与云计算是一个问题的两个方面,大数据是问题,云计算是解决问题的方法[7]。如怎样把农场获取到的各种情况进行数据整理,有针对性的监测分析农场的生产状况,这种大数据与云计算结合形成的管理平台有利于农场主科学地制定农业生产计划。 3.2农业信息智能网络服务平台构建纵向来看,农业智能网络服务平台和智能网络交通、智能网络家居等平台类似,由农业物联网的感知层、传输层和应用层构成。应用层主要包括大数据管理中心、云存储云计算中心与农业应用平台。农业智能网络服务平台的主要功能包括农产品生产、质量安全、运输加工、农业环境监测、市场行情分析、农业科技培训、信息浏览等。平台主要实现以下功能: (1)数据采集:物联网中各种传感器采集到的数据与互联网中相关资源的汇集,通过数据整合成、加工处理,组成土壤数据库、气象数据库、地理数据库及电子商务数据库等,所有数据库构建农业数据资源中心。 (2)数据存储:依托集群应用、网络技术或分布式文件系统等软硬件技术,提供对农业信息数据库存储和访问功能。农业应用平台可以在任何时间、地点透过任何网络装置连接到云存储上方便地存取数据。 (3)数据分析:根据农业大数据应用平台需求的个性化,采用大数据相关技术,包括数据挖掘、安全加密、网络通信与算法研究等,提取有价值的信息准确的提供给目标客户。 (4)数据浏览:是用户的操作入口,提供多种方式对数据进行查询、展现和统计分析等应用,为农业生产经营主体提供及时、有效的生产技术、教育培训、经营管理、市场流通等信息服务。 4结语 物联网、大数据和云计算驱动下的农业信息化,关乎每个人的生活。大力推进构建农业信息化的智能网络服务平台,有利于提高农业生产经营的标准化、智能化、集约化和产业化,提升资源利用率、劳动生产率和经营管理效率。本文提出的农业信息化智能网络服务平台采用分级管理和监控,对开发农业智能综合平台具有一定的指导性和创新性。 作者:马文科 潘运华 单位:萍乡学院 智能农业论文:农业机械设计中智能CAD技术的运用 摘要:现阶段我国的机械生产制造产业的发展比较迅速,主要是依靠着新技术的支持。其中在对智能CAD技术的应用下,就对机械设计的自动化以及精确性得到了有效保证,将智能CAD技术和农业机械设计相结合,对机械设计的发展就有着促进作用。本文主要就农业机械设计的现状以及智能CAD技术应用优势加以分析,然后结合实际对智能CAD技术在农业机械设计中的应用策略详细探究,希望能通过此次研究分析,对农业机械设计的应用发展起到积极促进作用。 关键词:智能CAD技术;农业机械设计;应用 随着当前我国的计算机技术的迅速发展,在和农业机械设计相结合的情况下,就能有助于设计的优化,能够将CAD技术和农业机械设计的作用优势充分发挥。通过从理论上对智能CAD技术在农业机械设计当中的应用情况进行研究分析,就能从理论上对农业设计提供理论支持依据。 1农业机械设计的现状以及智能CAD技术应用优势 1.1农业机械设计的现状分析 长期的发展过程中,农业机械设计主要是通过手工进行绘制的,在设计上由于人为的疏忽就会造成差误。在对于农业机械图纸设计师来说,随着新的技术升级进步,就能有助于对农业机械设计的精确性以及效率的提高提供技术层面的支持。在农业机械设计过程中通过CAD技术的应用,能够在通过二维以及三维的技术应用将设计进行细化[1]。当前的制造业已经在CAD技术应用中,对人工的劳动强度能够有效减轻,这样就能在经济效益上得到提高。农业机械设计过程中对三维CAD技术的应用以及成为机械设计过程中的重要课题。 1.2农业机械设计中智能CAD技术应用特征 第一,设计方便化。智能CAD的技术应用有着鲜明特征,在零件的设计上更加的方便化,通过三维CAD的技术应用,就能在装配环境当中对零件加以设计,也能通过相邻零件位置和外形对新的零件进行设计,这样就能在零件的设计效率上有效提高,在零件装配的准确率也能提高[2]。对设计环节的损坏情况查找过程中,通过附件软件查找器就能准确高效的查出,这对机械设计的整体质量提高就打下了坚实基础。第二,缩短设计周期。能够将设计的周期有效缩短,这是对CAD技术应用最为优秀的优势,能够在设计的花费时间层面大大缩短。在对整体的工作效率上就能有效提高。机械设计人员在实际的设计过程中,对CAD技术的应用,能对原有的机械设计图样以及信息进行有效保留,这样就不实施重新的设计,这样在局部的修改以及创新上就能实现。 2农业机械设计中智能CAD技术具体应用 三维的设计系统建立下,通过AutoLisp等设计软件的合作应用下,就能对实际设计进行优化,在对装配模型的变型设计理论基础上的机械设计方面,在当前的CAD系统的建立产品几何模型,主要是从零件建模开始实施的,这一方法就比较难对产品功能信息进行有效表达。在装配建模的作用上,主要是通过构建完善对产品装配信息描述的数据模型[3]。主要是通零件间装配关系数据的层次以及关系模型进行表示,在装配模型方面对自然设计的过程相对比较符合,在变型设计的方法上比较良好。对农业机械设计中的底盘设计中,对CAD技术的应用过程中,通过在三维空间当中进行设计,就能对零件的位置进行确定,然后进行建立坐标系和总部件总成坐标系。通过坐标点方法进行对总成装配进行完成,这样在设计过程中,对机械动力性以及操纵性和稳定性等分析工作进行完善,在相应的数据参数应用下,就能进行准确性的设计。对农业机械设计过程中的智能CAD技术的应用过程中,通过模块化的变型设计就是在模块基础上进行的设计,模块和装配关系主要是先进行预先确定的,这样就对使用的范围进行了明确化。在模具的结构设计层面主要有二维以及三维设计,在每种的设计方法上都有着各自的优势和不足[4]。在对计算机的硬件配置要求上不是很高,所以使用的成本也相对比较低廉,三维的设计能够实现设计的参数化,在产品的设计过程中相对比较容易修改,这样就在并行工程方面的目标实现有着促进作用。在对机械车身的设计中对智能CAD技术的应用通过三维造型作为主要基础,这样设计师就能和CAD系统进行交互,能够把自己的概念进行清晰的视觉模式几何实体化,在设计的精确率以及设计的质量上得到了提高。 3结语 总而言之,对农业机械设计过程中的智能CAD技术的应用过程中,只有从多方面进行考虑分析,将这一技术进一步的优化,实现集成化以及网络化等,这样才能更好的为农业机械设计做出更大的贡献。 作者:孙梗 单位:邵阳学院 智能农业论文:智能节水农业:澳大利亚的水耕栽培法和滴灌技术 智能节水农业如何在干旱的地方生产新鲜蔬菜?澳大利亚有几个大的有机蔬菜种植公司,正在探索智能节水有机蔬菜新模式。现在,澳大利亚的智能节水种植的蔬菜虽然在价格上有些偏高,但是,生产过程完全有机,无土栽培,没有使用化肥和农药,大大节约能耗和用水。 澳大利亚的智能节水有机种植技术,使得蔬菜的生产种植不再受地域的限制,这非常适合澳大利亚西部的干旱条件,其种植的无土蔬菜,包括黄瓜、青椒和西红柿等。由于这种新型智能种植技术不依赖于土壤,因此,蔬菜的种植生产基地可以在人口密集的地方进行。 本・克来是澳大利亚有机蔬菜种植公司“开放农业”的总裁,他说:“我们有很多传奇式的方法,可以使蔬菜更加有味道,尤其是西红柿。”智能节水种植的关键是不用土,蔬菜要求新鲜,无污染。智能节水种植中所使用的滴灌技术,只使用相当于普通地面种植所需水量的10%,“开放农业”公司的生产厂房大约有5400平方米,配备了可伸缩的房顶和墙壁,可以自动地开合,这样可以减少水分的蒸发和散失。 澳大利亚智能农业浇灌所使用的水源,来自普通的地表径流在许多水坝中的蓄积,然后使用太阳能水泵将水输送到需要的地方。澳大利亚的河流一般含盐度比较高,这样在接近源头的地方收集水源,可以在水源变咸之前得到利用。克来说:“澳大利亚的小麦种植带在过去的20年,降水量减少了20%,所以,水源短缺是传统小麦种植者和牧羊人所面临的挑战。”克来在越南也有相应的环境工程,专门研究水与现代农业的关系。 克来的团队认为,生态农业将会给澳大利亚的小麦种植带来新的希望。澳大利亚的另一个智能节水农场,就是位于阿德来德的“太阳雨滴”农场,这是澳大利亚第一个以商业级运作的无土栽培有机农场。阿德来德的“太阳雨滴”农场,效仿美国类似农场的经验,使用无土节水技术,也不完全使用自然光照,他们使用富含营养物质的水进行浇灌,使用低能耗的LED灯来增加农作物的光合作用。 “智能节水有机农业是一个全球性的发展趋势,因为这种农业可以在不同的环境条件下进行。”非利普・沙博说,他是“太阳雨滴”农场的投资人之一,“太阳雨滴”的占地面积只有65公顷,位于南澳接近沙漠地У囊桓龈劭凇R桓龇炊越行智能节水农业的普遍观点,就是认为该生产过程能耗太大,主要是指那些室内的人工照明,以及很多的加热和冷却系统。“太阳雨滴”很好地解决了这个问题,主要是通过安装了一个集中型的太阳能工厂来实现的,这个太阳能工厂使用23000个平面镜来收集太阳能,能满足“太阳雨滴”大部分的能量消耗。 在沙博的“太阳雨滴”农场,提高用水效率是首选,由于南澳的降雨珍贵而稀少,然而附近却有大量的海水,沙博就引入海水淡化技术,他的改进后的海水淡化工厂每天大约能生产淡水100万升,农场还使用海水作为天然的消毒剂,避免使用杀虫剂。“太阳雨滴”早期投资是十分高昂的,大约为2亿澳元(1澳元=5.35元),投资者们坚信,通过“太阳雨滴”运营成本的降低,智能节水,以及廉价的能源输入,仍然是有利可图的。 事实也无法否认地证实了这一点,“太阳雨滴”每年出产大约15000吨的西红柿,在一个几乎不毛之地的沙漠港口,这个经济效益是十分可观的。将目前这种产业扩展到其他地方,也是十分可行的,沙博说:“由于我们不依赖于石油,使用智能节水技术,我们的农业可以在人口稠密的地方发展,提高我们蔬菜供应链条的效率。” 墨累・海伦是澳大利亚昆士南的水培专家,他说,到目前为止,澳大利亚的这些智能节水技术,例如无土水培技术,水产农业(一种利用鱼类粪便为有机源的种植技术),并没有得到大面积的推广,还只是停留于人们在后院进行的兴趣种植,或者小的有机果蔬园种植。 沙博说,国家需要一个机制来推广智能节水有机种植技术,“在常规农场,不管你的管理是多么的井井有条,你必须进行浇灌,灌溉时70%的水源都会直接蒸发而损失掉,即使进入土壤的水源达到农作物根部的也不多,不少水源存在于土壤的上层,植物无法利用。营养物质和化肥也一样”。 海伦的两个学生,正在用他们所学到的知识,创造着数百万澳元的产业,例如他们在韩国、印度、加拿大和中东一些地区建设了智能节水有机种植农场。他们坚信,水资源和粮食短缺会促使澳大利亚最终走上智能节水有机种植的道路。■ 智能农业论文:基于无线传感技术的农业大棚智能控制系统设计 【摘 要】介绍了一种基于无线传感技术的数据采集和控制系统方案,实现农业大棚的自动化控制,对大棚环境中的各种信息进行采集。设计了基于ARM的主控模块、信号处理模块、电源模块、LCD模块、无线通信模块等硬件平台。开发了节点设备程序、嵌入式系统应用软件和上位机组态软件。系统通过模拟测试,结果验证了方案设计的可靠性和实时性,可满足农业信息化建设要求。 【P键词】无线传感;ARM处理器;组态监控软件;农业大棚;嵌入式系统 0 引言 我国各地的经济发展水平、环境条件差异较大,存在农业机械信息化生产能力落后、土地利用程度不高等方面的问题,导致农业发展水平落后。同时,我国农业生态环境状况逐步扩大恶化范围、资源配置不合理。鉴于在农业生产过程中严重浪费资源和破坏生态环境的现象,人们越来越关注农业发展的模式。随着时展,农业科技技术不断创新,充分利用理论和科学技术,是缓解农业与资源及生态环境矛盾的有效途径。建立无线网络监控平台,对农业监测点进行全面监管和精准调控,可以组建农业的规范化和网络化管理模式,形成农业物联网的综合信息管理系统[1]。促进农业发展方式的转变,不但可改善生态环境,而且各类农业资源可以得到有效利用,实现可持续发展目标。本文主要根据项目建设的要求,设计一种结合嵌入式单片机和组态监控软件两种工程装备技术的平台,对农业大棚影响的几个因素进行精准管理和统计。 1 系统硬件结构 系统硬件组成如图1所示,主要包括一个主控模块、信号处理模块、电源模块、LCD模块、无线通信模块等。 1.1 主控模块 嵌入式控制系统选用的主控芯片为16位ARM Cortex-M3处理器STM32F103RET6。引脚为64位、内存容量512KB,封装类型为LQFP,工作温度达到-45℃~80℃。 1.2 信号处理模块 传感器输出4mA-20mA电流信号,I/V转换过程采用精密电流环接收方式,选用RCV420芯片,转换成0-5V电压输出信号。D/A数模转换芯片选用AD421,实现16位的数字输入信号转换成模拟4mA~20mA的电流输出信号。电磁阀由于是线圈组成,在通断过程中产生感应电压,为防止断电后对电路构成冲击破坏,增加一个反向二极管IN4001,构成回路,防止对电路电压产生干扰,提高系统的稳定性。 温室大棚中的蔬菜,需要一定强度的光照促进光合作用,提高产量。在大棚中适当增强光照能促进其生长。根据选用光照灯的型号和电压要求,设计最大电流为1A的PWM控制电路。选用具有PWM脉宽调光功能的SD42511芯片,设计最大输出1A的驱动电流电路。电路原理图如图2所示: 1.3 电源模块 STM32处理器内部具有多路A/D模数转换扩展功能,其输入电压转换信号范围为0~3.3V,使用12V锂电池供电电源,要实现对它的电压监控,需要采用间接方式,使用高精度的电阻串联分压方法。选用MC34063芯片采用开关反压电路提供-12V电压给RCV420。选用封装为SOT-223的LM1117系列芯片,转换得到5V和3.3 V电压。放在芯片的输出端置一个10uF的钽电容,改善电路中的瞬态响应和稳定性。旁路中增加0.1uF的瓷片电容,去耦消弱电路毛刺。电路原理图如图3图4所示: 1.4 LCD模块 LCD显示采用1602显示输出数据,采用基于HD44780字符型液晶芯片。电路原理图如图5所示: 1.5 无线通信模块 根据设计要求,无线传输网络选用为自动化控制数据传输而建立的短距离ZigBee无线网络,ZigBee无线短距离传输模块具有低功耗、操作灵活、等电位测量数据无线传输、组网方便、响应速度快等突出特点[2],适合应用在农业大棚的数据传输。ZigBee射频技术利用2.4G频段来进行传递数据信息,安全可靠的实现终端发送或响应指令。采用符合IEEE802.15.4标准的CC2530无线射频收发模块,使用免申请2.4G的频段,采用加密的标准为AES 128,直接序列扩频。 2 系统软件设计 控制系统软件包括节点设备程序、嵌入式系统应用软件和上位机组态软件。节点设备主要完成系统中的执行命令和数据采集传输的作用。嵌入式系统应用软件主要实现数据存储、系统通信、人机交互、自动控制等功能。上位机组态软件主要实现用户登录、数据查询、图像展示、运行状态监测等功能。系统数据信息处理流程如图6所示。节点设备采用的操作系统为μC/OS-II,监控组态软件开发使用组态王Kingview6.55[3-7],优秀板STM32F103RET6处理器编程软件采用KeiluVision4。 3 系统调试 为实现工程目标,利用在线仿真调试工具,对系统各子功能分别进行调试,监测软件工程中的关键变量值。上位机组态软件通过和节点设备采集数据通信应用验证,系统运行稳定可靠。软件运行截图如图7所示: 4 结论 基于无线传感技术开发了农业大棚智能监控系统,通过数据采集和信息传输,实时监控终端设备的运行状态,有效的对资源进行管理和统计分析。通^上位机KingView组态软件对系统中的终端设备监控,可以有效的掌握现场的信息;通过嵌入式硬件设备、工作台和上位机KingView组态软件的联合测试实验,该系统具有低功耗,信息传输稳定,操作简单等优点,对农业大棚信息化建设具有一定的现实意义。 智能农业论文:基于人工智能的农业知识培训平台开发 [摘要]随着科学技术的不断发展,人工智能以其智能性、方便性、可操作性等特点逐渐渗透教育领域,也为教育培训提供了新思路。文章分析了人工智能应用于农业知识培训的优势,并针对于农业知识培训的特点,提出了一种基于人工智能的农业知识培训模式,是人工智能技术应用于农业教育培训领域的一次尝试。 [关键词]人工智能;农业知识培训;模型 随着信息技术的不断发展,计算机科学渗透生活的各个领域,改变了人们的生活方式和学习方式。其中,人工智能作为计算机科学中迅猛发展的一部分,正在以其独特的魅力走进人们的视野。“人工智能”(Artificial Intelligence),顾名思义,即通过应用计算机来模拟人脑的信息接收、思考、判断以及决策等思维行为过程,进而扩展人脑的思维和行动,帮助人们高效智能化地解决特定问题。近年,人工智能在教育领域中发挥的作用越来越显著[1],其与众不同的特点决定了其在教育培训中的地位,将人工智能应用在农业知识培训中的可行性也成为教育界热议的新话题。 1我国农业发展背景和农业培训必要性分析 11我国农业发展背景 我国是传统的农业大国,农业对我国的经济发展具有极其重要的影响,一方面是由于我国人口基数大;另一方面是由于我国进出口贸易主要依靠农产品,农业发展成为影响我国经济发展最重要的因素之一。但由于各方面原因,我国农业发展还比较落后,尤其与发达国家的现代化农业相比,依旧有较大差距。 12开展农业知识培训的必要性 反思其他发达国家在r业发展上实施过的举措,包括重视农业教育、科研和技术推广,注意提高劳动者素质;推广现代农业机械和高技术,重视农场管理;经营集约化、产业化;生产专业化;服务社会化;市场机制与政府扶持相结合;加强农业基础设施建设等,可以看出,我国在农业知识培训、素质教育、技术推广方面与发达国家差距明显。为发展我国农业,培养一批高素质、懂技术、会经营的农民以及一批愿意为农业发展做出自己贡献的高学历人才成为关键。农业的发展离不开农民的发展和进步,也离不开受过高等教育的精英人才的共同努力,而开展农业知识培训,则是为他们的发展奠定了一条夯实的道路。 2人工智能在教育中的应用与发展 近年来,伴随着人工智能在各行业的应用和发展,人工智能在教育领域中发挥的作用也越来越显著。例如,智能化的作业批改可以大大减轻教育工作者的沉重负担,在线学习等网络教学模式可以让人们更灵活地接受教育。从人工智能诞生伊始,其就与教育产生了密不可分的联系,延续发展至今,人工智能在教育领域中的应用主要包含以下几个方面。 21基于人工智能的计算机网络课程 计算机网络教育是对传统教育方式的一次革新,而人工智能对网络教育的渗透,又将其推向了新的发展高度。[2]学生可以自主地登录网络平台进行在线学习,根据智能导学系统制订学习计划,进行在线测试。例如近年来大为流行的MOOC课程,学生可以便捷地通过网络获取全球最高质量的教学资源,并可以量身打造自己的学习计划。 22基于人工智能的教师辅助系统 近十年来,智能传感器、语音识别、图像识别、深度学习、大数据等方面的蓬勃发展令信息的采集及处理越来越准确高效,这无疑使得人工智能与辅助教学系统的融合变得越来越深入。借助于语音识别、图像识别等技术,学生可以将学习过程中遇到的问题上传至系统,借助于数据库系统对信息准确的搜素和整合能力,实时地为学生提供答案或相关信息,答疑解惑。目前此类应用软件的应用广泛,例如小猿搜题、百度作业帮等。 23基于人工智能的教育数据库系统 随着信息化时代的到来,如何高效地搜集、分类和检索碎片化的教育信息和教学资源,无疑是一项巨大的挑战。为了更有效地分配和管理信息,在教育中引入智能化的数据库系统势在必行。现如今数据挖掘和深度学习的研究成果不断深入,依托知识库系统对教育信息的整合与构建,学生可以将已习得的零星的知识点进行扩充,由点至面的不断学习新知识;依托教育资源管理系统中来,教育管理工作者可以合理分配教学资源,让人们从爆炸式的高密度信息中解放出来,真正做到物为己用,因材施教。 3人工智能与农业知识培训的结合 新时代社会经济的发展为国家农业产业的发展翻开了新的篇章,如何加快社会主义农业现代化,促进农业转型,这为新时代的农业知识教育提出了新的要求。另外,近年来劳动力转型的趋势日益显著。随着农业劳动人口数量的减少,为了提高农业生产效率,需要有素质、懂知识的农民投入农业生产中来。因而,对于农业知识培训的革新作为农业现代化建设的重中之重,已被提上日程。 人工智能技术和教育领域融合的不断完善成熟,基于人工智能的农业知识培训正如雨后春笋般涌现,在农业教育培训领域崭露头角。 31人工智能应用于农业知识培训的优势 从我国农业发展的现状看,较之于发达国家,我国农业从业者的基数巨大但是整体受教育程度偏低,农业专业领域的知识匮乏,农业知识教育的推广不仅薄弱,而且效率低下。因此,伴随着信息化时代“互联网+”的新型教育模式对传统教模式的强有力革新,基于人工智能的农业知识培训展示了其强大的威力和优势,具体可以总结为如下两个方面。 311个性化教育针对性强 相比于课堂教学的传统模式,基于人工智能的网上在线教育模式能够为学生个性化地制订学习计划,灵活安排学习时间。这有力地解决了学生参加农业知识培训的时间成本问题,农业从业者可利用闲暇时间自主安排学习。另外,针对于培训者的当前知识水平和培训需求,培训平台可以个性化地安排教学相关领域的专业知识和操作技能。 312教育资源利用率高 我国当前的农业知识培训,教育教师需求数量和实际在岗教师资源极不匹配,具备丰富农业专业知识和农业生产经验的教师数量缺乏,这是导致农业知识培训推广速度缓慢的重要原因。而人工智能为这一问题的解决带来了福音,智能化的教学进程得以让教师从繁重的教学负担中解放。同时,基于网络的课程资源共享可以让先进的农业技术走进千家万户,让学生与优秀农业知识的距离不再遥远。 4平台开发的系统架构 基于人工智能技术,一个合理的农业知识培训平台能够像一个优秀的教师那样具备完备的农业专业知识和优良的教学技能知识,并且能够模拟及扩充教师的教学过程。除此之外,该培训平台还能够准确实时地与学生进行信息交互,有针对性地开展个性化教学,并可以自适应地完成教学效力评估和反馈,不断更新和完善教学内容和教学策略。基于以上分析,该开发平台的系统架构分为学生模型、教师模型、综合数据库模型和人机交互接口四个组成部分,结合下图对每一部分分别进行详细阐述。 41学生模型 学生模型应针对不同的学生,准确地评估学生当前的学习水平,对学生的学习背景、知识水平、知识架构进行诊断和评定,以便有针对性地制订教学方案,进而实施个性化教育。 另外,学生模型需要对学习过程中的学生的学习情况进行记录入库,对教育效果进行评定,从而诊断出当前教学计划是否合适,以便下述教师模型中对教学内容和教学策略的灵活调整。 42教师模型 教师是教学工作开展过程中的主体,一个合理的教师模型应该包括如下三个部分。 教师模型首先完成教学内容的选择,这要根据学生模型中对学生当前的学习水平的评定,并且针对学生既定的学习目标,并从下述知识库中调取对应的内容,为教学的开展做好准备。 在确定了教什么的问题之后,教室模型要确定如何教的问题,即选取合理的教学策略开展教学。教学方式的选择依附于学生模型,而又能根据学生学习情况记录进行反馈动态,不断完善和调整教学策略。 另外,在传统教学模式中,教师传授知识,并能为学生答疑解惑。当学生在学习过程中遇到问题和疑惑时,教师模型应该实时地提供信息支持,为学生提供针对性的帮助。因而教师模型要实现与人机交互接口的实时连接,在问题到来时控制模块驱动应答部分为学生答疑解惑。 43综合数据库模型 综合数据库模块为农业知识培训系统提供数据库支持,主要包括以下三个模块。 知识库模块中分类别地存放着农业领域的专业知识,包括文本、图像、自然语言、多媒体等多个类型的学习知识。一旦教师模型中完成了教学内容的选择,便由此模块中调取相对应的文件开展教学。 专家评估模块用于处理教学过程中的教学效果评价和经验总结,为教师模型中的各个环节的反馈和更新迭代提供数据支持。在一个完善的教学过程,教师需要根据学生的学习效果进行总结和反馈,以此指导下一步的教学内容和策略的更新。 为了对学生阶段性学习的效果进行评估,还需要引入测试考核模块对学生的成绩进行量化考核。测试考核模块中包含学生答题库和成绩测评库,准确检测出开展农业知识培的作用与效果。 44人机交互接口 基于人工智能的农业知识培训的过程是学生和系统进行交流的过程,所以一个友好的人机接口是系统必不可少的组成部分。在这一模块中,友好的图形用户界面的设计能够帮助学生流畅地接收信息,提高学习效率。同时,借助于人工智能中对语音和图像信号的先进识别技术,人机交互接口可以智能化地接收分析和理解学生的自然语言信息和动作信息,进而为系统提供宝贵的输入信息。 5总结和展望 本文提出了一种基于人工智能的农业知识培训模式,是人工智能技术应用于农业教育领域的一次尝试。依托于人工智能应用于农业知识培训的优势,并针对于农业知识培训的特点,提出了农业知识培训平台的具体系统架构,实现了对教学过程的模拟和扩展。这种基于人工智能的培训平台,能够根据学生自身特点因材施教,实现个性化的教学模式;并且具备良好的人机信息交互和教学反馈能力,自适应地开展农业知识教学,是对传统教育模式的扩充与革新。 [基金项目]创新训练项目“‘鲜品铺’农产品电子商务平台”(项目编号:201510638037)。 [作者简介]王香蒙(1996―),女,汉族,四川成都人,西华师范大学;陈琳,电子科技大学;通讯作者:曹蕾,西华师范大学,副教授。 智能农业论文:智能农业将使欧盟农业数字化和精细化 背景 精细农业使用的是以数据为基础的技术,包括卫星定位系统如GPS以及互联网管理作物以减少化学肥料的使用。数字化技术的使用会帮助农民充分考虑到日常工作的细枝末节从而更有效地管理农场。精细农业可以有效使用化肥与农药,在增产的同时又可以保护土壤和地下水,增产和减少能源损耗就可以同时实现。通过使用互联网传感器,农民可以定向使用化学肥料对具体区域施肥,从而减少了化学肥料的使用,同时又保护了环境。与之相反,传统的农业实践会对整个农田区域进行灌溉、施肥、杀虫和除草而忽略了农田间的差异性。 欧盟“共同农业政策”在2020年应采取直接拨款的方式,并与农村发展支持计划相结合,为数字化的推广做准备。 农产品需求增加与环保要求提高促使政策制定者去寻找一种低投入高产出的创新模式。部分利益相关者认为,欧盟共同农业政策应当充分利用“数字革命”,数字化或精细农业概念会在2021-2027年的共同农业政策讨论中成为焦点。 精细农业是以优化投入管理为基础的,所谓投入管理指的是对农作物的实际需求。精细农业使用的是以数据为基础的技术,包括卫星定位系统如GPS以及互联网管理作物以减少化学肥料的使用。简单来说,精细农业能够使农民注意到日常工作中的细枝末节从而使农民的贸易活动更有效率。 欧盟委员会的通信网络内容和技术总司和农业部目前正着眼于实现农业的数字化。AIOTI是关于智能农业领域的一项大规模的试点计划,该计划将得到3000万欧元的资助。由此欧盟农业部门可以在资金和基础设施等方面实现“数字化飞跃”。 寻找创新思维 共同农业政策中存在以创新思维为驱动的计划,该计划名为“农业生产力与可持续的欧洲创新伙伴关系计划”(EIP-AGRI)。这项计划的根本目的是要创建2020地平线计划与农村发展支持计划之间的联系,同时将理论与实践相结合。 在EIP-AGRI计划中,各方参与者致力于建立一个“运营组织团体”,其目的在于寻求创新方法解决地区性难题。最近一个在主流精细农业方面名为EIPAGRI的社团组织发现数字化农业存在着一系列挑战。报告指出,精细农业需要各方参与人的合作,还要培养能够将创新用于实践的顾问。大多数农民认为精细农业对于小农场而言并不会产生利益,因此区域性的培训显得至关重要。报告中提到,目前欧盟中采用精细化农业的主要还是中欧与北欧的大农场主。至于南欧,面对的是农业经济下行压力和缺水的问题,因此精细化水利技术才更为重要。Yara化肥公司公共事务与行业关系部负责人Jean-Paul Beens认为虽然目前已经具备了解决方案,但也缺乏实际的应用。Beens认为鉴于欧洲农业的差异性,应当对成员国进行更加细致的分析,呼吁成员国支持国家创新伙伴关系计划(NIP),该计划可以使欧盟精细农业更有效率、更具可持续性。他以瑞典为例,提到瑞典对于精细农业工具的应用(如N-传感器)被列为EIP最终报告中的最佳实践案例。 宽带基础设施 欧洲农业机械工业协会(CEMA)提出,充足的宽带基础设施是欧盟农业领域向数字化演变的先决条件。CEMA秘书长认为,宽带访问在欧盟许多农村和人口稀少的地区严重滞后,必须着力避免城乡间的“数字化割裂”,要尽力实现欧盟将在2020年让农业企业和作坊拥有30MB/s连接带宽的目标。 Yara化肥公司利用互联网系统准确地进行肥料使用。Jean-Paul Beens告诉欧盟动态网说,只要农民身边有网络,就可以通过互联网工具实现自动化,在一些发达国家,农民将他们的土地数据上传至公司的APP中,就可以更加快捷地购货或者给拖拉机加油。 数字化技术 CEMA认为,农业领域与农村地区的数字化进程演变首先需要数字化技术。然而随着农民的老龄化(欧盟中仅由约8%的农民年龄在35岁以下),新技术的引进会导致农业行业的“脱轨”。基于此,CEMA认为数字化技术应当使农业领域的工作更富有吸引力才能吸引人才进入农村地区,同时要利用公共政策来支持农民进入和投资数字技术领域,2020年后的共同农业政策会起到重要作用。高级顾问Luc Vernet也有着类似观点,他认为任何的突破性实践都是由开拓者来应用的,比如90年代的有机农业技术,但是要充分考虑技术的潜在可能与欧盟农业行业的特殊性,这种特殊性是由不同规模的农场所决定的,农民需要合理的政策支持来抵御风险。 对于Yara公司而言,数字化技术的引入如同电脑技术被第一次引入一样,目前该技术的基本功能已实现但是潜在的功能仍需探索与掌握,许多农民购买了数字化设备却不能完全使用其功能。Yara公司还要考虑技术的标准化,许多供应商提供的技术相互之间是不兼容的,因此标准化的实现也是一种挑战。 2020年的共同农业政策 欧盟的政策制定者与利益相关者已经着手讨论2020年后的“共同农业政策”(CAP)。一项文件显示,欧洲农业机械工业协会(CEMA)建议欧盟的政策制定者应提供更多的直接拨款和农村发展支持计划以促进新技术的实现。该文件同时提到,应当重建与“共同农业政策”(2007-2013)第68和第69项条款类似的一N机制,即成员国拿出10%的直接预算来做具体计划,旨在提高农业土地的生产率。这种机制既可以是直接拨款(预算中的5%-10%),也可以将未用完的预算用以农村发展计划。 同时,欧洲农业机械工业协会(CEMA)也表示,在下一阶段的CAP(2021-2027)应当投入更多的预算(约占总预算的15%)进行农业领域的研发。 “生产率红利”成为这种绿色方案的一部分。生产率红利,简单来说,就是农民通过相互配合的方式来实现生产率的增加。Adam认为这种红利应该在农业全要素生产率(TFP)下来估算,TFP涉及土壤、水以及管理投入等要素。 Farm Europe网站认为欧盟农场的收益率较低,因此数字化农业应当得到投资和政策的双重支持。Vernet认为共同农业政策(CAP)应当以不同方式鼓励新技术投资,欧盟把数字化技术看作是对气候目标的一种有效方式,他还提到CAP应当通过有效的管理方案帮助农民承担风险。除此之外,欧盟还应设计一些其他配套的细化执行方案。 欧盟动态网评论员Thomas Begon认为,为了能够发展稳固而又有弹性空间的数字化农业,欧洲的农民需要建立全球化的3G和4G移动数据网络以便连接所有的农业装置与软件。协作理念被引入农业实践,通过培训合作顾问协助农民采用新技术,就如同过去法国的合作顾问协助农民引入油菜一样。 智能农业论文:基于ZigBee的智能农业灌溉系统研究 (云南农业大学机电工程学院,云南 昆明 650201) 摘 要:传统农业灌溉系统中,运用有线网络实现智能化灌溉,不仅成本较为高昂,整体布设过程也很复杂,需要花费大量的人力物力。正是基于这种情况,相关技术人员研发了ZigBee智能农业灌溉系统,主要利用的是网络节点、超声波水位传感器以及土壤水分传感器等,整体系统能有效实现信息反馈和数据收集,十分便利。本文从ZigBee智能农业灌溉系统的总体结构分析入手,对硬件实施方案以及软件实施方案进行了集中的阐释,旨在为技术研究人员提供有价值的技术建议,以供参考。 关键词:ZigBee;智能农业灌溉系统;硬件;软件 1 基于ZigBee的智能农业灌溉系统总体结构 ZigBee智能农业灌溉系统的参数包括用户终端系统、主控制器、ZigBee内部协调节点以及监控系统等,利用节点参数实现网络组网,并借助控制命令优化系统的运行流程。另外,在ZigBee智能农业灌溉系统运行过程中,当终端节点检测到农田水位超标后,就会产生自动断电制动,系统能利用其自身系统控制参数对电磁阀进行控制,从而有效地停止灌溉操作。而针对检测水位在阈值范围以下时,需要利用系统自动化控制功能开启电磁阀,确保振动控制灌溉项目。技术人员要利用模块对开启灌溉和停止灌溉进行集中管理,针对状态信息以及终端节点建立有效的控制框架[1]。 2 基于ZigBee的智能农业灌溉系统的硬件实施方案 ZigBee智能农业灌溉系统主控制结构主要包括微处理芯片、USB和SPI等,结合图像传感器和MCI,能优化实现系统的高效管理目标,并且可以利用JAVA进行编程操作,将信息缓存后直接输入到存储指令和数据控制模块中。 2.1 基于ZigBee的智能农业灌溉系统的终端节点设计 ZigBee技术在实际应用过程中,能有效实现低能耗和低成本,同时保证整体运行结构安全可靠,正是基于其自组网能力,能在定义标准结构中实现数据链层级和物理层级的优化连接,保证工作参数运行环境维系在2.4G赫兹、868赫兹以及915赫兹3个频段结构中,并保证拓扑结构运行的完整度。 2.2 基于ZigBee的智能农业灌溉系统的控制模块电路设计 要想实现整体ZigBee智能农业灌溉系统的优化目标,就要保证系统在TC35i模块能有效维护主控制器和用户之间的数据交流,保证传递结构的安全可靠。系统运行过程中,技术人员要保证基带处理器和天线接口之间有效连接,并且充分满足供电电路的时序性,符合接口需求,利用40帧电缆线对主控制器和系统结构进行集中管控。在电源接线引脚数据处理时,技术人员要保证短信息收发和软件流的系统化控制,确保工作状态引脚也能得到有效传递[2]。 2.3 基于ZigBee的智能农业灌溉系统的网络控制模块设计 ZigBee智能农业灌溉系统之所以能实现自动化管控,主要是基于网络连接和智能模块技术,借助节点实现系统管控,确保能随时随地提高灌溉系统的访问实效性。除此之外,在系统内还要借助主控制器嵌入以太网,从而有效支持控制层协议,利用物理结构芯片提升处理水平。 3 基于ZigBee的智能农业灌溉系统的软件实施方案 3.1 基于ZigBee的智能农业灌溉系统的主程序设计 在软件系统中,借助自动组网层级能实现ZigBee智能农业灌溉系统的优化运行,技术人员要对农田水位的上限和下限进行集中管理,保证水位、土壤以及电磁阀实现自动灌溉。另外,在系统中能借助路由节点和协调节点进行控制器管理,保证信息用户终端对数据建立集中采集机制,能在提升系统容错能力的同时,保证控制组网的可靠性。 3.2 基于ZigBee的智能农业灌溉系统的控制模块应用程序设计 在ZigBee智能农业灌溉系统运行过程中,要满足实时性需求,对短信息标志位进行集中关注,从而保证检测程序发挥实效性。 3.3 基于ZigBee的智能r业灌溉系统的嵌入式网络搜索设计 嵌入式网络搜索设计结构被应用于ZigBee智能农业灌溉系统,能在提升系统联网有效性的同时,优化异地管控终端结构,确保控制命令在发送后实现灌溉操作。特别要注意的是,在系统嵌入结构中,技术人员要遵循HTTP通信协议,保证结构的有效性和完整度[3]。 4 结束语 总而言之,ZigBee智能农业灌溉系统的推广,实现了自动化农业管理项目的有效运行,不仅能运行远程监控和系统管理,也能进一步升级参数解析能力,一定程度上推动了农业项目的可持续发展。 智能农业论文:基于云平台的智能农业环境检测系统 嵌入式实时处理器与各种智能传感器的结合实现了底层农业信息的采集,处理器控制Wi-Fi网络设备接入互联网实现环境信息的网络传输,远程云服务器与数据库的结合实现环境信息数据的实时网络存储,基于Android或IOS的移动设备通过网络与云服务器连接实时获取环境数据信息。基于嵌入式实时处理器、智能传感器、高性能云平台、实时数据库与移动设备的新型智能农业环境检测系统也将极大的加速农业的现代化发展。 【关键词】嵌入式 Wi-Fi 智能农业 云平台 1 引言 民以食为天,国家的发展与建设无法脱离农业的基础建设与发展而独立运行,农业的发展是关系国家命运的大问题。对于农作物的生长环境数据需要长期大量存储与分析,计算机网络与云计算的发展使得分布式处理得以实现,在不同的空间中布置分布式的数据库,可以有效的进行比较大的容量数据计算和处理,建立在嵌入式实时运行环境、多节点传感采集单元、Linux远端云、分布式数据库、移动设备终端的一体化智能农业环境检测系统将逐步取代传统的农业生产,从多个方面提升农业生长作物的产量。 近些年移动终端设备的崛起,当下基于谷歌开源Android系统定制的手机和基于苹果公司独立开发的IOS系统手机都已普及,嵌入式设备通过互联网将终端采集节点数据上传至智能云平台,远端云将数据存储到分布式数据库中,对于运行Linux系统的云服务器可以对环境数据进行实时分析处理,用户可以独立设置初始预警条件,一旦发生异常情况,智能云将会以短信或信息推送的方式将异常数据及处理下发到订阅的终端设备,实现的数据信息的实时性。 2 整体系统设计 基于云平台的智能农业环境检测系统主要由三大部分构成,分别是智能云平台、嵌入式传感采集终端、移动设备终端,三部分之间通过网络进行数据交互,对传输数据进行相应的帧处理,将每一帧数据格式化成自定义的传输格式,采用用键值去获取环境信息值的Json格式传送数据。 2.1 系统整体硬件电路设计 嵌入式外设传感采集端采用STM32F411作为优秀,外接空气的温湿度采集器DHT11、土壤的温度采集器DS18B20、土壤的湿度采集器FC-28、光照的强度采集器BH1570FVI、二氧化的碳浓度采集器MG811,片内移植Wi-Fi射频驱动程序,可以实时的连接路由网络,与远端云服务器进行通信。处理器运行Mico实时操作系统,负责各种采集任务间的切换与数据读取。 移动设备端使用IOS手机以及PC的浏览器网页,移动设备通过HTTP请求与智能农业云服务器通信获取农作物历史生长环境数据,采用长连接技术的MQTT协议进行设备节点实时的数据透传,PC端由独立的行情@示界面,实时的获取环境数据信息,移动端集成了百度云推送客户端SDK,可以非常方便的进行云端到客户端的信息推送。 2.2 软件系统设计 云平台和移动端设计: 智能农业云平台运行在阿里云之上,配置了Linux的运行环境,选择的操作系统为Ubuntu 14.04,系统配置了SSH远程连接,可以通过网络远程登陆系统,进行文件的部署与开发。云平台后端采用Node.js语言开发,首先配置Node.js运行时环境,在Linux上安装Node.js只需在Linux终端上执行命令apt-get install nodejs即可自动安装最新的版本工具。数据存储运用mongodb,缓存数据库采用Redis数据库,Redis数据库是基于内存的key-value方式存储,可以大大的提升系统数据的存取速率。 实时环境数据信息的发送系统中使用了MQTT协议进行传输,MQTT协议使用Socket长连接技术与云平台进行数据传输,系统中使用30秒的心跳机制,每隔30秒定期的向云服务器发送一帧ping信号,云服务器接得到设备端的心跳,向设备端发送出一个pong信号,心跳机制可以保持网连接的持续性和实现设备端到云端的上行数据传输和云端到设备端的下行数据传输。MQTT协议基于订阅模型,数据的发送需要指定一个主题,数据的接收也需要订阅一个话题为了实现MQTT协议传输。 MQTT服务器主要用于和嵌入式端STM32F411CE和移动客户端IOS进行实时的双向通信,通信的过程中采用了Socket的长连接技术,嵌入式设备端在MQTT服务器上一个话题,即可实现数据与云服务器的传输,云端接收到嵌入式端传来的实时环境信息并将数据存放到环境信息表中,移动客户端在MQTT服务器上订阅一个数据话题,一旦话题的数据发生改变,服务器能够实时的把设备端数据推送到移动客户端IOS上。 系统的主界面左上方有一个设备刷新按钮,我们点击时将自动的刷新获取最新得到的设备信息数据,程序中通过读取离线设备数组,将更新显示列表的数据源重新渲染视图显示页面。点击右上方的设备添加按钮,系统将通过自定义的用户控制器,控制页面自动跳转到设备添加页面。 3 结束语 本系统设计了将云平台与嵌入式处理传感采集单元和移动客户端及PC网页端相结合,实现了农业生产中的环境信息的实时采集与云端的上传存储功能,设计中考虑了如何减少系统资源的使用,使用了低功耗的ARM嵌入式处理器,传感采集单元采用了数字型芯片,客户端采用当下智能的IOS系统作为移动端的展现,PC端可以让用户通过浏览器获取设备的信息。 作者单位 吉林大学电子科学与工程学院 吉林省长春市 130012 智能农业论文:一种智能农业管理软件系统设计 摘 要:应用智能软件管理r业生产,主要针对的是控制、监测影响农作物生长的一系列因素,节约人力成本,充分利用现代科技提高农业产量,完善管理项目,最终实现劳动密集型产业到智能化产业的转型。该文中软件的设计工具为微软银光、C+语言编写、应用银光界面采集并分析硬件传感器数据,通过数据库访问、储存数据。 关键词:智能软件 农业管理 系统设计 智能农业是伴随社会经济、科技发展的必然产物,是指利用计算机软件采集光照、温湿度、氧气浓度等诸多影响农作物生长与产量的数据,而且能够智能控制、调节农作物生长的环境参数。笔者结合软件系统的操作环境,并咨询了具备丰富实践经验的各位农业专家、学者,最终决定从“历史数据查询”“实时数据监测”“报警及报警数据查询”“服务器远程访问”“短信”等几大功能模块进行开发与设计。 1 应用Siverlight技术 网络信息化的时代背景下,为了满足用户的操作习惯和使用需求,各种软件编程技术层出不穷,最终通过技术实现了从HTML静态页面到动态页面的过渡,随着动态页面技术的普及和应用,程序员终于能够设计出梦寐以求的在线应用程序,没过多久,又拥有了A-JAX技术,将软件应用程序从计算机桌面搬上了网络。但是,上述技术都要在JavaScript代码的支持下才能实现,所以在使用中容易出现这样一个问题:页面原本在某种浏览器上能够正常运行,但是换了一个浏览器之后,即使代码完全相同,页面运行也会出现顿卡等现象。 与计算机桌面应用程序相比,Web应用程序的响应速度较慢,于是,一种新的Silverlight技术就出现了,虽然1.0版本并没有开发出创新的应用程序,然而到了2.0版本,程序员就可以使用NET代码开发出基于互联网的应用程序,而且与浏览器无关,直至到了4.0版本,Silverlight已经可以实现隐式、打印等功能,能够很方便地调整数据位置,而且还提供了非常强大的WCF RIA服务,可以随意地把桌面应用程序转移到网络在线应用,而且对界面的运行速度不会产生任何影响。所以,笔者决定采用Silverlight技术来设计智能农业管理软件系统,设计宗旨是提高农业生产人员的效益以及农业生产效率,保证农产品的质量。 2 Blend控制软件的应用 2.1 界面美化 以往在软件开发过程中,常会出现编程员和设计员配合不默契的情况,而Blend是一种交互性设计工具,很好地解决了这一问题。如今,用户对桌面及Web的应用操作越来越高,不仅要求软件具备实用、强大的功能,而且更追求界面的美观简洁,因此,软件的美工设计和代码设计的配合非常关键。作为一名软件开发人员,笔者深有感触,常常与美工人员反复讨论协商,修改软件框架,总要花费大量的时间才能很好地配合。而在Blend中编辑Silverlight项目UI代码,可以与VS直接绑定,从而实现双向修改代码功能,于是就完美地解决了“代码与美工”的配合问题,因此,Blend决定了该文中软件系统的UI界面设计。 2.2 自定义控件 该系统需要使用大量的控件来设计应用程序,特别是UI界面,而Silverlight并不能支持软件所有功能的控件,比如Silverlight就不支持监控界面中的某个节点控件。所以笔者在设计节点时,首先利用Silverlight自带的控件画一个圆,继而再在圆中填进去一张与节点相似的图片。与此同时,笔者还想让这个节点具有发光效果,于是找到自定义控件代码后,将一个Effect填进去然后设置为“发光”效果。完成了自定义控件,就可以添加、引用到程序中,该系统在设计“实时监控模块”时,就会使用到各种各样的节点。 3 数据库设计 3.1 数据表的定义 为了保证数据库的兼容性、稳定性,该文将SQL Server作为系统数据库,先做一张命名为“OldData Table”的历史数据表(如表1所示),设定每隔5 min自动把数据储存在数据库里。 之后再做一张命名为“AlarmtDataTable”的报警数据表(如表2所示),用于存储大棚节点监测过程中超过报警值的数据。 3.2 数据库存储过程 4 结语 该文设计的是能够实现实时监控、美化界面、数据查询等多功能的智能农业管理系统,希望为广大软件开发人员提供参考借鉴,进一步推动我国农业生产发展。 智能CAD技术在农业机械设计中的应用 摘 要:现阶段我国的机械生产制造产业的发展比较迅速,主要是依靠着新技术的支持。其中在对智能CAD技术的应用下,就对机械设计的自动化以及精确性得到了有效保证,将智能CAD技术和农业机械设计相结合,对机械设计的发展就有着促进作用。本文主要就农业机械设计的现状以及智能CAD技术应用优势加以分析,然后结合实际对智能CAD技术在农业机械设计中的应用策略详细探究,希望能通过此次研究分析,对农业机械设计的应用发展起到积极促进作用。 关键词:智能CAD技术;农业机械设计;应用 0 引言 随着当前我国的计算机技术的迅速发展,在和农业机械设计相结合的情况下,就能有助于设计的优化,能够将CAD技术和农业机械设计的作用优势充分发挥。通过从理论上对智能CAD技术在农业机械设计当中的应用情况进行研究分析,就能从理论上对农业设计提供理论支持依据。 1 农业机械设计的现状以及智能CAD技术应用优势 1.1 农业机械设计的现状分析 长期的发展过程中,农业机械设计主要是通过手工进行绘制的,在设计上由于人为的疏忽就会造成差误。在对于农业机械图纸设计师来说,随着新的技术升级进步,就能有助于对农业机械设计的精确性以及效率的提高提供技术层面的支持。在农业机械设计过程中通过CAD技术的应用,能够在通过二维以及三维的技术应用将设计进行细化[1]。当前的制造业已经在CAD技术应用中,对人工的劳动强度能够有效减轻,这样就能在经济效益上得到提高。农业机械设计过程中对三维CAD技术的应用以及成为机械设计过程中的重要课题。 1.2 农业机械设计中智能CAD技术应用特征 第一,设计方便化。智能CAD的技术应用有着鲜明特征,在零件的设计上更加的方便化,通过三维CAD的技术应用,就能在装配环境当中对零件加以设计,也能通过相邻零件位置和外形对新的零件进行设计,这样就能在零件的设计效率上有效提高,在零件装配的准确率也能提高[2]。对设计环节的损坏情况查找过程中,通过附件软件查找器就能准确高效的查出,这对机械设计的整体质量提高就打下了坚实基础。 第二,缩短设计周期。能够将设计的周期有效缩短,这是对CAD技术应用最为优秀的优势,能够在设计的花费时间层面大大s短。在对整体的工作效率上就能有效提高。机械设计人员在实际的设计过程中,对CAD技术的应用,能对原有的机械设计图样以及信息进行有效保留,这样就不实施重新的设计,这样在局部的修改以及创新上就能实现。 2 农业机械设计中智能CAD技术具体应用 三维的设计系统建立下,通过 Auto Lisp等设计软件的合作应用下,就能对实际设计进行优化,在对装配模型的变型设计理论基础上的机械设计方面,在当前的CAD系统的建立产品几何模型,主要是从零件建模开始实施的,这一方法就比较难对产品功能信息进行有效表达。在装配建模的作用上,主要是通过构建完善对产品装配信息描述的数据模型[3]。主要是通零件间装配关系数据的层次以及关系模型进行表示,在装配模型方面对自然设计的过程相对比较符合,在变型设计的方法上比较良好。 对农业机械设计中的底盘设计中,对CAD技术的应用过程中,通过在三维空间当中进行设计,就能对零件的位置进行确定,然后进行建立坐标系和总部件总成坐标系。通过坐标点方法进行对总成装配进行完成,这样在设计过程中,对机械动力性以及操纵性和稳定性等分析工作进行完善,在相应的数据参数应用下,就能进行准确性的设计。 对农业机械设计过程中的智能CAD技术的应用过程中,通过模块化的变型设计就是在模块基础上进行的设计,模块和装配关系主要是先进行预先确定的,这样就对使用的范围进行了明确化。在模具的结构设计层面主要有二维以及三维设计,在每种的设计方法上都有着各自的优势和不足[4]。在对计算机的硬件配置要求上不是很高,所以使用的成本也相对比较低廉,三维的设计能够实现设计的参数化,在产品的设计过程中相对比较容易修改,这样就在并行工程方面的目标实现有着促进作用。在对机械车身的设计中对智能CAD技术的应用通过三维造型作为主要基础,这样设计师就能和CAD系统进行交互,能够把自己的概念进行清晰的视觉模式几何实体化,在设计的精确率以及设计的质量上得到了提高。 3 结语 总而言之,对农业机械设计过程中的智能CAD技术的应用过程中,只有从多方面进行考虑分析,将这一技术进一步的优化,实现集成化以及网络化等,这样才能更好的为农业机械设计做出更大的贡献。 作者简介:孙梗,男,安徽宿州人,研究方向:机械设计制造及其自动化专业。 智能农业论文:基于4G技术的智能农业小气候监测系统 摘要:随着网络技术发展及创新,其在各行各业中有着不可或缺的地位,尤其在农业发展方面有重要指导作用。近年来,4G技术广泛普及,使得农业中小气候监测成为现实,并高效率地促进我国农田、果园、林地、大棚种植业发展。本文就4G技术对农业气候监测的特点及应用情况进行有效分析。 关键词:农业;气候;4G技术;监测 农业小气候指的是果园林地、大棚、农田中贴近地表的环境参数。4G技术传感器在农业发展小气候监控中的普遍应用,为农作物种植优良发育和生长提供重要保障。4G技术监控可分为感知、传输和应用三个阶段,其中,感知是指土壤温度、浓度等环境具体信息数据的采集;传输是将所有采集的数据经由传感器输入分析系统的阶段,在其输送过程中,受采集数据复杂性、海量性影响,容易造成传输信道拥堵,影响数据分析准确性。因此,4G技术的高效、合理运用对小气候监控有着重要意义。 1 小气候中4G技术监控的特点分析 1.1 数据的准确采集 农作物种植环境中对外部环境有着严格的要求,尤其对气候因素的要求最为显著。适宜的光照强度、空气和土壤温湿度、二氧化碳浓度能有效提高作物生长效率,因此准确采集和分析农作物中小气候情况,可利于研究人员及时改善气候环境的不适宜性,以促进作物生长,提高农业发展效率。 1.2 动态监控信息管理 数据采集具有海量性、复杂性的监测特点,因此数据的动态监控管理极为重要。通过实时监控,可在一天内多时态的查看农业情况,及时发现不良情况并予以调整。同时,可在数据不符合作物实际需求时发出警报信号,提醒农业人员给予有效预防措施,保障生长效率。例如土壤湿度下降时可提醒水源灌溉,湿度过高时则停止水源灌溉[1]。 1.3 视屏监控的可视化 为确保农作物生长顺利,则需定期亲自前往查看作物长势、风害、水害、病虫害情况,这无形中加大了物力、财力和人力的浪费。人为检查并不能完全发现不良情况,可能出现检查遗漏,影响判定准确度[2]。而可视化监控能够利用摄像头多方位、多角度旋转扫描的特点,以有效并全面的查看视频信息,提高作物长势的分析效率。 1.4 定位服务 农业管理存在分布广泛、数量多的特点,通过4G定位能够准确判断某一农田、大棚或果园林地小气候情况,以便工作人员能及时对作物生长情况做出管理和改善,以促进农作物快速生长。 2 4G技术在小气候监控中的应用 智能农业是集传感器、监控、视频传输和计算机操作为一体的发展模式,其很好的应用了4G技术的各种特点。通过智能软件的有效监控和数据分析,使得农作物生长环境、生L局势得到正常及合理发展,为智能农业管理提供重要指导。 2.1 感知阶段中传感器排布设计 田地分布区域和环境不同,其传感器的设置类型也会不同。因此,传感器设计的节点可依据农田位置和实际情况设置特定的汇聚节点,并依据各个节点存在的多跳技术汇总数据。传感器分布陈列中,4G路由汇聚节点为父节点,其通信范围中的路由节点则定为子节点,并将路由节点通信范围内的节点定为路由节点的子节点。其通信特点是子节点到父节点通信,相互之间不通信,由此形成了一种簇树结构,使得信息采集的通信结构更为简单和明确。但其对树根部节点的数据信息传送存在反复性,因而容易造成节点能量衰竭,致使区域信息输送错误或数据丢失,导致工作人员不能及时正确查看作物生长状况。 2.2 4G网络专项传输 4G网络可达100兆宽带,可为数据、视频传输和云计算提供通信效率保障。通过4G网,工作人员可以共享云计算系统中的智能温湿度监控技术,以实现对农业小气候的远程测控。例如大棚温室监控,通过远程采集获取小气候数据,再经模型分析后自行监控棚内温室度,并自动控制内外遮阳、喷淋滴灌、顶窗侧窗、加温补光及湿帘风机设备,以充分满足农作物生长需求,实现精细化农业管理格局[3]。因此,从信息数据处理和系统监控后续性发展考虑,4G技术专用通信网络具有较高应用效果,其具备组网灵活、通信范围大、信息安全和流量实际计费的应用优点。 2.3干扰信号分析 4G网络传输可能会受多途径效应影响,致使传输信号质量及能量下降。同时,小型区域内网络的覆盖会发生同频干扰,从而对监控系统的工作效率带来影响。对此,可通过网络路径的最优选择计算法以提高频谱利用效率,保障信号的传输能量,以促进农业4G网络技术的优化及可持续发展。 2.4身份验证系统 4G技术专有的小气候监控系统中,4G用户可经由台式电脑或手机客户端,在访问内网时可直接用IP进行登录。而外网访问时,则需进行以下两个措施:防火墙设置,可有效拦截非法访问;身份验证及密码输入,以确保用户使用权益。同时,系统访问时可对所有访问信息进行跟踪和记录,例如用户名、IP地址、访问时间、访问操作,以便于管理人员对访问信息予以甄别,提高账户安全度。 3 结语 4G网络技术应用是现代农业发展的必备手段,也是提高农作物生长发育和高产量的重要保障。为提高我国农业发展水平,需积极全面推行农业智能化、自动化、高科技发展模式,以将农业生产者从繁重的劳作中解脱,更好地推动现代化农业发展,提高生产生活质量。 作者简介:王汝伟,本科学历,助理农艺师,研究方向:大田作物种植与管理以及农业环境保护技术。 智能农业论文:智能农业气象服务系统初探 【摘要】智能农业气象服务系统指能自动提取分析气象、农业数据,根据气象与农业的关系数据(如农业气象指标、病虫害发生发展的气象因素等),提出农事建议、灾害性天气应对措施,形成服务产品,经人工校对、加工后,进行自动的系统。服务产品的形式包括Word文件、短信等,自动服务产品的方式包括电子邮件、电话、短信、传真、wap网站、打印纸质材料等。本文论述了智能农业气象服务系统实现的条件、必要性、可行性及具体实现方法。 【关键词】农业气象智能农业气象服务数据库 目前,农业气象工作中广泛使用了计算机,大量的农业气象信息通过计算机来获取、整理、统计分析,为智能农业气象服务系统的实现创造了前提条件。同时,由于信息量巨大、业务服务种类繁多、农气服务精细化要求、服务时效性要求(如大风、冰雹等突发灾害性天气信息必须尽快向有关农户,农户才有时间采取措施应对),也要求有智能农业气象服务系统来提高人工农业气象服务效率。之前有人进行了类似的研究,如病虫害专家系统,该专家系统需要人工输入农业、气象数据,且对输入数据的方式限制较多,然后根据输入的数据判断病虫害未来的发展趋势,提出应对办法。该专家系统未能实现所需数据的自动提取。本文提出的智能农业气象服务系统监测分析的数据种类较多,生成的服务产品种类较多。 智能农业气象服务系统主要包括监测模块和执行模块。监测模块监测灾害性天气的出现、重要农事季节的到来等,据此来启动执行模块,生成、服务产品。智能农业气象服务系统执行模块主要包括农气数据的提取、数据分析、形成服务产品、分发服务产品四大部分。 一、农气数据的提取 智能农业气象服务系统需要提取的信息大致分为气象、农业两类数据。气象数据包括实况数据和预报数据,具体包括光照、气温、降水、风、雷暴等数据,农业数据包括作物发育期、生长状况、病虫害等农作物有关数据。目前我省乡镇雨量站、区域站等自动站的使用, 为气象服务提供了高时空密度的气象数据,这些数据可以方便的提取、分析,用于智能农业气象服务系统。气象数据的高时空密度,为智能农业气象服务系统生成精细化、高时效的农气服务产品提供了基础。目前可提取的农业数据包括作物发育期数据、作物生长状况数据等。这些农业数据种类比较单一、数量较少。农业数据的时空密度远不如气象数据。比较重要的农业病虫害数据、温室大棚等设施农业分布的数据比较缺乏,目前我市在农气服务过程中用到的病虫害信息一方面来自农气人员调查,一方面来自我市的植保站,需要用到的设施农业分布数据来自现场调查。 我局之前对我市各县市局观测站的气象观测数据进行了提取、分析、整理,建立了观测数据库,采用的观测资料格式有A文件和B文件。A文件提取速度较快,B文件提取速度较慢,但提取较为方便,因为B文件是Access数据库格式。目前我局建立的观测数据库主要 用于数据查询、为农业气象服务材料制作提供气象分析数据。该观测数据库尚未包含自动站、区域站数据,且隔一段时间更新一次,更新不够实时。目前制约智能农气服务系统的数据因素主要包括农业数据的缺乏、数据格式的规范统一。可通过与农林部门合作建立农业数据库的方式来解决。 二、农气数据的分析 农气数据的分析主要是用农气指标等农业与气象关系数据来分析气象对农业的影响,决定应采取的应对措施。该步骤建立在指标、农业措施等数据库的基础上。目前我局搜集了“四大怀药”、各种蔬菜、水果、养殖的一些指标,建立了农气服务手册,但是这些指标数据尚未建立数据库,尚不能用于智能农气服务系统。 三、农气服务产品的生成 农气服务产品主要采用Word格式、记事本格式。智能农气服务系统根据农气数据的分析产生服务产品,这些服务产品中可包括气象数据分析、图表、农事建议等内容。我局曾用Visual Basic语言的Word组件生成农气服务产品,但自动生成的Word文件内容排版不够完美,需要人工排版。 四、农气服务产品的分发 产品生成以后经过人工修改、加工,然后就可以。可采用邮件、短信、电话、传真、wap网站等方式。自动邮件方式需要服务对象数据库,该数据库主要包括农气服务对象的一些信息,如种植作物种类、所种植作物的发育状况、邮箱地址等。通过该数据库中的信息,将服务产品有针对性地发到有关服务对象的邮箱中。 关于自动短信,需要对移动公司提供的发短信软件的进行二次开发。我局曾使用短信快车软件服务短信,该软件提供了二次开发接口,可以用来实现短信的自动发送。短信自动发送可以大大减少人工操作发短信的时间,利于预警等重要信息尽快到达用户手中。 关于自动发送传真,需要传真电话与电脑的联接。这个联系主要用来实现数字信号与模拟信号的转换。这需要相关硬件开发和配套软件开发。 目前登陆wap网站的手机用户越来越多,在wap网站上农气服务产品将是一个越来越重要的方式。以无线网络作为传输通道,以手机作为终端处理设备的气象信息服务将提高气象信息的传播效率1。通过本系统自动地将农气服务产品到wap网站上,广大手机用户将会迅速方便地收看到农气服务产品。 五、结语 1.智能农业气象服务系统的实现需要多种数据库的支持,尤其是指标数据库、农事建议数据库、气象与病虫害发生发展关系数据库等农业与气象关系数据库的建立。 2.智能农业气象服务系统离不开人工的干预,该系统可以提高人工服务的效率,但是由于服务产品的复杂性,还需要农气人员来改进服务产品的质量,增加服务产品分析的深度,监督智能农业气象服务系统的运行。 3.该系统的使用可以节省一些重复、简单步骤的时间,利于提高人工服务的效率、利于产品的及时。可推广应用于预报服务、专业气象服务等。
农业新技术推广研究:如何提升农业新技术推广水平 摘要:2012年中央一号文件再次将农业科技发展摆在突出的位置,中共中央、国务院在印发的《关于加快推进农业科技创新持续增强农产品供给保障能力的若干意见》中明确指出:在全球气候条件异常,我国耕地和淡水资源短缺压力继续加大,农业发展面临的风险明显上升的形势下,要使我国农业实现可持续发展、确保农产品长期有效供应,必须加大科技投入力度。农业科技是确保国家粮食安全的基础支撑,是突破环境资源约束的必然选择,同时也是加快现代农业建设的决定力量。文章从基层农业科技推广工作人员的角度来探讨农业科技的广泛深入推广。 关键词:农业;新技术;推广;培训 据相关数据统计显示,从1997年到2011年,我国耕地面积减少了1.2亿亩,现存耕地面积已逼近18亿亩耕地的红线,人均耕地面积已不足1.5亩。此外,受环境污染以及农民随意施用化肥农药的影响,一部分耕地质量较差,中低产田的比重已经接近五分之三。由于水利资源短缺,每年农业生产缺水超过280亿立方米,每年因缺水造成粮食减产超过380亿斤。在这种严峻的形势下,只有依靠科技力量才能实现粮食增产。因此,搞好农业生产新技术推广工作至关重要。 1 当前农业科技推广中存在的问题和困难 1.1 基层农业科技推广队伍结构不合理 由于受多种因素影响,大多数乡镇的农业科技推广人员不足5人,平均每名工作人员需要包3个村,工作量过大,再加上有时会出现乡(镇)政府或上级主管部门借调工作人员的情况,造成农业科技推广工作无法及时有序进行。由于开展农技推广工作需要经常下乡深入田间地头,工作比较艰苦,常会造成一部分年轻人因吃不了苦而脱离岗位,农业科技推广队伍结构不合理,留不住年轻的技术人才,队伍老龄化现象比较严重。 1.2 农业科技推广经费相对不足 虽然近年来我国政府对“三农”问题越来越重视,为增加粮食产量,在农业科技推广方面的经费投入也在不断增加,但大多数地区的推广经费依然不够充裕,农业科技推广工作人员由于没有单独的培训和推广场地,只能租用或借用学校的教室,甚至只能在露天场地对农户讲解农业知识。由于缺乏经费,农业科技推广人员无法到相关的高等学校进行深造和学习,只能通过买书自学的方式进行充电,学习效果差强人意。 1.3 农业科技推广人员的素质亟待提升 据了解,我省大部分县市的农业科技推广人员年龄大多在40岁左右,知识结构过于单一,专业技能仅限于传统农业的种植、养殖以及病虫害的防治等领域,对于特种高效农业、名优特种养殖、生态病虫害防治等方面知之甚少,并且由于年龄偏大,一部分工作人员学习深造的积极性明显减退,再加上上级主管门提供的深造和学习的机会较少,造成目前推广队伍知识水平不高,难以快速适应高效农业的科技推广。 1.4 农业科技推广缺乏实例 由于传统的耕作观念在一些农村地区比较根深蒂固,造成许多农户无意接受新的生产知识,一些高效的生产模式一时间无法进行普及,再加上所谓的高效农业生产模式在本地区没有进行实地生产范例,农民们看不到实例,仅凭图像和生产数据,广大农户无法轻易相信,接受培训的积极性自然不高。 2 加快农业科技推广的重要意义 加大农业科技推广力度,提高粮食产量,促进“三农”经济快速发展,是我国农业现代化发展的必经之路。农业科技推广工作的逐步深入,不仅能够培养一大批新型农民,还能够提高农业产业化能力,在发展农村经济的同时也满足了社会需要,对于维护生态稳定,促进国民经济发展具有十分积极而重要的意义。 3 农业科技推广工作的主要对策 3.1 健全基层农业技术推广体系,充实农业技术推广队伍 严格按照国家制定的相关要求,对各地区的农业科技推广部门进行体制改革,实行定编定岗,以岗定薪,分清责任,加大人员分流力度,强化乡镇农业技术推广站的建设,于此同时,提高农业技术推广工作人员的薪酬待遇,增加下乡补贴和教学补贴,从而吸引更多的高端技术人才参与农业技术推广,提高农业技术推广水平。 3.2 加大推广经费投入力度,激发工作人员学习热情 相关部门应加快与各级财政部门进行协调沟通,争取足额经费投入,在满足工作人员下乡推广农业科技所需经费的同时,加大对工作人员的培训经费投入,鼓励技术人员申评中级、高级职称,积极为工作人员争取或创造到高等院校学习深造的机会,提高农业科技推广水平,从而提高基层农业科技服务能力。 3.3 加大农业科技推广力度,切实做好农业科技培训普及工作 首先,应在广大农村地区进行广泛调研,了解广大农户的培训需求,在充分调研的基础上,选好培训的场地,购置相应的培训设施,制定出相应的培训方案、培训目标以及培训课程。 其次,应在农村地区进行广泛的宣传,组成以农业科技教授及村委会成员为主的宣传小组,在各个乡镇进行广泛宣传,对于种植大户和养殖大户要深入进行重点宣传,说明加大农业科技投入的优越性。 再次,要根据农民的特点进行培训,针对春秋季节农民农活较多,时间抽不开的情况,农业科技培训的时间应尽量选在夏冬两季,在讲解相关农业技术的同时,将党中央关于农业发展的方向和政策传达到广大农户,将农业高效种植、养殖的方式和优势传达给农民。 3.4 建立人才激励机制,加大对农技推广工作的监督力度 根据当地工作实际情况,对农民科技培训工作实行目标管理,制定出每年的培训目标和培训标准,每年年中对目标执行情况进行定期和不定期抽查,每年年底根据培训的结果对相关责任人进行年终考评,加大监督考核工作力度,对成绩突出的培训单位和工作人员给予表彰奖励,对培训工作不到位的单位和个人给予通报批评,并责令限期整改。 作者简介:孙鹏程(1979-),男,汉族,吉林梅河口人,就职于梅河口市解放街道农科站,研究方向:农技推广与服务。 农业新技术推广研究:影响农业新技术推广进程的因素 摘要:农业新技术是将先进的科技转变为农业生产力的有效“工具”,而农业新技术的推广工作是传播新技术的直接途径。农业科技成果能否很好的实现其自身的价值,惟有被广大农户运用到农业生产实践中去,当它为农户带来了经济效益时该技术才能够得到肯定和承认。而影响农业新技术推广进程的因素是多方面的,本文主要从推广机构、推广体系、推广经费等方面进行了阐述,对这些问题一一进行了分析,并结合笔者实际工作经验,提出了加快农业新技术推广进程的对策及建议。 关键词:农业新技术;推广;影响因素;对策 1 影响农业新技术推广进程的因素 1.1 推广机构管理体制不合理 当前,属于乡镇的农业新技术推广站统一归为乡政府管理,自从技术推广站的管理权划归为乡镇管理之后,县级农业部门很难管理乡镇上的农业新技术推广业务。不少地区甚至政事不分,将农业技术推广人员当成行政人员来使用,乡镇技术推广站的农技人员在进行业务时不具有自主权,很多技术人员常常忙于行政事务而忽略了新技术推广业务,这就在很大程度上影响了乡镇农业新技术推广进程。 1.2 农业新技术推广体系有待完善 目前很多地方对农业新技术推广的职能认识较为模糊,导致农业新技术推广效率不高。除了技术的推广职责之外,农业技术推广还应该包括执法、质量监督等行政方面的职能。自从农业新技术推广体系改革以来,很多乡镇单位的农技推广站逐渐向自主经营的道路转变,为了生存和发展,它们普遍重视农技推广业务的经济效益,很多农技推广站的工作重点逐渐变为售卖种子、化肥等产品,忽略了新技术的试验示范工作,农业新技术推广的根本职能没有得到充分发挥。 1.3 农业新技术推广人员素质不高 作为一门农科理论、技术以及营销学相结合的新科学,新技术推广要求农技人员具备较高综合素质和业务水平,而目前很多农技推广站的技术人员文化程度较低,加之很多大学毕业生不愿意到乡镇农技站工作,导致目前很多农技站缺少中高级技术人员,很大一部分的技术人员的专业水平都比较低,农技推广队伍人才结构失衡,技术人员综合素质水平不协调,严重影响了农技推广队伍整体素质水平。很多基层农技站的技术推广人员虽然实践经验比较丰富,但是新兴科技的发展也让很多年老的技术人员倍感压力,其知识结构无法完全适应农村新技术的发展需求。 2 加快农业新技术推广进程的对策 2.1 加强相关法律法规宣传,完善农技推广激励机制 一方面,健全的法律法规是农技推广工作有序开展的保障。政府部门应当加强相关法律法规的制定与完善工作,确保农业新技术推广能够有效的进行。同时要加大相关法律法规的宣传力度,利用舆论引导的作用,有效提高广大农民朋友对农技推广工作的关注度,积极动员他们参与到农业新技术推广工作中来。 另一方面,为了让农技推广工作进程得到更好的实施,必须要建立起一整套系统完善的农技推广激励机制。例如可以采取对首批参与的农民部分补偿和奖励,开出适当的优惠条件,积极鼓励动员其他农民采用新技术,加快新技术推广进程。对于那些在新技术推广业务中比较积极,又取得了一定成绩的推广人员,可以结合其实际业绩给予相应的经济奖励,从而提高农技推广人员的工作积极性,带动农业新技术推广工作的开展。 2.2 提升农民的科技素质,促进农业新技术推广工作进程 其实很多农民对于农业新技术的获取是处于比较主动的状态的,他们大多数能够按照自己的生产需求去寻找合适的技术并加以实施。在这种情况下,农业新技术推广应该是服务性质的,是按照农民的实际需求来提供相应的技术咨询。在采取何种技术的选择上应该是农民与技术推广人员共同决定的,因此在农技推广体系中农民作为主体始终占据着重要地位,为了提升农民的科技素质,我们可以以当地各大高校或科研机构为依托,选择一些比较优秀的青年农民进行进修,或根据当地实际需求情况组织农民进行新技术学习培训,以此来提升青年农民的科技素质。另外,还应该采取一系列的措施进行技术推广教育活动,让农民转变传统观念,加强他们利用新技术的意识,消除他们对新技术可能会产生损失的疑虑,适当的推出一些农技业务的保险业务,消除农民的后顾之忧,促进新技术推广进程。 2.3 加大对农技推广培训,提高农技推广人员素质 要提升农技推广人员队伍的整体素质,首先应该提升农技推广人员的素质要求,严格坚持持证上岗制度,唯有通过技术考试才能在农技推广部门就职,全面实施聘任制度,建立健全人员动态管理机制,吸纳越来越多的优秀科技工作者为农业新技术推广工作服务。除了要坚持持证上岗制度之外,还应该对在岗的农技人员定期组织进行培训学习,培训学习的手段可以采取多种形式,比如利用当地附近的高校师资力量、实验室设备来对农技推广人员进行培训,或是选派一些比较杰出的农技推广人员到更高一级的推广站进行学习。 作者简介:王利武(1972-),布依族,南盘江镇农业服务中心助理农艺师,从事农业技术推广工作。 农业新技术推广研究:乡镇农业的机械化新技术推广和应用 摘 要:现代化乡镇农业除了要求农业机械性能稳定等基本特点外,还应该使作业的过程达到自动化或半自动化,并且能够具有监测、报警功能,以便于及时报告故障部位,提高机械效率。近年来,以电子计算机为主导的智能控制技术不断发展,新材料日益涌现,为农业机械化新技术的推广奠定了基础。本文就乡镇企业的机械化新技术的推广和应用进行分析。 关键词:乡镇农业;农业机械化;新技术 1 我国乡镇农业机械化新技术的发展现状 1.1 新产品投放入市场增多 国内农业机械制造企业新产品研发以及投入市场的速度明显加快,从乡镇农业机械来看,中国推出了价格低廉且备受广大农民欢迎的小型工程机械,例如免耕灭茬播种机和玉米收获机等。有了这一系列的新产品,就有了提前占领农业机械市场的资本,这也成为了各个机械企业竞相采用新技术,提高产品科技含量的根本动力,有利于激发企业创造新技术的积极性和主动性。 1.2 个性化产品不断增多 随着时展,农民在不断辛勤劳作的同时,其需求也越来越多样化。从外观上来看,流线型拖拉机数量越来越多,俨然有愈演愈烈的趋势,拖拉机驾驶室的内部设计也越来越人性化,充分考虑驾驶员的需求。同时,乡镇农业机械的内部质量也得到明显改进,具有鲜明特色的一部分新产品渐渐占领更大份额的市场,农业机械制造的新技术得到更大范围的推广。 1.3 使用新产品不足 以前受农民收入水平较低的影响,农业机械的市场也未见活跃,农机产品价格较低,生产厂家获取利润空间不大,因此,缺乏新产品创新的热情和能力。近年来,虽然情况得到改进,但是依旧导致了农机产品供给与需求脱节的现象。目前,农业的发展对农机设备提出了更严峻的要求,但是国内还没有能普遍适用的机型供农民使用,导致对于新产品的使用不足。 2 我国农业机械化新技术的发展趋势 现代农业走新型机械化道路,自动化、智能化的作业便成为了发展的必然趋势,也成为促进农业发展的有效途径。近年来,随着改革开放的不断深入发展,我国的农业机械化水平也显著提高,必然要遵循新技术发展的趋势。 3 农业机械化新技术的应用 3.1 农用传感器 要有效地实现农用机械自动化控制,关键在于对农产品生长状态的准确判断和监控措施的不断完善,这也就使得检查这些状态的传感器显得尤为重要。目前,农用传感器已经在我国得到广泛运用,例如,可使用湿度传感器对粮食的烘干和储存进行监测;收割机上使用谷物流动传感器可以快速监测谷物的质量等,这些传感器的广泛应用为农业机械制造的自动化打下基础。 3.2 计算机技术在农业机械的应用 自从20世纪90年代以来,世界上的计算机技术迅速发展,产品周期不断缩短。同时,随着自动化技术的发展,农业机械设备的性能也大大提高,已能适应农业中如高温、潮湿等不良环境,提高了农业机械产品的耐久性。 3.3 农用机器人技术 在农业机械领域之中,有许多环境不适合人类工作,这就需要农用机器人来代替完成,要求农业机器人能够进行自动处理、自动作业并且能够根据相应的工作环境自动选择何种工作方式。如在果实收割时,机器人需要判断果实的成熟程度以决定是否收割。随着智能化新技术不断发展,农业机器人研发与应用脚步也将加快。今后,将会有更多的机器人应用于农业过程中。 3.4 建立农业体系 随着农业技术的不断成熟与完善,使得一些农业设备更加高科技,更多的信息系统构建被应用于农业生产的过程中,主要的有“3S”技术(即地理信息系统GIS、全球定位系统GPS和遥感技术RS)的广泛应用。采用GPS系统确定农业机械的具体位置,由遥感系统进行实时的监测,并且在得到信息后及时输入地理信息系统进行分析,实现智能化控制农业机械,对作物的操作进行调整。随着各项先进技术的不断发展,农业机械的不断高科技化是乡镇农业发展的必然趋势。 3.5 新耕作体系的推广 想要促进乡镇农业的快速发展,先进的农业设备是一个因素,另外,也需要先进的农业工艺。目前,我国正在大力推行保护性耕作,其以机械化措施为龙头,在尽可能不扰动表层土壤的情况下,进行农业的各种耕作,实现农业的可持续发展。保护性耕作实施的关键也是提高农业单位面积产量,提高农业生产的效率。随着我国保护性耕作的不断推广,我国已经形成了相应的农用机械体系,研制出了与之相适应的新技术,有利于农业的发展。 3.6 加强农机服务的产业化 完善乡镇农机管理场所,通过财政补贴等手段促进农机服务人员的待遇改善,大力发展农机专业合作社,培育具有一定规模、功能齐全的农机合作社,全面提升农机的服务水平,不断加强农机服务的产业化。 4 总结 目前,我国乡镇农业机械化技术以前所未有速度迅速发展,但是,我们在为取得成绩高兴的同时,也应该看到,我国的农业机械化技术与发达国家的水平仍然存在着较大差距,我们必须将乡镇农业机械化新技术的研究、推广与应用摆在更为重要的战略位置,促进农业的发展,促进乡镇的发展,同时促进高科技技术的不断发展。 农业新技术推广研究:对加快农业新技术推广的进程的几点思考 【摘 要】目前,农业技术推广机构管理体制不顺,改革目标不明确;不完善的农业新技术推广体系;农业技术推广事业经费缺少,农业科技人员待遇报酬偏低;没有试验、示范基地,农业技术推广整体水平明显下降;农技人员素质偏低,知识更新不及时,培训学习机会少等。在分析我国农业新技术推广面临问题的基础上,探讨了存在问题的客观因素,并提出了可行对策。 【关键词】农业;技术推广;技术进步 一、问题的提出 农业技术推广是把农业技术应用于农业生产的产前、产中、产后全过程的服务活动,是提高农业科技成果转化率及促进农业和农村可持续发展的重要手段,在整个农业生产中具有十分重要的地位和作用。农业技术推广除了行使行政执法、农作物病虫害测报、检疫、预防等职能外,还担负着农业高新技术的试验、示范、培训、推广、指导以及咨询服务等工作。改革开放以来,农业技术推广有了长足的发展,为推动农业生产的技术进步,农业增效、农民增收起到了极大的促进作用。然而,20世纪90年代初以来,农业技术推广体系面临诸多问题,许多乡(镇)农业技术推广组织名存实亡,出现了网破线断的状况,传统的经济体制下的农业技术推广体系已远不能适应市场经济的发展。所以就当前农业科技推广中的一些突出问题急需现论与实践工作者探讨研究。 二、农业新技术推广面临的主要问题 1.农业新技术推广机构管理体制不顺,改革目标不明确。目前,乡镇农技站划归乡镇政府管理,91年农技站人、财、物“三权”下放乡镇后,使县级农业部门对乡镇农技站在业务上难于管理。有的地方政事不分,把农技人员当行政人员使用,农技站人员在业务上没有自主权,技术干部做行政事务的多,搞业务技术的少,直接影响了科研成果转化为生产力的进程,和农业生产的发展速度。 2.农业新技术推广体系不够完善。农技推广职能定位不清,效率低下。除技术推广职能外,还有执法与质量监测等行政职能及经营服务等职能,难以兼顾。而且,自从大部分地区农业技术推广体系改革试点以后,许多乡镇一级的农业推广站向自主经营、自负盈亏的方向发展。为了生存,他们更侧重于农业技术推广的营利性,好多推广站把向农民出售种子、化肥、农药等作为工作重点,完全忽略了农业新技术的实验,示范的重要环节,没有充分发挥出其应有的服务性职能。 3.农业技术推广事业经费缺少,农业科技人员待遇报酬偏低。长期以来,乡镇农技站应以搞好经营促进推广的工作原则出发,但事实上大多的乡镇不是这样,而是政府把乡镇级的农技部门的合法经营做为创收的一个环节,采取了出租或承包的形式进行管理,所得承包费均归政府所有[1]。而农技人员应该享受的待遇却不予兑现。乡镇农技工作最直接服务于农民,面对千家万户,工作量大。从道理上讲,在人才和经费的投放力度上应该大些,但现实情况是大部分基层农技站难以维持,有的甚至连最起码的基本工资都保证不了,村级农技员多年前就已取替,导致乡镇农技推广网点解散,留下的农技员不得不成为兼职或专职的“农资员”,去搞经营创收,致使农技人员无法集中精力从事农业技术推广工作。 4.农业技术推广整体水平明显下降。在农副产品日趋商品化和市场化的形势下,农户增收的愿望十分强烈,但农民引进新技术仅凭一些简单的听、看和有限的光盘资料,发挥不出好的效果。农民又比较因循守旧,接受新技术新事物的能力又有限,所以新的科技成果转化为生产力的进程也达不到快速的目的。只有发挥完善乡镇级农业技术的推广,建立一些试验田、示范基地,在农技推广技术人员的正确指导下,有目的直观的向农民展示必要的效果,农民才会体会到更多的收获。争取一步到位的大面积的达到农业新技术推广的应用目的。新技术的推广及应用也是政府为提高农业生产率和土地利用率,增加农业综合效益,促进农民增收,建设社会主义新农村的有效途径。农业技术推广本身也是一个创业的过程[2]。我们看到很多地方,科学家在推广技术的过程中与农业生产者合作、与资本合作,产生了众多企业。比如搞种籽研究的成立了种业公司,搞饲料研究的成立了饲料公司,这种模式不仅能够产生利益、放大利益,而且符合现代化农业工业化发展的要求,有利于农业的标准化、规范化生产。我们要以开阔的胸怀接收这种利益模式,这本身也符合市场经济发展的规律,也符合科技创新的规律。 5.农技人员素质偏低。农技推广工作是一门新学科,它是农科理论、农科技术与营销学的结合,而各农技站技术人员全部只有中专及以下文化程度,本科、大专毕业生不愿来,中级职称人员很少,大多数人是顶替和学专非所用人员,导致农技推广队伍的人才结构不合理,人员素质参差不齐,严重的降低了技术队伍的整体素质。而且接收继续教育人数也逐年下降,尽管他们通过多年基层实践,积累了一定得经验,但在日新月异的科技发展时代,知识面与知识结构还不能适应农村经济发展的需要。 三、农业技术推广的应对策略 1.以市场为第一信号树立以农为本的推广理念。密切关注市场动向,始终把效益放在第一位,重点推广市场利用前景好的农业新技术,减小市场风险。首先要了解农民的需求。农业科研单位和科研人员在立项前必须深入实际了解农民的需求,在调查了解的基础上立项研究,以解决生产实际中迫切需要解决的问题[3]。不同的发展时期,农民的需求不同,在改革开放初期,农民的最大愿望是解决温饱问题,注重的是农产品的数量,有关粮食增产的新技术、新方法就深受农民的欢迎,推广起来比较容易。进入农业发展的新时期,农民的温饱问题得到基本解决并向小康过渡,增加收入成为农民的迫切需要,推广能增产且能增收的新成果农民愿意接受,对成本高、市场风险大、增产但不一定增收的技术农民接受的积极性不高。因此,只有充分了解不同时期农民的需求,推广工作才能有效开展。另外,不同地区农民的需求差异较大,同一地区不同个体也存在差异,在农业技术推广过程中要有针对性。 2.建立以国家投入为主的多渠道农业科技推广投融资体系。农业是国民经济的基础,同时又是弱质产业,,国家要充分利用,绿箱,政策,强化对农业和农业科技推广的财,力支持,逐步提高农业科技推广经费占国民经济总产值的比例。鼓励企业、社会经济组织和个人等社会力量投入农业科技推广,从根本上转变农业科技投入严重不足的状况;建立农业投资风险基金和保障制度,逐步形成以国家投资为主体,社会投入为补充的多元化、多渠道的投融资体系,改善农业基础条件和成果转化手段,推动农业科技成果的转化应用。 农业新技术推广研究:农业新技术推广探讨 摘要 从推动农业高新技术的应用入手,分析农业新技术推广现状及存在的问题,阐述新技术推广的必要性,介绍新技术推广的方式及农业技术推广取得的成果,以促进农村经济发展。 关键词 农业;新技术推广;现状;问题;成果 农业技术方面的推广是把高科技含量的知识体系应用到农业方面,从而提高农业的生产力。从这个层面上来说,农业技术充当了一个桥梁和纽带的作用。农业技术推广就是把农业方面的科技成果传授给农民用于农业生产,使农民增加高科技知识和专业技能,以应用到生产领域[1]。 1 新技术推广现状 随着我国农业的不断推进,技术推广日渐深入农业现代化建设中。在农业技术推广方面,积极引进一大批科技含量高、适用性高的农业新技术和新品种,这不仅增加了农业生产的效益,同时促进农业的发展。农作物、畜牧业品种不断更替,高新技术的渐进传播和实践,使我国农业不断转向了现代化发展进程。在农业技术培训方面,积极向农民传授农业生产经验和高新技术,从而提高农民的科技和文化素养,提高了其吸收先进技术的意识,从而能够更好地实施 “科教兴农”战略。技术推广部门广泛进行技术推广活动,采取电视传媒、现场传授或者科技专栏等方式宣传农业的科学发展,使科技得到普及。 2 新技术推广存在的问题 当前,我国对农业的关注度和资金投入明显不足,这就阻碍了推广的进一步深化。同时,农业推广体系不健全,严重制约推广的进行。在发达国家的农业技术推广中,其拨付经费占农业总产值的0.6%~1.0%,在发展中国家的比例也达到0.5%,而我国不到0.2%,人均经费少。农民的科技和文化素质相对比较落后,对高新技术的吸收和应用能力较差,基层传播人员素质存在欠缺,影响推广的预期成果。 3 新技术推广的必要性 改革开放后,我国农业实现了一定程度的增长,实践证明了我国能够通过自己的生产满足人民对粮食的需求。随着耕地的不断减少和自然灾害的发生,这些不利因素并没有阻挡农业取得丰收的步伐。然而农业的丰收未能解决我国资源匮乏、环境突变以及农产品高需求之间的矛盾,农业的高科技化逐步面临困境和挑战[2]。耕地递减、水资源面临危机、劳动成本逐渐升高、农业资金外流加速和农业环境恶化等问题的出现,进一步促进了农业新技术的引进和应用。 4 新技术推广的方式 自中华人民共和国成立以来,我国的农业普遍受到关注,其中在农业科技的推广方面经历了4次变革,从最初的单一层面的政府主导体系到以政府为主体、科研部门、农民合作组织、企业等主体共同参与的推广体系[3]。 随着我国综合国力的提升,科研水平不断提高,农业科研部门自主的投身于农业生产的基层,亲临于农业生产现场,从而进行农业生产实践活动。通过与地方政府或者农村合作组织的沟通和交流,建立稳固的合作关系,从事技术的开发和示范活动。当下,农业技术推广企业逐渐加入到农业新技术的推广中来,根据市场需求和走向研发新的农产品品种和农业技术并进行相关测试,为农业生产者提供科技的生产方式和高科技优质生产品种。这不仅能够实现企业自身的利益,而且促进了农村经济的发展。 5 新技术推广成果 针对高等院校和科研院所研制的农业科技成果,政府每年都会选取能产生带动作用的高新科技成果进行实地测试,以此来推动农业的发展,同时促进农村经济的改善。例如农业部和财政部合力规划实施的“丰收计划”和“跨越计划”,以及“国家重点技术推广计划”、“科技入户”示范工程等项目的实施,不仅可以带动地方农业的开展和效益的提升,同时还会有效地推动我国农业科技的创新,使其更好地服务于农业这一基础领域。新技术的广泛推广,对于发展农村经济有着非常重要的作用。 2005―2007年,中央发出关于“测土配方施肥”的一号文件。3年来,免费为1亿以上农户提供测土配方施肥服务,在1 200个县开展测土配方施肥项目,推广测土配方施肥面积4 266.7万hm2,有效地促进了粮食增产增效,平均节约化肥34.5 kg/hm2,节约成本150元/hm2左右,增产450 kg/hm2 [4]。这对促进农村经济发展有积极的效应。 农业机械化是一系列农业技术的集成,它具有操作简单、节约劳动力等特点。现代化农业多以农机装备为基本生产工具,要建设具有现代化气息的生产模式,推进农业科技化的发展,提高农产品的效益和竞争能力,提高农民的收入,必须推进农业机械化的引入[5]。这不仅可以解决农业较低的生产率、缓解农业经济效益低下问题,还可以改善农业的生产方式,提高农业发展整体水平,促进农村经济的发展。
采矿过程中机电一体化的应用:谈采矿过程中机电一体化的应用与发展体会 摘 要:近年来,随着我国社会经济的发展与提升,很多行业都顺应了时代的发展,采用了一些新技能与新技术,致使机电一体化技术得到了有效提升与发展。同时,随着我国互联网技术的普及与发展,机电一体化也朝着微型化、智能化与网络化的方向不断地发展。在煤炭企业采矿的过程中,通过应用机电一体化技术,能够有效地降低生产能耗、提升生产劳动效率、增加产品的质量等,促进了采矿业的发展。 关键词:采矿过程 机电一体化技术 应用 发展 当前,我国的矿产产业的发展速度正在不断增加,促使了我国经济的快速发展,提升了我国经济的增长速度与水平。但是我国工业生产技术的标准化与规划化的程度较低,因而在实际的生产与发展过程中存在着很多弊端,增加了采矿工作的困难度及危险性。对此,通过应用机电一体化技术能够有效地转变传统生产劳动模式,降低劳动强度,以此来有效提升整个采矿好行业的生产效率,降低开采的过程中的风险性。 1 机电一体化的概述 1.1 机电一体化的概念 机电一体化是近年来推出了一项全新的自动化技术,并已经成为了多个行业在发展过程中进行改革的重点方向。机电一体化技术是一种融合了电子信息、机械设备、电脑软件等多种学科知识的综合性技术,能够有效地提升工业生产与发展的效益。当前,机电一体化技术在我国的采矿行业发展过程中具有十分重要及突出的作用,是推行矿山生产自动化的必要因素,加快矿山产业的转变与提升,进而促使整个矿山经济的增长。 1.2 机电一体化技术的特点 1.2.1 安全性高 机电一体化技术在实际的应用过程中具有强大的应用功能,能够进行适时自动化检测、相关数据的传输以及紧急预警、自我更新等智能化的操作。同时对于生产过程中出现的意外状况,例如:电路短路、电机失灵等问题,能够进行及时的检测与报警,进而防止相关事故的发生,增加运行过程的安全性与稳定性。 1.2.2 实操性强 机电一体化技术在应用的过程中具有高智能化的特点,能够最大程度地降低人工操作量,规范整个操作的过程,避免人工失误情况的产生,提升了整个生产操作过程的安全性与稳定性。通过应用机电一体化技术生产的产品,其规格与质量的精确程度及一致性得到了显著提升,进而增加了整个产品的达标率,提升了该企业的综合效益。 1.2.3 使用性强 在应用机电一体化技术时,能够与之搭配的相关仪器及设备都具有自动化与智能化的水平,能够有效提升日常保养以及故障检测的工作性能,进而促使整个生产系统的自动化水平得到有效提升与发展,减少人为因素的对整个生产设备操作的不良影响,提升整生产操作的规范化水平,促使整个工作效率与质量的提升,增加企业的经济发展效益。 2 机电一体化技术在采矿过程中的应用与发展现状 随着我国科学技术的发展,近年来我国加快了对采矿行业的结构调整。当前,利用大型开采机电设备的比例已经达到了90%,中型企业达到了80%,小型企业也达到了40%。同时,很多的采矿企业在生产工作的过程中还应用了很多新型的采矿技术、工艺以及相关的设备,这种应用发展的现状已经与国际发展水平相持平了。 此外,机电一体化技术作为一门具有较高实用价值的采矿设备,在我国采矿行业中起到了十分关键的作用。当前,在我国很多采矿过程的各个环节中都能够应用到高压机电设备,尤其是PLC控制设备以及微机处理分析设备更是得到了广泛的好评,能够有效提升采矿工作的质量及安全性。 3 机电一体化技术在采矿过程中的应用 3.1 矿井安全生产监控系统 在实际的采矿工程中,有许多的煤矿工程在应用监控系统的时候都存在着一定的问题,其中最主要的问题就是传感器工作效率的低下。在日常的生产过程中,很容易出现性能不稳定的情况,能够有效使用的期限非常短,发生故障的频率较高等。对此,需要借助相关的计算机网络技术,利用光纤来代替传统的金属电缆,拓展原先的信息存储格式及内容,能够容纳相关的图片、视频等,以此来提升生产监控的水平,进而促使整个煤矿企业更快、更好地发展。 3.2 在采煤机中的应用 在采煤机中应用机电一体化技术,能够为其提供更大的牵引效力,克服掉相关的阻力。通过在采煤机中设置相关的防滑功能,还能够增强其安全性、稳定性以及使用的时间。应用了机电一体化技术的采煤机具有较强的牵引技术,不仅能够在生产的过程中克服阻力,同时通过设置防滑装置还能够增加其使用的安全性,增加使用寿命。此外,杂技采煤机下滑的时候,可以通过发电来制动,进而节约了相关的资源与能源。 机电一体化的电牵引采煤机与液压牵引机相比较,电牵引机在使用的过程中除了电动机的配件会受到磨损之外,其他原件基本不会受到较大程度的影响,最大程度地降低了维护的工作量与难度,保证整个采矿过程的更加稳定与安全。此外,电牵引采煤机的操作十分简便,能够及时地进行参数的设置与修改,有效地避免了故障的发生。电牵引采煤机在运行、传送的过程中所使用的设备比较简单,尺寸与质量都比较小,以此就具有着更高的工作效率,相关反应程度也比较灵敏。 3.3 在提升机中的应用 当前,我国在生产过程中所使用的提升机中的内装式摩擦提升机就应用了机电一体化技术,通过使用微电子技术、信息化技术来将工作机与驱动机合二为一。这种设备在应用过程中是将电动机内置在卷筒内部或者摩擦轮的内部,同时,提升机提升的过程就是利用电子计算机进行控制的,具有着灵活度大,运转速度快以及诊断的功能。同时,提升机在运行的过程中,能够对提升的位置进行有效控制,进而确保相关装备在制定地点进行准确停车。此外通过采用微机控制能够在采矿过程中采集相关的感应信号,进而进行电子监控,提升整个系统运行的可靠性与安全性。提升机在工作的过程中需要保障相关工作人员以及货物运输的安全性,需要通过采取不同的方法措施来进行更新与改变。其主要分为报警提示、二次不能开车、立即进行电气制动以及立即进行安全制动,以此来确保整个系统运行的安全性,促使采矿工程更好、更快地发展。 3.4 在带式传送机中的应用 在我国,带式传送机在煤矿开采的过程中有着十分重要的影响,具有着输送量大、性能稳定、工作周期较短等相关优点。目前,我国所使用的最普遍的CST可控软启动装置,由于其具有良好的综合性功能,能够针对煤矿的实际开采情况通过较长距离的运输,具有较高的工作效率。但是在实际的应用过程中,由于我国相关技术条件的限制,所使用的带式传送机中间驱动点的设计通常不超过3个,进而就会对整个传送机的工作效率产生一定的影响。 4 结语 机电一体化技术是我国采矿行业发展的强有力的动力,能够有效地促使我国采矿行业的提升与发展。因此,在应用机电一体化技术的时候,需要依据采矿行业的实际生产情况,保障其生产过程中的安全性,增加生产效率,进而促使我国采矿行业更好地发展。 采矿过程中机电一体化的应用:采矿过程中机电一体化的应用与发展探析 摘 要:近年来随着机电一体化技术的日益成熟以及在具体的运用中所取得不错的成效,机电一体化现已在各领域得到了广泛的应用。本文立足煤矿企业,论述了机电一体化在采矿过程中的运用情况,以及机电一体化未来的发展趋势,旨在促进机电一体化在煤矿领域得到全面落实。 关键词:机电一体化;采矿工作;煤矿企业 煤炭开采技术直接影响煤矿矿井的产能释放,随着煤矿开采地域的不断扩大和延伸,以及采煤机械的更新换代,传统采煤工艺已经不能满足国家发展对能源的需求,现代综合采煤工艺的发展进步必须通过不断创新才能跟上时代步伐,因此机电一体化技术在煤矿行业的应用越来越重要。 1.机电一体化的基本概念及其构成要素 1.1 机电一体化的内涵 机电一体化是最近几年新出现的自动化技术,并且很快得到了高速发展,成为许多行业技术改造的重点方向。所谓机电一体化,是指融合了电子信息、机械设备、电脑软件等多门学科技术为一体的综合技术,它综合了不同学科知识和技术特点,将它们有机的整合在一起,形成了一门独具特色而又具备广阔发展潜力的技术应用方案,能够有效提升工业生产效益和效率。 1.2 机电一体化技术的特点 (1)安全性高。机电一体化技术具备十分强大的应用功能,能够实现自动监控、实时数据传输、紧急预警以及自我更新和恢复等智能化操作,对于在生产过程中出现的任何意外情况,例如电路短路、工作负荷过大、电机失灵等问题,都能够及时检测并报警,可以有效防范事故风险的发生,不断提高生产安全性和稳定性,保证良好的安全生产环境,提供企业的综合生产效益; (2)实操性强。机电一体化技术所采用的各种设备具有高智能化特点,大大降低了人工操作的工作量,使得操作过程更加简单和规范,避免了由于人工操作带来的各种失误,显著提高了生产过程中的安全性和稳定性。 (3)实用性大。与机电一体化技术相配套的各种设备和仪器,都具有较高的自动化水平和智能化程度,能够有效提高日常保养和故障检修工作性能,可以通过提高相关配套仪器和设备的自动化程度来加强整个一体化生产系统的自动化水平,降低人为因素对生产设备操作的不利影响,从而不断提高生产操作的规范化水准,保证更高水平的工作质量和效率,提高企业的总投入产出比。 2.机电一体化的优秀技术构成 2.1 机械本体技术 要改善和提高机械设备的总体工作效率,必须从三方面来努力:自身重量、加工精度和产出量。当前,机械加工对象都是各种金属材料,降低加工自身的设备重量,可以有效提升机械加工效率,一般考虑利用非金属材料配件来置换不重要的金属部件。通过降低加工机械设备自重,可以提高加工设备小型化水平,不断提高加工设备的工作反应速度,降低能耗,提高加工效益。 2.2 信息处理技术 机电一体化与信息技术的融合程度正在不断深入和加深。为了提高机电一体化的应用水平和生产力,可以通过信息化改造来实现。利用信息科技提高工业生产综合效益,是未来工业技术发展的主要方向之一。 2.3 信息传感技术 机电一体化的传感技术主要是因为它可以通过光纤和电缆传感器能够提高其传感器的安全性以及可靠性,在采矿应用过程中具有很高的安全性能,对防止电磁干扰具有很大的抵抗功能。 3.机电一体化技术在煤矿中的应用 3.1机电一体化技术在采煤机的应用 机电一体化技术在煤矿行业最典型的应用在于电牵引采煤机设备的开发和推广,这种机电一体化采煤机相比大多数电牵引采煤机具有多种特点和优势:第一,电牵引采煤机最主要的特征就是它具有良好的牵引特性,电牵引采煤机在前进过程中可以不断地提供牵引力;第二,电牵引采煤机能够保证在采煤系统下滑作业时进行发电制动,其轴端装有停机时防止机器下滑的制动器,因此非常适用于大倾角煤层的开采,尤其适用于50°±10°倾角范围的煤层,并且不需要其它防滑装置;第三,电牵引采煤机易损原件少,除了电动机的电刷和整流子容易磨损意外,再无其它易损元件,因此具有维修量小、运行可靠、寿命长、效率高等优点。 3.2机电一体化技术在提升机的应用 矿井提升机是目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备,典型产品为全数字化交直流提升机,其中以内装式提升机最具代表性,该设备在结构上采用合二为一的驱动和滚筒装置,大大简化了机械结构,充分体现了机械、电子、计算机以及自动化技术的有机结合。 3.3机电一体化技术在皮带机的应用 我国煤矿井下输送系统的主要运输设备是皮带机,它能够满足长距离连续输送,并且皮带机具有输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等优点。目前主要采用机、电、液一体化的CST可控软启动装置,我国煤矿皮带机一般采用3点驱动技术,并且需要相应地限制输送机的单机长度和运量,该项技术与世界发达国家相比存在着一定的差距。 4.煤矿机电一体化技术的发展趋势 煤矿机电一体化是随着机电一体化的发展而发展的,它与机电一体化的发展是统一的,同步进行的。煤矿机电一体化未来发展趋势如下:第一,煤矿机电设备更加智能化,智能化系统是21世纪才开始流行起来的新兴技术,其使用范围和完善水平都存在着明显缺陷,因此煤矿机电设备的智能化成为一个重要的研究方向;第二,煤矿机电设备更加微型化,微型化在煤矿机电一体化中的应用并不成熟,它伴随着微电子技术的兴起而发展;第三,煤矿机电设备更加系统化,煤矿企业机电一体化所包容的范围越来越广,所使用的技术范围也逐渐扩增,随着这些种类的繁多,就产生了一个关键的问题:如何能够使这些差异很大的技术有机的组合起来,以发挥更大作用。迄今为止,尚未有一个国家或企业能够很好地充分利用这些技术的优势,无法避免其缺陷,因此该项内容也成为今后发展的一个重要方向。 5.结论 总之,通过本文论述,我们在对机电一体化这项技术逐步了解的前提下,我们深知:对于如何使其在煤矿企业中得到落实和运用还需要很多工作要做,但无论如何,我们必须重视机电一体化在采矿中的作用,最大发挥其在行业中存在的潜在价值,在煤矿企业开采过程中尝试落实这些技术的应用,为提高煤矿企业生产效率创造良好条件。 采矿过程中机电一体化的应用:地下开采矿山中机电一体化的应用 摘 要:机电一体化指的是集控制、信息和机械为一体的一种技术,目前,已经在矿山施工中得到了广泛的应用,基于此本文对地下开采矿山中机电一体化应用进行探讨。 关键词:地下开采 矿山 机电一体化 应用 在地下矿山开采的时候,改良工艺和技术创新是保证企业可持续发展的基础,使用的开采工艺是否先进直接影响了矿井的生产能力,为了保证矿井施工高效、高产的目的,要尽可能使用先进的采矿技术。在工业控制自动化技术的不断发展下,机电一体化技术在矿山开采中得到了广泛的运用,推进了企业快速、高效、安全的发展。 1 地下开采矿山应用机电一体化技术的意义 在地下采矿中应用机电一体化设备可以提高施工环境的安全度,降低施工人员的作业强度,在保证生产安全、降低能耗等方面都有重要意义。通过利用反馈系统和自动检测系统,可以根据反馈的信息控制和条件设备,保证了设备在无人值守的情况下安全运行。 随着科学技术的不断发展,机电一体技术在设计方面会更加人性化,功能方面会更加完善,精准度也会更进一步的提升,通过在矿山开采中使用几点一体化技术,不仅加快了矿山企业的发展,同时也积极推动了地方经济的快速发展。在地下开采中应用几点一体化技术不仅对矿山的综合实力将进行了提高,奠定了干净、完全、高效的矿山企业基础,同时也提高了矿山企业的社会效益和经济效益。 2 机电一体化在地下开采矿山中的主要应用 在矿区开采面积逐渐增加,企业井下战线的逐逐渐增加,传统的矿山开采施工效率低、施工人员多、单位生产能力消耗量大的情况已经不在符合当前矿山企业的发展要求,想要持续不断的发展下去,需要对落后的生产能力进行淘汰,对能耗比较高的设备进行改进,实现产业升级和转型的目的,同时,这也是未来矿山企业发展和生存的基本要求。 2.1 机电一体化在提升机中的使用 在采矿的过程中,提升机是重要的生产设备,对其机械性能和电气传动性能的要求的比较高,当前矿井提升机属于自动化水平比较高的一类设施。当前主要使用的提升机为数字化交直流提升机,通过将驱动和滚筒融合成一个整体,极大的简化了结构,使用变频技术和PLC技术间化了设备的安装,系统组合便利,抗干扰性能提高,而且使用PLC外端电路和芯片统一控制的方法相互结合,使PLC系统同时具有软件功能和继电器系统功能,有效的对提升机的可靠性进行提升,此系统有良好的硬件和软件保护环境,达到了软启动电动机的目的,可以在动态和静态的情况下对电动机的转动速度进行随意调整,不会出现转差冲击的情况,运行稳定,有效的降低了对机械造成的冲击强度,提高了系统的可操作性,可以进行手动、全自动、半自动运行,除了可以进行常规保护,还可以进行减速点后备保护、指示器断轴保护、给定方向记忆保护、错向保护、减速段超速保护、二级制动解除保护,在提升机运行的过程中,系统可以自动监控整个运行过程,可以对运行过程中的相关参数以及所有可能会影响设备正常运行的相关问题进行监控,具有故障报警和显示功能。和原系统相比,维护工作量和耗电量降低,有良好的节能效果,电控系统结构比较简单,编程方便,运行稳定性良好。 2.2 在监控和检测系统中的应用 在矿山采矿的过程中,利用机电一体化机械可以达到自动报警和在线监控的功能,其中在线监控指的是对转动系统、工作装置、液压系统、制动系统等工作过程中的工作状态进行检测和控制,自动报警指的是在有故障出现的时候,系统可以进行自动诊断,并发出警报,准确的指出故障位置,让工作人员迅速找到故障出现的位置,节省了维修时间,降低了维修费用,提高了机械设备的使用年限。 2.3 机电一体化在智能泵站中的使用 在矿山生产和建设的过程中,矿山排水系统是主要的组成部分,是矿井正常成长的重要方面,作为排水系统的关键部分,矿山排水系统主要负责井下排水,保证排水设备稳定可靠的运行。在矿山生产的过程中,如何及时找出设备出现故障是保证系统运行稳定的基础。当前,大部分矿山的智能排水控制系统是通过对原智能系统进行改造得到的,系统主要由远端监控、现场控制和检测、数据的检测和收集三个方面组成,系统主要利用转速传感器、压力传感器、温度传感器等信号进行反馈和检测,利用控制计算机分析反馈信号后,发出控制水泵的指令,在水位上升时,DCS柜会把水位传感器发出的信号转变成可以使计算机识别的信号,然后传送到控制计算机中,控制计算机在对收到的信号进行辨别后,发出控制启动柜的相关指令。在泵运行的时候,温度传感器、电流互感器等设施利用DCS柜转换传送给控制计算机,达到全程监控水泵运行工况的目的,当发现水泵出现异常运行的情况时,控制计算机会发出命令水泵停止运转的指令,同时,会将备用水泵启动,并做好控制数据的记录工作,此系统通过使用远端安全监控系统,可以实时进行动力环境设备和门禁设备的报警,第一时间将现场手机的影响资料和报警信息传送到网络管理中心和中控室,由远程操作和中心远程指导进行险情的排除,技术对事故进行处理,保证泵站在无人值守的情况下,仍然可以正常的运行,实现了泵站智能化操作和现代化管理的。 2.4 机电一体化在通风井中的使用 在地下矿山采矿时,矿井通风是主要是设备,其运行的节能性,可以有效的降低矿山的是狗狗能耗。在进行地下矿山开采时,随着开采年份的增加,巷道深度会逐渐增加,产量也会逐渐增加,需要的通风量也会逐渐增加,在选择矿井通风机的时候,一般是根据最大开采量需要的风量为基础,会留有一定的余量,在矿井投入生产后,通风机会长期处于低负载运行的状态。 另外,因为矿山井下作业不均衡,各个时间段对风量的需求量也不同,以前在调节矿井的风量时,会通过调节挡板的方法来进行调节,虽然方法比较简单,但是经济性不是很好,为了可以取得良好的节能效果,可以在主通风机的自动变频系统上使用编程控制器,通过以编程控制器为优秀, 达到节能的目的。某矿产公司通过在风井中使用自动化变频系统,不仅提高了主风机运行的稳定性,而且调节起来非常方便,达到了全自动操作的目的,在保证正常供风的基础上,每年可以节约上百万元的电费。 2.5 机电一体化在胶带输送机中的应用 胶带输送机又叫做带式传输机,主要是利用运输材料在摩擦驱动的影响下,会呈现出连贯性的特征进行运转,在使用的过程中,胶带传输机主要是有两个端点上紧套的比合输送带和滚筒构成。通过在胶带输送机中应用机电一体化技术,极大的提升了胶带输送机的技术水平,在某些程度生促进了高速带、大运输量、大功率、长距离曲线等带时输送机技术的应用和研究。 3 结语 总而言之,机电一体化技术作为了当前企业需要重点掌握的一项技术,已经成为了地下矿山开采中的自动化基础,在矿山的挖掘、运输等方面得到了广泛的推广和运用,提高了我国矿业生产的整体能力,为实现安全、洁净、高效的矿业生产打下了良好的基础。 采矿过程中机电一体化的应用:机电一体化在采矿过程中的应用与发展 摘 要 近年来随着机电一体化技术的日益成熟以及在具体的运用中所取得不错的成效,机电一体化现已在各领域得到了广泛的应用。本文立足煤矿企业,论述了机电一体化在采矿过程中的运用情况,以及机电一体化未来的发展趋势,旨在促进机电一体化在煤矿领域得到全面落实。 关键词 机电一体化;采矿工作;煤矿企业 随着科技的不断进步,各种电子计算技术取得了快速发展,自动化、智能化和遥感技术日趋完善和成熟。通过利用自动化技术,采矿行业生产效率大大提高,显著增加了采矿产品的种类和提高了投入产出比,带来了巨大的经济效益。在采矿行业,机电一体化已成为主流技术变革方向,是加快矿山发展的重要促进元素,对我国采矿工业的发展具有十分重要的现实意义。 1 机电一体化的基本概念及其构成要素 1.1机电一体化的内涵 机电一体化是最近几年新出现的自动化技术,并且很快得到了高速发展,成为许多行业技术改造的重点方向。所谓机电一体化,是指融合了电子信息、机械设备、电脑软件等多门学科技术为一体的综合技术,它综合了不同学科知识和技术特点,将它们有机的整合在一起,形成了一门独具特色而又具备广阔发展潜力的技术应用方案,能够有效提升工业生产效益和效率。 当前,机电一体化技术已得到了十分广泛的行业应用,在轻重工业领域尤其普及。在采矿领域,机电一体化具有十分突出的作用,它是推行矿山生产自动化的必要条件,也是加快矿山产业转型的重要促进因素,对于转变矿山经济增长方式,实现集约化生产具有长远的促进作用和现实意义。 1.2机电一体化技术的特点 1)安全性高。机电一体化技术具备十分强大的应用功能,能够实现自动监控、实时数据传输、紧急预警以及自我更新和恢复等智能化操作,对于在生产过程中出现的任何意外情况,例如电路短路、工作负荷过大、电机失灵等问题,都能够及时检测并报警,可以有效防范事故风险的发生,不断提高生产安全性和稳定性,保证良好的安全生产环境,提供企业的综合生产效益; 2)实操性强。机电一体化技术所采用的各种设备具有高智能化特点,大大降低了人工操作的工作量,使得操作过程更加简单和规范,避免了由于人工操作带来的各种失误,显著提高了生产过程中的安全性和稳定性。通过机电一体化生产设备生产出来的产品,由于采用了规范的操作步骤和技术处理,使得产品规格和精度更加趋于一致性,能够有效提高整体产品的达标率,降低次品率,提高产出综合效益; 3)实用性大。与机电一体化技术相配套的各种设备和仪器,都具有较高的自动化水平和智能化程度,能够有效提高日常保养和故障检修工作性能,可以通过提高相关配套仪器和设备的自动化程度来加强整个一体化生产系统的自动化水平,降低人为因素对生产设备操作的不利影响,从而不断提高生产操作的规范化水准,保证更高水平的工作质量和效率,提高企业的总投入-产出比。 2机电一体化的优秀技术构成 通过对机电一体化概念及其特性的论述,那么对于机电一体化的构成,如何推动机电一体化在采矿过程中进行运用,这些都需要我们从如下几个方面予以重视: 1)机械本体技术。要改善和提高机械设备的总体工作效率,必须从三方面来努力:自身重量、加工精度和产出量。当前,机械加工对象都是各种金属材料,降低加工自身的设备重量,可以有效提升机械加工效率,一般考虑利用非金属材料配件来置换不重要的金属部件。通过降低加工机械设备自重,可以提高加工设备小型化水平,不断提高加工设备的工作反应速度,降低能耗,提高加工效益。 2)信息处理技术。机电一体化与信息技术的融合程度正在不断深入和加深。为了提高机电一体化的应用水平和生产力,可以通过信息化改造来实现。例如可以改进生产信息管理系统的工作效率,来提高信息化对促进机械生产力的促进作用。利用信息科技提高工业生产综合效益,是未来工业技术发展的主要方向之一。 3)信息传感技术。机电一体化的传感技术主要是因为它可以通过光纤和电缆传感器能够提高其传感器的安全性以及可靠性,在采矿应用过程中具有很高的安全性能,对防止电磁干扰具有很大的抵抗功能。所以,机电一体化的传感技术在采矿中的应用就有很大的使用价值和作用。 3机电一体化在煤炭生产中的应用 3.1矿井安全生产监控系统 从实际工作情况来看,许多煤矿使用的监控系统都存在或多或少的问题,其中最突出的问题就是传感器工作效率不高,在日常工作中,容易出现性能不稳定的情况,使用期限比较短,故障率较高。虽然有不少学者这对整个问题进行了深入的研究,并取得了较大的成果,但是总体上看,还亟待继续提升和改造其工作性能。 在发达国家中,其科技水平相比发展中国家更高,这些国家的计算机信息技术一直保持在国际领先前列。近年来,计算机及其网络发展极其迅猛,计算运行效率和速度不断提升,信息网络硬件不断发展,光缆替代了传统的金属电缆,信息存储格式也有单一的数字文字发展到图片、视频等更为先进的表达方式,上述技术的发展和进步,为煤矿安全行业技术发展带来了巨大的促进作用,显著提高了煤矿安监技术总体水平。我国煤矿安监行业技术也获得了较快发展,在各种科研机构的努力下,机电一体化技术正在各大矿山推广和普及。 3.2机电一体化技术在采煤机中的应用 国内矿山机电一体化的一个典型代表就是采煤机的技术改造。1992年,北京煤炭技术研究所与捷克克莱亚公司合作,研制出了国内首台薄煤层强力爬底板电牵引采煤机,自此之后,国内电牵引采煤机得到了十分迅速的推广和普及,大大提高了采煤工作效率。与此同时,武汉机械厂、重庆机床厂、长春重型机械生产厂、宝鸡煤炭设备加工厂等都开始建造性能更好的电牵引采煤机,赢得了市场的追捧。经过数十年的发展,我国电牵引采煤机技术已日趋完善和成熟,极大促进了国内煤矿行业的综合生产效益的提高。 3.3机电一体化技术在带式输送机中的应用 带式输送机在我国各大煤矿生产基地得到了十分广泛的普及和应用,它具有输送量大、性能稳定、工作周期短等突出优点,成为近年来煤矿机电一体化技术改造的重点对象。 当前,使用最普遍的是CST可控软启动装置。它具有良好的综合工作性能,能够针对煤矿、金属矿的开采提供超长距离运输,实践证明具有较高的工作效率。由于技术条件限制,我国煤矿企业在使用带式运输机时,中间驱动点的设计通常不超过三个,这直接影响了输送机的单位产出和总体工作效率。同欧美等发达国家相比,我国输送机采用的安监技术相对落后,在使用期限、精度、稳定性以及单位产出方面都稍逊一筹。 4 机电一体化在采矿过程中应用的发展趋势 在信息技术不断进步和发展的促进下,机电一体化技术获得了高速发展机遇。近年来国产的机电一体化装备正逐步朝着智能化和自动化方向发展,为矿山专门定制的机电一体化设备具有小型化、功能简单化和稳定性等突出优点,大大提高了矿山生产加工效率,有效降低了人力资本的投入,大大减少了矿山安全事故突发率,为煤矿行业的健康发展作出了突出贡献。那么机电一体化未来发展趋势如何,笔者认为主要表现如下几个方面: 其一,为了推动机电一体化技术在采矿业的广泛运用,这就需要进一步优化机电一体化技术,比如在信息自控方面还需要加大技术支撑,不断使其得到完善; 其二,随着信息技术的不断发展和升级,机电一体化在近几年技术日益成熟,并在各领域的运用也取得了一定的成果,所以未来采矿业将可能普及这种技术在采矿过程中的运用,以便于提高其生产效率; 其三,随着信息技术的发展,未来的机电一体化在采矿业的应用将十分普遍,机器人将有可能在采矿机电一体化的发展中成为研究重点。 5结论 总之,通过本文论述,我们在对机电一体化这项技术逐步了解的前提下,我们深知:对于如何使其在煤矿企业中得到落实和运用还需要很多工作要做,但无论如何,我们必须重视机电一体化在采矿中的作用,最大发挥其在行业中存在的潜在价值,在煤矿企业开采过程中尝试落实这些技术的应用,为提高煤矿企业生产效率创造良好条件。
农作物论文:生物学技术下的农作物论文 1检验品种真实性和纯度的方法 检验品种真实性和纯度的方法有很多,根据不同的原理可分为形态鉴定、生理化学法鉴定、物理法鉴定、细胞学方法鉴定和分子生物学鉴定。运用分子生物学方法来鉴定品种纯度的方法有很多,它是在DNA和RNA等分子水平上鉴别不同的品种,目前最常用的技术主要有以下几种:SSR技术又称为microsatelliteDNA、RAPD技术、AFLP技术、RFLP技术和SNP技术。应用最广泛的就属SSR技术,最有应用前景的要数SNP技术[2]。 1.1运用SSR标记技术鉴定品种的纯度和真实性 近年来越来越多的种子企业都应用SSR技术来鉴定品种的纯度,DNA分子标记技术是通过诊断生物的内在基因排布规律和外在的表现规律,并直接分析遗传物质的多态性,同时通过比较不同品种的DNA的结构和组成,以此来鉴别品种的纯度和真实性的。该技术可以反映生物个体和种群之间有差异的片段,正因为此技术的不受时间、空间和外界环境的因素影响,所以其检测结果更真实可靠,也便于自动化管理。由于SSR技术呈共显性遗传,然而相比于其他的遗传方式,它可以清晰地分辨出种子的纯合体和杂合体,所以就成为了目前最广泛应用并最受欢迎的检测技术。SSR技术是由一个到六个核苷酸串联成100bp以内的DN段,在基因的复制过程中,及碱基的错配会产生几个重复单位,就使得基因组每次都会突变成几个重复的单位,导致等位基因的出现,当运用电泳技术进行分离后,就轻而易举的获取了这些重复序列的信息[3]。 1.2PAPD技术 PAPD技术是以基因组为模板,并对农作物进行PCR扩增,最终得到多态性的DNA谱带的一项技术,此项技术有很多特点,如操作简单、经济快捷、基因需求量小等,并且在向日葵、扁豆、芹菜、棉花、甘薯等植物的检测均有报道,虽然对于已经筛选出来的种子进行指纹分析是比较方便和快捷的,但是对于未检测过的新品种,想要在短时间内找到合适的引物进行鉴定难度很大[4]。 1.3RFLP技术 这项技术的原理是通过检测不同的遗传位点的变异,它能够区分不同生物个体间基因的微小差异,由于同一个农作物能够在不同品种中找到许多的标记,所以这项技术是在检测品种的真实度和纯度的方法中最可靠的方法,但是其操作过程繁琐、操作难度大、周期长、费用高[5]。 1.4AFLP技术 AFLP技术的原理是在检测过程中选择基因组DNA的酶切片段,其标记技术优点有重复性强、稳定性好、多态性高等,实验证明在克隆技术上此项技术拥有很好的前景,但是由于实验对DNA纯度和内切酶有高质量的要求,基因组的不完全会影响实验的结果,而且此方法不仅操作程序长、步骤多,还要求有很高的实验技能和精密的仪器,因而在对农作物的真实性和纯度的鉴定中难以普及和应用[6]。 2如何验证分子生物学技术的可靠性 2.1验证方法 为了验证分子生物学技术的鉴定结果是否可靠,需要进一步的确认,通常实验都会采用两种纯度检测的方法来验证,一般会选择分子标记鉴定和田间纯度鉴定法,根据有无亲本的两种情况,对已经知道亲本的生物运用共显性鉴定法,即基因在亲本之间表现为多态性,在杂交一代中表现为共显性的生物。对未知亲本的作物采用多态性扩增的方法[7]。田间种植鉴定,分别在田间正季和异地种植,以水稻为例,田间正季鉴定材料种植在四川两种实验基地,单粒播种,每个样品种植200株,常规管理,海南异地种植在三亚种植基地,通过分析种植的产物的特征特性来最终得到田间鉴定结果。鉴定依据要严格按照种子检验规程执行,对产物性状的审定同样按照规则审定描述进行。 2.2结果分析 通过实验得到信息后对结果进行分析,谱带种若出现双亲互补的为杂交种,若母本出现纯和带类型为不育系,谱带如图3-1所示,以此来计算纯度的百分比,将得到的鉴定结果和田间实验的鉴定结果比较,验证了24对引物的结果准确。另外发现在经过生物技术检测的纯度和田间正季的鉴定结果相关系数可达到93.8%,在田间鉴定过程中不同的鉴定者鉴定的结果也有很大差异,过程中很难区分杂株,将分子技术检测结果与田间检测的性状做对比,在田间表现为不育系的大多分为两种情况,第一是在田间表现为不育株的在SSR检测中变下为母本不育,第二是田间表现为异型株的检测为母本不育系,其谱带表现如图3-2所示,分子标记检测结果与田间种植检测结果比较如图3-1,分子标记检测纯度与田间种植检测纯度比较结果如图3-2。经过以上研究分析得出,在品种纯度测定中,所用的引物越多、样本容量越大检测得出的结论(见表3-1、表3-2)越可靠,在实际的检测中,为了兼顾经济性和准确性,一般选用3对引物来进行检测,在品种真实性和纯度的鉴定中,大多数人们认为分子标记鉴定结果比田间鉴定的结果更为严格,所以对企业就相对有失公平,本研究显示其电泳结果更接近于田间种植结果,这一研究结果为接下来的分子鉴定提供了更有力的依据。但是就针对于农作物真实度和纯度的鉴定而言,分子标记的结果和鉴定结果相一致,且检测时间短,能迅速为种子的监管工作提供有力依据和技术支撑,更大力度的减少由种子不合格带来的经济损失和不良社会影响[8]。 3讨论 对于利用分子生物学技术对农作物品种的真实性和纯度进行检测的方法各有优缺点,但是无论是常规鉴定技术还是化学物理鉴定技术都各有局限性,不能满足种子纯度和育种工作的发展需求,可以相信,随着分子生物学技术的不断发展,更多更有效的分子标记技术将会在学者的不断努力下得到革新和不断完善,在不久的将来,分子生物学技术将会直接应用到农业的发展中去,通过本文以上的研究,可以得知分子生物学技术的最终检测结果和田间实际种植的结果大致相同,所有有理由相信经过不断地发展和研究,最终分子生物学技术对农作物真实性和纯度的检测结果将于实际差距越来越小,发展分子生物学技术将是鉴定农作物真实性和纯度未来的发展方向。 作者:王立 单位:江门市新会区林业科学研究所 农作物论文:无公害农作物论文 1农作物无公害生产重要意义 无公害生产技术的应用,可降低农作物对化肥、农药等化学产品的依赖性,有效地减少其对农作物造成的危害。上市一系列的无公害绿色食品,为保证食用者身体健康贡献力量。无公害生产技术中的深耕技术,能有效促进土壤中空气的流通,有利于农作物根系伸展,坚实扎根,增强抗倒伏能力。此外,深耕还可以将土壤中的有害细菌、病毒、虫卵等易导致作物生病的东西以及生命力异常旺盛的杂草的种子埋于土壤深层,使之逐渐消亡,减少农作物病虫害的侵袭。无公害生产技术的使用从根本上调节了土壤结构,使土地向着高产、优沃的方向靠近,从而实现农作物增收。无公害生产有助于提高农作物的耐旱防涝等抗灾能力,于灾害之中挽救农作物产量,提升经济效益。 2农作物生产技术发展现状 农作物生产技术发展,随着时间的推移,由传统的无规律化逐渐过渡到目前拥有严谨管理手段的无公害生产技术,大幅提高了农作物的管理水平,有效保证农产品的销售质量,促进农业增收。无公害生产技术对农作物管理主要表现在以下方面:对土地采取种前深耕管理,以给种植农作物营造舒适的生存环境,保证其营养的供应;实行农作物的合理轮作机制,有效防止重茬带来的病原体累积、土地营养分布不均衡等危害造成的农作物减产状况,使生物多样性增加,并阻止土壤条件恶化;保持合理种植密度,在保证作物生长的同时,提高农作物产量;实行田间管理维护,包括苗期管理、施肥、灌溉、松土等,但是其要求比较严格,各个环节均有相应配套的原则以供施用;注重病虫害的生物防治,有效降低化肥农药的使用率,以保证农产品绿色无公害。 3农作物无公害生产技术推广措施 为提升农产品销售质量,发展绿色安全农业,农作物无公害生产技术必须在全国大范围内得到推广。其推广措施可分为4个方向。 3.1培养农民绿色生产意识 培养农民的绿色生产意识,是推广农作物无公害生产技术的政策性任务。一些政策能否发挥应有的政绩在很大程度上取决于有关意识的宣传培养是否到位。在宣传方面,将推行无公害生产技术的推广工作放在重要位置,多安排相关技术人员下乡,深入农民身边,讲解绿色生产的优点,培养其绿色生产意识,使农民摒弃传统落后减产的农作物生产方式,采用先进绿色环保高产的无公害生产技术,从而实现农作物生产的增收,即培育农民绿色生产意识是从意识层面使其生产意识改头换面,进而达到无公害生产技术的推广。 3.2加强低毒高效类农药肥料的研制与推广 有毒有害性农药化肥的使用是传统生产技术区别于无公害生产技术的显著表现,其使用虽然可促进农作物产量增收,但是也对农作物生长存在着副作用,例如,农药的残留问题直接威胁着食用者的健康,与无公害生产的主题背道而驰。因此,加强低毒高效类农药的研制与推广是推广无公害技术的关键步骤。农药与肥料的使用只有在保证农作物高产的同时降低其毒害性,才能实现农作物的无公害生产。 3.3加强绿色农作物实验基地建设 绿色农作物实验基地的建设主要是给广大农民起模范带头作用,也就是以成果推行发展。此外,绿色农作物实验基地的建设还可以获知该农作物生产过程中的各项信息,为进一步在方法上改进无公害生产技术、推进农业更快更好发展提供可能。绿色农作物实验基地的建设是农村经济产业化的重要手段,拥有一定数量的绿色农作物实验基地,才能够保证大量无公害蔬菜水果的上市,从源头上保护人类的生命安全不受侵害。 3.4加强对农作物化学农药残留监测工作 化学农药残留问题一直是农产品方面亟待解决的问题。推广使用无公害生产技术必须有效加强农作物农药残留的监控工作,在残留农药允许范围内,尽可能多地降低残留率,保证农产品的绿色、无公害。 4结语 无公害生产技术不论是在农作物增收方面,还是对发展绿色农业、保证农副产品无公害都有着重要的影响力。必须保证产品的质量、数量双赢,再加上无公害,待销的农产品一定会被抢购一空。由此可以预测,在未来无公害农产品将占据市场主流。因此,从现在起推广无公害生产技术已是形势所趋。 作者:黎兰华 岳俊德 单位:四川省南江县农业局 四川省南江县小河职业中学 农作物论文:关于秸秆利用的农作物论文 1现状 1.1秸秆总产量 浙江省位于我国东部沿海,属典型的亚热带季风气候区。全省陆域面积中,山地丘陵占70.4%,平原占23.2%,河流湖泊占6.4%,素有“七山一水二分田”之称。2012年浙江省主要粮食作物播种面积125.13万hm2(包括稻谷、麦类、玉米、豆类等),全省秸秆理论产量(通过草谷比计算所得)为1194.76万t。从种类数量上看,以水稻秸秆为主,达760.6万t,占秸秆总量的63.7%;其次是油菜、茭白秸秆,分别为87.00和71.79万t,占总量的7.3%和6.0%;豆类、麦类、玉米、棉花等秸秆均在50万t以下,占比不超过5%。从区域分布看:嘉兴、绍兴、杭州最多,其次是湖州、金华、宁波、温州、台州、衢州和丽水,舟山最少、仅占0.46%。 1.2秸秆综合利用 浙江省农作物秸秆利用方式多样,主要有肥料化、能源化、饲料化、食用菌基料化以及原料化等途径。水稻、大小麦秸秆以还田为主,棉花、豆类秸秆以用作燃料为主,玉米秸秆以饲料为主,茭白和桑、果树枝条以作食用菌基料为主。据测算,2012年浙江省秸秆利用量达936.9万t,秸秆综合利用率为78.4%,其中作肥料利用722.8万t占60.5%,作饲料利用94.4万t占7.9%,作食用菌基料利用39.4万t占3.3%,作能源利用(不包括炊事燃料)27.5万t占2.3%,作其他利用52.6万t占4.4%。其余秸秆主要是炊事燃料、露天焚烧和田边、路边弃置。以上利用结构表明,浙江省秸秆资源化利用层次较低,深度开发高值利用比例不高。 2存在的主要问题及原因 当前,浙江省农作物秸秆综合利用存在秸秆资源分散、收贮困难、利用经济性差、相关扶持政策不明、秸秆禁烧监管难度大等问题。据调查和监测分析,露天焚烧比例较大的秸秆有小麦、水稻、油菜秸秆,季节主要集中在5-6月和10-11月。秸秆利用不高和焚烧的主要原因。一是种植特点因素。浙江省农作物复种指数高(2.0以上),全量还田不利下季作物播种和生长,农户对部分难于还田的秸秆采取露天焚烧处理。二是秸秆资源分散利用附加值低。农作物秸秆量大面广,资源分散,收集、运输、贮存成本高,难度大,利用效益低,主要以就地还田利用为主,饲料化、基料化等高值利用方式受产业规模制约只在局部地区得到应用,占比较小。三是露天焚烧监管难度大。《大气污染防治法》和国务院办公厅《关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见》明确环保部门牵头秸秆禁烧工作,《浙江省农业废弃物处理与利用促进办法》也有禁止露天焚烧的相关规定,但由于露天焚烧的主体为种植农户,面广点散,基层环保执法力量有限,监管处罚难度大。四是秸秆利用扶持政策不足。目前浙江省除嘉兴市已出台秸秆机械切碎还田专项补贴政策外,省和其余市县基本没有秸秆利用的专项资金等扶持政策,影响了农民和企业利用秸秆的积极性。 3建议 《浙江省大气污染防治行动计划(2013-2017)》明确提出:“加快推进秸秆及农作物废弃物综合利用,实现秸秆资源化、商品化。力争到2017年,基本实现秸秆还田和多元化利用,秸秆综合利用率达到90%以上。建立健全禁止露天焚烧秸秆的长效监管机制,充分利用卫星遥感加强秸秆禁烧监控,严防随意露天焚烧秸秆。”根据农作物秸秆综合利用本身的特点,针对浙江省农作物秸秆综合利用发展过程中存在的一些消极和阻碍性的因素,作者认为,应着重做好以下几方面工作。加强领导,部门协同。积极推动落实秸秆综合利用和秸秆禁烧工作的政府主体责任,结合产业布局,制定秸秆综合利用工作实施方案,并纳入各级政府目标责任制考核内容,确保各项任务落到实处。积极推动落实乡镇政府的实施责任,将任务分解落实到村、到田头地块、到生产主体,建立干部包村联户制度。加强部门协作配合,农业、发改部门牵头负责农作物秸秆资源化利用工作的指导,环保部门牵头负责禁止秸秆焚烧监管,财税、科技、经信、交通、国土等部门按各自职责加大对秸秆利用的支持,共同做好秸秆综合利用和禁烧工作。完善政策,加大扶持。将秸秆综合利用资金列入各级财政预算,明确扶持内容、扶持环节和扶持重点等。在秸秆综合利用方面,以《浙江省农作物秸秆综合利用规划(2009-2015)》为引领,研究制订秸秆发电、固化成型、食用菌基料、畜禽饲料以及秸秆收贮运体系建设的实施方案;在秸秆禁烧方面,制定秸秆禁烧和加强卫星遥感监控的实施方案,并建立信息通报制度。强化科技,加强创新。以市场为导向,以企业为主体,鼓励秸秆利用技术的产业化,提高设备科技含量和加工制造能力。注重把农作物秸秆综合利用途径和技术研究,纳入重大科技专项予以支持;引导科研院所和农业技术推广机构积极开展秸秆综合利用新技术、新工艺、新设备、新机具的研发与转化。 加强农作物收割、秸秆粉碎还田、捡拾打捆为一体的农业机械研发和技术集成,争取在秸秆能源化、饲料化、燃料化以及工业化利用关键技术和设备上取得新突破,形成秸秆综合利用的技术支撑体系。同时,支持培养农村废弃物资源化应用领域的学术领军人才和科技队伍,为科技创新和产业发展提供技术支撑。加强监管,严格执法。根据大气污染防治总体要求,把全面禁止秸秆露天焚烧作为主要目标和首要任务,更加突出构建禁烧机制,落实政府部门和生产经营主体的责任,形成治理共识和行动。积极做好秸秆禁烧监管工作,划定禁止露天焚烧秸秆区域,落实秸秆禁烧责任,加强秸秆焚烧卫星遥感监控。切实加强机场周围15km、高速公路、铁路两侧各2km及国道、省道公路两侧1km等重点禁烧区的全天候、不定时巡查,做到有烟必查,确保第一时间发现、第一时间赶到、第一时间扑灭,对发现在禁烧区有焚烧行为的立即责令停烧,并对直接责任人处以罚款,集中力量确保重点交通干线安全和大气环境质量。宣传引导,营造氛围。通过广播、电视、报纸、网络等宣传媒体,深入宣传焚烧农作物秸秆的危害,宣传有关法律政策和处罚措施,宣传秸秆综合利用对促进资源节约、环境保护、农民增收等方面的重要意义,引导农业生产经营主体和广大农民增强秸秆利用与禁烧意识,提高利用秸秆、禁烧秸秆的自觉性。 作者:邵建均 杨治斌 刘银秀 单位:浙江省农业生态与能源办公室 农作物论文:小麦赤霉病农作物论文 1抗渍 南陵县圩区在梅雨季节因雨水过多经常发生内渍。有的早稻田被淹1~2d。2014年,我公司一农户由于柏山渠支渠漏水,造成单季杂交稻被淹过顶约30h,排水后立即喷施新美洲星1500mL/hm2,至收获时产量未受损失;邻近的其他农户的田块,未喷施新美洲星,而是补施尿素112.5kg/hm2,至收获时产量仅为6000kg/hm2左右,且纹枯病、稻曲病严重。 2抗冻 南陵县小麦用新美洲星拌种,出苗后叶色浓绿,遇低温未见冻害;而未拌种小麦遇低温后,叶色发黄,有明显冻害症状。油菜在开春后喷施新美洲星,遇低温时,无冻害,叶色浓绿;而未施新美洲星的油菜,遇低温,叶色变淡发黄,有明显冻害症状。早稻播种季节经常出现低温,用新美洲星拌种,出苗整齐、长势好;未用新美洲星拌种,在低温条件下,出苗不整齐、出苗率下降、烂秧严重。 3缓解肥害与药害 随着直播、抛秧等轻型栽培技术的推广,水稻、小麦田草害严重,有的农户因使用不当经常出现除草剂中毒和肥料中毒现象,出现症状后,使用新美洲星1~2次,大多能缓解症状,使水稻、小麦恢复生长。 4抗病 2014年,南方地区小麦赤霉病严重,我公司一农户在小麦上使用了3次新美洲星,只在抽穗时防治了1次赤霉病,田间无赤霉病;未用新美洲星的田块赤霉病危害严重,在防治赤霉病2~3次的情况下,仍有绝收,大多受损30%~50%。2014年,我公司大棚育秧的早稻经过美洲星拌种和出苗后喷施1次新美洲星,大棚秧生长良好;而南陵县某合作社,未使用新美洲星,大棚里发生了严重的立枯病,造成秧苗死亡,造成项目田无秧可栽。 5抗倒伏 使用过新美洲星的田块,长势好、病害轻、不易倒伏,而未使用新美洲星的田块,一般病害要重一些,植物茎秆受损,抗倒能力弱,遇大风、阴雨天气,倒伏的几率比喷新美洲星的田块高得多。 作者:丁祖胜 单位:安徽省南陵县红宝种业有限公司 农作物论文:乡镇品种农作物论文 1在这些乡镇的分布环节中 长青乡占据了黑龙江的二积温带、三积温带、四积温带,一共横跨了三个积温带,为了满足现阶段农业生产的需要,做好积温区的实事求是温度规划工作是必要的,这就诞生了长青乡的二积温区、三积温区及其四积温区等。第二积温区的分布大多是指,温度大于等于10摄氏度,其整体的活动有效积温在2600摄氏度左右,其品质的所需积温情况在2500摄氏度左右。上述温区的划分主要是指无霜期的变化情况,其在130天以上,整个乡一共有四个屯。分别是城东村的二屯及其红卫村的1号及其二号屯。第三积温区的分布情况比较复杂,其整体的积温区温度都在10摄氏度以上,其植物的有效活动积温在2400摄氏度左右,其品种所需的积温情况在2300摄氏度左右,其无霜期在115天左右,在实际操作中,长青乡的第三积温区的分布比较复杂,其分布在正阳村,新阳村、向阳村、红卫村等的各个方位。接下来介绍的是第四积温区,该温度区的分布也是大于等于10摄氏度,其活动的有效积温情况在2200摄氏度,其品种所需要的积温在2100摄氏度左右,无霜期在120天左右。该积温区的分布主要是正阳村、红卫村及其和平村等。第三积温区厶10℃有效活动积温在2300-2500℃,品种所需积温在2200-2400℃,无霜期在120-130天,全乡有24个屯,分别是:正阳村的1至7屯、新阳村的1至4屯、向阳村的1至6屯、红卫村的3.4屯、和平村1.2屯、城东村1.3.4屯;第四积温区厶10℃有效活动积温在2100-2300℃,品种所需积温在2000-2200℃,无霜期在105-120天,全乡有5个屯分别是:正阳村的8屯、红卫村的5屯、和平村城海组的1.2.3屯。 2长青乡镇主要粮食作物品种应用方案 (1)目前长青乡的二积温区的品种应用情况比较复杂,该乡的四个屯都位于二积温区,也就是其温度大于等于10摄氏度,其有效的活动积温在2500以上。在这个积温带范围内,其品种的安排也被限制了,大多是在2500摄氏度有效活动积温左右的品种。这里常见的种植种类是玉米,这里面的玉米也涉及到多个型号,每一个型号都有各自的特点。同样的大豆的种植涉及到多个品种,玉米主要种植:阳光一号、鑫鑫1号等;搭配种植:哈丰2、鹏玉一号等;新品种:稷18等;土豆种植需要伴随着搭配种植,其大豆主要种植,主要种植:黑农53等;搭配种植:黑农44、合丰55等;新品种推广:金园20等;水稻,主要种植:东农428、北稻3等;搭配种植:龙粳20、龙粳24、松粳6、绥粳4、等;新品种推广:牡宁一号等。三积温区品种应用情况。在实际操作中,第三低温带的分布情况又是不同的状况,其大约有24个屯分布于第三积温带,其有效活动积温在2400摄氏度,这里的积温带种植植物大多数是在10摄氏度以上,有效积温在2300摄氏度。这里面的种植植物是玉米、大豆及其水稻。这三种种植品种都有不同的应用品种,这里推荐几种常见的种植品种。玉米的种植品种,龙单48、绿单1等;搭配种植:合玉19、哈丰2等;大豆主要种植:垦丰16、垦农5等;搭配种植:垦丰10、绥农14等;新品种:垦丰17等。水稻,主要种植:垦稻12、龙粳26等;搭配种植:龙粳27、龙粳29、牡丹江28、普粘7等。(2)除了上述几个积温带的分布情况,还有其他屯的分布情况,长青乡大约有五个屯位于第四积温带,其温度大于等于10摄氏度,其有效活动积温水平在2200摄氏度,此积温带种植需要适宜2100摄氏度的植物品种。其主要涉及的品种是玉米及其大豆,还有水稻,其不同农作物的种植水平分别涉及到该区的应用特点。玉米主要种植:龙单39、金产5、郝玉20、德美亚1号等。大豆主要种植:合丰53、黑河3、黑河52等;新品种:黑河50等。水稻主要种植:绥粳3、鸡西稻1号等。 3结束语 长青乡镇的积温划分及其主要农作物品种运作环节的协调,有利于长青乡各种植物的良好种植,有利于其良好运作效益的提升,从而满足现阶段工作的需要。 作者:郭晓慧 单位:鸡西市城子河区长青乡政府 农作物论文:秸秆禁烧农作物论文 1机械引进选型的过程 1.1机械的选型 一是选好机械装备是农作物“秸秆禁烧”、技术路线与示范成败的关键;二是课题组经过查阅资料,并对生产企业进行实地全面考察,提出相关建议、对比各类生产机械可靠性、适用性、先进性、操作性、作业田块土壤条件,作了认真分析;三是推广的趋势进行了详细的论证。选用上海市农机研究所1LGF-140(175)秸秆还田复式作业机,配套机械装备设计合理、工作效率高、故障少、性价比优势等特点,经过几年来,使用情况反映良好,在实践中体现实用性、满足秸秆还田各种需要,农户称好、适宜于宝山地区作业田块且不规则的特点。由于机械选型对路,5年来试验示范推广达到了有期目的,效果良好,具有推广价值。1LGF-140(175)秸秆还田复式作业机技术。1LGF-140(175)秸秆还田复式作业机是上海市农业机械研究所最新研制的一种适用于农作物秸秆机械化全量还田新型作业机具,集机械翻耕、灭茬、覆盖、平整、施肥等一次联合复式作业功能。主要技术参数:配套动力:70~90马力四轮驱动拖拉机;犁耕幅宽:140cm(四铧犁)、175cm(五铧犁);犁耕深度:16~20cm;旋耕幅宽:180cm(230cm);旋耕深度:8~10cm;覆盖率:≥85%;施肥量:10~30kg/667m2;生产率:0.4~0.53hm2/h。农作物秸秆机械化还田作业技术路线。①机械化收获作业。机械化收获作业时,割茬高度≤15cm;秸秆切碎长度≤10cm,均匀抛撒。②机械秸秆全量还田复式作业。机械收获作业后,采用1LGF-140(175)秸秆还田复式作业机进行翻耕、灭茬、覆盖、平整、施肥等一次联合复式作业,使作物秸秆和留茬直接深埋腐烂熟化,作为有机肥料利用,满足后茬作物种植农艺要求。 1.2领导的重视 区委、区政府十分重视农作物“秸秆禁烧”工作。专题召开会议、全面分拆、出台各政策,提供了强有力组织保障。一是专项成立了领导小组,技术领导小组,有组织、有步骤、有计划、有措施开展各项工作。二是区、镇、村专业合作农场四级联动。通过广播、农村一点通、宣传资料、加大力度,做好宣传发动工作,做到家户喻晓,人人皆知。三是从农机装备、试验场地、人员配备、技术保障、作精心布置,专题召开动员会,做到思想早准备,物资早落实、措施早到位。四是项目技术领导小组对该项工作全面分拆,尤其从技术层面上如何开展作业具体安排,责任到人,广泛听取意见,搜集资料,查阅技术数据,掌握第一手资料信息,科学分拆。通过一系列工作措施,确保“秸秆禁烧”全面实施,提供了科学依据,使工作正常有序展开。 1.3强化培训意识 要使“秸秆禁烧”工作顺利落实农机手培训是关键工作之一。一是农机管理部门要积极创造条件,让农机手参加“秸秆禁烧”展开会、现场会,让农机手驾驶机械感性认识,积累经验,提供舒畅环境。二是积极组织培训“秸秆禁烧”技术路线,作业故障与排除方法,操作要领培训。熟练掌握机械工作原则性能,操作方法,及前期准备事项,并分析故障原因,熟能生巧使农机手在具体生产过程中得心应手,最大程度上发挥农机手的主导作用。 1.4提高机手素养 实现农作物“秸秆禁烧”工作初始,课题组就十分重视农机手驾驶员人员素养。因为农机驾驶操作人员是实现该工作主体,因此在选拔农机手应注意4个条件。1)热爱农机,热爱本职工作;2)要有很强工作责任心、事业心;3)要有多年驾驶经验,能独当一面操作技术;4)年轻力壮具有一定开拓创新思维能力。综述农机手过硬综合素质是工作顺利开展必要条件和保证,实践证明这一举措十分正确,十分必要。在此同时,注重机械检查和维修保养工作。由于上海市农机研究所生产1LGF-140(175)复式作业机是综合性一体完成作业机械,工作负荷重,机械磨损大,零部件时常发生松动,在作业期间进行例行安全和机件完好状况检查。 2总体评价 秸秆禁烧工作全面落实。一是农民经济效益和社会效果都起到了良好效果,前景看好。二是改变劳动模式,提高工作效率,改善了劳动环境。三是培养了一支熟练农机队伍。四是制定适合宝山地区土壤、气候特点技术路线。采用1LGF-140(175)复式作业机,打破了传统“一把火”处理“稻”“麦”方式,改善劳动环境、改善了空气质量、提高栽培水平,为宝山区“稻”“麦”生产过程中全程机械化更优化了基础。为宝山区实现种、耕、收、翻提供了适用可靠、先进农机装备;为宝山区土地流转后为农民就业,提供了良好平台,造就了一批相关技术人员。通过“秸秆禁烧”工作的实施,将对宝山区整治农村污染发展起到了一个很好的示范和推广作用。 3应用推广的对策 3.1成熟条件 全面实施农作物“秸秆禁烧”工作具有十分重要现实意义和深远历史意义,具有成熟条件。市委市政府对“秸秆禁烧”工作十分重视,市人大通过立法已提在议事回程。区农机服务中心承担“秸秆禁烧”全量还田课题,由2012年度通过专家验收一致通过。区农机推广站和广大用户开展“秸秆禁烧”技术路线应用,日趋成熟,为全区推广工作奠定了物资基础和思想基础。市区财政加强了农机装备投入力度、“秸秆禁烧”力度,在农机购置补贴政策引导支持,有能力发展农业机械。因此抓住机遇乘势而上。 3.2推广对策 加大宣传力度,强势推进“秸秆禁烧”步伐,加快“秸秆禁烧”技术应用推广,最终达到全覆盖呼吁财政继续加大农业机械、“秸秆禁烧”补贴力度,支持农机管理部门因地制宜建立“秸秆禁烧”标准化体系。积极引导开展“秸秆禁烧”技能培训,以科学、合理、规范、使用农机装备,提高生产效率,降低生产成本。强化市场引领作用,培育社会化市场竞争主体,在机具和配套技术成熟的基础上。农机农艺融合,对秸秆还田对水土影响的全面监测,开展秸秆还田危害防治的技术研讨,正确评估秸秆全量还田技术、制定作业标准、操作规范和相应措施,从而达到减轻秸秆全量还田带来的累积负载,提高还田效果。 作者:潘德明 单位:上海市宝山区农机服务中心 农作物论文:病虫害防控措施农作物论文 1专业化防控示范及技术措施 1.1针对水稻的病虫害防控措施 针对目前对石嘴山市水稻危害严重的稻瘟病、水稻恶苗病、水稻胡麻斑病、稻田杂草和稻蝗等集中连片建设标准化综合防治示范园区10000亩。病虫害防治技术要点为:播种前种子用“402”或“使百克”或“浸种灵”消毒防治恶苗病。播种前结合整地用48%仲丁灵乳油喷雾或拌20kg细土撒施稻田,杀灭正在发芽的杂草。4月下旬稻苗未出土前,用百草枯喷雾封闭灭草。6月上中旬用2.5%稻杰田间喷雾灭草。7月中旬至8月下旬用40%富士一号乳油或30%稻瘟灵乳油防治稻瘟病和胡麻斑病2~3次。8月份用4.5%高效氯氰菊脂乳油或40%毒死蜱乳油喷雾防治稻蝗。 1.2针对小麦病虫害防控措施 针对目前对石嘴山市小麦危害严重的蚜虫、吸浆虫、白粉病等集中连片建设标准化综合防治示范园区5000亩。病虫害防治技术要点为:5月10日至25日结合小麦灌水,每亩用40%辛硫磷乳油250ml制成毒土撒入麦田,然后立即灌水防治吸浆虫;6月上旬至下旬每亩用20%吡虫啉可溶液剂5~10ml或3%啶虫脒乳油10~15ml对水30kg喷雾防治蚜虫2次;6月上中旬结合防治小麦蚜虫每亩用25%三唑酮(粉锈通)可湿性粉剂30~35g或50%多菌灵可湿性粉剂50g,对水30kg喷雾防治白粉病。 2针对玉米病虫害防控措施 针对目前对石嘴山市玉米危害严重的蚜虫、叶螨等集中连片建设标准化综合防治示范园区15000亩。病虫害防治技术要点为:7月上旬至下旬用20%速灭杀丁乳油或4.5%高效氯氰菊酯乳油防治粘虫;7月中旬至8月下旬用1%蝇螨净乳油或1.8%绿集乳油防治玉米叶螨2~3次;7月中旬至8月下旬用2.5%封害乳油或4.5%高效氯氰菊酯乳油防治玉米蚜虫2~3次。针对蔬菜病虫害防控措施针对目前对石嘴山市蔬菜生产危害严重的小菜蛾、蚜虫、粉虱等集中连片建设标准化综合防治示范园区5000亩。病虫害防治技术要点为:5月上旬开始安装诱虫灯、杀虫灯、黄兰板等;6月上旬至8下旬用5%锐劲特胶悬剂2000倍稀释液、5%抑太保乳油2000倍稀释液、1.8%阿维菌素乳油2000~3000倍稀释液、5%定虫隆(抑太保)乳油1500~2000倍稀释液等药剂喷雾,防治害虫2~3次,收获前20天禁止打药。培训技术人员对植保专业化防治队员,一年进行5次集中上岗培训,培训病虫害防治专业知识、农药安全使用及防治器械维修技能。 3保障措施 3.1组织管理 成立项目领导小组,负责项目实施工作的组织协调、指导服务和资金筹措。对项目实行责任制,建立健全项目管理制度。由市县区农技中心成立由中心负责人和植保组技术干部为成员的项目运行及技术服务小组,负责项目运行,管理专业化防治队伍,做好农作物病虫害预测预报,全方位提供植保信息和技术,开展无公害绿色防控示范,进行施药人员培训。统一使用无公害高效低毒农药,统一调配,统一防治;努力提高病虫害专业化防控效果。 3.2资金支持 由于工作任务重,需要经费保障,申请市人民政府给予全市10家农作物病虫害专业化统防统治作业大队每家补助一定的经费,用于统一购置防治药剂、防治器械和工作经费,由市农牧局统筹安排,以确保此项工作顺利开展。 3.3加强项目监管 成立项目监督管理组,监督检查日常工作进展情况、项目资金运行情况,确保各项工作进展顺利,不发生重大病虫害危害责任事故。农作物病虫害统防统治工作责任重大,意义深远,通过此项工作的开展,确保石嘴山市粮食、蔬菜安全生产,促进农民增收、农业增效、农村和谐稳定。 作者:郭庆茹 杨学贵 杨雨翠 任天喜 单位:宁夏石嘴山市农业技术推广服务中心 农作物论文:检疫性有害生物防控农作物论文 1柑桔溃疡病菌 从20世纪末开始,长阳县几次采取坚决措施铲除柑橘溃汤病疫情[5],但其潜在威胁依然存在。该细菌属假单胞菌目、黄单胞菌科、黄单胞杆菌属的地毯草黄单孢柑桔致病变种[6],主要侵染柑桔、橙、柚等柑桔属植物形成溃疡病。病菌主要由苗木、砧木、接穗和其他繁殖材料人为远距离传播。短距离传播主要是通过风雨、昆虫(如潜叶蛾)和农具等。病害发生在叶、枝梢、刺和果实上,引起落果和落叶。叶片发病,开始在叶背出现黄色或暗黄色针尖大小的油渍状斑点,以后正背两面均逐渐隆起,扩大成圆形米黄色病斑,最后表皮开裂,呈海绵状,木栓化,灰白色或灰褐色,中心凹陷,成火山口状开裂,周围有黄色或黄绿色晕环。枝梢、果实上病斑与叶片上相似。细菌溢液检查可作为辅助诊断方法-将病叶洗净后剪下病斑放在载玻片上,滴加灭菌水,加盖玻片轻压,几分钟后用低倍显微镜观察,如见病菌从病斑溢出,呈雾状扩散,则系柑桔溃疡病。 2番茄溃疡病菌 2014年8月8日,湖北省植保总站在长阳县举办了番茄溃疡病防控技术培训班,防止番茄溃疡病扩散蔓延,以保护蔬菜生产安全。该细菌属放线菌目,棒状杆菌科,密执安棒杆菌密执安亚种,主要寄主是番茄,也侵染辣椒,烟草等茄科植物,暂无侵染马铃薯的记录。病菌可在种子及病残体上越冬,并可随病残体在土壤中存活2年~3年。带菌的番茄种子往往是新种植地的初次侵染源,在田间和杂草间主要通过水或人为的栽培措施传播。番茄溃疡病是细菌性维管束病害,番茄幼苗至结果期均可发生。病菌侵染后一般经过较长的潜伏期才出现症状。幼苗染病始于叶缘,由下部向上逐渐萎蔫。成株茎秆受害时,茎内部变褐以至中空开裂,湿度大时有菌脓溢出形成白色污状物,最后全株枯死,上部顶叶呈青枯状。“鸟眼斑”是病果的一种特异性症状,再侵染使病果上形成多个大小基本均匀一致的圆形病斑,呈白色,多隆起,中间有一褐色小点,病斑不可去除。 3湖北省农业植物检疫性有害生物补充名单 3.1十字花科根肿病菌 该真菌属鞭毛菌亚门,芸苔根肿菌,以休眠孢子囊在土中或粘附在种子上越冬,并可在土中存活6年~8年。初次侵染源主要来自土壤中的病残体或带菌种子,田间通过雨水、地下害虫和农事操作等传播,为害白菜、甘蓝、萝卜、油菜等十字花科植物根部形成根肿病,又称“天冬根”。病株根部出现肿瘤是此病最明显的特征。发病初期植株生长缓慢,下部叶片常在中午萎蔫、早晚恢复,后期基部叶片变黄、枯萎,有时整株枯死。白菜、甘蓝的根部肿瘤出现在主根和侧根上,主根上肿瘤大而少,侧根上小而多。萝卜在侧根上生肿瘤,主根一般不变形,后期龟裂、粗糙。连作、缺钙、偏酸、湿度大的菜地发病较重。 3.2茶饼病菌 该真菌属外担菌目外担菌科外担菌属,寄生性很强,以菌丝体潜伏于病叶的活组织中越冬和越夏,一般随带病的苗木人为远距离传播;菌丝发育产生担孢子,随风、雨传播侵染茶树、油茶形成茶饼病,又名叶肿病。嫩叶上初为半透明小点,后逐渐扩大并下陷成淡黄褐色或紫红色的圆形病斑,叶背或正面病斑呈饼状突起,并生有灰白色粉状物,最后病斑变为黑褐色溃疡状。叶柄及嫩梢被感染后,膨肿并扭曲,严重时病部以上新梢枯死。花蕾及幼果也偶尔发病。 4防控建议 4.1依法依规制定操作规程 参照相关法规,结合省级植保部门有关《植物检疫操作规程》制定当地的《农作物检疫性有害生物防控操作规程》。在制定操作规程时,尤其要注重以下几点:一是规范签发检疫要求书、植物检疫证书,做到程序形式无懈可击。二是严禁从疫区调入种子、苗木及其他繁殖材料。根据农作物种植品种情况及《全国农业植物检疫性有害生物分布行政区名录(2013)》,确定禁止从该地调入繁殖材料的行政区。三是从零星发生检疫对象的地区调入或从本地调出种子、苗木等繁殖材料时,必须经过严格地产地检疫、调运检疫程序,尽可能进行复检。四是制定疫区的常规防控措施,同时对检疫对象进行深入研究,力争控制蔓延或达到基本消灭,最终撤销疫区。五是做好疫情应急处理程序,制定报告、封锁、扑灭、控制预案。在预案中,查清“初始传播源”是控制疫情扩展的重要措施之一。重大植物疫情以农业部或省级人民政府农业行政主管部门或通报的疫情信息为确认依据。县农业主管部门要及时了解和掌握国内外农作物重大有害生物发生和防治信息,制定先进的防治技术措施,为指挥决策提供应急技术储备。 4.2加强监测,掌控发生趋势 只有加强普查监测,疫情才能“早发现、早报告、早隔离、早扑灭”。树立正确的防控理念植保专业技术人员要树立正确的防控理念,既不能怕在辖区内发现了检疫对象而被追究责任,更不能把检疫性有害生物当作办证收费甚至销售农药农械的有利条件而沾沾自喜。一切应以农业生产安全为重。加强宣传培训要加强对植物检疫法规、检疫对象知识的宣传培训,防微杜渐。现在,许多群众还对植物检疫认识不足,对检疫性有害生物了解不够。同时,植保专业技术人员普查范围有限。因此,只有走“群众路线”,才能及早发现疫情,采取应急措施,防止疫情蔓延。根据《全国农技推广中心关于开展2014年全国农业植物检疫宣传月活动的通知》,湖北省植保总站在2014年9月组织开展了全省农业植物检疫宣传月活动,重点宣传植物检疫相关法律法规、行政许可设定依据、规范要求和工作流程及常见的农业植物物检疫性有害生物识别及防控基本知识。要及时、全面展开普查一是对辖区内检疫性有害生物普查,原则上每隔三至五年全面调查一次,重点对象要每年调查。二是对已零星发生检疫对象的区域,应适当扩大普查范围,增加调查频率。三是对疑似检疫对象的病虫草害,要及时组织鉴定,并做好追踪调查。四是要把本行政区内繁殖材料生产基地作为重点监测对象,从大局出发,实事求是,对全国农业安全负责。五是要采取科学调查方法。根据病虫草害的发生情况,抓住关键时机,田间踏查与抽样调查相结合。对新发生的、零星发生的、可能发生的检疫性有害生物调查,易采用踏查的方法。即由普查人员逐村、逐组、逐片、逐园、逐圃进行低头慢步踏查。对繁殖材料地需逐块、逐行进行检查。对疑似发生检疫性有害生物的点片有针对性的仔细进行多次调查。对发现检疫对象的地块或疫区内疫情分布情况、发生面积、危害情况调查,易采用随机抽样的方法。即首先纵观全田,然后在调查区内按一定的间隔抽取一个取样单位,每块地多点(5点以上)随机取样,包括等距离平行取样、对角线取样、棋盘式取样、大五点取样、“Z”字形取样等具体方式。及时上报疫情调查时,应尽量避免田间人为传播检疫性病原物、昆虫、杂草。新发现疫情或疑似疫情,要立即采取隔离措施并及时上报。 作者:李红丽 田明华 杨邦贵 向玉蓉 柳佳晨 单位:湖北省长阳县植保站 湖北省长阳县农技推广中心 农作物论文:新品种展示之农作物论文 1县级种子管理站开展新品种展示对优新良种推广 具有显著的示范作用基层种子管理站代表政府进行种子管理,行使的是公益性职能,依托种子推广管理部门信息和技术优势,广泛引进近年来省内外投放市场的新品种进行展示试验示范,符合当地实际,对生产和农民选择优良品种更有指导性,通过现场观摩评选活动,严格筛选出适宜当地种植的品种,具有显著的客观公正性,能让广大干部群众直观看到新品种的优良高产性,可以从中优中选优,从而提高主导品种和主推技术的入户率和覆盖面,对优良品种的推广应用起到显著的示范推广效果。 2当前农作物新品种展示工作中存在的主要问题 由部省级及州级组织的农作物新品种展示工作,由于领导重视,经费投入充足,实施科学规范,宣传引导示范作用显著,但布点少、辐射面小;而面向生产、面向农民的县乡基层,由于思想认识不到位,领导重视不够,新品种试验示范推广力度不大。种子管理站由于工作经费紧缺等原因,在农作物新品种展示工作中科学规范程度不够,一是没有固定的试验示范基地,需要时临时选择农户的田块作为展示田,面积小,难以合理安排布局参试农作物新品种,也难以达到展示区交通便利、排灌方便的要求,而且,户主的种田水平也难以达到展示田科学栽培管理的要求,制约着参试品种高产性能的发挥;二是成熟收获前无力组织由各方参与的新品种现场观摩评介会,仅靠部分专业技术人员的宣传,从而降低了农作物新品种展示工作在宣传引导推广优新品种方面的示范作用;三是农技、种子等部门分工协作不够,各行其是,有的专搞水稻,有的注重玉米,以新品种引种观察试验取代农作物新品种展示工作,甚至只搞大春作物的新品种试验示范工作,小春作物无暇顾及。以巍山县为例,种子管理体制改革后,县级种子管理站承担着种子管理的公益性职能,但仅有人头工资费,无开展种子管理工作的工作经费,每年财政仅拨付给人员工资65.7万元,无工作经费,导致在开展农作物优新品种展示示范、宣传引导推广新品种等方面举步维艰,困难重重。 3建议措施 3.1加强基层农技推广服务体系中心建设,强化其农技推广职能 县乡(镇)农技服务体系是最基层的农技推广部门,是新品种推广中的一个重要环节。政府和农业主管部门应予以高度重视,要运用行政和经济手段,加强基层农技推广服务体系建设,增拨人员经费,吸收农技院校毕业生充实到基层,彻底改变目前县乡(镇)农技中心人员不足、技术老化、经费偏少的现状,以进一步强化其基层推广职能,使新品种推广形成网络,达到县有新品种引进优秀试验展示点,乡镇有新品种展示片,让广大农民通过新品种展示田的宣传引导作用,尽快用上适合本生态区域的优质、高产、高效新品种,用科学发展观指导农作物新品种推广工作,促进农业现代化向纵深发展。 3.2争取政府支持和财政资金投入 实践证明,新品种示范展示为各级农业部门和广大用户提供了直观评价新品种的平台,是加快新品种推广的有效途径。农作物新品种展示工作是一项公益性工作,试验示范本身还具有一定风险,不会产生直接经济效益。农作物新品种展示工作要有政府财政资金的投入,保证公益性,因此,基层以种子管理为主的农技部门要在提高认识的基础上,主动向各级政府及上级业务主管部门反映工作中存在的困难和问题,争取政府支持,将种子管理工作经费列入财政预算,增加投入,这样才能确保新品种试验示范展示工作健康规范运作。 3.3建设相对稳定的试验示范基地 充分抓住当前国家强化基层农技推广体系建设契机,按生态区域择优布点,建设相对稳定的农作物新品种试验展示区,逐步减少在农户承包田搞新品种试验示范展示工作的情况,以提高试验示范工作的科学规范化程度,也便于现场观摩。 3.4新品种展示示范工作要科学严谨 一是遴选展示品种应公开,可以邀请当地种子企业和农技部门一起共同确定展示品种,以提高新品种展示的认同,参示品种必须是近3年通过国家或省级审定并在适宜推广区域的合法品种,有较大的推广潜力,列入农业部主推品种目录的品种优先参加。二是展示品种应尽可能安排在同一田块或相邻田块连片种植,每个品种种植133~333m2,田间种植管理按当地先进栽培管理措施进行,要科学及时,达到当地中上水平,以确保展示品种生产潜力充分发挥,保证展示效果;同时,田间观察记载及测产调查要系统、规范,收获后要及时撰写工作总结,对展示品种评述要公正评介,不回避缺点,实事求是。三是要组织好现场观摩,展示的目的是要把各品种的特征特性展现出来,让人们亲眼目睹,熟悉了解。因此,在展示田成熟收获前要组织好现场观摩会,由县农业局主持组织召开有县乡部分农技人员、种子企业代表、种子代销户、种田大户、新闻媒体参与的良种评介会,现场观摩评选,确定当家品种和后备品种,由此形成部门合力,并通过媒体宣传,推动新品种、新技术的推广应用。 作者:陈进 刘智 杨建梅 单位:云南省大理州巍山县种子管理站 农作物论文:农机农艺技术与农作物论文 1提高农业机械化作业技术 根据国家颁布的相关文件要求,农业相关部门必须重视主要农作物农机农艺技术的相互融合,要加强对农业机械化作业技术的管理,提高农机农艺技术的融合度。要能够对当下农业生产中出现的技术问题进行研究和分析,并提出有效的解决措施。要统一制定农业生产技术标准,加强对农业农机农艺技术的研究,从而提高农业生产技术水平。可在农业部门中设立农机农艺综合部门,分别由农机单位和农艺单位的技术人员所组成。 在此部门中要定期开展技术交流会,一同讨论和解决主要农作物的生产问题。规范技术人员的操作,严格按照生产流程来实施农机农艺技术,采用现代化种植模式,从而保障主要农作物的生产质量。另外,要根据农作物的品种来规定其种植间距,确定播种期,按时定量施肥,以促进农业生产水平的提高。融合主要农作物农机农艺技术并不是一项简单的工作,具有一定的复杂性,在实施过程中存在着一定挑战,需要进行系统规划。但是与此同时,主要农作物农机农艺技术的融合也为我国农业发展带来了新的机遇。因此,可以先选择容易控制的农作物来进行实验,要因地制宜,以保障农作物的生产水平。 2加强农业机械化管理,政府给予一定的支持 为加强融合主要农作物农机农艺技术,则必须加强对农业机械的管理,提高农业机械化水平。政府要予以一定的支持,充分发挥政府的宏观调控职能,加大农业技术补贴力度,并且重视对农机农艺技术融合的宣传,使农民能够实施保护性耕作,可优化农业资源配置。要推广农业机械设备的应用,加强对农民农机技术培训,规范农机设备操作,以使其能够将农机技术与农艺技术有效结合,从而提高主要农作物的产量,保障其质量。 3结语 我国主要农作物有玉米、油菜和棉花等,为保障其生产质量和产量,则必须创新主要农作物的生产技术,采用全新的生产设备,协调配合农艺技术和农业机械设备,以提高我国主要农作物的生产水平,从而为我国农业的稳定发展提供重要保障。推广主要农作物农机农艺技术,具有重要的实用价值,可通过建立健全管理体系和技术体系,以提高主要农作物农机农艺技术水平。总而言之,主要农作物农机农艺技术的融合势在必行,必须加强管理。 作者:郭凤成 单位:公主岭市怀德镇农机技术推广站 农作物论文:气候条件之农作物论文 1农作物生长季气候条件 热量条件。由图1可知,2014年朝阳市农作物生长季平均气温为19.4℃,比历年同期(19.3℃)偏高0.1℃。各月温度变化幅度不大,其中4、7、8月温度偏高,5、6、9月温度偏低。由图2可知,2014年朝阳市农作物生长季各地日照总时数为1460.7h,历年为1472.4h,比历年偏少11.7h。各月日照时数变化幅度较大,其中6月日照明显偏少,8月日照最多。水分条件。由图3可知,2014年农作物生长季全市平均降水量为357.9mm,比历年同期(419.1mm)少61.2mm,少15%。降水时间、空间分布极不均匀,发生了有气象记录以来最严重的“夏旱”。时间分布是5、6、9月降水偏多,4、7、8月降水偏少;空间分布是建平县生长季降水总量比历年略偏多,其他地区均偏少。北票市、凌源市、喀左县、朝阳县南部生长季降水量最少,比历年同期偏少77.5~131.0mm,是旱灾较重地区。 2农作物生长季气候条件分析 2.1有利的气象条件。一是热量条件比较适宜。2014年农作物生长季平均气温比历年偏高,温度变化幅度较小,日照时数略偏少,虽然春季温度升降波动幅度大,5月初部分地区遭遇低温冻害,但整个生长季热量条件匹配较好,能够满足大田作物生长发育需要。二是春播期透雨出现及时。春播期降水空间分布不均匀,北票市、建平县、朝阳县大部分地区降水偏少,春旱较重。5月11—12日全市普降第一场透雨,平均降雨量44.3mm,解除了前期的旱情,雨后掀起了春播春种的高潮。据农业部门统计,5月23日全市大田作物播种结束,比2013年提早了25d。三是作物苗期水分条件充足。5—6月朝阳市平均降水量为195.8mm,比历年同期(132.1mm)偏多63.7mm,偏多48%。此时段为大田作物苗期至拔节期,水分供应充足,大田作物长势良好,大部分地区为一类苗。 2.2不利的气象条件。一是部分地区春旱较重,播种时间差异大。春播期凌源市、喀左县等南部地区降水偏多,接墒雨及时,4月上、中旬开始播种大田作物。北票市、建平县、朝阳县大部分地区降水偏少,春旱较重,直到5月中旬初出现透雨,春旱得以解除,大田作物才陆续开始播种,播种时间比墒情好的地区偏晚10~20d。二是降水异常偏少时段突出,“夏旱”严重。2014年农作物生长季降水时空分布不均匀,特别是7—8月各地降水持续偏少,全市平均降水量仅为105.9mm,历年同期为221.3mm,比历年同期偏少115.4mm,偏少52%,创有气象记录以来同期最少极值,朝阳市发生了自1952年以来最严重的“夏旱”。7—8月为朝阳市大田玉米开花授粉至灌浆期,大豆为开花鼓粒期,是水分需求量最多时期。此时降水少,使大部分地区玉米遭受严重的“卡脖旱”,玉米叶片枯黄、萎蔫,开花授粉受阻,果穗发育不良,直接影响产量形成。8月末出现较大范围有效降水,缓解了大部分地区的旱情,但受灾较重的玉米,由于叶片干枯,果穗干瘪,后期虽然有水分补充,但也难有收成,造成大幅度减产。 3结论与讨论 2014年朝阳市农作物生长季热量条件较好,水分条件不足且时空分布极其不均衡,导致大田作物遭受了历史罕见的夏季干旱灾害,造成部分地块减产或者绝收,农业气象条件对农作物生长发育和产量形成弊大于利,农业生产属于歉收年。朝阳地区是辽宁省干旱频发区[13],2009、2013、2014年干旱发生时段处于作物开花授粉灌浆成熟阶段,对作物生长发育和产量形成影响程度远大于其他时段[14]。因此,密切关注干旱灾害发生规律[15],培育抗旱品种、充分利用气候条件资源,趋利避害,发展设施农业和膜下滴管等节水农业,大力实施人工增雨工程建设等,将成为保障区域粮食生产稳产丰收的重要举措。 作者:张富荣 冯淑霞 冯雪菲 刘志鹏 单位:辽宁省朝阳市气象局 农作物论文:农作物图像与农作物论文 1农作物图像 SVD算法去噪记一幅农作物图像可以表示成矩阵形式:ARm1×m2(m1×m2),即:该图像矩阵的秩为,对该图像矩阵进行奇异值分解(SVD)可以表示成:A为含有噪声的农产品图像矩阵,A'为没有噪声干扰的农作物图像矩阵,N为噪声矩阵。对矩阵A进行奇异值分解后,噪声信息则表示为较小的矩阵奇异值,而图像中绝大部分的目标信息则对应较大的矩阵奇异值,因而可以通过选择少量较大的奇异值进行矩阵重构,从而起到滤除噪声的目的。 2小波域自适应SVD算法改进策略 农作物图像经过小波变换后,获得了不同方向的小波分解子图像,各子图像中的图像信息大体上呈水平、垂直或对角分布,这实质上是对图像中的信息进行某种程度的分类,有利于分别加以处理。图像经过奇异值分解后,对水平、垂直方向分布的子图像而言,图像信息集中于少数较大的奇异值对应的矩阵向量中;而对于对角方向分布的子图像而言,图像信息所对应的奇异值则没有明显的区别,即图像绝大多数的信息分布于数量较多的奇异值对应的矩阵向量中。对于这2个部分的图像滤波,学者们进行了一系列研究,例如,黄飞江等通过对图像进行分块,然后进行SVD,这在一定程度上提高了SVD算法性能,但是图像分块计算量较大,因而导致该算法的执行效率较低[8];王敏等将对角分布的子图像旋转成水平或垂直方向,通过PSNR对重构后图像质量进行评价来选择参与重构的奇异值数量,但是该方法无法实现获得重构奇异值的数量,只能通过反复试验之后从众多试验结果中挑选出最佳的滤波图像,所以该方法实用性不强[7]。因此,本研究针对水平(或垂直)、对角分布的小波子图像分别提出一种改进自适应SVD算法。 3水平(或垂直)方向自适应SVD算法 对于该部分小波子图像采用奇异值分解后,绝大部分信息对应的非零奇异值序列为{λ1,λ2,λ3,…,λJ},尽管较大的奇异值代表图像中的大部分信息,较小奇异值则代表较少的图像信息,但是若对小奇异值直接舍去,势必会影响图像重构效果,因此本研究提出一种奇异值数量选择方法,步骤如下:3算法性能的测试采用拍摄于甘肃省华亭县安口镇某蔬菜大棚的2幅农作物图像作为测试图像(图2),采用本研究所用算法对其中加入不同密度的随机噪声进行去噪并将其去噪性能与SVD算法和改进SVD算法[7]进行对比。对上述试验结果引入峰值信噪比(peaksignaltoratio,PSNR)[9-10]进行精确评价,PSNR值越小,说明去噪后图像与原始图像越接近,反映去噪算法性能越优,测试结果如图3和图4所示,为了便于比较,所有图像均进行灰度化处理。对图2中2幅测试图像分别加入了密度为30%的随机噪声,获得了如图3-a和图4-a所示的噪声图像,其中出现了密密麻麻的的黑点、白点,特别是图3-a中的青椒已经无法辨认出来。采用SVD算法进行去噪后获得了如图3-b和图4-b所示的结果,可以看出图中密集的噪声点有所降低,取而代之的是大量的黑点,且图中青椒表面的黑点密度较大,严重干扰了对青椒的准确识别。图3-c和图4-c中的黑点密度有所降低,青椒能够基本辨认出来,这说明通对小波域对角方向高频子图像进行旋转至水平或垂直方向后进行SVD滤波这一改进思路是可行的。本研究所用算法的滤波结果如图3-d和图4-d所示,可以清晰地看出,图中仅存在极少量的黑点,图像清晰度得到最大限度地改善,这说明本研究的改进策略较文献[7]略胜一筹。从表1可以看出,本研究所用算法对于不同密度的噪声图像滤波结果均优于SVD以及改进过的SVD算法,特别是对于噪声密度为30%的噪声图像滤波,本研究所用算法的PSNR远远高于另外2种算法,说明本研究所用算法适合从图像中滤除密度较大的噪声,这与上述分析结果相互印证。 4小结 针对农作物图像中时常出现的大量随机噪声,在对SVD去噪算法基本原理深入分析的基础上,结合小波变换,提出一种小波域改进自适应SVD去噪算法。通过将实地拍摄2幅农作物图像进行算法性能测试,并与SVD算法以及改进过的SVD算法进行性能定性、定量比较,结果显示,本研究所用算法性能比另外2种算法略胜一筹,这为农作物噪声图像的处理提供一种有效方法。 作者:李春丽 单位:江西省信息中心 农作物论文:种子购买及使用农作物论文 一、选购采用种衣剂的种子鉴别方法 首先要仔细检查种衣剂的成膜性如何,还有其的附着力及牢固度怎样。这里,通常利用手轻轻搓揉种子,包衣膜的脱落率要在15%这个范围之内。由于正规生产厂家都会对种衣剂的成分、用途等特性在包装上进行说明。农户可以根据需要自行选择购买。 二、购种时应注意的问题 我们在购买种子时首先要形成这样的观念,不是价格越高、种子越新就是好的种子。我们必须注意不同品种的适应性是不同的问题。它们一般会受到天气、温度、土壤、光照、环境等诸多因素影响。因此,购种时第一要了解清楚种子在当地的适应性是否够强。要注意新老品种搭配,做到稳中求益。也可以咨询当地农技部门,选择适合本地种植条件和气候特点的品种,要按照种子使用说明进行适时播种和科学栽培、灌溉、施肥等田间管理,并加强病虫草害的防治,做到良种良法配套,不能重视品种而忽视了田间的管理过程。不仅要掌握相关品种的不同特性及栽培技术要点。还要根据当地的生产水平、种植方法等具体因素,来购买合适的品种。玉米、水稻、小麦、等主要农作物品种在推广应用前应当通过审定,通过审定的农作物品种均标示有适宜的生产种植区域和栽培要点,不要购买未经审定的农作物种子。要按照所购品种的栽培要求进行生产种植和管理。 三、购买种子后的注意事项 购买种子后,我们要养成向经营人员主动索取相关发票,并保存好种子的包装袋及样品的习惯。因为,发票是消费者购买种子的直接证据。它如同经销商和消费者之间达成的购物合同,要受到法律保护。这样,若发生种子质量问题等消费者就可直接凭借发票,及相关的证据向经销商索赔。或者也能到当地相关的执法机构进行投诉,拿起法律武器维护自己的合法权益。 四、购种后可进行发芽试验 购种后15日内自己先做发芽试验,发芽率低于标签标注时,及时向销售商反映,也可到农业部门申请鉴定,销售商试验或鉴定发芽率低于所标注值时,及时退种。 五、播种后的注意事项 使用后若出现质量问题并造成一定损失的,使用后一定要立即拿起相关的购种凭证等到经销单位,要求他们组织开展田间鉴定和测产工作。申请田间鉴定时,要保持田间自然状态,不要错过该作物典型性状表现期以及已造成的所有损失。如果销售单位不具备田间鉴定、测产能力或者不能到现场保全期赔偿。消费者就需要到当地的农业行政主管部门进行投诉。并申请和委托种子质量检验机构组织开展专门的田间鉴定和测产工作。若经过相关部门协调、仲裁后依然未能解决问题,或者认为赔偿不合理,得不到赔偿等等,消费者可以直接到人民法院进行起诉。要求根据我国相关的《种子法》给予一定的赔偿并及时处理。 农作物论文:免耕栽培农作物论文 1农作物免耕栽培技术的分类 免耕措施的类型主要可以分为三种:①覆盖耕作。其主要是在播种之前对土壤进行翻动,主要的耕作机具为深松机、平耙、圆盘耙、中耕机以及切茬机;采用药物或是中耕除草。②垄耕。该方法中除了施肥以外,从收获一直到播种都不对土壤进行翻动。种子播于垄台的种床上,采用圆盘开沟机、平耙、小犁或是清垄机进行开床;残茬留在垄间的表面,使用药物或是中耕进行除草,在中耕的过程中重新成垄。③不耕。即除了施肥以外,从收获一直到播种都不对土壤进行翻动。将种子播于窄种床上,使用清垄机、小犁、内向铲、圆盘开沟机或是施耕机进行开床。使用药物对杂草进行控制,非紧迫不采取中耕的方法进行除草。 2推广免耕栽培技术的效果 当前,我国的免耕栽培技术经过了多年的发展,可以总结出以下四点优势:(1)有利于适期播栽。采取耕翻种植的方法,其在前茬收获之后,需要采取耕翻晒堡以及碎堂整地等工作,一共需要超过20天的工作日。在农忙时,农活集中、季节紧,采取耕翻栽培的方法极易导致播栽(种)季节的延误。而使用免耕栽培技术之后,通常可以将播栽(种)期提早5~7天,确保大面积稻麦油作物能够适期种植。(2)促进壮苗早发。免耕麦田表层土壤的墒情比较好,肥力较高,播种十分均匀,覆土的深浅一致,避免天早时的出苗不齐或是连雨时的烂耕烂种,有助于争取早苗以及提高齐苗率;采取免(少)耕法进行种稻,有助于早育小苗的移栽,防止深栽导致僵苗的现象,有利于强个体、壮群体,争取多粟、多穗以及大穗。(3)节省农本。免耕栽培技术具有轻简省工、降低劳动强度、节省农本的优点。免耕麦平均每667m2能够节省人工约3个,减少农本25%左右;早直播稻能够节约用水约30%,免去了耕翻、泡田以及平整的作业,每667m2能够节省育秧、栽秧的工时农本费约100多元,并且改变栽秧时“面朝黄土背朝天”这样的传统生产方式。(4)有利于增产增收。稻茬(少)免耕种麦具有效率高、保墒好的优点,与常规的耕翻种麦相比,能够增产1~1.5成;板茬免耕油菜具有早播早栽、早发冬壮以及冻害轻的优点,春季苗势转化十分快,结角层的结构合理,有利于高产。 3免耕栽培技术推广中存在的问题 3.1资金供给不足 我国一些地区因受到财政资金的影响,虽然新技术得到引用,但是缺乏后续力量,使得全面发展受到阻碍。导致该原因是由于政府资金供给不足。技术会停留于现地,得不到更新,难于获得发展。 3.2农民未能掌握专业知识 与传统农耕技术不同,人们对于免耕培植技术的认识不足,对于免耕栽培技术的原理、实际操作等均缺少充分的了解,很多农民未具备专业知识,没有从技术角度去考虑存在的问题,这直接影响了免耕培植技术的推广。 3.3免耕栽培技术水平较低 当前,我国的免耕栽培技术的应用还是较为广泛的,但是由于其本身的技术水平较低,导致该技术使用之后容易出现一些后续问题。例如:在使用免耕栽培技术后,农田草害难度大,还会出现秸秆腐烂等情况。而且难以充分运用有机肥料,多数肥料于表层上分布,损耗流失等现象会经常出现。 4免耕栽培技术的完善 4.1强化资金管理 要集中项目资金,切实加强管理,建立专门账户,确保专款专用,确保资金足额到位。切不可将项目经费与日常工作经费混为一谈,切不可擅自挪用项目资金,切不可随意改变资金用途,要确保项目资金使用安全。同时,要进一步加大重大技术项目化、政策化的工作力度与创新,不断扩大免耕栽培技术专项资金规模。 4.2加强宣传工作 对于我国农业发展,免耕栽培技术具有着较大的促进作用,其为一项农业种植新技术。所以,地方政府应在各个方面加强宣传力度,在与广大农民合作、交流的基础上,做好技术指导,让农民们积极采取免耕栽培技术,让他们认识到种植作业中应用免耕栽培技术的优势。 4.3选择科学、合理的技术路线 (1)免耕和轮耕结合。推广应用免耕、少耕和深松、犁耙、翻耕、旋耕相互结合的土壤耕作制度。实行“三三轮耕制”,即在免耕栽培的地区每年进行深松或是耕翻1/3,3年则轮耕一遍,或是因地制宜地推广免耕之后,隔3~5年采取翻耕、隔茬深松等免耕、轮耕结合的耕作方式。(2)免耕和覆盖结合。遵循“少动土、少裸露、多覆盖”原则,在免耕基础上,进一步采取地膜覆盖、秸秆覆盖、绿色植被覆盖以及不同组合的多元覆盖方法,实现农田的免耕以及周年覆盖,从而实现“适度湿润”与“适度粗糙”的土壤状态,有效地提高免耕技术的应用效果。(3)农机和农艺结合。采取免耕整地、免耕育苗、免耕直播、免耕套种、免耕移栽以及秸秆还田等机械化作业技术和精量播种、培育壮苗、化学调控、节水灌溉、平衡施肥、病虫防治以及防灾减灾等高产高效相结合的方法,从而提高农作物的种植规模以及农田的作业效率,实现免耕栽培技术的标准化。(4)良种和良法结合。在品种上使用抗倒性较强的优良品种,综合考虑产量与品质;在技术上,以免耕整地、育苗、直播、套种以及移栽为主,达到良种、良法的有效结合。此外,加强免耕栽培和测土配方施肥、病虫无害化综合防治等技术与除草剂、壮秧剂、腐烂剂等物化技术的结合,提高技术科技含量。 4.4建立农业试验田 为了让人们看到新技术的优势所在,可以建立农业试验田,采用新技术来试验种植。为更好推广新技术在整体地区应用,可通过建立良法、良种、良田等措施,使示范田更快地在农村得到普及。 5结语 综上所述,免耕是一项科学性非常强的耕作方式,特别是在经济水平高的地区应优先得到推广普及。最近几年,保护性耕作技术得到迅速发展和普及推广应用。随着农机具等不断创新发展,适于不同农作物的各种免耕技术将会逐步取代传统的翻耕技术,成为农业耕作方式发展的必然趋势。 作者:龙锦辉 龙平 单位:贵州省晴隆县中营镇政府农业服务中心 农作物论文:明清时期农作物论文 一、关于粮食作物的研究 国以民为本,民以食为天,粮食作物一直以来是农业经济中最基本的农作物,粮食生产自古以来也是关乎国计民生的大事。据20世纪70年代编写的《珠江三角洲农业志》第五册记载,珠江三角洲粮食作物主要有水稻和旱粮两类,其中旱作粮又包括麦类、薯类、豆类和粟类四大类作物。[1]珠江三角洲的稻谷栽培有着久远的历史,也是我国稻作起源地之一。栽培作物的起源,是由野生稻的逐渐驯化而来。著名的水稻专家丁颖于1926年在广州市东郊犀牛尾发现野生稻,以后陆续在珠江三角洲的番禺、增产、从化、三水、清远及开平等县都有发现。[2]野生稻的发现,也在某种程度上印证了珠江三角洲是我国栽培稻作起源地之一。周晴对明清以来珠江三角洲北部的的低塱区的深水稻和水生植物进行讨论,指出16-20世纪中期珠江三角洲北部的低塱区分布着面积广阔的湖沼湿地资源,这里的作物栽培及水生植物群落都具有鲜明的地域特色。[3]珠江三角洲历来都是以稻谷为主要的粮食作物,直到明中期以后,商品经济逐步有所发展,稻谷生产的发展,逐渐为其他作物代替,稻谷开始出现紧张以至供不应求的状态。除水稻外,明清时期珠江三角洲开始普遍种植番薯、玉米和木薯等旱粮作物。实际上,明清时期,美洲作物的引进改变了粮食作物的种植结构。王双怀认为,明代中后期,华南地区与海外诸国的联系密切,从海外引进的粮食作物主要有玉米、番薯和花生。[4]吴建新等讨论了明清时期番薯、玉米、花生、烟草在广东的引进和传播情况,认为明清时期,中国传统作物结构及种植制度,由于外来作物的引进及其广泛的传播,发生了显著的变化。[5]对于粮食作物的研究,学者们大多从粮食生产与贸易的角度进行讨论。谢天祯、潘燕萍对宋元明时期广东的粮食生产与贸易状况进行了分析,认为宋、元、明三代,广东曾是我国一大粮食产区,每年均有大批商品粮运往外地,接济闽、浙及东南亚地区,以广州为中心的珠江三角洲不仅是广东的主产区,也是广东米粮贸易活跃的区域之一。[6]吴建新认为,明代中叶以后广东农业商品化过程中,粮食生产并没有像经济作物一样快速增长,相反由于经济作物种植面积的大量增加,在一定程度上使得粮食作物种植面积相对减少,以至于出现了明中叶以后广东的长期缺粮问题。[7]乃至到民国时期,广东的缺粮问题依然严重。曾伟对民国广东的粮食状况进行了论述,认为民国时期广东出于缺粮状态,尤其是抗战时期广东的缺粮问题更为严重,各地出现严重的粮荒,酿成了严重的社会问题。[8]对于清代广东的缺粮问题,陈春声认为,在人口增长所带来的粮食短缺的压力下,广东人选择了种植更多的高价值的非粮食作物,使单位面积耕地可以容纳更多的劳动力并使其收益可以养活更多的人口,所需粮食则从市场上获得的方式来解决。 二、关于经济作物的研究 经济作物是明清时期珠江三角洲种植的重要农作物之一。经济作物的种类包括甘蔗、蒲葵、茶叶、花木、蔬菜和水果等。20世纪70年代编写的《珠江三角洲农业志》,其中第四本关于珠江三角洲蚕桑业发展史,第五本关于珠江三角洲主要作物和畜牧、林木历史,第六本关于珠江三角洲果木业发展概况和荔枝龙眼、柑桔、香大蕉、菠萝四大(笔者认为是“五大”)水果生产发展史,这些都涉及到了珠江三角洲经济作物种植的历史。[10]明清时期,随着商品经济的发展,珠江三角洲的经济作物种植得到了快速发展,逐步形成主要经济作物专业区。据叶显恩等人的研究,明清时期在珠江三角洲开始逐渐形成甘蔗、茶叶、蒲葵、蔬菜、花木和水果等专业种植区。例如甘蔗的种植,至明末已经形成以番禺、东莞和增城为中心的甘蔗产区。[11]刘正刚等对明清时期珠江三角洲的果树栽培进行了讨论,指出明清时期珠江三角洲地区人们对果树的认知、分类更为细化,通过接枝、驳枝等技术培育果树的新品种,在实践中注重气候、土壤、防护等对果树栽培的影响,对果品贮藏也进行了新的尝试,进一步推动了珠江三角洲地区的农业商业化发展。[12]陈伟民对宋代岭南的主要粮食作物和经济作物的生产经验进行了讨论,经济作物论述主要分副食作物、纤维作物、辛香作物、果树作物、糖料作物、花卉作物和林木作物七大类分述。[13]王双怀讨论了明代华南的棉花、蚕桑、诸麻、甘蔗、茶叶、芝麻、油菜、油桐、乌桕、荔枝、龙眼、槟榔、杉树、诸竹、诸菜、香料、染料和药材等经济作物的分布及其地域特征,认为明代中期以后,商品经济的发展对经济作物的生产具有较大刺激作用,而经济作物的增长反过来又在一定程度上推动了商品经济的发展。[14]司徒尚纪讨论了明代广东农业和手工业分布的特点,认为明代广东农业中,经济作物种植业是最发达的商业性农业,其中蚕桑、甘蔗、水果、鱼苗、蒲葵、种香、花卉、蔬菜等,已形成商品性集中产区,成为商品经济发达的珠江三角洲的农业地理特征。[15]唐森、李龙潜分析了明清时期广东经济作物的种植情况,认为由于粮食作物品类的单调,水稻所产又不足供食,广东经济作物的种植和发展,在明以前肯定受到极大的限制。明清时期广东经济作物的种植情况出现了新的趋向,诸如明清广东经济作物品类繁多,经济作物种植面积不断扩大;随着经济作物种植的推广,专业化的农作物区的出现;明清时期广东经济作物种植的目的,已不单纯地为了满足生产者本身的需求,而是作为商品生产投入流通领域去获取交换价值。[16]李华分析了明清时期广东农村经济作物的发展,认为广东农村种植经济作物有悠久的历史,但经济作物大面积生产,农产品的商品化,则是从明朝嘉靖、万历年间开始的,到了清中叶,广东有些府州县农村经济作物的发展,农产品商品化的程度,已经超过了江南五府而跃居第一位。 三、关于农业商业化的研究 明清时期珠江三角洲经济作物的大量种植和农业的商业化有着密切关系,一方面经济作物的大面积种植,可以促进农业的商品化,另外一方面,农业的商业化也带来了经济作物更大范围的种植。叶显恩对珠江三角洲的农业商业化发表了系列论文,讨论了农业商业化的兴起、增进,及其发展水平、性质,认为明代晚期,珠江三角洲的各种经济作物陆续形成各自的中心产地,商品性农业专业区域逐渐出现和扩大。[18]在农业商业化发展的基础之上,明中叶以降,珠江三角洲的农村墟市所呈现的繁荣景象。[19]蒋祖缘讨论了明代广东农业商品性生产发展的原因、状况及其影响,认为自明代嘉靖以后,白银流通更为广泛,珠江三角洲以经济作物为主的商品性生产的发展势头越来越大,专业区域开始形成。[20]姜守鹏讨论了清代前期广东商业性农业的发展,认为广东商业性农业的发展主要表现为经济作物和园艺作物及其加工业的商品化和迅速发展。[21]陈忠平比较了长江三角洲和珠江三角洲两地的商品经济发展,指出明清时期珠江三角洲与长江三角洲在农业生产上都不同程度地突破了单一的自给性粮食生产,形成了以经济作物为主要内容的商品化种植业生产,农业的商品化程度迅速提高。[22]程明讨论了清代环珠江三角洲地区农村商品经济的发展,认为环珠江三角洲地区农村经济在明末清初曾遭受重大破坏,自康熙朝起,环珠江三角洲地区的商品经济有了迅速的发展,表现为经济作物的广泛种植、商品性园艺作物的大量栽培、手工业生产部门的专业化趋势和墟市的普遍繁荣。[23]刘志伟指出,清代广东的粮食贸易,主要是由于珠江三角洲等地农村在出口贸易的刺激下,大量发展经济作物,从事日益专业户的商品生产,形成了广阔的粮食需求市场。以国内外贸易为基本内容的商品流通形成的市场刺激,是清代广东商品生产发展的直接动因。[24] 四、余论 以上学界的讨论,大多数是就某个问题的讨论,很少以珠江三角农作物种植结构变迁为专题的深入研究。实际上明清时期珠江三角洲的农作物种植结构发生了重要的变化,传统以粮食作物为主的种植结构,逐渐转为以种植经济作物为主。表面上看起来似乎仅仅是农民种植作物的种类的发生变化,其实作物种植选择的变化反映的是明代中叶以来珠江三角洲地域社会经济的发展。明代中叶以来,美洲作物的引进、澳门的开埠、海外贸易的来往频繁及市镇经济的繁荣等都对珠江三角洲农业种植的选择产生了深刻的影响。民以食为天,一般来说,农田上种植何种作物,对于农民来说,起初是为了满足基本的温饱问题,在国内外市场需求的刺激下,经济作物的种植成为珠江三角洲农民获取更高利润的最终选择。明代中期,珠江三角洲经济作物的崛起,粮食作物的逐渐萎缩,导致了缺粮问题的出现,米粮市场的国际贸易的出现。各地逐渐因地制宜,形成了各具特色的经济作物专业生产区。不同作物围绕着市场供求关系而展开争地的现象,每一种作物的种植背后必然是经济选择的结果,也是市场经济发展的结果。 农作物论文:水足迹计算分析农作物论文 1材料与方法 1.1研究区概况 新疆幅员辽阔,地形非常有特色,横亘中部的天山将新疆分作天山北部、天山南部两块区域,再加上东部地区形成新疆三大区域,即:北疆、南疆和东疆。北疆包括:乌鲁木齐市、克拉玛依市、昌吉回族自治州、博尔塔拉蒙古自治州、伊犁州直属县(市)、阿勒泰地区、塔城地区、石河子市;南疆包括:巴音郭楞蒙古自治州、阿克苏地区、喀什地区、和田地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州;东疆包括吐鲁番地区、哈密地区。本文在研究农作物生产水足迹时,由于克拉玛依市、石河子市的数据缺失未包括在内,因此总计13个地(州)。新疆是灌溉农业区,小麦、玉米、棉花是主要农作物,2011年小麦、玉米、棉花的播种面积分别占全区总播种面积的21.63%、14.61%、32.87%。小麦面积中冬小麦播种面积占60%左右,春小麦占40%左右。北疆以种植春小麦为主,南疆以种植冬小麦为主,其中天山南北两侧从丘陵到山前平原多为冬春麦混种区[13]。玉米在新疆粮食作物中的地位仅次于小麦,根据播种时间的不同可分为夏玉米和春玉米。北疆和焉耆、拜城盆地主要为春播玉米区,南疆和东疆大部分地区,以夏播玉米为主。 1.2研究方法 1.2.1作物需水量 作物需水量是在理想的生长条件下作物从种植到收获所需的蒸散量,等于生长期内蓝水和绿水蒸发量之和。作物的需水量一般采用联合国粮农组织(FAO)推荐的以Penman-Monteith公式为基础的作物系数法。ET=Kc×ET0(1)式中,ET、Kc、ET0分别表示某一时期内,作物需水量、作物系数及参考作物腾发蒸腾量。其中,作物系数反映实际作物和参考作物之间需水量的差异。而参考作物腾发蒸腾量,是一种假想的参考作物冠层腾发速率,其大小只与气象因素有关,采用FAO推荐的最新修正Penman-Monteith公式进行计算[14]。作物理想生长条件下,绿水的蒸散发即降雨的蒸散发等于总作物蒸散发与有效降水的较小值。蓝水蒸散发即农田灌溉用水的蒸散发,等于总作物蒸散发减去有效降水。当有效降水超过作物蒸散发时,其值为0。绿水和蓝水的计算公式如下:ETgreen=min(ETc,P)(2)ETblue=max(0,ETc-P)(3)式中,ETgreen为绿水蒸散发量;ETblue为蓝水蒸散发量;ETc为总作物蒸散发量;P为有效降水,是总降水中能被作物利用的那一部分水分。本研究使用美国农业部土壤保护局(USDASCS)的方法来计算有效降水量。 1.2.2灰水 灰水足迹指以自然本底浓度和现有的环境水质标准为基准,将一定的污染负荷稀释至高于一定环境水质标准所需的淡水体积[15]。这一部分水由于不能被人类利用,所以形象地称之为灰水。农业生产过程中,为了获得更高的产量,通常需要施用大量的化肥和农药。而化肥并不能被作物全部吸收利用,多余的肥料及农药会渗入地下或进入地表径流造成地下水和地表水的污染。由于氮肥是造成地下水及地表水污染的主要来源,一般以淋失氮的需水量作为灰水足迹。根据相关文献[16],本研究选取氮肥施用量的10%作为淋失量。由于研究区地处干旱区,农田以灌溉为主不易形成地表径流,氮肥主要造成地下水的污染,所以本文采用中国地下水质量标准(GBT14848-93)中的Ⅲ类标准,氮的最大容许浓度为20mg·L-1,氮的自然本底浓度一般取零。具体作物生产过程的灰水足迹计算公式如下:WFgrey=(a×AR)/(Cmax-Cnat)(4)其中,WFgrey为作物灰水足迹;AR为氮肥施用量;a为氮淋失量(即进入水体的污染量占总氮肥施用量的比例);Cmax为氮肥的最大容许浓度;Cnat为污染物的自然本底浓度。 1.2.3作物生产水足迹 水足迹是指一个国家或地区,生产一定人群(个体、城市或国家)消费的产品和服务所需要的水资源数[17]。而作物生产水足迹是指作物在整个生长过程中,所利用的淡水资源和引起的污染用水总量[15]。其组成包括三个部分:来自地表或地下的灌溉用水(蓝水)、降雨(绿水)和氮肥所引起的污染水(灰水),其中,蓝水和绿水的总量即为作物整个生长期的需水量。作物生产水足迹计算公式如下:WFproc=WFgreen+WFblue+WFgrey(5)1.3数据来源计算所需的气象数据来自联合国粮农组织(FAO)ClimWat数据库中新疆地区的12个气象站点数据。作物参数包括作物系数和作物物候数据,参考FAO数据库及相关文献[18-21]。新疆2011年各地(州)主要农作物总产量、单位面积产量、耕种面积及化肥施用量数据均源于《新疆统计年鉴2012》。 2结果与分析 2.1主要农作物需水量利用 CROPWAT软件可计算得到新疆各地(州)小麦、玉米、棉花在整个生长期内的单位面积总需水量、单位面积绿水量及单位面积蓝水量。然后,乘以各地(州)主要农作物的播种面积,可得到各地(州)主要农作物总需水量、绿水量及蓝水量,再除以作物总产量,即可得到各地(州)小麦、玉米、棉花单位质量的需水量。图1为2011年北疆、南疆、东疆以及全疆主要农作物单位面积需水量对比图。由图1可知,在新疆全区范围内,农作物单位面积需水量棉花最高为8650m3·hm-2、小麦为5742m3/hm-2、玉米为5052m3/hm-2。但玉米、小麦的单位面积需水量在不同区域互有高低,在北疆和东疆玉米大于小麦,而在南疆小麦却小于玉米。产生这种差异的原因主要是作物的种植模式及气候因素。北疆及东疆地区主要种植春小麦,而南疆主要种植冬小麦,春小麦的生长周期较短导致其整个生长期内的需水量相比冬小麦少,再加上南疆气温较北疆、东疆高,造成其在生长期内的作物蒸散量较大,需水量也较大。以上因素共同导致小麦、玉米在新疆不同区域的单位面积需水量呈现空间异质性。为从不同角度对比新疆三种主要农作物的需水差异,本文计算了各农作物单位质量的需水量情况,结果见图2。由图2可知,新疆各区域单位质量农作物需水量同样是棉花最大为4.82m3·kg-1、小麦次之为0.99m3·kg-1、玉米最小为0.54m3·kg-1。新疆地区棉花单位质量的需水量是小麦的5倍、结合表1比较新疆全区各主要农作物(小麦、玉米、棉花)的蓝水比重,可知棉花的蓝水比重最高、玉米次之、小麦最小,但南疆地区的小麦蓝水比重大于玉米的蓝水比重。其原因可能是由于南疆地区主要种植冬小麦,生长周期较长,生长期内降雨量又较少,导致南疆地区的小麦蓝水比重较大。从蓝水利用总量分析,2011年新疆各地(州)主要农作物蓝水利用量最小的是乌鲁木齐市为6.15×107m3、最大是喀什地区为375.64×107m3。根据表1从更大的区域尺度上分析,主要农作物的蓝水利用总量为南疆最大、北疆次之、东疆最小,分别考察三种主要农作物的蓝水利用量,可知小麦、棉花符合以上空间分布规律。但对于玉米来说,北疆的玉米蓝水利用量却大于南疆,可能的原因是北疆的玉米种植面积较大,致使其总蓝水需水量较大。 2.2灰水足迹 利用统计年鉴中各地(州)总氮肥施用量,结合主要农作物的面积权重可得到各地(州)主要农作物氮肥施肥总量,进而通过农作物灰水足迹公式计算得到各地(州)主要农作物灰水足迹及单位面积灰水足迹值。由表2可知,2011年新疆地区主要农作物生产灰水足迹为2107.82×106m3,其中乌鲁木齐灰水足迹最小为8.37×106m3,喀什地区灰水足迹最大为484.38×106m3,一个地区的氮肥施用总量越大,其灰水足迹也越大。为便于比较新疆各地(州)的灰水足迹强度,计算单位面积灰水足迹值作为评价指标,结果见表2。从表2可以看出,伊犁州直属县(市)主要农作物的单位面积灰水足迹最小为341.23×m3·hm-2,巴音郭楞蒙古自治州的单位面积灰水足迹最大为1148.93×m3·hm-2。说明巴州单位播种面积的氮肥施用量较多,可能存在过度施肥的问题,可以利用减少氮肥施用量、提高氮肥利用率等方式来减少化肥对地下水的污染,从而减少灰水足迹。 2.3农作物生产水足迹 在计算新疆各地(州)主要农作物需水量及灰水足迹的基础上,根据公式5可计算得到各地(州)主要农作物总的生产水足迹。结果显示:2011年新疆全区主要农作物生产水足迹为2049.31×107m3,其中蓝水足迹为1651.65×107m3,绿水足迹为186.88×107m3,灰水足迹为210.78×107m3;新疆各地(州)农作物生产水足迹总量差异明显,乌鲁木齐的主要农作物生产水足迹最小为9.26×107m3,而喀什地区的主要农作物生产水足迹最大为445.86×107m3。为表征新疆地区主要农作物生产水足迹的空间分布差异,将各地(州)主要农作物总的生产水足迹除以本地区主要农作物的播种面积得到单位播种面积的生产水足迹,然后利用ArcMap制作得到新疆各地(州)主要农作物单位播种面积生产水足迹图(图3)。图3各地(州)农作物单位面积水足迹Fig.3Spatialdistributionofproductionwaterfootprintsinperunitareaofmaincrops由图3可知:乌鲁木齐、昌吉回族自治州、伊犁州直属县(市)、塔城及阿勒泰地区,主要农作物单位播种面积生产水足迹较小,值范围为5700~6700m3·hm-2;巴音郭楞蒙古自治州及吐鲁番地区,主要农作物单位播种面积生产水足迹较大,值范围为9700~12000m3·hm-2。从空间分布来看,新疆北部地区单位播种面积生产水足迹偏小、新疆西南部及东部地区单位播种面积生产水足迹为中间水平、而新疆中南部地区单位播种面积生产水足迹最大。 3讨论 通过计算新疆地区主要农作物的需水量发现,棉花的单位面积需水量、单位质量需水量及其蓝水比重均大于玉米和棉花,为最耗水的农作物。但棉花作为一种经济作物,其单位面积经济效益分别是玉米的2.5倍、小麦的3倍。另外,通过计算农作物的单位水产值(即用于作物生长的单位水量所获得的经济收益)可知,棉花为3.8元·m-3、玉米为3.0元·m-3、小麦为2.1元·m-3,棉花也稍高于玉米和小麦。因此,从经济效益角度出发,棉花种植有其独特优势,这也是自治区政府将棉花作为重点优势资源的原因。但是快速增长的棉花种植面积也导致了新疆地区农业用水量的增加,加剧了本地区的水资源压力。因此,要从可持续发展的角度出发,在保持棉花种植的经济效益基础上,还要适宜地控制棉花的种植面积,特别是控制单位面积需水量较大的南疆地区的种植规模,以减少本地区农业用水总量。农作物蓝水利用计算结果表明:南疆地区蓝水利用总量最大、北疆次之、东疆最小;蓝水比重东疆最大、南疆次之、北疆最小;主要农作物中棉花的蓝水比重最高、玉米及小麦次之,南疆地区小麦的蓝水比重大于玉米。由于东疆地区作物种植面积较少,虽然其蓝水比重较大,但总的蓝水利用量较小,南疆地区农作物的蓝水比重较大且其作物种植面积也较大,特别是种植蓝水比重高的棉花的面积较大,因此导致其蓝水利用量最大。蓝水利用量大也就是意味着农业生产所需的灌溉用水较多,可以通过调整种植结构,如在南疆地区可以适宜增加蓝水比重和单位面积需水量均较小的玉米种植面积,减少棉花、小麦的种植面积,来减少本地区农业灌溉用水量。灰水足迹表征的是农业生产过程中所引起的污染用水总量,对新疆各地(州)的灰水足迹计算表明,一个地区的氮肥施用总量越大,其灰水足迹也越大。但一个地区氮肥施用量是与农作物的播种面积呈正比关系的,所以一个地区总的灰水足迹大并不表示其化肥污染最严重。为此需要考察研究区内主要农作物的单位面积灰水足迹,结果表明,巴州、阿克苏及吐鲁番地区的单位面积灰水足迹最大,说明这些地区单位播种面积的氮肥施用量较多,可能存在过度施肥的问题。可以通过减少氮肥施用量、提高氮肥利用率等方式减少化肥对地下水的污染,进而减少灰水足迹。另外,本研究在计算灰水足迹时,借鉴国外的灰水研究,只考虑了化肥产生的污染,并未包含农药引起的水体污染,因此,灰水足迹的研究还需进一步的深入完善。农作物生产水足迹综合反映了农作物生产过程中所消耗的水资源总量。2013年1月国务院颁布了《实行最严格水资源管理制度考核办法》,其中规定新疆2015、2020、2030年的用水总量控制目标分别为515.60×108m3、515.97×108m3、526.74×108m3。计算结果表明,2011年新疆全区仅三种主要农作物的生产水足迹就高达204.93×108m3,而新疆地区目前的灌溉渠系水利用系数仅为0.468,意味着用水总量中有一半以上损失在灌溉渠系上,两者相加就已经接近新疆用水总量的控制目标,因此能否有效地控制农业用水量是新疆落实最严格水资源管理制度的关键。另外,从新疆各地(州)农作物单位面积生产水足迹空间分布来看,南疆及东疆地区特别是巴州、吐鲁番、阿克苏及喀什地区的水足迹值较大,并且除吐鲁番地区外,其它三个地区的农作物生产水足迹总量也较大,是水资源治理的主要地区。总之,通过因地制宜地调整农作物种植类型,控制高耗水作物种植面积,减少氮肥施用量及提高氮肥利用率等措施,可以有效地减少研究区农业用水量,为尽快实现国务院规定的最严格水资源管理制度指标奠定良好的基础。 4结论 本文通过计算、分析2011年新疆地区13个地(州)主要农作物(小麦、玉米及棉花)的生产水足迹得到以下结论:(1)新疆地区棉花的需水量及蓝水比重均大于小麦、玉米等粮食作物,为最耗水的农作物,限制棉花种植面积可以有效控制本地区的农业用水总量。(2)新疆各地(州)主要农作物生产水足迹组成以蓝水为主,南疆地区蓝水利用量最大,棉花的蓝水比重最高,玉米及小麦次之,南疆地区小麦的蓝水比重大于玉米。通过调整种植结构,如在南疆地区增加蓝水比重较小的玉米种植面积,减少棉花、小麦的种植面积,可以有效地减少本地区农业灌溉用水量。(3)灰水足迹表征的是农业生产过程中所引起的污染用水总量,一个地区的氮肥施用总量越大,其灰水足迹也越大,巴州、阿克苏及吐鲁番地区的单位面积灰水足迹最大,表明这些地区单位播种面积的氮肥施用量较多,存在过度施肥及化肥利用率较低的问题。(4)2011年新疆全区仅三种主要农作物的生产水足迹加上灌溉渠系所损失的水量,就已经接近国务院颁布的《实行最严格水资源管理制度考核办法》所规定的用水总量指标,因此有效地控制农业用水量对新疆落实最严格水资源管理制度有着重要的意义。其中,南疆及东疆地区特别是巴州、阿克苏、喀什地区农作物的单位面积水足迹值和总生产水足迹均较大,是落实最严格水资源管理制度的关键地区。总之,对于地处干旱区、水资源缺乏的新疆地区来说,通过因地制宜地调整农作物种植类型、控制高耗水作物种植面积、减少氮肥施用量及提高氮肥利用率等措施,可以有效地减少研究区农业用水量,为完成最严格水资源管理制度考核指标奠定良好基础。 作者:轩俊伟 单位:新疆大学资源与环境科学学院 农作物论文:风沙灾害下的农作物论文 1材料与研究方法 1.1数据与预处理 (1)研究时间选择。根据阿克苏市地面气象观测站提供的总云量资料,选取无云的时间,即4月15日(农作物风沙灾害前)、4月17日(农作物风沙灾害后)和4月29日(农作物风沙灾害恢复期)作为农作物风沙灾害研究时间。为了对风沙灾害指标阈值的确定,需要选择季节相近的研究区农作物正常生长晴空图,时间分别为2010年4月22日、23日和24日。(2)MODIS数据及预处理。根据研究时间,此次共使用2009年4月15日、17日和29日,以及2010年4月22日、23日和24日的250mMODIS日地表反射率产品(MOD09GQ)影像6期,2009年逐年合成500m土地覆盖类型产品MCD12Q1影像1期。对这些遥感数据均采用MODIS重投影工具进行重采样和拼接处理,转换成tif格式[6,7]。根据土地覆盖类型产品中第一类国际地圈生物圈计划(IGBP)全球植被分类方案,选择第12类(农作物)提取阿克苏市的农作物种植区。 1.2研究方法 1.2.1风沙灾害植被指数变化情况 利用遥感监测风沙对农作物的灾害,通常是利用地表植被状况、特征等指标监测作物风沙灾害的情况。参考文献[8]中指出,NDVI探测低密度绿色植被的能力最强,是植被生长状态及植被覆盖度的最佳指示因子。因此,文中将农作物的NDVI值作为农作物风沙灾害的评估指标。(1)归一化植被指数。根据每日地表反射率数据(MOD09GQ)的近红外和红波段,通过公式(1)计算归一化植被指数。NDVI=RNIR-RREDRNIR+RRED(1)式中:NDVI为归一化植被指数;RNIR为近红外波段反射率;RRED为红波段反射率。(2)植被指数变化分析。从光谱物征与作物冠层之间的关系看,绿色植物叶面叶绿素在光照条件下发生光合作用,在可见光红光波段有很强的吸收特性,而对近红外波段具有很强的反射率、高的透射率和极低的吸收,即红光波段反射率包含了植物冠顶层叶片的丰富信息,近红外光反射率包含了整个植物冠层内叶片的大部分信息,这是植被遥感监测的物理基础[9]。农作物生长初期,叶绿素含量增多,红波段吸收和近红外反射率增强,植被指数增大。当农作物受到风沙灾害影响后,会出现农作物活性减弱、死苗等现象,红波段吸收和近红外反射率减弱,植被指数减小。因此,不同日期的数值相减是为了观测两个日期植被的变化,并用来探测由于风沙灾害造成的农作物变化。文中将相邻时期NDVI两两相减后,用公式(2)逐像元判断其是否发生变化,即:若NDVI(i,j)>a,表示正向变化;若NDVI(i,j)<a,像元负向变化[10]。NDVI(i,j)=NDVId1(i,j)-NDVID2(i,j)(2)式中:NDVId1(i,j)和NDVId2(i,j)分别是像元(i,j)在日期d1和d2的NDVI值;NDVI(i,j)是像元(i,j)在日期d1和d2的NDVI差值。由于NDVI值的变化不仅受植物生长和地物变化的影响,还会受到太阳光照强度、大气状况、卫星拍摄角度等因素影响,相邻日期的NDVI值也会存在较小的波动,所以NDVI变化阈值a的确定是一件较为困难而又关键的问题[5]。根据文献[6],选择与受灾时间同时相的遥感数据,计算研究区农作物春季正常生长NDVI变化,定义风沙灾害的阈值为公式(3):a=NDVI-σ(3)式中:NDVI、σ分别为同时期正常生长年份研究区农作物未受灾害的植被指数变化的均值和标准差。 1.2.2农作物风沙灾害的遥感监测方法 基于多时相遥感数据,农作物风沙灾害的遥感监测方法分为4个步骤:(1)选择遥感数据及预处理。根据灾害发生的时间,选择灾前、灾后和恢复期3个时相的遥感数据,以及同时期正常生长年份的遥感数据,并进行预处理。(2)计算NDVI的均值和标准差。根据受灾年份的灾前、灾后和恢复期的遥感数据,以及正常年份相同时相的遥感数据,分别计算研究区域内农作物NDVI的均值和标准差。(3)根据公式(3)确定农作物受灾阈值a。当农作物的NDVIi,j<a时,表示此像元受到风沙灾害的影响。(4)确定受灾面积。农作物风沙灾害受灾面积通过不同类别风沙灾害影响范围内像元的统计得到[11]。农作物受灾面积计算公式:Ai=A0×Pi(4)式中:Ai为第i类风沙灾情的作物受灾面积;A0为农作物面积;Pi为不同风沙灾害类别所占比例。图1阿克苏市农作物风沙灾害前后和恢复期的NDVI面积比ig.1TheNDVIarearatioofcroplandinAksucityintheperiodsofbeforeandafterthewindsanddamage,andtherecoveryperiod 2结果与分析 2.1风沙灾害前后植被指数的变化情况 从图1中可以看出,阿克苏农作物在风沙灾害前后和恢复期NDVI分布逐渐趋于扁平状。NDVI最大值分别为0.36、0.64、0.73,80%的农作物ND-VI分别在0.13、0.19、0.26以下,其中:占总作物总面积比例最大的NDVI值逐渐增大,由0.08(17.51%)、0.09(14.42%)到0.11(9.63%)。在风沙灾害前后和恢复期,NDVI面积变化最为明显的区间是NDVI<0.1和0.15<NDVI<0.4。NDVI<0.1的面积变化明显,分别为61.21%、43.24%、20.96%;0.15<NDVI<0.4的面积分别为11.93%、30.21%、39.83%。 2.2像元植被指数的变化情况 由于不同年份农作物物候的变化,文中基于2010年4月22日、23日和24日的遥感数据,对多天相邻遥感数据风沙灾害阈值取平均作为风沙灾害的阈值。利用风沙灾害阈值的确定方法,分别计算研究区农作物a23-22和a24-23,并取它们的均值a=(a23-22+a24-23)/2作为风沙灾害的阈值。因此,文中阿克苏市农作物风沙灾害阈值为-0.005,即NDVI(i,j)<-0.005的区域被划定为农作物受灾区。在风沙灾害前、后和恢复期,若农作物植被指数始终保持正向变化,无风沙危害症状,则农作物未受到风沙灾害的影响,保持正常生长;否则,为农作物异常变化,受到风沙灾害的影响。因此,根据阿克苏市农作物在风沙灾害前、后和恢复期植被指数的变化,将农作物风沙灾害划分为三类:负向-正向型、正向-负向型和负向-负向型。 2.2.1负向-正向型 这种风沙灾害类型在风沙灾害后,植被指数减小,其中:NDVI>0.15的农作物NDVI都减小0.02以上,NDVI在0.3~0.35的农作物减小最大,为0.037,NDVI在0.05~0.1的农作物减小最少,为0.013,平均减小0.022;而在风沙灾害恢复期,植被指数逐渐增大,由NDVI在0.05~0.1的农作物增长0.022到NDVI在0.30~0.35的农作物增长0.233,平均增长0.11。由此可见,负向-正向型农作物风沙灾害的NDVI越大,风沙灾害后和其恢复期变化就越大。处于生长子叶或真叶期的农作物,此时抗风沙能力较弱,重者主茎上部被风刮断,轻者叶片被风刮碎,NDVI减小。但这些农作物具有较强的恢复能力,在风沙灾害后不久就开始恢复生长,NDVI逐渐增大。 2.2.2正向-负向型 农作物受到风沙灾害后好像正常生长,NDVI增加的范围从0.03到0.189;但随着时间的推移,农作物受风沙灾害的影响也逐渐显现出来,NDVI开始减小,NDVI减小的范围从0.02到0.065。由于风力较大,已播种的农作物地膜不同程度被风刮起,根系尚未健全的农作物幼苗裸露在外,增加了NDVI值。当风沙吹打农作物幼苗后,幼苗子叶和幼茎上的伤口受到大风长时间的吹干,叶绿素降低,导致NDVI逐渐减小。 2.2.3负向-负向型 NDVI在0~0.25的农作物,特别是NDVI在0~0.05的农作物容易受到这种类型的风沙灾害影响。农作物在这种类型的风沙灾害后,NDVI在0~0.05的农作物减小0.067,恢复期NDVI减小0.045。沙尘覆盖在麦苗、棉花等大田农作物叶面上,影响叶面正常的光合作用和呼吸作用,使作物生长和发育受到抑制或损害。此外,受伤的农作物体内水分会从伤口散失,其子叶、生长点和靠近子叶的幼茎失水干枯,ND-VI不断减小。 2.3农作物受灾面积 根据使用图像的分辨率大小,利用植被指数变化的类别,分别统计风沙对农作物不同影响的面积。2009年4月16日阿克苏市农作物风沙灾害面积12697.07hm2,这与实际调查数据基本相符。阿克苏市三类风沙灾害的受灾情况是:负向-正向型农作物受灾面积4464.90hm2,占总受灾面积的35.16%;正向-负向型农作物受灾面积最大,为8006.77hm2,占总受灾面积的63.06%;负向-负向型农作物受灾面积最小,为225.39hm2,占总受灾面积的1.78%。其中:在负向-正向型风沙灾害中,NDVI在0.05~0.1之间的农作物受灾面积是1969.49hm2,占这类风沙灾害面积的44.11%;在正向-负向型风沙灾害中,NDVI在0.05~0.1之间的农作物,受灾面积是5082.05hm2,占这类风沙灾害面积的63.47%;在负向-负向型风沙灾害中,NDVI在0.1~0.15之间的农作物受灾面积是96.60hm2,占这类风沙灾害面积的42.86%。因此,在春季风沙灾害中应重点关注NDVI在0.05~0.15之间的农作物,并根据不同风沙灾害类型进行抗灾救灾工作。 3讨论 目前,对农作物的风沙灾害监测没有明确的方法,而研究农作物长势监测的常用参数是NDVI[12],因此,文中以2009年4月16日阿克苏市农作物为例,提出了基于NDVI的农作物风沙灾害阈值确定方法,并将受灾农作物分为正向-负向型、负向-正向型和负向-负向型三种类型。农作物风沙灾害遥感监测过程中,通过遥感数据处理和统计分析,得出农作物的受灾情况,方法简单,可操作性强,可以解决区域尺度上的及时监测问题。遥感监测结果显示,阿克苏市农作物风沙灾害面积与实际受灾面积的提取精度为98.24%,表明文中提出的农作物风沙灾害遥感监测方法是可行的。文中主要考虑了农作物风沙灾害快速评估的要求,然而,当农作物遭受风沙灾害后,对农作物生育进程、生物量、质量以及产量的影响等还需要进一步地分析。 4结论 (1)春季风沙灾害前后和恢复期阿克苏市农作物NDVI值变化明显,农作物NDVI最大值从0.36增大到0.73,占农作物总面积比例最大的NDVI值从0.08增大到0.11,其中:NDVI<0.1的农作物面积从61.21%大幅减小到20.96%,0.15<NDVI<0.4的农作物面积从11.93%增加到39.83%。(2)基于风沙灾害前后和恢复期农作物NDVI值的变化,将农作物风沙灾害划分为三类:正向-负向型、负向-正向型和负向-负向型。不同类型风沙灾害的农作物NDVI区间值分析显示,负向-正向型和正向-负向型农作物NDVI值越大,风沙灾害后和其恢复期变化就越大;负向-负向型农作物NDVI值越小,风沙灾害后和其恢复期变化就明显。(3)阿克苏市受灾农作物面积12697.07hm2,其中:负向-正向型农作物受灾面积为4464.90hm2,正向-负向型农作物受灾面积8006.77hm2,负向-负向型农作物受灾面积225.39hm2,预防农作物风沙灾害的重点是NDVI值为0.05~0.15的农作物。 作者:程红霞 林粤江 单位:乌鲁木齐气象卫星地面站 新疆气象培训中心 农作物论文:监测系统设计下的农作物论文 1系统总体设计 通过RS-485总线将智能水位计、智能流量计、墒情传感器与信息采集板相连,构成信息采集单元。它采用低功耗Cortex-M3为控制优秀,实现数据的采集与存储。本地通过USB接口或RS-232接口与上位机通信;远程通过GPRS网络或短信方式实时发送数据到数据库服务器,并将数据存储到数据库中。监测系统网络结构图如图1所示。 2系统硬件设计 农作物生长参数监测系统硬件设计由信息采集单元、供电单元、无线传输单元组成。信息采集单元主要完成雨量数据、土壤墒情数据和地下水位数据的采集、处理与存储,同时控制无线传输单元完成数据的发送与信息指令的接收;供电单元为整个系统提供工作电压;无线传输单元完成数据包的发送与控制指令的接收。 2.1信息采集单元硬件设计 信息采集单元主要由智能传感器、STM32F103、FLASH芯片S29AL032D、SRAM芯片IS62WV25616、LCD、触发器HEF4521BT、总线驱动器74HC245PW、232转换芯片MAX3222、带隔离的485收发器ADM2483、供电单元接口电路和MC323接口电路等组成。信息采集单元结构图如图2所示。 2.2供电单元硬件设计 供电单元由单晶太阳能电池板、可编程控制的2A充电电路、12V65AH免维护铅酸蓄电池及LDO压控转换电路等组成。太阳能电池板为铅酸蓄电池充电,同时为系统提供12V的输入电源。当太阳能电池板不工作时,铅酸蓄电池为系统提供12V的外部输入电源,12V的输入电压通过LDO转换电路,实现系统工作需要的+3、+4、+2.5、+5V。其中,+3V为全局电压,保证电路板大部分电路正常工作,包括监测系统上电后的工作电压、系统睡眠状态下的工作电压、时钟工作电压等;+4V是MC323无线通信模块的工作电压;+2.5V是AD转换电路的基准源;+5V是模拟参考电压,为运算放大器和AD电路提供工作电压;同时,输入的12V电压通过稳压电路为智能传感器提供工作电压。供电单元硬件设计结构图如图3所示。 2.3无线传输单元 选用MC323模块作为无线传输单元。该模块集成了基带处理器、射频处理器、MCP存储器和电源管理芯片等功能,同时内嵌TCP/IP协议和支持800MHz的工作频段,能够提供语音传输和短消息发送。将stm32f103的UART3与该模块的串口相连,同时外接SIM卡电路,实现雨量数据、墒情数据、地下水位数据和控制指令的无线发送。无线传输单元结构图如图4所示。 3系统软件设计 3.1采集单元软件设计 采集单元软件设计包括传感器事件、定时事件和命令事件。传感器事件即通过土壤墒情传感器、智能水位计、智能水质传感器和翻斗式雨量计等采集农作物生长环境参数;定时事件指系统将采集到的数据、系统状态、蓄电池电压和设备工作温度等参数定时自记和发送;命令事件指通过上位机软件或LCD液晶屏配置系统工作状态、传感器类型等。当3个事件中的某一事件处理完毕后,判断有无其他事件发生;若有,则进入相应事件处理程序;若没有,则进行现场保护,系统进入待机状态。采集单元软件设计流程图如图5所示。 3.2监测单元软件设计 监测单元通过电话呼叫或短信方式对信息采集单元进行远程唤醒,触发其上电。采集单元上电工作后,响应监测单元命令或按彼此协商好的时间定时上电,定时等待监测单元的命令。当采集的水位、雨量等参数超过设定的阈值时,向数据库服务器发送实时水位等数据或按设定的周期定时发送最新的水位数据、设备状态数据等。系统正常工作时,监测单元各状态之间的转换流程图如图6所示。 4系统测试 采集后的数据经过解析、整编和入库后,通过浏览器可以实时访问数据,而且还能进行历史数据和设备状态的查询。通过该系统,即使在远离观测现场的异地,也能实现对雨量、土壤墒情和地下水位数据的实时采集、存储与发送,真正实现对农作物生长环境参数的远程实时监测。系统测试效果图如图7所示。 5结语 采用无线通信技术MC323作为农作物生长参数检测中的数据传输载体,设计并开发了基于Cortex-M3的农作物生长参数监测系统,实现了雨量、土壤墒情和地下水位数据的实时监测,并能够实时查看历史数据和设备状态。系统设计具有较高的稳定性、灵活性和实效性,提高了对农作物生长参数的监测能力,为有效评估和预测农作物的生长态势提供了一定的基础。 作者:黄伟力 边燕 冯青春 张志强 单位:河北工程大学信息与电气工程学院 北京农业信息技术研究中心 太原理工大学
煤炭作为人类社会发展的重要物资资源,对于人类社会的进步和发展有着极大的促进作用。因此随着煤炭经济的持续提升,促使了煤炭产业的形成和发展,并且在这过程中为人们提供了丰厚的煤炭资源,有利于人们生活水平的持续提升。因此随着社会的进步与和发展,我国近些年加强了对煤炭产业的宏观调控和改革等一系列的工作。但是由于存在着投资增长过快、煤矿建设趋热等方面的问题,致使我国煤炭产业在发展的过程中出现了严重的资源浪费和环境污染等各方面的问题,对于我国社会经济的持续发展有着严重的影响。因此为了促进煤炭产业的可持续发展,加强矿区地质灾害的防治工作,促使相关工作的持续开展,随着我国技术水平的持续提升,我国逐渐将“3S”技术运用在了煤矿环境地质评估工作之中,以推动相关工作的持续开展。 1“3S”技术原理 “3S”技术是地理信息系统、全球定位系统和遥感技术的统称,通过这一现代信息技术的使用,有利于帮助科学研究人员采集、处理以及管理好相关的空间信息,对于相关工作的开展有着极大的推动作用。 1.1地理信息系统 随着世界科学技术水平的提升,计算机技术在当前的发展过程中有了显著的提高,并且在发展的过程中促使了计算机系统平台的的发展。而这一平台的建立和发展的过程中,可以为地理信息系统相关工作的开展提供数据储存和使用的依据,进而帮助人们在开展工作的过程中,做好空间地理数据的管理、处理、分析,有利于将其运用于煤矿环境地质评估的工作之中做好地质环境的评价、区划。因此如果将其运用在煤矿产业环境地质评估方面的工作之中,对于煤矿周边环境问题的改善也有着极大的帮助。 1.2全球定位系统 空间部分、地面控制系统和用户设备部分作为全球定位系统的重要组成部分,对于全球定位系统的正常使用拥有着极大的帮助。如果将其运用在煤矿环境地质评估的工作之中,有利于帮助用户在开展工作的过程中无论任何时间,向地球上任何地方为用户提供高精度的位置、速度、时间信息,同时还可以提供煤矿周边环境的三维坐标,拥有着较多的运用功能和广泛的用途,具有较高的使用质量。 1.3遥感技术 遥感技术的使用需要以航空摄影技术为基础才能推动相关工作的持续开展。而在开展工作的过程中,需要使用机载遥感、星载遥感和地面遥感传感器进行相应的工作。而在进行这方面的工作时,由于不同的物体会产生不同的波谱,因此如果人们在使用这种技术进行煤矿环境地质评估方面的工作时,就可以利用遥感技术对其中产生的数据进行记录、传送、分析和判读,有利于帮助煤矿产业获取更多周边环境信息。 2“3S”技术在煤矿环境地质评估中的应用 随着我国技术水平的持续提升,为了帮助评估人员做好煤矿环境地质评估方面的工作,进而为促进煤矿产业经济效益的进一步提升提供更多的帮助,我国逐渐将“3S”技术运用到了相应的工作之中。而在开展工作时,主要的方式包括了以下几个方面。 2.1地理信息系统在煤矿环境地质评估中的应用 相关人员在使用相应的技术进行煤矿环境地质评估时,可以将地理信息系统运用其中进行相应的工作。而在开展工作的过程中,可以通过地理信息系统为评估人员构建煤矿环境地质环境评价模型,从而通过这种方式做好来煤矿周边地质灾害危险性级别的评估,并采取多种方法分析地质灾害危险性指数,有利于对煤矿周边所发生的灾害进行有效地管理、预警和防治。比如为了对煤矿工程的开展对周边环境的影响进行评估,可以通过矿山形态与地貌特征分析开展相应的工作。同时还可以通过几何与力学方法进行相应的评估,有利于帮助人们分析可预测灾害形成的内外因,对于煤矿环境地质评估的开展有着极大的促进作用。 2.2遥感技术在煤矿环境地质评估中的应用 将这种技术运用在这方面的工作时,为了确保煤矿环境地质评估质量的提升,可以将其运用在灾前预测和灾后评估方面的工作之中。通过灾前与灾后的影像数据分析对比,有利于帮助评估人员在开展工作的过程中对于煤矿周边的受灾情况、灾情影响、灾情控制等进行深入的评估。由于遥感技术具有动态多时相收集空间信息的特点,因此能够准确反映常见地质灾害特征,从而绘制灾情分布图并划定灾害危险等级,以便及时做好应急预案使灾情所造成的影响与损失控制在最小程度,有利于评估工作质量的提升。 2.3全球定位系统在煤矿环境地质评估中的应用 一般而言,所有的地质灾害的产生和发展都不同一蹴而就形成的,都需要通过一定时间的积累才能最终形成,并且会造成极大的破坏力。因此为了避免地质灾害的出现给煤矿周边的环境造成严重的影响,评估人员在对煤矿环境的地质进行评估时,需要促进全球定位系统使用质量的提升,并且还要将点、线、面这种新型的技术运用到相应的工作之中,从而通过这种方式确保人们对于煤矿地质灾害的形成与发展拥有更为深入的了解和认识。 3结语 综上所述,随着我国技术水平的持续提升,为了帮助我国的煤矿做好环境地质评估方面的工作,相关人员在进行这方面的工作时,不仅需要将地理信息系统运用于煤矿环境地质评估过程中,同时还需要将遥感技术和全球定位系统运用于相应的工作之中。由于“3S”技术的结合可在全国范围内建立网络数据共享平台,因而能够发挥各自的优势在煤矿环境地质评估起到非凡的作用,有利于促进煤矿产业经济效益的持续提升。 作者:吴渝 单位:中煤科工集团重庆研究院有限公司
大气环境论文:浅析大气环境污染与防治措施 摘要:文章浅要分析了造成大气环境污染问题的原因,简要介绍了大气污染物的种类,提出了防治大气污染的几点措施,主要有改革工艺和设备;对燃料进行选择和处理以及改善燃烧方法;开发废气净化回收新工艺,化害为利,综合利用;采用高烟囱排放;城市绿化。 关键词:大气环境;污染防治;废气净化;环境绿化;环境保护 某些物质进入大气或水体中会对人类和生态平衡产生不良影响,这些物质被认为是污染物。引起大气污染的物质,按其来源可分为两大类:其一来自自然界,如狂风席卷的沙土,火山爆发喷出的灰烬和二氧化硫,森林大火产生的二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫和碳氢化合物,雷电产生的臭氧等;其二来自人类活动,包括生产和生活所产生的气体。 一、大气环境污染 大气中主要的环境污染物有二氧化硫、氮氧化物、粒子状污染物、酸雨等。 (一)二氧化硫(SO2) 二氧化硫主要由燃煤及燃料油等含硫物质燃烧产生,其次是来自自然界,如火山爆发、森林起火等产生。二氧化硫对人体的结膜和上呼吸道粘膜有强烈刺激性,可损伤呼吸器管,可致支气管炎、肺炎,甚至肺水肿呼吸麻痹。短期接触二氧化硫浓度为0.5毫克/立方米空气的老年或慢性病人死亡率增高,浓度高于0.25毫克/立方米,可使呼吸道疾病患者病情恶化。长期接触浓度为0.1毫克/立方米空气的人群呼吸系统病症增加。 (二)氮氧化物(NOx) 大气中含氮的氧化物有一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)等,其中占主要成分的是一氧化氮和二氧化氮,以NOx(氮氧化物)表示。NOx污染主要来源于生产、生活中所用的煤、石油等燃料燃烧的产物 (包括汽车及一切内燃机燃烧排放的NOx);其次是来自生产或使用硝酸的工厂排放的尾气。 (三)粒子状污染物 大气中的粒子状污染物数量大、成分复杂,它本身可以是有毒物质或是其它污染物的运载体。其主要来源于煤及其它燃料的不完全燃烧而排出的烟尘、工业生产过程中产生的粉尘、建筑和交通扬尘、风的扬尘等,以及气态污染物经过物理化学反应形成的盐类颗粒物。 (四)酸雨 指降水的pH值小于5.6时, 降水即为酸雨。煤炭燃烧排放的二氧化硫和机动车排放的氮氧化物是形成酸雨的主要因素;其次气象条件和地形条件也是影响酸雨形成的重要因素。 降水酸度pH 二、治理措施 我国正处于工业现代化阶段,在控制大气污染方面宜采取综合防治措施,这些综合防治措施可归纳为下列几个方面: (一)改革工艺和设备 首先考虑采用无害工艺和改革设备结构,使之不产生或少产生污染物质。例如,钢铁工业中炼焦生产,以干法熄焦代替湿法熄焦,这不仅从根本上解决了烟尘对大气污染和废水排放的问题,而且还可以回收余热用于发电。过去氯乙烯生产采用的是乙炔与氯化氢在催化剂氯化汞作用下的加成反应,现在则大力推广应用以乙烯为原料的氧氯化法,以避免汞污染,并减少氯化氢的排放量。氯碱厂液氯工段用冷却法液化时,必须排放一部分惰性气体,其中含有一定数量氯气,造成大气污染,现可采取以吸收和解吸方法代替冷却法来减少污染。 (二)对燃料进行选择和处理以及改善燃烧方法 我国煤炭生产已有一定的洗煤能力。民用炉灶和没有脱硫设备的工厂,燃烧低硫、低灰分煤将对环境保护起到很大作用。许多发达国家为了达到燃料低硫化,正在推进煤的气化和液化以及重油脱硫的技术开发。国内针对民用锅炉和中小型采暖锅炉燃烧型煤做了不少工作,取得了很好的效果。燃烧型煤不仅可以降低二氧化硫和烟尘的排放量,还可以提高燃烧效率,节约大量燃料。 (三)开发废气净化回收新工艺,化害为利,综合利用 化害为利,综合利用是我国治理环境污染的方针。一般说来,排放的有毒气体都是有价值的生产原料。可是由于排放的废气量大、浓度低(与原料气相比),净化回收在技术经济上有一定困难,因此,废气往往被排放掉。生产设备的密闭操作或采用新的废气净化回收工艺流程可为综合利用创造有利条件。例如冶炼厂回收二氧化硫废气制硫酸已取得明显的经济效益;氧气顶吹转炉炼钢采用炉口微差压控制技术,保证对煤气在未燃状态下除尘以回收煤气作为燃料;对于铝电解槽产生的氟化氢烟气,大型中心加料预焙槽密闭操作为干法净化回收氟提供了良好条件等。实践证明,有毒废气净化回收能达到减少空气污染和资源再利用的目的。 (四)采用高烟囱排放 同等的有害物排放量,由于向大气中排放的方式不同,大气污染所造成的影响也不相同。虽然高空排放有毒气体可以降低地面上的浓度,但它并不能减少大气中有害物量。改善烟气扩散的具体措施是建造高烟囱或增大烟气的出口排放速度,从而把有毒气体送至高空进行扩散稀释。烟气在大气中的扩散与当地的气象条件、逆温情况、地形地物等因素有关,烟囱高度是在保证污染物最大落地浓度不超过允许值的条件下根据烟气扩散规律确定的。当前,对于某些低浓度废气,从技术经济上分析,采用高烟囱排放以减轻大气污染可能是实用、经济的方法。 (五)城市绿化 众所周知,植物在保持大气中氧与二氧化碳的平衡以及吸收有毒气体等方面有着举足轻重的作用。地球上绝大部分生命依赖大气才得以生存。绿色植物是主要的氧气制造者和二氧化碳的消耗者。地球上大气总量约为5Pt,氧气的60%来自陆生植物,特别是森林。1万m2常绿阔叶每天可释放700kg氧气,消耗1000kg二氧化碳。按成年人每天呼吸需要氧气0.75kg,排出二氧化碳0.9kg计算,则每人应拥有10m2森林或者50m2生长良好的草坪。植物还有吸收有毒气体的作用,不同的植物可以吸收不同的毒气。植物对大气飘尘和空气中放射性物质也有明显的过滤、吸附和吸收作用。植物吸收大气中有毒气体的作用是明显的,但当污染十分严重,有害物浓度超过植物能忍受的限度时,植物本身也将受害,甚至枯死。从这方面来说选择某些敏感性植物又可起到毒气的警报作用。 三、结语 环境污染会给生态系统造成直接的破坏和影响,如沙漠化、森林破坏也会给生态系统和人类社会造成间接的危害,有时这种间接的环境效应的危害比当时造成的直接危害更大,也更难消除。例如,温室效应、酸雨和臭氧层破坏就是由大气污染衍生出的环境效应。这 种由环境污染衍生的环境效应具有滞后性,往往在污染发生的当时不易被察觉或预料到,然而一旦发生就表示环境污染已经发展到相当严重的地步,所以对大气污染应该进行提前防治。 大气环境论文:火电厂大气环境质量的优化措施 摘要:文章就发电厂大气环境质量的主要污染物进行分析,分别对烟尘、二氧化硫、氮氧化物等三大类主要污染物展开讨论,分析了其各自质量的控制措施,以此来获取火电厂大气环境质量的优化措施。 关键词:大气环境;优化措施;火电厂;二氧化硫;氮氧化物 目前在我国电力结构中,火电占75.6%,水电占23.5%,核电占0.9%,还有一部分风力、太阳能、地热和海洋能等新能源及可再生能源发电。由我国的资源基础决定的这种以燃煤发电为主的能源格局对环境造成了巨大压力,我国95%以上的火电厂是以燃煤为主,我国燃煤火电厂动力用煤的特点就是高灰分、高硫分,而且几乎不经任何洗选等预处理,这就造成了火电厂污染物排放总量大且集中。燃煤火电厂主要大气污染物有烟尘、SO2、NOx等,其中烟尘、S02、NOx等有害物质排入大气中,对大气造成了严重的污染,对环境造成的破坏影响是亟待解决的。 本文以下从火电厂大气污染物控制角度分别阐述大气环境质量的优化措施。 1烟尘控制措施 粉煤灰目前以灰场贮存为主,浪费土地资源,并随其扩散、迁移、积累而污染水、土壤环境。但粉煤灰可以用来填充山沟、低洼地和矿井等,在其上面覆盖土地造田可防治二次污染。另外,粉煤灰也是十分宝贵的资源,可以回收利用,可做建筑材料、筑路、肥料等,用途广泛。目前众多电厂专门建设有煤渣场,并成立了专门的公司经营粉煤灰,效益不错。 火电厂燃烧系统产生的飘尘的化学组成比较复杂,其中有镍、福、铬、铅、钒、砷等有毒化合物,特别是致癌物质苯并[b]芘、苯芘蒽等,通过呼吸道或皮肤进入人体,引起肺癌或皮肤癌。飘尘的危害程度与尘粒的大小及性质密切相关。粒径小于10微米的细颗粒物可长期漂浮在大气中,易进入人的呼吸系统,其中的有害物质会对人体组织造成伤害。大气中的烟尘等颗粒物的主要危害有:遮挡阳光,降低能见度,进而影响天气和交通。 要控制污染源排放颗粒物,主要利用除尘设备。根据除尘机理的不同,除尘器分为:利用颗粒自身的重力除尘的各种沉降室、各类旋风除尘器;利用水来除尘的各种湿式除尘器;利用各种过滤材料除尘的过滤式除尘器。无论从技术角度还是从经济角度来看,在采用大型布袋除尘器要比电除尘器更合理,能提高除尘效率,减少污染,烟尘排放浓度可小于50mg/m3。 2SO2控制措施 火电厂锅炉产生的SO2污染主要来自煤粉中硫的燃烧。煤粉中所含的硫分为可燃硫和不可燃硫两大类。可燃硫一般包括有机硫、硫化物硫以及元素硫,这类硫在煤质分析中称为硫分,在燃烧过程中生成S02或S03;不可燃硫则主要为硫酸盐硫,这类硫在煤质分析中被归于灰分中,因为它不会燃烧生成S02或S03,而产生灰分。可燃硫在燃烧过程中也不会全部转化为S02或S03,原因在于煤中一般含有一定量的CaCO3,它受热分解后形成的氧化钙和二氧化碳气体能将S02或S03固化到灰分中。 SO2在低浓度下主要影响呼吸系统,浓度较高时会造成支气管炎、哮喘病,对有呼吸系统和心脏疾病的人,将导致病情加剧,严重者有致命危险,SO2还是我国酸雨形成的最主要的酸性物质。S02和NOx还能形成无机盐的细颗粒物,加重空气中的细颗粒物污染。 目前火电厂应用较为广泛的烟气脱硫技术有以下几种: 2.1石灰石―石膏湿法烟气脱硫技术 湿法脱硫工艺的成熟、可靠。目前约占整个烟气脱硫市场的80%,而且其中的90%采用石灰石―石膏湿法烟气脱硫技术。该脱硫技术使机组容量约占电站脱硫装机总容量的80%以上。它不仅能处理大容量机组烟气脱硫,而且其脱硫效率可达95%,运行可靠性和脱硫剂利用率超过95%。 2.2海水脱硫技术 海水脱硫技术是利用海水的天然碱性来脱除烟气中的二氧化硫。吸收二氧化硫后的酸性海水与凝汽器排出的大量碱性海水混合后,经曝气池曝气处理,并使海水的pH值与COD达到排放标准后排入大海。该技术不产生废弃物,具有技术成熟、工艺简单、系统运行可靠、脱硫效率高和投资运行费用低等优点,在一些沿海国家和地区得到日益广泛的应用。 2.3喷雾干燥烟气脱硫技术 喷雾干燥烟气脱硫技术一般以石灰为脱硫吸收剂,在吸收塔内,被雾化成细小液滴的吸收剂和烟气充分接触,与烟气中的SO2发生化学反应生成固态产物,同时,吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥,烟气温度随之降低。喷雾干燥烟气脱硫技术具有技术成熟、工艺流程较为简单、系统可靠性高等特点,脱硫效率可达85%以上。 2.4循环流化床烟气脱硫技术 该工艺一般采用干态的消石灰粉作为吸收剂,也可采用其它对二氧化硫有吸收反应能力的干粉或浆液作为吸收剂。由锅炉排出的未经处理的烟气从吸收塔(即流化床)底部进入吸收塔底部为一个文丘里装置,烟气流经文丘里管后速度加快,在吸收塔内与很细的有吸收能力的粉末互相混合。脱硫后携带大量固体颗粒的烟气从吸收塔顶部排出,进入再循环分离器,在此烟气中大部分颗粒被分离出来,经过一个中间仓返回吸收塔,如此反复循环,故吸收剂利用率较高。它具有投资相对较低、脱硫效率高、运行可靠、占地面积较少、操作维护方便的优点。 2.5其他烟气脱硫技术 2.5.1炉内喷钙烟气脱硫技术炉内喷钙烟气脱硫技术是把吸收剂如石灰石粉、白云石粉等喷到炉膛燃烧室上部温度低于1200℃的区域,石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳,氧化钙与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙或硫酸钙,并随飞灰在除尘器中收集。 2.5.2炉内喷钙尾部烟气增湿活化脱硫技术该技术是在炉内喷钙脱硫技术的基础上发展起来的炉内喷钙后在锅炉尾部设增湿段,在尾部增湿活化反应器内,增湿水以雾状喷人,与未反应的氧化钙接触生成氢氧化钙,进而与烟气中的二氧化硫反应,以提高脱硫效率。 2.5.3双碱法烟气脱硫技术双碱法烟气脱硫工艺是在石灰石―石膏法的基础上发展起来的。它先用碱金属盐类如NaOH、Na2CO3、Na2SO3、NaHCO3等的水溶液吸收SO2,然后在另一石灰反应器中用石灰或石灰石将吸收SO2后的溶液再生,再生后的吸收液再循环使用,最终产物以亚硫酸钙和石膏形式析出。 2.5.4氨水洗涤法烟气脱硫技术氨是一种良好的碱性吸收剂,用氨吸收烟气中的SO2反应速度快,吸收剂利用率高,脱硫产物为硫酸铵化肥。锅炉排出的烟气进入吸收塔,在吸收塔中烟气中的SO2被氨水洗涤吸收除去,烟气经塔顶的除雾器除去雾滴,再经烟气换热器加热后经烟囱释放。 3NOx控制措施 NOx包括氧化二氮、一氧化氮、二氧化氮、五氧化二氮等。通常所说的NO主要是一氧化氮、二氧化氮。在NOx中,一氧化氮约占90%以上,二氧化氮占5%~10%。NOx生成的最大特点就是与煤的燃烧方式及燃烧工况有关,即与燃烧温度、风煤比、传热及煤、空气和燃烧产物的混合程度有关。 一氧化氮和二氧化氮均为有毒气体。与一氧化碳类似,一氧化氮与血液中的血红蛋白的亲和力较高,可结合生成亚硝酸基血红蛋白或亚硝酸基铁血红蛋白。因而会使血液输氧能力降低,引起缺氧症状。若发生高浓度一氧化氮急性中毒,则会迅速产生肺水肿,甚至窒息导致死亡。而二氧化氮除了与碳氢化合物反应生成光化学烟雾外,还有致癌危害。二氧化氮还能与空气中的水汽或水滴及硫氧化物、氧等发生反应产生硝酸,从而对人体、植物和金属造成损害。 NOx是常见的大气污染物质,它能刺激呼吸器官,引起急性和慢性中毒,影响和危害人体健康,还可生成毒性更大的硝酸或硝酸盐气溶胶,是形成酸雨的主要酸性物质之一。降低NOX排放主要措施有两种:一是控制燃烧过程中NOX的生成,即低氮燃烧技术;二是对已生成的NOX进行处理,即烟气脱硝技术。 3.1低氮燃烧技术 为了控制燃烧过程中NOX的生成量所采取的措施原则为:降低过量空气系数和氧气浓度,使煤粉在缺氧条件下燃烧;降低燃烧温度,防止产生局部高温区;缩短烟气在高温区的停留时间等。主要有空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环、低氮燃烧器几个方法。 3.2烟气脱硝技术 烟气脱硝技术有气相反应法、液体吸收法、吸附法、液膜法、微生物法等。液体吸收法的脱硝效率低,净化效果差;吸附法虽然脱硝效率高,但吸附量小,设备过于庞大,再生频繁,应用也不广泛;液膜法和微生物法是两种新技术,还有待发展;脉冲电晕法可以同时脱硫脱硝,但如何实现高压脉冲电源的大功率、窄脉冲、长寿命等问题还有待解决;电子束法技术能耗高,并且有待实际工程应用检验;SNCR法氨的逃逸率高,影响锅炉运行的稳定性和安全性等;目前脱硝效率高,最为成熟的技术是SCR技术。 4结论 当发展核电,积极利用新能源和可再生能源发电,加大技术改造力度、节能降耗等内容之外,当前最紧迫的任务,就是要加强火电厂的污染物治理,最大限度地减少污染物排放,以保护生态环境。结合发电厂大气环境质量的主要污染物分析,分部从烟尘、二氧化硫、氮氧化物等三大类主要污染物。对以上三类主要大气污染物的控制优化措施进行了罗列与比较,以供同行参考。 进一步提高煤炭的利用率:提高煤炭等矿物燃料转换为电能的效率,加强电源结构调整,加大技术改造力度。重视再循环利用:回收利用煤燃烧后的副产物,变废为宝。可以将烟气中的二氧化硫回收进行加工,。进一步提高脱硫技术的水平:目前投入运行和在建的拥有脱硫设备的发电装机容量达到两千多万千瓦,脱硫设备已经迈出国产化步伐。 作者简介:张敏(1985-),男,湖南宁乡人,供职于宁夏大唐国际大坝发电有限责任公司,研究方向:单元机组集控运行。 大气环境论文:垫江县大气环境中臭氧浓度污染特征研究 摘要:为准确掌握重庆市垫江县城区大气环境中臭氧浓度污染特征,选择2017年1月1日至3月31日大气自动观测数据进行了分析,结果表明:垫江县城区大气环境中O3月平均质量浓度为46 μg/m3,满足《环境空气质量标准》(GB3095-2012)中二级标准要求,最小值为7 μg/m3,最大值为165 μg/m3。相关性分析结果表明,垫江县城区大气环境中O3与气象参数风速和温度呈极显著正相关,与PM10、PM2.5、SO2、NOx、NO、NO2、风向和湿度均呈极显著性负相关。主成分分析结果也表明,第一主成分上NO、NOx、NO2、PM10、PM2.5都具有较大正载荷,而O3则具有较大的负荷载,第二组分上风速和温度具有较大的正荷载。聚类分析结果可以分为四类,第一类为:PM10、PM2.5和SO2;第二类为NOx、NO、NO2;第三类为风向和湿度;第四类为风速、温度和O3。 关键词:垫江县;臭氧;相关性分析;聚类分析 1引言 随着城市进程加快和工业快速发展,大量污染物排放进入大气环境,导致了大气环境问题日益突出,危害了生态环境安全和人类身体健康。尤其是近几年,在全国大范围面积内频繁出现雾霾天气,引发人类呼吸系统疾病和心脑血管疾病发生[1,2]。随着2016年1月1日《环境空气质量标准》(GB3095-2012)标准颁布和实施[3],对大气环境中各项污染物指标也做了更为严格的限值要求。在特殊气候和地理环境条件下,城市大气环境中主要污染物也具有较大的差别。垫江县地处三峡库区影响区,重庆市政府确定五大功能区中的生态涵养发展区是三峡库区的生态屏障区,生态资源环境具有脆弱性和敏感性。近年来,城区汽车保有量增加,随之排入大气环境中尾气对大气污染问题日趋明显,为准确掌握垫江城区大气环境中臭氧的污染状况,开展大气环境臭氧特殊污染物研究具有极其重要意义,为垫江县城区大气环境污染防治提供基础技术支持。 2研究区域和数据分析方法 大气监测数据来源于重庆市环境保护局官方网站重庆市空气质量系统[4],大气自动观测站点位于重庆市生态涵养发展垫江县区域。选取2017年1月1日至2017年3月31日垫江县大气自动观测站点24小时温度、风速、O3和风向等11个参数连续观测数据,所有数据采用SPSS20.0软件进行统计分析。 3结果与讨论 3.1城区大气质量状况 O3随月份变化见图1,由可以看出,一季度垫江县城区大气环境中O3月平均质量浓度为46 μg/m3,满足《环境空气质量标准》(GB3095-2012)中二级标准要求,最小值为7 μg/m3,最大值为165 μg/m3,随月份逐渐增加,最大值出现在3月份,为61 μg/m3。为研究垫江县城区大气环境中O3小时变化特征,选择2017年3月28日晴天,O3日浓度变化图研究结果见图2,由图2可以看出,垫江县城区大气环境中O3浓度随时间变化特征明显,从早上到中午时间,O3浓度一直呈上升趋势,在下午13:00~14:00点时达到日均最大值,随后呈逐渐下降,其主要原因是由于阳光辐射,地表面温度逐渐升高,产生O3的前驱体如NOx浓度显著上升所导致[5]。 3.2相关性分析 运用SPSS20.0进行相关性分析、主成分分析和聚类分析,由表1可以看出,垫江县城区大气环境中O3与气象参数风速和温度呈极显著正相关(p 3.3主成分分析 首先,以O3及其相关主要影响污染物和气象因子进行适用性检验, KMO值约为0.617,表明研究参数变量间相关性较强,Bartlett球形检验发现,近似卡方值为32520.059,自由度为55,p=0.0,表明研究参数因子适宜因子分析。运用主成分分析因子结果可以看出,共抽取4个主成分,累计解释了总因子的41.595%,59.134%,71.321%和80.781%。第一主成分上NO、NOx、NO2、PM10、PM2.5都具有较大正载荷,而O3则具有较大的负荷载,由此表明,垫江县城区O3污染与其他污染物之间可能呈现相互转化和影响。第二组分上风速和温度具有较大的正荷载,表明垫江县城区大气主要污染物臭氧受气象影响较大。第三和第四组分上分别是湿度和风向具有较大的正荷载。 3.4聚类分析 采用SPSS20.0统计分析软件,以平方欧氏距离2为组间距离标准,对垫江县城区O3等主要大气污染物和气象因子中11个因子进行聚类分析,各个因子组间聚类分析结果可知,聚类分析结果可以分为四类,第一类为:PM10、PM2.5和SO2;第二类为NOx、NO、NO2;第三类为风向和湿度;第四类为风速、温度和O3。木劾嗑嗬氪笮】梢钥闯觯NOx、NO、NO2 2017年6月绿色科技第12期 姚玉玺:垫江县大气环境中臭氧浓度污染特征研究 环境与安全 4结论 (1)垫江县城区大气环境中O3月平均质量浓度为46 μg/m3,满足《环境空气质量标准》(GB3095-2012)中二级标准要求,最小值为7 μg/m3,最大值为165 μg/m3。 (2)相关性分析结果表明,垫江县城区大气环境中O3与气象参数风速和温度呈极显著正相关,表明O3受气象参数影响也较大。与PM10、PM2.5、SO2、NOx、NO、NO2、风向和湿度均呈极显著性负相关。 (3)主成分分析结果表明,第一主成分上NO、NOx、NO2、PM10、PM2.5都具有较大正载荷,而O3则具有较大的负荷载。聚类分析结果可以分为四类,第一类为:PM10、PM2.5和SO2;第二类为NOx、NO、NO2;第三类为风向和湿度;第四类为风速、温度和O3。 大气环境论文:大气环境探测无人机的设计 【摘 要】无人机技术快速发展的今天,为了充分发挥旋翼机在空间上的灵活性,并设计和制作一款搭载温湿压传感器、相机的旋翼机,以实现大气环境温度、湿度、气压以及能见度等气象数据的测量。设计出了旋翼机搭载传感器、数据存储和传输元件的测量平台,该平台是基于旋翼机的能见度和常规气象要素的测量、能见度反演以及相应编程的整合,数据精确可靠,对气象方面的科研工作有积极意义。该平台很好地利用了无人机便携性以及智能化的特点,该平台能在不同环境下工作,对于各种天气适应性良好。此外,单片机的运用实现了探测数据的实时传输,确保了数据的及时性和可靠性,而且地面站也能够全程监控和操作无人机,以完成各种不同的任务。 【关键词】无人机;能见度;气象观测 1 研究背景 随着生活质量的提高,城市大气环境质量越来越受到人们的重视。有研究指出,中国城市空气中悬浮的颗粒物目前是全世界最高的,大大高于世界卫生组织规定的标准,污染已经严重威胁到人们的身心健康和智力发展。现今引起大气污染的重要因素非PM2.5莫属。生活在雾霾天气中,空气中悬浮的大量尘粒和烟粒等有害物质会对人体的呼吸道造成伤害。 另一方面,无人机技术也逐渐发展和成熟,并用于城市大气环境研究中。早在上世纪四十年代初,已经有人用摄像方法来测量能见度,通过照相机拍摄黑色目标物,然后从图片求得目标物与背景的相对亮度比,并以此来测量能见度。但由于当时从拍照、冲洗照片到测定目标物与对比物的亮度对比,全是纯手工操作,操作繁琐,浪费时间,并且数据还不是特别的准确,难以实现真正的定量化,后来这种方法并没有付诸行动。 在科技水平c计算机技术高速发展的时代,空气污染监测技术正在飞速提高。但是一台红外线测量仪器成本太高,而且非常不便携。CCD数字摄影技术目前已经开始被用于航空航天、卫星图片、资源与环境遥感等方面,但是由于成本也很高,不经济。 众所周知,空气质量的好坏对航空、航海、路上交通甚至是军事活动等都有重要的影响。因此本团队便有了设想,拟在不减小测量精确度的前提下,降低成本,利用旋翼机(无人机的一种)实现全天时全天候大气环境的监测,为进一步的科学研究提供基础。 2 研究内容 为了充分发挥旋翼机在空间上的灵活性,本研究项目拟在旋翼机上搭载照相机和各种测量大气环境要素的传感器,以实现大气环境的监测。为此,可将研究内容分为两个部分: (1)旋翼机的改装。 改装旋翼机的目的是为了搭载照相机和传感器。然而旋翼机升空有其最大载重,一旦超过,无法升空。这样就需要考虑这些设备本身的重量,以满足要求。搭载的传感器包括温度、湿度、气压等传感器。另外,由于传感器仅是用来采集数据,本身不具备数据存储和传输功能,因此在旋翼机上,还需搭载具备存储和传输功能的元件(单片机)。 (2)基于旋翼机的大气环境监测研究。 本项目主要对大气环境中的能见度进行监测,同时采集常规气象要素,例如温度、湿度、气压等,以便后续分析能见度的成因与气象要素的关系。具体包括: 能见度和常规气象要素的测量:通过将旋翼机升空进行多点拍照,测量同一地点不同垂直高度上的能见度和常规气象要素数据。 能见度反演:能见度不是直接测量的,需要根据利用相机拍照原理及文献提供的方法来反演能见度。有研究表明,其测出的能见度和精确仪器测出的能见度的误差在15%以内,精度可以接受。 程序设计:编程的内容包括单片机编程,实现数据的存储和传输;能见度反演原理的程序化。 数据验证:根据航飞大楼楼顶的自动气象观测站的数据,比对旋翼机测量数据,以确定测量精度是否可控。不可控的话需要对仪器、反演方法、程序等进行问题查找,以确定问题来源。 3 技术流程图 4 研究设备 众所周知,影响大气能见度的天气现象主要有雾和霾。其中,影响雾形成的主要因素有相对湿度、气温和气压。为了获得这些数据,在旋翼机上搭载传感器。 在湿度方面,采用广州奥松电子有限公司生产的DHT11湿度传感器,因为其技术成熟,成本较低,误差较小,抗干扰能力强等优点被广泛用于各种领域。DHT11里含有一个温度传感器,为最终的输出提供一组温度数据。 在气压方面,采用德国博世公司生产的BMP180。因为功率低,体积小,重量轻,稳定性好且可长期工作而选择BMP180。BMP180也集成了一个温度传感器,与DHT11一起为最终的温度输出提供温度数据。 而霾的形成就相对简单一些。霾的本质就是固体小颗粒分散在空气中形成的气溶胶。而为了检测固体小颗粒,在旋翼机上搭载日本夏普公司生产的GP2Y1010AU0F。GP2Y1010AU0F是通过检测空气中微小颗粒对红外光的反射来计算空气中微小颗粒浓度。其功率低,体积小,重量轻。最符合搭载在无人机上进行工作。 在数据整合方面,用了STC15W4K56S4单片机和3dr数传进行数据的整合与实时回传。各传感器测量的数据通过串口通讯传到STC15W4K56S4单片机里。然后单片机把所得数据进行加工转化通过串口通讯传给数传,再由数传将数据实时传输到地面站。 此外,旋翼机还需搭载轻巧便捷的gopro运动相机。其重量轻,体积小,在各种环境下能稳定工作,支持高清视屏录制和实时回传,能满足本项目对相机的需求。为了是相机在更稳定的条件下进行拍摄,还需为旋翼机安装一部三轴无刷云台,通过云台消除旋翼机的晃动干扰。 大气环境论文:生活垃圾焚烧厂大气环境影响评价要点分析与研究 摘要:随着人们生活水平的不断提高,生活垃圾也在不断增多,生活垃圾焚烧厂的数量也相应增加,焚烧厂进行垃圾焚烧的过程中,应有效处理污染物,避免对环境产生二次污染。基于此,本文对大气环境影响评价要点展开分析,有利于制定环境发展措施,有利于优化大气环境。同时,也可为相关人士提供参考与借鉴。 关键词:生活垃圾;焚烧厂;大气环境;评价要点 前言:通过对生活垃圾焚烧厂进行大气环境影响测评,能够对污染源准确发现,能够有针对性分析环境影响因素,同时,有利于制定合理的应对措施,在健全h境监测体系的基础上,实现大气环境净化的良好目标。以此为环境保护工作者提供方向引导,提高人们的生活质量,改善大气环境质量。 一、垃圾焚烧厂污染源介绍 污染源主要包括两方面,第一方面为有组织污染源,即指烟囱排放的烟气;第二方面为无组织污染源,它与生活垃圾的处理流程相关,即指整理分类、运输、集中存放、首次处理。第一方面应具体明确烟囱位置、总高度、形状、表面积、出口直径、主要污染物(如二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、烟尘等)排放量、烟气温度和速度、排放时间、排放状况。对于第二方面应具体明确生活垃圾的整理分类方法、应用工具、整理分类范围、生活垃圾数量、运输方式和路线、生活垃圾运输量、垃圾存放位置及容器形状、垃圾处理方法等[1]。 二、大气环境影响评价要点分析 焚烧厂针对生活垃圾进行焚烧时,会产生一氧化碳、二氧化硫、悬浮物、氮氧化物等一般污染物,除此之外,还会产生非常规污染物,如氢氯酸、硫化氢、氨气、重金属和二f英等。依据HJ2.2-2008相关导则要求,对其进行监测布点和频率分析,然后对污染物在不同时间产生的数值变化情况进行列表呈现,以此分析大气污染物的变化情况及其与大气风向、风速间的关系,同时,探究影响大气污染的因素。 1、施工期 施工期的污染来源主要包括汽车尾气、建筑材料装卸和运输、施工废气、土方挖掘、扬尘等。针对这一时期的环境影响评价时,可以通过类比评价的方式进行分析测评,即类比对象为同区域类似工程的监测数据和信息资料,同时,为这一时期制定污染控制的有效措施。 2、运营期 首先,按要求搜集并整理数据资料,将大气预测模型作为基本辅助工具,以此分析风向、风速等影响因素。然后,设计两种排放情景,分别为设备运行条件良好情况下的排放情况和设备运行条件较差情况下的排放情况。最后,扩大预测因子的范围,将部分特殊污染物纳入预测范围。 (1)预测内容 不同评价项目、不同气象条件下的预测内容存在差异性,总结为:一级和二级评价项目中,长期、全年逐日和全年逐时气象条件,预测内容主要为网格点处地面浓度,环境空气保护目标,评价范围内最大地面年均、日均、小时浓度[2]。 (2)预测结果 ①烟囱污染环境影响 分析环境敏感区时,需要对预测值和相同点位背景值全面考虑;分析特殊时间、长期时间和日气象条件时,主要对各种超标情况予以考虑,主要包括超标时间、超标位置、超标现状、超标次数,同时,根据超标情况绘制污染物浓度等值线分布图;分析差异性排放方案时,主要考虑项目的位置、污染源排放方法及强度、解决方法,针对不同排放方案进行对比,最终选择适用的排放方案,以此解决污染源问题。 ②垃圾储存设施 预测内容主要包括两方面,第一方面为环境防护距离,第二方面为卫生防护距离。根据所提供的特定大气环境防护距离模型针对不同垃圾库的大气环境防护距离进行计算,所得距离即为控制距离。在考虑厂区实际位置的基础上,明确控制距离范围,项目大气环境防护区域即规定范围之外的区域。在实际计算中,需要分别计算氨气、硫化氢、甲硫醇的防护距离,根据计算结构明确具体的大气环境防护距离。根据环发[2008]32文“6、环境防护距离:新改扩建项目环境防护距离不得小于300米”,生活垃圾焚烧厂环境防护距离以0.3千米为界,计算结构小于这一数值时,需要以0.3千米为环境防护距离。 三、有效治理措施 由于烟气污染物种类较多、不利影响较大,进而应采取有效措施处理烟气污染物,目前采用的有效措施主要包括: 1、烟气净化系统 烟气净化系统采用半干法组合工艺流程,包括:选择性非催化还原脱氮(SNCR)系统、旋转喷雾半干法、活性炭喷吸附系统、布袋除尘系统。焚烧炉烟气经脱酸、活性炭喷射完成酸性气体脱除、二f英类物质的吸附、重金属的吸附后,最后进入布袋除尘器净化后的烟气由烟囱排入大气。烟囱上设取样点,以便对烟气进行在线监测。 2、恶臭防治措施 (1)垃圾贮坑除臭措施 垃圾贮坑采用密封设计,设置自动卸料门,无车卸料时保证垃圾贮坑密封,维持垃圾贮坑负压,减少恶臭外逸;焚烧炉的一次风机从一次风抽气口抽风,垃圾贮坑的吸风口吸风作为燃烧空气送入焚烧炉内,在高温的焚烧炉内臭气污染物被燃烧、氧化、分解,同时使垃圾贮坑内形成微负压,防止臭气外逸。 (2)卸料大厅除臭措施 垃圾卸料大厅保持微负压环境,卸料大厅与运输栈桥、地磅设置生物除臭系统,定期喷洒除臭剂,并在门口设置风幕机;卸料大厅及焚烧间附近设置高压微雾除臭装置;垃圾卸料大厅门口设置空气幕,阻隔卸料大厅内臭气外溢。 (3)焚烧炉停炉时的除臭方案 垃圾池侧上方安装除臭风管,进风口装电动蝶阀,平时焚烧炉正常运行时,阀门关闭。焚烧炉停炉检修期间,垃圾贮坑内设置可燃气体检测装置。停炉期间,自动开启除臭风机,垃圾仓内的臭气经设置在垃圾坑上部的风管及抽风口抽出,将臭气送入活性炭装置吸附过滤达标后,经排风风机通过应急排气筒排放。垃圾仓内垃圾卸料门关闭后,仍保持一定的微负压,从而确保臭气不外泄。 (4)渗滤液收集间、污水处理站的送排风除臭 渗滤液收集间、污水处理站调节池、污泥压滤间等房间设置机械排风系统,采用机械出风排至垃圾贮坑,再通过一次风机吸入焚烧炉内燃烧、分解。在停炉时,通过除臭风机活性炭除臭达标后外排。排风机兼作事故排风机。 (5)运输过程防臭 加强对垃圾转运站与垃圾运输过程的管理,垃圾运输车辆采用专用密闭式的垃圾运输车辆,防止飞扬散落,跑冒滴漏,并由市政环卫部门定期对沿途运输道路进行冲洗,减少沿途运输道路臭味的聚集。厂内设置清洁设施,定期清洗厂内垃圾运输道路。另垃圾运输栈桥设置玻璃幕墙密封装置,保证运输车辆在厂区运输和故障检修时确保垃圾臭气不外溢。 3、其他 运输生活垃圾的过程中,为了避免运输期间造成环境污染,所选运输工具应为封闭式、所选运输路线应巧妙避开环境敏感区域,同时,避免在上下班时间段中进行垃圾运输。除此之外,还应及时对焚烧厂外部环境和内部生产设备进行检测,一旦发现环境质量和设备运行效果不符合标准时,应及时寻找原因并制定有效的处理措施,以此优化焚烧厂大气环境、增强设备性能[2]。 结论:综上所述,针对生活垃圾焚烧厂大气环境影响评价要点展开分析,即在了解污染物来源、污染物种类的基础上,提出针对性的处理措施,这对污染物有效控制、焚烧厂环境净化具有积极的促进作用。此外,相关部门还应引进污染物处理的先进技术,在应用先进技术的过程中减少生活垃圾污染物排放。 简介:高海燕(1970-),女,贵州省贵阳市人,汉族,现职称工程师,学历硕士研究生,从事环境影响评价和环境保护咨询工作。 大气环境论文:生活垃圾焚烧厂大气环境影响评价要点分析与探讨 [摘 要]随着国家对环境保护的重视,许多省市地区开始采用焚烧的方式处理生活中的垃圾,规划垃圾焚烧的项目就越来越多,环境保护局及审批局对焚烧项目的建设提出了更高要求,努力做好焚烧项目的环境影响评价,把握好评价的重难点,及时了解相关的评价政策信息,确定项目评价的优秀。本文就当前环境评价管理要求分析当前焚烧项目大气环境评价中存在的问题,探讨了环境评价的关键。 [关键词]生活垃圾焚烧 大气环境 影响评价 中图分类号:U445.57 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)16-0227-01 将城市的生活垃圾进行焚烧再利用是当达国家采用的有效处理垃圾的方式,将垃圾实现能源化的转换。随着国家经济水平的提升和人们生活质量的提高,科学合理地处理生活垃圾是城市发展的首要任务。目前,我国也建立了生活垃圾焚烧发电厂,运用有效处理垃圾的方式解决城市发展中遇到的最大问题。 一、 大气中污染元素的评价等级范围的确定及其分析 (一) 焚烧垃圾厂中的污染源 目前,我国垃圾焚烧厂中的污染源主要分为无组织污染源与有组织污染源,而大气污染源主要存在于有组织污染源中。在进行无组织污染源的分析评价时,应该将垃圾收集的方式、运输的路线、储存站的位置、形状及其周围环境、垃圾的运输方式、收集范围、运输量、收集设施、臭气的处理方式、收集方式、排放速度等。而有组织污染源,在分析的时候要将有组织污染源的焚烧锅炉及其烟气排放设备进行仔细了解,比如排烟出气筒的高度及其口内径,烟气从排出口出去的速度;气体中各种污染元素的正常排放量,烟气出口处的烟气温度,毒性较大的物质非正常排放量,年排放的小时数,排放的工况。 (二)评价等级及其范围的确定 基于国家环境影响评价技术的准则及大气环境的规定,根据焚烧垃圾厂的污染源参数及其地理形态的参数,估算出垃圾焚烧厂的主要大气污染元素在不同风向下的浓度,将计算出的浓度最大占标率,依据最大占标率来确定大气环境污染的评价等级。垃圾焚烧厂排除的烟气中有毒性较大的物质,垃圾焚烧厂的大气环境影响评价等级应高于二级。 根据国家HJ2.2-2008的要求,大气环境影响评价范围应当以垃圾焚烧厂的烟筒底座中心为圆的中心点,以D10%为半径或者以烟筒底部的中心为矩形的中心点,以D10%×2为边长,若是圆或矩形不存在D10%则环境评价范围确定应该控制在5km之内。 二、大气环境质量现状评价要点分析 (一)监测因子 焚烧垃圾厂具有自身的特殊性,其大气环境监测因子中除了常规性的污染物PM10、TSP、CO、NO2、SO2外,还有Cd、Pb、Hg、H2S、HF、HCI、NH3等特殊性的污染物。 (二)监测频率及监测布点 大气环境影响评价的监测频率及监测布点要严格遵循HJ2.2-2008中的规定及要求。 (三)监测结果的统计 用列表的方式将监测到的不同阶段的大气污染物浓度变化范围呈现出来,依据列表中给出的数据,计算出各时间阶段内污染物浓度最大值在标准浓度下的百分比及超标率,依据计算出的结果分析环境影响评价的达标情况。探讨大气污染物质的浓度与地面上的风速、风向等气象之间的关系,研究大气污染物质的浓度日变化规律、周变化规律及月变化规律,找出其中污染比较严重的时间点及其分布情况和影响要素。 三、大气环境影响评价要点分析 (一)施工阶段大气环境影响评价要素分析 垃圾焚烧厂在处于施工阶段时,其对大气环境污染的因素主要是堆方的扬尘、沙子石灰等的装卸、堆积清运、土方挖掘;施工机器的尾气及废气等。对焚烧厂的施工环境影响评价与相类似的施工项目监测影响评价进行对比分析,提出相应的控制措施。 (二)运营阶段大气环境影响评价要素分析 在运营阶段进行大气环境影响评价前,相关部门要先收集适合HJ2.2-2008规定的地形数据与气象资料,简单的地形不需要太多考虑地形因素,复杂的地形环境则需要认真检查符合的数据;气象资料的获取主要基于预测数据的统计归纳及整理分析。其次,相关部门要制定相应的预测情景,将污染物的非正常排放及正常排放进行严格分析,确定烟气污染中的常规性污染物及特殊性的污染物。 1、 在运营阶段进行大气环境影响预测的内容 预测内容分为一级和二级,一级预测内容比二级预测内容多,一级预测内容有5点,二级预测内容有4点。具体来说,一级预测内容有: (1)在逐次小时或全年逐时的气象条件下,评价范围内最大面积的小时浓度、网格点面的浓度和大气环境保护的目标。 (2)在全年逐日的气象背景下,大气环境保护的目标、评价范围内最大面积的日平均浓度和网格点面的浓度。 (3)在长期的气象背景下,评价范围内最大面积的年平均浓度、网格点面的浓度和大气环境保护的目标。 (4)在非正常的排放及逐次小时或全年逐时的情况下,评价范围内最大面积的小时浓度、网格点面的浓度和大气环境保护的目标。 (5)施工期逾期的项目中排放了较多的污染物,因此要对施工阶段的大气环境影响进行预测评价。 二级评价项目的预测内容只有一级预测内容中的前四点。 2、 大气环境影响预测结果分析 分析垃圾焚烧项目建成后的环境影响,就是将现状的环境监测值+新增的污染物预测值-削减的污染物计算值-已被取代的污染物计算值=项目建成后的最终环境影响。用小时浓度及超标位置、超标程度或区域小时平均浓度的最大值等,将项目对环境影响评价范围的最大值及敏感区计算出。分析不同时段的烟气排放对环境造成的影响,结合当前环境中存在的烟气污染控制手段设计有效的解决方案,对有效方案进行评价和预测。 四、大气环境的治理措施分析 (一)烟气污染物的治理措施 在垃圾焚烧厂中安装具有高标准的烟气处理系统,除了采用常规性的技术工艺外,还有运用活性炭式的喷射装置。此外还要控制焚烧工艺装置,完善锅炉内的气体流动结构,减少有毒性物质的生成。 (二)无组织污染的治理措施 在进行无组织污染的治理时,首先要学会从无组织污染的各个阶段、环节中进行治理。例如在垃圾收集运输过程加强垃圾的保护,防治垃圾外漏或散发出恶臭,全程采用封闭式的运输方式,尽量避开高峰期,避开市区环境敏感点。 结语 焚烧厂要做好大气环境影响评价,首先要确定污染源及污染因子,运用正确的监测方式,提出正确的治理手段和措施,建立科学可靠的环境管理监测体系,完善环境监测管理制度。 大气环境论文:浅谈大气环境监测存在的主要问题及措施 摘 要:随着我国经济的发展,人们生活水平不断提高,但是发展的同时也产生严重的环境破坏,导致城市环境污染严重,为了提供环境质量,大气环境监测质量的提升十分重要。本文主要介绍了我国大气环境监测工作存在的问题,并提出应对措施,以供参考。 关键词:大气环境;监测;问题;对策 环境监测工作为环境管理工作提供支持,并为经济建设提供服务。目前我国大气环境监测工作还存在一定的不足,为了更好的发挥其作用,需要对大气环境监测质量进行研究,提出提高大气环境监测质量的措施,意义是重大。 1 大气环境监测概述 大气环境监测工作十分复杂。大气环境监测主要内容有:质量策划、控制、保证和监督等。大气环境监测过程中,需要按照严格的操作规程进行操作,并在一定监督管理下作好各项工作。大气环境监测工作需要提供准确、完整的监测数据。环境质量控制是指为了提升监测质量,对监测过程中各项技术进行控制。 2 我国大气环境监测存在的主要问题 2.1 不重视现场监测管理 质量控制的基础是现场监测,有些监测机构缺乏对现场监测工作重要性的认识,在监测过程中缺乏必要的现场管理。一是对于大气环境监测点的设置和采样这两个步骤需要严格按照相关的标准和规程进行,但具体操作时受到环境和地理位置的影响,现场监测人员并未很好落实;二是测试方法不够科学,例如在烟气测试时,由于烟气受到烟道负压影响,测试结果与实际情况有一定的偏差。 2.2 质量控制体系不完善 环境监测机构建立了环境质量监测管理组织,配备相关的技术人员,发挥质量控制的作用,但是目前的质量控制工作还较为局限,只是在实验室中进行。此外,质量控制工作没有将全过程管理都应用到环境监测工作中,质控工作的局限性显露无疑。 2.3 缺乏完善的质量控制手段 目前我国大气环境监测质量控制手段较少,仍以平行样测试、数据对比等手段为主,没有将系统性的评价引入到监测工作中来;同时,随着科学技术的发展,新型监测技术不断出现,如自动空气在线监测系统等,但其控制标准并为随之确立。 2.4 监测网络建设不足 目前我国环境监测网络建设在稳步的进行中,但是整体上还较为缓慢,主要存在的问题是监测数据存在重叠现象,这极大的降低了工作效率,造成数据的浪费。 2.5 环境监测人员综合能力差 在大气环境监测中,监测人员是最重要的,但在具体监测过程中,监测人员的综合能力不足,对大气环境监测工作产生一定的影响。主要表现为以下几点:一是监测人员的专业知识水平较低,业务操作能力不足;二是对人员的培训缺乏,环境监测人员参加培训太少,导致操作技术掌握不到位;三是监测工作较为特殊,人员的流动性小,缺乏高技术人才的引入,导致新技术和新理论应用效果较差。 3 提高大气环境监测质量的措施 3.1 完善环境质量管理机制 环境监测机构需要严格遵守相关的法律法规和规章制度要求,建立和完善环境质量管理机制。一是建立组织管理机构,保证人员配置和物质;二是制定严格的管理制定,开展评价与审核工作,对不符合要求的需要及时纠正,对可能发生的问题需提前预防;三是加强质量管理体系建设,使其贯穿于全过程,并编制完善的规章制度和质量控制手册。四是质量控制部门在做好实验室质量控制工作的基础上,还需要组织参与能力的验证、协作定值等工作,对于在工作中发现的问题,需要及时处理,避免以后不再发生。 3.2 先进监测手段的应用 随着科学技术发展的加快,新型大气环境监测技术也不断发展,环境监测机构应在实际工作中大力应用先进的监测手段,更好的进行大气环境监测工作。同时先进的监测技术手段需要制定严格的标定与启动制度,对数据的分析应科学合理,提高监测系统整体性能的评价。 3.3 提升监测人员综合能力 监测人员是大气环境监测工作的一部分,作用十分重要,因此,监测人员的综合素质是需要加强的,这对环境质量控制水平有一定的促进作用,首先通过技能培训等模式来提升监测人员的理论知识和操作技能;其次强化职业教育,让监测人员明白自身工作的重要性,进而树立正确的工作态度,细心的工作作风,加强监测人员对工作的认同感和责任感,提升服务意识;最后是建立监测人员考评体系和奖励机制,在工作过程中对监测人员要进行严格要求,并鼓励监测人员的创新和研究,在取得一定成绩后,应适当采取奖励措施,激发监测人员技术水平的提升,增强监测分析综合水平。 3.4 加大实验室质量控制管理 实验室质量控制管理在大气环境监测中十分重要,因此需要强化实验室质量控制管理工作的规范化。一是实验室环境管理按照规范实行,实验室布局应科学合理,避免发生互相干扰,设备齐全,如对毒性较大的气体进行试验时,需要在专门通风环境下操作,避免监测人员的人身健康受到损害,药品和试剂应有专门的储藏位置;二是实验仪器设备管理需要规范,实验室内的各个仪器表面会贴上固定的标签;三是实验操作的规范化,引用某种方法,实现对精密度的准确考核。 4 结语 大气环境污染问题是全球化的严重问题,大气污染也是城市污染中较为严重的污染。因此,需要加强大气环境监测,处理好大气污染问题,保证居民的人身健康和良好的生活环境。 作者简介:高海臣(1983-),男,本科,工程师,主要从事环境监测工作。 大气环境论文:阜康市大气环境质量现状分析与污染防治对策研究 摘 要:随着阜康经济的快速发展,阜康市大气污染程度日益加重,改善阜康环境质量成为广大市民普遍关注和函待解决的问题,本文以阜康市大气环境质量监测数据资料为依据,对阜康市大气环境质量状况及3项大气污染物变化趋势进行调查统计分析,结果表明:阜康市大气污染物中 PM10 浓度、SO2浓度、NOX 浓度都呈逐年上升趋势。PM10 浓度在冬春两季明显高于夏秋两季,为防止阜康市空气质量变劣,需要采取积极有效的预防措施。最后,论文分析了造成阜康市大气污染的主要原因,同时针对阜康市大气污染存在的主要问题,从工业布局,环境准入、机动车尾气控制等方面提出了相应的大气污染防治对策。 关键词:阜康市;大气环境质量;分析评价;防治对策 一、影响阜康市大气环境质量的因素分析 (1)气象因素 a.地理位置的影响:阜康市位于天山东段,境内沙漠广泛分布,地形呈南北长条状,由东南向西北倾斜,地貌总轮廓由南向北分为山地、平原、沙漠三大部分。阜康市共有土地面积86.28万hm2,其中山区18.15万hm2,占总面积的21%;平原22.61万hm2,占26.2%;沙漠45.52万hm2,占53.8%。但因存在着山地、平原、沙漠的巨大差异,气候也各不相同。在高山区,年平均气温1.9℃以下,平原区年平均气温7.4℃,沙漠区年平均气温5.9℃。阜康三面环山,中间为盆地,由于受地形因素的影响,阜康空气中的污染物不容易扩散。 b.大风的影响:山区常年盛行东南风、西北风,平均风速2.9m/s。平原区以西风、偏西风为主,年均风速2.4m/s。春季是阜康的风季,加上干旱半干旱的自然景观,当风速大于5米/秒时。易形成风沙天气,伴随沙尘暴、扬沙和浮沉天气,大风的出现已成为阜康沙尘污染天气到来的先兆。 (2)机动车尾气排放污染影响 我市的空气污染物主要来自燃煤、扬尘和汽车尾气等。污染物主要有可吸入颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物等,还有少量的烃类及铅等。从监测结果分析,阜康市2011年空气质量劣于2010年,污染物浓度都有增长的趋势,其中NO2浓度增加幅度最快,为42.1%。而NO2浓度增涨的主要原因之一就是机动车尾气排放量的增加。因为机动车排放主要污染物为氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物。根据类比数据表明,机动车排放氮氧化物比例占城市总氮氧化物排放污染的40.1%。随着经济的快速发展,我市机动车保有量迅速增长。根据市交警大队调查统计数据表明,2010年我市机动车保有量为23969辆,2011年增加到28519辆,预计到2015年将增加到44500辆,年均增长幅度近16%,机动车排放的主要污染物氮氧化物、碳氢化合物,虽然不是我市的首要污染物,却对大气污染起到恶化及催化作用。地理条件,气象因素,机动车保有量的迅速增加,使我市环境空气污染从煤烟型向煤烟和机动车混合型污染转变。 二、大气环境质量存在的主要问题 1.污染持续减排的压力进一步加大随着我市经济的跨越式发展和新型工业化、农牧业现代化、新型城镇化加速,污染物的排放也将大幅度地增加。经测算,“十二五”期间,全市主要污染物新增量分别为COD417.012吨、二氧化硫4910.96吨、氨氮102.577吨、氮氧化物4045.575吨,污染减排将面临严峻的挑战和巨大的压力。 2.改善环境质量的压力进一步加大:随着阜康市工业园区入驻企业的不断增多,我市的大气环境质量面临新的严峻挑战;另外,我市新型城镇化进程的加快发展,机动车尾气污染又成为影响我市大气环境质量的主要因素之一。 三、综合防治对策 1.提升园区现代化管理水平通过专业化团队管理园区,实现专业招商、集成运营、综合服务,大力推进研发工作和技术引进工作,经由深加工,延伸产业链和循环链,注重高效节能、先进环保、循环利用等理念,以新能源煤焦油制清洁燃料油项目为引领,以电子铝箔和金属硅新型材料等高新技术领域为突破口,主攻煤层气综合利用、煤化工及下游精细化工,加快新型材料、新型能源等项目的建设。 2.做好功能分区,实施区别管理:阜康市要做好空间规划工作。根据资源环境承载能力、现有开发密度和发展潜力,以及在区域分工中的位置,统筹考虑未来阜康市的人口分布、经济布局、土地利用和城镇化格局,将区域土地空间划分为优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发4类主体功能区,形成合理空间开发结构。 3.发展循环经济:把发展循环经济和清洁生产审核作为规划和建设项目环评审批的重要内容加快推行,在我市经济社会发展中,形成三个层面上的循环:---企业内部的小循环循环;---企业之间的中循环循环;县市、园区之间的大循环,将污染物循环利用。 4.坚持依法行政,强化环境监管:认真贯彻实施《环境影响评价法》,严格执行建设项目环境影响评价与“三同时”制度,对不符合环保法律法规、国家产业政策、环境标准和清洁生产要求的项目一律不审批;严格实行污染物总量控制措施,加强工业园区的环境管理,大力开展污染源限期治理和“三同时”执行情况检查,确保从源头上控制污染。从根本上改变有法不依、执法不严、监管不到位的状况。 5.强化工业烟粉尘治理,大力削减颗粒物排放深化火电行业烟尘治理。燃煤机组必须配套高效除尘设施。一般控制区按照30毫克/立方米标准,重点控制区按照20毫克/立方米标准。强化水泥行业粉尘治理。水泥窑及窑磨一体机除尘设施全部改造为袋式除尘器。水泥企业破碎机、磨机、包装机、烘干机、烘干磨、煤磨机、冷却机、水泥仓及其它通风设备需采用高效除尘器,确保颗粒物排放稳定达标。加强堆场、料场等扬尘治理。督促企业实施料场、堆场扬尘综合治理,不断推进电厂采取密闭煤仓、密闭带式煤炭输送方式和企业各类料堆、渣堆、灰堆、输送廊道采用密闭料仓贮存。 大气环境论文:大气环境污染监测与保护探讨 摘要:指出了城市工业化的快速发展造成大气环境质量状况日渐下降,对此我国应将放在经济发展上的战略目光转移到大气环境保护上,加强对影响大气环境质量的主要对象的监测,提出了大气环境污染监测并基于可持续发展角度应采取的大气环境保护对策。 关键词:大气环境;污染;监测;保护 1引言 随着工业化和城市化进程的加快,大气环境现状越发令人堪忧,这样的发展现状同科学发展观的理念背道而驰。为了符合可持续发展观的要求以及改善人们的生活环境,对大气污染进行环境监测以及采取必要措施应对大气污染迫在眉睫。本文在此背景下,论述了大气环境污染监测的主要对象,并针对大气环境污染问题提出了几点大气环境保护措施。 2大气环境污染监测的主要对象 2.1颗粒物质的监测 颗粒状物质是大气污染物中的重要组成部分,由于颗粒状物质种类多种多样,构成成分相对复杂,且具有多边形的特点,能够对大气环境造成一定危害。部分颗粒状物质本身便是有毒物质,可以直接对人体造成伤害,而一些颗粒状物质则可以与大气中传播载体、催化剂或者其它物质发生化学反应或物理反应,从而产生一些有毒物质。另外,还有些有毒颗粒状物质会与大气中的其它物质之间发生碰撞,导致毒性更重的其它物质释放,严重污染大气环境[1],所以对大气中颗粒状物质进行监测具有重要意义。大气环境污染检测的重点内容包括悬浮颗粒物和可吸入颗粒物的浓度、粒度分布、降尘量及化学组分。 2.2二氧化硫的监测 造成大气环境污染的重要来源还有各种硫化物,主要包括硫酸、硫化氢、硫酸盐、二氧化硫及三氧化硫等,这些物质同样可以导致大气环境发生严重污染。硫化物的产生来源主要是一些化石燃料或煤炭物质的燃烧过程,另外在硫矿石冶炼过程或者一些化工产品生产中还可能会排放出很多废气,进一步加重大气环境污染。在所有含硫物质中,若说对大气环境污染最重的物质,当属二氧化硫莫属,其特点便是分布广泛,影响严重,危害较大,因而在对大气环境含硫物质监测中最主要的监测物质便是二氧化硫。 2.3氮氧化物的监测 在对大气环境污染监测中还有一个重要内容便是氮氧化物,氮氧化物的主要来源是汽车尾气。当前,由于我国社会经济水平的不断提升,私家车的数量日益攀升,汽车尾气的排放量也越来越多,对大气环境造成一定威胁。除了汽车尾气是氮氧化物的主要来源之外,一些化肥厂在化肥生产过程中释放的废气中也含有氮氧化物,另外化石燃料在高温情况下产生的废气中也伴随有较多的氮氧化物。 3大气环境污染保护对策 3.1重视环保宣传,落实环境法规 环保部门要想加强大气环境保护,首先应重视环保宣传工作,提升全民环保意识,借助全社会力量来进行大气环境保护[2]。此外,相关部门还应重点加强对生产企业的环保宣传,提升企业环保意识,促使企业主动对自身生产技术和基础设备进行创新,减少生产过程对大气环境的污染,并且鼓励企业加强对环保项目的投资。同时,政府及环保部门还需进一步落实大气环境相关法律法规的实施,加强环保法律执法力度,针对存在的违反大气环境保护法相关行为予以对应惩罚,并注意提升执法队伍综合素质,保证施法能够落到实处。 3.2优化能源结构,提高使用效率 现阶段我国能源类型主要是煤炭,其对大气环境的危害是在燃烧过程中释放大量的一氧化碳、二氧化硫以及一些颗粒状物质和粉尘等。因此要想改善大气污染问题,必须对我国现有能源结构进行优化。大力开发并使用清洁太阳能、风能等清洁能源,同时用天然气等能源代替煤炭能源,减少煤炭燃烧造成的大气环境污染。结合我国当前国情来看,煤炭仍旧是我国能源结构的主要部分,这一现状在短期内不会发生较大改变,相关研究数据显示,煤炭能源的平均使用效率只有30 %,还有很大提升空间。所以在大力开发其它能源基础上还应重点推广洗煤选煤工业发展,减少煤炭燃烧过程中产生的废气污染。同时,减少大气污染的另一项重要措施便是对现有能源使用基础设备进行创新和改进。如工业锅炉质量较低,能源燃烧率不高,而污染物排放量相对较高,因此应对锅炉相关设备进行整改,借助先进技术提升锅炉设备质量,提升能源使用效率,从而减少大气污染排放量。 3.3调整工业布局,加强城市绿化 就我国当前工业布局形势来看,还有很多地区存在布局不合理等问题,这也可能加重大气环境污染。工业生产过程中产生的废气是造成大气环境污染的重要来源,一些工业区设立在城市繁华区域内,或者坐落在城市商业区及居民住宅区,不仅会对大气环境造成严重污染,还会在一定程度上影响居民正常生活,降低居民生活质量,且工业排放废气中还有较多有害物质,可能会对人体产生较大危害,甚至诱发癌症[3]。还有一些工业区在建立时没有考虑风向因素,将工业区建立在顺风区域,工业废气顺着风向吹到城区区域,对居民生活产生影响。所以,在工业区建设上需要注意合理布局,尽量将企业建立在城郊或较为偏远的区域中。另外,城市还应适当加强绿化,这也是治理大气环境污染的重要举措之一。城市绿化面积越多,便能够吸收更多大气中的有害物质和粉尘。此外绿色植物还可以通过光合作用来减少大气中二氧化碳含量,因此可以在工业区域内适当种植防护林,能够对大气中污染物质进行过滤,进而起到治理大气污染、保护大气环境的目的。 3.4规范排放标准,限制尾气排放 当前,汽车尾气对大气环境的污染也越来越严重[4]。要想提高大气环境污染治理,必须要针对城市汽车尾气排放量进行明确规定,制定统一汽车尾气排放标准,有效限制城市汽车尾气排放量,从而减少汽车尾气排放对大气环境的污染。一方面,政府相关部门应针对城市汽车尾气排放制定相关制度和标准,加强汽车尾气排放的规范化和法制化管理;另一方面,还应从汽车生产厂家入手,对汽车尾气排放进行管理,促使汽车生产企业改良尾气排放处理技术,从源头上对汽车尾气进行控制。另外,交通部门还可以实施汽车限号行驶制度,定期限制单双号汽车行驶,不仅可以解决交通拥堵问题,还能够有效减少汽车尾气排放。除此之外,政府还要加强对市民的环保教育,鼓励人们采用电动车等清洁代步工具,或使用替代汽油燃料减少石油的消耗量,从生活的各方面来减少污染物排放量。 4结语 大气环境污染问题与我们的日常生活密切相关,因而保护大气环境对每个人来说都是必须要尽的责任和义务,必须要将大气环境保护当作己任,正确认识到大气环境保护的重要意义。此外,国家和政府相关部门也应进一步加强大气环境污染监测和治理力度,针对大气污染问题采取有效治理措施,同时加强环境保护宣传,联合社会各界及每位公民确保大气环境保护能够全面实施。 大气环境论文:我国农村大气环境保护的制度构建 摘 要:我国农村的大气环境污染主要存在于农村生产和生活废弃物中。随着政府对农业生产和农民生活的大力支持,农民的生活水平逐渐提高,但与此同时产生的农业废弃物日益增加。因此重新认识对农村大气环境保护的制度建设对改善农村生态环境质量具有十分重要的意义。本文从大气环境的角度出发,分析目前我国的农村大气污染产生原因,总结大气环境保护的制度构建方案。 关键词:农村;大气环境保护;制度构建 一、前言 农村的大气环境污染构成了农村生态环境的主要威胁。相较水土资源污染,大气污染的高流动性和易摄入性,使其对人类的生产和生活造成了极大的危害。不仅仅是产生废气或有毒气体的地区,对整个国家乃至世界都会有很大的影响。因此,从农村的现实条件出发,对大气环境保护进行有效的制度建设。农业生产生活的废弃物包括农作物的销毁、农场养殖牲畜的排泄、农业加工厂的废物排放以及农民生活废弃物等等。这些废弃物造成了农村的大气污染,一部分是可以避免的,一部分是可以进行清洁之后再排放,因此做好农村大气污染排放的制度构建是十分有必要的。 二、我国农村大气环境概述 全国487个市(县)的降水监测结果显示,出现酸雨的城市达沥5个,占上报城市数的54.4%,比上年增加4.1个百分点,酸雨污染较上年加重。近些年,我国农村的大气污染占农村总污染排放量的比重逐渐上升,因此要降低这项比例,弄清大气污染的排放源就显得尤为重要。本文将这些污染的原因概括如下。 1.种植过程中的化工产品污染 目前农药的使用保证了农作物的稳产高产,但不合理的使用农药,也污染了环境,危害着人们的健康。化肥的使用,使土地的肥力下降,导致土壤大幅度板结。化肥氮素的使用极易浸透到石灰岩水层深处,污染水体。不在安全操作和严格规范下使用高毒、高效农药,对农药不能合理配制,或盲目混用多种农药,这样反复不合理使用农药,使病害虫抗药性增强,致使蔬菜、水果的农药污染加重,导致农产品中农药的残留超标,同时也导致生物的多样性遭到破坏,影响到土壤的肥沃性,使土壤变得不宜种植。 2.农作物加工或销毁后的排放污染 不少农村地区,尤其是北方农村用煤时间长、面积大、排放方式简单,对空气造成了比较大的污染;另外,由于秸秆自身的原因,如火力不足,以及随着外出务工人员增加,秸秆使用量减少,加之缺乏能在短时间内大量消耗秸秆的经济实用资源化技术,且产业化水平不高,出路不畅,越来越多的秸秆在田地里被烧掉,造成大气污染。另外,由于畜禽粪便产生量大,利用率低,种植业与养殖业日益脱节,畜禽粪便堆积发酵,产生挥发性有机酸以及其他有毒有害物质,造成空气中含氮量相对下降,污浊度升高,降低了空气质量。 3.农民的生活污染 农村的生活垃圾排放十分紊乱,没有正确的垃圾倾倒以及使用的思想观念与意识,即便是在设有垃圾箱的条件下,也存在一部分落后地区随处乱倒的现象;同时还存在居民乱用河水的状况,导致河水的污染十分严重,间接影响了大气的污染以及人们的生活质量。 三、我国农村大气环境保护的制度构建 现阶段,各级政府一定要将农村的生态文明保护与农村经济发展兼顾起来,不能以牺牲环境为前提去发展经济,关键在于建立创新的环境保护机制,构建适合当下农村生态保护的法律制度与政策,推动我国农村大气环境保护向利好发展的新局面。 首先要控制污染物排放总量体系。提高资源、能源利用效率,推广清洁生产制度及其相关管理和共性技术,倡导循环经济,使得废物产生量最小化,环保部门要督促有关部门将有关控制指标纳入社会发展计划中,并制定总量控制管理、监控办法,做到增产不增污甚至增产减污,积极推行清洁生产。具体工作有:以区域治理为重点,带动污染源治理;防止城市中一些企业把被淘汰的排污量很大的设备或落后的工艺转让给农村,坚决制止污染转嫁;采取切实有效措施,遏制乡镇企业对环境的污染和破坏等。以秸秆的利用为例,可以通过秸秆综合利用制度的实施防止秸秆燃烧带来的空气污染。 其次建立大气环保补贴政策。农村进行大气环保治理的过程中,国家是生态补偿的组织者和强制推行者,通过国家强力对损失进行强制性分配,使损失分散化、分担化。农村大气环境生态补偿制度的实施主要通过中央和地方财政转移支付来实现。当然,归根结底,补贴的本质就是资金的问题,因此,在补贴的同时还要考虑到投人不足是长期困扰环境保护工作的老大难问题。为了实现环保目标,必须广开资金渠道,逐步建立全方位、多元化的投人机制。各级政府应该进一步扩大环境保护专项资金用于农村环境保护的比例,用于农村环境保护的财政预算和投资也应逐年增加,重点支持秸秆的利用、畜禽养殖污染治理、化肥、农药的合理施用。除此以外,为耕地的保护性耕作提供资金补偿,建立耕地保护性耕作补偿制度,推进新型耕地技术的推广应用,从而防治耕地裸露形成的沙尘污染。 最后要推进农业生态技术创新发展。创新是农村发展的本质,也是解决环境治理问题的源泉。离开创新技术谈环保是一纸空文,因此要切实加强对环境科技的领导,并将其纳入责任制中。要改革环保科研,将防治技术开发研究和转化应用作为工作重心。积极营造有利于技术创新、发展高科技和实现产业化的政策环境,支持企业通过强化科研、生产、流通、专利交易等环节知识产权保护,维护自身权益。在加强激励企业创新的同时也不能忽视对知识产权的保护,要建立知识产权激励制度执行监测制度、构建科学合理的考核评估指标体系,完善知识产权激励制度的汇报与通报制度,因此切实维护知识产权权益刻不容缓。 四、结束语 农村大气环境污染已经成为一个社会各界专家热议的话题,影响的不仅是农村的生态文明与生活质量,也会对城市以及周边地区产生一定程度的环境危害。政府应该加强大气环保的制度建设,从经济、科技、生态的角度多方位综合评价。针对污染物排放总量的控制、农村大气环境保护的资金补贴以及农业生态科技的创新上加以管理、规范并进行实践,才能推动农村大气环境保护的有效发展。 作者简介:姓名:布雪松,出生年月日:1988年9月10日,性别:女,民族:满,籍贯:河北省承德市,学历(学位):本科,专业:环境工程,毕业时间:2014年7月,毕业院校:河北科技大学。 大气环境论文:运用PSR模型综合评价大气环境质量研究 摘 要:将PSR模型作为大气环境质量综合评价模的依据,从体现环境、社会、经济是否协调发展的角度对许昌市2010年大气环境质量现状进行评价,从时间尺度上(2001―2010年)对许昌市大气环境质量进行定量评估和动态趋势分析。结果表明:2010年许昌市大气环境质量处于较安全级别,2001―2010年大气环境质量变化稳定且呈好转趋势。评价结果与实际情况相符。 关键词:大气环境质量 PSR模型 综合指数法 大气环境质量是城市环境质量综合考核的重要组成部分,因此如何对大气环境质量进行科学定量的评价成为人们关注的重点.目前,研究某地区大气环境质量现状的评价方法主要有污染指数法、层次分析法、模糊综合评价法、灰色关联分析法、属性识别分析法等,这些方法各具特色,但它们无一例外地只考虑了根据监测结果对大气环境质量现状污染级别的评价,而忽略了社会、经济、人口、资源等因素对大气环境质量的影响评价。笔者认为,大气环境质量综合评价应不仅全面系统地反映出该地区大气环境质量状况,也应反映经济、社会、环境是否协调发展,污染控制手段是否有效可行,从而判断该地区大气环境质量是否安全,进而对影响大气环境质量的“危险要素”甄别筛查,为进一步改善地区大气环境质量提供科学的理论依据。 基于以上考虑,文章将世界经济合作和开发组织(OECD)与联合国环境规划署(UNEP)共同提出的PSR模型(Pressure-State-Response;压力-状态-响应)作为大气环境质量综合评价的依据,该模型考虑了人类活动对环境的压力,自然资源质和量的变化,人们对这些变化的响应,采取的减少、预防和缓解自然环境不理想变化的措施[1]。许昌市位于河南省中部,是中原城市群优秀城市之一,文章以许昌市为例,初探大气环境质量综合评价模式,旨在对各中原经济区大气环境质量的综合评价和判断环境、社会、经济是否协调可持续发展提供有益的借鉴。 1 评价模型 1.1 指标体系 依据压力-状态-响应概念模型建立指标体系[2](见表1),系统压力指标表征人类活动、自然资源等对大气环境造成的压力与负荷;系统状态指标表征大气环境质量的状况;系统响应指标表征人类对大气环境问题所采取的对策、措施或效果。 参考值的确定依据:(1)已有国家标准,采用较优级别标准作为安全值,较劣级别标准作为临界值。如C8、C9、C10均采用《环境空气质量标准》(GB3095-1996)一级标准值作为安全值,二级标准值作为临界值。(2)国家或地方的发展规划目标和环境保护计划目标。如C6、C7分别依据《河南省环境保护模范城市考核指标》标准值7.4和17.6作为临界值,取其值的50%作为安全值;C15依据《河南省环境保护模范城市考核指标》标准值40%作为临界值,取其2倍值的80%作为安全值。(3)零值法。如C12将酸雨发生率为0作为安全值,酸雨发生率为50%作为临界值;如C12、C13分别将同比SO2和烟尘排放减少幅度为0作为临界值,取同比SO2和烟尘排放减少幅度为20%安全值。(4)类比标准。参考国内外处于领先水平、国内或省内平均水平城市的现状值做安全值,采用国际或国内公认的较劣值为临界值。如C1和C4分别采用城市人口密度和人均拥有汽车量较大的城市(深圳、上海等)的值作为临界值,采用部分人口密度和人均拥有汽车量较小的中小城市的平均值作为安全值;如C2、C3分别采取河南省单位GDP能耗和单位GDP电耗较大的城市均值作为临界值,单位GDP能耗和单位GDP电耗较小的城市均值作为安全值;C16采取河南省废气治理投资占GDP比重较小的城市作为临界值,废气治理投资占GDP比重较大的城市作为安全值。 1.2 数据规范化处理 用大气环境质量综合指数值表述评价对象现状与安全状态的符合程度和向目标接近的速度。该值越接近1,就越安全;该值越接近0,就越不安全。 2 结果现状评价 许昌市大气环境质量综合指数及项目层、指标层评价结果分别见图1、图2。 从图1可知,2010年河南省和许昌市大气环境质量级别均为较安全,许昌市大气环境综合指数为0.6784,略高于河南省平均水平。从许昌市项目层评价结果来看,系统状态 系统压力 系统响应。 从系统压力来看,许昌市所受压力小于全省平均水平,且处于安全级别。由图2系统压力各指标层数值可知:C1(城市人口密度)和C5(森林覆盖率)劣于省均水平外,其余6项指标均优于省均水平且处于较安全级别以上,这说明许昌市单位GDP能耗、电耗、单位工业增加值SO2排放强度和烟尘排放强度等指标处于河南省前列,并未对系统造成较大的压力。城市人口密度较大和森林覆盖率低主要是由于许昌市土地面积较小,仅占全省土地面积的3.0%,珍贵的土地资源使大面积植树造林不能成为现实,但从城市建成区绿化覆盖率(38.9%)、人均公园绿地面积(8.13 m2)等指标均优于全省平均水平,这在很大程度上弥补了森林覆盖率低的不足。 从系统状态来看,许昌市优于全省平均水平。各指标层数值均优于省均水平,除C8(PM10年平均值)处于临界安全级别外,其余均处于安全级别。主要是因为许昌市的能源结构仍以燃煤为主,属于煤烟型污染。 从系统响应来看,许昌市略高于全省平均水平。但从指标层来看,C14(废气治理投资占GDP比重)几乎为0,说明在废气治理投资方面还未引起足够的重视。 3 趋势分析 从图3许昌市2001年至2010年大气环境质量变化情况可以看出,大气环境质量总体比较稳定且有所好转,综合指数维持在临界安全与较安全之间,年际间表现出2001―2007年间变化不大,2008―2010年明显好转的变化规律。系统压力和系统状态较好,基本维持在较安全级别以上,但2007年系统状态降至临界安全,主要是由于该年度SO2和NO2年均值同时高于往年造成的。系统响应能力整体较弱,维持在不安全与临界安全之间,这主要与废气治理投资占GDP比重偏小有关。系统压力、系统状态和系统响应年际间变化规律与综合指数相似。 采用国家环保局《环境质量报告书编写技术规定》(1991年)推荐的Daniel的spearman秩相关系数法对2001―2010年许昌市大气环境质量状况进行趋势分析。取0.05为显著性水平,趋势评价结果见表4。 4 结语 2010年许昌市大气环境质量级别为较安全,综合指数、系统压力、系统状态和系统响应均高于全省平均水平。影响许昌市大气环境质量的限制性因素主要为城市人口密度较大、森林覆盖率较低和废气治理投资水平较低。从2001年至2010年大气环境质量状况变化呈一定的阶段性,2001年至2007年变化不大,而近3年上升较快,综合指数和系统状态变化稳定,系统压力和系统响应呈显著好转趋势,说明许昌市在“十五”与“十一五”期间大气环境质量与社会经济发展基本协调。 大气环境论文:大气环境监测控制及质量控制措施探析 摘 要 随着改革开放的进行,我国的经济水平不断提高,同时环境污染问题也变得越来越严重,大气环境是人类赖以生产的基础,所以对大气环境进行质量监测非常必要。本文通过对大气环境监测以及监测的质量进行控制措施进行了详细的阐述,为大气环境的监测及监测质量的控制提供了有力的借鉴,同时为大气环境的保护提供了数据支撑。 关键词 大气环境 监测 措施 探析 0引言 自然环境是人类生存的基础,而人类为了提高自身的生存质量,不断的对自然环境进行破坏,造成了严重的环境污染。近几年,工业化和城镇化的迅猛发展的同时,对自然环境的污染也越来越严重,而随着人类经济状态和生活水平的提高,对自身的健康变得越来越重视,对大气环境的污染也变得越来越关注,为了拥有更好的保护环境,提高人类的目前生存环境。本文通过对大气环境监测的必要性,影响监测质量的因素以及提高大气监测质量的措施进行了详细的分析和论述,不仅为大气环境监测提供有力的技术支撑,同时为大气环境的监测质量控制提供了有效的参考借鉴。 1大气环境监测及质量控制措施探析 1.1大气环境监测的必要性分析 随着我国经济的迅猛发展,我国的工业化水平也越来越高,但伴随着我国的城市化进程的不断发展,对环境的污染也越来越严重,对人们的健康威胁也越来越大。目前,大气污染已经引起了我国环境监测部门的高度重视,开始将大气环境的质量监测作为一项重要的任务执行,相关人员对各个地区的大气环境进行持续的监测和数据的收集,并对这些数据进行科学的实验和分析,制定出我国的大气环境监测实时报告,公布出来告诫人们大气环境污染的严重性,还可以通过对大气环境的监测,对环境的现状及时了解,在一些污染事件出现时告知人们做好预防工作或尽可能不出行。由此可见,对大气环境的有效监测可以有效的避免和解决大气环境污染对人们的损害,并有利于提高大气环境的质量。 1.2影响大气环境监测质量的因素分析 影响大气环境检测结果的因素主要有三个: (1)现场采样。现场采样可以分为设置监测点、采集样品和保持样品三道程序,这三道程序都会对大气环境监测的结果造成影响,其中监测点设置的合理与否直接影响到最终结果的准确性和代表性,监测点通常要考虑到天气情况、四周环境以及排污口的位置,一旦监测点设置不当,采集的样本就会有较大的误差,此外样本的采集时间和频率、气象条件,样品的运输及保持都会对采样的质量造成一定的影响。 (2)样品分析。在样品采集完成后,需要对样本进行数据分析和测试,此时需要严格注意实验仪器的精度、化学试剂的纯度以及实验环境,同时选择合适的实验方法,大气中的污染物含量相对较低,以上因素会对实验结果造成严重的影响,使实验结果产生较大的偏差。 (3)人为因素。在任何工作中,人的因素都是第一位的,大气环境监测工作对相关的技术人员要求非常严格,分析人员需要严格按照相应的规定和标准进行操作,否则结果的准确性就可想而知。目前,我国由于大气环境问题导致大气监测技术人员严重缺乏,尤其是专业的高精尖技术人才,再加上国家在大气环境监测工作的投入资金较少,对监控体系内的人员也缺少系统的培训体制,使相关监测人员的专业水平和职业素养无法提高,导致整体人员的综合素质较低。此外,操作人员的技术水准及工作态度对监测结果也有较大的影响。 目前我国的大气环境检测没有完整的质量控制体系,在实际操作过程中,由于资金缺乏,设备老旧,没有及时更新,日常维护力度差,而且工作人员素质偏低,采样的质量得不到保证,分析过程中存在大量误差,最终导致数据偏差较大。 1.3大气环境的监测质量控制措施探析 在大气环境的监测质量控制中,要最终得到准确的大气环境质量监测数据,首先要保证监测工作过程中的每一个环节都能得到有效的控制,而监测过程中的各个环节是由不同的人来完成的,而且有室外工作和室内工作,所以要完善大气环境质量的监测,首先要建立一套完善的大气环境监测质量体系和标准,这样既可以保证监测工作过程中的采样精确性和代表性,又可以使整个监测工作过程有完整的标准可以遵守和执行。 其次,要保证现场采样工作的质量。现场采样的样品质量主要分为采样代表性和采样精确性,其中采样代表性是指综合考虑样品的地理位置、采样时间和周期,要结合当地的实际情况,做好规划,从而最大程度的保证采样的代表性;而采样精确性是指样本在收集过程中的质量精确,要将样品分类整理好,做好样本的管理和保存,并选择专人进行监督,保证样品的精确性,不可二次采集。此外,对于采集好的样品进行加标、分类,并放到样品存放器中进行严格管理和控制。 此外,提高监测人员的自身素质、理论水平和实际操作能力,也是提高监测质量的重要手段之一,提高监测人员的综合素质和专业技能是减少数据误差、保证数据准确性的重要手段,相关单位应该定期组织技术人员进行培训,并进行理论知识和操作水平的考试,从而达到提高监测人员技术水平、操作能力和理论知识的目的。 2结论 随着我国经济的迅猛发展,工业水平飞速进步的同时也带来严重的大气环境破坏,对人们的生存环境和日常健康带来了极大地威胁。本文通过理论研究和调研,对我国大气环境监测的必要性进行了阐述,对目前大气环境监测过程中的问题进行了详细的论述,并根据这些问题提出了相应的解决措施,最后从全局出发,对目前我国大气环境监测的网络化和实时化进行了展望,为我国大气环境监测的发展提供了有效的借鉴。 大气环境论文:基于乌鲁木齐市大气环境污染治理角度看乌鲁木齐市能源结构调整策略 【摘 要】:随着经济转型发展,我国的环境问题越来越突出。对于新疆乌鲁木齐市而言,在“十三五”发展计划大幕拉开之际,如何制定全新的战略发展规划,通过大气污染治理,有效调整产能结构,这不仅是摆在每一个乌鲁木齐市相关部门领导人员面前的一大问题,更是所有市民需要认真对待的现实问题。本文主要立足于我国新疆乌鲁木齐市大气环境污染治理这一研究视角,从而转变当地能源结构、改善空气质量、提高市民的生活质量以及全市的综合竞争力。 【关键词】:乌鲁木齐;大气环境污染治理;能源结构;调整;策略 乌鲁木齐市在新疆地区的发展水平近年来逐渐在显著提升,在“十一五”发展期间,确立了“建设制造业中心与现代化国际贸易中心”的“双中心”发展战略,发展过程所取得的成绩有目共睹。但是,随着经济水平日益提高,当地能源结构逐渐凸显出一定的问题。因此,近几年来,乌鲁木齐市的空气质量形势十分严峻。对于现代化的发展要求而言,该地区必须突破原有的粗放型发展模式,只有通过调整产能结构,促进产业技术结构的优化升级,才能处理好当地的经济发展与资源、社会之间的关系。 1.乌鲁木齐市大气环境污染因素分析 1.1乌鲁木齐市大气环境污染中的地理、气象因素 从某种意义上而言,新疆乌鲁木齐市特殊的地理位置以及气象因素是导致当地大气环境污染的重要因素之一。由于乌鲁木齐市深居我国的内陆地区,因此气候条件相对较差,不仅距离海洋较远,而且三面环山,整个城市伴低洼河谷而兴建。因此,生态环境相对于我国气候条件较好的沿海城市而言较为脆弱;再加上新疆乌鲁木齐市全年干旱少雨、昼夜温差大、年降水量以及年蒸发量只有262.4mm和2221.4mm,因此常年极端气候导致当地的采暖有效期仅为180多天。受特殊地理位置因素以及气候条件因素的影响,乌鲁木齐市的城市空气自净能力不强;再加上当地植被覆盖率较低,因此环境承载量十分有限。在一些大风以及大雾和静风、逆温等不良条件下,城市生活以及生产污染物无法及时化解,因此导致严重的空气污染现象出现。 1.2乌鲁木齐市大气环境污染中的人口因素 通过乌鲁木齐市的行政区划可以看出,当地现行行政区划面积达1.4万平方千米,而大多数行政区位都属于丘陵区以及山地区和戈壁区及耕地区等。所以,从整个行政布局中可以发现,乌鲁木齐市的总体发展规划具有“小郊区”以及“大城市”的特点,在260万平方千米的城市建成区中集中居住着约90%以上的人口。在乌鲁木齐市的新市区以及天山区和水磨沟区及沙依巴克区等大中心城区,主要分布着80%以上的人口。因此,不合理的行政区划导致该地区单位面积人口密度过大,甚至超过了内地部分大城市的人口密度。比如,在乌鲁木齐市的天山地区每平方千米的面积集中分布着大约4-5万的人口。所以,从这一人口分布形势来看,其已经远远高于我国特大城市上海黄浦区的人口分布最大密度值[1],所以综合新疆乌鲁木齐市居住密度过大这一严峻形式来看,严重导致当地能源高消耗、低产出、污染物排放不合理,从而显著加重了当地的生态环境污染。 2.大气环境污染治理视角下乌鲁木齐市能源结构调整策略分析 2.1加快发展热电联产,提高能源利用率 在乌鲁木齐市能源结构调整过程中,由于热源点为热电厂供热机组,因此需要采用清洁能源燃烧技术以及除尘设备,使能源在燃烧与应用过程中,确保除尘与除硫同步进行。实践证明,通过热电联产替代供热区域内小锅炉后,能源实际综合利用效率可以提高25.7%,二氧化硫的去除率为93.5%,二氧化氮的去除率为39.9%,烟尘的实际去除率为98.4%。因此,从这些数据中可以看出,通过能源结构的优化调整,新疆乌鲁木齐市的脱硫效率高达99.8%,热电联产供热与传统集中供热技术相比,有效提高了能源的综合利用效率[2],大大减少了污染物的排放。 2.2加大天然气利用,优化传统能源结构 在此治理环节中,乌鲁木齐市要继续加快建设和完善当地的天然气管网体系,从而使天然气覆盖到城市中心区各个居民区。在城市中心的水磨沟区以及天山区等地区,要不断推广和使用管道天然气以及瓶装液化石油气。而在乌鲁木齐市的达坂城等郊区,也要逐步推广和应用干柴或者其它燃料;对于不能全面覆盖热电联产管网的地区,应该重点加强使用电力或者天然气等清洁能源,解决市民的供暖问题。在此过程中,需要不断扩大天然气的使用范围,在政府的大力倡导下以及市民的积极支持下、企业的参与下,对天然气管道进行综合治理,依法打击或者坚决取缔一些工业以及民用污染排放点。 2.3积极推进新能源和可再生能源开发 新的环境治理政策下,国家倡导新能源的开发与利用。新疆乌鲁木齐市也不例外,更应该在市委、市政府的带领下,通过资金以及技术投入,综合开发和利用风能、太阳能、水能、生物能等新型可再生能源;从而通过清洁、永续性的能源逐渐取代传统污染量大以及耗能高的一次能源,实现能源结构的优化升级。乌鲁木齐市必须本着“节约、高效、环保”的综合开发利用原则,加快风能以及太阳能和地热能等可再生能源的的开发步伐[3],要借鉴国、内外新能源开发、利用的综合实践经验;政府通过减免或出台相关的税收优惠政策,积极鼓励企业或者个人团体保护环境,一同促进新能源的开发与利用。 结束语 综上所述,导致乌鲁木齐市大气环境污染的主要因素就是能源结构不合理。因此,该地区在今后的发展过程中,应该认清现实,在现有经济发展思路基础上,通过结合我国的最新环境保护政策,因地制宜调整能源结构。通过天然气以及电力、风能、太阳能等新型清洁能源,逐渐取代传统的能源,进一步改善当地的空气质量。但是,能源结构调整是一个不断持续化的动态过程,因此市委、市政府要有非凡的勇气和强有力的决心,联合社会生产企业、市民一同参与到新疆乌鲁木齐市的环境污染治理中,有效优化资源配置,不断调整不合理的产能结构,还市民一个清洁的蓝天。 大气环境论文:城市大气环境质量的保护方法 【摘要】大气污染不仅关系到生态环境污染问题,还直接对城市居民的生活质量、健康水平造成极其严重的影响。因此,如何治理与预防日益严重的大气污染现象成为环保部门及众多专家学者亟需解决的问题。 【关键词】大气环境;污染;质量保护 引言 现在城市中的大气污染问题越来越严重,已经严重威胁到人们的生活和身体健康。而所谓的大气污染就是在大气的一定范围内,出现了大气中本身没有的微粒物质,使得大气中的元素遭到了破坏,空气的质量下降,对人体和各种生物都造成了一定的影响的一种现象。而要想解决这种问题,就需要采取有效的保护策略,对城市大气污染问题进行全面、科学的处理,从而保障城市大气环境的平衡,为人们提供良好的生活环境。 一、大气环境质量的特征 1、大气环境质量的区域性特征 据信息统计,我国各主要城市的大气质量浓度PM10值较大,出现局部性污染,各城市间的局部地区污染相互影响,从而形成区域性污染的特征。全国有两个大污染区,一个是东北地区,另一个是长江中下游地区。 2、大气环境质量的过程性特征 根据环境监测的数据显示,大气环境质量具有过程性特征。优良的大气环境可以持续几天,污染的大气环境也可以持续几天。由于我国地面是一个移动很慢的大气形势,在大气环境持续的这段期间,大气环境变化较少。 二、导致城市大气环境污染的主要原因 1、二氧化硫排放污染 随着人们生活水平不断提高,人们对煤炭的需求量不断增加,从1990年到2006年,煤炭消耗量从12亿吨增加到24亿吨,二氧化硫排放总量随着煤炭消耗量的增长而加剧。各类二氧化硫排放中,工业锅炉厂和电厂排放量占大部分比重,是二氧化硫的排放大户。到2008年,由于环境保护措施和新能源的开发,二氧化硫的排放量减少了5%,工业二氧化硫每年的排放量比上一年减少6%。但生活中的二氧化硫排放量随着煤炭消耗量逐步增加,比如,眉县大气中的二氧化硫浓度在冬季比较高,3到10月份比较低,这是由于季节的变化影响着人们对煤炭的需求,进而影响到煤炭的消耗量 2、汽车尾气排放的污染 城市大气污染的另一主要原因式车辆。相比于发达国家,我国的车辆占有率远低于发达国家,车辆的占有率也随着经济的发展而呈现出上升的态势,人们行车所产生的废物已成为城市大气污染的一个主要原因。汽车在行驶中所释放的有害气体对空气造成了十分严重的污染,并且,一些常见的有毒气体,例如:氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳等气体物质,同样也会伤害到人体健康。而导致这一问题引发的主要原因是由于,每人平均使用的道路面积较小,再加上城市交通建设水平较差,无法满足现代社会对公路行使的需求,导致车辆排放污染问题一直都没有得到有效的解决。 3、颗粒物污染 我国为了解决颗粒物污染问题,通过开展烟控区建设、加强工业结构的调整力度、加强工业粉尘治理、城市集中供热等措施来治理。通过一系列的有效措施,大气环境质量有所好转,但全国仍有很多城市的大气环境质量未达到国家标准,51个城市的PM10值浓度已经超过国家标准。从地区特征来看,颗粒物比较严重的地区主要集中在华北、西北地区,其中山西、河南、甘肃、新疆等省市地区的颗粒物污染情况比较严重,北方地区比南方地区的颗粒物污染严重。 4、生活污染 众所周知,一般在城市中生活,需要燃烧燃料的情况并不多见,但是,只有存在少量的燃料燃烧,就会对大气造成很大的污染,而这主要是因为人们大量使用一些化学产品,例如:空调、特殊清洗剂、冰箱等等,这些在人们日常生活中十分常见的家用电器,其本身存在着较强的氟氯烃化学性质,一旦气体挥发到空气中,就会停留较久的时间,致使臭氧层遭受破坏,最终引发了温室效应。 二、城市大气环境质量的保护方法 1、加强对工业布局的管理 在当前大部分城市规划中,普遍存在商业用地、居民住地、工业建设等布局混乱的情况,并没对对其具体功能进行明确的划分。而笔者通过多年的工作经验认为,应该对工业布局进行重新全面的调整,将工业区域和其他行业区域之间隔离起来,并对目前产生的污染源进行合理有效的控制,充分掌握大气污染中主要存在的污染种类和排放量,加大对新型节约能源的应用,同时对各大企业的污染排放率进行严格的监督管理,确保达到规定的达标率。其次,还可以通过利用招商引资的办法,在招商引资的过程中,将工业废气排放标准作为重点生产目标,严禁使用燃煤设施,或是高耗能设施,从而减少有毒气体的排放,影响大气质量。最后,应该切实认识到环境保护的重要性,加大建设清洁能源工程,设置无煤区域,大力宣传推广天然气等节能型能源的应用。 2、优化城市公共交通 从城市规划的角度讲,对城市片区的设计应该更为合理,更有效的引导和驱动城市发展。对于城市公共交通体系应该更加重视,地铁和高架轨道交通应该与城市片区规划同步进行,甚至早于城市片区规划。但是考虑到地铁和轨道交通的建设投资缺口问题,应在前期城市规划中给予相应的地面及地下预留空间,并且通过规划手段有效保护预留空间。但是当前我国大部分城市都是城市发展到了相当成熟的阶段才开始规划建设地铁和地上轨道交通,如此建设出现了众多拆迁问题同时也增加了大量的人力和资金投入,而且对于城市景观的破坏极为严重。 3、控制汽车尾气的排放量 相关部门要按照汽车污染物的排放标准,严格执行出租车、机动车、公交车的上户标准,上户标准要明确规定汽车尾气的排放量,并鼓励车主使用清洁能源;同时,汽车监管部门要定期检查柴油、汽油、天然气的质量,推广车主使用CNG等清洁燃料,最大限度上控制汽车尾气的排放量。比如,宁波对黄标车实行区域限行制度,宁波在2015年淘汰了4万辆黄标车,建成了覆盖全市的机动车排气监管体系和检测体系,全面实行了机动车排气污染和安全技术同步检测。 4、提高城市的绿化覆盖率 首先,需要对城市的绿化面积进行科学、合理的增加。尽可能的加大绿化植被的覆盖率,政府要积极的起到带头作用,开展植树造林活动,利用绿色植物来吸收大气中的有害物质,从而达到净化空气的目的。相关的环境保护部门要积极的开展大气环境保护宣传工作,以电台广播或者是发放条幅的方式,来提高城市居民的大气环境保护意识,从而使得人人都能够参与到大气环境保护中来。对居民区以及街道附近都要进行合理的绿化建设,在建筑的建设上,尽可能的采用绿色环保的材料,这样可以有效减少大气污染。全民积极的参与到绿化建设上来,提高城市的绿化覆盖面积,改善大气环境质量,从而提高城市人们生活的舒适度。 结语 在全球经济一体化的情况下,环境保护已成为国际性话题,受到世界各国的重视,而大气环境则是环境保护工作中的重要组成部分,必须提高大气环境保护工作的有效性。就目前而已言,我国大气污染状况还未得到有效的改善,大气环境质量还未达到标准要求,有待进一步解决。在解决大气环境污染问题的时候,要根据大气污染的实际状况和特点来采取具有针对性的措施加以解决,充分发挥国家所颁布的相关政策的作用,贯彻落实相关制度,遵循相应的法律法规,以保障我国大气环境保护工作的质量,降低大气污染所带来的危害。要强化人们的环境保护意识,用清洁能源来代替会产生有毒有害物质的能源,从而为人们的生活环境质量提供保障。 大气环境论文:大气环境污染情况分析与防治办法 【摘 要】进入20世纪以来,工业革命的快速发展,使得经济水平有了很大的提升,工业化成为很多国家快速发展的有效途径,但工业发展为人类创造财富的时候,也牺牲了环境,人类社会面临的环境问题越来越严重,整个地球的环境质量也变得越来越糟糕。大气污染是影响百姓生活的一个重要原因,随着近年来人们的生产生活活动加剧,大气污染现象也越来越严重。本文对当前大气污染情况进行分析,并且提出相应的防治办法,旨在减轻大气污染程度。 【关键词】大气污染 污染情况 防治方法 对策 大气污染对人类的健康带来很大影响,我国作为一个发展中国家,在传统的生产经营模式下,经济水平有了一定的提升,但同时也面临了与其他国家一样的问题,即环境污染越来越严重,比如我国的雾霾,使得很多人生病,大气污染作为主要的环境问题之一,需要在经济建设过程中加以控制,使得经济和环境能够获得双丰收。 1我国大气污染情况 空气是人类以及其他的一切生物一刻都不能够缺少的生存条件,人类一旦离开了空气是不可能存活的,但是由于大气环境的污染,让我们越来越对未来担心,长期在受污染的环境中生存,呼吸的是充满了颗粒物、粉尘以及有害气体的空气,对生活以及健康带来的危害越来越严重。我国的很多地级及以上城市(含部分地、州、盟所在地和省辖市)中,环境空气质量达标城市的比例在逐年下降,很多地级及以上城市环境空气中可吸入颗粒物年均浓度逐年上升,地级及以上城市环境空气中二氧化硫年均浓度也在逐渐上升。在全球的大气监测中,参与评比的北京、上海、西安、沈阳、广州五个城市,在全球污染最严重的城市中,名列前10位,在我国,这五个城市的大气污染固然严重,但比这五个城市更严重的城市也存在,这表明我国城市的大气污染现象十分严重。比如北京的雾霾,是很多人讨论的热门话题,雾霾现象首先会对百姓的生活产生影响,对此,我国也积极加强了对大气污染的控制,国务院制定了相应的防治措施,规划范围为京津冀、长三角、珠三角等13个重点区域,明确提出相应的大气污染防治策略,对空气中PM10、SO2、NO2、PM2.5的平均浓度提出了要求和目标,增强了区域大气环境管理合力。对于构建美丽中国以及改善大气环境质量有十分重要的意义。 2大气污染来源 大气的污染物的产生来源可以分成自然污染和人为污染两类,其中最主要的就是人为污染,主要是由于人们在经济生产活动中的各种生产活动对大气造成的污染。第一,是工业污染源,工业生产过程中的废气很多,这些废气中往往都含有对人体健康有害的物质,比如二氧化碳、二氧化硫等,都是工业废气中的主要成分,我国在经济建设过程中有很多工厂,比如火电厂,钢铁厂等,在大力生产的时候,由于人们的环境保护意识不足,一味地进行经济发展,因此向空气中大量排放有害气体,最终使得大气环境质量受到破坏,对人体造成伤害。第二,交通工具产生的尾气排放也对大气产生影响。随着人们的生活水平不断提升,人们在日常生活中使用的交通工具也越来越多,比如汽车、火车、飞机等,这些交通工具最开始对尾气排放的控制不足,排放的尾气对大气造成了十分严重的污染。尽管近年来人们开始重视环境保护工作,对交通工具的尾气排放进行了控制,但是尾气排放依旧是造成大气污染的一个原因。第三,人类的生活活动所造成的大气污染。除了工业生产,人们在日常生活中的一些活动也会对大气造成污染,比如人们在烧火做饭、取暖的过程中,就会通过燃料的燃烧产生很多的烟气,再比如人们在焚烧垃圾的时候,也会产生很多对空气产生污染的气体,随即进入空气中,使得空气质量受到影响。第四,来自农业的污染,在农业活动中,人们为了提高农业产量,防止一些害虫对农作物产生影响,因此会大量的使用农药以及化肥等,而且有的农田还会产生甲烷,这些有害气体也会进入大气中,造成大气的污染。第五,军事或科学实验污染源,为了提高国家的综合实力,我国也在积极加强军事研究,核试验、原子弹爆炸、航天器的废弃物及毁坏后的碎片垃圾等,都是在军事以及科学研究过程中不可避免的废弃物在,和谐废弃物也会对大气造成严重的污染,而且一旦形成了,很难清除,对人体会造成十分严重的伤害。 3大气污染防治现状和措施 3.1大气污染防治现状 3.1.1环境意识薄弱 大气污染形成的一个重要原因是人为的,人为原因之所以会造成较大的危害,是因为人们的环保意识比较薄弱,长期注重经济发展,对经济的重视程度明显高于对环境的重视程度,等到环境问题比较严重的时候才来加强保护,为时已晚。人们在经济社会的发展过程中很多时候都只考虑近期的、局部的经济发展需要,在制订一些综合的经济政策、产业政策以及城市建设发展规划中缺乏对保护大气环境的考虑,造成大气污染,对环境造成的危害也是无法挽回的。 3.1.2大气污染防治的资金投入不足 大气污染已经形成,在未来的发展过程中应该要加强对大气污染的防治,从而降低大气污染程度,使得人与自然依旧能够实现和谐的可持续发展。但是当前在大气污染的投入方面还存在问题,资金不足是一个严重的问题,我国想要从根本角度改变大气污染,比如在推行清洁煤炭政策、改善能源结构的措施如煤炭洗选加工、型煤、燃煤脱硫、使用清洁能源等,但是在这些方面的投资力度还不够,资金不足,导致一些设备的配备不足,最终导致大气污染得不到有效地防治。 3.1.3执法不严,监督管理力度不够 大气污染的产生一方面是由于人们在经济活动中的肆意破坏造成的,但同时,相关的执法部门也难辞其咎,环境监督管理部门应该要加强对这些行为的制止,一旦发现应该要及时叫停这些污染严重的企业,但是在实际的发展过程中,环境监督管理部门的执法力度不够,也是导致大气污染持续加重的一个重要原因。执法部门有时候并没有真正发挥出监督的效应,对自己的职责不清楚,加上我国关于各类大气污染源控制的相关措施的制定和实施时间较晚,因此使得大气污染一直持续,并且还有加大的趋势。 3.2大气污染的防治措施 大气污染现象一年比一年严重,全球很多国家都在积极加强对大气污染的防治,针对我国的具体情况,可以从以下几个方面着手。 (1)进行统筹规划,合理布局。工业依旧是经济发展的主导产业,一个国家的发展离不开工业,但是工业对环境的破坏是在所难免的,因此在未来的发展过程中应该要做好布局规划,尤其是要对工业进行合理的布局,从而使得工业生产过程中能够减少对大气的污染。在布局工业时,应将工业生产均衡分布,不要将工业生产局限在一些大城市中,当前我国很多大城市的工业外迁就是进行大气污染防治的一个有效措施,但需要注意的是,在进行工业外迁的时候,也应该要对迁入城市进行了解,从而做好工业与环境的统筹。 (2)提高人们的环保意识。人们在生产生活过程中往往也会产生很多的危害,因此提高人民的环保意识是进行大气污染防治的有效途径。在大气污染防治以及环境保护的过程中,应该要加强全民宣传,使得百姓能够有更强烈的意识去进行环境保护,去进行污染的防治。比如当前很多人都选择了节能减排的汽车,或者甚至摒弃汽车选择公交车出行,这就是一种以自己的实际行动来保护环境的有效体现,加强对居民的环保意识的提升,可以使得大气污染得到有效地防治。在全社会范围内应该要营造一种良好的环保氛围,要深入推进节能减排全民行动,动员全体成员都积极参与到保护大气环境以及其他自然环境的活动中来,从自己日常生活中的细节着手,加强对各种污染的防治。比如引导消费者购买和使用节能绿色产品、节能省地型住宅,让居民在日常生活中减少各种污染大气的气体的排放,倡导一种简约适度、低碳环保的理念,反对奢侈浪费的行为。 (3)大力推进生态文明建设。生态文明建设是十八大提出的一个全新的概念,对于我国的生态环境的保护以及生态平衡的维持有十分重要的意义。在生态文明建设过程中,应该要加强推进生态文明建设的制度建议的研究,开展国家生态文明先行示范区建设,对各地的实际情况进行分析,结合当地的大气污染与生态文明建设之间的关系,探索有针对性的治理模式。比如针对森林覆盖率相对较低的地区,可以采取植树造林,绿化环境的方式。绿色植物可以使大气中的氧气不断更新,以此调节空气成分,净化大气。因此在大气污染的防治过程中,应该要加强植树造林的力度,利用森林以及绿色植物对大气的调节作用,使得大气环境得到净化,从而改变气候条件,使得生态环境保持良好的循环。 (4)加强大气污染防治过程中资金的投入。在大气污染防治过程中,资金是各种防治策略有效推进的重要保障。我国应该要加强对这部分的投入,加强资金的整合。一方面,国家应该要积极加强对节能减排相关的各项研究的资金投入,比如节能型住宅技术的研究、节能减排汽车技术的研究等,这些都需要一定的资金作为支撑,国家要加强对这些新技术研究过程中的投入,从而使得各项技术研究能够顺利推进,并且今早投入使用,防止大气污染持续加重。另一方面,应该要加强社会资金的整合,社会中的团体和组织应该要加强对大气污染防治的投入,比如企业自身应该要具备一定的环保意识,对于一些产生污染比较严重的设备要进行更换,对于各种防污染的技术要进行引进,从而使得污染的防治能够得到有效的控制,并且能够提高企业的社会形象。 (5)加强对农业生产以及科研研究的控制。在农业生产以及各种科学研究过程中,对大气也产生了严重的危害,对此也应该要加强这部分的控制。首先,在农业生产过程中,要对传统的生产模式进行改进,应该要积极加强对农业生产过程中的一些农药和化肥的使用量的控制,尽量采用生态的方式进行农业生产,加强效益农业模式的应用,使得农业生产过程中产生的大气污染可以逐渐减少,甚至是完全消失。其次,在各种科研过程中,应该要加强研究过程中的各种废弃物的处理,防止这些废弃物的累积,从而使得大气污染得到有效的控制。比如科研部门应该要设置专门的废物回收装置,安排专人对这项工作进行管理,从而使得科研过程中的废物得到有效的处理,而不是随意丢弃,进而从根本上遏制废弃物对大气造成的污染。 4结语 综上所述,大气污染是环境污染中的一个重点内容,也是对人类的健康产生危害较为严重的一种污染形式。在我国未来的经济建设过程中,由于注重短期的经济利益,对大气污染的重视程度不够,因此导致当前大气污染十分严重,而且还有逐年恶化的趋势。在未来的经济社会建设过程中,应该要提高人们的环境保护意识,加强各种经济生产生活活动对大气污染的控制,加强对各种先进技术的研究和推广,从根本上遏制大气污染的产生以及扩散,促进自然生态环境的改善,为百姓营造良好的生活环境,使得人类社会和自然环境之间可以实现可持续发展,实现良好的平衡。 大气环境论文:遥感技术在大气环境监测中的应用及其发展分析 [摘 要]随着我们国家经济社会的不断发展,大气环境的污染程度也随之变得越来越严重。大气污染不仅影响了我们赖以生存的大气环境,还在极大程度上危害着我们的身体健康。遥感技术因监测范围广、速度快、成本低的特点,被环境监测部门广泛应用到大气环境监测中去。本文提出了大气环境遥感监测技术的基本原理,并围绕着遥感技术在大气环境监测中的应用及遥感技术的未来发展趋势两个方面做了详细的分析,为今后的研究提供一些有利依据。 [关键词]遥感技术 大气 环境监测 污染 一、概述 对于大气环境污染问题,无论是我们个人还是我们的国家都需要对其引起高度重视,并采取一切措施对其实施科学的监测和治理。在对大气环境实施监测过程中,遥感技术作为大气污染控制的重要手段之一,始终发挥着重要的作用。遥感技术不只能对大范围的大气环境变化和大气环境污染进行快速、动态、实时、省时省力地监测,同时还能对突发性大气环境污染事情的发作、开展、停止进行实时、快速的跟踪和监测,这样就能及时采取相应的处置措施,从而减少大气污染形成的损失。 二、大气环境遥感监测技术的基本原理 遥感监测就是用仪器对一段距离以外的目标物或现象进行观测,是一种不直接接触目标物或现象而能收集信息,对其进行识别、分析、判断的更高自动化程度的监测手段。它所起到的最重要作用就是不需要采样而直接可以进行区域性的跟踪测量,从而快速进行污染源的定点定位,污染范围的核定,污染物在大气中的分布、扩散等,从而获得全面的综合信息。根据所利用的波段,可以将遥感监测技术主要分为三种类型,即:紫外、可见光、反射红外遥感技术;热红外遥感技术和微波遥感技术。大气环境遥感监测作为遥感技术应用中较为重要的内容之一,在业务上与常规气象要素的监测不同。常规气象要素遥感监测主要是指测量大气的垂直温度剖面、大气的垂直湿度剖面、降水量及频度、云覆盖率(云量和云层厚度) 和长波辐射、风(风速和风向)、地球辐射收支的测量等。而大气环境遥感则是监测大气中的臭氧(O3)、CO2、SO2、甲烷(CH4)等痕量气体成分以及气溶胶、有害气体等的三维分布。这些物理量通常不可能用遥感手段直接识别,但由于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量气体成分具有各自分子所固有的辐射和吸收光谱特征,如影响水汽分布的主要光谱波长在017μm,O3在0155~0165μm 之间存在一个明显的吸收带,因此我们实际上可通过测量大气散射、吸收及辐射的光谱特征值而从中识别出这些组分来。研究表明,在卫星遥感中有两个非常好的大气窗可以用来探测这些组分,即位于可见光范围内的 0140~0175μm 的波段范围和在近红外和中红外的0185μm、1106μm、1122μm、1160μm、2120μm 波段处。 三、遥感技术在大气环境监测中的应用 根据遥感技术的工作方式可以将其分为主动式遥感监测和被动式遥感监测两品种型。 1、大气环境的主动式空基遥感监测 星载或机载的微波雷达是当前大气环境的主动式空基遥感的主要监测技术。主动式雷达是由发射机经过天线在很短的时间内,将一束很窄的大功率电磁波脉冲向目的物发射,随后再应用同一天线对目的地物反射的回波信号停止承受后显现的一种传感器。回波信号的振幅、位相因物体的不同而不同,基于这一点就使其在承受处置后,目的地物的方向、间隔等数据能够观测出来。目前,多数国度都停止了空间雷达探测方案的制定。如:1993年美国NASA首先应用机载的探测雷对大气中气溶胶的散布停止了监测;1994年Bourdon.A在希腊雅典应用机载差分吸收雷达对雅典市上空的光化学雾停止了丈量,取得了一些大气污染物如SO2、NO2、O3和气溶胶等的空间散布数据。 2、大气环境的被动式空基遥感监测 当前大气环境的被动式地基遥感的主要监测技术有:太阳直接辐射的宽带分光辐射遥感、微波辐射计遥感、多波段光度计遥感。所谓的太阳直接辐射遥感是应用日光在大气中的衰减和散射,对大气组分停止丈量,它是通过对可见光的丈量,来对气溶胶的反演,应用紫外线波段来对大气臭氧、二氧化碳等丈量。由于在很宽的频率范围内大气分子的吸收辐射可产生特定的谱线,且不同分子及不同的能级跃迁所产生的谱线不同,微波辐射计就是经过对这些不同的辐射频率信号的承受,从而对大气组分停止反演。应用微波辐射计可将大气臭氧和氯化物丈量出来,其对大气臭氧的丈量精度和地基陶普生光谱仪丈量精度差不多。多波段光度计遥感是一种以太阳为光源的被动式地基遥感手腕,大气中气体分子以及大气气溶胶粒子会散射和吸收自大气上界入射到地气系统的太阳辐射,在空中所接纳到的太阳辐射,包含了大气中气溶胶信息,经过接纳到的辐射停止丈量,就可将气溶胶的信息反演出来。从当前情况看,最为精准的办法就是采用多波段光度计遥感来丈量气溶胶光学厚度,多波段光度计遥感通常被用来对卫星遥感的结果停止校验,如应用MODIS卫星材料对北京地域的气溶胶光学厚度停止了丈量,与此同时也与应用空中光度计对北京地域的气溶胶光学厚度停止的丈量结果停止了比拟。通过实验可以证明,两种办法的丈量结果即精度相当,这也阐明了应用卫星遥感对气溶胶的监测,是一种地基遥感监测较好的替代办法。 四、遥感技术的未来发展趋势 1、大气环境遥感的定量化、集成化、系统化和全球化 地球观测系统( EOS) 是划时代的长期发展的伟大工程,更是一项系统工程,该工程对环境与气候变迁、全球变化、可持续发展研究等有极其重要的意义。大气遥感在EOS 中占有重要地位,而现有的大气遥感尤其是大气环境遥感的“定量化”和“系统化”水平远还不能满足环境与气候变迁要求,仍需要加强。 2、高光谱、高时间、高空间及多角度、多时相、多偏振等多种数据源的综合应用 从当前国内外学者对大气环境遥感监测的研究情况来看,他们在研究中对于大气环境遥感所用的数据源研究要求的并不高,不只是受陆地卫星数据等单一数据源的限制,同时还需要高光谱分辨率、高空间分辨率或高时间分辨率的卫星遥感数据源。 3、遥感技术在大气环境监测中的不断发展,其优势也逐渐被人们所认可,将遥感监测运用于大气中各种污染气体监测中,突显其重要的使用价值,它能较为精确地提供在燃烧火焰里的激发态分子的转动或振动的详细信息 对各种红外源实行远距离的非接触型遥测;监测速度快、精度高;对光谱辐射的能量分布实行绝对监测。总之,遥感技术的发展以与普及,对于实现科学有效的监测大气环境提供了重要的知识帮助,从而有助于保护大气环境。 大气环境论文:新形势下大气环境保护与治理的探讨 摘 要:在当今这个时代,经济和科技都取得了长足的发展与进步,但与之相反的是生态环境却每况日下,并发展成全球性问题,温室效应、空气中致癌物PM2.5颗粒含量的增加以及雾霾天气的出现等现象都引发了人们对生态环境问题的关注,尤其是大气污染问题。在空气污染大肆横行,给人类生活、身体健康带来严重危害的情况下,人们逐渐认识到经济发展与环境发展间相互依存、相互促进的关系,使得大气污染问题成了我国当前阶段迫切需要解决的重大问题之一。该文就针对新形势下大气环境的保护与治理问题展开了探讨。 关键词:新形势 大气环境 保护与治理 探讨 大气污染问题的存在不仅会对人们的身体健康构成危害,导致人体出现急、慢性中毒的症状,如果人长时间处于受到污染的空气环境中,体内的遗传物质会在污染物长时间作用下发生突变,导致后代畸形或是使机体发生癌变,还会对工农业造成严重危害,比如:工业材料和设备以及建筑设施会受到大气中SO2、NO2和酸性污染物的侵蚀;酸雨不仅会对农作物生长造成直接影响,还会引发土壤和水体酸化,溶出的有毒成分又会毒害动植物与水生生物,严重的还会使森林衰亡、鱼类灭绝。此外,大气环境受到污染之后还会对天气和气候造成影响,比如:能见度降低,使得太阳光对地面的辐射量减少、在氮氧化物和氟氯烃类以及碳氢化合物等污染物作用下,臭氧大量分解出现臭氧层空洞问题、地球气候在温室效应影响下逐渐变暖等一系列环境效应。可见,大气污染对人类生存、发展构成了严重威胁,亟待加强对大气环境的保护与治理。下面就此问题做进一步探讨。 1 引发大气环境污染的影响因素 大气环境在城市发展脚步不断向前迈进的过程中受到越来越严重的污染,直至今日已经严重破坏了人类的生存环境,影响到了人类正常的生产、生活,威胁到人类和社会的可持续发展。为此,在经济和科学技术都得到了迅猛发展的当代,迫切需要对大气环境污染问题加强重视,积极探寻治理和解决的有效措施。为提高大气环境治理的针对性和实效性,必须先找到污染问题出现的根源,这样才能保证大气环境治理更加彻底。下面就分析下引发大气环境污染问题的主要原因: 1.1 城市发展脚步过快 在大气环境还没有遭受到如此严重破坏的时候,大气污染问题也并没有明显的表现,再加上一直以来,国家都把关注的重点放在了经济发展上,所以,在不断加快城市建设步伐和推动经济发展的过程中完全把保护大气环境的问题抛在脑后,没有这个意识,以致出现现在如此严重的大气污染问题,若一直放任不管,不采取任何治理措施,任其发展下去,必将对生态环境造成无法挽回的破坏,乃至影响到环境、人类和社会的可持续发展。在城市化建设进程中最明显的特征就是工业化,虽然工业的发展在很大程度上带动了经济的发展,但同样的也给环境造成了很大破坏,尤其是大气环境。最为突出的问题就是一些工厂一心只想把生产效率和生产效益提升上来,而对自身可能对环境造成污染危害的行为视而不见,把废水、废气随意排放到大气和周边河流当中,经过生态循环就会间接对大气环境造成严重影响,并陷入恶性循环当中[1]。 1.2 生活垃圾 人们日常生产、生活中产生的各种生活垃圾也会给大气环境造成一定污染,比如:农业生产中的秸秆焚烧、生产制造工业中产生的各种固体废弃物、生活油烟、污水等。以破坏大气环境为代价谋得经济增长和物质生活水平提升是不科学的,是一种目光短浅的行为,如果对这些人类可控行为再不加以控制,最终承担后果,受到伤害的还是人类自己。 1.3 机动车尾气排放 城市化发展、人们物质生活水平提升的另一个特征就是,摩托车、私家汽车等各种大中小型车辆越来越多,现在的人们在出行时很少会选择步行,以致道路上到处都是行驶中的机动车辆,排出大量对大气有污染作用的机动车尾气。 2 新形势下治理大气污染、保护大气环境的有效措施 2.1 大气环境的保护 第一,针对机动车尾气污染问题采取一定措施,在机动车管理上实行黄绿标管理办法,这样只有那些尾气排放不会对大气造成污染,并持有相应证明标志的机动车才能上路行驶[2]。同时,在治理在用机动车尾气污染防治工作中应用简易工况法,并针对机动车排气污染制定包括初次检验与年度检验等方式在内的定期检验制度以及动态检测和抽样检测活动。此外,还要注重机动车燃料管理工作的开展和油气回收治理工程的推进,一方面从源头上保证燃油合格;另一方面通过对储油库和汽油运输以及加油站油气污染状况的全程监督,避免或减少有机物污染问题发生。 第二,加强环境监管,严控燃煤类污染源排放污染物,进一步推进分散燃煤锅炉的改造力度和拆并力度,比如:将处于热电联产覆盖范围之内的燃煤小锅炉、分散锅炉以及集中供热锅炉并入集中管网。同时,在各大城市和乡镇地区针对高污染燃料划分禁燃区和严管区。 2.2 大气环境的治理 2.2.1 烟气污染物治理措施 第一,从宏观角度出发进行全面规划和合理布局。治理大气烟气污染时,首先应该在观念上认清和摆正经济发展和环境保护之间的关系,实现二者的平衡、协调发展。在此基础上对存在于当地的烟气污染源种类和数量、分布情况等信息进行全面细致地深入调查,为烟气污染物治理工作的开展做好准备,提供参考依据[3]。另外,在对那些会产生烟气污染物工业产区进行规划布置的时候,要将当地风向可能对其产生的影响划入考虑范围之内,这就需要把这些工业产区布置在位于城市主导风向下风向的位置,同时,还要保证居民生活区与烟气污染区间留有足够的间距,并在二者之间设置绿化带。 第二,积极开展绿化造林工作。在防治大气污染的众多措施当中,绿化造林不失为既高效,又经济的一种防治办法,因为绿色植物相当于天然的空气过滤器,城市绿化当中的植物还具有吸附和阻碍灰尘的功能,当雨水冲洗过后能起到净化空气的作用。另外,植物经过光合作用之后还能够吸收空气中二氧化碳,并向大气中释放出大量氧气,有助于空气质量的改善。 2.2.2 颗粒污染物治理措施 当固体燃料燃烧过后会向大气中排放出大量烟尘,使大气环境中出现烟尘、粉尘、雾等污染物。当期治理大气颗粒污染物的方法主要有干法、湿法和过滤法以及静电法。干法治理主要是利用颗粒污染物自身所受重力作用和离心力作用,常用的有惯性除尘、离心除尘和重力除尘等方法,用到的设备设施有旋风除尘器、惯性除尘器和重力沉降室等。湿法治理主要是先利用水或者其他液体润湿存在于大气环境中的颗粒污染物,然后再把它们收集起来进行相应去除处理,当前阶段主要使用的几种湿法治理办法有泡沫除尘法和洗涤除尘法等,期间会使用到喷雾塔、填料塔和泡沫除尘器等设备。过滤法则是利用有很多毛细孔的滤料老过滤含有颗粒污染物气体来达到去除颗粒污染物的目的,当前阶段常用的方法有布袋过滤法和填充层过滤法等,其中会用到的过滤设备有颗粒层过滤器和带式过滤器等。静电法主要是利用高压电场的电场力作用去除存在于大气中的颗粒污染物,在使用此种方法的时候需要把颗粒污染物大小、数量、操作费用等多种因素都考虑到,以此为参考依据选择适合的治理办法。一般来说,当大气中的颗粒污染物比较大的时候宜采用干法治理;当颗粒污染物比较细小的时候宜采用过滤法与静电法[4]。 3 结语 综上所述,大气环境污染问题是当前我国面临的主要问题,应将其与经济发展放在同样重要的位置上,经济采取各种措施加强对大气环境的保护力度和治理力度,保证环境、经济和社会的可持续发展。 大气环境论文:集中供热系统对大气环境的影响 [摘 要]集中供热是城市能源建设的一项基础设施,是城市现代化的一个重要标志,也是国家能源合理分配和利用的一项重要措施。随着我国城市的快速发展和人们生活水平的提高,城镇集中供热成为发展的必然趋势,但在供热的过程中,不可避免的会产生一些污染,这些污染所含有的污染成分比较复杂,并且在一定程度上还会产生对大气、水体和人体健康的一些危害。因此,我们应当对其进行深度分析,并从各种角度提出污染物的污染控制措施,争取在源头上消除污染。 [关键词]集中供热锅炉房;污染分析;控制措施 一、我国集中供热系统发展概况 在我国的城市中,尤其时北方的城市,在冬季进行集中供热已经成为一种普遍的方式。我国集中供热发展到今天,经历了从无到有、从小到大、从弱到强的发展历程。我国传统的集中供热主要采取热电联产、区域联合供热和小区锅炉房供暖等几种方式。从20世纪40年代至今,近60年的历史大致分为4个阶段:单纯利用阶段―单纯管理阶段―基础建设阶段―综合发展阶段。20世纪80年代以前,从北方采暖地区大城市来看,以分散锅炉房供暖比重最大。20世纪80年代以后,进入到综合发展阶段。热电联产、热交换站以及相配套的尖峰锅炉房等集中供热系统在许多城市相继建成。住房和城乡建设部2014年的“2013年城乡建设统计公报”显示,2013年末,城市蒸汽供热能力8.4万吨/小时,比上年减少2.4%,热水供热能力40.4万兆瓦,比上年增长10.5%,供热管道17.8万公里,比上年增长11.3%,集中供热面积57.2亿平方米,比上年增长10.3%。 二、城镇集中供热系统对大气环境的影响 在供热锅炉的燃煤过程中,会产生烟尘、NOx 和SO2 等大气污染物,污染因子以SO2、NOX为主,其次还有烟尘,CO和CO2等。NOx 和SO2是形成酸雨的主要污染源,易与大气中的NH3、金属氧化物等碱性物质形成气溶胶烟雾,降低能见度。NOx 和烃类化合物在强烈阳光的作用下,极易生成光化学烟雾等二次污染物。NOx 也会对臭氧层起破坏作用,对地面生物和人类造成危害。 1、烟尘:包括降尘和飘尘。主要是燃煤电厂排放的尘粒。2013年全国环境公报显示,工业烟(粉)尘排放量1094.6万吨,比上年增加6.3%,占全国烟(粉)尘排放总量的85.6%。 。尘粒不仅本身污染环境,还会与二氧化硫、氧化氮等有害气体结合,加剧对环境的损害。其中尤以10微米以下飘尘对人体更为有害。一般燃煤电厂的飞灰尘粒中,小于10微米的占20~40%。 2、二氧化硫:煤中的可燃性硫经在锅炉中高温燃烧,大部分氧化为二氧化硫,其中只有0.5~5%再氧化为三氧化硫。在大气中二氧化硫氧化成三氧化硫的速度非常缓慢,但在相对湿度较大、有颗粒物存在时,可发生催化氧化反应。此外,在太阳光紫外线照射并有氧化氮存在时,可发生光化学反应而生成三氧化硫和硫酸酸雾,这些气体对人体和动、植物均非常有害。大气中二氧化硫是造成酸雨的主要原因。2013年,全国工业二氧化硫排放量1835.2万吨,比上年减少4.0%,占全国二氧化硫排放总量的89.8%。 3、氮氧化物:火电厂排放的氮氧化物中主要是一氧化氮,占氧化氮总浓度的90%以上。一氧化氮生成速度随燃烧温度升高而增大。它的含量百分比还取决于燃料种类和氮化物的含量。煤粉炉氧化氮排量为440~530ppm;液态排渣炉则为800~1000ppm。二氧化氮刺激呼吸器官,能深入肺泡,对肺有明显损害。一氧化氮则会引起高铁血红蛋白症,并损害中枢神经。 当前,我国城市大气污染状况仍不容乐观。2013年,我们国家74个城市实施了新的空气质量标准,根据2013全年的监测,74个城市只有3个城市达到了空气质量二级标准,其他71个城市均不同程度地存在超过新空气质量标准的情况。 三、污染控制措施 1、对于烟尘排放的控制对策。一是采用高效率除尘器。如电除尘器的效率高达99%,最高可达99.9%。在静电除尘器的直流电压上叠加25千伏左右的脉冲电压,或者采用布袋除尘和静电除尘相结合的方式,还可进一步提高除尘效率。二是采用高烟囱。将剩余的尘粒排入高空加以扩散,以降低尘粒浓度,但是,过分加高烟囱并非有效的防治方法。因为高烟囱虽可降低污染物的近地面浓度,但却把污染物扩散到更大的区域。 2、对于二氧化硫排放的控制对策。首先,改进及控制在用锅炉的脱硫装置。改进脱硫除尘技术,使用双碱法脱硫。特别是在大吨位锅炉上,不能使用那种自激式脱硫除尘器;其次,在一定条件下要尽可能的减少燃煤。遇有天气较暖、长时间处于逆温天气条件或处于低气压下,锅炉应错开运行、缩短锅炉运行时间,减少燃煤和大气污染物的排放;然后,实施热电联产集中供热形式。据测算分析,从单位运行成本上讲,一个14MW的锅炉比使用10个1.4MW的锅炉可降低30%~40%;在除尘、脱硫、控制噪声等方面的投入上可降低40%~50%,在区域借助大吨位锅炉虽然比小锅炉的环境效益和经济效益要好,但其排放的污染物大部分还是要落在区内,脱硫方式选用不当,对区内的污染还是较重的。从环保、能源、规划等方面考虑,用电厂锅炉采暖供热是消除区内SO2的根本途径[1]。 3、对于NOx排放的控制对策。一是使尾气再循环燃烧,将氮氧化物(NOx)还原成N2排放;二是将尾部烟气脱硝处理氮氧化物(NOx)还原成N2;三是对锅炉燃烧温度和燃烧工艺加以严格科学控制,采用低NOX的燃烧技术,通过改变燃烧过程来有效地控制NOX的生成,或者使用选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)两种方式对烟道气进行处理,在NOx形成后即被净化。 四、结语 今后,城市集中供热形式将向着多元化发展,城市的能源结构和消费水平,决定了城市集中供热形式仍以高效脱硫、除尘的燃煤型热电联产和大型供热锅炉为主。随着经济发展和能源结构的变化,以天然气等洁净能源为燃料的集中供热将逐步增加。城市集中供热的发展不能脱离当地的经济发展水平,以达到提高人民生活质量和减少大气环境污染的目的。要按照市场经济的规律发展供热产业,选择技术合理、经济可行的城市集中供热形式。 大气环境论文:火电厂的大气环境保护 [摘 要]随着科技的发展,电力产品应用快速地增多了,电力需求量极大地增加了。我国火电厂的发电量占总发电量的大部分,火电厂燃煤发电产生许多大气污染物;在火电厂电力生产过程中,向大气排放的污染物多达100余种,其中主要是烟尘、S02、氮氧化物、大气汞。通过了解烟尘、S02、氮氧化物、大气汞的具体知识,寻找火电厂大气环境保护的具体方法措施。 [关键词]火电厂;大气环境;保护 2013年10月21日,哈尔滨市出现雾霾,能见度极低,致哈尔滨机场400余架航班取消,5万余人受影响。诸多有关大气污染的相关实例,大气污染已经危害到人类的健康与生存。 1.火电厂的几种大气污染物 1.1 烟尘 烟尘是一种气体溶胶物质,它是以一些固体小颗粒或液体分散漂浮在气体之中。生产过程中排放的烟尘,粒径大于10微米时,因本身的重力作用,能迅速沉降至地面,故称为“落尘”;当粒径小于10微米时,因能长期飘游在空中而做布朗运动,故称为“飘尘”。 火电厂燃烧系统产生的飘尘的化学组成比较复杂,其中有镍、镉、铬、铅、 钒、砷等的有毒化合物,特别是致癌物质苯并芘、苯芘[等,通过呼吸道或皮肤进入人体,引起肺癌或皮肤癌。飘尘的危害程度与尘粒的大小及性质密切相关。在各种飘尘中,粒径在0.5一5.0微米的飘尘对人体的危害最大。粒径大于5微米的飘尘能被鼻毛与呼吸道勃液挡住而排出,粒径小于0.5微米的飘尘能被豁附在呼吸道表面而随痰排出,只有粒径在0.5一5.0微米的飘尘能直接深入肺部,在肺泡内沉积,并可能进入血液输往全身,在身体各个部位积累产生症状。 1.2 S02 SO2是无色不燃的有毒气体,有强烈的辛辣、窒息性气味,遇水会形成具有一定腐蚀作用的亚硫酸,若与空气中的NO2发生光化学氧化反应,会迅速转化为S03,进而与水汽结合形成腐蚀性和刺激性较强的硫酸。火电厂锅炉产生的S02污染主要来自煤粉中硫的燃烧。大气中存在的S02、S03和H2SO4(气)等一般称为硫的氧化物,它们对人类及动植物都是极为有害的。S02的危害大致可分为两个方面:其一是当S02转化为S03,与水汽、烟尘等结合形成硫酸雾剂硫酸盐后,对人体的危害很大,不仅可引起咽喉水肿与声带痉挛而导致窒息,而且能导致支气管炎、肺炎和呼吸道麻痹,甚至引起肺硬化而致死;其二是当大气中的硫的氧化物形成酸雨后会对工农业产生不良影响,酸雨会腐蚀金属材料、设备、建筑设施等,因而增加了维修费用,缩短了使用寿命,提高了成本,酸雨还能使土壤日趋酸化、贫痔,从而影响植物的生长,造成农业减产,使森林枯萎,增加水体的酸度,不利于水生动植物的生长。 1.3 氮氧化物 氮氧化物包括多种化合物,如一氧化氮、一氧化二氮、二氧化氮、三氧化二氮和四氧化二氮等。这些化合物中,除了二氧化氮外,其余氮氧化物都很不稳定,遇到外界条件改变(光照、热等)就会变为一氧化氮或二氧化氮。火电厂燃煤中氮的含量大多数在1%左右,其燃烧产物主要为一氧化氮和二氧化氮,并且以一氧化氮为主。氮氧化物对环境的影响主要有四个方面,第一,氮氧化物是生成臭氧的主要物质之一,臭氧的形成导致大气的氧化性增强,使一些大气污染物(如确酸盐、硫酸盐等)形成了二次颗粒物,从而降低了大气能见度。第二,氮氧化物是城市细颗粒物污染的主要来源之一。细颗粒物的增多,使城市面临的雾霾灾害风险不断升级。雾霾天气严重影响了正常的工农业生产和交通运输,威胁城市人群身体健康,制约我国社会经济可持续性发展。第三,在紫外线照射下,氮氧化物与碳氧化合物会发生反应形成光化学烟雾。光化学烟雾会导致大气能见度降低,对眼睛和咽喉有强烈地刺激作用,并会出现头痛、呼吸道疾病恶化等症状,严重的甚至可能造成死亡。第四,氮氧化物参与酸雨的形成。相关研究表明,氮氧化物对酸雨的贡献呈增长的趋势,降雨中NO3/SO4的比值在全国范围内逐渐增加,我国酸雨正由硫酸型逐渐向硝酸型转变。如果不对氮氧化物的排放予以严格控制,那么增加的氮氧化物所带来的环境污染甚至很有可能抵消近年来二氧化硫治理所带的环境效益。 2.火电厂的大气环境保护措施 2.1 减少SO2的方法 目前,世界上火电厂所采用的脱硫工艺主要可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫三大类。现在比较成熟的脱硫工艺主要有:石灰石-石膏湿法、烟气循环硫化床法、氨法、海水法、旋转喷雾干燥法、电子束法等数十种工艺。石灰石-石膏法是迄今为止最为成熟的烟气脱硫技术,由于其脱硫效率高、成本低的特点,也成为我国应用最广泛的火电厂脱硫工艺。石灰石-石膏湿法脱硫工艺的优势主要是脱硫效率高,脱硫原料廉价易得,烟气处理量大,适应大容量机组,此外脱硫副产物石膏还能用于建筑材料、水泥行业、农业等多个方面,应用前景十分广阔。但是其脱硫过程中需要处理大量的废水,能耗较大,工程投资和运行费用相对于其他工艺还比较高,且脱硫过程中会发生化学反应置换出二氧化碳。 2.2 减少氮氧化物的方法 降低氮氧化物排放措施分为一级脱氮技术和二级脱氮技术。一级脱氮技术主要是采用低氮氧化物燃烧器以及通过燃烧优化调整,有效控制氮氧化物的产生,从源头上减少氮氧化物生成量,目前主要有:空气分级;低氮氧化物燃烧器(LNB);再燃(燃料分级,煤粉再次燃烧)。二级脱氮技术则是利用各种措施,尽可能减少已生成氮氧化物的排放,属于烟气脱硝范畴,目前主要有两种成熟技术―选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)。 2.3 减少汞的方法 燃煤汞污染控制措施主要包括在燃煤中汞的释放、转化和排放整个生命流程,以及在各个阶段对汞的各种脱除技术方法。整体而言,燃煤汞的污染控制措施主 要包括燃烧前、燃烧中以及燃烧后的控制。燃烧前控制,燃烧前控制技术涉及洗煤脱汞技术、热解脱汞技术。这些技术都是在燃烧前对原煤进行脱汞预处理,然后再进入设备燃烧利用,这将直接减少进入燃烧系统中的总汞量。燃烧中控制,利用改进燃烧的方法,参考其他污染物的燃烧中的控制技术,在降低其他污染物排放的同时,实现减少一部分汞的排放。主要的技术包括:流化床燃烧方式、低氮燃烧技术以及向炉膛内喷入汞的吸附剂的方法等。燃烧后脱汞是对燃煤汞控制和处理主要的关键步骤,也是未来火电厂汞污染控制的主要方式。目前,烟气脱汞技术研究主要集中在两方面:一是采用吸附剂材料对烟气进行脱汞,二是利用现有污染物控制设备实现对汞的协同控制。 对大气环境的保护是生态建设的一部分,其中火电厂的大气环境尤为重要,要针对相关大气污染物采取具体方法措施来解决,共建生态家园。 大气环境论文:一般大气环境下钢筋混凝土构件抗震性能时变特征 摘 要:采用精细化有限元全过程分析方法,考虑混凝土碳化、钢筋锈蚀及其引起的粘结滑移性能退化等多因素耦合作用,研究在一般大气环境使用年限内,耐久性退化对构件抗震性能的影响规律和内在机理.结果表明,一般大气环境下,钢筋混凝土构件使用年限在30 a内抗震性能变化不大.当使用年限超过30 a后,抗震性能显著退化.当使用100 a时,承载力降低22.5%,刚度约退化33.5%,延性降低36.7%,耗能能力降低40.5%.建议在一般大气环境下对钢筋混凝土构件进行抗震设计时,应考虑随使用年限的增长,耐久性退化对抗震性能的影响,从而保证结构良好的抗震性能. 关键词:钢筋混凝土;耐久性;抗震;时变特征;一般大气环境 钢筋混凝土结构在设计使用年限内,由于材料老化、不利环境及使用不当等因素影响,结构常出现不同程度的损伤,这种损伤积累直接导致结构耐久性降低、承载力下降、抗震性能退化[1].中国传统设计考虑混凝土结构的耐久性不足,设计的安全度设置水平较低,留下了大量存在一定缺陷的结构[2].一般大气环境下,混凝土碳化及其引起的钢筋锈蚀是造成结构耐久性退化的主要因素.实际钢筋混凝土结构的耐久性具有时变特征,任其发展会由量变积累引起质变,地震中完全有可能引起承载力不足,甚至导致结构解体或倒塌.对于钢筋混凝土结构问题更为突出的是许多结构在处于严重腐蚀环境之中的同时又处于地震多发地带[3].对耐久性退化钢筋混凝土结构抗震性能的研究始于1988年Kyioshi等[4]通过喷洒盐水的方法使混凝土梁中的钢筋锈蚀,进行低周反复荷载试验,结果表明,在循环荷载作用下,结构承载力较无锈蚀时降低速度快.之后国内外学者对钢筋混凝土结构耐久性损伤后的抗震性能进行了大量的研究[5-9],Yu等 [10]通过试验发现,随着腐蚀程度的增大,结构失效模式由因纵向钢筋屈服引起的弯曲破坏转变为由于横向钢筋断裂引起的弯剪破坏.Inci[11]采用非线性静力研究方法和非线性时间历程分析方法分析不同锈蚀程度、钢筋分布和不同地震强度对钢筋混凝土框架结构抗震性能影响. 钢筋混凝土结构在锈蚀与地震作用下的动力响应,直接影响结构安全性和耐久性[12].Luisa等[13]指出钢筋混凝土构件承载能力和延性会随着钢筋的锈蚀率增大而减小,在某些情况下,也会导致结构从塑性破坏转变为脆性破坏,这种作用对结构尤其是地震区的结构分析很有意义,这些区域延性特征和实际形成机理都是安全评估中的关键问题.目前,对耐久性退化钢筋混凝土结构抗震性能的研究多考虑钢筋锈蚀或混凝土碳化单一因素的影响,且未考虑钢筋锈蚀后粘结滑移退化对抗震性能的影响,碳化对结构抗震性能的影响研究也不尽合理,新建钢筋混凝土结构抗震设计也未考虑使用年限内结构耐久性损伤后抗震性能的时变特征,既有钢筋混凝土结构可靠度评定时也应考虑既有耐久性损伤及后续耐久性损伤的演化.本文通过足尺锈蚀钢筋混凝土构件低周反复荷载试验,验证有限元模型的准确性,采用精细化有限元全过程分析方法,从混凝土碳化率和钢筋锈蚀率的角度,考虑混凝土碳化、钢筋锈蚀及其引起的粘结滑移性能退化等多因素耦合作用,研究一般大气环境下使用年限内,耐久性退化钢筋混凝土构件抗震性能时变特征. 1 一般大气环境下混凝土碳化及钢筋锈蚀 时变特征 2 钢筋混凝土构件抗震性能时变特征有限 元模型 2.1 有限元分析模型 采用ABAQUS有限元软件进行建模并对试件进行模拟计算.混凝土选取塑性损伤本构模型,采用C3D8R单元,钢筋采用T3D2单元.钢筋与混凝土联结采用SPRING2弹簧单元,如图2所示.弹簧单元1约束钢筋单元节点与混凝土单元节点的水平位移,弹簧刚度由能量等值原理确定;弹簧单元2约束钢筋单元节点与箍筋内部混凝土单元节点的竖直位移,弹簧刚度取极大值. 为模拟箍筋对混凝土约束作用,将保护层与内侧混凝土分开建模,并选取不同的本构关系,考虑到荷载作用下箍筋外侧混凝土压碎后剥落,不再承受荷载,而箍筋内部混凝土由于受到约束作用局部压碎后仍可参与后续受力,故在建立混凝土本构关系时考虑箍筋的约束,将混凝土分为优秀混凝土和非优秀混凝土,优秀混凝土考虑横向约束作用对混凝土强度的提高.一般大气环境下混凝土碳化深度通常未达到优秀混凝土区域或对优秀混凝土区域影响较小,故考虑碳化对混凝土本构关系的影响时,只考虑碳化对保护层非优秀区域的影响.考虑到箍筋约束对混凝土受压力学性能的影响,根据研究成果[16],引入配箍特征值进行修正. 已有研究中通常将碳化深度作为参数,但相同的碳化深度对截面面积不同混凝土结构或构件力学性能影响不同,采用碳化深度来表征碳化对混凝土性能的影响不能考虑构件截面的尺寸效应.为了更合理描述混凝土碳化后力学性能变化规律,本文采用结构或构件的相对碳化面积,即碳化率来表示,如图4所示.其中,碳化面积Ac与截面四周碳化深度b1,b3,h1及h3有关,截面总面积A=bh.在此定义混凝土碳化率(=Ac/A)为:混凝土结构或构件截面碳化混凝土面积Ac与混凝土总面积A的比值. 2.2 耐久性劣化材料本构关系 根据第2节计算结构使用年限分别为0,30,50,70和100 a时,钢筋混凝土构件保护层碳化深度分别为0,17.5,22.6,26.8和32 mm,相应地保护层碳化率分别为0,61%,77%,90%和100%.箍筋内侧混凝土考虑箍筋约束作用对混凝土本构关系的影响,箍筋外侧混凝土仅考虑碳化对本构关系的影响,本构关系采用作者建立的重复荷载下碳化混凝土本构关系模型[15],见图5.碳化对混凝土抗拉强度的影响,在目前研究成果中未见报道,为此本文假设碳化不影响混凝土抗拉强度. 使用年限分别为0,30,50,70及100 a时,箍筋锈蚀率分别为0,7.43%,21.16%,33.79%和50.66%;纵筋锈蚀率分别为0,0.1%,7.15%,13.94%和23.64%.由于箍筋保护层厚度小于纵筋保护层厚度且直径较小,箍筋锈蚀速率大于纵筋锈蚀速率,约为纵筋锈蚀速率2倍.本构关系采用文献[17]建立的反复荷载下锈蚀钢筋本构关系模型. 2.3 试验验证 试验试件共6个,设计图见图6.各试件设计锈蚀率分别为0,3%,6%,9%,12%和15%,锈蚀试验及测试方法依据GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法标准》进行,实测试件L-1,L-2,L-3,L-4,L-5,L-6锈蚀率分别为0,2.76%,5.47%,8.63%,9.81%和11.59%.混凝土设计等级为C30,实测立方体抗压强度为31.4 MPa,试件中纵筋采用HRB335,直径16 mm,对称配置,箍筋采用HPB300,直径8 mm,间距100 mm. 试验装置采用MTS电液伺服试验机,按受弯构件加载,加载装置见图7. 试件两端部铰接,中部施加竖直反复荷载.加载时首先采用荷载控制循环加载直至试件进入屈服状态,屈服后改用位移控制,荷载控制的初始荷载取计算开裂荷载的50%,位移控制循环等级均为试验屈服位移Δy,每级循环3次,直至试件发生破坏,加载机制见图8. 详细试验成果可参见文献[15],取试件中部一侧进行有限元分析.箍筋外侧混凝土压碎时剥落,不考虑其受压恢复性能,但内侧混凝土压碎后,由于箍筋约束作用而不至剥落,内侧混凝土受压可以恢复. 以试件L-1及L-5为例,有限元模型计算结果与试验对比见图9及图10. 通过对比分析可知,分析结果与试验结果基本吻合,但有限元模拟滞回曲线更加饱满,再加载刚度初期偏大而后期偏小.这一方面是由于有限元计算中参数选取的复杂性,有限元参数选取的误差及试验中的误差都可能导致二者结果存在差异;另一方面,虽然本文采用弹簧单元模拟钢筋与混凝土的粘结滑移性能,但简化方法与真实情况有所差异.实际构件加载过程中,钢筋与混凝土的粘结强度随滑移量的增大而增大,达到极限粘结强度后,随滑移量的增大而减小,有限元模拟中采用能量法简化为刚度不变的弹簧单元,未能很好模拟再加载初期粘结滑移滞回曲线的平滑段,即宏观上表现为构件滞回曲线的捏拢效应,有限元计算曲线不如试验曲线明显.有限元计算的滞回曲线与试验曲线总体上接近,卸载路径及骨架曲线与试验吻合较好.对于工程应用中的弹塑性分析,这样的分析结果已经能够满足要求.本文所述的有限元计算方法对于模拟锈蚀钢筋混凝土构件在低周反复荷载作用下的响应有一定的准确性和可参考性,可以利用此法进行耐久性退化钢筋混凝土构件的抗震性能参数分析和退化规律分析. 3 锈蚀钢筋混凝土构件抗震性能时变特征 分析 3.1 承载力及刚度退化分析 随着使用年限的增长,各试件滞回曲线见图11. 由图11可知,随着构件使用时间的增长,滞回环面积减小,饱满程度降低,达到峰值荷载后承载力及刚度退化愈加明显.各构件骨架曲线见图12.由图12可知,构件使用年限在30 a内骨架曲线变化不大,使用时间对构件刚度及承载力影响较小;当使用年限超过30 a后,骨架曲线变化较大,由于钢筋锈蚀,构件刚度及承载力发生显著退化. 随着使用时间的延长,骨架曲线达到峰值荷载后平直段明显变短,延性降低.使用年限内各构件力学性能及滞回性能见表1. 各构件承载力衰减曲线见图13.对承载力退化比计算值分析可知,承载力随使用年限的增长,在30 a之前和30 a之后的退化速率明显不同,退化规律采用分段式表示,见式(11). 使用年限/a 由以上分析可知:构件屈服前,刚度随着变形增加迅速降低,屈服后,刚度下降速度减慢,当变形达到峰值位移后,刚度趋于平稳;随着使用年限的增长,刚度退化在构件从屈服至峰值状态时更为明显,达到峰值状态后,构件退化速率基本一致;另一方面,各构件刚度随使用年限的增长,30 a内退化速率较小,30 a后刚度退化速率逐渐增大,当使用100 a时,刚度约退化33.5%. 3.2 滞回性能退化分析 各构件滞回性能见表1,其中弹性状态耗能取最大位移为10 mm时滞回环面积,屈服耗能取屈服位移滞回环面积,极限耗能取极限状态下滞回环面积. 使用年限内各构件延性及极限耗能性能随时间的变化见图16. 由图17可知,若构件在使用年限内出现较为严重的坑蚀,则可能导致构件抗弯强度大于抗剪强度,构件首先达到其抗剪强度,在破坏模式转换点之后,构件发生剪切破坏,从而可能导致结构在地震中发生脆性破坏,甚至突然倒塌. 综合考虑一般大气环境下钢筋混凝土构件抗震性能的演化规律,建议在一般大气环境下钢筋混凝土构件抗震设计时,应考虑典型环境中构件随使用年限增长导致抗震性能的退化,从而保证结构良好的抗震性能. 4 结 论 本文通过对一般大气环境下耐久性退化钢筋混凝土受弯构件抗震性能演化规律的分析,主要结论如下: 1)随着钢筋锈蚀程度的增大,试件承载力、刚度及耗能性能逐渐降低.钢筋锈蚀导致其屈服点逐渐消失,使得构件屈服弯矩与极限弯矩接近,屈服区长度变短,构件延性降低. 2)一般大气环境下,混凝土碳化率随使用年限增长逐渐增大,但碳化速率逐渐减小.钢筋锈蚀开始后,其锈蚀率随时间基本呈线性关系,随使用年限增长,锈蚀程度逐渐增大,箍筋锈蚀速率大于纵筋锈蚀速率,约为其2倍. 3)一般大气环境下,钢筋混凝土受弯构件使用年限在30 a内,构件抗震性能变化不大;当使用年限超过30 a后,构件刚度、承载力及滞回性能发生显著退化.当使用100 a时,一般大气环境下承载力降低22.5%,刚度约退化33.5%,延性降低36.7%,耗能能力降低40.5%. 4)根据计算分析,给出了一般大气环境下使用年限内,受弯构件承载力、刚度、延性及耗能性能退化规律计算式.综合考虑一般大气环境钢筋混凝土构件抗震性能的演化规律,建议对钢筋混凝土构件抗震设计时,应考虑典型环境中构件随使用年限增长导致抗震性能的退化,从而保证结构良好的抗震性能,防止突然倒塌.
开展水稻安全生产关键技术信息建设,构建“学校+企业+基地”的三方协同联动机制,农户按照安全生产技术规程进行生产,对提升水稻安全生产能力与水平具有重要作用。农业信息技术包括传感技术、通信技术和计算机技术[1]。20世纪90年代,一些发达国家在作物栽培的各个环节,包括土壤调查、环境调控、配方施肥、品种选用、栽培病虫害防治等方面实行了计算机管理和调控[2]。由于遥感与GIS技术的应用,现代信息系统、作物模型和专家系统三者不断整合,可视化虚拟技术也涌入农业信息技术建设中,智能化程度不断提高,建设成本也不断提升。1993年农业部率先创建了部级的行业信息网。“十二五”时期,中央一号文件就明确提出了建设以农业物联网和精准装备为重点的农业全程信息化和机械化技术体系,发挥现代农业示范基地的引领作用的建设方针。近年来,农业传感器、农业物联网和农业大数据等先进技术被广泛应用于各行各业[3],高起点、高投入的智慧农业在地理位置条件优越、经济水平较高的东部沿海地区实现了快速发展,但很多地区因为城乡经济水平差距较大,乡村数字基础设施建设不足、数字乡村专业化人才匮乏[4],“高大上”的智慧农业相关技术很多农民用不起、不会用。所以,新形势下的农村信息化技术需求主要是均等化远程教育技术、低成本信息终端接收技术、传感器技术和生产模型技术[5]。加强乡村信息技术建设是全面落实乡村振兴战略的重要手段之一,邱智等[6-8]从不同侧面研究了现代信息技术建设对乡村振兴的推动作用、建设路径与建议。项目组依据我国农业农村信息工作要求,以“信息稳农、信息强农、信息惠农”为基本工作目标进行探索。以广东省清远连州市白石村水稻生产为例,从现状调研入手,并按照量力而行、放眼长期、立足实际、从应急做起的基本原则进行建设与管理,旨在用最为经济的手段,做最实惠的事情,解决目前农民文化水平偏低、信息化生产观念模糊、获取信息与利用信息能力弱以及终端接收设备差等实际问题。 1构建总体思路 1.1建立三方联动的建设与管理机制 本研究采用学校、企业和农户三方联动共建的方式,基本关系如图1所示。基于农户水稻种植生产与企业稻谷加工的基本需求,三方分工协作共建。学校负责水稻安全生产信息化管理平台的建设,主要工作是水稻安全生产防控关键技术数据采集贮存、整理分析,研制安全生产防控方案和防控信息,培训生产人员、指导企业和试点基地农民开展水稻的安全生产。合作企业负责试点基地生产管理、实时采集信息、安全生产监控与安全稻米加工。在实际生产中,合作企业与试点基地农户签订生产合作协议,企业分发良种、农药和化肥等生产资料,收购农户稻谷。试点基地农户必须按照企业要求,依据生产技术规程、生产方案种植水稻,采集生产过程数据、反映生产过程的具体问题。 1.2建设与管理实现路径与方法 基本的实现路径与方法如图2所示,主要分为以下5个步骤:第一步,开展基地的种植环境调研,确定种植的水稻优良品种。第二步,采集土壤肥力、重金属含量、化肥施用量与施肥方式、主要病虫害与防治、稻米加工等基础数据,并建立基础数据库。第三步,在基础数据的基础上,依托项目组成员已有的成果,研制安全生产基本规程(文件)。一是研制不同肥力层次的土壤施肥方案;二是依据动态病虫害的实时监控,研制个性化绿色病虫害防控方案;三是依据绿色食品加工生产标准,结合地方实际,健全稻米安全加工关键技术规程。第四步,依托学校超星泛雅网络教学平台,构建水稻安全生产信息化管理平台,APP手机终端技术为开展互动交流的主要手段。第五步,对相关人员开展生产技术与平台使用操作培训,通过基地示范和引导带动地方的积极参与,推动区域优质水稻安全生产与管理的数字化。 2生产需求分析 以白石村水稻生产为案例,该村水稻生产模式是“公司+农户”。连州市高山绿稻米业有限公司统一发放水稻品种,在公司人员指导下按照施肥配方进行施肥,水稻收割后,由公司统一加工和销售。调研发现,该村村民文化程度低,社会经济水平偏低,有明显的空心化现象,80%的有文化的青壮年劳动力流向城市工作,留守在农村的主要是老人与孩子,从事水稻生产的主力是50岁以上的人员,普遍只有小学文化程度。村民知道水稻安全生产基本常识的不足20%,能获得与利用相关信息的不到10%。生产过程管理还处于经验管理层面。总之,在水稻生产中要提升安全生产意识,亟需增加信息化建设投入,建成浅显易懂、直观、实用的生产技术信息系统。工作重点是编制针对不同土壤肥力的施肥配方,解决盲目施用化肥的问题;研制绿色防治为主体的病虫害综合防控方案,解决病虫害防控的农药滥用问题;采取三方联动的方式开展关键技术信息化建设,解决农业技术推广滞后于实际生产需求的问题。 3建设与管理内容 3.1关键技术与信息处理 影响水稻安全优质生产的关键因素有土壤基本状况,包括土壤主要养分含量和重量金属含量、肥料的施用量与施用方式、病虫害防治方法。针对以上因素采取相应的技术措施,并进行信息处理。 3.1.1土壤基本状况监控 土壤是水稻生长的基本条件,对水稻的优质安全生产起决定性作用。在关键技术信息化建设中,重点做好以下两项工作:1)检测分析土壤。采集种植土壤样品,检测土壤pH值、土壤主要养分含量和重量金属含量。其中,土壤养分含量包括碱解氮、速效磷、速效钾和有机质的成分含量。重金属主要包括铅、铬、镉、汞和砷等,在土壤中的含量低于GB/T36869—2018中第4章规定的阈值时,可进行水稻安全生产;高于安全阈值时,应结合稻米的重金属含量分析进行验证,并展开下一步抽检评估[9]。2)建立土壤基本状况数据库,作为水稻优质安全生产基础数据库的主体部分。该数据库原则上3~5年更新一次。 3.1.2施肥管理信息化建设 水肥是影响水稻优质生产的重要因素,其核心是施肥技术。按照信息存在状态,施肥技术信息分为静态数据和动态数据两个部分。1)静态数据信息是指在水稻生长周期内保持相对稳定的数据信息,主要是测土配方施肥方案和水稻的典型缺素症状彩色图谱库。其中,施肥技术信息包括施肥用量、施肥方式与时间两部分内容,处理的基本方法是利用Excel编制测土配方施肥简易小程序。该程序输出的施肥方案通过技术培训和现场指导进行推广使用。水稻的典型缺素症状彩色图谱库包括全部大量营养元素、部分常见的中量与微量营养元素的典型缺素症状图。依据实际生产状况与图谱对照,可初步判断水稻生长的主要营养状况。2)动态数据信息是指在水稻生长周期内持续变化的数据信息,主要是水稻生长核心指标变化监控情况的数字化。监控的主要指标有水稻主茎高度、分蘖动态和叶色变化。利用远程监控、委托公司农户拍摄视频或照片以及实地测量获取数据,进行信息化服务与管理。其中,水稻主茎高度和叶面颜色可通过安装太阳能监控器高清摄像头获取,如图3所示。利用手机进行远程监控、获取数据;分蘖动态和叶色异常变化是通过现场观察与远程监控结合的方式获取数据资料。专家根据此三项指标对水稻生长情况进行实时评估,如有异常情况,通过服务平台或微信群相应的技术处理措施,指导农民生产和管理。 3.1.3病虫害防治信息化建设 水稻病虫害防治是影响水稻优质安全生产的直接因素,防治不当会造成水稻产量和品质降低、农药残留,同时引起环境的污染。本研究统筹考虑水稻病虫害发生的规律,全面梳理水稻的病虫害发生情况,结合先进的防控技术,形成绿色环保、防控高效、操作简单的绿色防控技术方案,优先采用农业措施、物理措施和生物措施,减少化学合成农药的使用,采用减量增效技术[10]。病害防控重点是稻瘟病、纹枯病、南方水稻黑条矮缩病;虫害防治主要是实施水稻二化螟、稻纵卷叶螟、稻飞虱等的诱捕与诱杀措施。在本研究中,病虫害防治信息化建设的主要目标是结合远程监控把病虫害防治与实时预报进行一体化建设。病虫害防治信息建设的内容及方式:首先,建立水稻常见病虫与危害图片库,对应防治措施的文字与音像视频文件。其次,利用诱捕、诱杀设备和远程监控设备采集病虫害实时信息,并将诱捕到的害虫与图片比对,通过专家分析对虫情进行实时预报,从而实现病虫诱控、诱杀防治与实时预报一体化建设。 3.2生产服务平台建设 3.2.1服务平台的基本功能与框架 服务平台是水稻关键技术信息化建设的核心部分,主要承载着数据采集、分析、存储与信息等功能。超星泛雅网络教学平台是当前高等教育,特别是高等职业教育教学的主流网络服务平台,具有功能强大、建设技术要求低、使用方便等优点。本研究将该平台的服务教学功能延伸到农业生产服务,水稻安全生产信息化服务平台的基本结构与功能。 3.2.2服务平台的主要内容 在水稻安全生产关键技术信息化服务平台建设中,依据水稻生产过程,将水稻优质安全生产关键技术分成6个模块,平台显示为6章。包括水稻良种推介、土壤状况分析、生态栽培与管理、病虫害预报防治、稻谷初级加工和市场与标准,覆盖水稻优质安全生产与管理的全过程。6个模块一共设计了多个技术服务单元,每个技术服务单元是一个相对完整的技术服务内容,建设资料主要包括文字图片资料、音像视频资料、研究前沿信息资料等。 3.3信息与专家服务 技术服务信息是通过通信网络和家庭宽带网与传输的,利用智能手机登录学习通APP,或电脑终端登录超星泛雅网络教学平台,同时,借助微信群及时推送信息。专家服务主要是指导生产,分析解决生产中遇到的技术问题,解答农民的提问等。以课题组成员为主体组成专家组成员,采用线下和线上混合式培训服务,其中,线上主要是生产信息监控、生产问题分析、实时视频与音频、生产指导信息与视频、快速解答农民提问;线下主要是生产技术培训、关键技术服务平台使用辅导、实地生产指导与答疑等。 4结语 水稻安全生产关键技术信息化建设与管理是推动乡村振兴的重要手段之一。乡村数字基础设施建设不足、数字乡村专业化人才匮乏成了当前乡村技术信息化建设的瓶颈。本项目在国家政策扶持、乡村两委的支持下,通过校企合作、资源共享的办法,在经费有限的情况下,建成简单、实用的水稻安全生产关键技术信息化管理系统,在培训和生产指导中收到了预期效果。 参考文献: [1]李道亮,张立伟.农业信息技术与现代农业发展[J].中国农村科技,2007(12):30-31. [2]张丽娟.中国农业信息化的现状与对策[J].农业与技术,2004(6):49-52. [3]罗学梅,陈艺,钟林忆,等.农业科技创新示范基地与农技推广服务平台建设[J].中国农技推广,2021,37(11):6-11. [4]张蓓.乡村振兴背景下数字乡村发展的路径研究[J].南方农机,2022,53(12):122-124. [5]李道亮.从社会发展趋势看农村信息化技术的需求[J].中国信息界,2009(3):29-31. [6]邱智.现代信息技术助推乡村振兴战略的路径研究[J].南方农机,2021,52(21):59-61. [7]楚诗卉.乡村振兴背景下对农村信息化建设的措施探讨[J].农业工程技术,2021,41(36):96-97. [8]曹裕涛.计算机及信息技术在农业生产中的应用[J].南方农机,2019,50(23):92-93. [9]国家市场监督管理总局.水稻生产的土壤镉、铅、铬、汞、砷安全阈值:GB/T36869—2018[S].北京:中国标准出版社,2018. [10]熊清华,雷良辉,黄玉红,等.水稻主要病虫害防治农药减量增效技术应用成效[J].中国植保导刊,2021,41(4):88-92. 作者:杨敏 李果 陈秀虎 彭启华 郭峰 胡结文 肖卓霖 单位:清远职业技术学院 连州市高山绿稻米业有限公司
城市规划论文:宜居城市规划论文 1“宜居城市”的内涵及发展现状 “宜居城市”顾名思义就是适宜人类居住的城市,概念看似简单其实有着丰富的外延与内涵,它是一个动态的、发展的概念,也是一个内容多样,不断丰富的概念。人类从未停止过对理想生活与住所的积极探索与追求,中国古代强调的“天人合一”,“人与自然和谐统一”的传统思想是宜居城市理论基础的雏形。20世纪90年代,联合国第二届人类居住地大会提出了城市应当是适宜居住的人类居住地的概念,并得到了国际共识,成为21世纪新的城市观。 规划建设宜居城市应参照城市及自身发展的历史,按照易居、逸居、康居、安居城市发展阶段,合理设置不同时期的宜居目标,注重城市硬环境和软环境建设的同时,把握宜居是永恒的持续发展这一主题,尊重城市历史的烙印,尊重后代,发展的时候能够保存和更新,最终实现宜居城市这一终极目标。 综上所述,笔者认为:宜居城市与生态城市,园林城市的规划建设相比,其规划建设特点主要体现在以下几个方面: 1)城市经济发展为人们提供充分的就业机会和较为丰富的物质生活; 2)社会稳定是城市健康发展的重要基础; 3)文化为创造良好的社会人文氛围,并为人取得自身发展提供了可能; 4)舒适的居住和怡人的景观提供给市民更多的享受空间; 5)城市设施的安全体系为生活在其中的人民提供了生命的保障; 6)物质环境是宜居城市建设的基础,人文环境是宜居城市发展的深化。 2县域“宜居城市”规划优势与条件分析 21新化概况 湖南新化是位于湘中腹地的千年古县,踞雪峰山南麓,跨资水中游两岸,属山丘盆地,西部、北部雪峰山主脉耸峙,或深丘连绵,南部为天龙山,栖凤山环绕,中部为资水及其支流河谷,且属于亚热带,本身俱备良好的自然生态条件,适合居住,且属于亚热带季内气候区,气候宜人;境内交通四通八达,集公路、水路于一体,新化北抵安化,南依新邵,东接冷水江、涟源,西连溆浦、隆回,本身具备适宜建设宜居城市的自然条件。 2.2区位分析 目前,湖南长株潭城市群被国务院批准的“两型社会”建设部级改革试验区,正成为湖南经济腾飞与发展的极核与引擎,作为3+5城市群——娄底正处于两条经济轴的交汇处,且新化县作为湘中冷、邵、娄城市群的重要组成部分,区位优势明显,经济前景十分乐观。 2.3交通优势 新化县域交通集公路、铁路、水路于一体,湘黔铁路、S217省道、资江纵贯县域南北,S312省道、S225省道横穿县域东西,规划中的娄怀高速、沪昆高铁也将穿过境内。新化东距娄底市98km,冷水江市15km,南距邵阳市78km,西距怀化市200km左右,由此可见,新化县交通优势十分明显。 2.4资源条件 水资源丰富:新化县位于资江中游,柘溪水库上游,水资源及所蕴藏的水能资源都相当丰富,新化境内仅资水的一级支流就有15条之多。 新化县矿产资源丰富,境内发现矿物36种,可开发的有26种,主要有煤、铁、瓷泥、锑等。 新化县自然风景秀丽,人文根基深厚,旅游资源丰富。县城上梅古镇,依山傍水,古城遗风与现代建筑交相辉映。城北有清代北塔,青砖铁瓦,雄伟壮观,城南有维山,蓊郁挺拔,滔滔资水,绕城北去。顺资水而下,有天子山、十指岭、七餐天桥、香炉岩等。自然景观与神话传说相得益彰。其县境北部有大熊山森林公园、群峰竞秀、物种丰富。麒麟洞内有阴河,常年流水不断,钟乳石如白玉遍布洞内,千姿百态。 2.5地域人文分析 新化梅山文化源远流长,人才辈出,辛亥革命风云人物陈天华、谭人凤、爱国将领方鼎英,教育家、社会学家成仿吾,国际主义战士罗盛教,或有史传巨著,或有故居,留于县境,富有民族传统文化色彩的古迹,如龙潭古桥、仙如寨、桃林寺、天马山、格虎亭、西团书院、文昌阁等,亦是难得人文景观。 新化县为古梅山地区,历史悠久,民族众多,有着优美的自然资源,丰富的人文景观,深厚的文化内涵,其旅游开发前景甚佳。 2.6问题与不足 主要体现在:农业生产力落后,农业基础薄弱;工业化水平较低,经济效益不高;第三产业不够发达,新化县的商贸流通业主要面向本县城镇和周边城镇,缺乏更大区域流通体系,很多出口商品如山茶子油、羽毛、化工原料等处于滞销状态。科技信息业发育不足,文化设施少,旅游资源虽然丰富,但缺乏高档次接待服务设施。 通过以上分析可以看出,新化本身具备良好的自然生态条件及资源优势,且交通便捷,未来经济发展看好,具有良好的地域历史人文特色,是规划建设现代宜居城市的理想雏形。虽然仍然存在发展过程中的问题与不足,但都可以在实践中得以解决。4规划建设县城宜居城市的思考 如何根据现有条件,实现人“诗意的栖居于大地上”的这一美好理想,需要诸多资源因素的整合,诸多部门的协调配合,诸多领域的共同推进。但是城市规划的引导与推动作用是其中必不可少的,从专业的角度来看,将新化分阶段规划建设成为现代宜居城市主要从以下几方面着手: 3.1抓住经济发展机遇,调整好产业布局,增强经济实力,为建设现代宜居城市创造良好的物质基础从新化县总体规划可知,为促进国民经济的持续快速发展,2000年至2020年国内生产总值年增长12.1%,到2020年达到230.1亿万,人均16275元。要实现这个目标,必须坚持按照“发展要有思路,改革要有新突破,开放要有新局面,各项工作要有新举措”,要求“立足县情,发挥优势,实现跨越式发展”,具体规划如下: 1)推进新型工业化进程,提升服务业整体水平,大力发展高新技术产业;坚持以信息化劳动工业化;重点发展服务业; 2)加快城镇化步伐,提高城镇品位和辐射带动功能,全方位经营城镇;大力发展乡镇企业;强化中心城市和优势城镇的辐射带动能力; 3)大力推进农业产业化经营,全面繁荣农村经济,优化农业产业结构;完善农业与农村经济的支持保护体系;继续抓好扶贫攻坚; 4)大力推进民营化,促进经济快速增长,放手发展民营经济;大力扶持民营经济; 5)强化基础设施建设,构筑经济社会发展平台,建设发达的综合交通体系;建立稳定的能源保障体系;建立安全有效的水利保障体系;建立功能配套的市政设施体系;建立高效、快捷的现代化信息体系; 6)加快体制创新步伐,增强经济发展活力,健全现代市场体系;继续深化国有企业改革;加快政府职能创新; 7)健全保障体系和扩大就业,不断改善人民生活,妥善解决就业与再就业问题;积极改善人民生活条件;提高人民抵御各种风险的能力;逐步实现共同富裕; 8)拓展开放型经济,不断提高国际、国内竞争能力,全方位加快与国际贯例接轨;进一步扩大对外贸易;大力开展招商引资; 9)坚持科教兴县和可持续发展战略,推动经济社会协调发展,继续实施科教兴县战略;不断增强可持续发展能力。 3.2加强城市用地布局规划,完善道路交通体系 根据总规,新化县到2020年新化县城市人口30万人,居住用地960hm2,占城市总用地的31.6%,人均居住用地32m2,规划拟建多层次,不同格式的居住宅区,把新化县建成一个具有社会风气良好、环境优美、个人融入社会的生机勃勃的中等城市,见图1,具体居住区规划结构如下: 城东:规划在上梅东路以北,资江以东和青峰山以西集中开发,中档居住区,在上梅东路以南沿资江集中开发高档居住区。 城中:以旧城居住改造为主,规划在北环线以北成片开发高档居住区。 城西:采用旧城改造与新区开发并连措施,形成中档居住区。 此外,在工业用地规划与公共设施用地规划方面,强调环保原则和以人原则,为宜居城市建设打下现实的基础。 3.3做好城市生态规划,建设绿色环保宜居家园 做好城市内部的绿地景观规划建设,是宜居城市建设的前提,根据新化县城滨水临江的特点,应从“水”与“绿”两处上做好规划,极力打造极具地域特色的生态滨水小城,具体规划构思如下: 1)绿化系统:主要是城区公园,路带、滨江绿化带、山地风景林等组成内部形成点--线--面立体绿地网络,具有包括狮子山公园、跑马岑公园、资江风光带等重要绿带的建设,见图2。 2)“蓝线”(水景系统)——包括资江、大洋江、望月湖、新月湖等水系,要合理分配岸线,对规划内划定保护的山体、水体,禁止任何挖山填水行为,要立法保护,为子孙后代造福。 3)“红线”(建筑系统)——规划重点控制梅苑北路、梅苑南路、上梅中路、上梅西路、上梅东路、天华北路、天华中路、天华南路、白沙洲路、大甫路等街道的各类建筑立面、高度,商店的橱窗、招牌、标志以及绿化系统等统一规划设计,形成了统一协调反映地方特色的景观大道。联通山、城、水空间,贯穿三维视线,构筑:东西向:山——城——水——城——山;南北向:山——城——山——城——山的生态城镇框架。天华南路规划平面见图3。 敞开资江岸线,开辟滨江风光带,综合游览、观光、休憩、娱乐、交通等多种功能,充分利用自然环境优势,结合园林、雕塑、建筑小品、道路建设,特别是断面设计,要创造条件给人们最大限度的接近、接触水面。使环境设计与城市设计有机的结合起来,使滨江路成为和谐的风景艺术长廊。 利用周边高,中间低的地势,严格控制建筑高度,使丰富的城市空间和水景绿地相互渗透,形成向心的视觉景观和空间。同时,提供更多的观水视线。重点处理街道对景点,界面的空间部位,在城市绿廓和主要道路的重点部位适当地敞开部分空间,达到丰富城市空间的效果,对城市的重点节点应加以强化处理,使其成为富有特色的传统或现代化的景观节点。 在横向联系道路近江、山端头,亦应敞开空间,以满足生活在城市空间里的人们对广阔的自然空间的需求。 3.4传承历史人文,提升城市文化品位 新化县有着悠久的历史、灿烂的地方文化。其历史可追逆到距今约四千年的中国上古时代。悠久的历史加上莽莽苍苍、绵延千里的梅山,孕育了古朴清纯的梅山文化,滋养着一代代新化儿女。 3.4.1新化县历史人文特点 1)梅山文化:梅山地名源于历史所说“此山古已有,因多产梅,故名梅山”。古梅山人,蔽屈原,笃信巫,经过长时期的历史发展,逐渐形成独具特色的“梅山文化”。 2)民俗风情:新化县古村,梅山十峒,瑶苗杂处,摘山射猎,民性勇武、刚烈,民俗淳厚奇特。所辖范围民族众多。主要以瑶族为主还有苗、獠畲、巴(即土家)等族,每个民族都有自己传统的、丰富而独具特色的文化。并在千百年相互渗透、相互融合,形成了今日的梅山文化。 3)武术:新化人素以阳刚之性著世,俗有“新化蛮子”之称,武术教育更是长盛不衰,素有 “武术之乡”的美誉。 4)瓷文化:陶器在新化有着悠久的历史,早在宋代便有生产,到了近现代更是发展迅速,品种更是多样化。 5)茶文化:新化的茶叶早在古代已名驰遐迩,所产“渠江薄叶”“以名而香著”,在明朝时为贡品。 地方文化特色是城市赖以生存和发展的重要基础,是现代城市之魂,品位的竞争,最终是文化品位的竞争。 4.4.2历史人文特色与文化建设 以梅山文化、新化武术等传统文化为基础,充分发掘新化一脉相承的历史文化。以电子、陶瓷等传统支柱产业为龙头,大力发展地方产业文化。以大熊山、资江风光和人文景观为主线,精心营造新化“生态旅游文化”以新化区位优势为依托,能动联系外界的开放型文化。 近期内规划实施措施如下: 1)科学规划,确保城市有序发展,在城市中心区,兴建文化市场、文化公园、音乐厅、青少年宫、博物馆、完善娱乐中心。 2)开辟产业文化陈列馆。 3)在城东建设体育文化中心,开辟滨江风光带和休闲广场。 4)改造一批城市雕塑和主体建筑。 5)改造和保护古城路街道。使其融民族建筑和民族文化的精华,情景合一。古街让西方人看到了东方的风韵,让北方人看到了南方的景致,让现代人看到了古代的神范。 此外,加强城市居民素质教育,提高城市居民生态环保意识,促进精神文明建设和社会和谐进步等城市软环境建设也需要分阶段分步骤推进,以满足县域城市建设宜居城市和未来可持续发展的需要。 4结语 综上所述,目前全国各地宜居城市的建设正如火如荼,但基本上是以打造单个城市的宜居为目的和重点,作为一个开放的生态系统,笔者认为,宜居城市的建设应超越城市行政区域的限制,以形成区域性的宜居和环境特色的和谐社会的构筑,促进社会全面的发展。 摘要:现代宜居城市的构筑符合科学发展观的基本要求,是建设和谐社会的具体体现。本文结合笔者多年城市规划设计实践,站在城市发展的高度,分析探讨了县域宜居城市规划建设的基本特点和要求,并以新化县为例,从多方面对县域宜居城市规划设计与建设进行了详细阐述。 关键词:县域;城市规划;宜居城市;可持续发展 城市规划论文:沿边开放地区城市规划论文 一、背景考察 长期以来,我国沿边地区作为边远地区,受国际关系,方针政策等条件因素的影响,远离国家经济建设中心,其经济发展未能与全国经济发展融为一体,受“打完再建”思想民影响,投资甚省,边远成为沿边地区发展的区位劣势。而且由于交通不便、人才奇缺等使沿边地区大部分成为贫困落后地区,国家每年需提供大量的财政补帖。沿边地区城市化进程缓慢,城市化水平低下。 “十一界三中全会后”,我国实行对外开放的政策,特别是沿边各地区实施“南联北开、东进西出、全方位开放”战略方针的实施和近几年中国与周边国家关系缓和和正常化,使沿边地区成为与我国南方广东等沿海地区开放门户相对应的发展对外贸易、经济交往、国际交流的地域和口岸。使边远这一劣势转化为区位优势。使沿边地区、城市同沿海地区、开放特区一样,成为我国大陆最具开放开发潜力、发展力的区域和城市。 沿边开放地区城市规划的发展方向分析 社会主义计划经济社会主义市场经济 规划目的计划的深化与继续合理布局项目,主要为生产服务――贯彻规划(贯彻规划原则与国标)与计划相辅相成既为吸引外资、经济发展服务也为创造好的人居环境服务――研究型规划(研究预测疏导综合发展问题) 规划背景影响因素单一性、封闭型复杂性、开放性 把握因素的程度确定性不确定性 对象主体政府与官员除政府官员外,新增房地产商、企业家等 城市建设投资渠首国家投资(目光向上)国家、集体、个人一齐上,还有外商投资(目光上下、内外结合) 土地利用制度主要为单纯的物质形态规划有偿使用 规划优秀内容行政手段为主注重综合性的超态规划 规划措施行政手段、经济手段、法律手段、社会手段并重 沿边地区城市发展的动力由比较单一的戍边、开发边境资源的据点向比较多元化的边境经济合作区建设、边境贸易为导向的多层次的经济技术合作、大通道的建设、跨国旅游业的发展、口岸的全方位开通、沿边开放城市的建设等方向转化,社会主义市场经济对沿边地区城市规划对城市规划工作的影响是全方位的,现仅就主要内容概括如下: 由此可见,沿边地区的城市规划工作因沿边地区及城镇的超常规发展而面临着崭新的、前所未有的系列问题,须适时提出新对策。 二、问题审视 问题之一:城市发展方向雷同化 长期以来,边境城市建设还未能统盘考虑,诸城市之间还未有合理明确的地域分工,边境城镇的直接腹地,由市、县、国营农场、森工局林场等条块分割的体制构成,地方利益的倾向,各自为政的开发方式,使边境城镇各项事业规划和建设发展难以协同并发挥整体效应;由于边境地区开放较晚,开发层次较低,加之多年处于边防前哨为国际重镇,致使工业基础薄弱,经济效益差,第三产业及科技文化落后,边境城市实力较弱,一般均为小城镇。改革开放以来各城急功近利,忽视城市性质的深入研究,致使多数城镇发展方向雷同,诸如“口岸城市”、“商贸城市”、“农副产品加工”城市等。 问题之二:城市规划与发展单纯注重经济效益 当前许多边境城镇在规划与开发中单纯追求容积率和聚集效益,不是见缝插绿,而是见缝插针(房),眼前虽然利润可观,但人居环境差,城市交通对策等大城市问题提前在黑河、绥芬河等沿边开放城市(小城市)出现。 问题之三:重开发区轻老城区 尽管出于加快招商引资步伐,改善投资环境等良好的愿望,不少边境城镇纷纷脱离老城区避建边境经济合作区,致使老区规划建设脱节,开发区热问题不少。 问题之四:影响规划的不定性因素太多,规划人员进退维谷 由于受社会主义市场经济体制的影响,边境城市规划与发展在项目的性质、规模、发展数量与速度等方面均存在着从多的不定性,作为计划的继续和深化的城市规划的适应性已不复存在,按传统规划模式规划人员难以搞出既令地方领导满意,双能通过专家评审的规划方案。 问题之五:缺乏城市特色 近年来边境城镇的建设一哄而上,在缺乏城市设计与风貌景观总体规划控制的情况下,千楼一面众城一面的现象大有一发展不可收之势,边境城市缺乏特色的局面不利于我国树立对外开放的良好形象,也不利于创造陶冶居民良好的城市文化氛围。 问题之六:技术落后,规划方法陈旧 由于,缺乏设备、资金、人才等因素,致使边境地区规划在理论、方法、技术仍沿用50年代以定性设计为主的状况,已远不适应改革开放的需要,急待解决。 问题之七:规划缺乏民众参与 当前边境地区城市规划基本上属于领导与专家规划,以人为主题的规划思想在边境地区刚刚传播,公众参与的意识薄弱,城市规划意识差。 问题之八:忽视对应国家对应城市的研究 知已知彼能战而不殆,但由于多种原因缺乏对对方城市的必要了解,因此不利于与对方城市取长补短的发展有机联系。 问题之九:缺乏对国外边境城市规划的系统研究和引以为戒 国外边境城市的发展模式应为我国沿边开放地区城市规划所借鉴,但目前掌握资料少,难以借鉴参考。 问题之十:土地基本无偿使用与土地有偿使用的盲动性。 当前沿边开放地区城市土地基本上所处于无偿使用状态,城市用地分等定级和控详工作普遍尚未全面展开,但土地有偿出让“试点”工作却已纷纷开始,土地的有偿转让已出现很多问题。 三、对策思考 对策之一:我国边境长2万多公里,边境城镇建设发展的个性大于区性。地域性即是边境城镇得以存在、发展的个性。 如以黑龙江省边境城镇为例,强调宏观的区域分析,应着眼边境地区开放地区对内与全省、东北经济区、全国,对外与俄罗斯远东与西伯利亚地区、东北亚地区、亚太地区乃至世介经济地带之间的宏观地域关系,摸清边境城镇的位置与交通信息条件的特点与优势,如边境口岸城镇所处的经济地理位置与交通运输条件有陆路、水路之别,陆路中双有铁路、公路之分,其历史基础与现状态势、社会经济条件、交通运输与口岸环境等基础设施条件也不尽相同,因此,必须通过对比等分析论证,才能明确口岸城镇的地域分工,邓其在不同层次地域范围中的地位及应该承担的任务,明确其吸引与辐射的腹地,为合理确定或调整口岸城镇的发展性质、规模及其总体布局提供切实的区域依据,为口岸城镇开发、建设在南联北开的全方位开放格局中能够有的放矢,因地因时制定,进而避免与诸多口岸城镇在发展项目上雷同或一哄而上,避免造成盲动的损失。 对策之二:强调经济、社会、环境效益的统一 妥善处理好边境城镇发展建设的经济效益、社会效益和环境生态效益为中心,创造市场发育的规划软环境,既要充分利用好已有的城镇基础设施,双要节约土地少占良田,还要积极控索土地及基础设施有偿使用的有效途径,从而使边境城镇规划成为边境城镇成长发育为市场经济服务的指南书和科学兰图。 其次,要为边境城镇居民和到边城从事经营活动的客商规划创造一个工作、生活、游息都方便、舒适的空间环境,以不断满足边城人民随着边境城镇经济发展而不断提高的物质和精神生活水平,确定一个因地制宜的、点、线、条、块、面有机联系的绿化生态系统,从而使边境城镇成为能予防减少和克服环境污染、促进边境城镇和区域经济、技术、生态协同发展和良性循环的健康城。 对策之三:强调规划与发展的整体性,重视协同好老区和新区的关系 当前在新的形势下,边境城镇在老区改造和开发区(实质是新区)建设上都存在着新问题,老城区挖潜改造的潜力和步伐与新区拓展应因地制宜按着《城市规划法》所确定的基本原则为准绳,切忌盲动,应以老城区改建为依托,适当开发新区,以整体性为原则统一规划,统一管理,统一建设避免新的条块分割的产生,也减少土良田的占用,提高老城区土地利用率。 对策之四:突出强调弹性,适应多变性 强调弹性规划与设计,处理好影响边境城镇发展的多情景问题,是边境城镇规划适应并服务于发展社会主义市场经济的需要。 在大力发展社会主义市场经济的前提下,边境城镇的建设发展过程中,存在着众多的变化着的不定情景,如国际环境的变化,再如双边国家价值观不同、将导致对合作与开发认识上的难以统一,开发问题单方难以确定,因此这些变化对规划无疑将产生重大影响。 强调弹性设计,是针对传统规划“只集中预测一种的倾向,缺乏弹性和灵活性”的问题而提出的,国境城镇规划在人口、用地规模的预测、总体布局与功能分区规划等方面,应充分贸有余地保持活性,尤其是在用地布局上考虑“相容性”以综合区替代功能区,以保证市场经济条件下,发展项目难以确定,需要滚动发展,从而既能满足现实建设需要,又有为远期、远景的发展奠定规划软环境,而且能增强边境城镇在国防等方面的应变能力。另外,在边境规划期限与实施程序上,应灵活贯彻《城市规划法》及有关子法,规划不一定绝对按20年、5年、近期考虑,而是按目标体系的展开,因时制宜分期滚动实施。 对策之五:因地制宜,创造边境城市特色与风貌 着眼边境城镇所在的微观地域,处理好边境城镇的规划、发展、建设与其所在地域的自然地理环境条件、社会文化条件、经济技术条件、历史条件等的具体关系,因地制宜,挖掘文脉,继承和发扬光大已有优势;进一步创造边境城镇的特色和景观风貌。 对策之六:强调科学性、加强技术进步 加强规划设计的科学性,合理运用现代城市和区域规划理论和定性与定景相结合的方法,是边境城镇规划科学化、合理化的有效保障。 改革开放以来,我国的城市规划工作有了很大进展,科学技术也取得了较大进步,城市规划设计研究的手段在信息论、系统论、控制论和电子计算机等新技术的推动下,在信息储存、统计分析和辅助设计等方面有了新开拓边境城镇规划一方面要适应我国城市规划设计科演技榔展的需要,另一方面为丰富我国城市规划科学技术提供实证。为此边境城镇规划,首先要在系统论、信息论、决策论、控制论等现代科学理论和方法的指导下,建立边境城镇规划设计、管理、决策的信息反馈系统。 应在实践中控索和总结一套适应边境城镇发展规律的实际操作方法,丰富和完善边境城市规划工作系统,以满足边境城镇规划为市场经济发展超前服务的迫切需要,应及时的反馈国内外政治经济形势等有关因素对边境城镇自身发展的影响等相关信息,及时调整、修改、充实、完善、提高边境城镇规划的预见性和可操作性,以过程规划和跟踪规划为各级领导决策当好参谋。 应构造边境城镇规划的方案库,应强调多方案比较和综合平衡,以优中选优的原则适应多情景因素变化和有备无患观点。 对策之七:建立民众参与机制,创造参与环境 多创造民众参与机会并形成制度。强调民众参与强化社会民众的规划参与意识,对制定和实施边境城镇规划至关重要,世界许多城市的调查表明,若市民存在较强烈的主动参与意识,则规划实施在组织管理上将十分顺利,反之,则给规划及实施带来麻烦,甚至会拖延或阻碍规划目标的实现。 强调公共参与,发挥共众参与的自觉性、主动性和积极性,是体现新时期社会主义民主普遍性的需要,将“从群众中来,到群众中去”提高到“公众主动参与规划,规划必须公众参与”是真正体现“人民城市人民规划、人民城市人民建”的迫切需要。因此为了适应和促进公众主动参与边境城镇规划的意识,应注重以下四个问题。首先规划决策和规划编制者应进一步扩大边境城镇社会先遣队是层及热心边城发展的海内外人士的公众参与面,采取协商对话等多种途径主动接纳公众的参与;其次,应贯彻《城市规划法》的有关要求,提高整个社会的规划透明度,形成宽松和谐的规划环境,激发公众的主动参与精神;第三,应普及城市规划科学知训,使公众自学更新观念,树立全局观念,未来观念、深化规划意识,提高规划参与的科学性。 对策之八:强调宏观与微观对接与对等,主动为开放服务 强化对接性,是适应边境城镇所处位置的特殊性要求,适应双方边境区域经济合作与发展的长远需要。 首先应是宏观战略上的对接。沿海特区和城市发展的经验告诉我们,深圳与香港对接,珠海与澳门对接、厦门与台湾对接后的规划、建设与发展取得惹人瞩目的成绩。因此编制边境城镇规划,应首先考虑我方边境城镇和区域所面对的对方城镇和区域的发展态势和战略,如绥芬河等边境城镇所面对的俄罗斯远东滨海边疆区确定了建立国际自由贸易区为目标的“大海参崴规划”,因此在编制绥芬河市总体规划时,如不考虑与之对接的战略,则难以从地域综合协调的角度谋划绥芬河市的外向型经济建设与发展。 其次是微观建设上的对接。俄罗斯非常重视边境城镇的建设,黑龙江省黑河、抚远、饶河、虎林等市、镇结应的俄罗斯城镇在人口规模、城镇建设水平等方面均高于我方,这是涉及到国家形象的大问题。因此从国格心理角度出发,我方的边境规划建设水准起码与俄方边境城镇相对接、对等,可见加强边境城镇规划的微观对接研究,对提高我省边境城镇的景观形象,具有非常重要的作用。 对策之九:强调借鉴性,以国外边境城镇规划与发展的经验教训为戒 “他山之石,可以攻玉”。国外边境城镇的规划、建设和发展经历,为我国边境城镇规划,提供了宝贵的经验,为避免走弯路,应在充分的比较和借鉴中探索一条具有沿边地区特色的城镇规划模式。 例如,美――墨边境地区已形成一个潜在的、爆发性的国际性城市化地区。美――墨边境成对的城市中心或“孪生城市”的增长,被称为“国际化共性现象”,是典型的沿边城市的增长到一定阶段后,边境地域逐渐一体现化且已加入到全球经济体系之中,在此过程中边境城镇既发挥着积极作,同时也存在着不少问题,非常值得我们借鉴,以便超燧指导我方边境城镇与对方边境城镇“共生”的可能性与必要性,为科学预测边境城镇的未来提供研究背景。 对策之十:树立土地经济价值观念,加强控制性规划工作 应尽快转变产品经济观念,树立商品经济观念,要考虑城市土地的区位、使用性质、进行分等定级,在控制详细规划工作中加强经济测算为广辟城市建设资金渠道,增强城市发展“造血功能”奠定科学基础。 沿边开放地区城市规划工作,是国家城市规划工作的重要经济部分,本文有关问题的探讨仅系浅议粗见,只期对增加沿边开放地区城市规划工作的有效性而有所启示,限于时间、水平,本文如有不妥之处恳请有关专家指正。 城市规划论文:小议城市规划中的旧建筑改造问题 近些年,是我国房地产业迅速发展与国家着重发展高科技和节能减排建设的阶段,同时也是政府与社会各界更注重室外景观艺术和城市设计规划发展的阶段。我们逐渐开始摆脱原先简单、盲目地就地重建等理念,进而转变为把更多的目光和注意力留给原有旧建筑和地段,在经过理性分析和多方论证之后,结合可持续发展为主题的建设思路,然后再对这些旧建筑和地段进行部分有效的重新设计和改动,进行合理的资源配置,使其成为有效的、更理想的居住地和城市环境的一部分——这就是我们称之为“城市旧建筑改造再利用”的具有时代特征的环境艺术新命题。 一、城市旧建筑现状及面临的问题 随着时代的前进、科学技术的进步和文化交流的频繁,人们的生活得到了很大的提高,对生活的要求同时也就越来越高。所以,城市的建筑也在不断进步,建筑的建造形式和建筑材料都较过去有了很大的改变,旧的建筑形式已经不再适应城市的高速发展和人们对生活的高质量需求。中国城市中还有很多近代的厂房,这些厂房随着城市改造和发展,大批工厂迁出“寸土寸金”的中心城区,遗留下数量可观的旧厂房及工业建筑。这些厂房都不满足现代厂房大空间、大跨度、通透的要求,通风、防火也很差,这些厂房显然都无法继续以原来的身份存在。而且在充满欲望和躁动的现代大都市,商业大潮似乎不可阻挡,这些住宅和厂房都处于城市的黄金地段,巨大的商业利润促使开发商大量地进行开发,而对这些旧建筑的处理基本的方法只有一个——拆。于是,很多城市的优秀旧建筑在爆破声中、推土机下灰飞烟灭。 旧城的改造给很多人带来了很高的利润,城市也日趋向更加现代的方向发展。可人们慢慢发现,自己在这样的城市中迷失了方向。越来越多的城市失去了自己的特色,城市的标志性越来越不明显,人们很难找到对城市的认同感。 旧建筑包含着深刻的人文、历史、科学内涵,唯有建筑所记载的历史才是信史,每每比文字更为可靠。随着现代城市的旧城改造,大批城市优秀旧建筑被拆除,一个又一个古老的历史片段在我们眼前灰飞烟灭。城市与城市之间越来越缺乏标志,土生土长的本地人也感觉到现实中的城市和记忆中的城市相距越来越远,似乎历史的记忆从我们脑海中渐渐消除。没有保留历史痕迹的单调和繁华都市形态给人的感觉是“失忆”;高楼大厦、宽广道路、成片绿地,固然给城市文明注入了现代气息,但是,城市建设应有其传承性,形成持久的影响力。 二、城市规划中旧建筑改造的建议 目前,城市对于旧建筑保护基本上都是对城市重点文物进行重修,保护的范围基本上都是对有着重要文物价值的建筑,而对时间不是很长,但对影响着城市文化、影响着大众生活的一些旧街区,则简单地采用“拆”来解决。城市需要历史文化的传承,但旧建筑基本都处于城市的黄金地段,在不可能所有城市都将新城和旧城分开的情况下,保护旧建筑与城市发展之间产生了激烈的冲突,旧建筑无法以其原来的身份继续存在于城市之中,所以,我们必须对旧建筑采取一些措施。 20世纪20-30年代,一批建筑师和规划师提出了许多理想的城市模式,但这些用传统的形体规划和大规模总体规划改建城市的做法,都因把城市看作了一个静态事物而告失败。城市的发展是一个动态的过程,新旧文化不断交融,新旧情感不断交融,新旧建筑也在不断交融。我们应该重视旧建筑的保护、改造和再利用,进行“谨慎的城市更新”。不仅针对文物建筑,而且,那些普通的旧建筑,都是构成地方特征和维系原有社会经济文化延续的载体。这些载体都有其鲜明的特点,它承载着城市的历史,张扬着城市的个性。 LOFT设计理念是近年来应用很多的一种设计方式,但是我们不能简单地把LOFT的兴起和表面的繁荣认同为找到了旧建筑改造特别是产业建筑改造性再利用的理想模式。尽管LOFT与其他旧建筑改造一样,使历史建筑(非文保建筑)重新焕发了生机,但由于多被冠以艺术创意产业区的名义,似乎LOFT更容易被狭义地理解成是前卫艺术推广和精英思想自我陶醉的商业化标签,而非更具普遍意义的旧建筑的“再生”。其实,在我们生活中还有许多非LOFT形式的旧建筑改造,比如说上海交通大学海事历史博物馆、西安建筑科技大学华清校区,以及上海外滩18号与9号等改造项目。这些都是较为成功的旧建筑改造项目,但与上述的LOFT形式都是有较多的不同和变化之处的,这里就不做详尽的介绍了,笔者只是从这些成功的旧区改造项目中总结了一些优点和可鉴之处。 原为七星华电集团名下的798、718等几个工厂的厂区,面积约22万平方米。项目由20世纪50年代前东德援建,世界上22个大厂提供技术支持,并由55位德国专家采用当时世界最先进的建筑工艺和设计理念设计建造。这种建筑风格的厂房目前仅在中、德、美等国家有极少量存留,是世界上仅存不多的、带有包豪斯建筑理念的厂房建筑群,堪称工业发展史上的文物。这种风格建筑的再度兴起源于美国人罗伯特在京城艺术圈内的推荐。目前,该区域聚居了大量的画廊、工作室、文化中心等艺术机构。厂房、烟囱、标语和各种现代艺术形式混杂在一起,构成了强烈的视觉和文化的冲突。但在这片区域今后的发展和规划上,艺术家和七星集团之间存在着冲突,引起了人们对该区域发展规划的高度重视。 建筑设计各项规范是随着工程技术水平的不断提高而不断调整的,因此,在旧建筑的改造设计过程中,也不可避免地会遇到由于前后规范条款的不一致所产生的矛盾。应该认识到强制性规范的设置,其根本目的就是为了保护生命财产的安全。旧建筑的改造利用,建筑的安全性是最根本的要求,不能为了保护历史价值而忽略对生命价值的尊重。因此,以破坏建筑结构安全的代价来取得设计突破的方式是不能提倡的。建筑功能的重新布局和调整,是以结构安全为前提的,上海交大海事历史博物馆的改造正是严格地遵循了这一前提条件。这更需要设计师的应变能力和扎实功底。 反之,国家也需要为旧建筑的改造利用提供更适宜的政策法规。比如,现行的建筑设计防火规范,对于改建项目均以参照新建项目、最新规范为原则,由于受现存条件的制约,有些旧建筑的改造项目很难完全满足现行规范的要求,这就需要在针对旧建筑的改造项目上有更详细、更具可操作性的政策依据,甚至是专门的规范。 (作者单位:1.深圳市中建南方装饰工程有限公司大连分公司;2.沈阳满悦装饰工程有限公司) 城市规划论文:浅谈生态型城市规划的要素 【摘要】城市是人类生活的乐园,但目前由于多方面的原因,城市所面临的危机越来越严重,而生态城市概念就是在这种历史背景下产生的。本文作者围绕着生态型城市规划设计中的一些要素,主要介绍了生态城市规划的概念与价值、生态城市规划中应遵循的一些原则以及当前国内城市生态规划普遍存在的问题等,并在此基础上,对我国生态型城市规划建设提出了一些建议。 【关键词】生态型城市;规划;建议 引言 生态环境是人类生存最基本的因素,城市也是环境的组成因子,然而,在现代城市快速发展的同时,环境问题成为制约城市快速发展的重要因素,在城市规划研究中考虑环境保护已势在必行。在城市规划时缺乏对资源和环境的约束,导致城市规划本身的先天不足,究其原因,不仅仅是由于体制原因,规划的法制化和管理尚待完善,更重要的是环境学已成为城市规划的重要组成部分。环境学是当代社会最重要的学科,城市规划必须体现环境保护的有关学科研究成果,在城市规划中体现出对环境保护探索的研究是优化城市规划布局和编制目标的发展方向,是寻求城市的可持续发展和构建和谐环境的新途径。 一、生态城市规划的概念及价值 1.1 生态城市规划的概念 生态城市的建设必须要有科学的、高起点的、切合实际的规划,在规划思想里导入经济、社会、生态的因素,按符合生态要求的原则进行生态规划。它是城市生态化发展的结果,简单地说它是社会和谐、经济高效、生态良性循环的人类住区形式,自然、城市、人融为有机整体,形成互惠共生结构。20世纪70年代在联合国教科文组织发起的“人与生物圈计划”的研究过程中,前苏联城市生态学家尤尼斯基提出了生态城市的理论和模式,即生态城市是“技术与自然充分融合,人为创造力和生产力得到最大限度的发挥,居民的身心健康和环境质量得到最大限度的保护”的人类住区。生态城市的发展目标是实现人与自然的和谐(包含人与人和谐、人与自然和谐、自然系统和谐三方面内容)。 1.2 生态城市规划的价值 具体来说,生态城市规划的价值主要体现在以下几个方面: (1)有利于培育健康文明的生产消费方式,建立健康的自然与社会的生态关系,构造传统与现代文明的生态文明体系。 (2)有利于形成符合社会经济与生态协调运作的发展模式,以利用本地资源条件为基础。 (3)有利于缓解自然资源及环境问题对城市发展的阻碍 (4)利于改造传统产业,使之生态化,逐步形成健康的生态产业结构。 (5)有利于加快城乡经济发展,建立良好的人居环境,形成浓厚的生态文化氛围。 (6)有利于凸显生态经济的强势地位,保持经济发展的高速运行. (7)有利于解决人地矛盾、污染物排放及生态破坏等重点环境问题,形成良好的生活及创业环境。 (8)有利于构建与城乡体系平衡的自然生态体系(以城市复合生态系统生态承载力为依托) 。 (9)有利于实现社会和自然整体系统的协调,保证城市发展速度和发展的质量同时达标,既满足城市发展对环境的需求,同时也满足居民对环境的需求,达到人、社会和自然的和谐。 二、生态城市规划中应遵循的一些原则 2.1 生态承栽力原则 城市生态承载力原则是指从生态学角度来看,城市发展以及城市人群赖以生存的生态系统所能承受的人类活动强度是有极限的,即城市发展存在着生态极限 城市发展有一定的规模,自然生态环境是限定城市发展规模的最主要因素。在城市规划中,坚持城市生态承载力原则,应做到以下几方面: 1)在城市规划过程中,我们要科学地估算城市生态系统的承载能力,并运用技术、经济、社会、生活等手段来保护、提高这种能力;2)要考虑环境的自净能力和人工净化能力,它们直接关系着城市的生存质量与发展规模;3)要考虑城市的产业种类、数量结构与布局,这些指标对生态环境资源的开发与利用、污染的产生与净化,都具有十分重要的影响;4)要调整控制城市人口的总数、密度与构成,这是一个城市生态经济发展的重要指标。 2.2 城市生态位最优化原则 生态位是指物种在群落中,在空间和营养关系方面所占的地位。城市生态位是一个城市提供给人们的或可被人们利用的各种生态因子和生态关系的集合,它不仅反映了一个城市的现状对于人类各种经济活动和生活活动的适宜程度,而且也反映了一个城市的性质、功能、地位、作用及其间人口、资源、环境的优劣,从而决定它在人们心目中的吸引力和离心力。从某种程度上老说,城市生态位是决定城市竞争力的根本因素。 2.3 城市的成长性原则 城市的发展是一个动态的过程,而城市规划也是随着城市的发展而变化的,城市规划要为城市的未来留下足够的发展空间成长性是生态系统的基本特征,一切自然群落和人工群落都遵循群落生长或演替的规律运行。人们在利用自然资源时,也必须遵循这一规律,否则就会导致“生态逆退”。将成长性原则运用于城市规划,就是将一个城市的文脉、历史、文化、建筑、邻里和社区的物质形式当作一种生命形式、生命体系来对待,我们要根据它的生命、历史和生态状态来维护它、保护它、发展它和更新它。 三、当前国内城市生态规划普遍存在的问题 3.1 城市生态建设中的“急进化”问题 城市生态建设是一个循序渐进的过程,但是目前绝大多数的城市都存在“急进化”问题。虽然近几年由于北方城市的水资源短缺,人们对大规模种植草坪的现象提出了质疑,但是很多城市为了在短时间内取得绿化的效果,仍然热衷于大规模发展草坪,尤其是公共绿地、住宅小区的建设、城市自然生态系统形成中占主导地位的树木,尤其是乡土树木的种植比例较低,影响了城市绿地综合生态效益的发挥。 3.2 城市生态建设中的“崇洋化”问题 城市生态建设中的“崇洋化”问题使得我们的城市在逐步失去民族性。在我们一些城市,建设者为自己城市的所谓“辉煌建设成就”沾沾自喜时,国外某城市规划专家却说他不想看中国的任何一个现代城市,因为大多数的现代城市景观可以在欧美任何一个地方的任何一个城市看到。他说中国的城市已经越来越没有文化了,这不是耸人听闻。 3.3 城市绿化建设中的“造假化”问题 近几年,为了追求所谓的“异域风情”和施工管理上的简便,北方许多城市的绿化建设中出现了严重的“造假”现象。这种现象由中小城市向大城市蔓延且愈演愈烈,严重影响了城市生态建设的进程。 3.4 城市景观建设中的“奢侈化”问题 城市景观环境的建设正在被一种“急功近利”的思想所左右,很多城市的管理者和建设者了为了片面追求所谓的“政绩”而大兴土木 ,把大量的财力物力投入到城市形象的塑造上。这种被称作“城市美化运动”或“城市化妆运动”的城市景观建设行为,是一种没有远见的赶时髦现象,其结果造成了今天我国城市发展中的“特色危机”。 四、对我国生态型城市规划建设的一些建议 4.1 在制定城市总体规划的同时,做好城市生态建设规划 这个规划必须以满足城市可持续发展需求为目标,立足城市市域范围,综合考虑城市周边地区及所在区域生态环境的影响因素。主要内容应包括:土地利用规划、城市园林绿化规划、城市环境保护规划和城市历史文化遗产保护规划等。生态环境建设规划是生态建设的依据,各级政府应高度重视,要把城市生态建设贯彻到城市规划设计、规划建设、规划管理的全过程中。 4.2 加强城市生态绿地建设,改善城市生态环境 城市绿地建设应解放思想,加大力度,改变过去那种“见缝插绿”“三小绿地”的保守观念,应把重点放在建设大型生态绿地、环城绿地、大型交通绿地以及居住区绿地上,强调城市绿地的连通性、城郊绿地的结合性、景观与生态的共融性,在生态绿地的建设上强化科学性,在科学性和基础上追求艺术性。 4.3 保护乡土植物,维护生物多样性 21世纪生态建设的主题是保护本地区的生物多样性,包括原有生物生息环境的保护和新的生物生息环境的创造。在城市建设中应保护城市中具有地带性特征的植物群落,要保护乡土树种及区域性稳定植物群落的组成,有节制地引种。乡土树种是构成地方性自然景观的主角,也是反映地区性自然生态特征的基调树种。 4.4 拓展城市绿化空间,增加城市绿化面积 屋顶绿化作为拓展城市绿化空间的手段之一,应在我国城市生态建设中积极推广。生态型屋顶花园已经成为防止大气变暖、节省能源、改善城市自然生态的一种综合性手段,从未来城市建设的发展来看,这种手段是我们在城市生态建设中应该学习和发展的。 结束语 21世纪是城市的世纪,也是关心环境的世纪,城市未来将决定的越来越多的不仅是国家的未来,而且是整个星球的未来。我们必须以科学的观点、发展的观点、变化的观点来认识城市与环境问题,以新的生态视角和时空观不断探索、研究城市与区域发展的理论与实践,建设富有中国文化特色、能体现各地地域特点的生态市、生态镇、生态社区、生态村落,是应对新世纪的严峻挑战,建设生态文明新时代的必由之路。 城市规划论文:论测绘在城市规划中的地位和作用 摘要:众所周知,城市规划是各项建设和发展的“龙头”,测绘是获取、处理、提供自然环境和人文地理信息的产业,是国民经济和社会发展必不可少的基础性、先行性产业。测绘在城市规划建设中具有非常重要的作用,主要就测绘的内容、测绘的需求以及地理信息系统等方面做深入的探讨。 关键词:测绘;城市规划;地理信息系统 测绘是国民经济建设和社会发展基础性、前期性和公益性的工作,它的基础性、先行性决定了它在国民经济建设和社会发展中必须走在前面。要加快数字城市建设,就必须首先加快基础性测绘工作,获取各种比例尺的数字线划矢量图、不同分辨率的数字正射影像图以及各类专题地图,建立城市GIS 地理空间框架基础平台。重点阐述了测绘工程的主要内容以及基础测绘工作对城市规划的作用。 1 测绘是城市规划建设和土地管理的基础 如前所述,测绘最终是提交对自然地理要素和地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性等进行测定的成果,因而是城市规划建设和土地管理必不可少的重要资料。测绘资料的本质就是各等级控制点坐标和各种比例尺地图。珠海市测绘控制点等级有珠海市二等、三等、四等、五秒、二级导线、GPS- D 级和GPS- E 级平面控制点,有二等、三等和四等水准点。竖向标高是城市规划设计的重要参数,它使得各项建设工程最终在竖向上达到和谐统一。平面控制点布设由高级向低级发展,并最终依据这些控制点将图纸上的建设工程规划项目在实地准确定位,控制施工按设计进行,指引建设工程的顺利开展。珠海市有国家基本比例尺地形图1/500、1/2000、1/ 万、1/2.5万、1/5 万、1/10 万及部分卫星遥感图资料, 这些都是规划的重要基础, 有关规程明确规定: 没有确实可靠的设计基础资料不能进行设计。另外,规划设计工作常使用中小比例尺地形图,而日常管理工作则多使用中大比例尺地形图 2城市测绘的主要内容 城市、地籍以及房产测绘是城市建设中具有交叉的三大块,城市测绘数据主要是反映城市地表的自然、经济、社会诸多要素的特征、形态、位置、大小、分布、类别、名称以及其它的重要信息。城市测绘资料直观反映城市的面貌,城市规划都需要城市测绘提供基础资料,测绘资料的完整性和准确性接影响和决定城市规划的制定和城市建设的实施。城市测绘内容包括:城市现状大比例尺地形图测绘、城市平面、高程控制网测量、地下管线的测量、建筑用地界线拔定、建筑物的施工放样、竣工测量、城市规划道路定线、大型建筑物的沉降测量等。地籍测绘内容包括:地籍平面控制测量、地籍要素调查、地籍要素测量、地籍图绘制、面积量算、地籍数据库建设、地籍信息管理系统建立等。地籍测量的成果包括数据集( 控制点和界址点坐标等) 、地籍图和地籍册。房产测绘的基本内容包括: 房产平面控制测量、房产调查、房产要素测量、房产图绘制、房产面积测算、房产权属、变更测量、成果资料检查验收、房产信息系统建设等。 3测绘的社会需求 测绘工作的主要作用体现在:对于行政区域的识别划分;布设和加密城市控制网,使城市的规划建设在一个共同的平台下有序进行;为各级政府机关企事业用户提供可靠的多比例尺的地形图,满足各行各业的使用要求;根据设计要求准确划分相应建设用地,并对用地情况的监控提供可靠的依据。社会对测绘信息的需求量很大的,其中大多数是各级政府机关,其次是企业单位。当然这其中的绝大多数资料都被用于城市基础设施的规划和建设。规划管理始终是城市管理工作的热点,规划管理工作程序中无不与测绘工作紧密相联,需要测绘工作有力的支持,从工程建设前的选址用地,建设工程的设计、实施以及最终的规划验收,以及规划行政执法,都离不开地形测量、综合管线测量、工程测量(建筑放线、验线) 、规划竣工验收测量等工作,这些工作贯穿在整个规划行政管理的每个环节。因此重视和促进依法测绘才能确保城市规划的连续性、完整性和统一性。 4 测绘的成果体现———地理信息系统 地理信息系统属于地理学研究领域,是以各种测绘数据为基础,采用地理模型分析方法,为地理研究服务的计算机系统。城市规划信息系统以地理信息系统各种技术为基础,综合各种城市测绘数据,目前应用已初见成效、在城市信息化建设过程中,测绘机构的地理信息应用技术、基础地理数据库正在发挥着“基础设施”的巨大支撑作用。随着这些新技术的不断出现,测绘在城市建设中所占据的作用和地位也越来越高,也使得我们的工作和学习变得越来越松。地理信息系统不仅可以服务于城市的规划与管理工作, 如果能增加统计分析功能,计算几辅助设计结合交通规划信息,则地理信息系统完全可以获得更大的拓展,如可以应用在智能交通、现代物流等相关行业。 5 测绘是城市其它行业信息化管理的基础 测绘生产的直接产品之一就是地形图, 这些图包含丰富的地理信息,是城市其它行业信息化管理地理数据库的唯一来源。但不同的管理部门对地理信息详细程度的要求和对具体地理要素的侧重是不同的。比如对一片城市建筑区来讲,城市规划建设、土地管理、房产管理等部门需要精度高、信息量大的大比例尺地形图,他们要了解该区域具体建筑是如何布局和土地的使用情况,甚至细到单体房屋的类型结构等,供电、供水、电信、有线电视等部门均要铺设自己相应的管线给该区域的用户,也需要比较详细的地形图。 6 各种测绘数据亟待整合以发挥更大功用 地理信息系统主要是为了查询、分析方便以提高管理、决策的效率、质量、水平。有了数据库,有了分析工具就可以辅助管理、辅助决策,可以说谁掌握了信息,谁就掌握了决策的主动权。在现实工作中,规划、建设管理常用的地形信息比现行的标准地形图简单,而非地形信息,如土地使用、地籍、房产、管线往往很重要,需要和地形信息结合在一起使用。 因此, 为了更好地发挥测绘保障服务水平, 发挥地理信息系统在城市建设管理中的作用,应由政府测绘主管部门牵头,规划管理、土地管理、房产管理、路政、水利、交通和市政建设等部门共同担纲,制定统一的数据标准和相关政策,确定唯一的地理信息基础数据的作业要求、精度、成图质量,整合现有测绘力量,制定相应的维护、更新机制,确保地理数据的正确性和现势性,进行统一的城市大比例尺基础图提供,各部门在基于一个共享数据平台的基础上挂接本部门的专业数据, 直接获得数字化的地形信息, 从而极大地减少重复劳动,降低全社会的信息收集与输入成本,保持空间位置的统一性和精确性。 伴随着测绘新技术的不断进步, 现代工程测量必将朝着测量内外作业一体化、数据获取及处理自动化、测量过程控制和系统行为智能化、测量成果和产品数字化、测量信息管理可视化、信息共享和 传播网络化的趋势发展。 城市规划论文:谈城市规划管理面临的问题及解决措施 摘要:城市规划管理作为基础重点建设项目,其性质不仅仅只是代表一座城市的发展方向和发展目标,而且对于空间布局的设计和改善居住环境以及有效促进城市可持续发展都起到了非常大的重要。在现代科技不断快速发展的时代,我国城市化建设也逐渐迈入了快速发展阶段,城市规划管理方面不断的涌现出新的问题,出现了很多的不合理身子违反法律等现象。本文通过对城市规划管理意义做出阐述,对当前城市规划管理进行了全面的分析,针对其中所存在的问题给予了一些解决措施和对策。 关键词:城市规划;城市建设;措施 【正文】:我国城市化进程正在不断的快速发展,城市的规划逐渐的不在以注重环境为主,逐渐的转向了科技和经济两个方面,这样对于我国的可持续发展理念就造成了严重影响,在经济市场发展的群体也就逐渐的有了自私的心理,开始追求自身利益的最大化。所以,对于市场机制的过多依赖,就不能够根本性的实现城市空间资源的最优化配置。那么,在城市规划的过程中就必须要科学合理,这样才能够对城市固化的管理和监管全面的进行加强。 一、城市规划管理的功能、原则 城市规划管理最重要的目的就是将城市的美好的形象全面的展现出来。为考虑能够实现这一目的,在城市规划当中就出现了另一个一个新的目的,就是引导和存进城市的全面的发展,特别是在经济全球化的当今社会之中,城市与城市之间的竞争也显得日益激烈。城市规划除了主要目的之外还有一个基本目的,就是在促进城市发展的同时更好的保护公众的利益,保护好我们赖以生存生态环境以及物质环境,真正的全面实现我国的可持续发展战略,将人民的生活水平进一步得以提高。 城市规划管理在实际工作中必须要遵循城市规划理论和各项基本原则,城市规划管理过程中所涉及的基本原则有:可持续发展原则、法制化原则、公众参与的原则、促进发展和保护公共利益的政策原则、坚定性和灵活性的监控机制原则。 二、城镇规划面临的主要问题 (一)城镇的经济发展水平普遍低下,市场观念狭窄 城市市场目前在我国的社会中还是处于较低层次,而且经过长期的发展也没有得到更好的改善。城市市场在发展模式上依旧只是限于上级和下级之间的交流,没有容身到更大的环境当中,那么自然就没有更大的发展机遇和更广阔的发展空间,发展模式较单一,没有形成市场机制上的跳跃式发展。对于社会市场的动向和外部体系的机遇没有适时的把握,没有足够的主动性,没有形成良好的协同发展,反而形成了一种恶性循环的过程之中,直接导致了风险性增加。其次还有地域文化和传统观念的约束,安于现状的行为也影响了人们的对于价值的取向。 (二)城镇规划工作滞后,规划思路和作用有待完善 一些地方在编制城镇体系规划过程中,针对经济全球化的宏观背景对城镇体系规划影响的重要性没有起到重视,将区域城镇发展的特点和真正需要解决的问题也没有清醒的认识,没有兼顾区域城镇和经济发展阶段的发展目标,只是片面的追求区域城镇体系的完整性,而没有充分考虑到其作为一个整体参与更大范围的区域所产生的多方面的影响,忽视了城镇体系规划的本质和规划编制的意义。另外,从全国情况看,不论是独立的省域规划,还是结合城市总体规划所作的市域和县域的规划,真正能指导城镇发展,发挥作用的不多。其主要原因在于:一方面,规划指导城市和区域发展的方式需要转变和调整。 (三)城镇规划的难度大大增加 在全球经济一体化和区域经济一体化背景下城镇规划研究的范围扩大了。而且因为城镇、区域之间相互联系更为紧密、竞争更加激烈,人口、资本、技术等的流动性大大增强,不确定因素增多,城镇的发展规模在区域中的地位很难确定,城镇规划的难度大大增加。加上外来人口大量涌人,流动性增强,有的地方外来人口数量要超过本地人口数量,甚至出现了移民城镇,城镇人口预测难度增大。城镇住宅除了满足不断增长的市民的需求还要满足大量外来投资者、外地人士生活、工作、商务活动的要求。以往根据城镇人口未来发展来确定城镇用地规模的传统城镇规划方式受到挑战。 三、城市规划管理的解决措施 (一)增强群众的守法意识 首先,由政府开办并定期组织相关部门领导对有关城市规划的法律法规进行学习,不断提高他们对贯彻法律法规重要性的认识,使之在城市规划等决策和处理违法建设问题时能严格依法办事,避免违法事件的发生,确保城市规划管理工作走上依法管理的轨道。其次,采取多种渠道向广大市民宣传规划的法律、法规,使广大群众进一步增强法律意识。在自身的利益受到不法开发商侵犯时,拿起法律的武器维权,用正确的途径解决问题。 (二)完善规划法规 建立健全规划法规体系,运用法律手段,保证科学制定和实施城市规划,进一步强化城市规划管理的综合协调职能,城市的土地利用各项活动都纳入统一的城市规划管理,实施统一管理,这样才能够保证城市合理发展和协调运转。充分运用法制管理手段,是切实搞好城市规划管理工作的保证。这也就要求各级城市规划管理主管部门抓紧法制建设工作,真正做到有法可依,有法必依,执法必严,违法必究,有效保证城市规划的实施。 (三)设计合理的规划许可审批程序和管理体制 要使城市规划管理遵循城市发展客观规律,就必须按遵循科学的审批管理程序。也就是必须依照城乡规划法规定的必要的环节来进行。这样就有效地防止审批工作随意性,制止各种滥用职权行为发生。同时需要注意的是严格的审批程序是城市规划管理水平提升的重要条件,对于城市规划区的土地利用和各项建设活动也要以有关的城市规划管理法规为依据,对违背城市规划管理法规的行为要追究当事人法律责任。另外一个就是改革管理体制,有效发挥城市规划管理的重要作用。要改革规划行政管理体制,就要建立健全城市规划行政许可和审批制度,在城市规划管理工作中贯彻实施行政许可法,深化城市规划管理制度改革,建立规划委员会制度,健全城市规划管理决策机制,城市规划管理的重点由开发转向保护。 (四)加强城市规划实施的监督 各级城市规划部门,对于规划实施过程中的监督要当成一项重要工作内容要实施。全面做好土地建设活动审批后的各项管理工作,在城市规划中出现的各类违法活动需要及时的进行处理,进行有效的督促跟进工作才可以更好的将城市规划行政管理水平进一步的加以提高。在城市规划实施过程中要建立规划管理责任追究制度,将规划管理的行政责任做到具体的落实到个人,城市规划管理工作中出现了各种违法行为要追究具体的责任人,加强监督管理才可以更好的实施城市规划,最终能够更好的保护行政管理的法律秩序,对于国家和人民权益进行有效的保障。 【总结】:经济社会正在处于不断进步发展的过程中,城市规划在经济社会发展的过程中也显示出了越来越重要的地位。目前,我国城市正处于发展的关键时期,发展过程中所遇到的复杂性问题和矛盾也是前所未有的,这是一个具有挑战性的发展过程,现在针对城市规划的实施依然还存有很多不足的地方,面对诸多需要解决的问题我们需要对城市土地和空间资源配置不断的进行优化,对于城市的布局进行合理科学的调整,完善城市所具有的功能等城市规划管理的实施,就能够更好的适应城市发展的要求,使得城市规划管理工作全面的迈向健康发展的道路。 城市规划论文:中小城市规划设计的探索研究 摘要:随着城市化进程的不断深入发展,我国对于城市建设、规划以及管理等方面也提出了更高的要求。如何更好的实现中小城市规划,提高中小城市规划的科学性、积极性以及合理性,实现城市规划上的可持续发展,该话题的研究目前具有十分重要的现实意义。 关键词:城市规划;中小城市;规划设计;可持续发展 随着城市化进程的不断深入发展,我国对于城市建设、规划以及管理等方面也提出了更高的要求。针对城市规划而言,其规划效果不仅影响到城市本身的空间布局、土地利用等方面的内容,同时也在一定程度上影响到了城市自身的社会经济发展。特别是就中小城市而言,中小城市规划所研究的对象针对的是整体城市地区的规划问题。如何更好的实现中小城市规划,提高中小城市规划的科学性、积极性以及合理性,实现城市规划上的可持续发展,该话题的研究目前具有十分重要的现实意义。 一、目前我国中小城市在城市规划方面所存在的问题 首先,由于中小城市、特别是县级城市的规划起步晚,意识淡薄。规划随着城市非农业人口迅速增加而不断调整。为扩大城市人口规模,增强辐射力,政府采取了一系列措施,刺激城市人口快速增长,从而使城市人口增加,城区规模迅速扩大,一边建设一边规划、一边规划一边建设。在规划实施的过程中,对城市规划的作用认识不足,城市化意识较差。 其次表现在中小城市规划科学性不强,缺乏长效地分区规划,使整个城市功能布局、用地平衡、资源配置等都处在模糊的状态。目前部分中小城市公建项目的报建审批,不是在分区规划所确立的城市功能区建设,而是按建设单位自行协商的地点进行平面规划,出现了本末倒置的规划行为,其后果是致使城市公共设施服务半径小、服务功能少、布局不均匀、发展不平衡。另一方面,一些中小城市又缺乏设计长远、论证严密、特色鲜明、理论性强的各项专业规划。 最后,地方特色不鲜明,综合功能不配套。部分中小城市不是结合本地区的人文、历史、地理、景物等实际来搞规划,而是贪大求洋、舍近求远,搞大而全、高而空的规划;不是结合自己经济能力、社会发展、生态环境等实力和功能来搞规划,而是在出政绩、顾眼前、想局部。 二、中小城市的城市规划目标以及规划原则 (一)中小城市在规划方面所要实现的目标 1.实现中小城市产业结构上的优化。实现优化产业结构的目标中小城市具有一、二、三产业并存发展的产业结构特征,所以城市规划设计必须充分考虑这一因素,并加以合理利用和引导。中小城市规划管理部门应在城市规划设计中体现产业结构特点,使其与大城市的产业结构相区别开,走具有自身特色的产业结构道路,同时通过城市规划的作用促进城市经济的市场化发展。 2、充分发挥区域宏观决策作用。中小城市具有城乡结合的特色,所以城市规划应结合这一特殊性,协调好中小城市间的分工合作和配合问题,力求实现聚集效益和规模效益。中小城市规划应立足于本市的发展需求,认真研究产业布局的特征和辐射范围,对城市密集地区进行统一部署和规划,充分发挥区域宏观决策的作用。 3、保证城市合理化的规模效益。中小城市规划必须考虑城市所处于发展阶段的需求,使规划设计具有一定的灵活性和弹性,增强规划的应变能力,保证城市的各项功能顺利运行。在生产生活方式上,中小城市应以中小企业的发展为主,不能照抄照搬大城市规划设计的做法,而要保持本城市合理化的规模效益。 4、彰显城市文化底蕴。虽然中小城市规划的诸多方面均滞后于大城市的规划发展,但是由于其拥有深厚的传统文化和悠久的文物古迹,成为了中小城市规划设计的亮点。所以,中小城市规划应将传统文明与现代文明相结合,从而彰显中小城市独特的文化底蕴。 (二)中小城市在城市规划设计过程中所需要遵循的原则 1、整合原则。中小城市规划设计要坚持从实际出发,正确处理和协调各种关系的整合原则;应当使城市的发展规模、各项建设标准、定额指标同国家和地方的经济技术发展水平相适应要正确处理好城市局部建设和整体发展的辩证关系,科学考虑城市各类建设用地之间的内在联系,合理安排城市生活区、工业区、商业区、文教区等,形成统一协调的有机整体要正确处理好城市规划近期建设与远期发展的辩证关系要处理好城市经济发展和环境建设的辩证关系,避免重复“先污染,后治理”的老路。 2、经济和美学原则。中小城市规划要坚持适用、经济的原则,贯彻勤俭建国的方针,这对于中国这样一个发展中国家来说尤其重要。其次,规划是一门综合艺术,需要按照美的规律来安排城市的各种物质要素,以构成城市的整体美,给人以美的感受,避免“城市视觉污染”。 3、社会原则。所谓社会原则,就是在城市规划设计中树立为全体市民服务的指导思想,贯彻有利生产、方便生活、促进流通、繁荣经济、促进科学技术文化教育事业的原则,尽量满足市民的各种需要。所以规划设计要注重人与环境的和谐和要大力推广无障碍环境设计。 三、完善中小城市规划的相关策略 (一)强化城市规划意识 中小城市在进行城市规划建设时,必须从实际出发,并将整合原则有效地应用到各种关系的协调和处理当中,以达到强化城市规划意识,充分发挥城市规划作用的目的。首先,在规划过程中,应使各项建设标准、城市发展规模以及定额指标等与国家和地方的经济发展状况相协调;其次,应处理好城市整体建设和局部建设的关系,运用的科学的方法合理规划城市中各个区域,借此来体现城市的整体性;再次,应充分考虑到城市近期建设与未来发展的关系,并处理好经济建设与环境建设之间的关系,尽量避免因经济建设造成环境污染的情况发生。 (二)健全城市规划决策机制 为确保城市规划建设能够顺利进行,应构建科学的规划管理体系,通过建立城市规划协会、专家咨询委员会以及规划委员会等机构,提高政府的决策能力。同时应不断创新规划理念,并发挥组织协调能力,对空间资源进行合理的统筹布局,以此来提升城市的整体竞争力,推进经济发展。 同时要解决好城市规划定位问题。城市规划要充分体现地理、人文和生态环境。充分考虑城市自然景观和人文历史资源优势,依据山水、园、林的实际,做到文化特色和现代化气息相结合,自然景观和人文景观相呼应,多方案、弹性型规划,具有超前性、科学性、指导性,准确把握好地域内的建设脉搏,根据自己的地理风貌、历史文化、人文景观,从特色、优势等方面来搞好城市定位。 (三)城市环保规划 现阶段,环境污染问题日益严重,中小城市在进行城市规划过程中应重点加强环保规划。其一,降低空气污染。城市中的空气污染主要是由汽车尾气排放以及一部分工业企业生产中排放的有害气体造成的。为此,在进行规划中可采取植被种植的方式,利用城市绿化减少空气污染。同时,还可通过限制外来车辆进入的办法,控制汽车尾气排放,并将位于城市中的工业企业尽可能外迁,借此降低有害气体排放对环境带来的污染;其二,控制废弃物。人们在日常生活中,不可避免地会产生出生活垃圾,其中以废水污染以及白色污染最为严重。对于这一情况,在进行城市规划过程中,应充分考虑生活垃圾的处理,并通过增设垃圾回收站等途径,及时对生活垃圾进行清理。 综上所述,中小城市作为城市化建设的主力军,对我国整体上的城市建设和发展方面都有产生较大的影响。中小城市在具体的规划过程中必须要保持全局眼光,需要充分考虑城市自身的社会文化、经济能力、生态环境以及可持续发展等多方面的内容,然后在规划过程中可以充分考虑和统一规划,从而依靠中小城市的发展来带动整个区域内部的协调发展和可持续发展。 城市规划论文:浅析城市规划科学化 摘要:城市规划科学化,主要是针对在城市的规划领域还有着诸多不尽人意的地方而提出来的命题,是规划工作面临社会现代化的一个挑战。本文通过对城市规划科学化进行分析给予了详细的阐述,使得规划工作能够更加的科学合理符合实际要求,为实现城市规划科学化的思路和要求进一步探索。 关键词:城市规划;科学化;城市设计 【正文】:现代社会的发展日新月异,针对城市发展规划带来了更高更全面的具体要求。城市规划科学化,是新时代要求下体现出来的具体形式,展现出了城市规划中与时俱进的精神,新时代中的新规划城市规划诚然已经成为了主旋律,这样对城市规划工作者也迎来全新的挑战。 一、城市规划科学化的内涵 (一)城市规划的科学属性 有部分观点认为城市规划并不是科学,将城市规划看成是一种工作,是一个政策体系,有些观点认为城市规划并不是科学,认为城市规划是一种工作,是一个政策体系,是宏观调控的工具或者是一种艺术。但是它所体现出来的科学含义有以下三个方是其他学科不具备:①城市规划是一门实践性很强的科学。城市规划的蓝图是最终要付诸实施的,直接指导实践运用于实践并且要经实践的检验,城市规划本身要具备很强的可实施性和可操作性;②城市规划是一门社会属性很强的科学。在某种程度上城市规划是社会各方利益冲突的聚焦点,规划做好了可以协调各方利益,解决社会矛盾,若考虑不足就会引发矛盾;③城市规划是一门政治属性很强的科学。在市场经济的条件下,城市规划是政府这只“有形的手”,是宏观调控实现大经济结构优化和经济稳步增长的重要手段,城市规划具备政府考虑和安排城市长远发展的这一职能。 (二)城市规划科学化的内涵 城市规划科学化是针对我国当前经济社会发展阶段许多城市规划工作中存在着不完善、不科学、不合理的现象而提出的。城市规划科学化是要使城市规划在编制、审批和监督等工作中的主观认识及其活动符合客观实际和科学合理。城市规划科学化的定义也并非绝对的。城市发展的背景和形势是不断变化的,因此预见性的城市规划也需要不断发展和优化,只有这样才能够适应变化着的实际情况。例如.总体规划在城市发展到一定程度后需修编,总规实施几年后要进行评估,城市规划的法律法规制度也要随城市经济发展而适时修改和完善,这些都体现了城市规划是一个不断发展变化的工作。 城市规划科学性的理论本质是在某时间段社会经济条件下的目标预设与过程执导的规律和知识的总和。城市规划科学化的实质是要引人一种科学精神,即求真、理性、务实、批判的人文精神。规划师通过专业技术,识别和协调涉及空间利用的不同利益集团需求。规划是协调各方利益关系的艺术,规划的科学化也是以科学精神进行协调的过程。 二、城市规划科学化的必要性 (一)规划编制的质量制约规划水平的提高 目前,总规一般做得偏深偏细,难以适应发展变化的实际情况。控规的问题是:①规划的指标确定往往缺乏科学的依据,没有很充分的城市设计研究作为基础,不少是凭经验确定,随意性较大;②控规编制过程中对于土地权属关系及边界调研不深不细,地块划分随便,在实施时缺乏可操作性;③规划地块性质确定得过于绝对,刚性过强而弹性不足,缺乏开发时所需要的合理灵活性。所有这些问题造成了规划修改与调整过于频繁,给人以城市规划不够严谨和随意性大的印象。 (二)城市设计的质量影响城市空间环境的品质 在空间环境建设过程中存在着很多城市设计品质偏低的问题,其中主要存在粗放性和放任性。理想简单的城市规划通常都存在忽视具体现实条件。从宏观角度讲,对于科学性的规划结构都缺少深入的研究,总体规划布局差强人意;针对微观角度而言,规划设计多属于粗糙不够细致,没有重要性的细节太多,程序太过于繁琐,这样对于环境品质就大大的有所降低。 (三)城市规划管理的水平决定着规划实施的效率和公平 规划管理是实现规划编制和城市设计的重要保障,规划管理有如下进一步改进的方面:①规划管理在目前依法行政和管理环节较为复杂的现状下,要减少环节和简化审批的科学机制,以提高行政效率和降低社会成本,建立良好的服务型政府形象;②规划实施管理工作中应对日趋复杂的社会利益相关者的矛盾协调,建立起公示、听证等公众参与的利益协调的机制,最大限度地保证规划的社会公平,为和谐社会的构建做出贡献;③建立和完善城市违法建设行为及时发现和制止机制,彻底根治违法建设,还城市以良好的生存环境。 三、城市规划科学化的实现途径与实践探索 (一)牢固树立发展的观点 全面实现城市规划科学化,首先要时刻谨记马克思主义辩证唯物主义关于发展的观点,具体有两点:其一是规划工作要按照科学发展观的要求,把经济社会的发展作为第一要义,规划工作要紧密围绕发展大局来开展,而不能过分强调规划不顾实际的理想化;其二是由于世界是不断发展变化的,经济社会要发展、政策形势需变化,城市规划要主动调整、完善、优化,以更好地适应和服务于经济社会的发展形势。与时俱进才是城市规划科学化的严谨态度。 (二)针对现实勇于自我否定 城市规划要以客观实际作为基础,在规划工作中要不断的汲取新时代和背景给予的新条件,规划工作人员要敢于否定自我,面对新时代的发展要求要不断的与时俱进,开拓创新;敢于面对现实和矛盾,规划工作不能脱离实际。自我否定并不是将之前的工作完全的进行推翻,这种否定程度是建立在以前和现代相关条件改变清晰认识的基础上,对于以前规划工作共尚且没有考虑到的方面和细节,有针对性的进行重新整理,对于以前的规划工作进行及时的校正的更新。 (三)勇于突破大胆创新 在现实社会中,所有的事物都是在不断的发展和变化,过去的规划设计和编制理论以及标准规范都无法在适应今天的规划发展需求,现代社会索面的新情况需要在原先的规划基础上进一步的革新,所以,我们的规划工作人员需要具有敢于突破和不断创新的精神,突破传统进行大胆创新,针对传统基础进行行之有效的创新追求全面适应新规划新发展的依据,这是实现城市规划科学化的关键要求。 (四)大力加强规划研究 对于社会经济发展形势要有全面详细的了解,要做好前瞻性和可操作性规划研究,这样才可以更好的做好规划工作,其主要研究课题需要:①结合城市发展定位,时事政策和当地重要方针纲领;②要学习国内外先进城市城市规划管理经验,规划理念和规划思路;③要结合实际工作,在提高理论高度的同时注重可操作性。 (五)高度重视理论与知识的学习更新 当今社会,科学技术在不断的高速发展,知识经济和信息社会的发展就需要全面要求规划人员具有先进的专业规划知识,其中包括:①从规划的狭义角度讲,现代社会新理论和新理念以及新经验层出不穷,每天都有着新的变化,所以工作人员就需要适时的更新和充实;②由于规划本身的综合性和内涵的广泛性,需要规划工作者广泛充实的多学科的广博知识;③在学习时要善于开动脑筋,不能够照搬照旧,在原有的基础上进行创新,在牢固的知识体系中要做到灵活变通,不可一层不变的模仿。 【总结】:城市规划这门学科,是一门综合性和交叉性学科,在城市规划的工作中必须要具有求真务实和理性批判的人文主义精神,将规划工作更好的做到符合实际科学,在今后城市规划工作过程中,规划工作人员必须要保持先进性和科学性。 城市规划论文:试论低碳城市化视域下的城市规划 摘要:随着我国社会不断的进步,城市化的进程也相应的加快了脚步,然而环境却遭到了严重的破坏和污染。大量的二氧化碳排放已经成为了全球最关注的环境问题。现在许多的国家和地区都已经相应的采取了节能减排等措施,这样可以有效的减少二氧化碳的排放所所造成的温室效应,从而很好的保护了我们赖以生存的地球。现代城市通过科学合理的规划,产业结构进行合理的布局,交通枢纽也是在不断的完善,这样就可以有效的降低二氧化碳的排放量。本文就城市建设和道路交通进行了相应的分析和研究,并且探讨了低碳城市化视域下的城市规划策略,以供参考。 关键词:低碳城市化; 城市规划; 节能减排; 二氧化碳 中图分类号:TU984文献标识码:A文章编号: 随着我国社会经济不断的增长,科学技术不断的进步,我国的工业化进程也相应的加快了前进的步伐。至工业革命以来,世界上的各个国家和地区都不断的加快工业化的进程,在带来经济效益的同时也带来了一些环境的问题。现在最热门的一个话题就是温室效应,随着二氧化碳排放量的不断增多,温室效应也随之越来越严重,这就导致全球变暖带来了许多自然灾害,人们也对温室气体排放所造成的灾难开始不断的重视。因此,为了有效的应对现在全球变暖这个问题,不断的减少二氧化碳的排放量,这已经成为了低碳城市化视域下城市规划分析和研究的重点话题。低碳技术涉及的方面很多,例如:冶金、交通、化工、电力、建筑以及石化等很多部门以及在煤层气和油气资源的勘探开发、二氧化碳的埋存与捕获、资源的高效利用、可再生能源等很多个领域。只有这些领域能够科学合理的减少二氧化碳排放量,就能够有效的避免温室效应对我们人类造成的威胁,很好的保护我们生存的环境。 城市规划理念的转变 现在社会的进步导致城市化进程不断加快,城市的合理规划已经成为当下一个热门话题。城市的规划离不开相应的规划师和设计师,要想能够实现附有现代化、低碳化、文化和实用相结合的城市,规划师就必须与时俱进,改变一些城市规划的传统理念,不断的更新规划的方法和理论,将环境保护中的低碳生活融入到我们的城市建设之中,要注重城市发展过程中的碳氧平衡,将低碳导向的规划模式和规划策略很好的引入到城市空间布局、城市发展目标、交通系统以及产业发展策略当中,逐步的更新现有城市的规划指标体系和技术规范,从而有效的达到城市化低碳的要求。 城市的空间布局是规划过程中的关键问题。因此,有效的减少采光能耗和通风能耗,减少城市交通系统的碳排放,不断的优化城市空间的使用模式,这些都是现代城市规划师必须和重点考虑的问题。根据相关数据显示,传统意义上的紧凑型城市空间结构会产生大量的二氧化碳排放,交通系统的紧密要比现代大面积绿化的空间模式碳排放高很多,由此可见,与时俱进的城市规划理念对于有效的实现低碳城市的目标是非常重要的,起着至关重要的作用。 城市建筑 建筑环境 随着我国城市化进程的不断加快,低层建筑已经逐步推出了历史舞台,转而出现了很多的高层建筑。高层建筑的迅猛发展也相应的带来一些问题,室内外环境污染的日益严峻严重的威胁着我们的健康。因此,必须要求相应的施工单位和相关部门不断的积累和总结经验,借签发达国家的做法有效的解决建筑环境中存在的问题。随着工业化进程不断的加快,经济技术不断的发展,发达国家的城市化进程也是加快了前进的步伐,但是,为了更好的解决建筑物的环境影响问题,发达国家在建筑风格上不断的革新和改变,他们对于改建或者新建的住宅小区和城市街区的建筑环境问题都制定了专门的法规进行有效的监督和管理。 为了从根本上有效的消除不良因素对环境的影响,规划师应当在进行居住区规划方案的时候,通过合理的建筑布局,避免出现类似于穿堂风、街道风给广场、街道以及交通安全带来严重的影响;对于已经建设好的建筑而造成的不良环境污染,应当有效的采取大量的植被绿化来增加风通过的难度,或者按照一些先进的技术方法来不断的进行完善来很好的确保行车安全以及建筑周围环境的洁净。 建筑朝向 建筑的朝向也是影响到冬季太阳辐射的热量和夏季的通风降温等问题。在通常的情况下,板式多层的住宅建筑的传热耗热能量东西要高于南北走向的5%左右,这样就能很大程度的增加遮阳的成本和空调消耗的能量。在新的建筑当中,建筑标准都是以节能减排为主要目标的,要求建筑物的总平面布置和设计应当有利于夏季的自然通风和冬季的日光照射,建筑物应当采用南北朝向可以有效的避免由于夏季太热冬季太冷而增加空调能量的消耗。 建筑材料 在建筑建造的时候,材料的选择和施工技术的好坏对于节约能源是非常关键的部分。近年来,随着人们对低碳环保的不断重视,这个字眼已经相应的融入到了各个方面,不光是在建筑规划中,包括建筑材料的选择也是非常重视低碳环保的。现在我国已经有很多的创新型建筑材料供建筑使用。这些新型建筑材料都是有着很好的环保节能功能的,例如:建筑物使用的空心砖、粘土砖等等都是很好的运用了低碳这个字眼而创新出来的新型建筑材料。另外,在建筑施工的过程中也能够很好的做好节能耗能工作。我们在建造房子的时候应当根据具体的环境来进行房屋的建设,由于北方气候较冷的原因,建筑师在建筑房子的时候往往会把保温墙做的较厚。如果是在南方,保温墙相应的就要做的薄一些这样就是因地而异,很好的做到降低能量的消耗。总之,选择合适的建筑材料和运用合理的施工技术对于有效的降低能源的消耗是有着非常重要的作用。 三、城市中的道路交通 随着社会不断的进步,人们的生活质量也随之提高,人们对于出行的方式选择也是多种多样。随着现代私家车的不断增加也给城市的交通系统带来了严峻的考验。另外,汽车排放的尾气已经严重的对大气造成了污染,并且影响着人们的生活质量。因此,在我国未来的城市交通系统中应当有效的实现低碳交通,人们出行的时候应当尽量选择低碳环保的方式,这样才能有效的减少汽车的尾气排放而造成的环境污染,影响我们的健康。 四、城市用地 1.用地规模 现代社会已经大量的在开发新的用地来扩大城市的建设面积。。控制合理的城市规模,实现紧凑发展,从而减少居民出行距离以及城市绿化面积,避免不必要的能源消耗,进而实现城市低碳发展的目标。 2.地下空间 地下空间是城市十分宝贵的自然资源,尤其在现代化城市发展中,更是城市空间拓展的后备资源, 且具有不可复原性。为节约土地、节省能源及材料,科学开发和利用地下空间显得十分重要。因此,城市建设时除常规工程配套设备和市政管线建于地下外,应加强地下人防、地下交通、地下公共空间及地下仓储物流建设。特别是一些常见的地上建筑物, 如购物中心、娱乐场所、汽车库、变电站、人防设备、仓库等, 也可于地下建设。 五、总结 综上所述,低碳城市化视域下的城市规划就相应的要求规划师必须做好城市建筑、城市交通系统、城市用地三个主要的问题。我国的城市我国城市实现低碳化的可持续发展需要以合理的建筑布局、规范的交通体系及科学的用地规划为基础, 提倡节能、节地、节材的城市建设及自行车出行或步行的交通方式。 城市规划论文:浅谈住房建设规划与城市规划的衔接 摘要:随着经济的发展,人们对物质生活水平也逐渐在提高,尤其是住房方面,那么住房建设规划也逐渐成为城市经济发展的重要组成部分。住房建设规划目前还处在不断摸索前进的阶段,要使其与城市规划做好衔接,必须要清楚衔接的目的。本文分析了住房规划建设的内容和意义,然后分析了住房建设规划与城市规划的关系,接下来陈述了二者衔接的目标。 关键词:住房建设规划,城市规划 , 衔接 一、住房建设规划的概述 1、内容 住房建设规划作为我国2006年新兴起的住房规划,还没有明确的规划制度或者概念。但是从理论上来说,住房建设规划是指国家站在经济发展的目标和条件下,以及在各地房地产市场稳定的情况下,为了满足各个阶层领域的住房需求,进行综合的规划和安排。主要的规划内容包括:国内外住房建设对比分析、城市住房建设发展现状及总体设想、住房建设所占用面积、住房建设周围布局的环境分析及保护、住房建设的基础设施、住房建设的编制方法等等。 住房建设规划是为了满足各工薪阶层的住房需要,进行相应部署的规划,相当于专项部署。 2、背景 住房建设规划是我国经济发展与住房制度改革的结果,它与市场经济的发展是相联系的,住房建设规划的政策是一项不断发展与演变的政策。 我国的住房建设过程如下: 我国的住房制度一直以福利分房为主,直到1998年住房体系改革之后,才有了市场经济住房制度。那时的住房体系是对不同收入家庭实行不同的住房供应政策。 2000年和2001年国家计委依次了《关于下达2001年经济适用住房建设投资计划和信贷指导计划的通知》,在一定程度上反映了市场经济体系在不断向前发展的现象。 2006年3月5日全国人大十届四次会议提出了城市房产投资过大及价格上涨过快的问题;后于5月下旬,九部委联合发文提出需要编制住房建设规划的要求。 通过上述背景讲述可以看出,我国的住房建设计划在逐步走向市场化,我国的住房体系正在逐步完善,走向一个新阶段。 3、深度 为了满足我国目前经济发展和住房供应需求,我国的住房建设规划必须要具有一定的深度,必须要与社会的发展规划相衔接。根据住房建设的操作性特征,一般情况下规定住房建设规划的年限为5年。为了保证住房建设规划与我国的经济发展相一致,必须要保证住房建设规划的深度。根据经济的发展和人们的生活需求,城市规划已成为经济规划中的重要部分,而住房规划又是城市规划中不可分割的,所以住房建设规划的深度必须要明确且透彻,与城市建设的目标相一致。然而,由于城市在不断发展,不能详细的制定住房建设计划,由于它具有变动性,所以要从宏观的角度进行规划,住房建设规划的深度要以分区规划深度为主,要注意与它的相互协调。 4、意义 (1)有效协调城市住房建设的发展 住房建设规划与城市建设规划相协调,能够促进城市建设的进程,并且使得住房建设发展能够健康有序的进行。 (2)有利于市场预期的稳定 住房建设规划的制定可以使得广大民众认识到住房需求计划的重要性,而且能够了解到目前城市内住房的需求,进而量身定制为自己购买合适的住房。住房建设规划能够对市场的短期需求进行预测,通过合理的预期数据,正确引导市民的消费观念,从而保证房地产市场的有序发展。 (3)体现建设法制社会的要求 城市规划和住房建设规划的主体均是当地的政府,政府要行使其行政手段,才能保证计划的可靠性,并且做到有法可依,跟随法制社会建设的要求,从而实现我国各城市能够科学合理的进行指导城市建设。 二、住房建设规划与城市规划的关系 住房建设规划的工作内容是住房建设,城市规划的内容是城市建设,二者在建设的过程中存在一定的交集,关系可谓是极其密切。住房建设规划与城市规划的关系主要从以下三方面进行分析: 1、政策目标和手段 自2006以来,我国将住房建设规划加入经济发展方向建设的计划之一。由于城市的近期建设能够影响到城市建设规划的原因,政府目标也逐渐投放到住房建设规划上面。 住房建设规划主要包括住房的建设总量及比例、空间布局、时间安排等方面内容,这些又都与城市建设用地计划息息相关;另外政府进行城市建设是也需要考虑当时的经济环境与社会发展趋势,合理的进行土地开发与利用、空间布局、时间安排及其他方面的部署,因此住房建设的目标政策必须要与城市建设规划的目标政策保持一致,这样才能够逐步实现住房建设规划。从另一方面来讲,住房建设规划的方式方法、实施技术都要与城市建设相吻合,或者以城市建设技术手段为基础。 2、专项规划与综合规划 城市建设规划具有很广的规划范围,包括居住、教育、商业、交通、医疗等等方面的规划,城市规划的目的是将这些内容融合为一起,相互协调,从而实现综合规划的目的,对能够促进城市发展的所有因素进行全方位统筹。住房建设规划是城市建设规划的一部分,如今各城市政府将此部分拿出,形成一个独有的规划体系,拥有自己的发展目标,这便是一种专项规划。因此,便可以看出,城市建设规划与住房建设规划的关系也可以是专项与综合的关系。全面做好城市建设规划,有利于住房建设规划的实施。 3、规划实施与衔接手段 城市规划分为总体规划和详细规划,在规划时间和空间上都存在一定的差别。总体规划是从长远目标进行规划的,主要是规划的实施方法、以及城市用地的计划;详细规划主要是城市的近期规划,包括对时间、空间、人员安排都作出详细的分析和计划、其提出实施措施。 城市规划需要有其他项目规划进行推动,二者相衔接,通过对一种规划市场的分析,便能够使得城市规划与其他规划相贯通。而从国家的经济和技术角度考虑,目前只有住房建设规划符合与城市规划衔接的条件。比如可以通过对住房建设实施的落实和规划,推动城市规划的速度。 三、住房建设规划与城市规划的衔接研究 根据住房建设与城市建设的关系特点,包括政策手段、规划、实施等,住房建设规划与城市规划的衔接应在以下三个方面进行研究: 1、目标衔接 2006年我国颁布《城市规划编制办法》,内容规定:“研究住房需求,确定住房政策、建设标准和居住用地布局;重点确定经济适用房、普通商品住房等满足中低收入人群住房需求的居住用地布局及标准”。而住房建设规划的目标是在住房的总量、空间、时间、地区上进行合理规划,二者的目标有密切的关系,尤其是在住房政策上,是二者目标衔接的关键。 城市总体规划是为城市的短期和长期建设目标作出提前规划,从而促进城市的健康发展。住房建设规划也必须要与城市规划的目标相一致,这样才能保证住房市场的建设与发展。 2、指标衔接 2006年37号文件,指出住房建设规划重点发展普通商品房,规定商品房面积90%的占市场的比例必须达到70%以上。这样的规划就是详细的控制规划。通知国家的强制性指标,发展房地产市场的需求量。我国的住房建设目标由住房建设面积和投入资金转到住宅建筑密度等指标上,进而延伸到城市规划的指标中。所以控制详细总体规划对于城市规划与住房建设规划的衔接起到了推动作用。 3、时序衔接 2006年《城市规划编制办法》规定,将住房规划建设纳入到我国“十一五”规划中,这就要求住房建设规划必须与城市的近远期规划保持相一致。在进行衔接的时候,必须要注重时序的安排,才能保证住房建设规划的有效实施。 四、结论 我国的住房建设规划体系仍在不断完善的过程中,但是最终目标都是为人民服务,保证人民群众的住房需求和最大利益,从而加快城市发展的进程。但是在规划中可能会存在一些问题,在研究时必须要注意问题的规避和解决,使房地产市场健康有序的运行。 城市规划论文:浅析现代城市规划设计中的发展趋势 摘要:城市的规划应该从总体出发,设计其独特的城市理念,本文介绍了现代城市的几个发展趋向,即:生态,人性化、地城特色和历史文化特色等,从而使得设计者在城市规划设计中把握合适的设计理念,做出独特的方案。 关键词:规划 ,城市 1 生态型的城市 生态城市的规划主要包括提高经济总量和发展生态经济、城市人口的分布、改善自然生态环境和提高环境质量等。编制生态城市的规划,必须建立一套由经济、社会和环境三方面要素构成的生态城市规划指标体系。在编制城市生态规划的过程中,要依据经济社会发展的规划,按照上述指标科学规划城市的经济活动和生态活动,合理的确定城市的经济功能和生态功能、生态资源配置规模和布局,使各项城市活动按照生态城市的要求进行。 同时,必须考虑保护原生态的自然生态绿地。在编制生态城市规划的基础上,要精心做好生态城市的规划设计,从而真正实现城市生态化的目标,并且要体现城市特有的城市生态环境、城市文化、城市形象、城市风格特色和吸引力。要用生态建筑原理科学的规划设计居住区的布局,形成生态建筑与完善的基础设施构成的物质生活环境以及包括精神文明在内的社会生态系统。城市居住区设计必须坚持以下原则:首先是要合理布局;然后是坚持节能低耗无污染;最后是应用生态技术处理生活排泄物和生活垃圾。 绝大多数城市都具有良好的自然生态基础。生态城市建设必须充分利用自然生态基础。所谓充分利用就是保护和提升。生态学原理在城市建设中的具体实践就是充分利用自然生态基础建设生态城市。从实践经验看,充分利用自然生态基础才是建成真正意义上的生态城市的可行之路。 2 人性化的城市 城市是由人工环境与自然环境相结合产生的人口相对集中的生活空间。人们的工作、生活、学习和社会活动都是在城市当中进行的,所以城市的规划与设计必须坚持以人为本。现代人类的生存与发展需要的是安全、舒适、文明的生活环境,城市作为人口集中的人类生活空间同样需要一个安全、舒适和文明的环境。因此,创造一个安全、舒适、文明的生括环境,使城市环境适应人的工作、学习和生活的需要,便是人性化的城市规划与设计的依据。 改造环境,享受自然。在规划与设计城市总体布局时,人性化的设计理念要求无论规模大小、无论位于何地,都要在基本设施与布局上均等,做到人与自然和谐共存。从人类自身的生存与发展出发,人性化设计理念要求对周围环境进行科学、合理的设计,使其在为人类服务时更加完善、更加有利于提高人类生活质量。 城市作为人类社会产物,在规划与设计总体布局时,首先应该体现对他们的关怀。在交通、建筑及公共设施等方面特别体现城市对弱势群体的扶持与帮助是现代城市对他们义不容辞的责任。 3 具有地域特色的城市 地域特色是指相当规模地理区域内所拥有与其它地方不同的自然环境和社会文化特征,是高度复合文化地图的表征。其中,自然环境的特色包括与众不同的日照、温度、湿度、风向、风力、雨量、地形、地貌、土质及生物等自然现象;社会文化特征包括与众不同的社会体系、人口结构、生活方式和风俗习惯等人文现象。不同的自然环境是塑造不同的社会文化特征的基础,而社会文化特征也是改造与适应自然环境的结果。依托自然地理环境、社会文化特性,寻求地域特色,是现代城市规划设计的基本思路之一。本文以泉州为例说明对于具有地域特色的城市如何进行规划。茶文化是泉州文化特色的代表。泉州的茶文化,也是一面反应寻常百姓生活方式的镜子。茶文化是应交往需要而产生的活动,喝茶活动几乎渗透到泉州人民生括的各个空间:家庭、办公室、酒店、茶室等等,已经成为泉州人生活中不可或缺的一部分。因此,“茶艺居”的设置与布局成为泉州市的规划与设计其生活服务配套设施考 虑的重点。规划以组团为单元,在组团中心结合住宅底层设置茶艺居,使之成为大合院的公共会客厅。结合住宅单体以及户外空间,形成多层次规模不等的交往场所。城市会因为创造者的差别而展现出不同的个性。如何利用城市现有的自身条件优势来发展个性,是对规划与设计者在对城市进行总体布局时提出的要求。科学分析的城市的历史、规模、经济、地理等条件,区分优劣,取长补短。 因此,博采众长,重点发展与自身优势条件相适应的特色城市是参与竞争的出路,也是城市健康发展的出路。在城市规划与设计总体布局时寻找城市自身的优势,发展城市的特色和个性是城市发展的必然。 4 历史文化古城 城市是一个活的文化遗产,我们应让它活得更加和谐,更加充满生机和活力,同时又不伤害原来的脉络和空间肌理构成。我国有很多历史文化古城。对于历史文化古城的规划和设计的重点就在于古城内部旅游产业的选择与协同发展模式,处理好古城文化遗址保护与旧城改造、环境整治绿化与古城文脉复兴的关系。保护历史文化古城应该遵循以下原则:首先必须落实古城保护的具体内容,对历史街区、自然风景区、重点文物、风貌控制区、文化景观敏感区等要进行规划控制并落实具体的保护措施。其次,是建立完善的保护体系。应该在整个城市范围内,非常明确的指出历史文化遗址的保护区域、古城整体保护方案、历史街区或历史保护区、文物古迹的分布范围以及其周围环境的保护及管理。最后,协调古城保护与城市建设、经济发展三者的关系。保护历史文化古城的策略: 第一,科学规划,在保护中寻求发展。规划是着眼全局,在整体范围内进行部署和安排,在空上和时间上对整体进行协调,以期达到和谐发展的目的。在旧城改造过程中,由于其内容的复杂性、涉及对象的多样性、目的的综合性,必须设计一个全局性、综合性的规划。要想协调好旧城改造与历史文化保护间的关系,合理解决拆与留的矛盾,一个具体详细的旧城改造规划显得非常必要。 第二,以城市的规划和设计为主要依据。城市的规划和设计是建设和管理城市的基本依据,是综合部署与具体安排城市空间布局和各项建设的基本依据,是一定时期内城市发展的总体规划。旧城改造作为城市建设的一部分必须符合城市的规划和设计的目标,以城市的规划和设计作为建设的主要依据,以城市定位与发展为目标,结合历史、现状与未来发展,确定历史文化遗产的保护内容。 第三,规划要留有余地。任何一座历史文化古城都经历了丰富的历史积累,是劳动人民智慧的沉淀。但城市建设是一个连续的过程,有时也可能是断断续续的,城市 的规划和设计很难也不可能做到一步就位。因此,任城市的规划和设计时应该留下可持续发展的空间,要给子孙后代留下选择余地。 城市规划论文:城市规划发展中生态规划的重要性及发展趋势 摘要:随着我国城市化建设的加快,以及可持续发展战略的实施,城市生态规划已经得到了人们广泛的重视。在城市建设中发展生态规划是社会发展中人们对生活工作环境要求日提高的体现,也是可持续发展战略具体实施的体现,在城市建设中有着重要意义。而随着人民生活水平的提高,城市化建设的加快,生态规划必然得到长远的发展 关键词:城市规划,生态规划,城市建设 中图分类号:TU984文献标识码:A 文章编号: 城市生态规划就是在城市规划中为达到城市生态系统的动态平衡的目的,调控人与环境的关系,运用城市生态学的原理作为指导,为城市居民提供优美、舒适、清洁、安全的城市生活环境,是在上位区域生态规划指导下开展的市域生态系统发展规划,包括城市生态概念规划(自然和人类生态因子、生态关系、生态功能和生态网络的发展战略规划)、城市生态工程规划(水、能源、景观、交通和建筑等生态工程建设规划)以及城市生态管理规划(生态资产、生态服务、生态代谢、生态体制和生态文明的管理规划)。在城市规划中发展生态规划不但是城市建设中自身发展的需要,更是保护、改善生态环境的需要。 一、城市规划发展中生态规划的重要性 社会发展以及经济水平的提高使得人们对城市生活工作环境有了更高的要求,对城市进行科学的规划就是满足于人们日益提高的生活环境需求,城市规划的目的就是建造有序的城市生活环境,使城市建设的发展进一步加快,在规划过程中,人与自然的和谐统一称为了人们日益关注的话题,如何达到生态系统与城市、社会发展的协调一致,成为了城市规划建设中的重点课题。作为国民经济与社会发展在空间布局上的一种有效手段,生态环境规划是解决经济发展与环境保护矛盾的重要途径之一,同时也是可持续发展思想的集中体现。在城市规划建设中发展生态规划就是依照生态学原理和城市规划原理,对城市的生态系统的各项开发与建设作出科学合理的决策,对城市居民与城市环境的关系做出合理调控,在城市建设中有着极其重要的意义。 第一,生态规划是现代城市规划思想发展的一个重要分支。 是对“人本主义”思想进一步发展所得到的结果,城市生态学是其优秀的理论基础。 第二,城市生态规划的发展建设,就是实现城市发展中社会、经济、自然复合生态系统整体协调而达到稳定有序状态的演进过程。它强调了社会、经济、自然协调发展和整体生态化,就是使人与自然共同演进、和谐发展、共生共荣得到实现,是一种可持续的发展模式。 第三,城市生态规划是对区域性经济效益、社会效益、生态效益的可持续发展和高度统一的实现。在一定区域内,以生态学原理和生态经济规律为依据,以生态环境建设和社会经济发展为优秀,将该区域内对环境保护、自然资源、生态建设的合理利用、生态破坏的恢复和该区域内社会经济发展与城乡建设有机地结合起来,利用统一规划、综合建设的实施过程,建造出天蓝、水清、地绿、景美的生态景观,开发整体、谐同、自生、开放的生态文明,发展经济高效、环境和谐、社会适用的生态产业,使人与自然和谐共处的生态社区得以建立。 第四,为人们提供一个良好的城市生活、工作环境是城市生态规划的目的。城市规划发展中生态规划是将城市的经济、社会系统统统纳入环境承载力允许的范围之内。把城市生态规划与城市经济系统、社会系统的发展看成一个整体,三者之间相辅相成、缺一不可。 二、城市规划发展中生态规划的发展趋势 1、对自然形态进行维护和恢复 近年来,自然环境问题成为了社会关注的重点问题,可持续发展战略乃至城市的生态规划都是为了更好保护自然环境,达到人与自然和谐统一的目的。我国城市化建设的不断加快,在其城市规划进程中可以发现对于自然环境,比如草木、植被、河流等,都做了相当大的维护和恢复工作,可以看出,在今后的生态规划中,对自然形态的维护、恢复将是城市规划中不可忽略的一环。 2、对地方性乡土文化的尊重和适应 我国一个传承悠久的历史大国,其地域特色特别突出,在新时期的城市建设规划中,要尊重其独特传统文化和乡土知识。其生态环境是当地人依赖于其生活的环境,并依靠其获得日常生活的一切需要,包括水、食物、能源、药物等;乡土物种不仅是当地最适宜生长的物种,其管理和维护成本也最低,所以在城市规划中生态规划就显得相当重要,对城市当地的生态环境进行合理良好的规划,是对地方性乡土文化的尊重适应,在城市建设的步伐中,保留了珍贵的传承文化。 3、对多样化的乡土生态系统进行保护 众所周知,自然系统中包容的生物极其丰富多样。在生态规划设计就要尊重和维护自然系统的多样性。这不仅是对人类自我生存的要求,也是现代设计者的职业道德和伦理规范的要求。对生物多样性的保护其根本也就是使乡土动植物种群的数量得到有效保持,对多种演替阶段和各种类型的生态系统实施保护,对各种生态过程和自然的干扰给予肯定。未来的生态规划,其追求的是利用生态设计,建造一个可持续的、具有丰富物种的园林绿地系统。 4、将生态的自然过程融入大众 城市生活的支持系统在传统设计中被当成丑陋的对象而有意识地加以掩藏,这使得人们对于环境的现状和未来无从谈起,更说不上通过对生态环境的关心而对日常的行为有所节制。所以,要显露自然过程,让人人都参与搭配环境的设计中,去关怀环境。城市规划设计师不仅要去考虑规划的形式和功能,他们更需要对自然现象给予重视,将其特征突出显现,对人们的视野和运动有所引导,让人们去体验自然过程。 5、对城市绿化系统的开放完善规划 目前,在生态规划方面,提出了“溶解城市”的概念,其可以理解为将城市里所有封闭的东西都开放,并且将他们连成一个有机的整体,构造出一个完整的生态环境。在这个生态环境下对城市规划进行深入的探索,其保持了生态规划的完整性,这也是以后生态规划将要实现的规划特色。 6、“现代化城市”向“生态化城市”发展 从城市规划发展以及人们生活需求的转变来看,城市生态规划与城市规划的融合将成为城市发展的主要方向,就是说构建“生态城市”,可以认为其就是生态健康型城市或者是有利于生态可持续发展的城市。作为一种新概念,随着社会的发展,城市规划的进步,生态城市这在不断地得到充实,也正在开始逐步实现,这必然是以后城市规划中生态规划发展的目标。 总结: 随着信息化、全球化的发展,人民生活水平的逐步提高,生态环境与人类社会协调发展必然是人类社会越来越重视的话题,我国的生态规划建设已经取得了极大的成就。城市作为人们生活、工作的主要场所,使生态环境保护与城市经济、社会发展相互协调具有重要意义。对城市规划、建设进行生态规划,是城市经济、社会发展与城市生态环境保护达到和谐的必要措施,是人类社会可持续发展的重要举措。城市生态规划不但为城市居民提供良好的生活、工作环境,还使城市的经济、社会发展在环境承载力允许的范围内。利用城市生态规划进行城市规划将是今后城市规划的发展方向,生态城市的建设也将是今后城市发展的必然之路。 城市规划论文:市政园林与城市规划的关系剖析 摘要:伴随着社会不断地发展进步,人们的生活水平日益提高,我国城市化的推进,市政园林与城市规划也在逐步创新,本文主要阐述市政园林与城市规划中的园林绿化、旅游资源、精神文明建设三者之间的关系,以及市政园林建设存在的问题和对策,并进行剖析。 关键词:市政园林;旅游资源;城市规划 近年来,城市的高层建筑开始增多,如何规划市政园林,已经成为我们关注的问题,市政园林建设应该不断地创新、发现新的问题,注入新的思想。因此,我们必须要有系统的管理方法,保证市政园林建设健康的发展。 一、园林绿化 1.城市面貌 一个城市的绿化做得好,代表了一个城市的面貌,也是人们对城市自然美与人文美的追求与享受。每个城市的地貌不同,对园林的设计也就不相同,城市园林是在一定的地段,根据自身具有的地貌,利用周围的自然景观,改造成为令人们赏心悦目的视觉景观。 2.开展园林绿化工作 随着社会经济的发展,人们开始运用美学理论指导园林绿化工作,这样可以带动经济的发展,同时,人们的精神文化水准不断的提高,这就对园林绿化部门有了更高的要求。 3.园林的设计方法繁多 每个城市对园林绿化设计的方法都不同,有的看上去比较简单,有的比较复杂多样,其目的都是在打造城市的视觉美。 4.园林中种植花卉 我们都知道一年之计在于春,春天是万物复苏的季节,每当我们在这个季节去公园散步时,会发现各种各样的花非常漂亮,颜色多样的花成了公园中一道亮丽的风景线,同时使人们心情舒畅,花卉的栽种,丰富了城市的色彩。 二、旅游资源带动城市经济的发展 1.一个城市的内涵 一个城市的园林规划是否有内涵,就要有城市所象征的景致,利用当地的生态美和已有的自然景观开发成旅游景点,人们可以通过旅游,发现城市的美。 城市的旅游资源主要包括:自然资源和人文资源。自然美是客观存在的,人们对自然美和人文景观的追求也是人们旅游的主要动机,人们通过旅游活动,来增加生活的美感,以及调节工作压力、激发生活的热情,并且能够开拓眼界,增长生活阅历。 2.自然景观的艺术美 作为城市的一些旅游景点,如何满足旅游者的吸引力,就要有引人入胜的艺术美,自然风景区要有自然美,不同的景点,通过建筑,改造、布置都要有内涵,因为这是象征一个城市的自然清新美和精神面貌,是促进经济增长的方式之一。 3.园林的构思与建筑手法多样化。 一些城市在园林的构思设计上采用了多种手法,有的简洁明快,新颖,独特,富有情趣,让人们投入其中触景生情,达到了情景交融的境界。同时,还有一些古典园林的构思与构筑,有山,有水,有花,有草,里面寄托了园林设计者的思想和感情。构思手法的多样性,让园林景致完美,例如:有的象征一个城市的古典美,有的在诉说着有关城市的久远历史,这种方法能够让旅游爱好者明知现代城市的艺术美,又不乏缺少古典美。 三、加强精神文明建设 1.提高全民素质,打造文明城 一个城市在绿化和生态建设上,离不开人们的共同努力,然而建设生态园林城市,不仅仅是环保部门一再强调的问题,同时也是关乎整个地球的可持续发展。在日常生活中,我们能做到有利环保的事情很多,例如:减少使用一次塑料袋的次数,避免产生白色垃圾。节约用水,有效合理利用资源等,提高全民素质,从自身做起,给绿化工作在添加一份美丽。 2.服务热情周到 打造文明城,不仅仅是一个城市的规划目标,同时它也是整个地球环境健康发展的方向。一个城市的市政园林管理处应该以创造文明城市为基本目的,要加强对园林设施的管理,其中,要注重管理人员的服务态度培养至关重要,热情周到的服务能够体现管理理念,塑造城市园林管理处的好形象,也能使人们在出行旅游时心情愉悦。 四、市政园林建设中存在的问题和解决对策 1.管理混乱 现阶段,大多数城市的绿化施工监督管理处没有指定明确的管理方案,导致一些城市对园林规划盲目,相关的政府部门不知道如何把握绿化项目,致使一些地方的绿化环境陷入无人管理的境地。有的施工者不懂栽种植物的生长规律,还有植物的生活习性,这样没有目的栽种,浪费了大量的资源,然而,市政园林建设者的专业程度低,真正懂技术的人员少,管理人员的素质很低,造成了施工混乱,影响了人们的生活环境。 2.没有专业的监管机构 为了确保城市绿化施工工作正常运行,这就要求市政园林监督管理部门严格按照城市绿化工程施工的管理规范,履行相关的法律法规,加强自身的责任感,对出现的问题要及时的解决。例如:在栽种一些植物的时候,避免会遇到因土壤不好,施肥效果差,阻碍了植物的不良生长,这就给以后再重新栽种增加了难度,可能会使重新栽种生长起来的植物速度慢,看起来不美观,与周围景致不搭调,所以,一个专业的对园林建设进行监督的机构是非常重要的,它直接关系到一个城市的整体美和文化内涵,因此,强化城市绿化园林的监管工作刻不容缓。 3.对园林的设计理念单一 城市的绿化与建筑工程有很大的区别,它不是简单的把树种在一个居民小区内就可以了,种树谁都会,只是要更重视运用科学的方法和规律。其中有很强的技术性,比如说,种树的面积多大,根据这个面积能够种多少树,树与树之间的距离是不是一样,施多少肥才算合理,浇多少水才算够用,这一系列的问题都要有一定的方法,具有严谨性。所以,园林的设计理念不能太单一,应该遵循城市园林建设的规划理念出发,一个具有创意的设计,更需要设计者和施工者共同来完成。 总结: 伴随着我国施工技术的不断完善,人们开始在实践中摸索经验,在努力寻求一条创新的路,然而,提升一个城市的绿化品味十分重要,一个城市的文化内涵如何体现出来,需要园林绿化施工者们注重挖掘城市文化与人文关怀,最终实现人与自然的可持续发展. 城市规划论文:遥感信息在城市规划中的应用与展望 摘要:城市遥感信息是城市的资源之一,本文介绍遥感信息在城市规划与管理中已经获得实际成果的应用途径和现状,分析了应用实践中的一些问题,展望了遥感信息在城市规划建设领域的应用前景。 关键词:遥感;城市规划;应用 1 引言 遥感技术(Remote Sensing)是一建立在空间科学、电子技术、光学、计算机技术、信息论等新的技术科学以及地球科学理论基础上的综合性技术,为现代前沿科学技术之一,具有宏观、动态、综合、快速、多层次、多时相的优势。在新技术迅猛发展的今天,遥感技术伴随着航空、航天技术的发展而不断地提高与完善,服务领域因之而不断扩展,受到普遍重视,显示出极其广泛的应用价值、良好的经济效益和巨大的生命力。 城市遥感是遥感技术的一个具体应用。城市遥感信息是城市重要的信息资源之一,遥感技术在城市规划与管理方面的应用主要有:快速实现城市范围国土资源与生态环境的多层次、全方位综合调查;系统地研究城市资源与环境的空间分布规律及其相互联系、相互制约的关系;按不同层次、不同内容编制系列基础图件,客观、真实、系统地反映城市的建设成就和存在问题等几个方面。遥感技术在在城市中的应用,为制定城市国民经济和社会发展的中长期规划、国土资源和生态环境的综合整治规划以及城市经济可持续发展规划提供了科学依据。 2 遥感 “遥感”,顾名思义,就是遥远地感知。传说中的“千里眼”、“顺风耳”就具有这样的能力。遥感平台是用来固定和运载传感器的物体,如卫星、火箭、航天飞机、热气球等。传感器就是安装在遥感平台上探测物体电磁波的仪器,针对不同的应用和波段范围,人们已经研究出很多种传感器,探测和接收物体在可见光、红外线和微波范围内的电磁辐射。遥感就是利用传感器把这些电磁辐射按照一定的规律转换为原始图像。原始图像被地面站接收后,再经过一系列复杂的处理,才能提供给不同的用户使用。 例如,大兴安岭森林火灾发生的时候,由于着火的树木温度比没有着火的树木温度高,它们在电磁波的热红外波段会辐射出比没有着火的树木更多的能量,这样,当消防指挥官面对着熊熊烈火担心不已的时候,如果这时候正好有一个载着热红外波段传感器的卫星经过大兴安岭上空,传感器拍摄到大兴安岭周围方圆上万平方公里的影像,因为着火的森林在热红外波段比没着火的森林辐射更多的电磁能量,在影像着火的森林就会显示出比没有着火的森林更亮的浅色调。当影像经过处理,交到消防指挥官手里时,指挥官一看,图像上发亮的范围这么大,而消防队员只是集中在一个很小的地点上,说明火情逼人,必须马上调遣更多的消防员到不同的地点参加灭火战斗。 3 遥感资料的应用 3.1 遥感资料的制图应用 当前,高分辨率卫星遥感技术的发展已经到了一个前所未有的高度,法国SPOT 5和美国IKONOS、QUICKBIRD卫星影像的地面分辨率分别达到2.5m、1m、0.61m,在未来两年内,更高分辨率的卫星遥感影像将进入商业运行。这就使得卫星遥感技术突破了仅能进行定性分析的局限,而跨入定性和定量分析的新境界 。 遥感影像通过正射处理、辐射增强和均衡后,可作为挂图使用,亦可作为工作底图供土地更新调查、城市规划等使用。与传统成图方式比较具有节省人力、物力、成图时间快等特点。 3.1.1 航天遥感制图 所谓航天遥感是指以航天器为传感器承载平台的遥感技术。航天遥感实践中,针对具体应用需求,选择不同的传感器如:成像雷达、多光谱扫描仪等,通过卫星地面站获取合适的覆盖范围的最新的图像数据,利用遥感图像专业处理软件对数据进行辐射校正、增强、融合、镶嵌等处理,同时,借助应用区域现有较大比例尺的地形数据,对影像数据进行投影变换和几何精纠正,并从地形图上获得境界、城市、居民点、山脉、河流、湖泊以及铁路、公路等典型地貌地物信息和相应地名信息,进行相应的标注和整饰,制作数字正射影像图。 特别是高分辨率卫星遥感影像的使用,使得航天遥感制图的应用也更加活跃,展示出非常好的前景,不仅在国土资源调查、土地利用监测、城市规划监测、重点风景名胜区监测中有了典型应用,而且,国家863计划信息获取与处理技术主题重大课题还开展了利用分辨率为0.61m的QUICKBIRD卫星影像进行城市大比例尺地形图的更新研究。此外,高分辨率卫星遥感影像还可提供立体像对,可用于直接生成DEM数据,甚至可以进行大比例尺地形图的获取与更新测绘。 3.1.2 航空遥感制图 所谓航空遥感是指以航空器如飞机、飞艇、热气球等为传感器承载平台的遥感技术。根据不同的应用目的,选用不同的传感器:如:航空摄影机、多光谱扫描仪、热红外扫描仪、CCD像机等,获取所需资料包括:航摄像片和扫描数据。其制图应用一般包括两大方面: (1)摄影测量制图 在测绘领域中,摄影测量学已经是一门从理论到实践都非常成熟的学科。在我国应用摄影测量的原理和方法测绘地形图有相当长的历史。目前,1:5000及其以下小比例尺地形图的测绘,基本上都采用摄影测量方法施测。在城市测量方面,由于要求成图比例尺较大,过去由于航测仪器及作业水平的局限一直徘徊于有关实验,主要原因是,对于平面精度,只要工序控制完善尚能满足要求,但高程精度难以满足《城市测量规范》的要求。而近年来,计算机技术的发展给摄影测量制图带来了新的发展和变化,不仅在内业测图仪器上实现由测绘线划图到直接测绘数字地形图的转化,而且诞生了抛开了传统的摄影测量仪器设备,以软件实现地形数据采集与处理的数字摄影测量技术,这无疑是摄影测量技术发展史上的一次革命。数字测绘成果既可以通过硬拷贝输出获得线划图件,又可以借助相关的编码技术及格式转换接口,直接为GIS提供基础数据。 在我国测绘工作者的努力下,我国的数字摄影测量技术水平站在了世界先进的行列,这是中国测绘人可以引以为自豪的。与国外相关产品相比,具有我国自主知识产权的VirtuoZo NT和JX-4两大数字摄影测量系统,性价比更为出色,近几年迅速占领国内城市测绘的制高点,展示了极为广阔的发展前景。目前,应用数字摄影测量技术进行城市大比例尺地形图的测绘与更新,已经非常普遍,很多城市测绘部门已经形成了一定规模的生产能力。 实践表明,应用摄影测量技术进行城市大范围大比例尺空间基础信息的获取与更新,平面精度完全可以满足规范要求,在高程精度方面需要进行特殊的处理(如铺面水准实测)。与常规地面测量相比,其主要的优势在于周期短、成本低。 (2)正射影像图制作 正射影像图是一种既具有地物注记、图面可量测性等常规地形图的特性又具有丰富直观的影像信息的一种图件,是将航摄像片的中心投影经过机械式的或数字式的纠正转变为正射投影形式而生成的影像图件。在正射影像图上叠加某些地形信息,如道路信息、房屋信息等,制作复合式正射影像地形图,信息更为丰富,表现力更强,其在城市规划与管理方面的应用更具直观性。 正射影像图分为“常规正射影像图”和“数字正射影像图”两大类,前者是通过影像拷贝和正射投影仪纠正工艺,以纸基或胶片基承载的平面型影像图件。后者则是应用数字摄影测量技术和工艺制作的以数字形式存在的影像图件,可以方便地输出成纸基或胶片基图件。 正射影像图制作的优势在于,生产周期短、成本低。 3.2 遥感影像资料在城市规划设计中的应用 城市大比例尺地形图是城市规划设计、管理中应用最为广泛的一个图种,由于数字正射影像图具有地形图的坐标读取、长度、面积量测的特点,又具有丰富直观的影像信息,其特点正在被城市规划行业认同并在应用实践中得到进一步发掘。数字正射影像图作为规划设计的工作底图得到大量应用。 近些年来,由于计算机技术以及数字正射影像图生产技术的发展,数字正射影像图在城市规划设计、建设和管理中的应用日趋活跃,其特点正在被城市规划行业认同并在应用实践中得到进一步发掘,生产市场也日益扩大,城市在进行以基础信息获取与更新为目的的航摄时,一般都要求开展数字正射影像图的制作。 在用地审批业务上,利用影像数据解译,能比较直观地反映四邻关系、相关地貌地物类型。结合近期的控制性详细规划审查工作,利用遥感数据结合历年的用地审批数据以及全市的道路红线,提供了一个比较精确和详细的数据,可以给审查者一个很清晰的总体情况。 在城市规划设计、建设和管理中,为了更真实、直观地了解城市的地形地貌及环境状况,对数字高程模型和数字景观模型等数据的需求也日益增多,利用遥感信息进行数字高程模型和数字景观模型的生产,在技术上已经日臻完善。实践中人们认识到,应用航空遥感信息进行生成数字高程模型(DEM)所需要平面坐标(X,Y)及高程(Z)的数据集的采集,比地面测绘或其它方式更为经济和快速。作为模型化的城市现状的表现形式,城市景观模型对于总体规划设计思想的形成以及把握城市建设和发展的方向,具有重要的作用。传统的城市景观模型是以纸板或其它材料制作的非数字式模型,要想做得逼真,费时费钱。应用数字摄影测量技术所具有的制作城市景观数字模型的功能,在计算机上非常逼真地再现城市现状,并可以多视角浏览,以辅助规划设计与建设的参与者及决策者开展相关工作,毫无疑问,其基础资料来源于各类遥感信息。 除此之外,近景摄影测量和三维激光扫描技术的遥感特征也应被正视,它们面向城市的现实目标体进行信息的获取,对城市规划、建设和管理的信息支持作用也是不可低估的,如文物保护测绘、城市标志性建筑和街区的三维建模等。 3.3 专题遥感调查与研究 城市规划、建设和管理是一个长期的过程,是一个包括城市方方面面的系统工程,与城市的历史、人文、地理环境以及经济建设紧密相关,因此,通过对一些可能影响城市建设和发展的专门课题的调查与研究,获得指导城市规划与建设的决策的信息,有着巨大的社会效益和经济效益,对于城市社会、经济、环境等协调发展具有重要意义。 3.3.1城市交通道路的遥感调查 城市道路网是城市的骨架,又是城市的命脉。城市道路网一旦形成,就决定了城市发展的轮廓。城市道路布局合理与否,直接关系到城市的发展是否经济、合理。因此,利用遥感进行交通道路的调查,对挖掘城市现有道路的潜力和改善道路交通条件有着重要的辅助作用。应用遥感数据调查城区内现有各种道路分布、长度、宽度、密度现状的目的,是为了研究市域道路交通存在的问题及与城市发展和建设的关系,以及如何通过治理,使道路交通更好地为人民生活和经济发展服务。 3.3.2 城市绿地的遥感调查 由于绿色植物具有明显区别于其他地物的光谱特征,因此,在一定的分辨率范围内,利用遥感技术不仅能够较为准确地判定和量测绿地覆盖情况,而且对判别绿地的类型、结构乃至植物的种类都是十分有效的。遥感数据以分辨率高、覆盖范围大,光谱信息丰富。它在绿地调查中表现在宏观和微观两方面:宏观上监测整个城区绿地的分布结构,评价布局的合理性和可持续发展性,微观上分析和研究城市绿地的数量和质量,以及植被的种类。 3.3.3 水域的遥感调查 随着城市的发展,愈来愈多的工业及生活污水排入城市周围的水体中,使这些水体的水质逐年恶化。由于水质的变化往往引起水的温度、密度、色度、透明度等物理性质的变化,进而导致水体反射波谱能量的变化。这种变化有些可以通过遥感手段监测到,这就是水环境污染遥感监测的物理基础。 一般情况下,水体越深,色调越深,水体越浅,色调越浅;水体含沙量越大,反射率整体提高,色调越浅;水体受污染程度越重,色调越深;静止的水体较深,湍流的河流色调相对较浅。其中河流呈现亮的白色调和灰色调,而公园的人工湖、老城区部分河段以及城郊养殖水塘表现为深色调。 受污染的水域 水库水面 城区河流 鱼塘 3.3.4 城中村的遥感调查 由于历史原因,遗留下来的杂乱无章的城中村、危旧房和一些手续没有办全的地块或者违法建筑,在很大程度上影响了城市的各个方面,利用遥感影像可以快速地获取他们的点位、范围等重要情况。 3.3.5 土地动态监测的遥感调查 进行土地动态监测的遥感调查可以为复核土地变更调查、提供准确的土地利用变化图斑数据;为配合土地执法检查提供技术支持;为监测土地利用规模发展的状况提供资料;为决策部门提供现势性的基础信息。 此外,遥感技术还可以开展很多专题的调查研究,如:1)城市土地利用现状调查;2)城市历史变迁动态研究;3)城市水系调查;4)城市污染源分布调查;5)城市垃圾调查;6)城市热岛效应调查;7)城市在建工地调查;8)城市旧城改造调查;9)城市防汛设施分布调查;10)城市违章建筑现状调查等等。 3.4 遥感信息的GIS应用 GIS(地理信息系统,Geographic Information System)是一门新兴的边缘学科,是一个在计算机硬件、软件和网络支持下对空间信息进行预处理、输入、存储、查询检索、处理、分析、显示和应用的技术体系,是一个在各个领域得到广泛应用的智能化系统。从80年代初开始的二十年间,GIS在我国由探索到实际应用,经历了一个成绩辉煌的发展时期,在许多方面发挥了重要的作用。 我国的GIS研究和应用是以遥感为先导的,而且遥感技术和GIS技术同被列为数字时代的高新技术和优秀技术。城市遥感信息是城市空间信息的一部分,也是城市GIS的研究对象。与矢量信息相比较,遥感信息的综合、多层次、多时相、形象直观的优点,可使GIS的分析、显示和决策应用功能能够得到更为生动的表达,其成果使多种层次的使用者如身临其境。有学者预测,随着城市信息化的推进,大量的城市GIS的建设与应用,对城市空间信息的需求将越来越多,人们将面临巨大的信息获取与更新的压力。从技术、经济等角度考虑,遥感技术将成为解决这一问题的最优的和最有发展前景的技术之一。 4 结语 目前,“数字地球”已经成为信息时代的战略制高点,世界各国政府和有识之士正在付出巨大的关注和行动。作为对应策略,我国的“数字中国”规划已经提上议事日程,而作为其重要的组成部分之一的“数字城市”的建设必将扮演举足轻重的角色。城市遥感信息是“数字城市”的多源信息的一个重要的分支,与城市的其它信息相比,有其特点和应用优势。遥感技术也是“数字城市”建设中的关键技术之一。遥感信息的获取与处理技术随着信息时代的到来正在高速发展,人们对遥感信息内在规律的了解也愈加深入,因此,遥感信息在城市领域的应用将越来越广泛,必将推动“数字城市”乃至“数字中国”和“数字地球”的建设,对于提高城市建设的决策、规划和管理水平,提高城市建设的环境、经济、社会等的综合效益,以及城市的可持续发展规划将起到十分重要的作用。 城市规划论文:城市规划中的环境保护规划 摘要:城市不仅为人类提供了重要的物质资源, 而且还在给予人类物质关怀的同时潜移默化了人类的思想。 环境是人类生活的基本因素,从广义建筑学的角度看,城市也是环境的组成因子。然而,在当代快速城市化的背景下, 环境问题已经成为了制约城市经济及社会发展的重要因素, 环境保护的研究已迫在眉睫。 关键词:城市规划;问题;环境保护;实施 早在1972年斯德哥尔摩世界人类环境会议上,我国代表团就提出环境保护工作的32 字方针,即“全面规划,合理布局,综合利用,化害为利,依靠群众,大家动手,保护环境,造福人民” 。 我国的城市化进程加快,而城市污染也正以与其相同或更快的速度扩展,城市的环境问题已成为人们关注与研究的重点,但遗憾的是,从城市规划和规划管理的角度考虑却很少。许多城市的规划对环境的关注,还是仅限于总体规划层次,并停留在各个污染点源治理的描述上,“头痛治头,脚痛治脚” 。环境进一步的恶化固然与经济发展的负面影响有关,但也与规划部门没有推出有效的理论和控制手段;管理部门没有制定相应有效的控制措施有关。因此,进一步研究城市规划中的环境保护理论、手段和方法,完善我国城市规划编制内容和条例,保证我国城市健康、有序的发展已是刻不容缓。 1城市发展过程中所面临的环境问题 城市是人类社会文明发展到一定历史时期的产物,它的产生和发展决定于经济的发展,同时也受上层建筑的影响,近几十年来,城市人口的迅速增长和经济的高速发展引起了一系列的环境问题: 1.1水体污染问题突出 由于城市人口的急剧增长和工业的飞速发展,大量的污水没有得到妥善的处理而直接排入水体,致使水环境遭到严重的破坏。我国的水体污染近期呈上升趋势,全国有监测资料的 1200多条河流中,850多条受到污染,在七大水系中,以辽河、海河、淮河污染严重,在统计的138条城市河段中,有133个河段受到了不同程度的污染。全国范围内 78%的河段不适宜作饮用水水源,50%的地下水受到污染,西安、北京等许多城市也出现了供水危机。 1.2城市大气质量严重恶化 工业和交通运输业迅速发展以及化石燃料的大量使用,将粉尘、硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、臭氧等物质排入大气层,使大气质量严重恶化。我国大气污染属“煤烟型”污染,全国城市空气中总悬浮微粒浓度普遍超标,平均浓度达 309微克 /立方米;二氧化硫浓度水平较高,部分城市污染相当严重,北方城市平均值达到 83微克 /立方米。而大气中硫化物、氮氧化物业严重超标导致了全国大部分地区出现酸雨,宜宾、长沙等城市酸雨出现频率大于 90%,长沙降雨的平均 PH值已达到 3.54,酸雨的降落不仅破坏生态环境,而且加剧建筑物,铁道、桥梁的腐蚀与破损,给工农业带来巨大的损失。而由大气污染引起的温室效应和臭氧层破坏更是直接地威胁到人类的生存。 1.3固体废物泛滥成灾、垃圾围城现象严重 人类的生活和生产产生了大量的固体废物,目前我国每年产生的工业固体废物为 6.6 亿吨,其中有害废物为 3000-4000万吨,累积量超过 64亿吨,侵占5亿多平方米土地;每年的生活垃圾量为1吨并以每年7-8%的速度增长。由于我国的固体废物露天堆积,全国有三分之二的城市处于垃圾的包围之中。固体废物到处堆放,不仅有碍观瞻、侵占土地、传染疾病,而且在自身严重污染环境的同时加剧了水体、大气土壤的污染。 1.4噪声扰民现象普遍存在 目前随着我国城市工业、交通运输和文化娱乐事业的快速发展,噪声扰民的现象愈发突出,据44个国控网络城市监测,全国三分之二以上的城市居民生活在噪声超标的环境中,区域环境噪声等效声级分布在 51.5-65.8d B(A), 其中洛阳、大同、开封、海口和兰州五座城市噪声平均等效声级超过60d B(A);道路交通噪声等效声级范围为 68.0-76.3d B(A)。 2城市规划中的城市环境保护规划及其主要内容 城市环境保护规划是城市规划的重要组成部分,它是在城市总体规划中城市的性质、规模、发展方向的基础上,依据对城市环境质量现状的调查分析所制定的以保护人类的生存环境、减少污染、节约资源为目标的规划体系。按照我国环境保护应“坚持经济建设、城乡建设与环境建设同步规划、同步实施、同步发展,实现经济效益、社会效益和环境效益协调统一”的总方针和总战略,城市环境保护规划应主要进行以下几个方面的工作: 2.1城市环境保护规划的前期准备,这些准备工作是城市环境保护规划的基础,它包括城市的自然环境资料,例如地理位置、生态环境、气象、水文等;城市的社会与经济状况,如人口、国民生产总值等;环境状况的调查分析,如大气、水体、噪声的监测资料、固体废物的来源与历年累计量,对污染的治理状况等;城市生态环境现状分析与功能区划等。 2.2大气污染综合整治规划,根据城市大气质量现状与发展趋势进行功能区划并按拟定的环境目标计算各功能区最大允许排放量和削减量,从而制定污染治理方案。大气污染的治理应根据城市的能源结构与交通状况确定首要污染物即浓度高、范围广、危害大的污染物,便于治理时有的放矢、对症下药。当前我国大部分城市的大气污染主要是由采用落后燃烧方式燃煤和汽车尾气引起,由此而来的首要污染物是二氧化硫和总悬浮颗粒,因此规划的远景目标应该是改进落后的燃煤方式,提高燃烧效率,尽量使用气体燃料、型煤、太阳能、地热等无污染或少污染的能源,实行区域集中供热。调整工业布局,根据大气自净规律科学便理的利用大气环境容量;强化污染源的治理,降低污染物的排放量;通过技术和行政的手段减少汽车尾气的污染;提高城市绿化率、选择抗污染性好的树种,大力发展植物净化。 2.3水污染综合整治规划水污染综合整治规划是在对水污染现状调查分析的基础上,根据受纳水体的环境容量计算最大允许排放量并确定最佳治理方案。根据我国水污染的具体情况,水污染综合整治规划应该通过改革落后的生产方式,采用少废、无废工艺实现清洁生产,提高污水处理效果和资源化利用率,减少污水排放量,修建有效的污水处理设施,加强工业废水和生活污水的治理,最终达到有效保护水资源的目的。 2.4城市固体废物综合整治规划,固体废物综合整治规划是根据环境目标落实各类固体废物的综合利用率与处理、处置指标体系并制定最终治理对策。推行固体废物减量化、资源化和无害化政策,按照循环经济的思路来加强废物管理。重点通过以气代煤工程,控制一次性物品使用,简化商品包装,实现工业生产固体废物,商业垃圾和居民生活垃圾的源头消减,并强化回收利用。 3城市规划中的城市环境保护规划实施措施 进人新世纪在城市规划与环境保护中注重“可持续发展”显得尤为重要。 城市规划编制应将整体环境“区域化”及“节点化”。 区域化就是将城市的环境放到整体的区域中进行思考, 用体系和城市群的概念来分析城市环境。从宏观的角度把握整体的城市,用辨证的思维来思考城市环境。 节点化就是将环境具体化,用相应的尺度来将环境形成特定的可计量模型, 为新科技手段的介入提供相应的条件,通过具体的实验结果来进行城市的节点性刻画。 城市规划编制中环境问题思考的途径: 在城市规划与环境保护的结合上, 根据我国实际,并以现时的技术手段可以从以下几方面将城市规划与环境保护结合得更深入一步: 3.1在城市总体规划或次区域规划层次上, 确立环境限制是城市或区域发展限制性因素之一的观念, 并通过对主要的环境限制因素及潜在的污染源的分析,合理界定城市的规模,选择适合的用地和人口分布交通运输方案。 3.2在改造和城区重整规划中,尽一切可能改善环境质量,包括完成基础设施的配套,降低太高的容积率和人口、居住密度,增加城市空间和绿地,消除用地布局不当如工业与居住相邻引起的环境干扰。 3.3在郊区发展中,通过对非建设性用地的功能区划,确定生态保护区和敏感区、景观敏感区,保护其不受城市化的不利影响。 3.4在市政详规层次上,将污水管网的设计、污水厂与环境影响评估结合起来。 城市规划、 环境保护的问题归结起来都是相关于“人”的问题,对于人类自身的思考是这些问题的最根本的出发点,在城市规划中研究环境保护问题,就是要寻求人与自然环境的和谐,为人类自身聚落环境的发展提供可持续的路线口。 城市规划论文:浅谈当前城市规划管理面临的挑战及对投资环境的影响 摘要:针对城市规划管理中出现的新趋向,从城市规划面临的挑战、如何迎接这一挑战,以及城市规划管理对投资环境的重大影响方面阐述了城市规划管理应有的基本思路。 关键词:城市规划管理;面临挑战;投资环境;影响 一、正确认识城市规划 1、城市规划面临的挑战 在计划经济条件下,城市规划被认为是“国民经济计划的继续和延伸”。因此,城市规划对城市建设的调控主要采取的是一种机械的目标管理和计划控制的方式。但是随着改革开放不断深入,社会主义市场经济的逐步建立,城市建设也逐步由以前的政府投资行为,转变为市场调节为主的多元投资行为。城市的开发建设表现为多种经济法人之间的利益关系,或者是经济法人与公众利益的关系。传统的计划经济条件下形成的城市规划体制无论在自身机构、管理机制、还是规划方法等方面都难以适应这种新的经济关系。 主要表现在,一是传统的城市规划对城市土地和空间资源价值认识不足,造成国有资产流失,城市建设资金短缺;二是传统的规划管理强调的是计划性和强制性,若严格按照城市规划进行管理,则投资商没有任何选择余地,容易影响投资商的积极性,若规划执法不严又容易产生各种腐败现象;三是城市规划代表的是城市的整体利益和长远利益,目前我们低规格的城市规划管理机构(有的城市还没有独立的城市规划管理机构),难以承担起市场经济条件下调整和协调经济法人与公众利益关系的职能;四是传统的城市规划是以土地利用控制为优秀的一种静态的物质规划,规划缺乏实施可行性论证和评估,造成了规划的目标过于僵化,实施中缺乏可操作性,难以适应干变万化的市场,从而造成大面积的违法建设;五是传统城市规划关注的是既定规划蓝图的实现,而忽视了城市规划对城市土地开发过程的调控功能,容易引起土地的投机活动;六是市场经济条件下投资商对经济效益过度追求往往会侵害公众的利益,造成土地浪费、环境污染等问题,而作为城市整体利益的代表,城市规划部门难以对这类行为进行有效的干预和调控,使得公众利益受到损害,社会公益事业的建设得不到有效保障;等等。 归结起来就是,我们传统的城市规划管理机制还难以协调市场经济条件下产生的多种经济法人之间以及多种经济法人与公众之间的利益关系。这就是我们面临的一个新的挑战。 2.如何迎接这一挑战 首先,要树立规划的资源意识。城市规划不仅是一种重要资源,而且是一种能直接产生经济效益的资源。市场经济条件下,土地使用权的取得主要通过有偿出让、转让。土地出让转让的关键是土地价值问题。尽管影响土地价值的因素是多方面的,但就具体某一块用地来说,它的价值往往由城市基础设施配套完善情况和城市规划确定的开发条件来决定。《城乡规划法》要求城市规划区内的土地利用和各项建设必须服从城市规划,明确了城市开发用地的性质、功能和容积率等开发要求由城市规划来确定,这些开发要求直接左右着开发效益。因此,通过城市规划的科学测算,合理确定开发商与城市政府收益分配比例,可以为政府筹集大量的建设资金。具体地说,城市建设中容积率的提高、原有建筑的加层、“破墙开店”等用地性质功能的改变都可以产生很高的级差收益,但这不是项目开发本身产生的,而是政府长期基础设施投入的结果。这些收益不能全部纳入开发商的口袋,而要通过规划的手段,使政府基础设施投入产生的收益回流到政府的口袋中,为城市建设可持续发展创造条件。因此,从一定意义上说,城市规划直接创造了经济效益。 其次、要把市场机制引入城市规划,规划管理要靠“两手”。市场经济是以市场方式按价值规律配置资源的一种经济方式,市场经济条件下,城市一切经济活动都直接或间接处于市场关系之中,市场机制是推动生产力要素流动和城市土地资源优化配置的基本运行机制。这种运行机制对形成城市土地市场和带动城市建设起了十分重要的的作用。在这种运行机制下,如果城市规划不利用市场调节这只“无形的手”,就无法对城市建设实施有效的调控。在市场经济条件下,开发商追求的是最高最大的利润,这种对经济效益的过度追求往往会造成对公众利益的侵害。市场土地供给的有限性与价格的上涨趋势也往往会导致土地投机活动。市场调节的结果也往往只使直接经济效益高的项目吸引了很多投资者,而维护城市正常功能的绿地、道路交通设施等公益事业仍然难以吸引投资,只能依靠代表社会整体利益的城市规划的调控来加以解决。如不加以控制和引导,市场机制很容易导致城市建设的盲目性和城市功能失调。 二、城市规划管理对投资环境的影响 城市规划管理因其工作的综合性、复杂性、系统性、周期性、对投资环境的影响是全方位、多层次的、概括起来有以下几个方面: 1、引导 城市规划管理对投资引导通常通过公共政策制定、规划的编制和规划信息的管理来实现。通过总体规划、分区规划、控制性详细规划、专项规划对城市的自然资源进行配置,对自然环境的利用提出要求,对城市基础设施、公共设施建设作出安排、对城市功能进行布局、对城市土地的开发方式(序列、时间、开发强度等)作出规定。 2、调控 城市规划管理是政府对经济实行调控的主要手段之一。一方面,城市规划管理可以协调不同利益主体(如政府与投资者、投资者与投资者、投资者与当地居民)之间的利益关系;另一方面、城市规划管理可以控制投资开发火向、结构、空间、速度、节奏,它对投资的调控主要是通过规划编制、规划政策和规划项目的审批来实现。例如、以商住楼为主体的房地产投资过猛时,可以通过严格限制其它用地性质改为商住楼用地性质、严格控制商住楼用地的开发强度、严格要求商住楼规划设计质量、严格履行审批程序等措施对其抑制。 3、规范 投资行为是一个市场行为,而没有规范的市场行为只会导致市场秩序的混乱和投资的失败。规范的市场才能使投资者(尤其是中长期投资者、境外投资考)有安全感。城市规划管理对投资行为的规范作用是通过规划编制管理、规划审批管理和规划考察管理来实现的,它告诉投资考应该干什么,不应该干什么。如果投资者犯规,则将受到纠正。 4、保障 投资是有风险的,这种风险来自许多方面,其中一个风险来识于他人对投资者利益的侵犯和损害。城市规划管理对投资者合法利益的保障作用通过规划审批管理和规划监察管理来实现。例如,当投资者已获得了一块土地开发的合法权力时,他人在该块土地上违法进行建设,导致投资者在资金、机会、土地等方面的损失,这时对违法建设的查处就是对投资考合法权益的保护和对违法者的惩罚。 5、服务 投资需要服务,这种服务来自各方面。规划管理也是一种服务,它对投资者的服务主要通过城市规划行政主管部门的服务来体现。规划局机构设置和运转效率、规划管理人员的服务质量优劣、规划局形象好坏等等,都会直接影响投资者的心理行为和投资效果。例如,规划管理人员的腐败会直接增大投资者的成本,增加投资风险;反之,良好的服务会增加投资成功的机会,减少投资失败的可能。 结束语 规划管理应具有前瞻性,应能预测城市经济发展动向,并及时调整策略与手段,对投资环境的改善应该更多起引导作用,而少使用制约手段。规划管理与投资环境是一个动态平衡的开放系统。如何把握好城市规划与投资环境的关系,充分了解和努力发挥城市规划对投资环境的作用,以营造最佳投资环境,是城市规划管理者应该认真加以研究的重要课题。
作物论文:生物学技术下的农作物论文 1检验品种真实性和纯度的方法 检验品种真实性和纯度的方法有很多,根据不同的原理可分为形态鉴定、生理化学法鉴定、物理法鉴定、细胞学方法鉴定和分子生物学鉴定。运用分子生物学方法来鉴定品种纯度的方法有很多,它是在DNA和RNA等分子水平上鉴别不同的品种,目前最常用的技术主要有以下几种:SSR技术又称为microsatelliteDNA、RAPD技术、AFLP技术、RFLP技术和SNP技术。应用最广泛的就属SSR技术,最有应用前景的要数SNP技术[2]。 1.1运用SSR标记技术鉴定品种的纯度和真实性 近年来越来越多的种子企业都应用SSR技术来鉴定品种的纯度,DNA分子标记技术是通过诊断生物的内在基因排布规律和外在的表现规律,并直接分析遗传物质的多态性,同时通过比较不同品种的DNA的结构和组成,以此来鉴别品种的纯度和真实性的。该技术可以反映生物个体和种群之间有差异的片段,正因为此技术的不受时间、空间和外界环境的因素影响,所以其检测结果更真实可靠,也便于自动化管理。由于SSR技术呈共显性遗传,然而相比于其他的遗传方式,它可以清晰地分辨出种子的纯合体和杂合体,所以就成为了目前最广泛应用并最受欢迎的检测技术。SSR技术是由一个到六个核苷酸串联成100bp以内的DN段,在基因的复制过程中,及碱基的错配会产生几个重复单位,就使得基因组每次都会突变成几个重复的单位,导致等位基因的出现,当运用电泳技术进行分离后,就轻而易举的获取了这些重复序列的信息[3]。 1.2PAPD技术 PAPD技术是以基因组为模板,并对农作物进行PCR扩增,最终得到多态性的DNA谱带的一项技术,此项技术有很多特点,如操作简单、经济快捷、基因需求量小等,并且在向日葵、扁豆、芹菜、棉花、甘薯等植物的检测均有报道,虽然对于已经筛选出来的种子进行指纹分析是比较方便和快捷的,但是对于未检测过的新品种,想要在短时间内找到合适的引物进行鉴定难度很大[4]。 1.3RFLP技术 这项技术的原理是通过检测不同的遗传位点的变异,它能够区分不同生物个体间基因的微小差异,由于同一个农作物能够在不同品种中找到许多的标记,所以这项技术是在检测品种的真实度和纯度的方法中最可靠的方法,但是其操作过程繁琐、操作难度大、周期长、费用高[5]。 1.4AFLP技术 AFLP技术的原理是在检测过程中选择基因组DNA的酶切片段,其标记技术优点有重复性强、稳定性好、多态性高等,实验证明在克隆技术上此项技术拥有很好的前景,但是由于实验对DNA纯度和内切酶有高质量的要求,基因组的不完全会影响实验的结果,而且此方法不仅操作程序长、步骤多,还要求有很高的实验技能和精密的仪器,因而在对农作物的真实性和纯度的鉴定中难以普及和应用[6]。 2如何验证分子生物学技术的可靠性 2.1验证方法 为了验证分子生物学技术的鉴定结果是否可靠,需要进一步的确认,通常实验都会采用两种纯度检测的方法来验证,一般会选择分子标记鉴定和田间纯度鉴定法,根据有无亲本的两种情况,对已经知道亲本的生物运用共显性鉴定法,即基因在亲本之间表现为多态性,在杂交一代中表现为共显性的生物。对未知亲本的作物采用多态性扩增的方法[7]。田间种植鉴定,分别在田间正季和异地种植,以水稻为例,田间正季鉴定材料种植在四川两种实验基地,单粒播种,每个样品种植200株,常规管理,海南异地种植在三亚种植基地,通过分析种植的产物的特征特性来最终得到田间鉴定结果。鉴定依据要严格按照种子检验规程执行,对产物性状的审定同样按照规则审定描述进行。 2.2结果分析 通过实验得到信息后对结果进行分析,谱带种若出现双亲互补的为杂交种,若母本出现纯和带类型为不育系,谱带如图3-1所示,以此来计算纯度的百分比,将得到的鉴定结果和田间实验的鉴定结果比较,验证了24对引物的结果准确。另外发现在经过生物技术检测的纯度和田间正季的鉴定结果相关系数可达到93.8%,在田间鉴定过程中不同的鉴定者鉴定的结果也有很大差异,过程中很难区分杂株,将分子技术检测结果与田间检测的性状做对比,在田间表现为不育系的大多分为两种情况,第一是在田间表现为不育株的在SSR检测中变下为母本不育,第二是田间表现为异型株的检测为母本不育系,其谱带表现如图3-2所示,分子标记检测结果与田间种植检测结果比较如图3-1,分子标记检测纯度与田间种植检测纯度比较结果如图3-2。经过以上研究分析得出,在品种纯度测定中,所用的引物越多、样本容量越大检测得出的结论(见表3-1、表3-2)越可靠,在实际的检测中,为了兼顾经济性和准确性,一般选用3对引物来进行检测,在品种真实性和纯度的鉴定中,大多数人们认为分子标记鉴定结果比田间鉴定的结果更为严格,所以对企业就相对有失公平,本研究显示其电泳结果更接近于田间种植结果,这一研究结果为接下来的分子鉴定提供了更有力的依据。但是就针对于农作物真实度和纯度的鉴定而言,分子标记的结果和鉴定结果相一致,且检测时间短,能迅速为种子的监管工作提供有力依据和技术支撑,更大力度的减少由种子不合格带来的经济损失和不良社会影响[8]。 3讨论 对于利用分子生物学技术对农作物品种的真实性和纯度进行检测的方法各有优缺点,但是无论是常规鉴定技术还是化学物理鉴定技术都各有局限性,不能满足种子纯度和育种工作的发展需求,可以相信,随着分子生物学技术的不断发展,更多更有效的分子标记技术将会在学者的不断努力下得到革新和不断完善,在不久的将来,分子生物学技术将会直接应用到农业的发展中去,通过本文以上的研究,可以得知分子生物学技术的最终检测结果和田间实际种植的结果大致相同,所有有理由相信经过不断地发展和研究,最终分子生物学技术对农作物真实性和纯度的检测结果将于实际差距越来越小,发展分子生物学技术将是鉴定农作物真实性和纯度未来的发展方向。 作者:王立 单位:江门市新会区林业科学研究所 作物论文:无公害农作物论文 1农作物无公害生产重要意义 无公害生产技术的应用,可降低农作物对化肥、农药等化学产品的依赖性,有效地减少其对农作物造成的危害。上市一系列的无公害绿色食品,为保证食用者身体健康贡献力量。无公害生产技术中的深耕技术,能有效促进土壤中空气的流通,有利于农作物根系伸展,坚实扎根,增强抗倒伏能力。此外,深耕还可以将土壤中的有害细菌、病毒、虫卵等易导致作物生病的东西以及生命力异常旺盛的杂草的种子埋于土壤深层,使之逐渐消亡,减少农作物病虫害的侵袭。无公害生产技术的使用从根本上调节了土壤结构,使土地向着高产、优沃的方向靠近,从而实现农作物增收。无公害生产有助于提高农作物的耐旱防涝等抗灾能力,于灾害之中挽救农作物产量,提升经济效益。 2农作物生产技术发展现状 农作物生产技术发展,随着时间的推移,由传统的无规律化逐渐过渡到目前拥有严谨管理手段的无公害生产技术,大幅提高了农作物的管理水平,有效保证农产品的销售质量,促进农业增收。无公害生产技术对农作物管理主要表现在以下方面:对土地采取种前深耕管理,以给种植农作物营造舒适的生存环境,保证其营养的供应;实行农作物的合理轮作机制,有效防止重茬带来的病原体累积、土地营养分布不均衡等危害造成的农作物减产状况,使生物多样性增加,并阻止土壤条件恶化;保持合理种植密度,在保证作物生长的同时,提高农作物产量;实行田间管理维护,包括苗期管理、施肥、灌溉、松土等,但是其要求比较严格,各个环节均有相应配套的原则以供施用;注重病虫害的生物防治,有效降低化肥农药的使用率,以保证农产品绿色无公害。 3农作物无公害生产技术推广措施 为提升农产品销售质量,发展绿色安全农业,农作物无公害生产技术必须在全国大范围内得到推广。其推广措施可分为4个方向。 3.1培养农民绿色生产意识 培养农民的绿色生产意识,是推广农作物无公害生产技术的政策性任务。一些政策能否发挥应有的政绩在很大程度上取决于有关意识的宣传培养是否到位。在宣传方面,将推行无公害生产技术的推广工作放在重要位置,多安排相关技术人员下乡,深入农民身边,讲解绿色生产的优点,培养其绿色生产意识,使农民摒弃传统落后减产的农作物生产方式,采用先进绿色环保高产的无公害生产技术,从而实现农作物生产的增收,即培育农民绿色生产意识是从意识层面使其生产意识改头换面,进而达到无公害生产技术的推广。 3.2加强低毒高效类农药肥料的研制与推广 有毒有害性农药化肥的使用是传统生产技术区别于无公害生产技术的显著表现,其使用虽然可促进农作物产量增收,但是也对农作物生长存在着副作用,例如,农药的残留问题直接威胁着食用者的健康,与无公害生产的主题背道而驰。因此,加强低毒高效类农药的研制与推广是推广无公害技术的关键步骤。农药与肥料的使用只有在保证农作物高产的同时降低其毒害性,才能实现农作物的无公害生产。 3.3加强绿色农作物实验基地建设 绿色农作物实验基地的建设主要是给广大农民起模范带头作用,也就是以成果推行发展。此外,绿色农作物实验基地的建设还可以获知该农作物生产过程中的各项信息,为进一步在方法上改进无公害生产技术、推进农业更快更好发展提供可能。绿色农作物实验基地的建设是农村经济产业化的重要手段,拥有一定数量的绿色农作物实验基地,才能够保证大量无公害蔬菜水果的上市,从源头上保护人类的生命安全不受侵害。 3.4加强对农作物化学农药残留监测工作 化学农药残留问题一直是农产品方面亟待解决的问题。推广使用无公害生产技术必须有效加强农作物农药残留的监控工作,在残留农药允许范围内,尽可能多地降低残留率,保证农产品的绿色、无公害。 4结语 无公害生产技术不论是在农作物增收方面,还是对发展绿色农业、保证农副产品无公害都有着重要的影响力。必须保证产品的质量、数量双赢,再加上无公害,待销的农产品一定会被抢购一空。由此可以预测,在未来无公害农产品将占据市场主流。因此,从现在起推广无公害生产技术已是形势所趋。 作者:黎兰华 岳俊德 单位:四川省南江县农业局 四川省南江县小河职业中学 作物论文:关于秸秆利用的农作物论文 1现状 1.1秸秆总产量 浙江省位于我国东部沿海,属典型的亚热带季风气候区。全省陆域面积中,山地丘陵占70.4%,平原占23.2%,河流湖泊占6.4%,素有“七山一水二分田”之称。2012年浙江省主要粮食作物播种面积125.13万hm2(包括稻谷、麦类、玉米、豆类等),全省秸秆理论产量(通过草谷比计算所得)为1194.76万t。从种类数量上看,以水稻秸秆为主,达760.6万t,占秸秆总量的63.7%;其次是油菜、茭白秸秆,分别为87.00和71.79万t,占总量的7.3%和6.0%;豆类、麦类、玉米、棉花等秸秆均在50万t以下,占比不超过5%。从区域分布看:嘉兴、绍兴、杭州最多,其次是湖州、金华、宁波、温州、台州、衢州和丽水,舟山最少、仅占0.46%。 1.2秸秆综合利用 浙江省农作物秸秆利用方式多样,主要有肥料化、能源化、饲料化、食用菌基料化以及原料化等途径。水稻、大小麦秸秆以还田为主,棉花、豆类秸秆以用作燃料为主,玉米秸秆以饲料为主,茭白和桑、果树枝条以作食用菌基料为主。据测算,2012年浙江省秸秆利用量达936.9万t,秸秆综合利用率为78.4%,其中作肥料利用722.8万t占60.5%,作饲料利用94.4万t占7.9%,作食用菌基料利用39.4万t占3.3%,作能源利用(不包括炊事燃料)27.5万t占2.3%,作其他利用52.6万t占4.4%。其余秸秆主要是炊事燃料、露天焚烧和田边、路边弃置。以上利用结构表明,浙江省秸秆资源化利用层次较低,深度开发高值利用比例不高。 2存在的主要问题及原因 当前,浙江省农作物秸秆综合利用存在秸秆资源分散、收贮困难、利用经济性差、相关扶持政策不明、秸秆禁烧监管难度大等问题。据调查和监测分析,露天焚烧比例较大的秸秆有小麦、水稻、油菜秸秆,季节主要集中在5-6月和10-11月。秸秆利用不高和焚烧的主要原因。一是种植特点因素。浙江省农作物复种指数高(2.0以上),全量还田不利下季作物播种和生长,农户对部分难于还田的秸秆采取露天焚烧处理。二是秸秆资源分散利用附加值低。农作物秸秆量大面广,资源分散,收集、运输、贮存成本高,难度大,利用效益低,主要以就地还田利用为主,饲料化、基料化等高值利用方式受产业规模制约只在局部地区得到应用,占比较小。三是露天焚烧监管难度大。《大气污染防治法》和国务院办公厅《关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见》明确环保部门牵头秸秆禁烧工作,《浙江省农业废弃物处理与利用促进办法》也有禁止露天焚烧的相关规定,但由于露天焚烧的主体为种植农户,面广点散,基层环保执法力量有限,监管处罚难度大。四是秸秆利用扶持政策不足。目前浙江省除嘉兴市已出台秸秆机械切碎还田专项补贴政策外,省和其余市县基本没有秸秆利用的专项资金等扶持政策,影响了农民和企业利用秸秆的积极性。 3建议 《浙江省大气污染防治行动计划(2013-2017)》明确提出:“加快推进秸秆及农作物废弃物综合利用,实现秸秆资源化、商品化。力争到2017年,基本实现秸秆还田和多元化利用,秸秆综合利用率达到90%以上。建立健全禁止露天焚烧秸秆的长效监管机制,充分利用卫星遥感加强秸秆禁烧监控,严防随意露天焚烧秸秆。”根据农作物秸秆综合利用本身的特点,针对浙江省农作物秸秆综合利用发展过程中存在的一些消极和阻碍性的因素,作者认为,应着重做好以下几方面工作。加强领导,部门协同。积极推动落实秸秆综合利用和秸秆禁烧工作的政府主体责任,结合产业布局,制定秸秆综合利用工作实施方案,并纳入各级政府目标责任制考核内容,确保各项任务落到实处。积极推动落实乡镇政府的实施责任,将任务分解落实到村、到田头地块、到生产主体,建立干部包村联户制度。加强部门协作配合,农业、发改部门牵头负责农作物秸秆资源化利用工作的指导,环保部门牵头负责禁止秸秆焚烧监管,财税、科技、经信、交通、国土等部门按各自职责加大对秸秆利用的支持,共同做好秸秆综合利用和禁烧工作。完善政策,加大扶持。将秸秆综合利用资金列入各级财政预算,明确扶持内容、扶持环节和扶持重点等。在秸秆综合利用方面,以《浙江省农作物秸秆综合利用规划(2009-2015)》为引领,研究制订秸秆发电、固化成型、食用菌基料、畜禽饲料以及秸秆收贮运体系建设的实施方案;在秸秆禁烧方面,制定秸秆禁烧和加强卫星遥感监控的实施方案,并建立信息通报制度。强化科技,加强创新。以市场为导向,以企业为主体,鼓励秸秆利用技术的产业化,提高设备科技含量和加工制造能力。注重把农作物秸秆综合利用途径和技术研究,纳入重大科技专项予以支持;引导科研院所和农业技术推广机构积极开展秸秆综合利用新技术、新工艺、新设备、新机具的研发与转化。 加强农作物收割、秸秆粉碎还田、捡拾打捆为一体的农业机械研发和技术集成,争取在秸秆能源化、饲料化、燃料化以及工业化利用关键技术和设备上取得新突破,形成秸秆综合利用的技术支撑体系。同时,支持培养农村废弃物资源化应用领域的学术领军人才和科技队伍,为科技创新和产业发展提供技术支撑。加强监管,严格执法。根据大气污染防治总体要求,把全面禁止秸秆露天焚烧作为主要目标和首要任务,更加突出构建禁烧机制,落实政府部门和生产经营主体的责任,形成治理共识和行动。积极做好秸秆禁烧监管工作,划定禁止露天焚烧秸秆区域,落实秸秆禁烧责任,加强秸秆焚烧卫星遥感监控。切实加强机场周围15km、高速公路、铁路两侧各2km及国道、省道公路两侧1km等重点禁烧区的全天候、不定时巡查,做到有烟必查,确保第一时间发现、第一时间赶到、第一时间扑灭,对发现在禁烧区有焚烧行为的立即责令停烧,并对直接责任人处以罚款,集中力量确保重点交通干线安全和大气环境质量。宣传引导,营造氛围。通过广播、电视、报纸、网络等宣传媒体,深入宣传焚烧农作物秸秆的危害,宣传有关法律政策和处罚措施,宣传秸秆综合利用对促进资源节约、环境保护、农民增收等方面的重要意义,引导农业生产经营主体和广大农民增强秸秆利用与禁烧意识,提高利用秸秆、禁烧秸秆的自觉性。 作者:邵建均 杨治斌 刘银秀 单位:浙江省农业生态与能源办公室 作物论文:小麦赤霉病农作物论文 1抗渍 南陵县圩区在梅雨季节因雨水过多经常发生内渍。有的早稻田被淹1~2d。2014年,我公司一农户由于柏山渠支渠漏水,造成单季杂交稻被淹过顶约30h,排水后立即喷施新美洲星1500mL/hm2,至收获时产量未受损失;邻近的其他农户的田块,未喷施新美洲星,而是补施尿素112.5kg/hm2,至收获时产量仅为6000kg/hm2左右,且纹枯病、稻曲病严重。 2抗冻 南陵县小麦用新美洲星拌种,出苗后叶色浓绿,遇低温未见冻害;而未拌种小麦遇低温后,叶色发黄,有明显冻害症状。油菜在开春后喷施新美洲星,遇低温时,无冻害,叶色浓绿;而未施新美洲星的油菜,遇低温,叶色变淡发黄,有明显冻害症状。早稻播种季节经常出现低温,用新美洲星拌种,出苗整齐、长势好;未用新美洲星拌种,在低温条件下,出苗不整齐、出苗率下降、烂秧严重。 3缓解肥害与药害 随着直播、抛秧等轻型栽培技术的推广,水稻、小麦田草害严重,有的农户因使用不当经常出现除草剂中毒和肥料中毒现象,出现症状后,使用新美洲星1~2次,大多能缓解症状,使水稻、小麦恢复生长。 4抗病 2014年,南方地区小麦赤霉病严重,我公司一农户在小麦上使用了3次新美洲星,只在抽穗时防治了1次赤霉病,田间无赤霉病;未用新美洲星的田块赤霉病危害严重,在防治赤霉病2~3次的情况下,仍有绝收,大多受损30%~50%。2014年,我公司大棚育秧的早稻经过美洲星拌种和出苗后喷施1次新美洲星,大棚秧生长良好;而南陵县某合作社,未使用新美洲星,大棚里发生了严重的立枯病,造成秧苗死亡,造成项目田无秧可栽。 5抗倒伏 使用过新美洲星的田块,长势好、病害轻、不易倒伏,而未使用新美洲星的田块,一般病害要重一些,植物茎秆受损,抗倒能力弱,遇大风、阴雨天气,倒伏的几率比喷新美洲星的田块高得多。 作者:丁祖胜 单位:安徽省南陵县红宝种业有限公司 作物论文:乡镇品种农作物论文 1在这些乡镇的分布环节中 长青乡占据了黑龙江的二积温带、三积温带、四积温带,一共横跨了三个积温带,为了满足现阶段农业生产的需要,做好积温区的实事求是温度规划工作是必要的,这就诞生了长青乡的二积温区、三积温区及其四积温区等。第二积温区的分布大多是指,温度大于等于10摄氏度,其整体的活动有效积温在2600摄氏度左右,其品质的所需积温情况在2500摄氏度左右。上述温区的划分主要是指无霜期的变化情况,其在130天以上,整个乡一共有四个屯。分别是城东村的二屯及其红卫村的1号及其二号屯。第三积温区的分布情况比较复杂,其整体的积温区温度都在10摄氏度以上,其植物的有效活动积温在2400摄氏度左右,其品种所需的积温情况在2300摄氏度左右,其无霜期在115天左右,在实际操作中,长青乡的第三积温区的分布比较复杂,其分布在正阳村,新阳村、向阳村、红卫村等的各个方位。接下来介绍的是第四积温区,该温度区的分布也是大于等于10摄氏度,其活动的有效积温情况在2200摄氏度,其品种所需要的积温在2100摄氏度左右,无霜期在120天左右。该积温区的分布主要是正阳村、红卫村及其和平村等。第三积温区厶10℃有效活动积温在2300-2500℃,品种所需积温在2200-2400℃,无霜期在120-130天,全乡有24个屯,分别是:正阳村的1至7屯、新阳村的1至4屯、向阳村的1至6屯、红卫村的3.4屯、和平村1.2屯、城东村1.3.4屯;第四积温区厶10℃有效活动积温在2100-2300℃,品种所需积温在2000-2200℃,无霜期在105-120天,全乡有5个屯分别是:正阳村的8屯、红卫村的5屯、和平村城海组的1.2.3屯。 2长青乡镇主要粮食作物品种应用方案 (1)目前长青乡的二积温区的品种应用情况比较复杂,该乡的四个屯都位于二积温区,也就是其温度大于等于10摄氏度,其有效的活动积温在2500以上。在这个积温带范围内,其品种的安排也被限制了,大多是在2500摄氏度有效活动积温左右的品种。这里常见的种植种类是玉米,这里面的玉米也涉及到多个型号,每一个型号都有各自的特点。同样的大豆的种植涉及到多个品种,玉米主要种植:阳光一号、鑫鑫1号等;搭配种植:哈丰2、鹏玉一号等;新品种:稷18等;土豆种植需要伴随着搭配种植,其大豆主要种植,主要种植:黑农53等;搭配种植:黑农44、合丰55等;新品种推广:金园20等;水稻,主要种植:东农428、北稻3等;搭配种植:龙粳20、龙粳24、松粳6、绥粳4、等;新品种推广:牡宁一号等。三积温区品种应用情况。在实际操作中,第三低温带的分布情况又是不同的状况,其大约有24个屯分布于第三积温带,其有效活动积温在2400摄氏度,这里的积温带种植植物大多数是在10摄氏度以上,有效积温在2300摄氏度。这里面的种植植物是玉米、大豆及其水稻。这三种种植品种都有不同的应用品种,这里推荐几种常见的种植品种。玉米的种植品种,龙单48、绿单1等;搭配种植:合玉19、哈丰2等;大豆主要种植:垦丰16、垦农5等;搭配种植:垦丰10、绥农14等;新品种:垦丰17等。水稻,主要种植:垦稻12、龙粳26等;搭配种植:龙粳27、龙粳29、牡丹江28、普粘7等。(2)除了上述几个积温带的分布情况,还有其他屯的分布情况,长青乡大约有五个屯位于第四积温带,其温度大于等于10摄氏度,其有效活动积温水平在2200摄氏度,此积温带种植需要适宜2100摄氏度的植物品种。其主要涉及的品种是玉米及其大豆,还有水稻,其不同农作物的种植水平分别涉及到该区的应用特点。玉米主要种植:龙单39、金产5、郝玉20、德美亚1号等。大豆主要种植:合丰53、黑河3、黑河52等;新品种:黑河50等。水稻主要种植:绥粳3、鸡西稻1号等。 3结束语 长青乡镇的积温划分及其主要农作物品种运作环节的协调,有利于长青乡各种植物的良好种植,有利于其良好运作效益的提升,从而满足现阶段工作的需要。 作者:郭晓慧 单位:鸡西市城子河区长青乡政府 作物论文:秸秆禁烧农作物论文 1机械引进选型的过程 1.1机械的选型 一是选好机械装备是农作物“秸秆禁烧”、技术路线与示范成败的关键;二是课题组经过查阅资料,并对生产企业进行实地全面考察,提出相关建议、对比各类生产机械可靠性、适用性、先进性、操作性、作业田块土壤条件,作了认真分析;三是推广的趋势进行了详细的论证。选用上海市农机研究所1LGF-140(175)秸秆还田复式作业机,配套机械装备设计合理、工作效率高、故障少、性价比优势等特点,经过几年来,使用情况反映良好,在实践中体现实用性、满足秸秆还田各种需要,农户称好、适宜于宝山地区作业田块且不规则的特点。由于机械选型对路,5年来试验示范推广达到了有期目的,效果良好,具有推广价值。1LGF-140(175)秸秆还田复式作业机技术。1LGF-140(175)秸秆还田复式作业机是上海市农业机械研究所最新研制的一种适用于农作物秸秆机械化全量还田新型作业机具,集机械翻耕、灭茬、覆盖、平整、施肥等一次联合复式作业功能。主要技术参数:配套动力:70~90马力四轮驱动拖拉机;犁耕幅宽:140cm(四铧犁)、175cm(五铧犁);犁耕深度:16~20cm;旋耕幅宽:180cm(230cm);旋耕深度:8~10cm;覆盖率:≥85%;施肥量:10~30kg/667m2;生产率:0.4~0.53hm2/h。农作物秸秆机械化还田作业技术路线。①机械化收获作业。机械化收获作业时,割茬高度≤15cm;秸秆切碎长度≤10cm,均匀抛撒。②机械秸秆全量还田复式作业。机械收获作业后,采用1LGF-140(175)秸秆还田复式作业机进行翻耕、灭茬、覆盖、平整、施肥等一次联合复式作业,使作物秸秆和留茬直接深埋腐烂熟化,作为有机肥料利用,满足后茬作物种植农艺要求。 1.2领导的重视 区委、区政府十分重视农作物“秸秆禁烧”工作。专题召开会议、全面分拆、出台各政策,提供了强有力组织保障。一是专项成立了领导小组,技术领导小组,有组织、有步骤、有计划、有措施开展各项工作。二是区、镇、村专业合作农场四级联动。通过广播、农村一点通、宣传资料、加大力度,做好宣传发动工作,做到家户喻晓,人人皆知。三是从农机装备、试验场地、人员配备、技术保障、作精心布置,专题召开动员会,做到思想早准备,物资早落实、措施早到位。四是项目技术领导小组对该项工作全面分拆,尤其从技术层面上如何开展作业具体安排,责任到人,广泛听取意见,搜集资料,查阅技术数据,掌握第一手资料信息,科学分拆。通过一系列工作措施,确保“秸秆禁烧”全面实施,提供了科学依据,使工作正常有序展开。 1.3强化培训意识 要使“秸秆禁烧”工作顺利落实农机手培训是关键工作之一。一是农机管理部门要积极创造条件,让农机手参加“秸秆禁烧”展开会、现场会,让农机手驾驶机械感性认识,积累经验,提供舒畅环境。二是积极组织培训“秸秆禁烧”技术路线,作业故障与排除方法,操作要领培训。熟练掌握机械工作原则性能,操作方法,及前期准备事项,并分析故障原因,熟能生巧使农机手在具体生产过程中得心应手,最大程度上发挥农机手的主导作用。 1.4提高机手素养 实现农作物“秸秆禁烧”工作初始,课题组就十分重视农机手驾驶员人员素养。因为农机驾驶操作人员是实现该工作主体,因此在选拔农机手应注意4个条件。1)热爱农机,热爱本职工作;2)要有很强工作责任心、事业心;3)要有多年驾驶经验,能独当一面操作技术;4)年轻力壮具有一定开拓创新思维能力。综述农机手过硬综合素质是工作顺利开展必要条件和保证,实践证明这一举措十分正确,十分必要。在此同时,注重机械检查和维修保养工作。由于上海市农机研究所生产1LGF-140(175)复式作业机是综合性一体完成作业机械,工作负荷重,机械磨损大,零部件时常发生松动,在作业期间进行例行安全和机件完好状况检查。 2总体评价 秸秆禁烧工作全面落实。一是农民经济效益和社会效果都起到了良好效果,前景看好。二是改变劳动模式,提高工作效率,改善了劳动环境。三是培养了一支熟练农机队伍。四是制定适合宝山地区土壤、气候特点技术路线。采用1LGF-140(175)复式作业机,打破了传统“一把火”处理“稻”“麦”方式,改善劳动环境、改善了空气质量、提高栽培水平,为宝山区“稻”“麦”生产过程中全程机械化更优化了基础。为宝山区实现种、耕、收、翻提供了适用可靠、先进农机装备;为宝山区土地流转后为农民就业,提供了良好平台,造就了一批相关技术人员。通过“秸秆禁烧”工作的实施,将对宝山区整治农村污染发展起到了一个很好的示范和推广作用。 3应用推广的对策 3.1成熟条件 全面实施农作物“秸秆禁烧”工作具有十分重要现实意义和深远历史意义,具有成熟条件。市委市政府对“秸秆禁烧”工作十分重视,市人大通过立法已提在议事回程。区农机服务中心承担“秸秆禁烧”全量还田课题,由2012年度通过专家验收一致通过。区农机推广站和广大用户开展“秸秆禁烧”技术路线应用,日趋成熟,为全区推广工作奠定了物资基础和思想基础。市区财政加强了农机装备投入力度、“秸秆禁烧”力度,在农机购置补贴政策引导支持,有能力发展农业机械。因此抓住机遇乘势而上。 3.2推广对策 加大宣传力度,强势推进“秸秆禁烧”步伐,加快“秸秆禁烧”技术应用推广,最终达到全覆盖呼吁财政继续加大农业机械、“秸秆禁烧”补贴力度,支持农机管理部门因地制宜建立“秸秆禁烧”标准化体系。积极引导开展“秸秆禁烧”技能培训,以科学、合理、规范、使用农机装备,提高生产效率,降低生产成本。强化市场引领作用,培育社会化市场竞争主体,在机具和配套技术成熟的基础上。农机农艺融合,对秸秆还田对水土影响的全面监测,开展秸秆还田危害防治的技术研讨,正确评估秸秆全量还田技术、制定作业标准、操作规范和相应措施,从而达到减轻秸秆全量还田带来的累积负载,提高还田效果。 作者:潘德明 单位:上海市宝山区农机服务中心 作物论文:病虫害防控措施农作物论文 1专业化防控示范及技术措施 1.1针对水稻的病虫害防控措施 针对目前对石嘴山市水稻危害严重的稻瘟病、水稻恶苗病、水稻胡麻斑病、稻田杂草和稻蝗等集中连片建设标准化综合防治示范园区10000亩。病虫害防治技术要点为:播种前种子用“402”或“使百克”或“浸种灵”消毒防治恶苗病。播种前结合整地用48%仲丁灵乳油喷雾或拌20kg细土撒施稻田,杀灭正在发芽的杂草。4月下旬稻苗未出土前,用百草枯喷雾封闭灭草。6月上中旬用2.5%稻杰田间喷雾灭草。7月中旬至8月下旬用40%富士一号乳油或30%稻瘟灵乳油防治稻瘟病和胡麻斑病2~3次。8月份用4.5%高效氯氰菊脂乳油或40%毒死蜱乳油喷雾防治稻蝗。 1.2针对小麦病虫害防控措施 针对目前对石嘴山市小麦危害严重的蚜虫、吸浆虫、白粉病等集中连片建设标准化综合防治示范园区5000亩。病虫害防治技术要点为:5月10日至25日结合小麦灌水,每亩用40%辛硫磷乳油250ml制成毒土撒入麦田,然后立即灌水防治吸浆虫;6月上旬至下旬每亩用20%吡虫啉可溶液剂5~10ml或3%啶虫脒乳油10~15ml对水30kg喷雾防治蚜虫2次;6月上中旬结合防治小麦蚜虫每亩用25%三唑酮(粉锈通)可湿性粉剂30~35g或50%多菌灵可湿性粉剂50g,对水30kg喷雾防治白粉病。 2针对玉米病虫害防控措施 针对目前对石嘴山市玉米危害严重的蚜虫、叶螨等集中连片建设标准化综合防治示范园区15000亩。病虫害防治技术要点为:7月上旬至下旬用20%速灭杀丁乳油或4.5%高效氯氰菊酯乳油防治粘虫;7月中旬至8月下旬用1%蝇螨净乳油或1.8%绿集乳油防治玉米叶螨2~3次;7月中旬至8月下旬用2.5%封害乳油或4.5%高效氯氰菊酯乳油防治玉米蚜虫2~3次。针对蔬菜病虫害防控措施针对目前对石嘴山市蔬菜生产危害严重的小菜蛾、蚜虫、粉虱等集中连片建设标准化综合防治示范园区5000亩。病虫害防治技术要点为:5月上旬开始安装诱虫灯、杀虫灯、黄兰板等;6月上旬至8下旬用5%锐劲特胶悬剂2000倍稀释液、5%抑太保乳油2000倍稀释液、1.8%阿维菌素乳油2000~3000倍稀释液、5%定虫隆(抑太保)乳油1500~2000倍稀释液等药剂喷雾,防治害虫2~3次,收获前20天禁止打药。培训技术人员对植保专业化防治队员,一年进行5次集中上岗培训,培训病虫害防治专业知识、农药安全使用及防治器械维修技能。 3保障措施 3.1组织管理 成立项目领导小组,负责项目实施工作的组织协调、指导服务和资金筹措。对项目实行责任制,建立健全项目管理制度。由市县区农技中心成立由中心负责人和植保组技术干部为成员的项目运行及技术服务小组,负责项目运行,管理专业化防治队伍,做好农作物病虫害预测预报,全方位提供植保信息和技术,开展无公害绿色防控示范,进行施药人员培训。统一使用无公害高效低毒农药,统一调配,统一防治;努力提高病虫害专业化防控效果。 3.2资金支持 由于工作任务重,需要经费保障,申请市人民政府给予全市10家农作物病虫害专业化统防统治作业大队每家补助一定的经费,用于统一购置防治药剂、防治器械和工作经费,由市农牧局统筹安排,以确保此项工作顺利开展。 3.3加强项目监管 成立项目监督管理组,监督检查日常工作进展情况、项目资金运行情况,确保各项工作进展顺利,不发生重大病虫害危害责任事故。农作物病虫害统防统治工作责任重大,意义深远,通过此项工作的开展,确保石嘴山市粮食、蔬菜安全生产,促进农民增收、农业增效、农村和谐稳定。 作者:郭庆茹 杨学贵 杨雨翠 任天喜 单位:宁夏石嘴山市农业技术推广服务中心 作物论文:检疫性有害生物防控农作物论文 1柑桔溃疡病菌 从20世纪末开始,长阳县几次采取坚决措施铲除柑橘溃汤病疫情[5],但其潜在威胁依然存在。该细菌属假单胞菌目、黄单胞菌科、黄单胞杆菌属的地毯草黄单孢柑桔致病变种[6],主要侵染柑桔、橙、柚等柑桔属植物形成溃疡病。病菌主要由苗木、砧木、接穗和其他繁殖材料人为远距离传播。短距离传播主要是通过风雨、昆虫(如潜叶蛾)和农具等。病害发生在叶、枝梢、刺和果实上,引起落果和落叶。叶片发病,开始在叶背出现黄色或暗黄色针尖大小的油渍状斑点,以后正背两面均逐渐隆起,扩大成圆形米黄色病斑,最后表皮开裂,呈海绵状,木栓化,灰白色或灰褐色,中心凹陷,成火山口状开裂,周围有黄色或黄绿色晕环。枝梢、果实上病斑与叶片上相似。细菌溢液检查可作为辅助诊断方法-将病叶洗净后剪下病斑放在载玻片上,滴加灭菌水,加盖玻片轻压,几分钟后用低倍显微镜观察,如见病菌从病斑溢出,呈雾状扩散,则系柑桔溃疡病。 2番茄溃疡病菌 2014年8月8日,湖北省植保总站在长阳县举办了番茄溃疡病防控技术培训班,防止番茄溃疡病扩散蔓延,以保护蔬菜生产安全。该细菌属放线菌目,棒状杆菌科,密执安棒杆菌密执安亚种,主要寄主是番茄,也侵染辣椒,烟草等茄科植物,暂无侵染马铃薯的记录。病菌可在种子及病残体上越冬,并可随病残体在土壤中存活2年~3年。带菌的番茄种子往往是新种植地的初次侵染源,在田间和杂草间主要通过水或人为的栽培措施传播。番茄溃疡病是细菌性维管束病害,番茄幼苗至结果期均可发生。病菌侵染后一般经过较长的潜伏期才出现症状。幼苗染病始于叶缘,由下部向上逐渐萎蔫。成株茎秆受害时,茎内部变褐以至中空开裂,湿度大时有菌脓溢出形成白色污状物,最后全株枯死,上部顶叶呈青枯状。“鸟眼斑”是病果的一种特异性症状,再侵染使病果上形成多个大小基本均匀一致的圆形病斑,呈白色,多隆起,中间有一褐色小点,病斑不可去除。 3湖北省农业植物检疫性有害生物补充名单 3.1十字花科根肿病菌 该真菌属鞭毛菌亚门,芸苔根肿菌,以休眠孢子囊在土中或粘附在种子上越冬,并可在土中存活6年~8年。初次侵染源主要来自土壤中的病残体或带菌种子,田间通过雨水、地下害虫和农事操作等传播,为害白菜、甘蓝、萝卜、油菜等十字花科植物根部形成根肿病,又称“天冬根”。病株根部出现肿瘤是此病最明显的特征。发病初期植株生长缓慢,下部叶片常在中午萎蔫、早晚恢复,后期基部叶片变黄、枯萎,有时整株枯死。白菜、甘蓝的根部肿瘤出现在主根和侧根上,主根上肿瘤大而少,侧根上小而多。萝卜在侧根上生肿瘤,主根一般不变形,后期龟裂、粗糙。连作、缺钙、偏酸、湿度大的菜地发病较重。 3.2茶饼病菌 该真菌属外担菌目外担菌科外担菌属,寄生性很强,以菌丝体潜伏于病叶的活组织中越冬和越夏,一般随带病的苗木人为远距离传播;菌丝发育产生担孢子,随风、雨传播侵染茶树、油茶形成茶饼病,又名叶肿病。嫩叶上初为半透明小点,后逐渐扩大并下陷成淡黄褐色或紫红色的圆形病斑,叶背或正面病斑呈饼状突起,并生有灰白色粉状物,最后病斑变为黑褐色溃疡状。叶柄及嫩梢被感染后,膨肿并扭曲,严重时病部以上新梢枯死。花蕾及幼果也偶尔发病。 4防控建议 4.1依法依规制定操作规程 参照相关法规,结合省级植保部门有关《植物检疫操作规程》制定当地的《农作物检疫性有害生物防控操作规程》。在制定操作规程时,尤其要注重以下几点:一是规范签发检疫要求书、植物检疫证书,做到程序形式无懈可击。二是严禁从疫区调入种子、苗木及其他繁殖材料。根据农作物种植品种情况及《全国农业植物检疫性有害生物分布行政区名录(2013)》,确定禁止从该地调入繁殖材料的行政区。三是从零星发生检疫对象的地区调入或从本地调出种子、苗木等繁殖材料时,必须经过严格地产地检疫、调运检疫程序,尽可能进行复检。四是制定疫区的常规防控措施,同时对检疫对象进行深入研究,力争控制蔓延或达到基本消灭,最终撤销疫区。五是做好疫情应急处理程序,制定报告、封锁、扑灭、控制预案。在预案中,查清“初始传播源”是控制疫情扩展的重要措施之一。重大植物疫情以农业部或省级人民政府农业行政主管部门或通报的疫情信息为确认依据。县农业主管部门要及时了解和掌握国内外农作物重大有害生物发生和防治信息,制定先进的防治技术措施,为指挥决策提供应急技术储备。 4.2加强监测,掌控发生趋势 只有加强普查监测,疫情才能“早发现、早报告、早隔离、早扑灭”。树立正确的防控理念植保专业技术人员要树立正确的防控理念,既不能怕在辖区内发现了检疫对象而被追究责任,更不能把检疫性有害生物当作办证收费甚至销售农药农械的有利条件而沾沾自喜。一切应以农业生产安全为重。加强宣传培训要加强对植物检疫法规、检疫对象知识的宣传培训,防微杜渐。现在,许多群众还对植物检疫认识不足,对检疫性有害生物了解不够。同时,植保专业技术人员普查范围有限。因此,只有走“群众路线”,才能及早发现疫情,采取应急措施,防止疫情蔓延。根据《全国农技推广中心关于开展2014年全国农业植物检疫宣传月活动的通知》,湖北省植保总站在2014年9月组织开展了全省农业植物检疫宣传月活动,重点宣传植物检疫相关法律法规、行政许可设定依据、规范要求和工作流程及常见的农业植物物检疫性有害生物识别及防控基本知识。要及时、全面展开普查一是对辖区内检疫性有害生物普查,原则上每隔三至五年全面调查一次,重点对象要每年调查。二是对已零星发生检疫对象的区域,应适当扩大普查范围,增加调查频率。三是对疑似检疫对象的病虫草害,要及时组织鉴定,并做好追踪调查。四是要把本行政区内繁殖材料生产基地作为重点监测对象,从大局出发,实事求是,对全国农业安全负责。五是要采取科学调查方法。根据病虫草害的发生情况,抓住关键时机,田间踏查与抽样调查相结合。对新发生的、零星发生的、可能发生的检疫性有害生物调查,易采用踏查的方法。即由普查人员逐村、逐组、逐片、逐园、逐圃进行低头慢步踏查。对繁殖材料地需逐块、逐行进行检查。对疑似发生检疫性有害生物的点片有针对性的仔细进行多次调查。对发现检疫对象的地块或疫区内疫情分布情况、发生面积、危害情况调查,易采用随机抽样的方法。即首先纵观全田,然后在调查区内按一定的间隔抽取一个取样单位,每块地多点(5点以上)随机取样,包括等距离平行取样、对角线取样、棋盘式取样、大五点取样、“Z”字形取样等具体方式。及时上报疫情调查时,应尽量避免田间人为传播检疫性病原物、昆虫、杂草。新发现疫情或疑似疫情,要立即采取隔离措施并及时上报。 作者:李红丽 田明华 杨邦贵 向玉蓉 柳佳晨 单位:湖北省长阳县植保站 湖北省长阳县农技推广中心 作物论文:新品种展示之农作物论文 1县级种子管理站开展新品种展示对优新良种推广 具有显著的示范作用基层种子管理站代表政府进行种子管理,行使的是公益性职能,依托种子推广管理部门信息和技术优势,广泛引进近年来省内外投放市场的新品种进行展示试验示范,符合当地实际,对生产和农民选择优良品种更有指导性,通过现场观摩评选活动,严格筛选出适宜当地种植的品种,具有显著的客观公正性,能让广大干部群众直观看到新品种的优良高产性,可以从中优中选优,从而提高主导品种和主推技术的入户率和覆盖面,对优良品种的推广应用起到显著的示范推广效果。 2当前农作物新品种展示工作中存在的主要问题 由部省级及州级组织的农作物新品种展示工作,由于领导重视,经费投入充足,实施科学规范,宣传引导示范作用显著,但布点少、辐射面小;而面向生产、面向农民的县乡基层,由于思想认识不到位,领导重视不够,新品种试验示范推广力度不大。种子管理站由于工作经费紧缺等原因,在农作物新品种展示工作中科学规范程度不够,一是没有固定的试验示范基地,需要时临时选择农户的田块作为展示田,面积小,难以合理安排布局参试农作物新品种,也难以达到展示区交通便利、排灌方便的要求,而且,户主的种田水平也难以达到展示田科学栽培管理的要求,制约着参试品种高产性能的发挥;二是成熟收获前无力组织由各方参与的新品种现场观摩评介会,仅靠部分专业技术人员的宣传,从而降低了农作物新品种展示工作在宣传引导推广优新品种方面的示范作用;三是农技、种子等部门分工协作不够,各行其是,有的专搞水稻,有的注重玉米,以新品种引种观察试验取代农作物新品种展示工作,甚至只搞大春作物的新品种试验示范工作,小春作物无暇顾及。以巍山县为例,种子管理体制改革后,县级种子管理站承担着种子管理的公益性职能,但仅有人头工资费,无开展种子管理工作的工作经费,每年财政仅拨付给人员工资65.7万元,无工作经费,导致在开展农作物优新品种展示示范、宣传引导推广新品种等方面举步维艰,困难重重。 3建议措施 3.1加强基层农技推广服务体系中心建设,强化其农技推广职能 县乡(镇)农技服务体系是最基层的农技推广部门,是新品种推广中的一个重要环节。政府和农业主管部门应予以高度重视,要运用行政和经济手段,加强基层农技推广服务体系建设,增拨人员经费,吸收农技院校毕业生充实到基层,彻底改变目前县乡(镇)农技中心人员不足、技术老化、经费偏少的现状,以进一步强化其基层推广职能,使新品种推广形成网络,达到县有新品种引进优秀试验展示点,乡镇有新品种展示片,让广大农民通过新品种展示田的宣传引导作用,尽快用上适合本生态区域的优质、高产、高效新品种,用科学发展观指导农作物新品种推广工作,促进农业现代化向纵深发展。 3.2争取政府支持和财政资金投入 实践证明,新品种示范展示为各级农业部门和广大用户提供了直观评价新品种的平台,是加快新品种推广的有效途径。农作物新品种展示工作是一项公益性工作,试验示范本身还具有一定风险,不会产生直接经济效益。农作物新品种展示工作要有政府财政资金的投入,保证公益性,因此,基层以种子管理为主的农技部门要在提高认识的基础上,主动向各级政府及上级业务主管部门反映工作中存在的困难和问题,争取政府支持,将种子管理工作经费列入财政预算,增加投入,这样才能确保新品种试验示范展示工作健康规范运作。 3.3建设相对稳定的试验示范基地 充分抓住当前国家强化基层农技推广体系建设契机,按生态区域择优布点,建设相对稳定的农作物新品种试验展示区,逐步减少在农户承包田搞新品种试验示范展示工作的情况,以提高试验示范工作的科学规范化程度,也便于现场观摩。 3.4新品种展示示范工作要科学严谨 一是遴选展示品种应公开,可以邀请当地种子企业和农技部门一起共同确定展示品种,以提高新品种展示的认同,参示品种必须是近3年通过国家或省级审定并在适宜推广区域的合法品种,有较大的推广潜力,列入农业部主推品种目录的品种优先参加。二是展示品种应尽可能安排在同一田块或相邻田块连片种植,每个品种种植133~333m2,田间种植管理按当地先进栽培管理措施进行,要科学及时,达到当地中上水平,以确保展示品种生产潜力充分发挥,保证展示效果;同时,田间观察记载及测产调查要系统、规范,收获后要及时撰写工作总结,对展示品种评述要公正评介,不回避缺点,实事求是。三是要组织好现场观摩,展示的目的是要把各品种的特征特性展现出来,让人们亲眼目睹,熟悉了解。因此,在展示田成熟收获前要组织好现场观摩会,由县农业局主持组织召开有县乡部分农技人员、种子企业代表、种子代销户、种田大户、新闻媒体参与的良种评介会,现场观摩评选,确定当家品种和后备品种,由此形成部门合力,并通过媒体宣传,推动新品种、新技术的推广应用。 作者:陈进 刘智 杨建梅 单位:云南省大理州巍山县种子管理站 作物论文:农机农艺技术与农作物论文 1提高农业机械化作业技术 根据国家颁布的相关文件要求,农业相关部门必须重视主要农作物农机农艺技术的相互融合,要加强对农业机械化作业技术的管理,提高农机农艺技术的融合度。要能够对当下农业生产中出现的技术问题进行研究和分析,并提出有效的解决措施。要统一制定农业生产技术标准,加强对农业农机农艺技术的研究,从而提高农业生产技术水平。可在农业部门中设立农机农艺综合部门,分别由农机单位和农艺单位的技术人员所组成。 在此部门中要定期开展技术交流会,一同讨论和解决主要农作物的生产问题。规范技术人员的操作,严格按照生产流程来实施农机农艺技术,采用现代化种植模式,从而保障主要农作物的生产质量。另外,要根据农作物的品种来规定其种植间距,确定播种期,按时定量施肥,以促进农业生产水平的提高。融合主要农作物农机农艺技术并不是一项简单的工作,具有一定的复杂性,在实施过程中存在着一定挑战,需要进行系统规划。但是与此同时,主要农作物农机农艺技术的融合也为我国农业发展带来了新的机遇。因此,可以先选择容易控制的农作物来进行实验,要因地制宜,以保障农作物的生产水平。 2加强农业机械化管理,政府给予一定的支持 为加强融合主要农作物农机农艺技术,则必须加强对农业机械的管理,提高农业机械化水平。政府要予以一定的支持,充分发挥政府的宏观调控职能,加大农业技术补贴力度,并且重视对农机农艺技术融合的宣传,使农民能够实施保护性耕作,可优化农业资源配置。要推广农业机械设备的应用,加强对农民农机技术培训,规范农机设备操作,以使其能够将农机技术与农艺技术有效结合,从而提高主要农作物的产量,保障其质量。 3结语 我国主要农作物有玉米、油菜和棉花等,为保障其生产质量和产量,则必须创新主要农作物的生产技术,采用全新的生产设备,协调配合农艺技术和农业机械设备,以提高我国主要农作物的生产水平,从而为我国农业的稳定发展提供重要保障。推广主要农作物农机农艺技术,具有重要的实用价值,可通过建立健全管理体系和技术体系,以提高主要农作物农机农艺技术水平。总而言之,主要农作物农机农艺技术的融合势在必行,必须加强管理。 作者:郭凤成 单位:公主岭市怀德镇农机技术推广站 作物论文:气候条件之农作物论文 1农作物生长季气候条件 热量条件。由图1可知,2014年朝阳市农作物生长季平均气温为19.4℃,比历年同期(19.3℃)偏高0.1℃。各月温度变化幅度不大,其中4、7、8月温度偏高,5、6、9月温度偏低。由图2可知,2014年朝阳市农作物生长季各地日照总时数为1460.7h,历年为1472.4h,比历年偏少11.7h。各月日照时数变化幅度较大,其中6月日照明显偏少,8月日照最多。水分条件。由图3可知,2014年农作物生长季全市平均降水量为357.9mm,比历年同期(419.1mm)少61.2mm,少15%。降水时间、空间分布极不均匀,发生了有气象记录以来最严重的“夏旱”。时间分布是5、6、9月降水偏多,4、7、8月降水偏少;空间分布是建平县生长季降水总量比历年略偏多,其他地区均偏少。北票市、凌源市、喀左县、朝阳县南部生长季降水量最少,比历年同期偏少77.5~131.0mm,是旱灾较重地区。 2农作物生长季气候条件分析 2.1有利的气象条件。一是热量条件比较适宜。2014年农作物生长季平均气温比历年偏高,温度变化幅度较小,日照时数略偏少,虽然春季温度升降波动幅度大,5月初部分地区遭遇低温冻害,但整个生长季热量条件匹配较好,能够满足大田作物生长发育需要。二是春播期透雨出现及时。春播期降水空间分布不均匀,北票市、建平县、朝阳县大部分地区降水偏少,春旱较重。5月11—12日全市普降第一场透雨,平均降雨量44.3mm,解除了前期的旱情,雨后掀起了春播春种的高潮。据农业部门统计,5月23日全市大田作物播种结束,比2013年提早了25d。三是作物苗期水分条件充足。5—6月朝阳市平均降水量为195.8mm,比历年同期(132.1mm)偏多63.7mm,偏多48%。此时段为大田作物苗期至拔节期,水分供应充足,大田作物长势良好,大部分地区为一类苗。 2.2不利的气象条件。一是部分地区春旱较重,播种时间差异大。春播期凌源市、喀左县等南部地区降水偏多,接墒雨及时,4月上、中旬开始播种大田作物。北票市、建平县、朝阳县大部分地区降水偏少,春旱较重,直到5月中旬初出现透雨,春旱得以解除,大田作物才陆续开始播种,播种时间比墒情好的地区偏晚10~20d。二是降水异常偏少时段突出,“夏旱”严重。2014年农作物生长季降水时空分布不均匀,特别是7—8月各地降水持续偏少,全市平均降水量仅为105.9mm,历年同期为221.3mm,比历年同期偏少115.4mm,偏少52%,创有气象记录以来同期最少极值,朝阳市发生了自1952年以来最严重的“夏旱”。7—8月为朝阳市大田玉米开花授粉至灌浆期,大豆为开花鼓粒期,是水分需求量最多时期。此时降水少,使大部分地区玉米遭受严重的“卡脖旱”,玉米叶片枯黄、萎蔫,开花授粉受阻,果穗发育不良,直接影响产量形成。8月末出现较大范围有效降水,缓解了大部分地区的旱情,但受灾较重的玉米,由于叶片干枯,果穗干瘪,后期虽然有水分补充,但也难有收成,造成大幅度减产。 3结论与讨论 2014年朝阳市农作物生长季热量条件较好,水分条件不足且时空分布极其不均衡,导致大田作物遭受了历史罕见的夏季干旱灾害,造成部分地块减产或者绝收,农业气象条件对农作物生长发育和产量形成弊大于利,农业生产属于歉收年。朝阳地区是辽宁省干旱频发区[13],2009、2013、2014年干旱发生时段处于作物开花授粉灌浆成熟阶段,对作物生长发育和产量形成影响程度远大于其他时段[14]。因此,密切关注干旱灾害发生规律[15],培育抗旱品种、充分利用气候条件资源,趋利避害,发展设施农业和膜下滴管等节水农业,大力实施人工增雨工程建设等,将成为保障区域粮食生产稳产丰收的重要举措。 作者:张富荣 冯淑霞 冯雪菲 刘志鹏 单位:辽宁省朝阳市气象局 作物论文:农作物图像与农作物论文 1农作物图像 SVD算法去噪记一幅农作物图像可以表示成矩阵形式:ARm1×m2(m1×m2),即:该图像矩阵的秩为,对该图像矩阵进行奇异值分解(SVD)可以表示成:A为含有噪声的农产品图像矩阵,A'为没有噪声干扰的农作物图像矩阵,N为噪声矩阵。对矩阵A进行奇异值分解后,噪声信息则表示为较小的矩阵奇异值,而图像中绝大部分的目标信息则对应较大的矩阵奇异值,因而可以通过选择少量较大的奇异值进行矩阵重构,从而起到滤除噪声的目的。 2小波域自适应SVD算法改进策略 农作物图像经过小波变换后,获得了不同方向的小波分解子图像,各子图像中的图像信息大体上呈水平、垂直或对角分布,这实质上是对图像中的信息进行某种程度的分类,有利于分别加以处理。图像经过奇异值分解后,对水平、垂直方向分布的子图像而言,图像信息集中于少数较大的奇异值对应的矩阵向量中;而对于对角方向分布的子图像而言,图像信息所对应的奇异值则没有明显的区别,即图像绝大多数的信息分布于数量较多的奇异值对应的矩阵向量中。对于这2个部分的图像滤波,学者们进行了一系列研究,例如,黄飞江等通过对图像进行分块,然后进行SVD,这在一定程度上提高了SVD算法性能,但是图像分块计算量较大,因而导致该算法的执行效率较低[8];王敏等将对角分布的子图像旋转成水平或垂直方向,通过PSNR对重构后图像质量进行评价来选择参与重构的奇异值数量,但是该方法无法实现获得重构奇异值的数量,只能通过反复试验之后从众多试验结果中挑选出最佳的滤波图像,所以该方法实用性不强[7]。因此,本研究针对水平(或垂直)、对角分布的小波子图像分别提出一种改进自适应SVD算法。 3水平(或垂直)方向自适应SVD算法 对于该部分小波子图像采用奇异值分解后,绝大部分信息对应的非零奇异值序列为{λ1,λ2,λ3,…,λJ},尽管较大的奇异值代表图像中的大部分信息,较小奇异值则代表较少的图像信息,但是若对小奇异值直接舍去,势必会影响图像重构效果,因此本研究提出一种奇异值数量选择方法,步骤如下:3算法性能的测试采用拍摄于甘肃省华亭县安口镇某蔬菜大棚的2幅农作物图像作为测试图像(图2),采用本研究所用算法对其中加入不同密度的随机噪声进行去噪并将其去噪性能与SVD算法和改进SVD算法[7]进行对比。对上述试验结果引入峰值信噪比(peaksignaltoratio,PSNR)[9-10]进行精确评价,PSNR值越小,说明去噪后图像与原始图像越接近,反映去噪算法性能越优,测试结果如图3和图4所示,为了便于比较,所有图像均进行灰度化处理。对图2中2幅测试图像分别加入了密度为30%的随机噪声,获得了如图3-a和图4-a所示的噪声图像,其中出现了密密麻麻的的黑点、白点,特别是图3-a中的青椒已经无法辨认出来。采用SVD算法进行去噪后获得了如图3-b和图4-b所示的结果,可以看出图中密集的噪声点有所降低,取而代之的是大量的黑点,且图中青椒表面的黑点密度较大,严重干扰了对青椒的准确识别。图3-c和图4-c中的黑点密度有所降低,青椒能够基本辨认出来,这说明通对小波域对角方向高频子图像进行旋转至水平或垂直方向后进行SVD滤波这一改进思路是可行的。本研究所用算法的滤波结果如图3-d和图4-d所示,可以清晰地看出,图中仅存在极少量的黑点,图像清晰度得到最大限度地改善,这说明本研究的改进策略较文献[7]略胜一筹。从表1可以看出,本研究所用算法对于不同密度的噪声图像滤波结果均优于SVD以及改进过的SVD算法,特别是对于噪声密度为30%的噪声图像滤波,本研究所用算法的PSNR远远高于另外2种算法,说明本研究所用算法适合从图像中滤除密度较大的噪声,这与上述分析结果相互印证。 4小结 针对农作物图像中时常出现的大量随机噪声,在对SVD去噪算法基本原理深入分析的基础上,结合小波变换,提出一种小波域改进自适应SVD去噪算法。通过将实地拍摄2幅农作物图像进行算法性能测试,并与SVD算法以及改进过的SVD算法进行性能定性、定量比较,结果显示,本研究所用算法性能比另外2种算法略胜一筹,这为农作物噪声图像的处理提供一种有效方法。 作者:李春丽 单位:江西省信息中心 作物论文:种子购买及使用农作物论文 一、选购采用种衣剂的种子鉴别方法 首先要仔细检查种衣剂的成膜性如何,还有其的附着力及牢固度怎样。这里,通常利用手轻轻搓揉种子,包衣膜的脱落率要在15%这个范围之内。由于正规生产厂家都会对种衣剂的成分、用途等特性在包装上进行说明。农户可以根据需要自行选择购买。 二、购种时应注意的问题 我们在购买种子时首先要形成这样的观念,不是价格越高、种子越新就是好的种子。我们必须注意不同品种的适应性是不同的问题。它们一般会受到天气、温度、土壤、光照、环境等诸多因素影响。因此,购种时第一要了解清楚种子在当地的适应性是否够强。要注意新老品种搭配,做到稳中求益。也可以咨询当地农技部门,选择适合本地种植条件和气候特点的品种,要按照种子使用说明进行适时播种和科学栽培、灌溉、施肥等田间管理,并加强病虫草害的防治,做到良种良法配套,不能重视品种而忽视了田间的管理过程。不仅要掌握相关品种的不同特性及栽培技术要点。还要根据当地的生产水平、种植方法等具体因素,来购买合适的品种。玉米、水稻、小麦、等主要农作物品种在推广应用前应当通过审定,通过审定的农作物品种均标示有适宜的生产种植区域和栽培要点,不要购买未经审定的农作物种子。要按照所购品种的栽培要求进行生产种植和管理。 三、购买种子后的注意事项 购买种子后,我们要养成向经营人员主动索取相关发票,并保存好种子的包装袋及样品的习惯。因为,发票是消费者购买种子的直接证据。它如同经销商和消费者之间达成的购物合同,要受到法律保护。这样,若发生种子质量问题等消费者就可直接凭借发票,及相关的证据向经销商索赔。或者也能到当地相关的执法机构进行投诉,拿起法律武器维护自己的合法权益。 四、购种后可进行发芽试验 购种后15日内自己先做发芽试验,发芽率低于标签标注时,及时向销售商反映,也可到农业部门申请鉴定,销售商试验或鉴定发芽率低于所标注值时,及时退种。 五、播种后的注意事项 使用后若出现质量问题并造成一定损失的,使用后一定要立即拿起相关的购种凭证等到经销单位,要求他们组织开展田间鉴定和测产工作。申请田间鉴定时,要保持田间自然状态,不要错过该作物典型性状表现期以及已造成的所有损失。如果销售单位不具备田间鉴定、测产能力或者不能到现场保全期赔偿。消费者就需要到当地的农业行政主管部门进行投诉。并申请和委托种子质量检验机构组织开展专门的田间鉴定和测产工作。若经过相关部门协调、仲裁后依然未能解决问题,或者认为赔偿不合理,得不到赔偿等等,消费者可以直接到人民法院进行起诉。要求根据我国相关的《种子法》给予一定的赔偿并及时处理。 作物论文:免耕栽培农作物论文 1农作物免耕栽培技术的分类 免耕措施的类型主要可以分为三种:①覆盖耕作。其主要是在播种之前对土壤进行翻动,主要的耕作机具为深松机、平耙、圆盘耙、中耕机以及切茬机;采用药物或是中耕除草。②垄耕。该方法中除了施肥以外,从收获一直到播种都不对土壤进行翻动。种子播于垄台的种床上,采用圆盘开沟机、平耙、小犁或是清垄机进行开床;残茬留在垄间的表面,使用药物或是中耕进行除草,在中耕的过程中重新成垄。③不耕。即除了施肥以外,从收获一直到播种都不对土壤进行翻动。将种子播于窄种床上,使用清垄机、小犁、内向铲、圆盘开沟机或是施耕机进行开床。使用药物对杂草进行控制,非紧迫不采取中耕的方法进行除草。 2推广免耕栽培技术的效果 当前,我国的免耕栽培技术经过了多年的发展,可以总结出以下四点优势:(1)有利于适期播栽。采取耕翻种植的方法,其在前茬收获之后,需要采取耕翻晒堡以及碎堂整地等工作,一共需要超过20天的工作日。在农忙时,农活集中、季节紧,采取耕翻栽培的方法极易导致播栽(种)季节的延误。而使用免耕栽培技术之后,通常可以将播栽(种)期提早5~7天,确保大面积稻麦油作物能够适期种植。(2)促进壮苗早发。免耕麦田表层土壤的墒情比较好,肥力较高,播种十分均匀,覆土的深浅一致,避免天早时的出苗不齐或是连雨时的烂耕烂种,有助于争取早苗以及提高齐苗率;采取免(少)耕法进行种稻,有助于早育小苗的移栽,防止深栽导致僵苗的现象,有利于强个体、壮群体,争取多粟、多穗以及大穗。(3)节省农本。免耕栽培技术具有轻简省工、降低劳动强度、节省农本的优点。免耕麦平均每667m2能够节省人工约3个,减少农本25%左右;早直播稻能够节约用水约30%,免去了耕翻、泡田以及平整的作业,每667m2能够节省育秧、栽秧的工时农本费约100多元,并且改变栽秧时“面朝黄土背朝天”这样的传统生产方式。(4)有利于增产增收。稻茬(少)免耕种麦具有效率高、保墒好的优点,与常规的耕翻种麦相比,能够增产1~1.5成;板茬免耕油菜具有早播早栽、早发冬壮以及冻害轻的优点,春季苗势转化十分快,结角层的结构合理,有利于高产。 3免耕栽培技术推广中存在的问题 3.1资金供给不足 我国一些地区因受到财政资金的影响,虽然新技术得到引用,但是缺乏后续力量,使得全面发展受到阻碍。导致该原因是由于政府资金供给不足。技术会停留于现地,得不到更新,难于获得发展。 3.2农民未能掌握专业知识 与传统农耕技术不同,人们对于免耕培植技术的认识不足,对于免耕栽培技术的原理、实际操作等均缺少充分的了解,很多农民未具备专业知识,没有从技术角度去考虑存在的问题,这直接影响了免耕培植技术的推广。 3.3免耕栽培技术水平较低 当前,我国的免耕栽培技术的应用还是较为广泛的,但是由于其本身的技术水平较低,导致该技术使用之后容易出现一些后续问题。例如:在使用免耕栽培技术后,农田草害难度大,还会出现秸秆腐烂等情况。而且难以充分运用有机肥料,多数肥料于表层上分布,损耗流失等现象会经常出现。 4免耕栽培技术的完善 4.1强化资金管理 要集中项目资金,切实加强管理,建立专门账户,确保专款专用,确保资金足额到位。切不可将项目经费与日常工作经费混为一谈,切不可擅自挪用项目资金,切不可随意改变资金用途,要确保项目资金使用安全。同时,要进一步加大重大技术项目化、政策化的工作力度与创新,不断扩大免耕栽培技术专项资金规模。 4.2加强宣传工作 对于我国农业发展,免耕栽培技术具有着较大的促进作用,其为一项农业种植新技术。所以,地方政府应在各个方面加强宣传力度,在与广大农民合作、交流的基础上,做好技术指导,让农民们积极采取免耕栽培技术,让他们认识到种植作业中应用免耕栽培技术的优势。 4.3选择科学、合理的技术路线 (1)免耕和轮耕结合。推广应用免耕、少耕和深松、犁耙、翻耕、旋耕相互结合的土壤耕作制度。实行“三三轮耕制”,即在免耕栽培的地区每年进行深松或是耕翻1/3,3年则轮耕一遍,或是因地制宜地推广免耕之后,隔3~5年采取翻耕、隔茬深松等免耕、轮耕结合的耕作方式。(2)免耕和覆盖结合。遵循“少动土、少裸露、多覆盖”原则,在免耕基础上,进一步采取地膜覆盖、秸秆覆盖、绿色植被覆盖以及不同组合的多元覆盖方法,实现农田的免耕以及周年覆盖,从而实现“适度湿润”与“适度粗糙”的土壤状态,有效地提高免耕技术的应用效果。(3)农机和农艺结合。采取免耕整地、免耕育苗、免耕直播、免耕套种、免耕移栽以及秸秆还田等机械化作业技术和精量播种、培育壮苗、化学调控、节水灌溉、平衡施肥、病虫防治以及防灾减灾等高产高效相结合的方法,从而提高农作物的种植规模以及农田的作业效率,实现免耕栽培技术的标准化。(4)良种和良法结合。在品种上使用抗倒性较强的优良品种,综合考虑产量与品质;在技术上,以免耕整地、育苗、直播、套种以及移栽为主,达到良种、良法的有效结合。此外,加强免耕栽培和测土配方施肥、病虫无害化综合防治等技术与除草剂、壮秧剂、腐烂剂等物化技术的结合,提高技术科技含量。 4.4建立农业试验田 为了让人们看到新技术的优势所在,可以建立农业试验田,采用新技术来试验种植。为更好推广新技术在整体地区应用,可通过建立良法、良种、良田等措施,使示范田更快地在农村得到普及。 5结语 综上所述,免耕是一项科学性非常强的耕作方式,特别是在经济水平高的地区应优先得到推广普及。最近几年,保护性耕作技术得到迅速发展和普及推广应用。随着农机具等不断创新发展,适于不同农作物的各种免耕技术将会逐步取代传统的翻耕技术,成为农业耕作方式发展的必然趋势。 作者:龙锦辉 龙平 单位:贵州省晴隆县中营镇政府农业服务中心 作物论文:明清时期农作物论文 一、关于粮食作物的研究 国以民为本,民以食为天,粮食作物一直以来是农业经济中最基本的农作物,粮食生产自古以来也是关乎国计民生的大事。据20世纪70年代编写的《珠江三角洲农业志》第五册记载,珠江三角洲粮食作物主要有水稻和旱粮两类,其中旱作粮又包括麦类、薯类、豆类和粟类四大类作物。[1]珠江三角洲的稻谷栽培有着久远的历史,也是我国稻作起源地之一。栽培作物的起源,是由野生稻的逐渐驯化而来。著名的水稻专家丁颖于1926年在广州市东郊犀牛尾发现野生稻,以后陆续在珠江三角洲的番禺、增产、从化、三水、清远及开平等县都有发现。[2]野生稻的发现,也在某种程度上印证了珠江三角洲是我国栽培稻作起源地之一。周晴对明清以来珠江三角洲北部的的低塱区的深水稻和水生植物进行讨论,指出16-20世纪中期珠江三角洲北部的低塱区分布着面积广阔的湖沼湿地资源,这里的作物栽培及水生植物群落都具有鲜明的地域特色。[3]珠江三角洲历来都是以稻谷为主要的粮食作物,直到明中期以后,商品经济逐步有所发展,稻谷生产的发展,逐渐为其他作物代替,稻谷开始出现紧张以至供不应求的状态。除水稻外,明清时期珠江三角洲开始普遍种植番薯、玉米和木薯等旱粮作物。实际上,明清时期,美洲作物的引进改变了粮食作物的种植结构。王双怀认为,明代中后期,华南地区与海外诸国的联系密切,从海外引进的粮食作物主要有玉米、番薯和花生。[4]吴建新等讨论了明清时期番薯、玉米、花生、烟草在广东的引进和传播情况,认为明清时期,中国传统作物结构及种植制度,由于外来作物的引进及其广泛的传播,发生了显著的变化。[5]对于粮食作物的研究,学者们大多从粮食生产与贸易的角度进行讨论。谢天祯、潘燕萍对宋元明时期广东的粮食生产与贸易状况进行了分析,认为宋、元、明三代,广东曾是我国一大粮食产区,每年均有大批商品粮运往外地,接济闽、浙及东南亚地区,以广州为中心的珠江三角洲不仅是广东的主产区,也是广东米粮贸易活跃的区域之一。[6]吴建新认为,明代中叶以后广东农业商品化过程中,粮食生产并没有像经济作物一样快速增长,相反由于经济作物种植面积的大量增加,在一定程度上使得粮食作物种植面积相对减少,以至于出现了明中叶以后广东的长期缺粮问题。[7]乃至到民国时期,广东的缺粮问题依然严重。曾伟对民国广东的粮食状况进行了论述,认为民国时期广东出于缺粮状态,尤其是抗战时期广东的缺粮问题更为严重,各地出现严重的粮荒,酿成了严重的社会问题。[8]对于清代广东的缺粮问题,陈春声认为,在人口增长所带来的粮食短缺的压力下,广东人选择了种植更多的高价值的非粮食作物,使单位面积耕地可以容纳更多的劳动力并使其收益可以养活更多的人口,所需粮食则从市场上获得的方式来解决。 二、关于经济作物的研究 经济作物是明清时期珠江三角洲种植的重要农作物之一。经济作物的种类包括甘蔗、蒲葵、茶叶、花木、蔬菜和水果等。20世纪70年代编写的《珠江三角洲农业志》,其中第四本关于珠江三角洲蚕桑业发展史,第五本关于珠江三角洲主要作物和畜牧、林木历史,第六本关于珠江三角洲果木业发展概况和荔枝龙眼、柑桔、香大蕉、菠萝四大(笔者认为是“五大”)水果生产发展史,这些都涉及到了珠江三角洲经济作物种植的历史。[10]明清时期,随着商品经济的发展,珠江三角洲的经济作物种植得到了快速发展,逐步形成主要经济作物专业区。据叶显恩等人的研究,明清时期在珠江三角洲开始逐渐形成甘蔗、茶叶、蒲葵、蔬菜、花木和水果等专业种植区。例如甘蔗的种植,至明末已经形成以番禺、东莞和增城为中心的甘蔗产区。[11]刘正刚等对明清时期珠江三角洲的果树栽培进行了讨论,指出明清时期珠江三角洲地区人们对果树的认知、分类更为细化,通过接枝、驳枝等技术培育果树的新品种,在实践中注重气候、土壤、防护等对果树栽培的影响,对果品贮藏也进行了新的尝试,进一步推动了珠江三角洲地区的农业商业化发展。[12]陈伟民对宋代岭南的主要粮食作物和经济作物的生产经验进行了讨论,经济作物论述主要分副食作物、纤维作物、辛香作物、果树作物、糖料作物、花卉作物和林木作物七大类分述。[13]王双怀讨论了明代华南的棉花、蚕桑、诸麻、甘蔗、茶叶、芝麻、油菜、油桐、乌桕、荔枝、龙眼、槟榔、杉树、诸竹、诸菜、香料、染料和药材等经济作物的分布及其地域特征,认为明代中期以后,商品经济的发展对经济作物的生产具有较大刺激作用,而经济作物的增长反过来又在一定程度上推动了商品经济的发展。[14]司徒尚纪讨论了明代广东农业和手工业分布的特点,认为明代广东农业中,经济作物种植业是最发达的商业性农业,其中蚕桑、甘蔗、水果、鱼苗、蒲葵、种香、花卉、蔬菜等,已形成商品性集中产区,成为商品经济发达的珠江三角洲的农业地理特征。[15]唐森、李龙潜分析了明清时期广东经济作物的种植情况,认为由于粮食作物品类的单调,水稻所产又不足供食,广东经济作物的种植和发展,在明以前肯定受到极大的限制。明清时期广东经济作物的种植情况出现了新的趋向,诸如明清广东经济作物品类繁多,经济作物种植面积不断扩大;随着经济作物种植的推广,专业化的农作物区的出现;明清时期广东经济作物种植的目的,已不单纯地为了满足生产者本身的需求,而是作为商品生产投入流通领域去获取交换价值。[16]李华分析了明清时期广东农村经济作物的发展,认为广东农村种植经济作物有悠久的历史,但经济作物大面积生产,农产品的商品化,则是从明朝嘉靖、万历年间开始的,到了清中叶,广东有些府州县农村经济作物的发展,农产品商品化的程度,已经超过了江南五府而跃居第一位。 三、关于农业商业化的研究 明清时期珠江三角洲经济作物的大量种植和农业的商业化有着密切关系,一方面经济作物的大面积种植,可以促进农业的商品化,另外一方面,农业的商业化也带来了经济作物更大范围的种植。叶显恩对珠江三角洲的农业商业化发表了系列论文,讨论了农业商业化的兴起、增进,及其发展水平、性质,认为明代晚期,珠江三角洲的各种经济作物陆续形成各自的中心产地,商品性农业专业区域逐渐出现和扩大。[18]在农业商业化发展的基础之上,明中叶以降,珠江三角洲的农村墟市所呈现的繁荣景象。[19]蒋祖缘讨论了明代广东农业商品性生产发展的原因、状况及其影响,认为自明代嘉靖以后,白银流通更为广泛,珠江三角洲以经济作物为主的商品性生产的发展势头越来越大,专业区域开始形成。[20]姜守鹏讨论了清代前期广东商业性农业的发展,认为广东商业性农业的发展主要表现为经济作物和园艺作物及其加工业的商品化和迅速发展。[21]陈忠平比较了长江三角洲和珠江三角洲两地的商品经济发展,指出明清时期珠江三角洲与长江三角洲在农业生产上都不同程度地突破了单一的自给性粮食生产,形成了以经济作物为主要内容的商品化种植业生产,农业的商品化程度迅速提高。[22]程明讨论了清代环珠江三角洲地区农村商品经济的发展,认为环珠江三角洲地区农村经济在明末清初曾遭受重大破坏,自康熙朝起,环珠江三角洲地区的商品经济有了迅速的发展,表现为经济作物的广泛种植、商品性园艺作物的大量栽培、手工业生产部门的专业化趋势和墟市的普遍繁荣。[23]刘志伟指出,清代广东的粮食贸易,主要是由于珠江三角洲等地农村在出口贸易的刺激下,大量发展经济作物,从事日益专业户的商品生产,形成了广阔的粮食需求市场。以国内外贸易为基本内容的商品流通形成的市场刺激,是清代广东商品生产发展的直接动因。[24] 四、余论 以上学界的讨论,大多数是就某个问题的讨论,很少以珠江三角农作物种植结构变迁为专题的深入研究。实际上明清时期珠江三角洲的农作物种植结构发生了重要的变化,传统以粮食作物为主的种植结构,逐渐转为以种植经济作物为主。表面上看起来似乎仅仅是农民种植作物的种类的发生变化,其实作物种植选择的变化反映的是明代中叶以来珠江三角洲地域社会经济的发展。明代中叶以来,美洲作物的引进、澳门的开埠、海外贸易的来往频繁及市镇经济的繁荣等都对珠江三角洲农业种植的选择产生了深刻的影响。民以食为天,一般来说,农田上种植何种作物,对于农民来说,起初是为了满足基本的温饱问题,在国内外市场需求的刺激下,经济作物的种植成为珠江三角洲农民获取更高利润的最终选择。明代中期,珠江三角洲经济作物的崛起,粮食作物的逐渐萎缩,导致了缺粮问题的出现,米粮市场的国际贸易的出现。各地逐渐因地制宜,形成了各具特色的经济作物专业生产区。不同作物围绕着市场供求关系而展开争地的现象,每一种作物的种植背后必然是经济选择的结果,也是市场经济发展的结果。 作物论文:水足迹计算分析农作物论文 1材料与方法 1.1研究区概况 新疆幅员辽阔,地形非常有特色,横亘中部的天山将新疆分作天山北部、天山南部两块区域,再加上东部地区形成新疆三大区域,即:北疆、南疆和东疆。北疆包括:乌鲁木齐市、克拉玛依市、昌吉回族自治州、博尔塔拉蒙古自治州、伊犁州直属县(市)、阿勒泰地区、塔城地区、石河子市;南疆包括:巴音郭楞蒙古自治州、阿克苏地区、喀什地区、和田地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州;东疆包括吐鲁番地区、哈密地区。本文在研究农作物生产水足迹时,由于克拉玛依市、石河子市的数据缺失未包括在内,因此总计13个地(州)。新疆是灌溉农业区,小麦、玉米、棉花是主要农作物,2011年小麦、玉米、棉花的播种面积分别占全区总播种面积的21.63%、14.61%、32.87%。小麦面积中冬小麦播种面积占60%左右,春小麦占40%左右。北疆以种植春小麦为主,南疆以种植冬小麦为主,其中天山南北两侧从丘陵到山前平原多为冬春麦混种区[13]。玉米在新疆粮食作物中的地位仅次于小麦,根据播种时间的不同可分为夏玉米和春玉米。北疆和焉耆、拜城盆地主要为春播玉米区,南疆和东疆大部分地区,以夏播玉米为主。 1.2研究方法 1.2.1作物需水量 作物需水量是在理想的生长条件下作物从种植到收获所需的蒸散量,等于生长期内蓝水和绿水蒸发量之和。作物的需水量一般采用联合国粮农组织(FAO)推荐的以Penman-Monteith公式为基础的作物系数法。ET=Kc×ET0(1)式中,ET、Kc、ET0分别表示某一时期内,作物需水量、作物系数及参考作物腾发蒸腾量。其中,作物系数反映实际作物和参考作物之间需水量的差异。而参考作物腾发蒸腾量,是一种假想的参考作物冠层腾发速率,其大小只与气象因素有关,采用FAO推荐的最新修正Penman-Monteith公式进行计算[14]。作物理想生长条件下,绿水的蒸散发即降雨的蒸散发等于总作物蒸散发与有效降水的较小值。蓝水蒸散发即农田灌溉用水的蒸散发,等于总作物蒸散发减去有效降水。当有效降水超过作物蒸散发时,其值为0。绿水和蓝水的计算公式如下:ETgreen=min(ETc,P)(2)ETblue=max(0,ETc-P)(3)式中,ETgreen为绿水蒸散发量;ETblue为蓝水蒸散发量;ETc为总作物蒸散发量;P为有效降水,是总降水中能被作物利用的那一部分水分。本研究使用美国农业部土壤保护局(USDASCS)的方法来计算有效降水量。 1.2.2灰水 灰水足迹指以自然本底浓度和现有的环境水质标准为基准,将一定的污染负荷稀释至高于一定环境水质标准所需的淡水体积[15]。这一部分水由于不能被人类利用,所以形象地称之为灰水。农业生产过程中,为了获得更高的产量,通常需要施用大量的化肥和农药。而化肥并不能被作物全部吸收利用,多余的肥料及农药会渗入地下或进入地表径流造成地下水和地表水的污染。由于氮肥是造成地下水及地表水污染的主要来源,一般以淋失氮的需水量作为灰水足迹。根据相关文献[16],本研究选取氮肥施用量的10%作为淋失量。由于研究区地处干旱区,农田以灌溉为主不易形成地表径流,氮肥主要造成地下水的污染,所以本文采用中国地下水质量标准(GBT14848-93)中的Ⅲ类标准,氮的最大容许浓度为20mg·L-1,氮的自然本底浓度一般取零。具体作物生产过程的灰水足迹计算公式如下:WFgrey=(a×AR)/(Cmax-Cnat)(4)其中,WFgrey为作物灰水足迹;AR为氮肥施用量;a为氮淋失量(即进入水体的污染量占总氮肥施用量的比例);Cmax为氮肥的最大容许浓度;Cnat为污染物的自然本底浓度。 1.2.3作物生产水足迹 水足迹是指一个国家或地区,生产一定人群(个体、城市或国家)消费的产品和服务所需要的水资源数[17]。而作物生产水足迹是指作物在整个生长过程中,所利用的淡水资源和引起的污染用水总量[15]。其组成包括三个部分:来自地表或地下的灌溉用水(蓝水)、降雨(绿水)和氮肥所引起的污染水(灰水),其中,蓝水和绿水的总量即为作物整个生长期的需水量。作物生产水足迹计算公式如下:WFproc=WFgreen+WFblue+WFgrey(5)1.3数据来源计算所需的气象数据来自联合国粮农组织(FAO)ClimWat数据库中新疆地区的12个气象站点数据。作物参数包括作物系数和作物物候数据,参考FAO数据库及相关文献[18-21]。新疆2011年各地(州)主要农作物总产量、单位面积产量、耕种面积及化肥施用量数据均源于《新疆统计年鉴2012》。 2结果与分析 2.1主要农作物需水量利用 CROPWAT软件可计算得到新疆各地(州)小麦、玉米、棉花在整个生长期内的单位面积总需水量、单位面积绿水量及单位面积蓝水量。然后,乘以各地(州)主要农作物的播种面积,可得到各地(州)主要农作物总需水量、绿水量及蓝水量,再除以作物总产量,即可得到各地(州)小麦、玉米、棉花单位质量的需水量。图1为2011年北疆、南疆、东疆以及全疆主要农作物单位面积需水量对比图。由图1可知,在新疆全区范围内,农作物单位面积需水量棉花最高为8650m3·hm-2、小麦为5742m3/hm-2、玉米为5052m3/hm-2。但玉米、小麦的单位面积需水量在不同区域互有高低,在北疆和东疆玉米大于小麦,而在南疆小麦却小于玉米。产生这种差异的原因主要是作物的种植模式及气候因素。北疆及东疆地区主要种植春小麦,而南疆主要种植冬小麦,春小麦的生长周期较短导致其整个生长期内的需水量相比冬小麦少,再加上南疆气温较北疆、东疆高,造成其在生长期内的作物蒸散量较大,需水量也较大。以上因素共同导致小麦、玉米在新疆不同区域的单位面积需水量呈现空间异质性。为从不同角度对比新疆三种主要农作物的需水差异,本文计算了各农作物单位质量的需水量情况,结果见图2。由图2可知,新疆各区域单位质量农作物需水量同样是棉花最大为4.82m3·kg-1、小麦次之为0.99m3·kg-1、玉米最小为0.54m3·kg-1。新疆地区棉花单位质量的需水量是小麦的5倍、结合表1比较新疆全区各主要农作物(小麦、玉米、棉花)的蓝水比重,可知棉花的蓝水比重最高、玉米次之、小麦最小,但南疆地区的小麦蓝水比重大于玉米的蓝水比重。其原因可能是由于南疆地区主要种植冬小麦,生长周期较长,生长期内降雨量又较少,导致南疆地区的小麦蓝水比重较大。从蓝水利用总量分析,2011年新疆各地(州)主要农作物蓝水利用量最小的是乌鲁木齐市为6.15×107m3、最大是喀什地区为375.64×107m3。根据表1从更大的区域尺度上分析,主要农作物的蓝水利用总量为南疆最大、北疆次之、东疆最小,分别考察三种主要农作物的蓝水利用量,可知小麦、棉花符合以上空间分布规律。但对于玉米来说,北疆的玉米蓝水利用量却大于南疆,可能的原因是北疆的玉米种植面积较大,致使其总蓝水需水量较大。 2.2灰水足迹 利用统计年鉴中各地(州)总氮肥施用量,结合主要农作物的面积权重可得到各地(州)主要农作物氮肥施肥总量,进而通过农作物灰水足迹公式计算得到各地(州)主要农作物灰水足迹及单位面积灰水足迹值。由表2可知,2011年新疆地区主要农作物生产灰水足迹为2107.82×106m3,其中乌鲁木齐灰水足迹最小为8.37×106m3,喀什地区灰水足迹最大为484.38×106m3,一个地区的氮肥施用总量越大,其灰水足迹也越大。为便于比较新疆各地(州)的灰水足迹强度,计算单位面积灰水足迹值作为评价指标,结果见表2。从表2可以看出,伊犁州直属县(市)主要农作物的单位面积灰水足迹最小为341.23×m3·hm-2,巴音郭楞蒙古自治州的单位面积灰水足迹最大为1148.93×m3·hm-2。说明巴州单位播种面积的氮肥施用量较多,可能存在过度施肥的问题,可以利用减少氮肥施用量、提高氮肥利用率等方式来减少化肥对地下水的污染,从而减少灰水足迹。 2.3农作物生产水足迹 在计算新疆各地(州)主要农作物需水量及灰水足迹的基础上,根据公式5可计算得到各地(州)主要农作物总的生产水足迹。结果显示:2011年新疆全区主要农作物生产水足迹为2049.31×107m3,其中蓝水足迹为1651.65×107m3,绿水足迹为186.88×107m3,灰水足迹为210.78×107m3;新疆各地(州)农作物生产水足迹总量差异明显,乌鲁木齐的主要农作物生产水足迹最小为9.26×107m3,而喀什地区的主要农作物生产水足迹最大为445.86×107m3。为表征新疆地区主要农作物生产水足迹的空间分布差异,将各地(州)主要农作物总的生产水足迹除以本地区主要农作物的播种面积得到单位播种面积的生产水足迹,然后利用ArcMap制作得到新疆各地(州)主要农作物单位播种面积生产水足迹图(图3)。图3各地(州)农作物单位面积水足迹Fig.3Spatialdistributionofproductionwaterfootprintsinperunitareaofmaincrops由图3可知:乌鲁木齐、昌吉回族自治州、伊犁州直属县(市)、塔城及阿勒泰地区,主要农作物单位播种面积生产水足迹较小,值范围为5700~6700m3·hm-2;巴音郭楞蒙古自治州及吐鲁番地区,主要农作物单位播种面积生产水足迹较大,值范围为9700~12000m3·hm-2。从空间分布来看,新疆北部地区单位播种面积生产水足迹偏小、新疆西南部及东部地区单位播种面积生产水足迹为中间水平、而新疆中南部地区单位播种面积生产水足迹最大。 3讨论 通过计算新疆地区主要农作物的需水量发现,棉花的单位面积需水量、单位质量需水量及其蓝水比重均大于玉米和棉花,为最耗水的农作物。但棉花作为一种经济作物,其单位面积经济效益分别是玉米的2.5倍、小麦的3倍。另外,通过计算农作物的单位水产值(即用于作物生长的单位水量所获得的经济收益)可知,棉花为3.8元·m-3、玉米为3.0元·m-3、小麦为2.1元·m-3,棉花也稍高于玉米和小麦。因此,从经济效益角度出发,棉花种植有其独特优势,这也是自治区政府将棉花作为重点优势资源的原因。但是快速增长的棉花种植面积也导致了新疆地区农业用水量的增加,加剧了本地区的水资源压力。因此,要从可持续发展的角度出发,在保持棉花种植的经济效益基础上,还要适宜地控制棉花的种植面积,特别是控制单位面积需水量较大的南疆地区的种植规模,以减少本地区农业用水总量。农作物蓝水利用计算结果表明:南疆地区蓝水利用总量最大、北疆次之、东疆最小;蓝水比重东疆最大、南疆次之、北疆最小;主要农作物中棉花的蓝水比重最高、玉米及小麦次之,南疆地区小麦的蓝水比重大于玉米。由于东疆地区作物种植面积较少,虽然其蓝水比重较大,但总的蓝水利用量较小,南疆地区农作物的蓝水比重较大且其作物种植面积也较大,特别是种植蓝水比重高的棉花的面积较大,因此导致其蓝水利用量最大。蓝水利用量大也就是意味着农业生产所需的灌溉用水较多,可以通过调整种植结构,如在南疆地区可以适宜增加蓝水比重和单位面积需水量均较小的玉米种植面积,减少棉花、小麦的种植面积,来减少本地区农业灌溉用水量。灰水足迹表征的是农业生产过程中所引起的污染用水总量,对新疆各地(州)的灰水足迹计算表明,一个地区的氮肥施用总量越大,其灰水足迹也越大。但一个地区氮肥施用量是与农作物的播种面积呈正比关系的,所以一个地区总的灰水足迹大并不表示其化肥污染最严重。为此需要考察研究区内主要农作物的单位面积灰水足迹,结果表明,巴州、阿克苏及吐鲁番地区的单位面积灰水足迹最大,说明这些地区单位播种面积的氮肥施用量较多,可能存在过度施肥的问题。可以通过减少氮肥施用量、提高氮肥利用率等方式减少化肥对地下水的污染,进而减少灰水足迹。另外,本研究在计算灰水足迹时,借鉴国外的灰水研究,只考虑了化肥产生的污染,并未包含农药引起的水体污染,因此,灰水足迹的研究还需进一步的深入完善。农作物生产水足迹综合反映了农作物生产过程中所消耗的水资源总量。2013年1月国务院颁布了《实行最严格水资源管理制度考核办法》,其中规定新疆2015、2020、2030年的用水总量控制目标分别为515.60×108m3、515.97×108m3、526.74×108m3。计算结果表明,2011年新疆全区仅三种主要农作物的生产水足迹就高达204.93×108m3,而新疆地区目前的灌溉渠系水利用系数仅为0.468,意味着用水总量中有一半以上损失在灌溉渠系上,两者相加就已经接近新疆用水总量的控制目标,因此能否有效地控制农业用水量是新疆落实最严格水资源管理制度的关键。另外,从新疆各地(州)农作物单位面积生产水足迹空间分布来看,南疆及东疆地区特别是巴州、吐鲁番、阿克苏及喀什地区的水足迹值较大,并且除吐鲁番地区外,其它三个地区的农作物生产水足迹总量也较大,是水资源治理的主要地区。总之,通过因地制宜地调整农作物种植类型,控制高耗水作物种植面积,减少氮肥施用量及提高氮肥利用率等措施,可以有效地减少研究区农业用水量,为尽快实现国务院规定的最严格水资源管理制度指标奠定良好的基础。 4结论 本文通过计算、分析2011年新疆地区13个地(州)主要农作物(小麦、玉米及棉花)的生产水足迹得到以下结论:(1)新疆地区棉花的需水量及蓝水比重均大于小麦、玉米等粮食作物,为最耗水的农作物,限制棉花种植面积可以有效控制本地区的农业用水总量。(2)新疆各地(州)主要农作物生产水足迹组成以蓝水为主,南疆地区蓝水利用量最大,棉花的蓝水比重最高,玉米及小麦次之,南疆地区小麦的蓝水比重大于玉米。通过调整种植结构,如在南疆地区增加蓝水比重较小的玉米种植面积,减少棉花、小麦的种植面积,可以有效地减少本地区农业灌溉用水量。(3)灰水足迹表征的是农业生产过程中所引起的污染用水总量,一个地区的氮肥施用总量越大,其灰水足迹也越大,巴州、阿克苏及吐鲁番地区的单位面积灰水足迹最大,表明这些地区单位播种面积的氮肥施用量较多,存在过度施肥及化肥利用率较低的问题。(4)2011年新疆全区仅三种主要农作物的生产水足迹加上灌溉渠系所损失的水量,就已经接近国务院颁布的《实行最严格水资源管理制度考核办法》所规定的用水总量指标,因此有效地控制农业用水量对新疆落实最严格水资源管理制度有着重要的意义。其中,南疆及东疆地区特别是巴州、阿克苏、喀什地区农作物的单位面积水足迹值和总生产水足迹均较大,是落实最严格水资源管理制度的关键地区。总之,对于地处干旱区、水资源缺乏的新疆地区来说,通过因地制宜地调整农作物种植类型、控制高耗水作物种植面积、减少氮肥施用量及提高氮肥利用率等措施,可以有效地减少研究区农业用水量,为完成最严格水资源管理制度考核指标奠定良好基础。 作者:轩俊伟 单位:新疆大学资源与环境科学学院 作物论文:风沙灾害下的农作物论文 1材料与研究方法 1.1数据与预处理 (1)研究时间选择。根据阿克苏市地面气象观测站提供的总云量资料,选取无云的时间,即4月15日(农作物风沙灾害前)、4月17日(农作物风沙灾害后)和4月29日(农作物风沙灾害恢复期)作为农作物风沙灾害研究时间。为了对风沙灾害指标阈值的确定,需要选择季节相近的研究区农作物正常生长晴空图,时间分别为2010年4月22日、23日和24日。(2)MODIS数据及预处理。根据研究时间,此次共使用2009年4月15日、17日和29日,以及2010年4月22日、23日和24日的250mMODIS日地表反射率产品(MOD09GQ)影像6期,2009年逐年合成500m土地覆盖类型产品MCD12Q1影像1期。对这些遥感数据均采用MODIS重投影工具进行重采样和拼接处理,转换成tif格式[6,7]。根据土地覆盖类型产品中第一类国际地圈生物圈计划(IGBP)全球植被分类方案,选择第12类(农作物)提取阿克苏市的农作物种植区。 1.2研究方法 1.2.1风沙灾害植被指数变化情况 利用遥感监测风沙对农作物的灾害,通常是利用地表植被状况、特征等指标监测作物风沙灾害的情况。参考文献[8]中指出,NDVI探测低密度绿色植被的能力最强,是植被生长状态及植被覆盖度的最佳指示因子。因此,文中将农作物的NDVI值作为农作物风沙灾害的评估指标。(1)归一化植被指数。根据每日地表反射率数据(MOD09GQ)的近红外和红波段,通过公式(1)计算归一化植被指数。NDVI=RNIR-RREDRNIR+RRED(1)式中:NDVI为归一化植被指数;RNIR为近红外波段反射率;RRED为红波段反射率。(2)植被指数变化分析。从光谱物征与作物冠层之间的关系看,绿色植物叶面叶绿素在光照条件下发生光合作用,在可见光红光波段有很强的吸收特性,而对近红外波段具有很强的反射率、高的透射率和极低的吸收,即红光波段反射率包含了植物冠顶层叶片的丰富信息,近红外光反射率包含了整个植物冠层内叶片的大部分信息,这是植被遥感监测的物理基础[9]。农作物生长初期,叶绿素含量增多,红波段吸收和近红外反射率增强,植被指数增大。当农作物受到风沙灾害影响后,会出现农作物活性减弱、死苗等现象,红波段吸收和近红外反射率减弱,植被指数减小。因此,不同日期的数值相减是为了观测两个日期植被的变化,并用来探测由于风沙灾害造成的农作物变化。文中将相邻时期NDVI两两相减后,用公式(2)逐像元判断其是否发生变化,即:若NDVI(i,j)>a,表示正向变化;若NDVI(i,j)<a,像元负向变化[10]。NDVI(i,j)=NDVId1(i,j)-NDVID2(i,j)(2)式中:NDVId1(i,j)和NDVId2(i,j)分别是像元(i,j)在日期d1和d2的NDVI值;NDVI(i,j)是像元(i,j)在日期d1和d2的NDVI差值。由于NDVI值的变化不仅受植物生长和地物变化的影响,还会受到太阳光照强度、大气状况、卫星拍摄角度等因素影响,相邻日期的NDVI值也会存在较小的波动,所以NDVI变化阈值a的确定是一件较为困难而又关键的问题[5]。根据文献[6],选择与受灾时间同时相的遥感数据,计算研究区农作物春季正常生长NDVI变化,定义风沙灾害的阈值为公式(3):a=NDVI-σ(3)式中:NDVI、σ分别为同时期正常生长年份研究区农作物未受灾害的植被指数变化的均值和标准差。 1.2.2农作物风沙灾害的遥感监测方法 基于多时相遥感数据,农作物风沙灾害的遥感监测方法分为4个步骤:(1)选择遥感数据及预处理。根据灾害发生的时间,选择灾前、灾后和恢复期3个时相的遥感数据,以及同时期正常生长年份的遥感数据,并进行预处理。(2)计算NDVI的均值和标准差。根据受灾年份的灾前、灾后和恢复期的遥感数据,以及正常年份相同时相的遥感数据,分别计算研究区域内农作物NDVI的均值和标准差。(3)根据公式(3)确定农作物受灾阈值a。当农作物的NDVIi,j<a时,表示此像元受到风沙灾害的影响。(4)确定受灾面积。农作物风沙灾害受灾面积通过不同类别风沙灾害影响范围内像元的统计得到[11]。农作物受灾面积计算公式:Ai=A0×Pi(4)式中:Ai为第i类风沙灾情的作物受灾面积;A0为农作物面积;Pi为不同风沙灾害类别所占比例。图1阿克苏市农作物风沙灾害前后和恢复期的NDVI面积比ig.1TheNDVIarearatioofcroplandinAksucityintheperiodsofbeforeandafterthewindsanddamage,andtherecoveryperiod 2结果与分析 2.1风沙灾害前后植被指数的变化情况 从图1中可以看出,阿克苏农作物在风沙灾害前后和恢复期NDVI分布逐渐趋于扁平状。NDVI最大值分别为0.36、0.64、0.73,80%的农作物ND-VI分别在0.13、0.19、0.26以下,其中:占总作物总面积比例最大的NDVI值逐渐增大,由0.08(17.51%)、0.09(14.42%)到0.11(9.63%)。在风沙灾害前后和恢复期,NDVI面积变化最为明显的区间是NDVI<0.1和0.15<NDVI<0.4。NDVI<0.1的面积变化明显,分别为61.21%、43.24%、20.96%;0.15<NDVI<0.4的面积分别为11.93%、30.21%、39.83%。 2.2像元植被指数的变化情况 由于不同年份农作物物候的变化,文中基于2010年4月22日、23日和24日的遥感数据,对多天相邻遥感数据风沙灾害阈值取平均作为风沙灾害的阈值。利用风沙灾害阈值的确定方法,分别计算研究区农作物a23-22和a24-23,并取它们的均值a=(a23-22+a24-23)/2作为风沙灾害的阈值。因此,文中阿克苏市农作物风沙灾害阈值为-0.005,即NDVI(i,j)<-0.005的区域被划定为农作物受灾区。在风沙灾害前、后和恢复期,若农作物植被指数始终保持正向变化,无风沙危害症状,则农作物未受到风沙灾害的影响,保持正常生长;否则,为农作物异常变化,受到风沙灾害的影响。因此,根据阿克苏市农作物在风沙灾害前、后和恢复期植被指数的变化,将农作物风沙灾害划分为三类:负向-正向型、正向-负向型和负向-负向型。 2.2.1负向-正向型 这种风沙灾害类型在风沙灾害后,植被指数减小,其中:NDVI>0.15的农作物NDVI都减小0.02以上,NDVI在0.3~0.35的农作物减小最大,为0.037,NDVI在0.05~0.1的农作物减小最少,为0.013,平均减小0.022;而在风沙灾害恢复期,植被指数逐渐增大,由NDVI在0.05~0.1的农作物增长0.022到NDVI在0.30~0.35的农作物增长0.233,平均增长0.11。由此可见,负向-正向型农作物风沙灾害的NDVI越大,风沙灾害后和其恢复期变化就越大。处于生长子叶或真叶期的农作物,此时抗风沙能力较弱,重者主茎上部被风刮断,轻者叶片被风刮碎,NDVI减小。但这些农作物具有较强的恢复能力,在风沙灾害后不久就开始恢复生长,NDVI逐渐增大。 2.2.2正向-负向型 农作物受到风沙灾害后好像正常生长,NDVI增加的范围从0.03到0.189;但随着时间的推移,农作物受风沙灾害的影响也逐渐显现出来,NDVI开始减小,NDVI减小的范围从0.02到0.065。由于风力较大,已播种的农作物地膜不同程度被风刮起,根系尚未健全的农作物幼苗裸露在外,增加了NDVI值。当风沙吹打农作物幼苗后,幼苗子叶和幼茎上的伤口受到大风长时间的吹干,叶绿素降低,导致NDVI逐渐减小。 2.2.3负向-负向型 NDVI在0~0.25的农作物,特别是NDVI在0~0.05的农作物容易受到这种类型的风沙灾害影响。农作物在这种类型的风沙灾害后,NDVI在0~0.05的农作物减小0.067,恢复期NDVI减小0.045。沙尘覆盖在麦苗、棉花等大田农作物叶面上,影响叶面正常的光合作用和呼吸作用,使作物生长和发育受到抑制或损害。此外,受伤的农作物体内水分会从伤口散失,其子叶、生长点和靠近子叶的幼茎失水干枯,ND-VI不断减小。 2.3农作物受灾面积 根据使用图像的分辨率大小,利用植被指数变化的类别,分别统计风沙对农作物不同影响的面积。2009年4月16日阿克苏市农作物风沙灾害面积12697.07hm2,这与实际调查数据基本相符。阿克苏市三类风沙灾害的受灾情况是:负向-正向型农作物受灾面积4464.90hm2,占总受灾面积的35.16%;正向-负向型农作物受灾面积最大,为8006.77hm2,占总受灾面积的63.06%;负向-负向型农作物受灾面积最小,为225.39hm2,占总受灾面积的1.78%。其中:在负向-正向型风沙灾害中,NDVI在0.05~0.1之间的农作物受灾面积是1969.49hm2,占这类风沙灾害面积的44.11%;在正向-负向型风沙灾害中,NDVI在0.05~0.1之间的农作物,受灾面积是5082.05hm2,占这类风沙灾害面积的63.47%;在负向-负向型风沙灾害中,NDVI在0.1~0.15之间的农作物受灾面积是96.60hm2,占这类风沙灾害面积的42.86%。因此,在春季风沙灾害中应重点关注NDVI在0.05~0.15之间的农作物,并根据不同风沙灾害类型进行抗灾救灾工作。 3讨论 目前,对农作物的风沙灾害监测没有明确的方法,而研究农作物长势监测的常用参数是NDVI[12],因此,文中以2009年4月16日阿克苏市农作物为例,提出了基于NDVI的农作物风沙灾害阈值确定方法,并将受灾农作物分为正向-负向型、负向-正向型和负向-负向型三种类型。农作物风沙灾害遥感监测过程中,通过遥感数据处理和统计分析,得出农作物的受灾情况,方法简单,可操作性强,可以解决区域尺度上的及时监测问题。遥感监测结果显示,阿克苏市农作物风沙灾害面积与实际受灾面积的提取精度为98.24%,表明文中提出的农作物风沙灾害遥感监测方法是可行的。文中主要考虑了农作物风沙灾害快速评估的要求,然而,当农作物遭受风沙灾害后,对农作物生育进程、生物量、质量以及产量的影响等还需要进一步地分析。 4结论 (1)春季风沙灾害前后和恢复期阿克苏市农作物NDVI值变化明显,农作物NDVI最大值从0.36增大到0.73,占农作物总面积比例最大的NDVI值从0.08增大到0.11,其中:NDVI<0.1的农作物面积从61.21%大幅减小到20.96%,0.15<NDVI<0.4的农作物面积从11.93%增加到39.83%。(2)基于风沙灾害前后和恢复期农作物NDVI值的变化,将农作物风沙灾害划分为三类:正向-负向型、负向-正向型和负向-负向型。不同类型风沙灾害的农作物NDVI区间值分析显示,负向-正向型和正向-负向型农作物NDVI值越大,风沙灾害后和其恢复期变化就越大;负向-负向型农作物NDVI值越小,风沙灾害后和其恢复期变化就明显。(3)阿克苏市受灾农作物面积12697.07hm2,其中:负向-正向型农作物受灾面积为4464.90hm2,正向-负向型农作物受灾面积8006.77hm2,负向-负向型农作物受灾面积225.39hm2,预防农作物风沙灾害的重点是NDVI值为0.05~0.15的农作物。 作者:程红霞 林粤江 单位:乌鲁木齐气象卫星地面站 新疆气象培训中心 作物论文:监测系统设计下的农作物论文 1系统总体设计 通过RS-485总线将智能水位计、智能流量计、墒情传感器与信息采集板相连,构成信息采集单元。它采用低功耗Cortex-M3为控制优秀,实现数据的采集与存储。本地通过USB接口或RS-232接口与上位机通信;远程通过GPRS网络或短信方式实时发送数据到数据库服务器,并将数据存储到数据库中。监测系统网络结构图如图1所示。 2系统硬件设计 农作物生长参数监测系统硬件设计由信息采集单元、供电单元、无线传输单元组成。信息采集单元主要完成雨量数据、土壤墒情数据和地下水位数据的采集、处理与存储,同时控制无线传输单元完成数据的发送与信息指令的接收;供电单元为整个系统提供工作电压;无线传输单元完成数据包的发送与控制指令的接收。 2.1信息采集单元硬件设计 信息采集单元主要由智能传感器、STM32F103、FLASH芯片S29AL032D、SRAM芯片IS62WV25616、LCD、触发器HEF4521BT、总线驱动器74HC245PW、232转换芯片MAX3222、带隔离的485收发器ADM2483、供电单元接口电路和MC323接口电路等组成。信息采集单元结构图如图2所示。 2.2供电单元硬件设计 供电单元由单晶太阳能电池板、可编程控制的2A充电电路、12V65AH免维护铅酸蓄电池及LDO压控转换电路等组成。太阳能电池板为铅酸蓄电池充电,同时为系统提供12V的输入电源。当太阳能电池板不工作时,铅酸蓄电池为系统提供12V的外部输入电源,12V的输入电压通过LDO转换电路,实现系统工作需要的+3、+4、+2.5、+5V。其中,+3V为全局电压,保证电路板大部分电路正常工作,包括监测系统上电后的工作电压、系统睡眠状态下的工作电压、时钟工作电压等;+4V是MC323无线通信模块的工作电压;+2.5V是AD转换电路的基准源;+5V是模拟参考电压,为运算放大器和AD电路提供工作电压;同时,输入的12V电压通过稳压电路为智能传感器提供工作电压。供电单元硬件设计结构图如图3所示。 2.3无线传输单元 选用MC323模块作为无线传输单元。该模块集成了基带处理器、射频处理器、MCP存储器和电源管理芯片等功能,同时内嵌TCP/IP协议和支持800MHz的工作频段,能够提供语音传输和短消息发送。将stm32f103的UART3与该模块的串口相连,同时外接SIM卡电路,实现雨量数据、墒情数据、地下水位数据和控制指令的无线发送。无线传输单元结构图如图4所示。 3系统软件设计 3.1采集单元软件设计 采集单元软件设计包括传感器事件、定时事件和命令事件。传感器事件即通过土壤墒情传感器、智能水位计、智能水质传感器和翻斗式雨量计等采集农作物生长环境参数;定时事件指系统将采集到的数据、系统状态、蓄电池电压和设备工作温度等参数定时自记和发送;命令事件指通过上位机软件或LCD液晶屏配置系统工作状态、传感器类型等。当3个事件中的某一事件处理完毕后,判断有无其他事件发生;若有,则进入相应事件处理程序;若没有,则进行现场保护,系统进入待机状态。采集单元软件设计流程图如图5所示。 3.2监测单元软件设计 监测单元通过电话呼叫或短信方式对信息采集单元进行远程唤醒,触发其上电。采集单元上电工作后,响应监测单元命令或按彼此协商好的时间定时上电,定时等待监测单元的命令。当采集的水位、雨量等参数超过设定的阈值时,向数据库服务器发送实时水位等数据或按设定的周期定时发送最新的水位数据、设备状态数据等。系统正常工作时,监测单元各状态之间的转换流程图如图6所示。 4系统测试 采集后的数据经过解析、整编和入库后,通过浏览器可以实时访问数据,而且还能进行历史数据和设备状态的查询。通过该系统,即使在远离观测现场的异地,也能实现对雨量、土壤墒情和地下水位数据的实时采集、存储与发送,真正实现对农作物生长环境参数的远程实时监测。系统测试效果图如图7所示。 5结语 采用无线通信技术MC323作为农作物生长参数检测中的数据传输载体,设计并开发了基于Cortex-M3的农作物生长参数监测系统,实现了雨量、土壤墒情和地下水位数据的实时监测,并能够实时查看历史数据和设备状态。系统设计具有较高的稳定性、灵活性和实效性,提高了对农作物生长参数的监测能力,为有效评估和预测农作物的生长态势提供了一定的基础。 作者:黄伟力 边燕 冯青春 张志强 单位:河北工程大学信息与电气工程学院 北京农业信息技术研究中心 太原理工大学
1引言 随着国民生活多元化趋势的发展,当前国民出行需求有了显著提升。但从本质角度来看,目前国内智能交通基础信息化建设及交通网络集约化仍存在较多问题,无法满足国民日常出行需求的同时,对智慧交通发展也造成一定影响。同时,部分城市智慧交通覆盖面相对较窄,无法实现市区内交通设施的共同性。智慧交通主要以智慧公交、交通状况监控及交通信息为主,但当前我国城市智慧交通信息系统设计缺少完善性,无法满足上述多元需求,同时对于道路信息采集载体选择及利用综合布局规划上存在现实困境。特别是对于大型路口、城市道路与公路相交处因缺少综合感知系统,导致无法处理交通堵塞及交通安全问题[1]。 2城市智能交通系统发展趋势 智能运输系统基于IVHS在计算机技术和信息技术方面的创新与发展,以交通运输管理系统为基础,结合市场上各种先进的信息技术,如电子信息控制技术、传感器技术、信息技术等,从而使交通运输管理系统更加高效、准确。智能交通系统充分协调了道路、车辆、人三者的相互联系,提高交通效率及解决城市道路拥堵等问题的基础上,在提高道路通行能力、减少道路交通事故、减少对环境污染等方面发挥着实质价值。目前,北京已经建成了四大ITS系统,其中包括交通事故应急管理系统、高速公路管理系统、公交指挥调度管理系统,而广州也已经建成了三大信息系统,分别是静态交通信息管理系统、运输物流信息平台、信息网络共享平台[2]。 3城市智能交通系统设计 3.1系统总体框架 城市智能交通系统主要以智能应用平台、基础信息平台、信息保障平台构建,依托系统接口与地方交通管理部门系统平台数据交换,实现城市信息门户网定期、不定期交通信息数据,为公安公户、政府部门及社会群众提供交通运输服务。 3.2基础模块设计 3.2.1中心应用平台 中心应用平台作为智能交通系统中的重要组成,是智能交通系统集约管理的应用平台。在具体设计中,智能交通继承管控平台以“预先定义”的方式与城市交通信号控制、交通诱导信息、交通信息采集等系统相连,实现城市交通基础信息集成化,进而依托GIS空间数据及大数据分析系统,构建时空信息数据库。该时空信息数据库具有实时采集、捕捉、罗列的智能功能[5],便于维护与管理的同时,可根据时空数据库对中心应用平台相关数据进行检索与查询,为后续智能交通系统管理提供良好基础。 3.2.2基础应用平台 基础应用平台主要涵盖交通信号控制、交通视频监控及交通信息采集、交通违法检测、交通诱信息,具体如下:(1)交通信号控制系统。对城市区域交通流量实时监控、捕捉,具有控制、协调城市交通及改善区域内交通堵塞的功能。(2)交通视频监控系统。依托城市路面、路段及制高点视频形成全面化视频监控设备,可对城市内道路路口进行全方位及实时监控。(3)交通信息采集系统。结合道路线圈、微波、视频、RFID及车辆移动设备实时获取道路交通流量及行车速度。(4)交通违法监测系统。对监控区域内容机动车辆违法行为进行全天候及不间断的记录。 3.2.3前端系统 根据交通信息的变化情况,可以把交通信息分成静态和动态两类,静态交通信息指的是路网信息、交通基础设施信息等。动态信息是指交通流量、交通事故、周围环境等不断变化的交通信息。智能交通系统主要收集车辆流量、平均速度等动态信息。根据技术的不同,收集不同的交通信息,大致可以分为两类,一类是自动采集,一种是无人采集,全靠采集设备的自动采集技术[6]。(1)GIS系统。GIS在运输管理、规划设计、实施管理等方面的具体应用。GIS总体上由数据库、数据采集与控制和系统的功能特性分析三大子系统组成。交通GIS具有广泛的应用前景,首先,它能在交通管理的各个环节、各个阶段得到广泛的应用。能够在国家、省、市等不同层面上得到广泛应用。(2)智能运输信息交流平台。进行交通信息统计,整合公路、港航、交通运输、执法等部门的业务数据,建立商业数据模型,建立多角度的业务数据关联分析;发展公路、航道、枢纽站、铁路、轻轨、治超站、桥交班线、站台、长途客运站、客运站场、客运班线、汽车维修点、加油站等信息查询定位、展示,使交通信息在空间上直观展现并且为治理交通措施提供空间数据支持。利用QGIS(QuantumGIS)可视化技术,对各种形式的交通信息进行了处理。因为采集的GIS资料的形式多种多样,有GIS向量资料、CAD资料、视频资料、PostGIS资料、WMS资料等不同的格式,无法在同一GIS地图上同时显示不同的GIS资料,因此无法将交通流量、交通流量、道路交通状况、道路状况、道路状况等信息进行实时的呈现。QGIS可视化技术可将各种GIS数据划分为多个数据类型,并针对数据的不同类型数据分别建立相应的图层,将数据属性、图例、颜色、数据投影等数据进行整合。数据整合后,将各层的数据整合成一层,然后将GIS的数据进行存储,然后将其传输到用户设备。 3.3数据采集系统 该系统的数据采集系统主要以大数据技术为核心,框架如图2所示,具体功能如表1所示。交通信息服务和ICT资源的平台与服务器数据相融,由于汽车自身是可移动的,所以汽车云的实施模式和一般PC网的云实现模式有着很大的区别。通常,汽车云有两种实现方式:通用云和专用车辆云。专用车载云系统具有无云控制器的特性,它会直接指定特定的汽车作为汽车云的候选节点;通用汽车云具有包括云端控制器在内的一系列操作,例如通过云端控制器来创建汽车上的云。此外,交通信息推送平台、交通信号灯优化设计、交通设施数据的更新是基于大数据的交通信息处理系统的应用层面[7]。交通设备信息更新平台的主要作用是在交通设施升级后,能够及时、准确地向用户推送信息。 3.4数据交换模块 由于数据链接对象种类繁多,需要不同数据需求。同时,数据采集与交换需求各异,数据规模、数据交换频率、数据规模、数据交换频率等方面都有较高的要求。在构建智能交通服务平台时,必须构建“统一的信息交换总线”,即通过信息自动转化技术,实现对外部的监控和客制化。本子系统主要负责综合交通数据的共享交换,由三大部分组成: 3.4.1接口模块 为各个部门提供界面,使各个应用系统和平台之间的连接。在各个单元提交了共享数据的要求之后,该模块在接收该请求的同时向查询模块发送该请求。在平台完成了数据交换的功能后,将数据通过该模块的数据传输到各个部门。连接其它产业。它的主要作用是收集其它行业的综合交通信息,实现行业之间的全面交流和交流。与省公安厅、省气象局、旅游局、省基础地理信息中心、铁路局等部门进行对接。接口采用双向接口,采用Web服务或XML文档的技术实现。收集交通行业内部的相关信息,并在行业中实现综合交通信息的交流和分享,接口采用双向接口,技术上采用Web服务。 3.4.2查询功能 主要是对各种类型的资料进行查询。在收到用户的要求之后,首先要区别是否是行业内部的交流。若为产业内的共用交换机,则通过此模块进行数据查询,并将所查询到的数据地址发送至数据交换模块;如无客户需求,则由数据收集系统完成,并向使用者反馈。如果是跨行业共享,则通过该模块进行数据查询,并将查询的结果直接反馈给用户。 3.4.3数据交换模块 可以在各个单元之间进行各种数据的交流和分享。采用数据交换中间件,把采集到的数据传输到界面模块,再将信息传递给用户,完成数据的交换。 4城市智能交通系统应用 4.1实现路况信息的实时推送实时路况信息的推送主要是利用智能手机上的传感器,将车辆的行驶情况如车速、每小时的停车时间等传送到后台,然后由大数据平台进行分析,对目前的路况进行综合判断,然后再将这些信息转发给其他的在线用户。该系统能够将交通状况的信息进行智能分享,并将交通状况实时反馈给使用者,并为使用者提供相关的交通信息[8]。 4.2实现基础交通设施的更新在传统方法下,基础交通设施的更新是以人工进行的。通过使用智能运输系统,可以对更新后的交通设施进行自动的更新。它的主要实现方法是通过遥感图像对城市道路进行监测,一旦发现了交通设施的变化,就会自动向大数据平台传输,使其能够进行实时的更新,同时也能为使用者提供更加精确的路况信息,节约大量的人力成本。 5结语 综上所述,智能交通管理模式的创新,主要是运用现代信息技术对交通管理进行优化。通过采集实时动态信息,并依据路况进行相应的调整,最终达到对交通信息进行有效的综合、合理的分析,从而为交通决策提供依据。为实现社会经济的迅速发展,防止资源浪费、环境污染、保障社会可持续发展,必须大力发展智能交通。 参考文献: [1]何斌,张华志,温建民,王开康.城市轨道交通智能供电系统框架及功能设计[J].现代城市轨道交通,2022(08):80-83. [2]黄凯宁.计算机视觉技术对智能交通系统发展的促进作用[J].黄河科技学院学报,2022,24(08):59-63. [3]牟凯,张舒,任柏寒.人工智能技术在城市智能交通系统中的应用研究[J].内燃机与配件,2022(14):121-123. [4]胡祖翰,石先明,刘利平,徐余明,郑胜洁,刘留.基于群智感知的轨道交通桥梁智能预警系统[J].轨道交通装备与技术,2022(04):53-56. [5]陈立新.基于物联网技术的城市公共交通智能感应杀菌系统研究[J].现代工业经济和信息化,2022,12(06):41-44. [6]邹定锋.信号智能化维护系统在城市轨道交通的应用[J].交通世界,2022(18):64-67. [7]张文琦,赵俊哲,赵彬旭.智慧城市——智能交通信号灯控制方法的研究[J].工业控制计算机,2022,35(06):91-93. [8]周志林.城市轨道交通机电设备运维智能管控系统研究[J].中国设备工程,2022(12):67-69. 作者:衣华军 王昆鹏 张书民 单位:青岛海信网络科技股份有限公司
无线电通信论文:无线电通信方法与通信技术论文 一、无线电通信技术的优缺点 1)无线电通信技术的优点主要有: 1.可用性高。 无线电通信技术的使用,除了一般普通的日常生活外,最被广泛使用的是军事和经济领域,原因就是,无线通信的设备,一般体积不大,像手机越来越轻巧、方便携带了,它的储存容量大,最小的也要8G,这就很方便对大容量信息进行收集,不必准备大量储存U盘,只有必要时才需要;之所以用于军事,还有一个特点就是隐蔽性好,如果装有重要机密信息的话,只要做好保密工作,即使落到敌人手中,也不容易被察觉找到。总体来说,它的可用性确实很高。 2.可靠性高。 至于可靠性,这就体现在它的质量上,一句话,就是质量好,遇到任何危机情况,比如暴晒雨淋,洪涝灾害,甚至碰上地震等恶劣自然环境下,它的通信信号也还是比较稳定,对信息的传递还是有一定保障的,比传统有限信号相比,可靠性大大提高了它的使用率的普及。 3.时间、地域的灵活性。 在现在通信技术发展迅速的背景下,鲜少有人能留意到交流中所跨越的距离、容量以及空间问题,无线电通信技术不仅有效避免了空间、距离与容量给正常交流所带来的困扰,实现了信息传输功能。 2)缺点主要有: 无线电通信技术最大的缺点就是数据或信息在传输过程中容易遭受干扰,有些无线电的抗干扰能力很差,这就使得文件、视频、图像等在传输中容易失真,获取信息不准确,导致决策的失误;无线电信号并不是在每一个角落都可以普及,建筑物比较多,或者乡村、大山深谷中,就没法使用无线电信号,一是地理位置不方便,而是无线电通信技术并非成熟和完美,到目前位置,任然存在很多问题。 二、关于如何创新无线电通信技术的对策 1.采取数字通信技术 将无线通信技术数字化,不仅可将射频频谱的效率提高,还可使语音、数据以及控制功能通过指定的频谱进行扩展,此外还可实现集成且快速的数据访问。将系统频谱资源的可用率提高,加强信号维持的稳定性,是有效防止在通信中通信信号受到不同因素干扰的手段。 2.推广施行宽带化信息技术 宽带化信息技术是推进光导纤维传输技术以及高通透量网络节点的关键之处,特别是最近几年,技术宽带化逐渐在世界范围内普及,无线电通信技术已呈现出宽带化发展趋势,因此推广施行宽带化信息技术对于稳定无线电通信技术的通信信号而言,具有重要意义。 3.通信技术实现个人信息化 通信技术个人信息化,无意就是将技术切成小块,每个限制了技术的份量,就想吃蛋糕一样,谁都能尝得到,谁都拥有,不至于有人独霸。个人信息化差不多就是这个意思。目的是,减少信息在多人传递过程中导致传递渠道堵塞,信息无法畅通发出,最终又导致要么信息数据发不出去,要么传播的信息有误,图像视频等压缩包损毁。通信技术的个人信息化,是全球信息化的产物,所以,这是时代的必然发展趋势。 4.开发具有潜力的网络接入样式 固定技术上的融合不同于其他的通信业务,WAP(无线应用协议)出现之后,在大幅度调动了无线数据业务的展开之余,同时也促进了许多业务信息通过信息网络进行传送。融合电信网络和计算机网络,新旧结合,开发具有潜力的网络接入样式,从而满足生活中、生产中对通信技术的不同需求。 5.过渡电路网络的交替 现在我们使用无线或有线通信的时候,每个人都会有一个IP地址,这就像你自己的身份证一样,只能个人使用,这就保证了电路网络的不拥堵,增强信号的接受能力。这种方法很好地解决了无信通信信号受干扰的困扰,对数据以及省份的保密都有了一个良好的保障。 6.推广SDR(软件无线电) SDR技术是无线通信中用以操纵与控制纯硬件电路的现代化软件。改变了设备通信功能依赖硬件发展这一格局,通过软件实现多种通信功能。相比传统的无线电系统,SDR具有多种优势。无线电通信技术中的对抗、侦察等方面深受大家的关注,然而该功能局限在军事通讯的范围中,若进一步推广到市场中,将会使无线电通信技术的保密性得到进一步的进步与发展。 三、无线电通信技术的通信方法的拓展 1.将数字化技术植入通信技术领域 为了避免信号的传输受干扰保持信号传输的稳定需要提高系统的频谱资源的利用效率从而也可以加大系统的通信容量保证图像数据的准确性最大程度上实用户信息的安全性和保密。 2.推进无线接入宽带化的发展 在世界范围内的通信领域无线宽带的接入技术已有很大的提高,信息的宽带化推动高通透量的网络和光纤传输技术的发展将这些方面的应用技术相结合就能更好地确保信息技术的传输稳定。 四、结束语 对无线通信技术的优缺点的分析,我们看到,它的优势始终是大于它的缺点,未来前景被市场非常看好,尤其是在中国这个人口庞大的市场,所以很多投资商将目光集中到这里来了,这对我国目前科技的发展,经济的带动,是机遇也是挑战。 作者:李署利 单位:黑龙江电信国脉工程股份有限公司 无线电通信论文:采矿生产中的无线电通信技术论文 一、井下无线电定位系统 (一)概述 由于井下采矿具有作业人员在井下流动性大、地面人员难以及时掌握井下人员分布和作业进展情况以及下井后就无法确切地知道他们所处位置等特点,矿井一旦发生透水、火灾等事故时地面工作人员因不能实时了解井下情况,会给抢险救灾工作带来极大的困难。特别是在突发冒顶和人员被埋的紧急情况下,由于人工描述不清或不能及时精确、自动探测被埋人员的准确位置,在低效率的管理模式下丧失宝贵生命的有效抢救时间。井下定位系统的优秀识别设备采用具有国际先进水平的SUPER-RFID技术,它能够及时、准确地将井下各个区域人员及设备的动态情况反映到地面计算机系统,使管理人员能够随时掌握井下人员、设备的分布状况和每个矿工的运动轨迹,以便于进行更加合理的调度管理。当事故发生时,救援人员也可根据井下人员及设备定位系统所提供的数据、图形,迅速了解有关人员的位置情况,及时采取相应的救援措施,提高应急救援工作的效率。 (二)无线射频识别(RFID)技术 无线射频识别(RFID)技术,是一种电子标签或者无线标签,利用无线射频通信实现的非接触式自动识别技术。RFID已经在日常生活中得到广泛的应用,RFID的发展得益于芯片技术、无线技术、无线通信技术、数据交换与编码技术、信息化处理技术和计算机技术等关键技术的综合发展。RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点,可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。成本的节约和效率的提升,促使RFID技术成为各个行业实现信息化的重要切入点。近年来,随着在物流、制造、公共信息服务等行业的广泛应用,RFID技术自身的产业化也在稳步发展之中,在行业中的应用也日益广泛和深入。同时,RFID技术开始与通信技术以及互联网技术融合,朝着构建一个实现全球物品、人员信息实时共享的物联网目标迈进,而这也正是RFID产业长远发展的动力所在。 (三)将RFID应用在矿井中的优势 随着科技的不断发展,将先进的科学技术应用到井下作业中,既能够有效地避免重大事故的发生或者将损失减小到最低,又能够提高生产效率。我国现已有多家矿山企业开始尝试RFID技术,来实现井下作业管理,这就是在RFID射频识别技术的基础上搭建的一条地面上下沟通的桥梁,使地面人员能够及时动态地了解井下人员、车辆、设备的身份、分布以及作业情况,一方面可以应用于井下安全管理,一旦有事故发生,地面人员可以准确、及时、快速地进行抢险救灾、安全救护等等;另一方面还可以改善井下的生产调度,通过动态地获取无轨运输设备的方位信息等,同时,该系统还具备人员考勤功能,亦可对进出矿场的人员及车辆进行身份识别,以保障矿场的生产安全和财产安全。 (四)井下定位系统构成及工作原理 1.系统构成 井下定位系统设备主要包括:中心站主机、数据通信服务器、人员定位系统、无线射频单元识别读卡分站以及识别卡、矿用人员管理系统软件、信息传输接口、通讯电缆、矿用隔爆兼直流稳压电源等组成。目前国内井下人员定位系统组成网络结构大部分是采用的RS485远传网络,它具有接线简单、传输距离远和可靠性高等特点。 2.工作原理 井下人员定位系统是根据现场实际情况和要实现的功能,在矿灯收发处、矿井出入口、各个巷道分叉口和作业人员可能经过的通道中安放若干个无线标识读卡分站(每一台具有不同的ID号),将它们通过网络连线与地面控制中心的计算机联网。每个井下作业人员携带的矿灯上安装一个具有唯一标示号的无线标签(标示号与标签携带人的身份、矿名、作业大队和班组在计算机数据库里唯一对应),当作业人员出入井下时只要通过或接近安装在通道内任何一个标识读卡分站,基站即会自动识别到路过人的标示号并立即上传到地面控制中心的计算机。计算机程序将无线标签的标示号(对应到个人)、无线标识读卡分站的ID号(对应井下的具体位置)、该基站返回的强度信号和确切时间等信息实时记录到数据库里,数据库管理程序可以对库里存放的信息很方便地进行查询、统计和生成报表等操作。如某个人目前所处位置的查询、某区域的人员情况统计并在基于地形图的背景上显示出来、地面人员对井下人员呼叫、井下人员向地面人员报警、利用统计和报表生成功能构成矿山考勤系统。除日常管理之外,最重要的是井下人员定位系统对现场紧急辅助救援工作具有不可替代的作用,万一井下发生事故或灾难,可在电脑上立刻查出事故地点的人员数量和事发后人员的动态分布情况,考虑现场环境等多种因素,为及时组织救援在极短的时间提供准确和科学可靠的决策依据。从而避免了传统人工方式传递信息的低效率、不准确、救援的盲目性和冒险性,为有效地组织救援赢得宝贵的生命时间,使灾难的危害降到最小提供非常重要的不可替代的决策支持。 二、井下定位系统功能 井下人员定位系统可以实现的基本功能如下: (一)通过矿区图形信息作为用户界面可以实时显示和查询井下情况。 (二)任何时间段(计算机由记录的)井下全部或某个识别读卡分站范围有多少人。 (三)每个人在井下任一时间用表格方式表示的活动轨迹。 (四)查询一个人当前的实际位置,查询一组人当前的实际位置。 (五)地面人员对井下人员呼叫或井下人员向地面人员报警,方便调度中心快速电话联系该人员和出现紧急情况时及时组织救援。 (六)井下人员在井下超过工作和升井时间自动向地面值班人员报警,便于管理者及时查明原因和组织搜救。 (七)查询相关人员在任一识别读卡分站的到/离时间和工作时间等信息,用于督促和落实重要巡查人员按时准点到位进行各项数据的测试处理,从制度和技术手段上杜绝人为因素而造成的相关事故隐患。 (八)井下人员总人数在巷道中的实时动态分布图,计算机程序管理背景是根据井下的实际现场情况制作的矿区巷道地理图,井下人员分布情况可生动形象地显示在屏幕上。 (九)数据库操作管理界面采用具有权限管理的基于局域网模式,可实现多点共享供多个用户同时在不同地点查看。 (十)自动统计算出各类人员井下的各类报表(月报、周报和日报,如果需要的话可以随时生成),如生产作业人员出入井时间表、出勤报表、加班报表、统计管理人员的巡查情况报表、请假和缺勤报表等,若有必要还可与工资报表系统提供软件接口。 (十一)参观访问人员所处位置实时监测,是否按要求到达指定区域或已进入危险地带。 (十二)一旦发生事故,能及时查出有多少人遇险,遇险人员在哪里和确定他们的身份。 (十三)抢险救援时采用手持移动搜救器,快速准确地识别遇险人员被埋人员具体地点、深度和方位,及时抢救有生还可能的人员,明显提高抢险效率和救援效果。 (十四)可实现井下设备管理包括井下车辆和其他重要移动设备的实时位置识别等。 三、井下定位系统的技术特点 (一)使用全球开放的ISM频段,无须申请和付费。 (二)多功能:实现了井下人员实时跟踪定位、辅助考勤、轨迹查询等重要安全管理功能。 (三)高容量:在井下可容纳数百个矿用型读卡器,以及大型矿业数万员工同时使用标识卡。 (四)无线标签与读卡分站之间可实现双向高速数据交换,透明/加密传送数据和信息,即应用灵活又保证了数据安全,为在人员定位网上扩展移动数据采集、地面井下双向信息交换和移动瓦斯监测系统提供了平台支持。 (五)多种技术集成:系统集成了RFID技术、无线数据传输、总线传输等。 (六)定位系统可以向目标发出呼叫信息,如一般呼叫、紧急呼叫、撤离呼叫等信息;可以呼叫一个特定目标,也可以呼叫多个目标(群呼);信息可以在第一时刻立即传达到每一个人,实现实时信息传递。紧急情况下,井下人员还可以通过便携式卡向系统发出呼救信号,从而得到其他人员的及时救助。 (七)通过系统采集井下人员的分布情况,支持事故后准确地判断人员所处位置,为实施应急救援创造有利条件。 四、井下定位系统作为辅助救援必要性 众所周知,国内矿山企业事故时有发生,如何加强安全生产和安全监督工作力度,当灾难降临后如何提高救援和搜救工作效率,这类问题涉及国家、企业和个人的切身利益,涉及建立和谐社会维护安定团结局面的大事。因此,国家各级主管部门和企业领导应该尽一切可能将这类问题解决好。井下人员定位系统对现场紧急辅助救援工作具有不可替代的作用,万一井下发生事故或灾难,可在电脑上立刻查出事故地点的人员数量和事发后人员的动态分布情况,考虑现场环境等多种因素,为及时组织救援在极短的时间提供准确和科学可靠的决策依据。从而避免了传统人工方式传递信息的低效率、不准确、救援的盲目性和冒险性,为有效地组织救援赢得宝贵的生命时间,使灾难的危害降到最小提供非常重要的不可替代的决策支持。井下人员定位系统是整个矿山行业安全生产和稳定发展的需求,它可以提高安全生产和现代化管理水平,在灾害辅助救援时发挥重要作用。尽管目前井下人员定位系统还不像瓦斯监测系统那样已成行业的强制标准,但科学技术进步是矿山行业安全生产发展的必由之路,相信在不远的将来,它的技术会不断发展而其应用会得到进一步普及。 五、结论 树立正确的安全文化对于矿山企业极为重要,矿山企业积极运用井下定位系统是体现为每一个群体对安全的态度、思维程度及采取的行为方式,其优秀价值就是坚持以人为本,实现人的价值文化,并在企业的安全管理中发挥着重要导向和规范作用。未来运营良好的矿山企业一定要把建立安全文化作为企业管理的首要任务。 作者:张雯 单位:甘肃省无线电管理委员会办公室 无线电通信论文:高频无线电通信技术论文 1民航甚高频无线电通信干扰 近年来,随着各种电子工具的出炉,无线电通信在手机、电视、广播、民航导航中都得到了广泛的应用,但通信信号与电磁干扰信号是共存的,在无线通信日益发展的同时,信号干扰也与之俱兴,尤其是在民航中,无信通信干扰的存在严重威胁了飞机飞行的安全性,甚高频作为民航飞机与机组塔台的联系媒介,如果受到无用信号的干扰就会出现联络故障,出现各种噪声或接收到的声音信号嘈杂不清,致使机组人员无法顺利和指挥站的工作人员联系,严重者将会导致空难的发生,所以,我们需要对民航中无线通讯中信号干扰做深入的了解。 2无线通信干扰的种类 2.1邻带干扰 邻带干扰是干扰信号的邻带能量与所要接收的正常信号的邻带能量同处一个频带上,导致接收机接收的邻带信号中夹杂有无用信号,造成了接收信号的不精确和噪声比的下降,邻带干扰产生的原因是民航飞机设备本身的质量问题,设备与国家规定的标准有偏颇使得信号接收出现问题。例如,如果通信系统如果需要在多频道进行信号的接收,1频道被用户1民航甚高频无线电通信干扰的探讨文/常琪在现在的民航飞行环境中存在着诸多的电磁干扰,本文中笔者对民航所受的各种干扰信号从原理方面进行了详细的介绍,甚高频无线电通信是民航飞机与塔台进行联络的重要媒介,涉及民航的安全保障问题。摘要占用,2频道被用户2占用,两个频道之间的频率差为20KHz,那么从理论上来讲,1、2两个用户是互相不干扰的,但假如其中一台仪器出现了故障,尤其是设备质量导致的故障,就会导致机器的发射频率的稳定性降低,发射的信号的频带会加宽,只是1、2两个频带产生交集。 2.2频带外干扰 频带外干扰是指信号接收机接收到了正常频带和邻带以外的信号,指示信号的接受力降低,主要是发射机的杂辐射和接收机的杂辐射响应两种干扰。发射机的杂辐射产生原理是:在甚高频的低频区域,一般都是通过晶体振荡器发出基本频率,然后再经过多次的频率放大,得到发射波最后经由无线通信设备的信号发射机发射出去,但是在信号放大过程中,放大器的非线性特征使得信号中产生了大量的谐波的分量,在频率放大后如果得不到充分地滤波就会使产生的谐波与信号一起被放大然后发送出去,使接受对应频率的接收机对信号的判断出错,这种由接收机辐射产生的干扰信号只能从发射收机一段进行解决,因此国家对各种信号发射机做了非常明确的规定,以将其在辐射值控制在合理的范围之内进而减少发射波的杂辐射,但往往会因为厂家的利欲熏心而是无线通信环境受到污染;收机的杂辐射响应一般是指,接收机不光会接收到有用信号还会接收到频率之外的信号,这种能力被称为杂辐射响应,当接收机所收到的信号刚好是本接收机中频信号,而且发射机对放大的杂辐射信号过滤不彻底,接收机就会对此信号发生响应,于是使得有用信号的受到了干扰。 2.3互调干扰 互调干扰是民航甚高频干扰信号中最为严重的一类信号,一般分为外部信号引起的互调干扰、接收机引起的互调干扰和发射机引起的互调干扰三种。互调的产生需要一定的条件,即干扰信号需要一定的幅度,干扰频率与被干扰的接收机的特定接收频率之间存在一定的间隔关系,特别的,对于接收机互调干扰而言,接收机和干扰信号需要同时处在工作状态。发射机互调干扰是指多部发射机的信号同时施加到一台发射机,由于功率放大器的非线性特征使得各路信号互调,将产生的无用信号也发射出去影响接收机的正常信号接收的信号干扰。接收机互调干扰是指多个干扰信号同时被一台接收机接收,在混频时产生了可以被接收机接受的信号,这种信号干扰能力大小主要取决于干扰信号的大小。外部引起的互调干扰是由发射机的滤波器或者外部馈线电路的稳定性降低导致的,在强射频场中发生互调而形成的干扰信号,所以这种信号干扰最容易避免。机场甚高频的频率一般在130MHz左右,商业广播在88-108MHz左右,可见两段信号的频率谱比较接近,如果两系统的距离太小形成交叉区域就会造成信号的互调,而且商业信号本身的功率就比较大,经过多个非线性的放大器放大后落在民航信号频率段内就会对民航信号产生干扰,可以通过物理间隔降低发射机的耦合、在发射极的信号发射端安装单向器或者以上两种方法相结合的办法预防民航甚高频的无线通信干扰。 2.4同频率干扰 同频率干扰是指干扰信号和有用信号具有相同的频率,但不是接收机需要的信号。在信号的接受过程中,有用信号和无用信号都会被处理,由于信号的载波不同会导致信号失真,这种信号干扰主要是由同频波的接收机的距离太小导致的,是干扰信号中相对较容易找到干扰源的一种信号干扰。 3结束语 民航安全的保障是民航工作的重点,在充满各种电磁干扰的电子时代,无信通信干扰尤其是民航甚高频受到无用信号干扰后将会带来非常严重的后果,所以我们应该首先对各种干扰信号的原理进行了解,然后在这一基础上确定相应的减少电磁干扰的方案,是信号干扰最小化,与此同时,还可以在机场周边设立通信信号的监控站,对于各种外来信号进行隔离,这样也会降低民航受到无用信号带来的安全威胁。 作者:常琪 单位:中国民用航空大连空中交通管理站 无线电通信论文:无线电通信技术论文 1无线电通信技术的特点 无线电通信技术之所以成为通信领域研究的热点方向,是因为其在通信上具有很明显的通信优势。无线电通信能够不受空间、时空的限制,通信自由,同时能够更加完善通信中图像信息、语音信息等,并且能够使信息更加高质量化,即不仅能够传递,还能够进行深入加工。在通信设备上,无线电通信技术设备具有智能化、小巧化的特点,传输数据信息容量大等这些特点就注定了无线通信技术被进行广泛深入的研究。在通信的可靠性上,无线电通信技术的可靠性主要表现在对自然灾害上的抵抗性。在水涝、泥石流等天气下,无线电通信依然能够有效进行,保证信息的有效传递。虽然,无线电通信技术有传输的可靠性,时空上的自由性等优点,但是与其他通信方式相比也存在一些不足之处,比如,无线电通信容易受到外界电磁波信号的干扰,信息容易被外界窃取。因此,对无线电通信技术的保密性研究成为各国军事信息研究的重点。在当今国际竞争日益激烈的环境下,有用信息被敌方获取对国家、企业、军事机构等造成的危害都是致命的。因此,做好无线电通信技术的保密性研究成为各界研究的热点[3]。 2无线电通信方法的创新与研究 在信息化社会竞争日益激烈的今天,如何解决无线电通信技术中出现的各种问题成为必要。解决这些复杂问题并切实满足民用通信、军事通信上的各种需求成为我国无线电通信技术发展前进的方向。因此,在对无线电通信技术进行研究的过程中,各种改革和创新是必不可少的。现阶段,我们主要可以从以下方面重点进行创新研究[4]。 2.1提高无线电通信网络的可持续性。无线电通信技术的各种设备如果没有较好的安装、配置与部署,那么无线电通信网络一旦受到外界的干扰,就容易导致整个网络系统的瘫痪。因此,在无线电通信的整个网络布局上,我们必须保证网络的设备性能,优化各种设备配置,采取各种有效措施以用来保证网络通信的可靠性。 2.2采用无线电数字通信技术。数字通信技术能在很大程度上减少外界的干扰,保证通信的质量。因此,无线电通信技术要保持系统信号的稳定、提高系统频谱的利用效率、增加系统通信上的质量,就必须采用数字通信技术,以确保提高通信质量。 2.3改进接入网络的方式。随着无线通信技术的快速发展,以及各种网络技术的融合,无线通信的发展得到了很大程度上的提高。在市场发展中,无线传统网络与新兴网络接入技术在计算机科学技术发展的支撑下,快速地推动了无线接入网络技术的发展。移动蜂窝接入,无线本地环路等接入技术的实际应用,都在很大程度上满足了人们通信上的各种需求。 2.4推动无线通信技术宽带化发展。信息技术的宽带化发展对于光纤传输技术的发展起到了至关重要的推动作用。最近几年,光纤传输技术的快速发展更是在全国各大城市取得了显著成果。在无线通信技术发展的方向上,我国无线通信正朝着无线接入宽带化的方向逐步演进,无线通信技术的宽带化成为无线电通信的重要方向。 2.5软件无线电技术的推广。在无线电通信侦察方面,软件无线电具有重要的应用。软件无线电在军事通信领域的运用,如果能够推广到大众生活市场,那么对于无线电通信技术的保密性研究也将是重大创新。 2.6个人信息化技术的推广。个人信息化通信在全球上已经有着较为完善的发展体系,在通信上,个人信息化能够有效地降低无线通信传输路线的信息量,提高无线通信的传播速度。 2.7电路交换网络的过渡。过渡电路交换网络,IP网络都将是无线通信技术的优秀。在数据的处理能力上,电路交换网络的数据处理能力将得到很大程度上的提升,这在一定程度上也解决了无线通信信号易受到干扰的难题[5]。 3结束语 文章简要回顾了无线电通信的发展历程,介绍了无线电通信的优缺点。在无线电通信技术上,传输的路线、信号稳定性、传输距离、保密性等方面的要求也越来越高。针对我国上亿人通信的要求,在无线电通信的网络规模与通信质量上都有很大的改进空间。在全球市场竞争中,我国无线电通信技术也有了巨大的发展。但是,无线电通信技术在满足用户多方位、多层次上都需要有进一步的提高。因此,我们对无线电通信技术通信方法创新的研究具有实际的意义。我们要积极快速地推进无线通信方法技术的研究,为民众生活、国家军防等提供更加安全、优质的无线通信服务。 作者:郄莹莹单位:国家广电总局 无线电通信论文:无线电通信技术创新发展论文 关键词:无线电通信;通信技术;通信方法;拓新 摘要:早在七十年代,人们开始研究无线电通信技术。无线电通信技术有线电通信相比,具有不用架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等优点,备受市场的青睐。无线电通信技术为人们的生产和生活带来的影响无疑是巨大的,但它亦有不容忽视的缺点,譬如声音、文字、数据、图像和视频等传输的质量不甚稳定,由此造成的声音失真、文字模糊、数据滞后、图像和视频失真都亟须改进之处,还有信号容易受到干扰、容易被人截获造成通信内容保密性差,尤其在军事和经济领域,再一次说明无线电通信技术通信方法的拓新势在必行。本文就无线电的优缺点进行分析,探讨其通信技术所需拓新之处,并提出建议。 一、无线电通信技术的发展历程 1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生,并当众展示了他发明的无线电接收机,那天俄国当局定为“无线电发明日”。 1896年3月24日,波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米,做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。 1898年,年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信,第一次实际性地使用无线电通信技术。 1901年,他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信,从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。 随后,无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年,美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题,从此超短波转播站一些国家相继建立了,无线电通信技术迅速普及开来。 随着电子技术的高速发展,信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要,于人们生产与生活中被广泛使用;后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代,使电子计算机信息处理功能大大增加,日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。 信息技术是以微电子和光电技术为基础,以计算机和通信技术为支撑,以信息处理技术为主题的技术系统的总称,是一门综合性的技术。今天的信息化时代,就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。 无线电通信技术发展到今日,拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越,但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍,都是我们亟须解决的难题。 二、无线电通信技术的特点 近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术,是迅速发展起来的新技术领域,不需要传输媒质,部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替,无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃,实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半,优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面,我们可以总结如下: 不受时空限制。大多数情况下,人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知,而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法,确保通信联络综合高效,语音、数据、图像的综合传输畅通无阻,随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往,无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门,尤其通信与网络的连接,通信技术踏上新的台阶。 具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性,尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。 可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性,一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通,这也是无线架输的最大特点。 无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题,但其信号容易受到干扰、影响,还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题,目前全球化经济愈演愈热,其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点,因此,无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。 三、无线电通信技术之通信方法的拓新 21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期,尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起,欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷,笔者认为,我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试,主要可总结一下八点: 3.1采用了数字通信技术 提高系统频谱资源的利用率,维持信号上的稳定,避免通信信号收到干扰,增大了系统通信容量,提供话音、图像和数据等多种通信服务,确保用户信息安全保密。 3.2推广通信信息技术宽带化的发展 信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用,尤其近年来世界范围内全面展开,无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进,这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。 3.3推广个人信息化技术 个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话,能够有效地减低传输路线的信息量堵塞,大幅度提高通信的传播速度。 3.4拓新接入网络的样式 技术上融合实现固定和其他通信等不同业务,在无线应用协议(WAP)的出现以后,无线数据业务的开展得到大幅度的推动,促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要,传统的电信网络与新兴的计算机网络融合,尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备,满足了生活与生产地各种通信需求。 3.5过渡电路交换网络 关于过渡电路交换网络,IP网络无疑是优秀关键技术,是最合适的选择对象,处理数据的能力电路交换网络大大提升,这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。 3.6使用Bluetooth技术作为信号传感器 Bluetooth技术具有更高的安全性和适用性,利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向,一旦连接到Internet上的话,即可以实现更具备高度的机动性及可用性。 3.7推广软件无线电 软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目,但它仅限于军事通信领域,如果能够推广到市场,对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。 3.8提高无线通信网络可持续性 无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署,一旦受到安全威胁,其后果不堪设想。因此,无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性。 四、结束语 回顾无线通信的发展历程,无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用,尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快,但面对我国12亿人口的通信需求,无线电通信技术普及率低的问题,面对我国12亿人口,网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时,无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面,提升自身的营业水平,为市场提供丰更加富的选择,满足用户各个方面、各个层次的需求。因此,在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷,这要求我们积极加快无线领域的科技进步,为无线电通信技术创新出谋划策,为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。 无线电通信论文:无线电通信技术管理论文 一、无线电通信技术 无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明,下面具体介绍: (一)3G技术 3G,全称为3rdGeneration,中文含义就是指第三代数字通信。目前3G无线电通信技术标准主要有CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。从技术角度来看,3G主流技术已经基本成熟,CDMA2000由于技术本身的平滑演进特性,进入3G的障碍不大。WCDMA以前受版本不断更新的影响,阻碍了商用进程,但目前主体标准已经定型,具备了规模商用的基础。事实上欧美等运营商已经进入了3G网络部署阶段。TD-SCDMA是中国自主知识产权的3G标准,该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中,在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另外,由于中国内的庞大的市场,该标准受到各大主要电信设备厂商的重视,全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TDSCDMA标准。该标准提出不经过2.5代的中间环节,直接向3G过渡,非常适用于GSM系统向3G升级。 (二)3.5GHz技术 3.5GHz宽带固定无线接入技术MMDS,是工作于3.5GHz无线频段上的中宽带无线接入技术,宽带固定无线接入技术因为其高带宽、建设速度快、接入方式灵活等特点,受到了业界的关注。现在MMDS使用了传统的调制技术,但是未来的技术将是基于VOFDM的,接收端与反射的信号相结合,生成一个更强的信号。这种技术成本低廉,常用于远离服务中心的小型企业接入网,它有时被称为WDSL或通称为宽带无线技术。但这项技术也有其局限性,比如高频段26GHz的LMDS技术受天气影响较大,而3.5GHzMMDS技术在我国又受到了带宽不足等因素的限制。 (三)WLAN(Wi-Fi)技术 无线局域网技术WLAN(Wi-Fi),其技术标准为802.11,可实现十几兆至几十兆的无线接入。我国目前发展的主要是802.11b标准的WLAN网络,支持11Mbps的无线接入。WLAN技术将在特定的区域和范围,特别是热点区域和高速信息接入领域,发挥对移动通信网络的重要补充作用。 (四)WiMAX技术 WiMAX即全球微波接入互操作系统,WiMAX不仅在北美、欧洲迅猛发展,而且这股热浪已经推进到亚洲。WiMAX又称为802.16无线城域网,是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。因在数据通信领域的高覆盖范围(可以覆盖25~30英里的范围),以及对3G可能构成的威胁,使WiMAX在最近一段时间备受业界关注。WiMAX相对于Wi-Fi的优势主要体现在Wi-Fi解决的是无线局域网的接入问题,而WiMAX解决的是无线城域网的问题。Wi-Fi只能把互联网的连接信号传送到300英尺远的地方,WiMAX则能把信号传送31英里之远。Wi-Fi网络连接速度为每秒54兆,而WiMAX为每秒70兆。 二、加强无线电管理的主要措施和手段 无线电通信电技术目前得到了较广泛的应用,但由于无线电通信自身的应用和技术特征,导致必须对无线电进行有效管理,以使之规范、安全、稳定的运行。根据笔者的总结,目前加强无线电管理的主要措施和手段主要有: (一)要增强做好无线电管理工作的责任感和使命感 要增强做好无线电管理工作的责任感和使命感。无线电频率是宝贵的国家战略资源,应组织专门力量,针对动态情况,严加管理和合理利用。要从国家政治高度、从资源管理高度,深刻认识无线电管理工作的重要意义和内涵,强化大局意识,危机意识,健全管理机制,以适应和服务于国家发展的需要。同时加强对管理人员的培训,努力做到无线电管理的法制化、规范化、科学化。 (二)要切实抓好无线电监测网络的建设 无线电监测网络为无线电管理工作提供必要技术支持,是无线电技术管理的基础设施。加强无线电监测网络建设就是要将全国分散的无线电监测站(中心)进行优化整合,加强各监测站之间的协作关系,加强无线电监测工作,提高频率资源的有效利用,维护空中通道的畅通,使各种无线电业务相互兼容、正常工作,以维护国家频率的科学、合理、有效使用。 (三)要加强无线电管理的执法力度 无线电技术为无线电通信的开展提供了重要技术支撑,随着无线通信技术的发展和相关应用的增多,国内相关立法应当逐步完善和成熟,国家应尽快出台一部专门的无线电法律法规以适应国家经济和无线电技术发展。无线电管理部门一方面要严格按照国家的相关法律法规进行管理,做到严格、规范,另一方面要严格遵守国家的法律法规,不做与法律相违背的事,维护法律的尊严。 (四)建设一支坚强有力的无线电管理专业队伍 搞好无线电管理工作,必须有一支思想好、技术精、作风硬、执法严的管理队伍。在实际运作过程中,要采取请进来、走出去、岗位练兵等措施,支持鼓励专业技术人员参加各类培训,强化技能训练。在法律法规、无线电管理、监测与检测技术、计算机技术等方面,引导和要求管理人员,自觉跟踪无线电技术发展新动态,理论联系实际进行技术交流,使之与当前管理任务相适应。同时还要加强职业道德、政治素质、保密制度、通信纪律、通信规则、值班制度等行业中必需的修养和建设,提高其执政能力,不辱使命,高质量完成国家赋予无线电管理部门的神圣职责。 无线电通信技术作为极具有发展潜力的一门通信技术,目前得到了持续和持久的快速发展,但在快速发展的过程中,仍时常暴露出管理方面的不足,因而我们应该坚持两条腿走路,一方面,加强技术研究,另一方面,加强管理,使之实现又好又快的发展。 无线电通信论文:无线电通信技术试析论文 1无线电通信技术的发展历程 1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生,并当众展示了他发明的无线电接收机,那天俄国当局定为“无线电发明日”。 1896年3月24日,波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米,做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。 1898年,年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信,第一次实际性地使用无线电通信技术。 1901年,他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信,从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。 随后,无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年,美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题,从此超短波转播站一些国家相继建立了,无线电通信技术迅速普及开来[2]。 随着电子技术的高速发展,信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要,于人们生产与生活中被广泛使用;后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代,使电子计算机信息处理功能大大增加,日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。 信息技术是以微电子和光电技术为基础,以计算机和通信技术为支撑,以信息处理技术为主题的技术系统的总称,是一门综合性的技术。今天的信息化时代,就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。 无线电通信技术发展到今日,拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越,但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍,都是我们亟须解决的难题。 2无线电通信技术的特点 近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术,是迅速发展起来的新技术领域,不需要传输媒质,部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替,无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃,实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半,优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面,我们可以总结如下: 不受时空限制。大多数情况下,人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知,而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法,确保通信联络综合高效,语音、数据、图像的综合传输畅通无阻,随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往,无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门,尤其通信与网络的连接,通信技术踏上新的台阶。 具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性,尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。 可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性,一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通,这也是无线架输的最大特点。 无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题,但其信号容易受到干扰、影响,还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题,目前全球化经济愈演愈热,其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点,因此,无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。 3无线电通信技术之通信方法的拓新 21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期,尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起,欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷,笔者认为,我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试,主要可总结一下八点: 3.1采用了数字通信技术 提高系统频谱资源的利用率,维持信号上的稳定,避免通信信号收到干扰,增大了系统通信容量,提供话音、图像和数据等多种通信服务,确保用户信息安全保密。 3.2推广通信信息技术宽带化的发展 信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用[3],尤其近年来世界范围内全面展开,无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进,这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。 3.3推广个人信息化技术 个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话,能够有效地减低传输路线的信息量堵塞,大幅度提高通信的传播速度。 3.4拓新接入网络的样式 技术上融合实现固定和其他通信等不同业务,在无线应用协议(WAP)的出现以后,无线数据业务的开展得到大幅度的推动,促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要,传统的电信网络与新兴的计算机网络融合,尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备,满足了生活与生产地各种通信需求。 3.5过渡电路交换网络 关于过渡电路交换网络,IP网络无疑是优秀关键技术,是最合适的选择对象,处理数据的能力电路交换网络大大提升,这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。 3.6使用Bluetooth技术作为信号传感器 Bluetooth技术具有更高的安全性和适用性,利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向,一旦连接到Internet上的话,即可以实现更具备高度的机动性及可用性。 3.7推广软件无线电 软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目,但它仅限于军事通信领域,如果能够推广到市场,对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。 3.8提高无线通信网络可持续性 无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署,一旦受到安全威胁,其后果不堪设想。因此,无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性[4]。 结束语 回顾无线通信的发展历程,无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用,尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快,但面对我国12亿人口的通信需求,无线电通信技术普及率低的问题,面对我国12亿人口,网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时,无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面,提升自身的营业水平,为市场提供丰更加富的选择,满足用户各个方面、各个层次的需求。因此,在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷,这要求我们积极加快无线领域的科技进步,为无线电通信技术创新出谋划策,为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。 无线电通信论文:无线电通信技术管理论文 [摘要]德国人赫兹发现了无线电波以及随后意大利人马可尼发明无线电报之后,无线电通信技术经过一个多世纪的发展,取得了惊人的成果。无线电技术在不断成熟和发展的同时,其应用领域也不断拓宽,应用价值逐步显现,因而为了推动无线电通信技术的进一步健康发展有必要对无线电通信技术及其管理工作进行研究和分析。 [关键词]无线电通信技术管理 与有线电通信技术相对应,近年来无线电通信技术得到了快速飞跃的发展,鉴于频谱资源的有限性,及社会各界对无线电频谱资源的强烈需求,使无线电技术及其管理问题日益受到人们的广泛重视。 一、无线电通信技术 无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明,下面具体介绍: (一)3G技术 3G,全称为3rdGeneration,中文含义就是指第三代数字通信。目前3G无线电通信技术标准主要有CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。从技术角度来看,3G主流技术已经基本成熟,CDMA2000由于技术本身的平滑演进特性,进入3G的障碍不大。WCDMA以前受版本不断更新的影响,阻碍了商用进程,但目前主体标准已经定型,具备了规模商用的基础。事实上欧美等运营商已经进入了3G网络部署阶段。TD-SCDMA是中国自主知识产权的3G标准,该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中,在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另外,由于中国内的庞大的市场,该标准受到各大主要电信设备厂商的重视,全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TDSCDMA标准。该标准提出不经过2.5代的中间环节,直接向3G过渡,非常适用于GSM系统向3G升级。 (二)3.5GHz技术 3.5GHz宽带固定无线接入技术MMDS,是工作于3.5GHz无线频段上的中宽带无线接入技术,宽带固定无线接入技术因为其高带宽、建设速度快、接入方式灵活等特点,受到了业界的关注。现在MMDS使用了传统的调制技术,但是未来的技术将是基于VOFDM的,接收端与反射的信号相结合,生成一个更强的信号。这种技术成本低廉,常用于远离服务中心的小型企业接入网,它有时被称为WDSL或通称为宽带无线技术。但这项技术也有其局限性,比如高频段26GHz的LMDS技术受天气影响较大,而3.5GHzMMDS技术在我国又受到了带宽不足等因素的限制。 (三)WLAN(Wi-Fi)技术 无线局域网技术WLAN(Wi-Fi),其技术标准为802.11,可实现十几兆至几十兆的无线接入。我国目前发展的主要是802.11b标准的WLAN网络,支持11Mbps的无线接入。WLAN技术将在特定的区域和范围,特别是热点区域和高速信息接入领域,发挥对移动通信网络的重要补充作用。 (四)WiMAX技术 WiMAX即全球微波接入互操作系统,WiMAX不仅在北美、欧洲迅猛发展,而且这股热浪已经推进到亚洲。WiMAX又称为802.16无线城域网,是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。因在数据通信领域的高覆盖范围(可以覆盖25~30英里的范围),以及对3G可能构成的威胁,使WiMAX在最近一段时间备受业界关注。WiMAX相对于Wi-Fi的优势主要体现在Wi-Fi解决的是无线局域网的接入问题,而WiMAX解决的是无线城域网的问题。Wi-Fi只能把互联网的连接信号传送到300英尺远的地方,WiMAX则能把信号传送31英里之远。Wi-Fi网络连接速度为每秒54兆,而WiMAX为每秒70兆。 二、加强无线电管理的主要措施和手段 无线电通信电技术目前得到了较广泛的应用,但由于无线电通信自身的应用和技术特征,导致必须对无线电进行有效管理,以使之规范、安全、稳定的运行。根据笔者的总结,目前加强无线电管理的主要措施和手段主要有: (一)要增强做好无线电管理工作的责任感和使命感 要增强做好无线电管理工作的责任感和使命感。无线电频率是宝贵的国家战略资源,应组织专门力量,针对动态情况,严加管理和合理利用。要从国家政治高度、从资源管理高度,深刻认识无线电管理工作的重要意义和内涵,强化大局意识,危机意识,健全管理机制,以适应和服务于国家发展的需要。同时加强对管理人员的培训,努力做到无线电管理的法制化、规范化、科学化。二)要切实抓好无线电监测网络的建设 无线电监测网络为无线电管理工作提供必要技术支持,是无线电技术管理的基础设施。加强无线电监测网络建设就是要将全国分散的无线电监测站(中心)进行优化整合,加强各监测站之间的协作关系,加强无线电监测工作,提高频率资源的有效利用,维护空中通道的畅通,使各种无线电业务相互兼容、正常工作,以维护国家频率的科学、合理、有效使用。 (三)要加强无线电管理的执法力度 无线电技术为无线电通信的开展提供了重要技术支撑,随着无线通信技术的发展和相关应用的增多,国内相关立法应当逐步完善和成熟,国家应尽快出台一部专门的无线电法律法规以适应国家经济和无线电技术发展。无线电管理部门一方面要严格按照国家的相关法律法规进行管理,做到严格、规范,另一方面要严格遵守国家的法律法规,不做与法律相违背的事,维护法律的尊严。 (四)建设一支坚强有力的无线电管理专业队伍 搞好无线电管理工作,必须有一支思想好、技术精、作风硬、执法严的管理队伍。在实际运作过程中,要采取请进来、走出去、岗位练兵等措施,支持鼓励专业技术人员参加各类培训,强化技能训练。在法律法规、无线电管理、监测与检测技术、计算机技术等方面,引导和要求管理人员,自觉跟踪无线电技术发展新动态,理论联系实际进行技术交流,使之与当前管理任务相适应。同时还要加强职业道德、政治素质、保密制度、通信纪律、通信规则、值班制度等行业中必需的修养和建设,提高其执政能力,不辱使命,高质量完成国家赋予无线电管理部门的神圣职责。 无线电通信技术作为极具有发展潜力的一门通信技术,目前得到了持续和持久的快速发展,但在快速发展的过程中,仍时常暴露出管理方面的不足,因而我们应该坚持两条腿走路,一方面,加强技术研究,另一方面,加强管理,使之实现又好又快的发展。 无线电通信论文:无线电通信技术的通信方法研究论文 论文关键词:无线电通信;通信技术;通信方法;拓新 论文摘要:早在七十年代,人们开始研究无线电通信技术。无线电通信技术有线电通信相比,具有不用架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等优点,备受市场的青睐。无线电通信技术为人们的生产和生活带来的影响无疑是巨大的,但它亦有不容忽视的缺点,譬如声音、文字、数据、图像和视频等传输的质量不甚稳定,由此造成的声音失真、文字模糊、数据滞后、图像和视频失真都亟须改进之处,还有信号容易受到干扰、容易被人截获造成通信内容保密性差[1],尤其在军事和经济领域,再一次说明无线电通信技术通信方法的拓新势在必行。本文就无线电的优缺点进行分析,探讨其通信技术所需拓新之处,并提出建议。 1无线电通信技术的发展历程 1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生,并当众展示了他发明的无线电接收机,那天俄国当局定为“无线电发明日”。 1896年3月24日,波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米,做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。 1898年,年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信,第一次实际性地使用无线电通信技术。 1901年,他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信,从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。 随后,无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年,美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题,从此超短波转播站一些国家相继建立了,无线电通信技术迅速普及开来[2]。 随着电子技术的高速发展,信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要,于人们生产与生活中被广泛使用;后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代,使电子计算机信息处理功能大大增加,日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。 信息技术是以微电子和光电技术为基础,以计算机和通信技术为支撑,以信息处理技术为主题的技术系统的总称,是一门综合性的技术。今天的信息化时代,就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。 无线电通信技术发展到今日,拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越,但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍,都是我们亟须解决的难题。 2无线电通信技术的特点 近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术,是迅速发展起来的新技术领域,不需要传输媒质,部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替,无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃,实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半,优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面,我们可以总结如下: 不受时空限制。大多数情况下,人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知,而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法,确保通信联络综合高效,语音、数据、图像的综合传输畅通无阻,随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往,无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门,尤其通信与网络的连接,通信技术踏上新的台阶。 具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性,尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。 可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性,一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通,这也是无线架输的最大特点。 无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题,但其信号容易受到干扰、影响,还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题,目前全球化经济愈演愈热,其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点,因此,无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。 3无线电通信技术之通信方法的拓新 21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期,尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起,欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷,笔者认为,我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试,主要可总结一下八点: 3.1采用了数字通信技术 提高系统频谱资源的利用率,维持信号上的稳定,避免通信信号收到干扰,增大了系统通信容量,提供话音、图像和数据等多种通信服务,确保用户信息安全保密。 3.2推广通信信息技术宽带化的发展 信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用[3],尤其近年来世界范围内全面展开,无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进,这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。 3.3推广个人信息化技术 个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话,能够有效地减低传输路线的信息量堵塞,大幅度提高通信的传播速度。 3.4拓新接入网络的样式 技术上融合实现固定和其他通信等不同业务,在无线应用协议(WAP)的出现以后,无线数据业务的开展得到大幅度的推动,促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要,传统的电信网络与新兴的计算机网络融合,尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备,满足了生活与生产地各种通信需求。 .5过渡电路交换网络 关于过渡电路交换网络,IP网络无疑是优秀关键技术,是最合适的选择对象,处理数据的能力电路交换网络大大提升,这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。 3.6使用Bluetooth技术作为信号传感器 Bluetooth技术具有更高的安全性和适用性,利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向,一旦连接到Internet上的话,即可以实现更具备高度的机动性及可用性。 3.7推广软件无线电 软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目,但它仅限于军事通信领域,如果能够推广到市场,对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。 3.8提高无线通信网络可持续性 无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署,一旦受到安全威胁,其后果不堪设想。因此,无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性[4]。 结束语 回顾无线通信的发展历程,无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用,尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快,但面对我国12亿人口的通信需求,无线电通信技术普及率低的问题,面对我国12亿人口,网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时,无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面,提升自身的营业水平,为市场提供丰更加富的选择,满足用户各个方面、各个层次的需求。因此,在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷,这要求我们积极加快无线领域的科技进步,为无线电通信技术创新出谋划策,为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。 无线电通信论文:无线电通信技术管理论文 [摘要]德国人赫兹发现了无线电波以及随后意大利人马可尼发明无线电报之后,无线电通信技术经过一个多世纪的发展,取得了惊人的成果。无线电技术在不断成熟和发展的同时,其应用领域也不断拓宽,应用价值逐步显现,因而为了推动无线电通信技术的进一步健康发展有必要对无线电通信技术及其管理工作进行研究和分析。 [关键词]无线电通信技术管理 与有线电通信技术相对应,近年来无线电通信技术得到了快速飞跃的发展,鉴于频谱资源的有限性,及社会各界对无线电频谱资源的强烈需求,使无线电技术及其管理问题日益受到人们的广泛重视。 一、无线电通信技术 无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明,下面具体介绍: (一)3G技术 3G,全称为3rdGeneration,中文含义就是指第三代数字通信。目前3G无线电通信技术标准主要有CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。从技术角度来看,3G主流技术已经基本成熟,CDMA2000由于技术本身的平滑演进特性,进入3G的障碍不大。WCDMA以前受版本不断更新的影响,阻碍了商用进程,但目前主体标准已经定型,具备了规模商用的基础。事实上欧美等运营商已经进入了3G网络部署阶段。TD-SCDMA是中国自主知识产权的3G标准,该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中,在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另外,由于中国内的庞大的市场,该标准受到各大主要电信设备厂商的重视,全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TDSCDMA标准。该标准提出不经过2.5代的中间环节,直接向3G过渡,非常适用于GSM系统向3G升级。 (二)3.5GHz技术 3.5GHz宽带固定无线接入技术MMDS,是工作于3.5GHz无线频段上的中宽带无线接入技术,宽带固定无线接入技术因为其高带宽、建设速度快、接入方式灵活等特点,受到了业界的关注。现在MMDS使用了传统的调制技术,但是未来的技术将是基于VOFDM的,接收端与反射的信号相结合,生成一个更强的信号。这种技术成本低廉,常用于远离服务中心的小型企业接入网,它有时被称为WDSL或通称为宽带无线技术。但这项技术也有其局限性,比如高频段26GHz的LMDS技术受天气影响较大,而3.5GHzMMDS技术在我国又受到了带宽不足等因素的限制。 (三)WLAN(Wi-Fi)技术 无线局域网技术WLAN(Wi-Fi),其技术标准为802.11,可实现十几兆至几十兆的无线接入。我国目前发展的主要是802.11b标准的WLAN网络,支持11Mbps的无线接入。WLAN技术将在特定的区域和范围,特别是热点区域和高速信息接入领域,发挥对移动通信网络的重要补充作用。 (四)WiMAX技术 WiMAX即全球微波接入互操作系统,WiMAX不仅在北美、欧洲迅猛发展,而且这股热浪已经推进到亚洲。WiMAX又称为802.16无线城域网,是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。因在数据通信领域的高覆盖范围(可以覆盖25~30英里的范围),以及对3G可能构成的威胁,使WiMAX在最近一段时间备受业界关注。WiMAX相对于Wi-Fi的优势主要体现在Wi-Fi解决的是无线局域网的接入问题,而WiMAX解决的是无线城域网的问题。Wi-Fi只能把互联网的连接信号传送到300英尺远的地方,WiMAX则能把信号传送31英里之远。Wi-Fi网络连接速度为每秒54兆,而WiMAX为每秒70兆。 二、加强无线电管理的主要措施和手段 无线电通信电技术目前得到了较广泛的应用,但由于无线电通信自身的应用和技术特征,导致必须对无线电进行有效管理,以使之规范、安全、稳定的运行。根据笔者的总结,目前加强无线电管理的主要措施和手段主要有: (一)要增强做好无线电管理工作的责任感和使命感 要增强做好无线电管理工作的责任感和使命感。无线电频率是宝贵的国家战略资源,应组织专门力量,针对动态情况,严加管理和合理利用。要从国家政治高度、从资源管理高度,深刻认识无线电管理工作的重要意义和内涵,强化大局意识,危机意识,健全管理机制,以适应和服务于国家发展的需要。同时加强对管理人员的培训,努力做到无线电管理的法制化、规范化、科学化。(二)要切实抓好无线电监测网络的建设 无线电监测网络为无线电管理工作提供必要技术支持,是无线电技术管理的基础设施。加强无线电监测网络建设就是要将全国分散的无线电监测站(中心)进行优化整合,加强各监测站之间的协作关系,加强无线电监测工作,提高频率资源的有效利用,维护空中通道的畅通,使各种无线电业务相互兼容、正常工作,以维护国家频率的科学、合理、有效使用。 (三)要加强无线电管理的执法力度 无线电技术为无线电通信的开展提供了重要技术支撑,随着无线通信技术的发展和相关应用的增多,国内相关立法应当逐步完善和成熟,国家应尽快出台一部专门的无线电法律法规以适应国家经济和无线电技术发展。无线电管理部门一方面要严格按照国家的相关法律法规进行管理,做到严格、规范,另一方面要严格遵守国家的法律法规,不做与法律相违背的事,维护法律的尊严。 (四)建设一支坚强有力的无线电管理专业队伍 搞好无线电管理工作,必须有一支思想好、技术精、作风硬、执法严的管理队伍。在实际运作过程中,要采取请进来、走出去、岗位练兵等措施,支持鼓励专业技术人员参加各类培训,强化技能训练。在法律法规、无线电管理、监测与检测技术、计算机技术等方面,引导和要求管理人员,自觉跟踪无线电技术发展新动态,理论联系实际进行技术交流,使之与当前管理任务相适应。同时还要加强职业道德、政治素质、保密制度、通信纪律、通信规则、值班制度等行业中必需的修养和建设,提高其执政能力,不辱使命,高质量完成国家赋予无线电管理部门的神圣职责。 无线电通信技术作为极具有发展潜力的一门通信技术,目前得到了持续和持久的快速发展,但在快速发展的过程中,仍时常暴露出管理方面的不足,因而我们应该坚持两条腿走路,一方面,加强技术研究,另一方面,加强管理,使之实现又好又快的发展。 无线电通信论文:无线电通信技术论文 论文关键词:无线电通信;通信技术;通信方法;拓新 论文摘要:早在七十年代,人们开始研究无线电通信技术。无线电通信技术有线电通信相比,具有不用架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等优点,备受市场的青睐。无线电通信技术为人们的生产和生活带来的影响无疑是巨大的,但它亦有不容忽视的缺点,譬如声音、文字、数据、图像和视频等传输的质量不甚稳定,由此造成的声音失真、文字模糊、数据滞后、图像和视频失真都亟须改进之处,还有信号容易受到干扰、容易被人截获造成通信内容保密性差[1],尤其在军事和经济领域,再一次说明无线电通信技术通信方法的拓新势在必行。本文就无线电的优缺点进行分析,探讨其通信技术所需拓新之处,并提出建议。 1无线电通信技术的发展历程 1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生,并当众展示了他发明的无线电接收机,那天俄国当局定为“无线电发明日”。 1896年3月24日,波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米,做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。 1898年,年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信,第一次实际性地使用无线电通信技术。 1901年,他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信,从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。 随后,无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年,美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题,从此超短波转播站一些国家相继建立了,无线电通信技术迅速普及开来[2]。 随着电子技术的高速发展,信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要,于人们生产与生活中被广泛使用;后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代,使电子计算机信息处理功能大大增加,日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。 信息技术是以微电子和光电技术为基础,以计算机和通信技术为支撑,以信息处理技术为主题的技术系统的总称,是一门综合性的技术。今天的信息化时代,就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。 无线电通信技术发展到今日,拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越,但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍,都是我们亟须解决的难题。 2无线电通信技术的特点 近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术,是迅速发展起来的新技术领域,不需要传输媒质,部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替,无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃,实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半,优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面,我们可以总结如下: 不受时空限制。大多数情况下,人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知,而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法,确保通信联络综合高效,语音、数据、图像的综合传输畅通无阻,随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往,无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门,尤其通信与网络的连接,通信技术踏上新的台阶。 具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性,尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。 可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性,一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通,这也是无线架输的最大特点。 无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题,但其信号容易受到干扰、影响,还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题,目前全球化经济愈演愈热,其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点,因此,无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。 3无线电通信技术之通信方法的拓新 21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期,尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起,欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷,笔者认为,我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试,主要可总结一下八点: 3.1采用了数字通信技术 提高系统频谱资源的利用率,维持信号上的稳定,避免通信信号收到干扰,增大了系统通信容量,提供话音、图像和数据等多种通信服务,确保用户信息安全保密。 3.2推广通信信息技术宽带化的发展 信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用[3],尤其近年来世界范围内全面展开,无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进,这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。 3.3推广个人信息化技术 个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话,能够有效地减低传输路线的信息量堵塞,大幅度提高通信的传播速度。 3.4拓新接入网络的样式 技术上融合实现固定和其他通信等不同业务,在无线应用协议(WAP)的出现以后,无线数据业务的开展得到大幅度的推动,促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要,传统的电信网络与新兴的计算机网络融合,尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备,满足了生活与生产地各种通信需求。3.5过渡电路交换网络 关于过渡电路交换网络,IP网络无疑是优秀关键技术,是最合适的选择对象,处理数据的能力电路交换网络大大提升,这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。 3.6使用Bluetooth技术作为信号传感器 Bluetooth技术具有更高的安全性和适用性,利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向,一旦连接到Internet上的话,即可以实现更具备高度的机动性及可用性。 3.7推广软件无线电 软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目,但它仅限于军事通信领域,如果能够推广到市场,对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。 3.8提高无线通信网络可持续性 无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署,一旦受到安全威胁,其后果不堪设想。因此,无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性[4]。 结束语 回顾无线通信的发展历程,无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用,尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快,但面对我国12亿人口的通信需求,无线电通信技术普及率低的问题,面对我国12亿人口,网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时,无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面,提升自身的营业水平,为市场提供丰更加富的选择,满足用户各个方面、各个层次的需求。因此,在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷,这要求我们积极加快无线领域的科技进步,为无线电通信技术创新出谋划策,为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。 无线电通信论文:无线电通信的管理和保障 1为高效快速地处置突发情况,建立了民航无线电安全保障应急机制 为提高处置突发情况的效率和能力,该处与固原机场建立了民航无线电安全保障应急机制,明确无线电管理部门和民航部门在保障民航无线电专用频率安全工作中的职责,建立了指挥有力、反应迅速、措施果断的应急处理机制。当危害民航无线电通信、导航安全的干扰事件发生时,该机制能够协调双方统一行动,及时有效地予以查处。案例一:某日,该处接到固原机场的干扰申诉报告,称自凌晨3时起机场的备用导航频率XXXMHz受到干扰,严重影响该频率的正常导航通信。接到申诉后,该处立即启动“固原民用航空专用无线电频率干扰应急处置方案”,利用机场小型监测站监测,未发现干扰信号,随后立即驱车赶赴机场开展排查。工作人员利用无线电监测车再次对机场进行了监测,仍未发现干扰信号,但干扰依然存在。随后,工作人员携带便携式监测设备进入机场的调度指挥机房,将其备用导航台的天线连接到便携式接收机上,此时频谱图中出现了XXXMHz的干扰信号,最大电平值为28dBμV,用FM方式解调出清晰的电视伴音。通过对比中国电视频道伴音频率表得知,XXXMHz为增补某频道的伴音频率,又与电视画面对比发现,该频率正是某电视频道的伴音。由此判断,该干扰信号很可能是机场内部电视信号泄漏造成的。工作人员自楼顶的卫星电视接收天线处开始,沿着天线馈线一路查找,干扰信号越来越强。最终在一楼机房的一个机柜中,工作人员找到了干扰源——一部电视信号放大器。在机场工作人员关闭该放大器后,干扰信号消失。案例二:某日,该处接到固原机场干扰申诉报告,称机场内一安检门受到不明信号干扰,持续触发警报,严重影响机场正常安检流程,请求协查。虽然未影响到民航导航通信安全,但此事涉及乘客安检的重要环节,该处依然启动应急处置方案,及时赶赴现场展开排查。通过对现场电磁环境初步监测,排除了设备自身故障和其他相邻安检设备电磁干扰因素后,技术人员初步判断干扰由安检通道北侧附近发出。经过技术人员周密细致的对比分析以及对周边设施电磁环境的反复测试,最终将干扰源锁定在机场2号安检通道北侧墙体之内。在与机场相关技术人员及施工部门沟通后,技术人员确定该干扰源为墙体内部管线出现异常所致,故障管线产生电磁波,使得安检门感应部件一直处于该电磁辐射环境之中,不断发出感应报警。通过机场工作人员检修墙体内部管线,安检门恢复正常工作。上述事例充分体现了建立这种快速、有效、长效的应急处置机制的重要性,不仅保障了民航专用频率的通信安全,维护了机场的正常运行,更重要的是捍卫了人民群众的生命财产安全。 2加强对电磁环境保护区域的监控,有效隔离干扰源和辐射源 为加强对固原机场民航安全飞行电磁环境保护区域的监控,该处定期对该区域进行保护性监测。当保护区周边有高压线、无线通信基站、广播电视发射台等电磁辐射和无线通信设施影响到保护区域电磁环境安全时,该处对电磁环境评估严格把关,从源头保障了民航无线电的安全与畅通。案例一:2012年,由于市政工程建设需要,固原市广播电视台站址需要搬迁,由此可能会对固原机场电磁环境保护区的安全造成影响。该处及时组织当地广电局、机场等单位召开搬迁论证会,就广电台站搬迁涉及的航空无线电导航安全事宜进行分析论证。与会专家对拟建台址布局的科学性、合理性及电磁兼容性进行了科学分析,对可能造成干扰的因素、降低干扰的程度,以及快速准确排除干扰的方法进行了技术论证。通过电磁环境测试以及EMC电磁兼容分析等技术论证后,再次进行协商达成共识:第一,从技术层面而言,原则上同意固原市广播电视台台站搬迁的方案;第二,台站搬迁完毕后,由无线电管理部门在试运行时间段内组织开机测试,并分别在机场和台站新址进行试运行期间的电磁环境比对测试;第三,试运行期间,一旦出现干扰民航导航等正常无线电业务的信号,广播电视台听从无线电管理部门的指挥,无条件立即停止发射,并采取有效措施排除干扰。此次会议对加强广播电视业务的无线电管理、高度重视搬迁中涉及的航空无线电导航安全、充分保护民航安全飞行电磁环境保护区域具有重要意义。案例二:2013年,由于固原市规划建设西南新区,固原市供电局需全部迁改规划内的330千伏变电站110千伏出线工程,而该输电线路距固原机场跑道南端仅6.1km,该区域正好在机场起飞爬升面内,考虑到《民航机场电磁环境保护区域划定规范与保护要求》的规定,固原市供电局来函申请该处就此进行电磁环境评估。为此,该处与固原机场对输电线路改造工程可能造成的民航电磁环境保护安全隐患进行了充分全面的论证。根据相关法律法规,从民航飞行安全和电磁环境保护安全考虑,最终在技术层面上不予认可固原市供电局的迁建方案。通过此事,该处与固原市规划部门建立了联系,商定以后在一些重要的电磁环境保护范围内,要规划、审批、建设通信设施或能产生辐射的设施时,应当先向无线电管理部门申请进行电磁环境评估。这两个案例说明,建立民航飞行安全电磁环境保护区,可将安全隐患隔离在保护区外,防患于未然的保护措施可以有效地保护民用航空的电磁环境安全。 3强化无线电台审批程序,定期检测设备,确保民航无线电台的合法性和安全性 2014年3月,固原机场无线电台执照到期。该处严格按照行政审批流程,为其重新换发了电台执照。在此过程中,技术人员结合台站数据库对每一部无线电设备都进行了检测和审验,确保电台执照上数据的准确性,并对检测合格的设备粘贴了年审标签。从无线电行政审批的环节确保了民航无线电台的合法性,使每台设备都能“有照经营”。近几年来,该处每年都会对民航无线电台进行定期检测,当检测发现有设备发射指标发生偏差时,及时要求民航部门对设备进行维护,消除干扰隐患,使设备始终处于良好的运行状态,避免不符合指标的设备“带病”工作。 4以多形式、多样化的宣传活动,提高社会公众对民航无线电安全的认识 该处重视与机场联合做好民航无线电相关宣传工作。在“2·13”世界无线电日、“5·17”世界电信和信息社会日、“9·11”《中华人民共和国无线电管理条例》颁布日,均就民航无线电导航通信、民航飞行安全、民航电磁环境保障等方面,开展形式多样的宣传活动。通过向公众散发传单、调查问卷,讲解民航无线电知识等形式,多方位、多角度地开展宣传活动,使社会公众能够直观、形象地了解民航无线电台的重要性和安全性,了解擅自设置使用无线电台对民航无线电通信安全造成的危害性,充分认识到无线电通信安全对民航飞行安全的重要性。综上所述,民航无线电台的通信安全决定了人民群众的生命安全,历来都受到国家和地方政府的高度重视,是重点防范和保护的对象。作为无线电管理工作者,笔者深感责任神圣而重大,使命任重而道远。无线电管理部门应当联合相关单位,共同建立属于民航无线电波的安全畅通的“空中绿色长廊”。 作者:杨振华 单位:宁夏区无委办固原市管理处 无线电通信论文:无线电通信频率方法研究 1国际频率需求研究方法 1.1公众移动通信该方法考虑了业务种类、无线通信系统、业务应用场景的综合影响,将不同业务种类的业务量在不同应用场景和不同无线通信系统中分别承载,具体测算可以概括为以下几步:①分别对业务种类(SCs)、业务环境(SEs)、无线电环境(REs)和无线电接入技术组(RATGs)进行定义;②参考步骤①中分类,对收集到的市场数据进行归类分析,市场数据可以由问卷调查的形式采集统计;③根据不同的业务环境以及业务种类进行分组分析,即可以得到每个业务环境下每一个业务种类的流量需求;④进行RATG间的业务量分配工作,由于每一个业务环境都被一个或多个RATG支持,由步骤②和步骤③得到的某业务环境、时间间隔、业务种类下的流量需求可以分配到不同的RATG和无线电环境中,其中需要注意电路交换和分组交换流量分别计算;⑤确定每个RATG的系统容量,对电路交换和分组交换的数据分别分析;⑥计算得出各RATG的频谱需求;⑦加入可能实现的最小频谱、必要的保护频带以及多个运营商的影响因素的考虑,对步骤⑥得到的结果进行调整;⑧将各RATG的频谱需求进行累加,最终得到总的频谱需求。该方法在业务方面包括不同种类的业务模型,需要分别按照6种场景提供输入数据。在网络技术方面,将各无线通信网络分为4组,其中2G和3G系统划分为第一组、4G系统划分为第二组;网络支持的最大传输速率和平均频谱效率通过不同的无线通信网络组体现。在业务承载方面,分为分组域承载和电路域承载,分别计算所需频谱资源量。计算得到不同的无线通信网络组在不同场景下的频谱需求后,选取其中频谱需求量最大者作为该无线通信网络组的频谱需求量。总的频谱需求量为各无线通信网络组的总和。1.2民航ITU-R于2007年了M.2120报告《新航空航天移动业务频谱需求的初步估算》,对航空移动业务的频率需求进行了估算,考虑将960MHz~1164MHz和5000MHz~5150MHz中部分频率分配给航空移动业务。航空移动业务有两种不同应用:一种是目前的VHF频段业务,要求非视距远距离、中等带宽的应用,考虑分配频段为960MHz~1164MHz;另一种是机场地面应用,包括数据传输等要求高数据速率、中等距离的应用应用的频率可以实现空间复用,考虑分配频段为5000MHz~5150MHz。对于5000MHz~5150MHz机场地面通信的频率需求,ITU在《5GHz频段机场地面应用的频谱需求》(ITU-RM.2232)[2]报告中进行了分析。通信的业务种类主要有两类,一类是塔台与飞机之间的通信,另一类是机场地面通信。第一类业务主要包括视频流、VoIP语音、RFID数据、4D天气数据、飞机除冰数据、机场位置提示信息、航空控制信息数据(AOC)、电子飞行包裹数据(EFB)、机场地图数据库(AMDB)、综合飞行器健康管理数据等;第二类业务主要包括监测数据(雷达信息)、传感器数据(视频监控等)、天气数据(气象雷达等)、空中流量控制塔台数据等。 2频率需求分析通用方法研究 总结ITU有关频率需求测算的报告可以发现,计算频率需求主要包括业务分析和技术分析两部分。本研究基于这一思路,建立一套通用的频率需求测算方法。2.1无线电频谱需求测算的总体思路业务分析不但要对无线电应用的业务类型、业务特征、业务现状进行分析,还要对业务发展作出预测。其中业务类型主要针对通信业务的内容,例如语音通话、短消息、多媒体视频传输、天气信息、导航信息,定位信息、控制指令等。业务特征则包括业务的应用场景、传输速率、用户密度、使用频段等内容。业务未来发展预测则主要针对各业务未来的发展趋势、业务量及数据流量的发展情况作出预测(见图1)。技术分析主要内容包括通信技术、通信模式、网络结构等内容的分析。目前我国公众移动通信行业已经完全采用了数字通信技术,正在从2G/3G向着4G方向演进,但是公安、广播等行业还存在着大量的模拟设备。不同通信技术的频谱效率是不同的,正确预测频率需求,需要了解行业中当前的通信技术水平,了解不同技术使用现状。同时,还要根据不同的通信模式、网络结构对通信技术进行综合分析。频率需求分析包括的业务分析和技术分析两部分并不是相互独立的。由于不同的通信技术承载着不同无线电应用的业务,不同业务的发展又决定了技术的需求和演进。因此要基于业务和技术两者分析的基础上对频率需求进行整体的判断,才能确保频率分配的准确性。2.2无线电频谱需求测算流程做好无线电频率需求的预测,离不开无线电应用的业务分析和对承载业务的无线电技术的分析。本文总结归纳出一个具有普适性的测算方法,具体流程见图2。其中包括6个主要步骤:①分析行业中无线电业务的使用特征;②研究各种业务发展现状(及发展趋势);③根据无线电技术发展因素,考虑技术组数量及各技术组的相关参数;④确定(或假设)应用的业务量在各技术组中的配比;⑤建立业务模型,计算各种场景的业务量;⑥建立业务与频率转化模型,计算频率需求。本文基于上述流程,对业务需求和技术分析进行建模,并根据国内外已有频率需求测算方法,对本课题提出的测算方法进行验证。2.3无线电频谱需求测算模型建立根据上述频率需求测算流程,我们需要建立两个模型,即业务模型和频率转化模型。业务模型主要是对无线电应用中各种业务的特点进行分析,最终得到无线电业务的业务量信息;频率转化模型则基于承载技术将得到的业务量大小转化为最终的频率需求。2.3.1业务模型业务模型是建立在信息传递的基础上的,正确地计算行业频率需求,需要分析及预测行业的业务量情况。业务量的研究离不开各种业务场景、通信质量等因素,因此,需要确定业务模型输入参数。如果将模型理想化,假设行业当前无线电应用中共有M种通信业务,其中,第i种业务的数据率为Vi、忙时单位区域使用业务i的进程数为Yi,根据数据率和进程数计算得到忙时业务量Tbusy,具体公式见公式(1)。(1)在实际计算过程中应考虑业务量与各种业务特征的关系,例如,用户密度、覆盖面积、平均进程持续时间、业务质量因子、网络容量、移动速率等诸多因素。因此,针对不同行业,需要建立业务特征与通信忙时业务量的关系,如公式(2)所示。(2)由于各行业无线电应用的业务特征不尽相同,输入参数也存在差别,因此,在使用该模型时,应根据实际场景进行细化。2.3.2频率转化模型正如前文中提到的,在行业中的无线电应用包括多种通信业务。这些业务与无线电技术的关系可能是一一对应,也可能是一种业务对应多个技术组,还有可能是多种通信业务在一个技术组中承载。因此,在建立频率转化模型时,我们以无线电技术组为主。假设技术组数量为Q,将其中的技术组排序,序号分别为1,2,…,t,…,Q。忙时业务量Tbusy在不同技术组中的配比为Pt。因此,可以将通信忙时业务量Tbusy根据不同的占比Pt,分配到不同技术组中。各技术组影响频率需求的因素不但包括技术组配比,还包括不同无线电承载技术的频谱效率Et、频率复用因子λt、频率冗余系数ηt以及其他参数x对频率的影响f(x)。因此,第t技术组频率需求SRt(未考虑信道带宽)可根据公式(3)得出。(3)由于不同的无线电技术使用的信道带宽不同,因此引入参数Bt,表示第i组的信道带宽。根据第t技术组频率需求SRt和信道带宽Bt可以得到该技术组频率需求Wt,如公式(4)所示(中括号表示取整运算)。(4)综合考虑Q个技术组的频率需求,最终可以统计得到总频谱需求W,如公式(5)所示。 3重点行业频率需求测算模型的实例验证 为了便于验证频率需求研究方法的正确性,本文在公众移动通信、航空移动通信两个行业对频率需求模型进行了验证。3.1公众移动通信频谱需求验证ITU-RM.1768中对公众移动通信频率需求的计算,主要分为参数输入、模型计算和结论输出3个部分。参数输入主要包括输入的业务共分成20×6=120种类型、每种类型下的用户密度(用户/km2)、每用户进程到达速率(进程/ s用户 )、平均服务比特率(bit/s)、平均进程持续时间(s/进程)、移动性比率。模型计算时主要分为业务量计算和网络容量计算。业务量计算是针对每种类型计算上行/下行用户密度、区域业务到达速率、进程数量等业务量关键指标。网络容量计算考虑基于不同技术组和交换域的情况,主要分CS域的RATG1和RATG2以及PS域的RATG1和RATG2的容量情况。输出结论:频率需求计算是综合不同场景下不同域的网络容量要求,结合RATG频率效率情况分别计算不同技术组的频率需求数量。频率需求总量计算是根据满足业务需求的网络频率带宽,考虑多个运营商部署多张网络的情况,对频率需求总量进行调整计算,分年度分RATG输出。根据我国移动通信技术演进及网络特点,将技术组分为两组:第1组为IMT-2000及其增强型系统,第2组为超IMT-2000系统(4G)。关于本方法和ITU-RM.1768报告中的其他输入参数,需要根据我国移动通信行业的现状及未来发展预测给出,本课题不再进行逐一叙述。本课题提出的频率需求方法可以很好地应用在公众移动通信的频率需求分析中。通过对频率需求方法的细化,明确相关模型参数,可以转化为ITU-RM.1768报告中提出的对移动通信行业频率需求测算方法。经过测算我国2015年IMT系统频率总需求为570MHz~690MHz,2020年频率总需求为1490MHz~1810MHz。3.2航空移动通信频率需求验证进行机场地面频率需求预测时,本方法可以直接转化为ITU-RM.2232报告中提到的以下步骤:①列举机场网络通信业务数据量及飞机数量(包括2020年以前和2020年以后两个阶段);②决定机场满足通信所需的业务量(传输速率);③更新基于网络分配的假设,确保降低频率需求;④更新网络通道结构(10MHz和20MHz带宽)和通道负载的假设;⑤基于上述假设,评估频率需求。在预测过程中,作出以下假设:采用WiMAX技术(IEEE802.16e);机场区域部署了相应的无线网络;信道带宽分为10MHz和20MHz两种情况;分别采用扇区天线和全向天线;5×5km2的机场面积。预测过程中,涉及的飞机数量(单位:架)如表2所示。针对5000MHz~5150MHz机场地面通信的频率情况,课题对其频率需求进行了分析及预测。假设采用WiMAX技术进行通信,技术组为1个,网络配比为100%;信道带宽可设为10MHz和20MHz两种情况;频谱效率假设为1.06bit/s/Hz;20MHz带宽使用全向天线、10MHz带宽使用3扇区定向天线。基于对本课题提出的频率需求方法的细化,考虑到5GHz频段机场地面通信的具体内容、业务量、频谱效率和WiMAX技术的相关参数,可以实现ITU-RM.2232报告中提出的对5GHz频段机场地面通信的频谱需求预测。预计在2020年最大数据率为91.4Mbit/s,频率需求为90MHz~100MHz,到2035年,最大数据率为130.3Mbit/s,频率需求为130MHz,与M.2232报告的结论一致。 4结束语 本文根据国际上多种业务无线电通信频率需求研究成果,总结提炼了一套通用的无线电通信频率需求测算方法,并进行了验证。本方法准确可靠,并具有很强的实用性。结合各行业通信业务情况、技术水平,细化相关参数,可以测算不同无线电通信的频率需求,为我国频谱测算等无线电管理工作服务。 作者:李策 刘琪 陈宇 王永斌 单位:工业和信息化部电信规划研究院 无线电通信论文:无线电通信的电磁屏蔽 一、电磁屏蔽的原理 对于干扰源的抑制,究其根本就是利用具有高磁导率的材料所具有的地磁阻特性对于低频磁场起磁分路作用,进而进行磁场的引导,使得磁场可以通过屏蔽体向前传播,从而使得屏蔽体内的磁场减弱,起到保护设备的效果。在高频的电磁场范围内,由于电磁场的辐射能力较强,极其容易发生远场的干扰。远场中的电场和磁场都不能忽略,此时就需要使用电磁屏蔽。电磁屏蔽机理是电磁波传播到不同波阻抗的表面时产生反射(边界两边介质波阻抗差值越大反射越强烈),同时电磁波在良电导体中传播时产生很大的衰减,这样可以使得电磁波中的部分能量可以被屏蔽体进行吸收,进而使得屏蔽体内的电磁能量大大的减少,起到良好的屏蔽效果。 二、无线电设备屏蔽的主要方法 1、电磁场屏蔽。所谓的电磁场屏蔽就是利用屏蔽体能够阻止电磁场在特定空间内传播的一种手段。具体的屏蔽机理主要是:(1)经过屏蔽体时没有被屏蔽体表面的吸收的电磁能量,在屏蔽体内进行传播时,可以被屏蔽材料进行衰减,也就是常说的吸收。(2)当电磁波传播到屏蔽体的表面位置时,由于金属材料与空气之间的交界面具有阻抗不连续的特性,可以对电磁入射波进行反射。对于这种反射,不需要特定的屏蔽体厚度,只要求交界面具有不连续性。(3)进入屏蔽体内部的电磁能量,会在屏蔽体内部的空间内进行多次的反射和吸收,进而对进入屏蔽体内部的电磁能量进行有效的反射和吸收。2、磁场屏蔽。所谓的磁场屏蔽就是对于低频磁场或者直流磁场进行的屏蔽,但是其屏蔽效果相对于电场屏蔽以及电磁场屏蔽较差。其作用机理主要是依靠屏蔽体材料所具有的高导磁性对低磁阻以及对磁通进行有效的分路作用,进而使得屏蔽体内部的磁场可以极大地减弱。在进行磁场的屏蔽时,被屏蔽的设备与屏蔽体之间的距离不应过小,以便更好地减少通过被屏蔽体的磁通量;在进行屏蔽体的设计时,应当注意通风孔等类似的孔道,可以增加屏蔽体的磁阻特性,造成屏蔽体的效果大大减弱;对于磁场强度高的磁场进行屏蔽时可以采用双层磁屏蔽体的结构进行屏蔽。当需要屏蔽外部的强磁场时,在选择屏蔽材料时应当注意,可以在屏蔽体的外层选择不易饱和的材料,对于屏蔽体的内部可以选用容易饱和的高导磁材料;如果想要屏蔽内部的强磁场,就需要材料的选择次序进行倒换。3、电场屏蔽。对于电场屏蔽,我们可以将电场感应看作分布在电容之间的耦合。在利用电场屏蔽技术时,屏蔽体应当靠近被屏蔽的物体,同时保证屏蔽体接地状况较好;对于屏蔽体的形状应当根据需求进行选择,全封闭式的屏蔽体屏蔽效果最好,但是在具体的工程实践过程中难以做到;但是对于屏蔽体的厚度没有要求,只需要是导体即可,同时满足强度要求就可以。4、实际的电磁屏蔽体结构材料。(1)对于磁场屏蔽通常需要的铁磁性材料,例如具有高导磁的合金或者铁,其屏蔽机理最主要的是进行能量的吸收;(2)在屏蔽体的底板以及机壳材料选择时,大多选择的是良导体,在进行电场屏蔽时,最主要的屏蔽机理是进行能量的反射;(3)在较强的磁场环境中,需要屏蔽体能够满足对电场以及磁场的综合屏蔽,这就需要结构上较好的铁磁材料,屏蔽效率直接受材料的厚度以及搭接和接地方法好坏的影响。同时减少电气结构之间的不连续性,以便更好地进行机壳以及底板的辐射泄露的控制。 三、结语 总的来说,对无线电设备进行电磁屏蔽的方法有很多,在进行具体的使用过程中应当根据使用的情况进行选择,以便获得最大的经济效益,实现电磁屏蔽的目标。 作者:刘瑜 单位:中国民用航空西北地区空中交通管理局 无线电通信论文:无线电通信技术发展 1无线电通信技术发展的当下情况 1.1蓝牙(Bluetooth)蓝牙(Bluetooth)是一种短距离通信配套设备其支持10m范围内信息传输。信息可以无线之间进行交换,包含有移动的通信设备,无线耳机和PAD,笔记本电脑,设备和其他相关设备。利用“蓝牙”技术,能够在短距离内的许多设备省略了多种线路接入。布局上空间的改化。采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术的蓝牙技术是支持点对点及点对多点通信的工具,工作在全球通用的2.4GHzISM(即工业,科学,医学)频段工作。以1Mbps为其数据的频率。传输方面采用时分双工传输方案实现全双工。1.2毫米波的ROF(MM-RoF系统)系统毫米波光载无线(MM-RoF系统)系统是一种无线光通信技术及毫米波技术相结合建立起来的。它具有高带宽,体积小,重量轻,成本低,损耗低,抗电磁干扰和传输质量的优越性。MM-RoF系统解决毫米波频带损耗,抗干扰能力强和弱的存在,传统的微波传输系统,同时克服了毫米波电子器件的电子“瓶颈”问题,一个非常有潜力的发展空间。多格式多业务的MM-RoF技术将是一个重要的方向代表了MM-ROF系统的未来发展。 2无线通信技术的优势和缺点 2.1无线电通信技术中的优势近年来,通信技术和无线电接入技术相结合,牢记目前的高科技,实现了低成本,高度灵活的信息传输,进一步促进了无限的力量通信技术的发展。通过这一举措带来了通信的优点是:无线电通信将不再有局限于空间和时间,可以随时随地的无线通信,语音的交流和视频和数据信息的传输得到实现。随着通信技术和近几年的发展和无线电通信设备使得世界变得越来越小,设备功能越来越完善,智能化程度越来越高,在国家军事和生活两个方面网络构建中发挥到重要作用。此外,相比于有线通信技术,无线通信技术的优势还体现在防水,防风,抗震等性能,无线电通信具有较强的抗洪灾,抗台风,抗震能力,主要因为它不会受到其他无线电信号的声源外部的电磁信号干扰,一般都能够保持顺畅的沟通。从这个角度来看,信号传输的稳定性和可靠性是无线通信技术所具备的最大优点。2.2无线电通信技术中的缺点无线电通信技术也有两面性,也有它的实际应用的一些缺点。需要明确的是,虽然可以用无线通信技术来解决传输线电缆的传输距离限制和传输距离远以及灵活的通信问题的问题,但其信号易受到干扰和影响,信息极易被截取导致技术保密性较差的重大缺点。 3无线电通信技术发展的优势 3.1通信信息技术促进宽带的发展信息技术的宽带化使得光纤传输技术以及高通透量的网络发展速度得到有效的提高,特别是在世界各地近年来,无线通信技术正朝着宽带化演进方向发展,这个方向对于无线通信信号源的稳定非常重要。3.2个人信息技术化的推广在全球个人通信中的个人信息化已是不争的趋势。个人信息可以有效地降低信息传输线路拥堵量,大大提高了通信的传播速度。3.3新颖的入网款式技术上融合固定和其他通信来实现不同的业务,无线应用协议问世后,进行无线数据业务得到了很大的提升,有利于提高信息网络向多种业务传送的发展。由于市场竞争激烈,传统电信网和计算机网的融合出现,特别是在部分固定接入网络,通过接入,移动蜂窝接入,具有以满足各种通信需要的生活和生产的发展潜力。3.4过渡电路交换网络过渡性的电路交换网络,IP网络无疑是关键技术的优秀,是最合适的选择对象,数据处理能力大大提高了电路交换网络,这是为了保持通信信号的畅通,以解信号容易受到干扰的问题总之,新技术和创新的沟通方式将有更广泛的活动舞台和光明的发展前景,所以,在无线电通信技术方面通信方法技术的运用具有相当大的潜力。这要求我们积极推进科技进步在无线,无线通信技术领域的多从出新,为全球信息通信业经济全球化作出贡献出我们的力量。 作者:刘峻滔 陈国强 单位:国防科技大学 无线电通信论文:无线电通信对煤矿开采影响 无线通信技术早期应用于社会通信行业,主要是为了满足用户之间的通信需要,保证信息传递的稳定进行。与传统的有线通信相比,无线通信技术不仅摆脱了传输电缆的约束,在通信范围上也有了很大的扩展,实现了远距离的信息传输功能。煤矿开采是我国国民经济中的主要产业,在开采阶段必须要构建综合性的通信功能,这样才能实现矿井内外的持续通信。 1煤矿开采的现状和不足 (1)煤矿开采存在安全问题。近几年来,各地关于煤矿开采的事故报道层出不穷,让群众对于煤矿开采的安全措施产生很大的质疑。众所周知,煤矿开采事故产生的主要原因包括瓦斯泄露、缺氧、明火爆炸、漏电漏水等,既造成了严重的人身伤亡,也带来了巨大的经济损失。除了人为管理的疏忽,科学技术的滞后也是造成连续不断事故产生的主要原因之一,因为很多事故正是由于矿井通讯设备的不完善,不能够在第一时间接收信息及时进行援助,导致矿工被困,缺氧而亡。对于煤矿开采这种高危作业,保持密切有效的联系是保证工程顺利和人身安全的必要措施。 (2)煤矿开采存在环境问题。煤矿作为不可再生能源,其开采和利用有一定的条件和限制,包括它的开采环境和开采深度等。不合理的开采很容易导致地表下沉,产生房屋塌陷、渗水,植被破坏荒芜等环境问题,严重影响附近居民的生活和生产,给经济和环境带来不可估量的损失。因此,依靠科学技术来判断矿产的开采可行性、确定采留比例、衡量环境破坏率是实现煤矿开采合理有效的重要保障。 (3)煤矿开采存在监督问题。煤矿开采不仅要考虑到开采的技术和方法,还要实时监控矿井的风向、瓦斯体积分数、电力设备和顶板承受能力,而现在大多数煤矿对于安全措施的监督仅仅局限于人为提醒和巡视,容易造成疏漏和不精准的判断。煤矿企业在开采资源过程中,将重点局限于煤矿资源的产量质量,并没有做好相关技术的调控运用,导致整个开采过程因缺乏监督体制而出现质量问题,破坏了原先设计的煤矿生产模式。 2无线通信技术用于煤矿开采的优势 (1)提高工作效率,降低生产成本。随着无线电通信的发展和普及,其成本也大大降低,煤矿开采中使用无线电通信也相应地节省了资金,减少投资,降低生产成本[1]。另一方面,无线通信技术的使用可以使操作简单化、方便化,通过创建标准的通信模式传递信息(如图1)。能够在最短的时间内完成工作任务,提高工作效率,获得较高的利润,真正实现低投入、高收入的经济发展目标。(2)提高运作安全,保障人身安全。煤矿开采中无线通信技术的使用其最大的优势就是提高了采矿工作的安全性;能够保证工作现场和外界密切的联系,能够在第一时间互通有无,保障工人的人身安全。 (3)提高领导效率,优化企业管理。无线通信技术的使用在一定程度上可以实现非现场操控,领导在办公室就可以通过网络掌握工作进度,了解工作状况,及时进行派遣和指挥[2]。应用无线通信技术,煤矿企业可以加强多方面的生产管理及引导,加快提高了领导层次的管理水平,真正实现管理一体化,帮助煤矿企业在生产期间创造更大的经济效益。 (4)保障作业质量,实现绿色环保。煤矿开采中应用无线通信技术可以方便管理和加强联络;应用传感器技术可以准确探测到矿井内的瓦斯体积分数;利用类似波导的物质进行探测,可以避免矿井内因金属而产生的导电和绳索冗长等带来的不便。从安全角度考虑,无线通信技术推广之后,煤矿开采作业能够处于一个相对安全稳定的生产环节。 3无线通信技术存在的不足和改进措施 (1)操作不规范,技术不纯熟。由于从事煤矿开采的工人通常都是年龄较大、文化程度较低的中年人,对于从人工作业到机械作业的转变需要一定的适应阶段和学习过程,而他们对于电脑技术的操作学习接受能力比较慢,学习不全面,也可能导致操作失误和延缓工期。因此要对工作人员进行系统、全面的电脑技术培训,保证无线电通新设备的顺畅使用。在操作过程中必须要实施有效的操作流程,从各个角度考虑通信设备的持续运行。 (2)技术发展不完善,通信技术有限制。无线通信技术的发展虽然越发成熟,覆盖面越来越广泛,但依然存在着局限性,受到通讯距离、发射功率和工控环境、天气等各种因素的影响,无线信号会受到不同程度的干扰,从而影响到煤矿开采的进度和管理。鉴于此处,一方面要求国家和政府积极支持和鼓励无线通信技术的开发和研究,促进无线通信技术的发展;另一方面,煤矿开采要依据工程的实际情况选择合适先进的通信技术和工具,尽量保证通信质量。 (3)人工无线监控相配合,实现双管齐下。实时监控对于煤矿开采具有举足轻重的作用,无线通信技术的使用可以使监控管理更方便,但是也不是万无一失,不能够面面俱到,一旦出现网络故障,监控中断很容易造成信息的滞留和错误。因此,要把人为监控和无线监控两者结合起来,添漏补缺,保证信息的及时性和有效性[3]。通过对无线通信设备运行的实时监测,可以及时发现通信设备的故障问题,创造良好的无线通信规划技术。 4煤矿开采技术的革新趋势 (1)自动操控技术。煤矿企业可以利用计算机创建自动化操控技术,如:美国煤矿开采利用计算机具备的数据采集、处理、决策、贮存、传输、通讯、管理等功能,对煤矿开采设备智能化控制[4]。一些倡导环境保护的国家煤矿生产时,利用自动操控技术配备了相应的洗煤工艺,对原始煤矿资源进行全面筛选,选择适合生产需求的控制技术。 (2)导向钻井技术。煤矿开采前期需要进行一系列的测量工作,早期传统的方法是有线测量,增加了煤矿开采区域的勘测难度。导向钻井技术中引进了无线测量的方法,同时实现了数据信息的无线传输,随钻测量及导向钻井技术是煤矿行业技术改革的代表。 (3)智能开采技术。目前,发达国家使用智能开采技术实现了井下智能生产,且利用计算机网络实现数据的自动化传输,一般传输速率达104bps,105bps和106bps[5]。智能开采的优秀技术在于分布式传感器,把传感器与微处理器组合起来,在通过传输线缆把井下数据传输给钻井上控制中心,其信息传递流程如图2所示。 (4)数据挖掘技术。数据挖掘是计算机信息自动处理中常用的技术,其能够将煤矿企业数据库资源综合调配运行,根据产量分析的情况指导现实生产。煤矿企业在生产期间创建了诸多生产模式,不仅方便了企业的油井开采作业,对油井产量分析起到了辅助作用。 5结论 总之,无线通信技术作为新世纪科学发展技术的结晶,其成本低廉、使用方便、覆盖范围广阔等优势决定了其在重工业领域发展的必然趋势。作为煤矿企业,在实际生产作业期间要控制好各个环节的生产,同时采用先进的通信技术辅助作业;要结合煤矿开采的具体情况,充分利用无线通信技术的发展优势,最终实现煤矿开采高效、经济、可持续发展的目标。
计算机视觉论文:计算机视觉下食品工业论文 1计算机视觉技术概述 1.1自动化程度高 计算机视觉可以实现对农产品的多个外形和内在品质指标进行同时检测分析,可以进行整体识别、增强对目标识别的准确性。 1.2实现无损检测 由于计算机视觉技术对农产品的识别是通过扫描、摄像,而不需要直接接触,可以减少对所检测食品的伤害。 1.3稳定的检测精度 设计的运行程序确定后,计算机视觉技术的识别功能就会具有统一的识别标准,具有稳定的检测精度,避免了人工识别和检测时主观因素所造成的差异。 2计算机视觉技术在食品检测中的应用 20世纪70年代初,学者开始研究计算机视觉技术在食品工业中的应用,近几十年电子技术得到快速发展,计算机视觉技术也越来越成熟。国内外学者在研究计算机视觉技术在食品工业中的应用方面主要集中在该技术对果蔬的外部形态(如形状、重量、外观损伤、色泽等)的识别、内部无损检测等方面。国内有关计算机视觉技术在食品业中的应用研究起始于90年代,比国外发达国家晚20多年,但是发展很快。 2.1计算机视觉技术在果蔬分级中的应用研究 计算机视觉技术在食品检测中的应用研究相当广泛,从外部直径、成熟度的检测到内部腐烂程度的检测都有研究。韩伟等[4]采用分割水果的拍摄图像和新的计算机算法计算水果的半径,进而得出果蔬的最大直径。研究表明,该算法不仅降低了计算量而且提高了计算精度,此方法用于水果分级的误差不超过2mm,高于国际水果分级标准所规定的5mm分类标准差,可在工业生产中很好应用。李庆中[5]也利用图像的缺陷分割算法研究了计算机视觉技术在苹果检测与分级中的应用,结果表明此算法能快速、有效地分割出苹果的表面缺陷。孙洪胜等[6]以苹果色泽特征比率的变化规律为理论基础,结合模糊聚类知识利用计算机视觉技术来检测苹果缺陷域,检测不仅快速而且结果精确。刘禾等[7]通过研究认为苹果的表面缺陷可以利用计算机视觉技术进行检测,计算机视觉技术还可以将苹果按照检测结果进行分级,把检测过的苹果分成裂果、刺伤果、碰伤果和虫伤果等类别。梨的果梗是否存在是梨类分级的重要特征之一,应义斌等[8]通过计算机视觉技术、图象处理技术、傅立叶描述子的方法来描述和识别果形以及有无果柄,其识别率达到90%。杨秀坤等[9]综合运用计算机视觉技术、遗传算法、多层前馈神经网络系统,实现了具有精确度高、灵活性强和速度快等优点的苹果成熟度自动判别。陈育彦等[10]采用半导体激光技术、计算机视觉技术和图像分析技术相结合的方法检测苹果表面的机械损伤和果实内部的腐烂情况,初步验证了计算机视觉技术检测苹果表面的损伤和内部腐烂是可行的。冯斌等[11]通过计算机视觉技术对水果图像的边缘进行检测,然后确定水果的大小用以水果分级。试验表明,该方法比传统的检测方法速度快、准确率高,适用于计算机视觉的实时检测。朱伟[12]在模糊颜色的基础上,分析西红柿损伤部分和完好部分模糊颜色的差别,用分割方法对西红柿的缺陷进行分割,结果显示准确率高达96%。曹乐平等[13]人研究了温州蜜柑的果皮颜色与果实可滴定酸含量以及糖分含量之间的相关性,然而根据相关性,样品检测的正确识别率分别只有约74%和67%。刘刚等[14]从垂直和水平两个方向获取苹果的图像,并通过计算机自动分析图像数据,对苹果的外径、体积、以及圆形度等参数进行处理,与人工检测相比,计算机视觉技术具有检测效率高,检测标准统一性好等优点。Blasco.J[15]通过计算机视觉技术分析柑橘果皮的缺陷,进而对其在线分级,正确率约为95%。赵广华等[16]人综合计算机视觉识别系统、输送转换系统、输送翻转系统、差速匀果系统和分选系统,研制出一款适于实时监测、品质动态的智能分级系统,能够很好地实现苹果分级。王江枫等[17]建立了芒果重量与摄影图像的相互关系,应用计算机视觉技术检测桂香芒果和紫花芒果的重量和果面损伤,按重量分级其准确率均为92%,按果面损伤分级的准确率分别为76%和80%。 2.2计算机视觉技术在禽蛋检测中的应用研究 禽蛋企业在生产过程中,产品的分级、品质检测主要采用人工方法,不仅需要大量的物力人力,而且存在劳动强度大、人为误差大、工作效率低等缺点,计算机视觉技术可以很好的解决这类产品工业生产中存在的困扰。欧阳静怡等[18]利用计算机视觉技术来检测鸡蛋蛋壳裂纹,利用摄像机获取鸡蛋图像后,采用fisher、同态滤波和BET算法等优化后的图像处理技术,获得裂纹形状并判断,试验结果表明,计算机视觉技术对鸡蛋蛋壳裂纹的检测准确率高达98%。汪俊德等[19]以计算机视觉技术为基础,设计出一套双黄鸡蛋检测系统。该系统获取蛋黄指数、蛋黄特征和蛋形尺寸等特征,和设计的数学模型对比来实现双黄鸡蛋的检测和识别,检测准确率高达95%。郑丽敏等[20]人通过高分辨率的数字摄像头获取鸡蛋图像,根据图像特征建立数学模型来预测鸡蛋的新鲜度和贮藏期,结果表明,计算机视觉技术对鸡蛋的新鲜度、贮藏期进行预测的结果准确率为94%。潘磊庆等[21]通过计算机视觉技术和声学响应信息技术相结合的方法检测裂纹鸡蛋,其检测准确率达到98%。MertensK等[22]人基于计算机视觉技术研发了鸡蛋的分级检测系统,该系统识别带污渍鸡蛋的正确率高达99%。 2.3计算机视觉技术在检测食品中微生物含量的应用研究 计算机技术和图像处理技术在综合学科中的应用得到快速发展,在微生物快速检测中的应用也越来越多,主要是针对微生物微菌落的处理。食品工业中计算机视觉技术在微生物检测方面的研究和应用以研究单个细胞为主,并在个体细胞的研究上取得了一定的进展。殷涌光等[23]以颜色特征分辨技术为基础,设计了一套应用计算机视觉技术快速定量检测食品中大肠杆菌的系统,该系统检测结果与传统方法的检测结果具有很好的相关性,但与传统方法相比,可以节省5d时间,检测时间在18h以内,并且能够有效提高产品品质。Lawless等[24]人等时间段测定培养基上的细胞密度,然后通过计算机技术建立时间和细胞密度之间的动态关联,利用该关联可以预测和自动检测微生物的生长情况,如通过计算机控制自动定量采集检测对象,然后分析菌落的边缘形态,根据菌落的边缘形态计算机可以显示被检测菌落的具体位置,并且根据动态关联计算机视觉系统可以同时处理多个不同的样品。郭培源等[25]人对计算机视觉技术用于猪肉的分级进行了研究,结果显示计算机视觉技术在识别猪肉表面微生物数量上与国标方法检测的结果显著相关,该技术可以有效地计算微生物的数量。Bayraktar.B等[26]人采用计算机视觉技术、光散射技术(BARDOT)和模式识别技术相结合的方法来快速检测李斯特菌,在获取该菌菌落中的形态特征有,对图像进行分析处理达到对该菌的分类识别。殷涌光等[27]人综合利用计算机视觉、活体染色、人工神经网络、图像处理等技术,用分辨率为520万像素的数字摄像机拍摄细菌内部的染色效果,并结合新的图像处理算法,对细菌形态学的8个特征参数进行检测,检测结果与传统检测结果显著相关(相关系数R=0.9987),和传统检测方法相比该方法具有操作简单、快速、结果准确、适合现场快速检测等特点。鲁静[28]和刘侃[29]利用显微镜和图像采集仪器,获取乳制品的扫描图像,然后微生物的图像特征和微生物数量进行识别,并以此作为衡量乳制品质量是否达标的依据,并对产品进行分级。 2.4计算机视觉技术在其他食品产业中的应用研究 里红杰等[30]通过提取贝类和虾类等海产品的形状、尺寸、纹理、颜色等外形特征,对照数学模型,采用数字图像处理技术、计算机识别技术实现了对贝类和虾类等海产品的无损检测和自动化分类、分级和质量评估,并通过实例详细阐述了该技术的实现方法,证实了此项技术的有效性。计算机视觉技术还可以检验玉米粒形和玉米种子质量、识别玉米品种和玉米田间杂草[31]。晁德起等[32]通过x射线照射获取毛叶枣的透视图像后,运用计算机视觉技术对图像进行分析评估,毛叶枣可食率的评估结果与运用物理方法测得的结果平均误差仅为1.47%,因此得出结论:计算机视觉技术可以应用于毛叶枣的自动分级。GokmenV等[33-34]通过对薯片制作过程中图像像素的变化来研究薯片的褐变率,通过分析特色参数来研究薯片中丙烯酰胺的含量和褐变率的关系,结果显示两项参数相关性为0.989,从而可以应用计算机视觉技术来预测加热食品中丙烯酰胺的含量,该方法可以在加热食品行业中得到广泛应用。韩仲志等[35]人拍摄和扫描11类花生籽粒,每类100颗不同等级的花生籽粒的正反面图像,利用计算机视觉技术对花生内部和外部采集图像,并通过图像对其外在品质和内在品质进行分析,并建立相应的数学模型,该技术在对待检样品进行分级检测时的正确率高达92%。另外,郭培源等[36]人以国家标准为依据,通过数字摄像技术获取猪肉的细菌菌斑面积、脂肪细胞数、颜色特征值以及氨气等品质指标来实现猪肉新鲜程度的分级辨认。 3展望 新技术的研究与应用必然伴随着坎坷,从70年代初计算机视觉技术在食品工业中进行应用开始,就遇到了很多问题。计算机视觉技术在食品工业中的研究及应用主要存在以下几方面的问题。 3.1检测指标有限 计算机视觉技术在检测食品单一指标或者以一个指标作为分级标准进行分级时具有理想效果,但以同一食品的多个指标共同作为分级标准进行检测分级,则分级结果误差较大[37]。例如,Davenel等[38]通过计算机视觉对苹果的大小、重量、外观损伤进行分析,但研究结果显示,系统会把花萼和果梗标记为缺陷,还由于苹果表面碰压伤等缺陷情况复杂,造成分级误差很大,分级正确率只有69%。Nozer[39-40]等以计算机视觉为主要技术手段,获取水果的图像,进而通过分析图像来确定水果的形状、大小、颜色和重量,并进行分级,其正确率仅为85.1%。 3.2兼容性差 计算机视觉技术针对单一种类的果蔬分级检测效果显著,但是,同一套系统和设备很难用于其它种类的果蔬,甚至同一种类不同品种的农产品也很难公用一套计算机视觉设备。Reyerzwiggelaar等[41]利用计算机视觉检查杏和桃的损伤程度,发现其检测桃子的准确率显著高于杏的。Majumdar.S等[42]利用计算机视觉技术区分不同种类的麦粒,小麦、燕麦、大麦的识别正确率有明显差异。 3.3检测性能受环境制约 现阶段的计算机视觉技术和配套的数学模型适用于简单的环境,在复杂环境下工作时会产生较大的误差。Plebe等[43]利用计算机视觉技术对果树上的水果进行识别定位,但研究发现由于光照条件以及周边环境的影响,水果的识别和定位精度不高,不能满足实际生产的需要。综上所述,可看出国内外学者对计算机视觉技术在食品工业中的应用进行了大量的研究,有些研究从单一方面入手,有些研究综合了多个学科,在研究和应用的过程中,取得了较大的经济效益,也遇到了很多问题,在新的形势下,计算机视觉技术和数码拍摄、图像处理、人工神经网络,数学模型建设、微生物快速计量等高新技术相融合的综合技术逐渐成为了各个领域学者的研究热点,以计算机视觉为基础的综合技术也将在食品工业中发挥更加重要的作用。 作者:姚瑞玲 单位:四川工商职业技术学院 计算机视觉论文:基于计算机视觉的移动机器人导航 摘 要:针对跟随路径导引的移动机器人导航方式的灵活性较差、维护成本较高、功能单一的缺点,将计算机视觉用于移动机器人路径识别。首先对视觉传感器获得的视频图像进行处理,获得有用的特征目标,实现机器人对当前路径信息的理解。然后调用直行或转弯功能模块对机器人进行导航控制。实验结果表明,该导航方式具有较好的实时性和鲁棒性。 关键词:计算机视觉;移动机器人;路径识别;自主导航 现代机器人技术在人工智能、计算机技术和传感器技术的推动下获得了飞速发展,其中移动机器人因具有可移动性和自治能力,能适应环境变化被广泛用于物流、探测、服务等领域[14]。移动机器人的优秀技术之一是导航技术,特别是自主导航技术。由于环境的动态变化和不可预测性、机器人感知手段的不完备等原因,使得移动机器人的导航难度较大,一直是人们研究的重点[5]。 目前常用的一种导航方式是“跟随路径导引”[6],即机器人通过对能感知到某些外部的连续路径参考信息做出相应的反应来导航。如在机器人运动路径上敷设金属导线或磁钉,通过检测金属导线或磁钉的特征信息来确定机器人的位置。从导航的角度看,这种方法的优点是可靠性较高,但功能单一,如不能在行进的同时对目标进行识别、避障,对环境的适应能力较弱、灵活性较差、维护成本较高,因此限制了其在移动机器人中的应用。 随着计算机技术、数字图像处理技术及图像处理硬件的发展,基于计算机视觉的导航方式在机器人导航中得到广泛关注[68]。在实际应用中,只需要在路面上画出路径引导线,如同在公共交通道路上画的引导线一样,机器人就可以通过视觉进行自主导航。相对于敷设金属导线、磁钉等方法,这种方法增强了系统的灵活性,降低了维护成本。视觉信息中包含有大量的数据,要从中提取有用的信息,需要复杂的算法及耗时的计算。如何保证视觉导航系统在正确理解路径信息的前提下仍具有较好的实时性和鲁棒性,是该方法要解决的优秀问题。 1 视觉导航系统构成及工作过程 基于计算机视觉的移动机器人导航实验系统的硬件部分由计算机、USB接口的摄像头、LEGO实验用机器人组成。软件分为2部分,即图像处理和机器人运动控制。基于视觉导航的原始输入图像是连续的数字视频图像。系统工作时,图像预处理模块首先对原始的输入图像进行缩小、边缘检测、二值化等预处理。其次利用哈夫变换提取出对机器人有用的路径信息。最后,运动控制模块根据识别的路径信息,调用直行或转弯功能模块使机器人做相应的移动。整个工作流程如图1所示。 1.1 视觉导航的图像预处理 目前图像采集设备都具有较高的空间和灰度分辨率,精度高、数据量大。 实验中的原始输入图像是USB摄像头采集320×240像素的RGB格式图像,最大帧数30帧/s。 图像预处理的效果对后续哈夫变换检测路径信息的速度和准确性有很大影响。对整幅图像进行抽取时计算量过大、也无必要,故先将彩色图像转换为灰度图像,再将图像的大小依据最近邻域插值法原理[9]进行缩小以节约后续计算时间。在实验室环境下,经测试,将原始图像缩小到30%仍然能满足需要,处理时间缩短了72%。 由于图像传感器从时间和空间上对介质(光)采样,其图像质量对现场的非均匀光场和其他干扰因素非常敏感,二值化时,不同光照条件下阈值的确定是一件比较困难的工作。目前常用的阈值选取方法有双峰法、迭代法和 最大类间方差法[10]。从执行时间和处理效果2方面考虑,对3种方法比较后(结果如表1所示),在优先考虑实时性的前提下,选用双峰法来求取阈值。在实验室条件下,路径环境相对理想,黑色引导线与背景反差较大。在灰度直方图上,引导线和背景都形成高峰,对这2个峰值及谷底的求取也可简化,使用灰度级的最大值和最小值代替2个峰值,那么这2个峰值的中间值即可作为谷底用作图像的阈值。 地面的反光和阴影,以及不均匀的光照都会导致同一幅图像的二值化效果表现出很大差别,图2和图3是对同一幅图像在不同光照条件下二值化的结果,可以看到在光照条件2下会出现大量的黑点,这些黑点将严重影响提取路径信息的速度并且可能导致错误的路径信息。然而,相对于灰度、颜色特征,边缘特征受光照影响较小[11]。为此,对缩小后的图像先进行引导线的边缘检测,边缘检测后图像中引导线边缘像素灰度的对比度得到增强,通过实验确定合适的阈值,然后对图像进行二值化以提取路径信息。 1.2 引导线角度检测 2 视觉导航的机器人运动控制 机器人运动控制部分分为直行控制和转弯控制2部分。 2.1 直行控制 如果哈夫变换的检测结果表明是一条直线即机器人视野中只有1条主引导线时,则运行直行模块。实际中有2种情况需要考虑:一是机器人的初始位置不一定正对引导线,二是在机器人的机电配置中,左右轮子的马达运动不会绝对精确和对称。这些会使机器人在运动中出现侧偏。可采用下述方法进行直行控制:根据引导线在图像平面坐标中的位置来判断机器人的偏向。当引导线位于图像平面的左半边,说明摄像头的光轴与引导线不垂直且相对于引导线右偏,则命令机器人左转;当引导线位于图像平面的右半边,说明摄像头的光轴与引导线不垂直且相对于引导线左偏,则命令机器人右转;当引导线在图像平面两边均存在时,则命令机器人不偏转继续直行。机器人在前进过程中,根据图像平面中引导线位置不断调整方位,以一定的转动角度(转动角度尽量小,这样机器人的摆动幅度就会小)在直线路径上行走。 2.2 转弯控制 如果哈夫变换的检测结果表明是两条相互垂直的直线,即机器人的视野中出现转弯路口,则开始运行转弯模块。 机器人需要在距转角合适的距离处开始运行转弯模块,以保证机器人视野中始终具有引导线。如图4所示,AB段表示摄像头的纵向视野范围,C点为转角点,机器人需要知道自身在实际二维平面中相对于转角点C的距离即BC段距离。由图像信息获得现实世界坐标系中的参数,即所谓三维重建,这需要对基于计算机视觉的移动机器人导航系统进行摄像机标定。 鉴于移动机器人识别的引导线在地面上这一限制条件,并且摄像头固定在机器人上,可以选择机器人坐标系为世界坐标系,即世界坐标系与机器人同步移动。坐标原点为标定模板的左下角标定点的中心,Zw轴垂直地面,XwYw平面即为地面。在该坐标系下地面目标的坐标可以表示为(Xw,Yw,0),П甓模板由直径5 mm、相距10 mm共72个圆点构成,如图5所示。 3 实验结果及结论 实验中选用的LEGO移动机器人,其运动速度为8.57 cm/s(指令设定Power=25 RPM)。导航场地中画有宽1 cm的黑色引导线,实验要求中机器人完全根据引导线自主运动。实验中,识别1帧图像并且机器人根据识别的路径信息运行直行或转弯模块共需0.311 s,即机器人每处理1帧图像移动2.67 cm。实验室中的光照条件是机器人移动时的主要干扰,而锐利的引导线边缘受光照影响较小,对这些干扰有较好的滤除作用。经过在阴天白天、晴天白天以及开灯和不开灯的情况下、晚上开灯的情况下、遮盖物位于摄像头上方50 cm处形成阴影情况下,机器人能正确的沿引导线移动。同时,当摄像头视野范围内引导线消失即认为出现障碍物,机器人能发出前方有障碍物的报警信息。 可见上面所述方法有较好的实时性和鲁棒性有一定的通用性,使得该视觉导航方法具有一定的应用价值。只要光照条件变化不是非常剧烈,在工厂、医院、办公楼等环境中,机器人根据路径引导线可自主到达目的地。 当然,由于移动机器人活动场景的复杂性和动态特性,以及视觉处理的复杂性,视觉导航还有很多需要解决的问题,例如当导航场地出现较大面积的强烈反光、极暗的阴影时能否有效可靠的进行移动机器人的导航控制,这需要进一步研究。另外,如何将视觉系统与本系统机器人平台中的超声波传感器、光电传感器及声音传感器在空间、时间及数据上进行融合以提高系统的适应性和环境识别能力也是一个研究方向。 作者简介 赵 瑜 女,1983年出生,陕西西安人,硕士研究生。主要研究方向为非接触测量与可视化计算。 种兰祥 男,1960年出生,陕西合阳人,西北大学信息科学与技术学院副教授,中国科学院西安光学精密仪器研究所博士研究生。主要从事非接触测量、光电子技术和可视化计算方面的研究。 张万绪 男,1964年出生,山西运城人,西北大学信息科学与技术学院副教授。主要研究方向为智能仪器仪表。 注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文 计算机视觉论文:谈计算机视觉课程的教学创新 摘要:近年来,随着计算机视觉技术与应用的飞速发展,越来越多学生对这门课产生了浓厚的兴趣。文章是对我院计算机视觉课程教学经验的总结,讨论我们在教学过程中遇到的一些具体问题,主要包括教学内容和工程实例的选取、教学方法的几个注意事项,期待与同行们进行交流探讨。 关键词:计算机视觉;教学应用;教学改革 计算机视觉是人工智能学科中的一门重要课程。随着相关应用在多个领域中的出现,越来越多的学生开始对这门课产生了浓厚的兴趣。如何让学生能够在整个课程中保持盎然的兴趣,并为有志于深入研究计算机视觉的学生指明方向,成为我们教师首先应注重的问题。 在实际的教学工作中,通过不断摸索总结,我们认为,以实际应用引导学生的学习兴趣,既满足了学生想了解计算机视觉实际应用的需求,又加深了学生对于算法的理解,把算法放在一个实际应用中,学生可以理解怎么用,为什么这么用。在这样的目标导引下,我们从选择教材开始,准备教学内容(包括合理的应用实例的选择)、制作PPT、探索教学方法,形成了目前以实际应用为主导的创新教学体系,非常受学生欢迎。在此,我们对这期间遇到的问题,解决方法、心得体会做一个总结和思考,希望能对同行有些许参考作用。 1选择教材 在我们这个专业,每年的上研率基本都保持在50%左右。在本专业的研究生阶段,也开设了双语教学的计算机视觉课程。另外,毕业后选择参加工作的同学也基本都进入和本专业非常相关的一些单位,所从事的工作,都是和在学校学习的知识密切相关。 因此,如何让这门课程的教学既兼顾本科毕业就参加工作的那部分同学,又兼顾继续深造的学生的需求,也是在这门课程讲授的过程中,需要特别注意的一个问题。对于本科毕业就要参加工作的同学而言,需要“广度”,需要了解计算机视觉这门课在各个领域中的应用,在实际中接触到相关的项目或工作时,能够知道去哪里可以找到自己需要的参考资料;而对于要进一步深造的同学而言,则需要一定的“深度”,为研究生阶段的研究打下基础。 全盘考虑到这些学生毕业之后的去向,我们选择了两本教材。一本是贾云得教授编著,科学出版社于 2000年出版的《机器学习》[2],这是一部顺应了时代与教学发展要求的教材,对计算机视觉中的基本概念、基本算法、基本算法的应用、经典应用进行了由浅入深的介绍。内容涵盖了所有经典的数字图像处理与机器视觉方法,也对一些已经得到非常好实际应用的方法,如光流法等作了简要介绍。另外还选择了一本英文原版的计算机视觉的经典著作,Ramesh Jain 教授等所著的《Machine Vision》[3],机械工业出版社于2003年出版。这是国内外非常推崇的一本计算机视觉著作,该教材条理清晰,深入浅出,对计算机视觉的基本原理、算法、应用的介绍非常详尽。 在教学中,我们采用了英文的PPT,但主要用的教材是贾云得教授的《机器视觉》,这样中英文对照讲解,一方面加深学生对教学内容的理解,另一方面也为学生今后阅读专业的英文论文做了相应准备。 2教学内容和工程实例的选取 2.1选取教学内容 本课程之前,大学二年级的本科生已开设数字图像处理课程,但所讲的基本原理和算法都非常浅显,所以在教学内容的安排上,分为两大部分:数字图像处理部分和视觉部分。数字信号处理部分主要讲解在视觉部分会用到的一些基本算法,为后面进入计算机视觉部分打基础。这部分约占总课时的1/3。视觉部分的课时也分为两部分:算法讲解与实例讲解。在算法讲解部分,对计算机视觉的基本算法、经典算法都做了深入浅出的讲解。实例部分则选择了经典的工业应用,让学生能够对所学算法进一步加以理解。 2.2选取适当的工程实例 就计算机视觉的教学内容而言,各个孤立的算法和方法对本科生来讲,有些抽象不好理解。如果在教学上仅仅通过老师在课堂上的讲解,很难让学生深入地理解相关的教学内容,而选择一个触手可及且简单好理解的工程实例往往就会达到意想不到的教学结果,学生可以把课堂上所学的枯燥理论与现实中活生生的事物联系起来,从而加深对教学内容的理解。 通过反复比对、反复论证,我们选择了在讲解基本原理和算法之后,在课程结束前,专门留出课时讲解手机制造这个例子。手机现在是人手一部,是这些年青学子再熟悉不过的事物了,通过对手机主板、手机键盘的制造过程的讲解,把所学的算法都融合进来,学生在觉得有趣的同时,不知不觉就加深了对所学算法的理解。 另外,在教学的过程中,我们还不断穿插其他学生耳熟能详的实例,如数码相机原理中的一些算法的讲解,我们和学生一起探讨应该怎么选择数码相机。再有,滤波器算法、在课堂上对Photoshop功能的演示,与所学算法关联起来,学生都很容易理解接受。 3教学点滴 3.1点睛之笔 在第一节课的讲述中,我们的重点不在于Marr理论,而是告诉学生: 人工智能就是要让计算机像人一样,能够会听、会看…… 我们这门课程就是要让计算机“会看”,要像人一样会看。进而展示给学生一些我们精心挑选的图片,让学生自己判断,是不是自己的眼睛“骗了”自己,人眼和计算机看到的到底有什么不一样。 每次讲到这里,学生都会进行热烈的讨论,每个人都有不同的看法,每个人都有自己的坚持,不知不觉中,对这门课就产生了浓厚的兴趣,有了继续深入学习下去的愿望。在课堂讨论的最后,比较人眼对图片的判断以及计算机的判断后,让学生自己总结归纳,我们这门课到底要研究些什么,都有可能应用在哪些方面,然后对争议比较大的提议一一探讨。每到这个时候,大家的积极性就都被激发出来,在不断的争论与思想碰撞中找出正确的结论。 3.2拿身边的事物说“事” 计算机视觉课程的前半部分,多涉及到图像处理的一些常见算法。在讲授各种各样的滤波器和算子时,并没有针对各个滤波器和算子摆出一堆示例图片,让学生比较滤波前后的差异,从而很生硬地理解滤波器与算子的功能。取而代之的,我们首先以现在人手一台的数码相机为例提出问题,你为什么要选择你手里的这台数码相机?当初选这个品牌和型号时,你的考虑是什么?历年学生的回答几乎都是看网上测评,或者在网上看别人怎么说。这时列出我们收集到的各个品牌相机的测评报告,列出它们的优缺点,然后引导学生去思考,例如这个品牌的相机的缺点是照片发灰,不是很鲜亮,而另一个品牌的相机则绿的特别绿,红的特别红,为什么?那么有可能是哪部分的算法不够完善,为什么? 通过如此简单的对比,学生的积极性被完全激发。原来,数码相机这个几乎人人都有,大家都熟悉的“玩具”竟然和自己在课堂上学到的知识这么密切相关。 再有,就是利用学生们都熟悉的PS(Photoshop),演示现在所谓的“完美证件照”是怎么来的。为什么可以把疙疙瘩瘩的脸部皮肤变得光滑?在PS中,你就是点了一下鼠标,其实在后台,是加入了一个滤波器进行了滤波。各种这样的演示,学生都非常喜闻乐见。因为他们突然发现,原来那些事物,和我自己接触到这些看似枯燥的理论之间,还有这么深刻的联系。 还有一个很受学生欢迎的例子就是对于“鼓形失真”的讲解。我们的老师每次讲到这里,都不会简单告诉学生“鼓形失真”发生的原因是什么,应该怎么解决?老师都会问学生,明星为什么都一窝蜂去减肥?现在的女明星为什么都要去弄个“锥子脸”?课堂上就会出现一个小高潮,男同学和女同学的看法各异,彼此之间开始争论不休。此时再趁热打铁地问学生,如果拿着相机,离自己的鼻子一公分,会拍出什么样的效果?有学生开始拿出手机对着自己和别人开拍,有的学生开始头头是道地分析。每到这种学生都开始热烈讨论的时候,就可以适时引导学生往正确的方向去,让他们自己找到正确的分析解决方法,往往这个时候,学生都会颇有成就感,对于问题的理解也会特别的深刻。 3.3选择合适的实际应用 在所有理论讲解结束后,我们会留出2~4次课讲述计算机视觉在工业上的应用。这些年来,对于手机制造这样一个工业应用,非常受学生欢迎。正如“数码相机”这个例子一样,现在学生都是人手一部手机,是大家再熟悉不过的东西。这个例子涉及到了在前面理论讲述中的大部分算法,如二值图像的处理、模板匹配、高斯滤波器等。学生通过对这个工业应用的理解,更进一步加深了对算法的理解。 以讲解手机键盘的制造过程为例,向学生提出和前面所讲内容相关的问题,引导学生自发思考,如为什么选择模板匹配法,而不是采用其他更复杂更精确的方法等等。每到这个时候,课堂气氛总是分外热烈,学生各抒己见,在不断争论中,更进一步加深对课本上枯燥理论的认识。 在这里需要注意的问题是一定要一步一步提出问题,循循善诱,引导学生一层一层地深入思考。如果问题的答案过于“深藏不露”,则有可能触发学生的抵触情绪,无法继续深入地思考。 4结语 通过多年的教学摸索,我们认为,在计算机视觉课程的讲述中,以实际应用引导学生这样的教学方法非常可取,而且也收到了很好的效果。另外,除了制定好的教学大纲,并选择合适的教材外,根据学校现在的时间情况,我们选择了多媒体手段辅助教学,充分利用Matlab和大屏幕投影等方方面面的优势,结合多种方法进行教学,对讲好计算机视觉这门课,非常有益。 计算机视觉论文:计算机视觉导航综述 摘要:导航技术是移动机器人优秀技术,移动机器人又有多种导航方式,本文对各种导航方式进行了分析比较,提出由于计算机视觉理论及算法的发展,又由于和激光、雷达和超声在导航方面相比,视觉导航具有很多优点,因此视觉导航被大量地采用。根据移动机器人是在导航过程中对图像进行处理,实时性差始终是一个非常棘手的问题,提出解决该问题的关键在于设计一种快速图像处理方法。 关键词:视觉导航;移动机器人;图像处理 移动机器人是一种在复杂的环境下工作的具有自规划、自组织、自适应能力的机器人。移动机器人集人工智能、智能控制、信息处理、图像处理、模式识别、检测与转换等专业技术为一体,跨计算机、自动控制、模式识别、智能控制等多学科,成为当前智能机器人研究的热点之一。 在移动机器人的运动过程中始终要解决的是自身的导航与定位问题,相关技术研究中,导航技术可以说是其优秀技术,也是其实现真正的智能化和完全的自主移动的关键技术。也就是DurrantWhyte提出的三个问题:(1)“我现在何处?”;(2)“我要往何处去?”;(3)“要如何到该处去?”[1] 其中问题(1)是移动机器人导航系统中的定位及跟踪问题,问题(2)、(3)是移动机器人导航系统中路径规划问题。导航研究的目标就是没有人的干预下使机器人有目的地移动并完成特定任务,进行特定操作。机器人通过装配的信息获取手段,获得外部环境信息,实现自我定位,判定自身状态,规划并执行下一步的动作。 移动机器人的导航方式分为:基于环境信息的地图模型匹配导航;基于各种导航信号的路标导航、视觉导航和味觉导航等[2]。 环境地图模型匹配导航是机器人通过自身的各种传感器,探测周围环境,利用感知到的局部环境信息进行局部地图构造,并与其内部事先存储的完整地图进行匹配。如两模型相互匹配,机器人可确定自身的位置,并根据预先规划的一条全局路线,采用路径跟踪和避障技术,实现导航。它涉及环境地图模型建造和模型匹配两大问题。 路标导航是事先将环境中的一些特殊景物作为路标,机器人在知道这些路标在环境中的坐标、形状等特征的前提下,通过对路标的探测来确定自身的位置。同时将全局路线分解成为路标与路标间的片段,不断地对路标探测来完成导航。根据路标的不同,可分为人工路标导航和自然路标导航。人工路标导航是机器人通过对人为放置的特殊标志的识别实现导航,虽然比较容易实现,但它人为地改变了机器人工作的环境。自然路标导航不改变工作环境,是机器人通过对工作环境中的自然特征的识别完成导航,但路标探测的稳定性和鲁棒性是研究的主要问题[3]。 视觉导航,计算机视觉具有信息量丰富,智能化水平高等优点,近年来广泛应用于移动机器人的自主导航。视觉导航方式具有信号探测范围广,获取信息完整等优点,是移动机器人导航的一个主要发展方向[4]。目前国内外主要采用在移动机器人上安装车载摄像机的基于局部视觉的导航方式,如文献[4]中所提及的:D.L.Boley等研制的移动机器人利用车载摄像机和较少的传感器通过识别路标进行导航;A.Ohya等利用车载摄像机和超声波传感器研究了基于视觉导航系统中的避碰问题等。视觉导航中边缘锐化、特征提取等图像处理方法计算量大且实时性较差,解决该问题的关键在于设计一种快速的图像处理方法或采取组合导航方式[4-5]。 味觉导航是通过机器人配备的化学传感器感知气味的浓度,根据气味的浓度和气流的方向来控制机器人的运动。由于气味传感器具有灵敏度高、响应速度快以及鲁棒性好等优点,近年来许多研究人员在气味导航技术上做了许多研究工作。但该项技术能够真正应用到实际环境中的却很少,仍处于试验研究阶段。Figaro Engineering Inc.公司研制的氧化锡气味传感器,被广泛用于气味导航试验。石英晶体微平衡气味传感器、导电聚合物气味传感器和一种模仿哺乳动物鼻子功能的电子鼻等用于移动机器人味觉导航的传感器都处于试验阶段。目前的味觉导航试验多采用将机器人起始点和目标点之间用特殊的化学药品,如酒精和樟脑丸等,引导出一条无碰气味路径,机器人根据不同的道路跟踪算法,用气味传感器感知气味的浓淡和气味源的方向进行机器人导航试验。味觉导航的研究具有很好的研究价值,该种移动机器人可用来寻找化学药品泄露源。 由于计算机视觉理论及算法的发展,又由于和激光、雷达和超声在导航方面相比,视觉导航具有以下几个优点:首先,即使在丢弃了绝大部分的视觉信息后,所剩下的关于周围环境的信息仍然比激光雷达和超声更多更精确;其次,激光雷达和超声的原理都是通过主动发射脉冲和接受反射脉冲来测距的,因此当多个机器人同时工作时,相互之间可能产生干扰,而视觉由于是被动测量,因此多个机器人相互之间的干扰可以减少到最小;最后,激光雷达和超声数据的采样周期一般比摄像机长,不能及时对高速运动的机器人提供信息并作出规划,因此视觉传感器被大量地采用。目前移动机器人的导航大都采用基于视觉或有视觉参与的导航技术。最近二十年来,在未知或部分未知环境中,基于自然路标导航与定位技术的研究;视觉导航中路标的识别以及图像处理的新型快速算法的研究成为了计算机视觉的主要研究方向。 视觉导航主要完成障碍物和路标的探测及识别。国内外应用最多的是在机器人上安装车载摄像机的基于局部视觉的导航方式。P.I.Corke等对有车载摄像机的移动机器人视觉闭环系统的研究表明,这种控制方法可以提高路径跟踪精度。从视觉图像中识别道路是影响移动机器人导航性能的一个最重要因素。对于一般的图像边沿抽取而言,已有了许多方法,例如,局部数据的梯度法和二阶微分法。Trahanias利用视觉探测路标来完成机器人的导航。其中路标不是预先定义的人工路标,而是在学习阶段自动提取的自然路标。在视觉导航中边缘锐化、特征提取等图像处理方法的计算量大,移动机器人是在运动中对图像进行处理,实时性差始终是一个非常棘手的问题。解决该问题的关键在于设计一种快速图像处理方法。为了满足速度的要求,基于统计计算的预值法被应用于机器人的导航,但在实际应用中发现,它抑制噪声的能力差,特别是预值的选取极大地依赖于环境,要想获得理想的结果,仅在一幅图像中的不同区域就要设置不同的预值。近些年,由于人工智能的发展,有很多好的算法被应用到移动机器人的视觉导航中去。比如,根据导航图像的特点采用边缘提取结合HOUGH变换的方法和带滤波窗的区域扫描的方法,经过检验,这两种算法都具有较好的实时性,对于直线形态的各类导航线以及对于已知半径的弧形导航线具有较高的可靠性,以上算法目前对于分支较多的直线形态的导航线以及未知半径的弧形导航线的效果不佳,这是今后努力的方向。 Stanley还提出了基于神经网络的机器人视觉导航技术。该技术中估算逆雅可比矩阵,并将图像特征的变化与机器人的位置变化对应起来,通过神经网络训练来近似特征雅可比矩阵的逆阵。该技术,通过提取几何特征、平均压缩、向量量化和主成分提取来简化图像处理,实现实时视觉导航。 综上所述,移动机器人是在运动中对图像进行处理,实时性差始终是一个非常棘手的问题。解决该问题的关键在于设计一种快速图像处理方法。将室内地面作为机器人视觉导航的路标。依据地面的颜色信息,将地面上没有障碍物的区域识别并分割出来,机器人在可行走区域内行走,这样就可以实现机器人的自主导航。利用环境中地面的颜色特征,采用比较简单的图像处理算法分割彩色图像,经实验证明可提高机器人导航的实时性、准确性和鲁棒性。 计算机视觉论文:基于计算机视觉的学生考试自动监考系统设计与实现 摘 要: 针对当前视频监控进行考试监考的丢包率大和智能化程度不高的问题,在计算机视觉下进行学生考试自动监控系统优化设计,提出一种基于视频帧循环纠错编码的计算机视觉自动监考系统设计方法。系统设计分为硬件和软件部分,包括A/D电路、时钟电路、视频帧循环纠错编码电路、程序加载电路和输出接口电路。实验测试结果表明,该系统能有效降低监考过程中的视频丢包,提高监考区域的视觉覆盖度,系统集成性和智能性较高。 关键词: 计算机视觉; 考试; 自动监考; 视频帧 0 引 言 随着视频图像处理技术的发展,采用计算机视频监测方法进行现场O控设计,提高对监控区域的自动化识别和管理能力[1]。学生考试自动监考系统是考试智能化管理系统的重要部分,采用计算机视觉分析方法进行自动监考,首先采用计算机视频监控方法进行考试现场的实时视觉画面采集,从而实现对考试现场的检验分析和指导。研究学生考试自动监考系统,在促进智能化考试管理和提高考场监考的管控能力方面具有积极重要意义[2],对学生考试自动监考系统是建立在视频图像分析基础上的,结合系统硬件设备设计和软件开发,采用计算机视觉分析方法进行监控现场的异常信息特征提取和分析,采用视频帧循环纠错编码避免监控过程中的丢包和误码失真。首先进行系统的总体构架分析,然后进行监考系统的硬件模块化设计,最后进行系统调试分析,得出有效性结论。 1 系统设计与实现 1.1 器件选择 根据上述设计思想和总体设计构架,进行基于计算机视觉的学生考试自动监考系统的硬件模块化设计,学生考试自动监考系统的数据采集系统是整个系统的基础。通过PCI桥接芯片与PC机进行数据通信,采用PCI9054的LOCAL 总线设计方法,进行数据特征采集,把学生考试监考现场的视频信息存储到PCI总线上,在嵌入式RAM中对监控视频信息进行收发转换和视频帧间编码,基于视频帧循环纠错编码方法进行视频纠错。硬件设计主要包括如下几个部分:学生考试监考现场的视频信息的DSP信号处理器、模拟信号预处理机、视频信息的逻辑控制设备、外部I/O设备以及A/D设备和电源供电设备,用DSP控制A/D转换FLASH寄存器寄存学生考试监考现场的视频视觉特征信息,同时DSP与PCI通信,DSP接收PCI总线的用户信息,输出多路视频编码到功率放大器。通过串行E2PROM进行配置校验,在C 模式下通过PCI总线送采样数据或处理结果到PC机进行监考现场的监控信息分析。 1.2 监考系统的电路设计 根据上述总体设计要求,结合选择的器件,采用可编程DSP芯片ADSP?BF537作为优秀处理芯片,进行学生考试自动监考系统的电路设计,主要包括了A/D电路、时钟电路、视频帧循环纠错编码电路、程序加载电路和输出接口电路等,分别设计描述如下: (1) A/D电路。学生考试监考系统的A/D电路是实现对输入视频采集信息的数/模转换,提供给计算机和DSP芯片可识别的原始计算机视觉信息,结合视频帧循环纠错编码方法进行可视化校对和视频编码。外部I/O设备包括A/D转换器AD7864两片,A/D电路的分辨率为12位,最大采样频率25 kHz,采用AD7864(以下简称7864)作为A/D芯片,它是4通道输入、转换速度1.65 μs的高性能AD芯片,自动监考系统的A/D输入电压满足: 采样通道数由DSP数据总线dspD[3:0]控制[3],A4~A0和译码,利用信号作读数标志信号,得到A/D电路的接口硬件设计图如图1所示。 考虑到系统处理视频传输信息的时间和读数匹配问题,在进行A/D设计中,需要考虑7864模拟输入/输出对应码表,见表1。 (2) 时钟电路。时钟电路执行学生考试自动监考系统的时钟中断控制功能[4],采用5409A 作为自动监考系统的时钟中断的优秀控制芯片,5409A有3个多通道缓冲串口McBSPs,提供串行A/D、D/A 设备以及其他的串行器件直接接口,本地总线支持复用/非复用的 32 位地址/数据,包括 PCI 总线操作和LOCAL总线操作,PC9054 内部CI9054的LOCAL 总线与PCI总线通过异步操作实现两个 DMA数据的串行接口输入和输出。时钟电路的引脚设计如图2所示。 (3) 视频帧循环纠错编码电路。视频帧循环纠错编码电路是整个系统设计的优秀模块,视频帧循环纠错编码通过Emulator由JTAG(Joint Test Action Group)口下载到DSP中运行,在IEEE 1149.1标准协议下进行 5409A芯片器件的操作测试,芯片采用4通道高性能运放,带宽为10 MHz。使用ADUM1201进行帧同步信号设计[5],选择Motorola 公司高性能 MPC850/86作为自动监考系统的三维特征分析模块,从外部16位存储器读取监测视频图像的编码特征,引出双排的14脚插针外接上拉或下拉电阻,选择引脚、时钟信号输入引脚,数据总线LD 9054与应用电路连接,以串行E2PROM的配置电路作为I/O 初始化控制寄存器模块单元,直接从地址0x20000000执行16位打包模式实现视频纠错编码,得到视频帧循环纠错编码电路设计如图3所示。 (4) 程序加载电路。选择Motorola 公司高性能 MPC850/86作为学生考试自动监考的可视化校验视觉分析的程序加载电路的优秀处理芯片。在程序加载电路中,采用可编程逻辑芯片PLC进行图像信息分析,在程序加载中,从外部16位存储器直接执行16位打包模式,引导ROM配置异步存储器空间,通过连续读取0x00字节的个数来确定学生考试自动监考系统的SPI存储器的片选[6],程序加载电路设计如图4所示。 图4中,在VCC和地之间并联1个电容,满足程序加载电路的可编程的硬件写保护和片内的偶然性的写保护功能。 (5) 输出接口电路。输出接口电路设计中,通过JTAG接口访问CPU的内部寄存器,通过串行E2PROM进行配置校验。使用JTAG仿真器执行12通道DMA异步串行口设计,采用分立元件构成串口复位电路,降低DSP的能耗。开关频率也可在0~1间调节,内核电压在0.8~1.2 V间调整,内核电源通过10 和0.1 电容滤波,以减少电源噪声。实时时钟电源与I/O电源采取分别供电策略,综上分析,得到输出接口电路见图5。 在上述进行系统的硬件模块化设计的基础上,进行系统集成设计与软件开发。 2 实验测试分析 对上述学生考试自动监考系统进行软件开发和系统调试分析。件开发建立在CCS 2.20开发平台下,借助于 LabWindows/CVI,C/C++开发计算机视觉下的图像和视频信息处理程序。根据编写的PCI卡驱动程序进行视频信息采样和监考系统的原始数据采集,得到学生考试自动监考的视频采集分析界面如图6所示。 从图6可见,采用本文设计的考试自动监考系统,能有效实现计算机视觉下的监考视频信息传输。为了定量测试系统的性能,图7给出了不同方法进行监考视觉分析的视频丢包率对比结果,从图7得知,该系统能有效降低监考过程中的视频丢包,从而提高监考区域的视觉覆盖度。 3 结 语 本文提出一种基于视频帧循环纠错编码的计算机视觉自动监考系统设计方法。系统设计分为硬件和软件部分,首先进行了学生考试自动监考系统的总体设计构架分析和功能指标描述;然后以ADSP?BF537并行微处理芯片为优秀进行监考系统的硬件设计,包括A/D电路、时钟电路、视频帧循环纠错编码电路、程序加载电路和输出接口电路;最后在Visual DSP++集成开发环境中进行自动监考系统的软件开发设计,结合视频帧循环纠错编码进行程序加载,实现计算机视觉下的自动监考。实验测试结果表明,该系统能有效降低监考过程中的视频丢包,提高了监考区域的视觉覆盖度,具有优越性能。 计算机视觉论文:基于计算机视觉的疲劳驾驶检测专利分析 摘 要 对基于计算机视觉的疲劳驾驶检测领域的专利申请趋势、专利申请产出国和申请人分布进行了统计分析,重点针对基于人眼、基于人脸、基于嘴巴的疲劳驾驶检测这三个技术分支的发展脉络进行了梳理,并对基于计算机视觉的疲劳驾驶检测的发展趋势进行了分析。 关键词 疲劳驾驶 人眼、人脸 嘴巴 专利 0引言 造成交通事故的原因25%-30%产生于疲劳驾驶,因此疲劳驾驶已成为诱发交通事故的重要因素。国内外专家和学者针对疲劳驾驶的检测开展了大量的研究工作,目前研究的重心主要集中在基于计算机视觉的疲劳驾驶检测,因此对基于计算机视觉的疲劳驾驶检测的相关专利进行分析尤为必要。 1基于计算机视觉的疲劳驾驶检测专利申请数据分析 1.1全球专利申请量趋势 从图1可以看出,基于计算机视觉的疲劳驾驶检测专利申请量从1990-2001年间处于技术研发初期,专利申请量相对较少。从2002年开始该领域的专利申请量逐渐呈现持续增长趋势,并在2014年达到最大值153件。由此可知,随着疲劳驾驶的增多,人们对疲劳驾驶的检测也越来越重视,相应的研究也正不断增加。基于此,在今后的一段时间内,相关的专利申请量有望继续保持。 1.2专利申请产出地区分布 目前各领域的专利申请量主要集中在中国、美国、韩国、日本和欧洲,通过对该领域在中国、美国、韩国、日本和欧洲的专利申请量进行统计分析发现,中国的申请量以48%的占比雄居第一,其他几个地区的申请量相差不大,具体如图2所示。 1.3在华专利申请量变化趋势 图3为1990年至2014年基于计算机视觉的疲劳驾驶检测在华的申请量变化趋势图,由该图可以看出,1990-2002年是技术的萌芽期,在2003年以后申请量才呈现逐年增长的趋势,并且在2012年-2014年将均维持在较高的申请量。因此,该领域国内虽然起步较晚,但是最近几年申请量相对其他地区却具有压制性的优势。 1.4在华主要申请人分析 图4展示了在华主要申请人的申请量份额,主要以科研院所和大型汽车企业为主,其中吉利汽车公司以领先优势排名第一。 2主要技术分支的专利申请分析 基于计算机视觉的疲劳驾驶检测的主要技术分支有:基于人眼的驾驶疲劳检测、基于人脸的驾驶疲劳检测、基于嘴巴的疲劳检测。下面从三个技术分支的发展概况、三个技术分支的主要工作原理及重点专利等方面进行分析。 2.1全球专利申请主要技术分支的申请量趋势图 由图6可知,近年来基于人眼和人脸的驾驶疲劳检测的申请量呈现较快增长,申请量也较基于嘴巴的疲劳检测的申请量大,体现了该领域近年来的发展趋势,并体现出基于人眼和人脸的驾驶疲劳检测的技术分支发展已较为成熟。三个技术分支在2006年之前,申请量的差别不大且数量均较小,显示出在2006年以前三个分支的区别并不明显,发展也较为缓慢,这说明基于计算机视觉的疲劳驾驶检测也是近10年才兴起的一项技术,它依赖于图像处理技术的发展水平。 2.2在华专利申请主要技术分支的申请量趋势图 由图7可知,三个技术分支在2006年以前均只有零星的申请量,这与该领域在全球的发展情况相符合,基于人眼的疲劳驾驶检测在华申请量自2006年以来呈现稳步增长,且近年来申请量最大。基于人脸的疲劳驾驶检测申请量虽小于基于人眼的疲劳驾驶检测,但近年来的申请量也呈现出稳步增长的势头。然而,基于嘴巴的疲劳驾驶检测虽有增长趋势,但申请量一直都较小。由此可知,在国内疲劳驾驶的检测主要是采用人眼检测和人脸检测,这两个分支是国内的研究的热门,也是今后国内在该领域的发展趋势。 3结语 通过对基于计算机视觉的疲劳驾驶检测专利的申请量的总体分析,以及基于人眼、基于人脸、基于嘴巴三个技术分支的申请量趋势分析可知,基于计算机视觉的疲劳驾驶检测在近10年取得了较快发展,这与计算机图像处理技术的发展密不可分;同时,科研院所作为该领域研究的主体,应加强与中小企业的合作。国内疲劳驾驶的检测研究主要集中在人眼检测和人脸检测,这两个分支是国内的研究的热门,同时,基于人眼的疲劳检测其发展方向明确,后续发展将集中在眼睛定位算法的研究上,并且定位精度将越来越高,越来越满足实际的要求。 计算机视觉论文:一种基于计算机视觉的手指特征识别算法研究及其FPGA实现 摘 要: 为了提高视频图像中手指特征识别的精度和速度,提出一种基于矩形模板的动态阈值算法。该算法采用矩形模板平滑图像,用灰度阈值法提取目标边缘,实现对手指特征的准确识别。Matlab仿真结果表明,该算法受环境噪声影响较小,能清晰准确地分割出手指边缘。在FPGA平台上设计了一套基于计算机视觉的手指特征识别系统,并对该系统的实时性、手指识别精度等性能进行了测试。测试结果表明,该系统的运行速度与摄像头摄取图像的速度基本同步,可满足系统对实时性要求。系统对手指位置识别的坐标偏差约为3个像素,基本满足系统对识别精度的要求。 关键词: 计算机视觉; 手指特征识别; 动态阈值算法; 矩形模版 S着科学技术的飞速发展,人与计算机之间的交互活动越来越密切,并逐渐成为人们日常生活的重要组成部分。传统触摸屏是现阶段一种最常见,也是最重要的人机交互方式,其是通过一种附加在显示器表面的透明介质,依赖使用者的手指触摸该介质来实现对计算机的输入控制[1?2]。目前,这种触摸屏技术已经相当成熟,但是,技术上不容易做到大尺寸,且成本相对较高,也易于破损。为了突破传统触摸屏这种人机交互方式的局限,把任何成像平面变成可用手指进行交互的系统,本文提出了一种基于计算机视觉的手指特征识别算法,并在FPGA平台上建立了一套基于计算机视觉的手指特征识别硬件系统。这种基于计算机视觉的手指特征识别方法可为基于视觉的人机互动提供一种新的技术解决途径。其与传统触摸屏的区别在于,不需要在成像屏幕上安装任何特殊介质,使用寿命得到大幅延长,应用范围有了很大扩展。 1 图像采集平台 本文所采用的图像采集平台如图1所示,在任何与计算机连接的显示设备(如投影屏幕、等离子电视等)的左上角、右上角安装两个摄像头,通过这两个摄像头便可确定手指在屏幕上的二维坐标信息(x1,x2)。然后,将此坐标点传至计算机,并与Windows系统的鼠标程序关联即可实现人机交互功能。图2是图像采集平台的侧视图。其中虚线框表示摄像头视野中系统需要处理的区域,即手指出现的区域。 2 手指特征识别算法及仿真 在系统实现过程中,如何从摄像头所拍摄的画面中准确地识别并提取出手指信息是其难点之一。在目前的图像处理技术中,用于识别背景图案中目标物体的算法很多,本文在分析基于色彩聚类的肤色识别算法的基础上,结合课题特殊需求,提出一种基于矩形模板的动态阈值算法,并在Matlab中对上述算法的处理效果进行了仿真。 从图像采集平台可以看出,本系统只关心距屏幕很近的小视野内是否出现区别于背景的目标物体。因此,只需从摄像头拍摄的图像当中截取一部分,如图3中的小矩形框所示。 2.1 基于色彩聚类的肤色识别算法 肤色是人体区别于其他物体的一个重要特征,人体肤色特征不受位置、角度、大小等因素影响,具有较强的稳定性。因此,本文首先选定基于色彩聚类的肤色提取识别算法进行研究。在色彩聚类方法中,Anil K.Jain的Cb,Cr椭圆聚类方法最为典型[3?4]。采用非线性分段肤色分割得到的肤色区域在Cb,Cr空间中近似于椭圆,如下: 由图5可知,利用该算法分割手指信息的效果尚可,能从比较友好的环境中迅速准确地识别出手指信息。图6为利用椭圆聚类肤色分割算法对从图像采集平台读取图像的手指识别效果。可见,该算法在普通环境下对手指的识别效果良好。但当屏幕上的颜色影响手指肤色时,该算法的识别能力就会有所降低。可见,该算法对皮肤颜色的纯度要求较高,适用范围受限。图7为屏幕出现大面积蓝色时对手指识别造成的影响效果。 2.2 基于正方形模板的动态阈值算法 基于正方形模板的动态阈值算法,即采用灰度阈值法,用正方形模板平滑图像[5?6]。图8(a)是3×3模板动态阈值算法平滑图像的过程。 应用基于3×3模板的动态阈值算法对原图4进行边缘提取的仿真效果如图9(a)所示。可见,应用3×3模板可以提取出目标物体的边缘,但不够清晰。虽然可以通过增大模板取得比较理想的效果(图9(b)为采用基于101×101模板的动态阈值算法的处理效果),但会使计算量剧增,同时也缩小了模板所能完全覆盖的范围,使图像边缘产生无效的白色区域。 2.3 基于矩形模板的动态阈值算法 根据课题实际需要,即所要处理的目标区域为长方形窄条区域(如图3所示),本文提出一种基于矩形模板的动态阈值算法。该算法与基于正方形模板算法的区别在于,平滑图像时所用的模板为窄条形,如3×5模板,3×15模板,3×41模板等。图8(b)是3×9模板动态阈值算法平滑图像的过程。 图10给出了采用基于3×9模板、3×14模板、3×81模板、3×101模板动态阈值算法对原图4进行手部边缘提取的仿真效果。由仿真效果可知,基于矩形模板的动态阈值算法在模板取值为3×9的情况下,便能够清晰提取出目标物体的边缘。而且,随着模板取值的增加,目标物体边缘的提取效果更加清晰准确。与基于正方形模板的动态阈值算法相比,基于矩形模板的动态阈值算法计算量较小,节约了系统的计算资源。 3 基于FPGA的手指特征识别算法的系统测试 为了验证本文所提出的基于矩形模板的动态阈值算法能否满足屏幕交互系统的整体要求,本文通过编写软件程序在FPGA开发板上对这种算法进行了硬件实现和系统测试。 3.1 硬件实现 本文所采用的硬件实现系统主要是基于美国Altera公司生产的型号为EFA?CY1C12的“红色飓风”(Red Cyclone)系列FPGA开发板,并另外集成了用Ommvison公司的型号为OV9655的CMOS数字摄像头,以及ISSI公司的型号为IS61LV25616AL的SRAM存储器[7?10]。最终搭建的硬件系统如图11所示。 3.2 系统测试 本文主要对系统的实时性、手指提取精度、资源占用情况等影响系统运行的重要技术指标进行了测试。 (1) 实时性 OV9655摄像头在1 280×1 024分辨率下,能提供15 f/s的图像采集速率,课题所设计的软件程序可以在一帧图像的处理时间内完成了数据的采集、手指边缘的识别等运算,实现了系统执行速度与摄像头拍摄速度的同步,达到了系统对实时性要求。 (2) 手指识别精度 由于课题在软件设计过程中编入了图像采集防抖动处理程序,提高了图像采集的稳定性,也提高了手指识别的精度。经过测试,本系统得到的手指位置信息的坐标偏差为3个像素,基本满足大屏幕交互系统对识别精度的需求。 (3) 资源占用情况 从Quartus Ⅱ的编译报告中可以看出,本系统的软件运行已占用FPGA的9 702个逻辑单元,占逻辑单元总数的80%。可见,该硬件系统的FPGA运算资源基本能满足系统的实际需要。 4 结 语 本文通过对基于矩形模板的动态阈值算法的研究和基于FPGA的手指特征识别硬件系统的实现,建立了一套基于计算机视觉的手指特征识别系统。该算法受环境噪声影响较小,能清晰准确地分割出手指边缘,且随着矩形模版取值的增大,算法的识别效果会更加良好。该系统的实时性、手指识别精度及资源占用情况均可满足系统要求。这种基于计算机视觉的手指识别方法成本低、灵活性好,为基于视觉的人机交互提供了一种新的技术途径。 计算机视觉论文:基于计算机视觉的运动目标跟踪算法 摘 要截至目前,运动目标跟踪已经历经了几十年的发展研究,其作为当前社会一项至关重要的先进技术,对于人们的日常工作生活以及社会经济、军事政治等其他各领域均有着积极的帮助作用。特别是在计算机视觉技术逐渐发展成熟的今天,运动目标跟踪与计算机视觉技术的融合程度也越来越高。基于此,本文将选择当前比较常见的一种目标跟踪算法即Kalman filter算法,并以运动的人脸作为跟踪目标,着重围绕基于计算机视觉的运动目标跟踪算法进行简要分析研究。 【关键词】计算机视觉 运动目标 跟踪算法 在计算机等现代科学技术尚未出现以前,人们在获取外界信息时往往主要依赖视觉,而在我国计算机技术水平不断发展提升的背景之下,计算机视觉技术的出现使得人类肉眼视觉得到了进一步的发展延伸,尤其是在各种传感器技术的帮助之下,使得人们能够对保持运动状态的目标进行实时跟踪,从而准确掌握目标的具体形态属性。在此背景之下,本文将运动目标设定为运动的人脸,通过探究基于计算机视觉的运动目标跟踪算法,希望能够为相关研究人员提供相关参考和帮助。 1 Kalman filter目标跟踪算法的简要概述 Kalman filter目标跟踪算法是当前众多跟踪算法当中使用范围较广、使用频率比较集中的一种跟踪算法,这一算法最早可以追溯至上个世纪六十年代,人们通过将滤波理论与状态空间模型相集合,从而得到的一种递推估计的算法也就是卡尔曼滤波理论。其通过利用上一时刻获取的预估值以及当下获取的实际观测值,在信号与噪声状态空间模型当中不断更新状态变量,进而顺利完成估计预测并获得当前时刻估计预测值。经过不断的发展,在计算机图像处理以及其他运动目标跟踪当中经常会使用Kalman filter算法。如果在k时刻系统下的状态向量用xk表示,那么在t0时刻下初始化的状态预测方程为;在tk时刻下更新系统状态的具体方程为 ,其中Hk、Zk分别表示测量矩阵m×n维以及转移矩阵n×n维的状态向量。但在跟踪计算机视觉运动目标譬如说视频目标时,由于相邻的两帧视频图像本身时间间隔非常短,因此目标在这一时间内难以发生明显的运动状态变化,此时我们可以通过将此间隔时间设定为单位时间,同时目标在单位时间内一直保持匀速运动状态,这时我们可以得到一个状态转移矩阵且 ,定义系统观测矩阵即为 ,定义噪声Wk以及Vk协方差矩阵则可以分别用 和表示。 如果在滤波器在经过若干次卡尔曼滤波后仍然能够恢复至原始状态,则其具有较好的稳定性,但如果在进行运动目标跟踪实验的过程当中,对于处于运动状态的被跟踪目标,一旦出现遮挡行为则将在第一时间内暂停估计参数,并将这一参数估计值直接代入到状态方程当中,使得运动目标无论是否被遮挡均可以对其进行精确跟踪。 2 基于计算机视觉的运动目标跟踪算法 2.1 建立颜色概率模型 颜色囊括了诸多的信息量光柱点,尤其是在人类的视觉世界从本质上来说也是一种用过感知自然界色彩以及明暗变化的世界,因此人们可以通过使用三基色原理获得RGB颜色空间。考虑到颜色与计算机视觉场景当中各个场景和目标之间有着紧密的关系,同时不同于目标的大小、形态等其他视觉特征,颜色特征鲜少会受到包括观察视角等在内各因素的干扰影响,从某种角度上来说基于颜色特征的运动目标具有较好的稳定性。为了能够保障目标跟踪既稳定又迅速,需要选择合适的颜色特征,否则将极有可能导致出现跟踪失败。在这一环节当中人们通常使用的是RGB颜色空间以及HSI颜色空间,但由于二者均具有一定的局限性,因此本文在对人脸特征尤其是颜色特征进行选取时,选择了rgI颜色直方图的方法,在解决两N颜色空间自身缺陷的同时,尽量避免目标人脸运动位置以及尺寸等变化因素对目标追踪造成的干扰影响。在rgI颜色直方图当中 其中R、G、B就是RGB颜色空间当中的三原色,r、g、I有着相同的取值范围即在0到1之间。保持间隔相等的情况下划分L值即可得到rgI颜色直方图。虽然rgI颜色直方图与物体相对应,但如果目标只是位置以及尺寸等出现变化,rgI颜色直方图并不会受到任何实质性影响,因此在理想情况下,利用rgI颜色直方图能够对视频图像中不同运动位置以及不同尺寸的人脸进行目标追踪。 2.2 跟踪算法 运动目标的不断变化将会使得模板图像随之发生相应变化,因此需要不断更新模板图像才能够有效完成对运动目标的连续跟踪,本文在对运动目标的实际运动范围进行预测过程中选择使用卡尔曼滤波,之后利用rgI颜色直方图在预测运动范围之内搜索和匹配相应目标,从而通过此举获得与目标模板有着最小欧式距离的区域,在此过程当中存在一个特定阈值T,如果两者的欧氏距离在进行相减时差值没有超过这个特定阈值,那么此时该区域就是运动目标所在的实际位置,利用在这一区域当中的rgI颜色直方图并将其充当下一帧运动目标的匹配模板,在不断重复的过程中模板能够实现不间断地更新。由于相邻的两帧视频图像之间,时间间隔并不长,因此目标人脸在极短的时间间隔当中基本上不会出现突然变化,此时我们可以认为运动目标人脸的运动连续性比较强,此时利用公式 可以进行欧式距离的计算并用以衡量匹配的模板。其中匹配区域和模板的rgI颜色直方图分别用l和l'表示,而rgI颜色直方图中的维数则用n进行表示。根据相关视频图像显示,通过不断更新模板确实可以对目标运动人脸进行实时跟踪显示。 3 结束语 总而言之,本文通过选择当前比较常见的目标跟踪算法即Kalman filter算法,利用卡尔曼滤波以及rgI颜色直方图完成对运动人脸的跟踪。事实证明,Kalman filter算法确实能够在对各目标之间的干扰进行明确区分的基础之上,准确描述运动人脸目标,从而较好地跟踪运动目标,但由于人脸之间本身存在一定的相似性,因此本文只是对理想状态下的运动人脸进行跟踪实验,日后还需要对计算机视觉技术和Kalman filter算法进行进一步优化以妥善解决多人脸目标以及相似性问题。 作者单位 重庆电子工程职业学院软件学院 重庆市 401331 计算机视觉论文:基于计算机视觉的室内自主移动机器人导航综述 摘要:计算机视觉在人工智能学科占据重要地位,为自主移动机器人视觉导航做了深厚的理论铺垫。基于计算机视觉的自主导航与路径规划是自主移动机器人研究的关键技术,计算机视觉室内导航技术主要分为3类:第一类是环境地图事先已知;第二类是同时定位与地图构建(simultaneouslocalization andmapping,SLAM);第三类是不依赖环境地图。详细阐述了每种导航模型和技术方法,探讨了基于计算机视觉导航的最新技术进展,总结了目前国内外计算机视觉导航的研究进展。 关键词:计算机视觉;地图匹配;SLAM;机器人导航;路径规划 1概述 计算机视觉在人工智能学科占据重要地位,为自主移动机器人视觉导航做了深厚的理论铺垫。目前,机器人导航技术有很多种,传感器导航技术如里程计、激光雷达、超声波、红外线、微波雷达、陀螺仪、指南针、速度、加速度计或触觉等得到了普遍应用,与上述非计算机视觉导航技术相比较,计算机视觉导航技术如人眼般具有灵敏度高且可捕获的信息量大以及成本低等优点。由于室内相对室外空间比较狭小且内部环境复杂,所以普通移动机器人在作业过程中,完成躲避眼前障碍物、自主导航以及为自身找出一条可行路径等一系列操作会相对比较困难。计算机视觉导航技术可利用本身的摄像头获得室内周围的环境信息,实时对其周身的场景进行快速反馈,对视野前方障碍物进行快速识别和检测,从而确定一条高效的可行的安全路径。本文对计算机视觉导航技术进行分类研究,主要分为3类:第一类是环境地图事先已知,提前对外界环境特征进行提取和处理,建立全局地图,并将地图信息存储在机器人内存数据库中,在导航的时候实时进行地图匹配;第二类是同时定位与地图构建,移动机器人在自身位置不确定的情况下根据自身的摄像头获取周围未知环境信息,在作业时逐步构建周围的环境地图,根据构建的增量式地图自主实时定位和导航;第三类是不依赖环境地图,自主移动机器人不需要依赖任何的环境地图,其在作业活动时的可行区域主要取决于摄像头实时识别和检测的环境相对信息。 2环境地图的表示方法 目前,计算机视觉导航技术多采用栅格地图、几何地图、拓扑地图和混合地图构建环境地图信息。 2.1栅格地图 栅格地图,将栅格图像考虑为一矩形,均分为一系列栅格单元,将每个栅格单元赋予一个平均概率值,并利用传感信息估计每个单元内部内存障碍物的概率。构建栅格地图的优点是其地图表达形式直观,创建和维护比较容易;但当划分的栅格单元数量不断增多时,实时性就会慢慢变差;当划分的栅格单元越大时,环境地图的分辨率越低。 2.2几何地图 几何地图利用几何特征如点、直线、平面等来构成环境主要框架,需要知道这些特征在环境中信息的具体位置,所以几何地图通常使用其对应的三维空间坐标来表示。几何地图构建过程相对简单,保留了室内环境的各种重要信息,是基于计算机视觉的定位与地图构建算法中最常用的一种表示方式。但是为了完成环境的建模需要标记大量的特征,从而计算量也非常的大,降低了实时性,其重建的地图也容易出现与全局不一致的情况。 2.3拓扑地图 拓扑地图用许多节点和连接这些节点的曲线来表示环境信息。其中,每个节点相对应真实环境中的特征点(如门角、窗户、椅子、桌子角及拐角等),而节点之间的曲线表示两个节点对应的地点是相联通的。拓扑地图把环境信息表上在一线图上,不需要精确表示不同节点间的地理位置关系,图像较为抽象,表示起来方便且简单。机器人首先识别这些节点进而根据识别的节点选择节点与节点间的曲线作为可作业的路径。 2.4混合地图 混合地图主要包括3种形式:栅格一几何地图、几何一拓扑地图以及栅格一拓扑地图。混合地图采用多种地图表示,可结合多种地图的优势,与单一的地图表示相比更具有灵活性、准确性和鲁棒性,但其不同类别的地图结合起来管理会比较复杂,难以协调,增加了地图构建的难度。文献针对室内环境所建立的模型分为全局拓扑和局部几何表述部分,整体环境通过拓扑节点串连起来,维护了整体环境表述的全局一致性;而以每个拓扑节点为优秀所采用的几何表述则可确保局部精确定位的实现,这样建立的几何一拓扑混合环境模型可将二者的优势都表现出来,使得移动机器人定位和地图构建同时进行,实现容易。 3基于计算机视觉的室内导航 基于计算机视觉的室内导航技术可利用摄像头捕获机器人周围环境的全部信息,对其周身的场景进行反馈,对障碍物进行快速识别和检测,从而确定一条高效的可行的安全路径。本文将计算机视觉室内导航技术主要分为3类:第一类是环境地图事先已知;第二类是定位与地图构建同时进行;第三类是不依赖环境地图。 3.1环境地图事先已知 提前对外界环境特征进行提取和处理,建立全局地图,并将地图信息存储在机器人内存数据库中,在导航的时候实时进行地图匹配,即预存环境地图。在环境地图事先已知的导航中,路标信息保存在计算机内存的数据库中,视觉系统中心利用图像特征直接或间接向移动机器人提供一系列路标信息,一旦路标被确定后,通过匹配观察到的图像和所期望图像,机器人借助地图实现自身精确定位和导航。该导航技术过程可分为以下步骤: a)图像获取:摄像头获取其周围的视频图像; b)路标识别及检测:利用相关图像处理算法对图像进行一系列预处理如进行边缘检测和提取、平滑、滤波、区域分割; c)路标匹配标志:在观察到的图像和所期望图像之间进行匹配,搜索现有的路标数据库进行标志路标; d)位置计算:当有特征点进行匹配时,视觉系统会根据数据库中的路标位置进行自身精确定位和导航。 在基于计算机视觉的地图匹配定位过程中,主要有2种地图匹配较为典型。 ①已知起点,已知地图。这种条件下的定位称为局部定位,采用的是一种相对定位的方法,如图1所示为其位姿估计过程,这种情况目前导航技术研究得最多。 ②不知起点,已知地图。这种条件下的定位称为全局定位。当机器人需要重置时,通常使用这种定位方法来检索机器人的当前位置(即姿态初始化)。常用的辅助方法是在环境中添加一些人造信标,如无线收发器,几何信标,条码技术,红外或超声波接收系统进行位置识别,利用视觉系统识别自然标志,自主定位。 3.2定位与地图构建同时进行 不知起点,不知地图。SLAM技术最早由Smith等人于1986年提出,移动机器人在自身位置不确定的情况下根据自身的摄像头获取周围未知环境信息,在作业时逐步构建周围的环境地图,根据构建的增量式地图自主实时定位和导航。在日后的导航研究中,混合地图中的几何一拓扑混合环境模型被得到广泛应用,主要用来解决SLAM问题。 2003年,在解决SLAM技术难题上,Arras等人采用基于Kalman滤波器和最邻近(nearest neighbor)匹配策略的随机地图创建方法。下面是该算法步骤: a)数据采集:首先初始化系统,从摄像头传感器采集距离数据; b)状态预测:视觉系统预测机器人运动状态,实时返回新位姿信息和协方差矩阵,预测地图; c)观测:从原始捕获的信息中提取主要特征信息并将此信息返回给局部地图; d)测量预测:预测机器人当前位姿的全局地图; e)位置匹配:应用最邻近滤波器匹配局部地图中的观测点和预测点; f)估计:使用扩展Kalman滤波器更新地图; g)创建:将非相关的观测点加入地图,对机器人返回增量式地图; h)输出地图。 制约机器人视觉系统性能的重要因素是信息实时处理的计算复杂度和处理效率,SLAM算法需要在地图密度与计算效率之间取得权衡。 3.3无环境地图 在这类系统中,机器人不需要依赖任何的环境地图信息,机器人的活动取决于其当时识别和提取出来的环境信息,这些环境信息可能是桌子、椅子和门等,不需要知道这些环境元素的绝对位置。无环境地图的导航技术典型的技术有3大类:基于光流的导航技术、基于外观信息的导航技术、基于目标识别的导航技术和基于目标跟踪的导航技术。 3.3.1基于光流的导航技术 光流是三维空间运动物体在观测成像面上的像素运动的瞬时速度,也是图像亮度的运动信息描述。光流法计算最初是由Horn和Schunck于1981年提出的,其利用二维速度场与灰度,引入光流约束方程,得到光流计算的基本算法。光流计算基于物体移动的光学特性提出了2个假设:①运动物体的灰度在很短的间隔时间内保持不变;②给定邻域内的速度向量场变化是缓慢的。如Santos-Victor等人研发了一种基于光流的robee视觉系统,该系统模拟了蜜蜂的视觉行为。在robee视觉系统中,使用单独的双目视觉方法来模拟蜜蜂的中心反射(Centering Reflex):当机器人移动到走廊两侧的墙壁中心时,左眼捕获场景的瞬时速度与右眼捕获场景的瞬时速度是相同的,几乎没有差别,那么机器人就可以知道他们在走廊的中心。如果眼睛两侧的眼睛的瞬时变化速度不同,则机器人移动到较慢的速度。在自动机器人导航的实现中,基于这个想法是测量摄像机捕获图像场景瞬时速度差异。这种导航技术只能用于室内单通道直走道导航,不能引导机器人改变方向,具有一定的局限性。 3.3.2基于外观信息的导航技术 基于外观的机器人导航方法,不需要构建真实的地图导航,机器人通过自身所携带的摄像头和传感器感知周围目标的外观信息进行自主定位和导航。其中,所述的外观信息多为目标信息的颜色、亮度、形状、空间大小和物理纹路等。机器人在导航时存储连续视频帧的环境图像信息,并将连续视频帧与控制指令相关联,从而再执行指令规划有效路径到达目的地。 3.3.3基于目标识别导航技术 为了达到目标点或是识别目标,机器人很多时候只能获取少量的图像信息。Kim等人提出了一种用符号代替导航各个位置的赋值方法。该赋值方法中,机器人执行命令如“去窗边”“去你后面的椅子旁”等。这样,通过相关的符号命令,机器人自动识别并建立路标,通过符号指令到达目标点。例如“去你后面的椅子旁”,这样的命令就是告诉机器人路标是椅子、路径向后。该导航技术的难点在于目标是否可以准确实时识别路标。第一,识别大量不同类别的物体,室内环境有许多不同类别的物体,需要将它们组织到一个在给定的容易搜索图像数据结构中去,起到容易识别是用什么度量来区分物体;第二,识别大量不同背景下的物体,一个合适的物体表达式有助于将图像组织成片断,而这些片断来自于物体的种类且与物体无关的;第三,在抽象层次上识别物体,机器人可以不需要在看到一个具体的杯子之前便能知道它是一个杯子,相关程序能够类似的物体进行识别和区分。 3.3.4基于目标跟踪的导航技术 基于目标跟踪的导航技术,为机器人构造一个虚拟地图,机器人通过摄像头获取连续的视频序列确定一个跟踪的目标,为了达到对目标的精确定位和实时跟踪,可以利用粒子滤波算法对需要跟踪的目标进行建模。基于粒子滤波的目标跟踪主要包含四个阶段,分别是初始化目标区域,概率转移,目标区域权重计算,目标区域重采样。在机器人导航之前,通过视频序列的当前几帧标注机器人所需要跟踪的目标,在导航时,机器人通过连续的视频帧感知周围的待跟踪目标,同时对所需要跟踪的目标散播粒子,当获取的视频帧对目标区域重采样后足以让机器人确定所需要跟踪的目标时,机器人通过确定的目标为自己规划最有效的路径到达目的地。获取视频序列目标跟踪是算机视觉领域中的重要分支,它在工业生产、交通导航、国防建设、航空导航等各个领域有着广泛的应用。 4结论 本文对近三十年来基于计算机视觉的室内自主式移动机器人导航技术进行了详细的分类介绍,对于移动机器人是否需要地图匹配的导航系统进行了详细的综述。目前,在做导航和面向任务的决策时,自主机器人尚未能够准确地综合考虑真实环境空间中的各种不确定性,当路径前方突然出现动态场景变化、目标运动、遮档障碍物时便会显得一无所措,无法及时把握室内环境变化的动态信息进行实时导航,而这将是未来计算机视觉研究的一大难点和热点。所以,室内自主移动机器人仍在发展中,还有很多的问题值得研究和探索,现有的机器人大多数都需要人为定期去进行清理和维护,直到今天还没有产生一台真正意义上完全自主的移动机器人。 计算机视觉论文:探讨计算机视觉技术在图书馆工作中的应用 摘要:随着科技的不断发展,计算机视觉技术的发展越来越迅速,它的研究和应用范围不断的扩大,已经涉及到制造业、农业、医疗诊断以及军事领域。本文通过对计算机视觉技术在图书馆工作应用中的探讨,了解计算机视觉技术在图书馆实行的效果。 关键词:计算机;视觉技术;图书馆;应用探讨 引言 俗话说“书是人类进步的阶梯”,各大高校以及各大城市都建有图书馆,图书馆可以满足人们对各种知识的需求,因此对图书馆的管理工作也是十分重要。如今科技不断的发展,计算机视觉技术被运用到图书馆管理中。计算机视觉是用摄影机和电脑来代替人眼进行检测、监控、识别和测量等的机器视觉,它能够对收集来的图片和视频进行处理,然后获得相应的三维信息。计算机视觉是一门综合性的学科也是一个富有挑战性的领域,它已经被应用到各个领域中,它的重要性不言而喻。 一、计算机视觉技术的特点 (一)检测范围广泛 人眼的检测范围毕竟有限,有些细微的方面人眼是检测不到的,比如红外线、超声波等,但是计算机视觉技术却是可以检测到人眼所检测不到的范围。计算机视觉技术可以将红外线和超声波处理成图像呈现出来,它的检测范围十分广泛而且是不加选择的进行检测,可以说它的使用大大拓展了人眼的视野。 (二)检测安全可靠 我们都知道电子产品如果接触使用必然是会受到一定辐射的,但是计算机视觉与以往的检测机器不同,它是不需要与被测者进行接触的,观测者和被测者都是十分安全不会受到丝毫损伤的,而且它在使用的过程中并不会像人眼一样感到疲惫,它可以一直进行高效率的工作,因此对其检测结果也是十分的可靠的。 二、视觉技术在图书馆工作中的应用分析 (一)图书剔旧和修补 图书馆是人们知识的殿堂,是思想文化知识不断扩展的地方,因此图书馆的剔旧是一项十分重要的工作。图书馆的空间毕竟有限,一些相对陈旧而利用率较低的参考文献是需要不定期的进行筛选的,这些资料通常都是表面发黄、布满灰尘和封面破旧等,而图书馆的剔旧工作大多是由工作人员亲自到书库中进行挑选,这样不仅工作量大、耗时长还有可能会存在遗漏的现象,而且资料上的灰尘也会给工作人员的身体健康带来影响。 图书馆会收藏一些珍贵的古籍和字画,但是时间一长,受到温度、湿度等的影响会造成古籍和字画表面发黄、纸张变脆甚至会出现虫眼,这时候就需要对古籍字画进行修补工作。这项工作大多由工作人员亲力亲为,会给工作人员带来一定的健康影响,如果使用计算机视觉技术代替人们来进行工作,会大大减少工作人员的工作强度,同时也保证了工作效率。 (二)管理职工人员 图书馆中职工人员的正常有序的工作是保证图书馆正常运行的关键之处,在进行图书馆职工人员的管理上可以引用计算机视觉技术。以往的职工签到可能会出现代签现象,而计算机视觉技术可以采用图像视觉处理技术对职员进行磁卡、眼膜、人脸识别等进行签到,杜绝了以往签到工作所存在的弊端。同时,在图书馆工作处理中,计算机视觉技术也可以帮助职工人员处理一些难题,让图书馆工作能够有序高效的进行。 (三)监控检测系统 如今图书馆的书籍是完全向人们开放的,人们可以自由进行借阅,以往的人工检测会造成猜疑和尴尬,也会加大图书馆管理人员与读者之间的磨擦。计算机视觉技术的使用可以全自动化进行监控和检测,避免了以往人工监测所出现的问题。图书馆的书籍借阅管理工作异常重要,计算机视觉技术可以全程自动化进行高效工作,可以进行无人看管检测读者进出携带书籍文献和借阅空间的监控等,大大提高了工作效率,让图书馆的借阅工作顺利有序的进行。 三、视觉技术在图书馆工作中的应用问题的研究 (一)循序渐进的结合 计算机视觉作为一个新兴技术,虽然已经被运用到各个领域内,但是在引进入图书馆的管理中,如果想要快速的取代传统的管理模式,无论是工作人员还是工作理念都不可能及时接受这种改变的。新技术的融入必须要循序渐进,找到与传统的管理模式的结合点,然后进行慢慢磨合,达到与传统相结合的效果,这样人们才能够接受一种新技术的使用,不仅提高了工作效率减轻了工作人员的工作负担,也能够更好的发挥出计算机视觉技术的真正作用。 (二)提高专业人员的业务水平 新的技术需要新的业务水平来支持,如果没有相应的业务水平是没有办法发挥出新技术应有的作用。计算机视觉技术通过计算机成像系统来代替人类的视觉感官,能够自主适应环境、自主工作的能力。计算机视觉技术在不断的更新中,它的使用功能也是越来越多,操作方法越来越复杂,这时就需要图书馆的工作人员对计算机视觉技术有细的了解,能够熟练操作和运用计算机视觉技术。图书馆管理阶层应该组织工作人员进行培训工作,让他们接收新的知识掌握新的技术,不断的提高图书馆工作人员的业务水平,才能够保证图书馆工作高效进行。 (三)读者素质和应用手段的提高 现代化图书馆要想实现工作和服务的全面自动化,就需要有现代化技术的支持,计算机视觉技术的引用虽然是一个现代化技术的支持,但是如今仅停留在生物特征的识别领域。比如图书馆如今普遍有门禁系统,这也仅停留在计数功能和监控可冲消磁条的识别和认定上,如果有些读者素质不高故意去掉这些生物识别,图书馆的门禁系统就没有办法阻止这些读者的进入进出。因此,提高读者的素质和计算机视觉技术的应用手段,才能够保证计算机视觉技术在图书馆被广泛的进行使用。 结束语 计算机视觉技术作为新兴的综合性技术,被运用到工业、农业、医学、军事、体育等各个领域,它的出现代替了人类去完成不可能的工作,开拓了人类的视野,提高了工作效率和深度,让人类从不适应的工作环境中解放出来。计算机视觉被称为自动化的眼睛,对周围的空间物体有着传感、抽象、判断的能力,它能够从根本上改变人们的思维方式。 虽然如今计算机视觉技术在图书馆的应用中仅处于初始层面,但是每项新的技术的引用不都是循序渐进需要一个过渡时段吗?计算机视觉技术虽然进入了瓶颈时期,但是相信在不断的提高和完善下,一定会突破瓶颈期进入到迅猛发展的时期。计算机视觉技术的提高,能够让图书馆更好的发挥其作用,让人们能够更快更方便的利用图书馆汲取不同的知识,同时也能够加快学术的发展和社会的进步。 计算机视觉论文:计算机视觉图像精密测量下的关键技术 摘 要近代测量使用的方法基本上人工测量,但人工测量无法一次性达到设计要求的精度,就需要进行多次的测量再进行手工计算,求取接近设计要求的数值。这样做的弊端在于:需要大量的人力且无法精准的达到设计要求精度,对于这种问题在现代测量中出现了计算机视觉精密测量,这种方法集快速、精准、智能等优势于一体,在测量中受到了更多的追捧及广泛的使用。 【关键词】精密测量 计算机视觉图像 关键技术 在现代城市的建设中离不开测量的运用,对于测量而言需要精确的数值来表达建筑物、地形地貌等特征及高度。在以往的测量中无法精准的进行计算及在施工中无法精准的达到设计要求。本文就计算机视觉图像精密测量进行分析,并对其关键技术做以简析。 1 概论 1.1 什么是计算机视觉图像精密测量 计算机视觉精密测量从定义上来讲是一种新型的、非接触性测量。它是集计算机视觉技术、图像处理技术及测量技术于一体的高精度测量技术,且将光学测量的技术融入当中。这样让它具备了快速、精准、智能等方面的优势及特性。这种测量方法在现代测量中被广泛使用。 1.2 计算机视觉图像精密测量的工作原理 计算机视觉图像精密测量的工作原理类似于测量仪器中的全站仪。它们具有相同的特点及特性,主要还是通过微电脑进行快速的计算处理得到使用者需要的测量数据。其原理简单分为以下几步: (1)对被测量物体进行图像扫描,在对图像进行扫描时需注意外借环境及光线因素,特别注意光线对于仪器扫描的影响。 (2)形成比例的原始图,在对于物体进行扫描后得到与现实原状相同的图像,在个步骤与相机的拍照原理几乎相同。 (3)提取特征,通过微电子计算机对扫描形成的原始图进行特征的提取,在设置程序后,仪器会自动进行相应特征部分的关键提取。 (4)分类整理,对图像特征进行有效的分类整理,主要对于操作人员所需求的数据进行整理分类。 (5)形成数据文件,在完成以上四个步骤后微计算机会对于整理分类出的特征进行数据分析存储。对于计算机视觉图像精密测量的工作原理就进行以上分析。 1.3 主要影响 从施工测量及测绘角度分析,对于计算机视觉图像精密测量的影响在于环境的影响。其主要分为地形影响和气候影响。地形影响对于计算机视觉图像精密测量是有限的,基本对于计算机视觉图像精密测量的影响不是很大,但还是存在一定的影响。主要体现在遮挡物对于扫描成像的影响,如果扫描成像质量较差,会直接影响到对于特征物的提取及数据的准确性。还存在气候影响,气候影响的因素主要在于大风及光线影响。大风对于扫描仪器的稳定性具有一定的考验,如有稍微抖动就会出现误差不能准确的进行精密测量。光线的影响在于光照的强度上,主要还是表现在基础的成像,成像结果会直接导致数据结果的准确性。 2 计算机视觉图像精密测量下的关键技术 计算机视觉图像精密测量下的关键技术主要分为以下几种: 2.1 自动进行数据存储 在对计算机视觉图像精密测量的原理分析,参照计算机视觉图像精密测量的工作原理,对设备的质量要求很高,计算机视觉图像精密测量仪器主要还是通过计算机来进行数据的计算处理,如果遇到计算机系统老旧或处理数据量较大,会导致计算机系统崩溃,导致计算结果无法进行正常的存储。为了避免这种情况的发生,需要对于测量成果技术进行有效的存储。将测量数据成果存储在固定、安全的存储媒介中,保证数据的安全性。如果遇到计算机系统崩溃等无法正常运行的情况时,应及时将数据进行备份存储,快速还原数据。在对于前期测量数据再次进行测量或多次测量,系统会对于这些数据进行统一对比,如果出现多次测量结果有所出入,系统会进行提示。这样就可以避免数据存在较大的误差。 2.2 减小误差概率 在进行计算机视觉图像精密测量时往往会出现误差,而导致这些误差的原因主要存在于操作人员与机器系统故障,在进行操作前操作员应对于仪器进行系统性的检查,再次使用仪器中的自检系统,保证仪器的硬件与软件的正常运行,如果硬软件出现问题会导致测量精度的误差,从而影响工作的进度。人员操作也会导致误差,人员操作的误差在某些方面来说是不可避免的。这主要是对操作人员工作的熟练程度的一种考验,主要是对于仪器的架设及观测的方式。减少人员操作中的误差,就要做好人员的技术技能培训工作。让操作人员有过硬过强的操作技术,在这些基础上再建立完善的体制制度。利用多方面进行全面控制误差。 2.3 方便便携 在科学技术发展的今天我们在生活当中运用到东西逐渐在形状、外观上发生巨大的变大。近年来,对于各种仪器设备的便携性提出了很高的要求,在计算机视觉图像精密测量中对设备的外形体积要求、系统要求更为重要,其主要在于人员方便携带可在大范围及野外进行测量,不受环境等特殊情况的限制。 3 计算机视觉图像精密测量发展趋势 目前我国国民经济快速发展,我们对于精密测量的要求越来越来高,特别是近年我国科技技术的快速发展及需要,很多工程及工业方面已经超出我们所能测试的范围。在这样的前景下,我们对于计算机视觉图像精密测量的发展趋势进行一个预估,其主要发展趋势有以下几方面: 3.1 测量精度 在我们日常生活中,我们常用的长度单位基本在毫米级别,但在现在生活中,毫米级别已经不能满足工业方面的要求,如航天航空方面。所以提高测量精度也是计算机视觉图像精密测量发展趋势的重要方向,主要在于提高测量精度,在向微米级及纳米级别发展,同时提高成像图像方面的分辨率,进而达到我们预测的目的。 3.2 图像技术 计算机的普遍对于各行各业的发展都具有时代性的意义,在计算机视觉图像精密测量中运用图像技术也是非常重要的,在提高图像处理技术做以提高。同时工程方面遥感测量的技术也是对于精密测量的一种推广。 4 结束语 在科技发展的现在,测量是生活中不可缺少的一部分,测量同时也影响着我们的衣食住行,在测量技术中加入计算机视觉图像技术是对测量技术的一种革新。在融入这种技术后,我相信在未来的工业及航天事业中计算机视觉图像技g能发挥出最大限度的作用,为改变人们的生活做出杰出的贡献。 作者单位 常州信息职业技术学院 江苏省常州市 213164 计算机视觉论文:基于计算机视觉的人脸检测与识别技术初探 随着计算机技术和网络技术的飞速发展,计算机已深入到社会的各个领域,并深刻的改变人们的工作、学习和生活方式。信息的获取、分析、处理、、应用能力已经成为社会中人们的一个必备的技能。多媒体技术也在发生着日新月异的变化,包括这多媒体技术的基本概念、图像、音频、视频、动画的常用处理工具等。其中人脸检测与识别技术在计算机视觉方面也是尤为重要的,人脸检测与识别技术主要是用于身份信息的识别,也可以用来对个人的隐私信息通过识别来进行保护。 诞生于20世纪40年代的电子计算机是人类最伟大的发明之一。并且一直以飞快的速度发展着。进入21世纪的现代社会,计算机已经进入各个行业,并成为各行业必不可少的工具。如今的计算机发展的更加智能化,就如今来说,人们最什么事情都非常重视信息,人类和社会的发展,时刻都离不开信息。计算机如今重视的方面就是对信息的阅读和控制,人脸检测与识别技术也是应运而生。 人脸识别的论述 人脸识别是人类视觉中的一大特色,因为能对身边的人进行识别,才不会对身边的信息进行混淆,简单来说,根据人脸可以对人的年龄,性别进行初步判断。随着计算机技术的智能化,计算机业已经通过视觉能进行人脸的识别。其中在对人脸识别的同时进行有关信息的收集、识别、提取、变换、存储、传递、处理、检索、检测、分析和利用等技术。如今人脸识别已经应用于很多的领域,但是要人脸检测与识别是需要基于本来已经收集和整理的信息本库才能进行。再加上现在计算机技术虽然已经接近成熟,然而在人脸识别方面的表情传达出什么信息还是无从下手进行编程和设计。所以,基于计算机视觉的人脸检测与识别技术还是会有很广的发展空间,再加上人脸识别还可以维护人们的财产安全和隐私保护,必然会引起社会各界人士的广泛关注。 从19世纪末开始就已经有人对人脸识别进行了研究,因为当时没有先进的科学技术做后盾,所以经过了数百年的研究仍然没有什么显著的进展和成果。直到20世纪90年代人脸识别才成立了自己的学科,在加上当时的科技发展水平已经达到了不错的水平,人脸识别这个学科得到了快速的发展。如今,我国的计算机技术也已经居于世界的前列,我国也已经拥有比较完善的一套东方面孔的人脸数据库。 人脸识别在发展过程中大概经历了三个阶段:第一阶段就是对人脸特征进行整理,整理出所需要的数据库,并且应用当时的计算机技术做出一套质量不错的人脸灰度模型,这个阶段的识别工作全部由操作人员来完成;第二阶段比第一阶段要先进,有了基础人机互交,将人脸的特征经过多维度的矢量在模型上表示出来,并也可以设计出一套人脸识别的系统,这个阶段的识别不再是仅仅依靠操作人员,而是操作者和计算机一起完成;第三个阶段是计算机智能识别的最高峰,一切操作和识别都依靠机器全自动化进行,在人脸识别过程中也不再是每台计算机都需要完成一整套的工作,也实现了计算机与计算机之间的互联,多台计算机一起完成人脸识别的过程,都人力也是一种解放。 积极践行人脸检测识别技术 人脸检测识别技术是计算机实现智能化特征后的又一重要发展方向之一,它已经在世界范围内得到了广泛的普及与应用。人们可以通过人脸识别来进行定位,来起到保护人们财产安全的作用,通过人脸识别来抵制社会中的造假率,之前曾经有一些不法分子利用假身份来做损害公共利益和侵犯人们隐私权的事情,有了人脸识别让不法分子没有可乘之机,也应用人脸识别来对财务密码进行联系,起到对人们的财产有绝对的保护作用,对社会的安定何尝不是一项有意义的发明。 人脸识别一直是计算机智能化发展过程中的一个重要领域,因为人脸的识别与检测是一个很难做到完善的项目,由于人类的面部表情丰富,要对人类的面部表情做出判断和分析会存在一定的困难。再加上人脸识别的过程中,每个独立存在的个体都有一张专属于自己的脸。它的轮廓没有明显的特征界限,同时对眼、鼻子、嘴等器官在脸上的分布情况也没有明确的界限,这就使得对人脸识别来进行算法设计有一定的困难,所以只有通过轮廓特征来进行初步的判断,分辩出各种器官,再根据器官来完成人脸的分布情况设计灰度模型的完成工作。 随着红外光的可利用率提高,也应用到了人脸识别的领域,在人脸识别过程中也加入不同光的效果来识别人脸,使得如今的人脸识别的准确度有了明显的提高。但是光的效果是不可控的,在环境不适宜和用户不配合的情况下,利用红外光技术来进行人脸识别又会将准确度拉到很低的成度。因此,在人脸检测与识别方面仍然有一些尚未解决的问题,值得人们关注和探索。 科学的进步、时代的进步,必将给发展赋予新的内容。这个社会已经成为了一个信息化社会,信息化代表了一种信息技术被高度重视,信息资源被高度共享,从而使得人的智力和潜力以及社会物质资源潜力被充分发挥。在这个信息化社会中最重要的就是信息。个人信息已经成为在社会中必备的物质。如此看来信息的保护也成为了发展的头等大事,基于计算机视觉的人脸检测与识别技术也有了发展的独特性,它的独特性由这个时代所决定。 计算机视觉论文:计算机视觉创新研究的探索者 人类正在进入后信息时代,计算机越来越广泛地进入到几乎所有的科技和生活领域。现代计算机具有强大的功能和运行速度,但与人脑相比,其智能化程度仍有待提高。如何让计算机具有类人脑的学习与分析能力,拥有“视觉”“听觉”,并可通过“思考”与人类沟通交流,是当今世界计算机视觉研究领域各国科学家不断追求和探索的目标。 计算机视觉是人工智能领域的优秀之一,其研究的终极目标是让机器具有人一样的视觉功能。西安交通大学电子与信息工程学院杨国安教授在计算机视觉领域沉心研究多年,为计算机视觉的发展提供了丰富的理论基础。 “西安交通大学郑南宁院士是图像处理、计算机视觉和模式识别领域的国际知名专家,是他2001年把我从日本引进回来的。”这是杨国安选择计算机视觉和图像处理领域的契机。在该领域,杨国安主要研究新型的小波变换、多尺度几何分析和压缩感知理论,对这些最前沿的理论进一步地改进,以提高图像分析与理解的能力、计算机视觉模型的精度、大数据的模式分类的效率以及互联网图像检索的正确识别率。 留学回国后,杨国安在郑南宁院士团队参与完成了多项国家项目,包括国家自然科学基金创新研究群体项目“智能化视觉信息处理理论与实现技术”,国家自然科学基金重点项目“高效可伸缩视频编解码基础理论与方法研究”,国家重点基础研究发展计划项目“视觉信息环境感知与识别关键技术”,国家科技支撑计划项目“数字媒体内容互通共用关键技术”,国家高技术研究发展计划项目“基于离散小波变换的JPEG2000图像处理及场景数据实时传输”等。其中,在国家科技支撑计划项目中,杨国安取得国家发明专利“一种分布式多格式数字视频转码结构设计方法”的正式授权。该项专利开发出了一种分布式多格式数字视频转码结构设计新方法:对源视频文件解复用后将视频进行快速无缝分割,通过动态调度程序,将视频片段以及音频文件发送到各个转码计算机上进行快速多格式转码,在输入某一种格式的视频后只需解码一次,便能输出多种格式的码流,并且能对输出码流进行很好的码率控制,最后收集转码后的视频片段进行无缝拼接并与转码后的音频文件复用。该项专利不仅改善了像素域级联转码器的转码效率,也增强了视频转码后的质量,并在我国相关电视厂家得到实际应用,取得了良好的社会和经济效益。 目前,罟安正在主持国家自然科学基金项目“基于生物视觉稀疏编码特性和显著性特征的多尺度几何分析纹理模型研究”。他介绍说,今后的研究重点将是进一步研究基于多尺度几何分析和脉冲耦合神经网络的生物视觉模型,并将其应用到大数据的模式识别以及互联网图像检索上。 学术方面,杨国安有木哿Γ砥砺前行。他长期兼任IEEE Transactionson Signal ProcessingENeural Networks等世界顶级期刊的通信评审专家,并在IEEE,Elsevier和springer等知名期刊和国际会议上发表SCI和EI收录论文30余篇,其中SCI收录8篇,EI收录21篇,取得国家专利2项,出版“十一五”至“十三五”规划教材各1部,为硕士和博士研究生开设课程,培养硕士研究生和博士研究生30余名,2016年2月又培养出交通大学历史上第一位日本博士留学生。 在科研的世界里,只有脚踏实地,持续奋斗与攀登,才可能收获点点星光。在20余年的研究工作中,杨国安亦是如此勉励自己,不断创新,突破传统。相信在未来,他一定能收获一片属于他的星空。
建筑电气与智能化论文:试论关于智能化建筑与建筑电气 【摘要】随着目前智能化建筑的越来越普及, 建筑行业对于智能化建筑的作用和地位给予了足够的重视。建筑电气是智能化建筑非常重要的一部分, 随着智能化建筑近些年快速发展, 建筑电气也发生了很大改变。本文主要就智能建筑和建筑电气进行探讨, 就建筑电气在智能化建筑中的作用进行了简述, 同时对于建筑电气在智能化建筑未来的地位和前景进行探讨。 【关键词】建筑业;智能化建筑;建筑电气 引言 随着计算机技术及网络技术的日益发展及普及应用,智能化建筑在信息时代得到了迅猛发展,智能化建筑在建筑行业中愈来愈显示其重要的优秀的作用。与此同时,传统的建筑电气在市场中的地位发生了相应的变化,建筑电气已逐步向智能化方向发展。随着智能化系统和建筑电气的技术之间的关联性越来越紧密,两者之间最终会形成一个集合体,来进行建筑设备的支撑与维护。建筑电气技术是智能化建筑发展的基础,智能化系统在建筑电气中起着重要的关键作用,本文针对智能建筑和建筑电气进行分析研究,对建筑电气在智能化建筑中的作用以及未来的发展前景进行深入探讨。 1、智能化建筑和建筑电气的定义 随着高新技术越来越多的进入到平民百姓家庭, 智能化建筑的概念也逐渐被人所接受,但是大多人认为智能化建筑是利用高科技手段对建筑进行一定的控制, 从而达到一定阶段的智能化。其实这种定义是不够全面的。智能化建筑是通过遥感技术、电视技术、数字通信技术等一些高科技技术, 对建筑的结构、设备进行优化管理, 从而达到可以满足人的各种需求的目的, 使之创造出一套舒适、便捷的可以帮助人提高工作效率、生活品质的智能化建筑。而在当前的智能化建筑主要是通过自动化通信管理、楼宇自动化系统以及办公自动化这三大系统来完成的, 而支撑这些系统运行的就是建筑电气。建筑电气与人的生活息息相关, 它是以电气工程作为基础, 并且结合了计算机技术、电工基础和控制基础等综合性应用。虽然建筑电气本身具有电气工程的属性, 但是因为还涵盖了其他专业的知识属性, 因此就无法简单将其归类定义, 但是建筑电气具有非常广泛的前景,随着智能化建筑在人们生活中不断的应用, 建筑电气技术必然会发挥出越来越广泛的作用。建筑电气自身的功能性实现,除了依靠电气工程等相关的技术进行实现,还涉及到其他专业的相关知识。在信息化日益发展完善的时代中,建筑电气与人们的日常生活紧密相连。建筑电气在当今市场经济中具有重要的作用。 2、智能化建筑和建筑电气的关系 对于智能化建筑和建筑电气的两者之间的关联性,很多人对此并不是十分了解。从这两个概念的字面含义来分析,这两个概念是两个完全独立的个体。但是,在建筑领域中,智能化建筑和建筑电气两者之间具有直接的关联性。具体来说,智能化建筑的优秀作用若想得到有效的发挥,需要依建筑电气技术;相反的,建筑电气技术的深入发展,需要智能化系统进行支撑和维护,两者之间相互影响、相互作用、紧密相连,在建筑业中,智能化系统和建筑电气这两个技术缺一不可。传统模式下,建筑电气技术主要负责建筑业中的电力供应、光电照明、闭路电视等综合性的电力支撑,这属于传统的电气工程和电气控制技术。信息时代中的智能化建筑,需要依靠计算机技术、电气系统控制技术、网络通信技术等综合性的应用进行支撑,建筑电气是上述这些技术的前提基础。这些技术的需要有建筑电气技术来支撑,如果没有建筑电气技术的应用,建筑智能化就无法实现。在建筑业中,建筑电气技术是智能化建筑发展的基础,随着智能化系统和建筑电气的技术之间的关联性越来越紧密,两者之间最终会形成一个集合体进行建筑设备的支撑与维护。 3、建筑电气在智能建筑中发挥的作用 智能化建筑能够得到有效的发挥和应用,要依赖于建筑电气的良好支撑, 因此可以说建筑电气是智能化建筑的基础, 也是智能化建筑中的信息技术和建筑电气技术的有利保证。智能化建筑要想达到人们所需要的理想状态, 就需要各种各样的自己设备的正常运行, 而这些设备的使用和维护都需要防雷、接地、布线、信号屏蔽等各种电气技术的有效支撑。这些电气技术实际上也就是建筑电气中的一种, 因此,建筑电气技术是保证智能化建筑发挥其功效的基础和前提。智能化建筑要想发挥其“ 智能化” , 就需要在建筑中植入数量众多的弱电系统的设备,这些设备的设计和安装过程中都需要建筑电气给予足够的技术支持。众所周知, 弱电设备因为物理属性的原因, 从而会存在干扰的现象,在智能化建筑运用中, 会需要数量众多的弱电设备, 如果将这些弱电设备都进行单独的安装,就会产生非常多的安装费用和人力费用, 更为重要的是, 这些设备因为存在着相互干扰的原因, 就无法保证这些弱电设备的正常使用。但是如果利用建筑电气的技术, 就可以对这些弱电设备的安装维护工作进行系统的、科学的管理和安排, 不仅可以避免设备的相互干扰, 保证设备的正常工作, 还能够大幅降低安装过程中带来的众多的安装成本, 此外, 建筑电气技术还可以在这些弱电设备运行时有效降低能源损耗, 提高工作效率值。不仅如此, 建筑电气技术在其他领域中也发挥着重要的作用, 例如在智能化建筑中进行智能化监控、在智能化建中中进行高速信息传输等。 4、未来的建筑电气技术应用趋势 随着科学技术的发展,建筑业中的电气设备在其功能和作用的实现方面得到了进一步的提高和完善,如电气设备功能的多样化、结构的精细化等,是未来建筑业的发展趋势。当今智能化建筑随着信息时代的发展受到更多专业领域专家学者的认可,并与人们的日常生活紧密关联,已逐步取代了传统模式下的建筑电气手段。在信息化日益完善的时代中,建筑电气与人们的日常生活紧密相连。电气工程是建筑电气的前提基础,主要通过计算机技术、电工信息基础、电力控制技术等综合性应用来实现建筑电气的优秀作用。建筑电气自身的功能性实现,除了依靠电气工程等相关的技术进行实现,建筑电气在当今市场中具有非常的应用和深远的意义。随着智能化建筑被人们在日常生活中广泛应用,使得建筑电气技术在智能化建筑中发挥优秀的作用。在科技日益发展的今天,智能化建筑需要将其优秀作用进行发挥,即智能化技术的实现。建筑电气技术需要解决的问题是,对系统中的电气设备与应用设施进行有效的协调与设置,这就需要建筑电气技术在时展中进行不断更新与完善。当前,主要采用以太网络传输技术、总线控制技术、电力技术的综合性应用,对建筑电力进行技术支撑,随着信息时代的发展,日后会有更多的高科技在建筑业产生,确保智能化建筑的各个部件的功能得到有效的发挥与实现。 结束语 目前,随着我国的城市规划,建筑工程与日俱增,为了解决人们因为科技快速发展而对建设施工提出了更高的要求的问题,现在加快建筑工程智能化是首要任务和发展趋势。我国的建筑市场建筑智能化的竞争越来越激烈,为了推进建筑智能化的进一步发展,做好建筑电气是必要经过的一步。促使建筑产业向智能化的方向发展,可以为企业带来可观的经济利益,还能提高工作效率。因此建筑电气设备的集约化是提高我国建筑智能化市场竞争力的重要措施。 建筑电气与智能化论文:建筑电气智能化技术设计与应用探讨 【摘要】智能建筑通过对建筑物的结构、系统、服务和管理这四个基本要素以及它们之间的内在联系,以最优化的电气设计,为用户提供一个合理又舒适、高效环境空间。本文针对智能建筑与智能化建筑电气系统的概念和存在的问题,提出几点优化设计措施,为智能化建筑电气技术的应用与发展提供参考。 【关键词】智能建筑;电气系统;控制管理;质量监控 引言 二十世纪以来,由于世界经济的发展和人民生活水平的提高,用户对建筑服务水平提出了更高要求,人们的居住观念己从低水平的简单要求逐步向舒适性、环保型及智能性等高层次需求转变,直接导致了建筑能耗越来越快的增长。作为建筑节能的重要组成部分一一建筑电气节能己经成为关乎我国建筑业可持续发展的重要组成部分。相关数据表明,我国智能化建筑数量在二十一世纪后期将占据世界总量的一半以上。当前我国建筑电气己经经历了电气化阶段、自动化阶段,正在朝着智能化阶段迈进,为我国建筑节能的发展带来了机遇。可见,为保证所有电子设备在互不干扰的情况下高效、智能运行,建筑电气的技术在智能化建筑领域将会有更为广阔的发展空间。 1智能建筑与智能化建筑电气 1.1智能建筑 智能建筑是指利用现代建筑、计算机、通讯和控制的先进技术手段,将信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统进行优化整合,通过楼宇自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)和通信自动化系统(CAS)为人们实现一种安全、高效、舒适、节能、环保、健康的建筑环境。作为一种新型的现代化楼宇,智能建筑通过智能化控制系统对建筑的通讯设备、硬件设施、水电设备等方面进行系统而高效的操作与管理。 目前,由于我国智能化建筑的智能化控制系统的理论基础较为薄弱,实践操作不够完善,导致我国不少智能楼宇的控制系统未能正常运转,其优势并未得到充分发挥。 1.2智能化建筑电气及其作用 建筑电气系统是现代建筑智能化运行的优秀,其在智能建筑中的重要作用是在建筑平台上实现的。作为一个优秀系统,它对整个建筑物功能的发挥、建筑布局和结构的选择、建筑艺术的体现、建筑的灵活性以及建筑安全的保证等方面,都起着十分重要的作用。 智能化建筑需要数量庞大的电气电子设备才能够实现全部的建筑功能。如果想要使这些电子设备都维持正常运转状态,就不能离开多种电气技术支持。可以说多种电子技术的根本来源就是建筑电气技术,智能建筑中弱电系统的设备、缆线安全必须依靠电气技术如:电源技术、防雷与接地技术、布线技术、等电位技术等众多的电气技术来支持方可奏效。显然智能建筑对智能控制提出了较高要求,而智能控制的根本取决于智能化建筑电气。即电气节能技术的革新决定了是否能降低智能化建筑的电气耗能,智能化建筑电气节能技术的全面发展与进步直接关乎了智能楼宇的智能化控制体系和技术。 在智能化建筑中,建筑电气技术起到的作用不会仅限于解决弱电设备间(弱电设备间存在干扰现象)的冲突,它也能够被应用于其他领域,例如帮助智能化建筑进行智能化监控、对智能化建筑安全防范措施的加强和促进智能化建筑之间的信息传输。对于电子监控技术,建筑电气设计是通过新技术的研发不断推动了智能化建筑的监控水平的提升。此外,安全防范技术通过建筑电气技术实现了在子系统间进行联动协作,提高了安防系统的可靠度、严密度和实时度,且子系统相继进行数字化,整体的安防系统不断向数字化和综合化的方向发展。 2我国智能化电气技术存在的问题 目前,我国尚未形成专门的针对建筑电气节能有关设计方面的规范标准,同时建筑电气节能设计的相关技术人员未能对节能优化控制环节进行合理的分析和综合把握,阻碍了电气建筑节能的具体设计和安装环节。可见,目前智能化建筑电气节能技术还存在许多问题,主要表现在: (1)缺乏智能化建筑电气质量安全监控优化,主要在建筑电气监控安全优化的控制方面,部分建筑电气工倒币未能有效地对现有建筑电气节能技术进行掌握、分析和运用,导致某些设计环节缺乏可实施性,使得某些智能楼宇的电气节能体系无法正常运行,电气系统的安全也难以保障。 (2)建筑电气节能优化设计中缺少自动化、智能化电气设备及其配套设施,导致智能化建筑电气节能控制体系不能正常运行,即在设计方面使用了最先进的智能楼宇电气节能技术,却无法获得实际节能效果,耗电量:大。因此,对自动化、智能化技术的工程型研发是电气节能的关键所在。 (3)基于我国当前智能化建筑电气节能技术现状可以看出,目前智能化建筑电气节能体系缺乏全面有效的协调统筹,而且控制制度尚不完善,控制方式也不尽科学,实际运行效率低下。 3智能化建筑电气节能技术的系统优化 基于以上问题,为符合智能化建筑电气技术在节能降耗、安全环保的目的,应采取以下优化措施。首先,实现智能控制体系的优化是智能化建筑电气节能技术体系优化的重要环节,具体包括以下四个方面:①智能控制策略的优化:②智能控制管理方式的优化;③智能数字控制器的优化;④智能控制网络的优化。其次,建筑电气质量安全监控技术是确保智能化建筑电气节能体系正常安全有效地运行的保障,应正视建筑电气质量安全监控进行优化在智能化建筑节能电气工程中的重要的地位,一方面,优化智能建筑电气节能供电系统的保护措施;另一方面,优化智能化建筑电气节能的安全防范系统。包括对视频监控系统、入侵报警系统、安全防范系统的集成与技术融合等方面的节能优化等,以此来优化智能化建筑电气节能设备的质量安全。 另外,对于电气系统的节能优化设计还应充分考虑以下方面:①供配电系统的节能优化设计:要综合考虑建筑用电设备的特点、用电负荷容量和设备具体布置等情况,基于多个因素的综合分析,确定合理的供配电节能设施使设备在保持正常运行状态的同时最大程度的减少能源消耗;②照明系统的节能优化设计:照明系统是建筑节能的一个重大方面,用节能照明灯具取代普通照明灯具,采用声光控系统设计照明开关灯措施都可以有效减少能源浪费:③电梯、通风、空调及够供水系统的电气节能优化设计:应合理的选择电梯型号,合理选择节能环保高效的产品;④充分利用新型资源:利用新型的可再生能源,如太阳能、风能等,减少对高品质能源使用的设备耗能以及对非节能设备的依赖。 4小结 智能化建筑作为建筑工程未来的发展方向,其水平已经成为一个国家、城市、地区现代化水平的一个重要标志。目前我国在相应的自动化、智能化电气设备研究、开发和生产上还处于比较落后的地位,应重点关注智能化建筑电气的设计和控制系统的优化与安全,把智能建筑和建筑电气技术有机结合起来,真正的发挥智能建筑的优势,更好的满足人们在生活上的需要,促进我国的社会主义的现代化建设。 建筑电气与智能化论文:关于智能化建筑与建筑电气的研究 摘要:建筑电气工程中,智能化技术能够帮助装置或者设备等实现自动化运行控制管理等内容,并且能够提升项目工程或系统装置等的整体可靠性,提高运行速度,加强装置或设备的自我保护、智能管控等能力。本文对我国智能化建筑与建筑电气当前的发展现状进行了深入探讨,详细论述了传统电气与智能化建筑的特点及其应用现状,并对智能建筑智能化发展的趋势做了进一步的分析与阐述。 关键词:建筑电气;智能化;技术应用; 智能建筑为人们提供了一个优越的工作与生活环境,这种环境具有安全、舒适、便利、高效与灵活的特点,随着建筑智能化技术的深入应用,建筑电气智能化使得智能建筑的功能得以实现,并确保智能建筑在使用中的安全、环保与节能。人们可以充分享受智能建筑与智能家居带给我们的日新月异的科技生活,感受未来世界物联网的神奇。 一、智能建筑与建筑电气概述 电气智能化的基础就是建筑的电气系统,电气技术在智能化建筑中所起到的作用就是将电气智能化功能通过系统构建体现在日常的管理和控制中。所以电气系统是现代住宅中采用智能化电气的重要平台,是整个建筑物智能电气发挥功能的重要优秀系统。同时随着智能化电气的应用,整个住宅建筑的电气系统也变得更加复杂,也更需要一些辅助的系统对其进行保护和支持。如:电源技术、防雷技术、屏蔽技术、防干扰技术、抗静电技术、综合布线技术、红外控制技术、无线网络与蓝牙技术等等。另外,对建筑电气信号进行管理的系统,如:消防控制、闭路监控、安防报警、计算机网络、多媒体线路等等,这些系统作为智能化管理实施的重要保障基础,同样不容忽视。 二、智能建筑中电气自动化技术优势的体现 1、智能建筑中电气自动化大大加强了系统的联动性能。该自动化技术不仅将建筑中的安防消防、通风照明、电气设备等系统整合为一个大的体系,更充分加强了其联动性,并且实现了各个子系统之间的优化配置和联合互动。 2、智能建筑中电气自动化的安全性能非常强大。由于智能建筑中电气自动化系统本身就具有一定的危险,无论是设备问题,还是操作不当,甚至是周边环境的不利变化都有可能会对整个系统的安全性造成极大风险。而智能自动化控制技术,可以对影响整个系统的不利因素作出迅速有效的反馈,并且能够采取自控或遥控模式来极大减轻各种突发情况对于系统控制和维护人员带来的伤害风险。 3、智能建筑中电气自动化实现了对设备及其系统运行的全过程有效监控。在功能众多的大型建筑中,电气自动化系统的组成配件多样、结构体系多变、功能实现复杂,因此在传统的运行模式下往往会出现控制盲区,从而造成故障的产生。而现代智能建筑中电气自动化技术由于能够对整个系统实现实时的数字信息化有效监控,因此能够将控制中心发出的命令迅速传递到各个子系统,同时将反馈的信息迅速回递到控制中心,从而实现一种高效、持续且实时的控制目的。 4、智能建筑中电气自动化能够提供更加详实的数据和更加精确的计算。自动化系统能够通过对其运行流程、问题处理等各方面数据进行采集、分析与整合,从而建立一个更加准确详实的数据库,以此给后期的各种优化决策提供丰富可靠的信息数据保障。 三、建筑电气工程的智能化技术应用分析 1、智能化技术在建筑电气工程故障检测分析中的应用 在建筑电气工程中,可以利用智能化技术进行电气系统的控制和保护,一旦出现问题,发生智能化程序中没有被规定的状况,便可迅速警报,并对问题部位展开实时的重点监控。同时,还需要将收集到的数据传输给智能化故障分析系统,利用智能化技术中的神经网络、专家系统以及模糊逻辑等技术,对发生问题的部位进行故障分析。例如:当变压器出现故障时,可以对变压器液油中的气体成分进行分析,从而进一步缩小其故障范围。 2、智能化技术在建筑电气工程电气设备优化设计中的应用 智能化技术在建筑电气工程电气设备优化设计中的应用主要包括两个方面:一个是智能化技术的遗传算法,一个是智能化技术的专家系统。遗传算法是一种先进的计算模型,其原理是模拟生化进化过程中的遗传学机理以及达尔文生物进化论中的自然选择理论,运算过程中应用生物界中的进化规律,进行随机性搜索。智能化技术中的遗传算法在电气设备优化中起到了越来越重要的作用,在建筑电气工程中,可以采用智能化技术中的遗传算法和专家系统相结合的方式对电气设备进行优化。 3、智能化技术在建筑电气工程自动化控制中的应用 在建筑电气工程中,需要有自动控制和保护系统,以便在发生一些意外时,可以进行自我控制和保护,防止事故的发生。而这些自动保护系统以及控制系统中,则可运用智能化技术,实现自动控制。首先在计算机控制系统中,应用 GPS 定位功能,对整个建筑电气工程的电气设备、线路以及装置配件等进行定位,并利用传感技术将电气工程的施工或者工作状况传输给计算机系统。即进行电气工程施工或运行的数据采集,然后计算机系统利用电机设备、电磁场以及电路等学科知识对所收集到的数据进行综合分析,然后按照设定的系统程序,如果出现了哪种数据,就该进行何种控制措施。这样就可以对建筑电气进行智能自动化控制。 四、智能建筑中电气施工技术的对策 1、电气基础施工确保质量 在基础工程施工时应及时配合土建做好强、弱电专业的进户电缆穿墙管及止水挡板的预埋、预留工作。这一工作要求电气专业应赶在土建做墙体防水处理之前完成,避免电气施工破坏防水层造成墙体今后渗漏;对需要预埋的铁件、吊卡、木砖、吊杆基础螺栓及配电柜基础型钢等预埋件,电气施工人员应配合土建工程提前做好准备,土建施工到位及时埋入,不得遗漏。电气施工安装中,管理人员只有努力提高自身的素质和专业能力,才能把好质量关。 2、电气主体施工注重监控 首先必须分清工程中的重点环节。在电气工程质量监控中,确定配电装置、电力电缆、配电箱三个重点设备的交接协调环节,明确关系,制定措施,根据施工规范进行超前监控,达到对工程质量的预控。其次,必须在监控好重点环节的基础上以点带面,促动整个系统工程的质量控制。电气工程要与土建工程紧密配合,根据土建浇注混凝土的进度要求及流水作业顺序,逐层逐段做好电管铺设工作,这是整个电气安装工程的关键,做得不好不仅影响土建施工的进度与质量,而且也影响整个电气安装工程后续工序的质量与进度。浇注混凝土时,电工应留人看守,以防振捣混凝土时损坏配管或使得开关盒移位。遇有管路损坏时,应及时修复。 五、科学的电气智能化工程施工秩序的意义 建筑电气智能化是建筑物的主要组成部分,是建筑物实现其设计功能和应用功能的基础。建筑电气安装工程是科学合理控制电气产品成本、质量和效果的关键,其不仅可以保证电气工程的整体质量,还能够对建筑企业的建设成本进行科学合理地控制,更重要的是提高了建筑业的信息化、智能化程度和建筑业的总体水平,是企业实现科学高效管理的方式之一。只要我们在建筑电气安装工程中做好科学管理,形成良好秩序,加强对人、财、物的制约,采用高效合理的策略和手段,对建筑电气安装的全过程进行有效监督,就能够很好地控制建筑电气的质量、成本和效果。 结束语: 电气智能化是技术发展的最终趋势,而更大的趋势就是利用电气智能化完成对智能化管理网络的构建,以此完成对建筑乃至建筑群的统一管理。为了建筑电气智能化能够顺利实现,在智能建筑电气施工中,就要求电气施工人员在施工过程中要有非常良好的技术水平和高度负责的责任心,充分利用施工人员自身的专业知识进行分析和设计,提高施工质量和施工效果,严格控制各个施工手段和施工环节。 建筑电气与智能化论文:智能化建筑电气设计中的电气保护与接地 摘要: 目前,为实现建筑功能,需要使用大量的用电设备,智能建筑中安装了大量的电子设备,它们分属于不同的子系统,其工作的频率、抗干扰能力和功能都不尽相同,对接地要求也不同。文章对智能建筑的接地技术进行了分析,对强电和弱电的接地方式提出了适当的建议。 智能化建筑的电气保护接地技术 关键词:智能建筑 电气保护接地 一、接地系统的类型分析 1.TN-C系统 TN-C系统属于三相四线系统,该系统中性线N与保护接地PE合二为一,通称为PEN线。该系统对接地故障灵敏度高,且线路经济简单,但是只适合用于三相负荷较平衡的场所。会使设备外壳(与PEN线连接)带电,对人身安全构成威胁,也无法取到一个合适的电位基准点,精密电子设备无法准确可靠运行。因此TN-C接地系统不适合做智能建筑的接地系统。 2.TN-C-S系统 TN-C-S系统由两部分组成,一是TN-C系统,二是TN-S系统,分界面在N线与PE线的连接点。该系统一般用在建筑物的供电由区域变电所引来的场所,进户之前采用TN-C系统,进户处做重复接地,进户后变成TN-S系统。PE线连接的设备外壳及金属构件在系统正常运行时,始终不会带电。TN-S接地系统明显提高了安全性,如果采取接地引线,从接地体一点引出,并且选择正确的接地电阻值,使电子设备共同获得一个等电位基准点等措施,那么TN-C-S系统可以作为智能建筑的一种接地系统。如图2所示: 3.TN-S系统 TN-S属于三相四线加PE线的接地系统。当建筑内设有独立变配电所时,通常进线采用该系统。该系统的特点是中性线N与保护接地线PE,除了在变压器中性点共同接地外,两线不再有电气连接。中性线N带电,PE线不带电。该系统完全具备安全性和可靠性。如果对于计算机等电子设备没有特殊的要求时,一般智能建筑都采用这种接地系统。如图3所示: 4.TT系统 TT系统一般被称为三相四线接地系统。常用于来自公共电网的建筑供电。TT系统的特点中性点接地与PE线接地是分开的。系统在正常运行时,不管三相负荷平衡与否,在中性线N带电情况下,PE线不会带电。但是因为公共电网的电源质量不高,不能满足智能化设备的要求,TT系统因此很少被智能建筑采用。 5.IT系统 IT系统被称为是三相三线式接地系统,该系统变压器中性点不接地或经阻抗接地,无中性线N,只有线电压(380V),无相电压(220V),保护接地线PE独立接地。优点是:当一相接地时,不会使外壳带有较大的故障电流,系统可以照常运行。缺点是:不能配出中性线N。不适用于拥有大量单相设备的智能建筑。 智能建筑要求保护接地的设备很多,强、弱电设备以及不带电的导电设备与构件,都须采用有效地保护接地。采用TN-C系统,将TN-C系统中的N线同时用做接地线;在TN-S系统中将N线与PE线接在一起,再连接到底板;不设置电子设备的直流接地引线,将直流接地直接接到PE线上;干脆把N线、PE线、直流接地线混接在一起。如果在TN-S系统中将N线与PE线连在一起再接到设备外壳上,那么危险更大,凡是接到PE线上的设备,外壳均带电,会扩大电击;若将N线、PE线、直流接地线均接在一起,除了会发生以上危险外,电子设备会受到干扰导致无法工作。所以智能建筑内应设置电子设备的直流接地、交流工作接地、安全保护接地,及防雷保护接地。由于建筑内大多设有具有防静电要求的程控交换机房、计算机房、消防及火灾报警监控室,和大量易受电磁波干扰的精密电子仪器设备,还要考虑到防静电接地以及屏蔽接地的要求。 二、智能化建筑的电气保护接地技术 1.接地系统。 由于智能建筑的特殊环境要求,选择配电系统时一般选择供配电系统接地形式,并且选择相对应的接地保护方式。智能建筑电气低压配电系统分为TT系统、TN系统和IT系统三种形式。各种接地形式的低压配电系统都有着自身的优缺点和相关适用范围。在选择低压配电系统时,要根据电气设备的环境条件、设备的特点及设备用电要求等因素来综合考虑。由于智能建筑中楼宇自动化设备等特殊设备都不允许断电,电气设备长时间工作容易导致电气设备的绝缘受到损坏,极易出现接地故障。 IT方式的供电系统是电源系统可接地点不接地,或是通过阻抗来接地,在电气设备装置的外漏可导电部分采取单独接地或是通过保护导体接到电源系统的接地极。此种方式的供电系统在电气设备发生故障或相对地故障时,故障的回路电流较小,可以带故障运行。虽然IT系统优点较多,但是在系统中还是必须要采取保护措施,来避免发生危险,在IT系统中,一般采取绝缘检测装置、电气设备电流保护器来实现规避危险的目的。由于IT系统不能配出中性线,因此不适宜应用到拥有大量单相设备的智能建筑中使用。而TT系统为三相四线接地系统,其中性点接地和保护接地是分开的,随着大容量漏电保护器的出现,TT系统逐渐成为智能建筑的接地系统,但由于我国公共电网的电源质量不高,无法满足智能建筑中电气设备的需要,因此不适宜应用到智能建筑中。TN-S系统是五线制,其中性线在保护接地线进户时共同接地后不再有任何电气连接,其中性线长带电,但保护接地线连接的金属构件和设备外壳在正常运转时不带电,因此具有较好的安全性,可以作为智能建筑的接地系统。 2.设备防雷。 智能建筑的防雷接地主要是为了将雷电电流导入至大地中,由于智能建筑内部具有大量的电子设备和相应的布线系统,这些一般都属于防干扰要求高、耐压等级低、容易被雷损坏的部分,无论是直击还是反击和串击,都可能造成电子设备的损坏或产生干扰。因此,智能建筑的防雷设计必须要严密、可靠,同时智能建筑所有功能接地要以防雷接地系统作为基础,进而建立完整、严密的接地保护系统。由于智能建筑防雷较为复杂,在施工过程中,要注意以下内容: (1)地基接地焊接是防雷设备接地施工中的首要环节。在防雷施工中,不论哪个部分的焊接,都要严格按照基础图和接地点的要求进行一一检查,特别是对缝隙处的焊接要特别注意。在完成整个工程的焊接之后,要进行电阻值的测试,确认施工质量是否符合设计稿件的要求,如果电阻值不符合设计的需要就要再次进行焊接或者按照设计稿件的要求进行补救。 (2)对待以柱筋为引上线的接地网,施工人员要标明白珠子的位置及焊接根数,这样可以减少漏焊或错焊位置等问题的发生。同时,要严格检查引上点和跨钢筋焊接质量,对焊接引上线也要进行标记,防止向上焊接时焊错主筋,导致接地中断的问题。 (3)针对要实施等电位焊接、重复接地的部位,例如是设备室、变配电室、消防机房、空调机房、电梯机房、给水管、冷却塔、风机等部位的接地焊接要在施工记录上标注明白,以备查看。 (4)如果是高层的智能建筑物,达到45米至上的时候,每向上三层在结构中就要加铺扁钢和引下线焊接成为环形水平避雷针,或者使用两根以上的主筋焊接成为均压环。在高层楼内铺设的金属管道或者金属物楼内水平敷设的金属管道及金属物应该都和防雷接地连接。 (5)对于玻璃幕墙的防雷施工,在等电位接地的时候要采用预埋铁作法,施工的过程中要在主筋上来进行符合规定的焊接施工,如果是后期添加的玻璃幕墙,那么就要依据建筑物的面积以及其他的数据设计出详细的防雷设计。 (6)如果是在屋顶上安装防雷设备就要跟房顶和金属物连接成为一个整体。 3. 安全保护接地 安全保护接地就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接。即将大楼内的用电设备以及设备附近的一些金属构件,用PE线连接起来,但严禁将PE线与N线连接。在智能建筑内,要求安全保护接地的设备非常多,有强电设备,弱电设备,以及一些非带电导电设备与构件。均必须采取安全保护接地措施。当没有做安全保护接地的电气设备的绝缘损坏时,其外壳有可能带电。如果人体触及此电气设备的外壳就可能被电击伤或造成生命危险。 4. 交流工作接地 工作接地主要指的是变压器中性点或中性线(N线)接地。N线必须用铜芯绝缘线。在配电中存在辅助等电位接线端子,等电位接线端子一般均在箱柜内。必须注意,该接线端子不能外露,不能与其它接地系统,如直流接地,屏蔽接地,防静电接地等混接;也不能与PE线连接。在高压系统里,采用中性点接地方式,可使接地继电保护准确动作并消除单相电弧接地过电压。中性点接地能够防止零序电压偏移,确保三相电压保持基本平衡。 5. 直流接地 由于智能化建筑内部,都包含大量的通讯设备、计算机系统及大楼自动化设备,这类电子设备在信息输入、信息传输、能量转换和放大信号、产生逻辑动作及信息输出时,都是通过稳电流和微电位来进行,部分设备之间要通过网络进行工作。为了确保电气设备的稳定性、准确性,要提供稳定的供电电源和稳定的基准电位,采用大截面的绝缘铜芯作为引线,一端和基准电位进行连接,引线另一端和供电子设备直流接地。引线不能同PE线连接,应禁止和N线连接。 结语: 智能化建筑的电气保护接地技术的发展,其操作过程中简单、精准、针对性强。但依然存在一些问题和不足需要改进,在科学技术突飞猛进的新时期,加强智能化建筑的电气保护接地技术的研究,对我国建筑工程有着重要意义。 建筑电气与智能化论文:智能化建筑与建筑电气的探讨 摘要:当今世界,经济发展与科学技术日新月异,建筑电气技术也随之有了质的飞越,传统建筑技术开始与自动控制技术、信息技术等高科技技术相融合,形成了智能化建筑,极大地提高了传统建筑质量与用户居住生活质量。对此,笔者解析建筑电气与智能化建筑,并探讨了智能化建筑的应用与发展趋势,以便更好的认识智能化建筑。 关键词:建筑电气;智能化建筑;应用与发展 建筑电气是现代建筑的重要构成部分,因人的需求而不断发展与创新。尤其是在现代社会,经济科学不断发展,居民生活水平日益提高,他们对建筑物功能要求越来越高。为创造更舒适、安全、便捷的建筑环境,更好的满足人们的生活与工作需求,通信技术与现代计算机技术等高科技技术开始渗透到建筑领域,智能化建筑如雨后春笋般出现,使建筑及其功能迈向高自动化、更舒适安全、环保节能等智能方向发展。 一、建筑电气与智能化建筑解析 广义上看,建筑电气指以建筑为平台,依托电气技术,于有限空间中营造人性化生活环境的电气系统,在建筑中得到了广泛应用,设计内容与产品种类逐步增加。但多数传统电气技术是独立应用的,特别是末端电器产品,系统间联结不够,有使用不便的问题。如传统布线方式通常运用各种电线、电缆与接线设备,存在较大的技术性能,不能很好的互通互联,出现不兼容情况。另外,还有建筑设备使用安全性不高、管理效率低等弊端。而现在的人们对于生活与办公环境的要求越来越高,传统建筑电气技术已不能满足人们日益增长的居住生活质量需求。为弥补上述不足,适应信息化给现代建筑带来的挑战,现代高科技技术在建筑领域有所应用,出现了智能建筑,并蓬勃发展起来。 所谓智能建筑,即根据用户需求,对建筑物结构、管理、系统与服务加以优化组合,给用户创造一个更便捷、更舒适、更高效的人性化环境的建筑物。从建筑电气角度来看,智能建筑以综合布线为基础,依托计算机网络来综合管理传统建筑中的通信系统以及各类分离设备(如消防、给排水、照明等),增强管理与工作效率。如图1所示的运用以太网技术的智能建筑,就可以展示上述综合管理模式。 其次,与传统建筑相比,智能建筑有如下优势与特点:第一、智能集成化。以智能化楼宇为例,借助系统集成方法,使建筑技术与信息技术、通信技术与智能型计算机完美融合,对建筑物中的保安、消防、灯光控制等子系统实时数据的集成,完成各子系统间的联动控制,实现办公自动化、通讯自动化与建筑设备自动化(如图2所示),提升原建筑物“弱电”系统水平。 第二、利用自动控制系统做到安全管理。在智能建筑中,设置了自动化管理系统,如火灾自动报警系统、安全自动化系统等安全系统,借助信息技术进行管理与控制,使建筑有更高的安全性能。如在智能大厦中,借助网络视频监控系统,保安工作人员可以通过网络调控远程影像,更好地了解楼宇运转情况,便于及时采取对策,防止事故出现,降低运行管理费用。 第三、有效调节室内湿度与温度,调控设备节能。相比于传统建筑,智能建筑可通过楼宇自控系统来自动调节室内的湿度与温度,使原来的暖通空调系统控制精度更高,更好的达到节能目标。同时,通过信息技术来全面操作与控制建筑运行中所需的各类机电设备(如图3所示),对建筑内的照明系统设置定时开关,以便更多的借助自然光线采光,使得电能浪费率有所下降;对空调系统进行启停时间的控制,以免空调设备因空转而浪费电能资源。 二、智能化建筑的应用与发展趋势 智能化建筑是因人类对建筑物更高使用功能的追求,加之与高科技的巧妙结合而产生的,是信息时代必然产物,减少了使用成本,但提高了建筑质量品质,增强了建筑适用性,强化了管理与工作效率,逐步成为了现代建筑行业的发展趋势。 首先,作为城市信息单元,现代建筑是信息社会中不可或缺的基础设施,是衡量一个国家或者地区现代化水平的要素之一,综合体现了其经济水平与科学技术。因此,在经济与科学技术飞速发展的新时代,各国纷纷将各种高科技技术纳入建筑领域,与之完美融合,形成了具有安全防范系统、设备控制管理系统、可靠能源供应系统等高质量、高品质的现代建筑,尤其是在发达地区,现代智能化建筑建设呈现出城市化、区域化趋势。如1984年,美国在特福德市建成了世界第一幢“智能大厦”,用同一种线缆将大楼中不同的给排水系统、控制设备、消防系统、管理与通讯系统装置信息接入中央控制室,便于操作与管理。1995年后,美国智能大厦比例得到大幅度增加。而后日本、英国、法国与中国等国家的智能大厦也有所发展。近几年来,我国兴建的现代大型建筑以智能化大厦为主流。同时,建筑智能化技术也逐步由公共建筑进入住宅小区,实现智能小区、智能楼宇(其管理系统如下图所示),更好的适应社会发展需要,也是满足当前智能建筑市场需求。 其次,由环保节能角度看,现代绿色智能建筑是今后发展战。在倡导可持续发展理念的现代社会,绿色环保是不变的话题,在此形势下,智能建筑节能是现代建筑行业的世界性潮流与趋势。因此,为保护环境,给人们创造高效、适用并健康的使用空间,建筑电气工程师要将环保技能理念融入设计环节,将智能化技术与生态化技术有机结合,打造具有集成化、自动化、信息化、节能环保等特点的现代绿色智能建筑。如1988年英国“完整”组织建造了“完整”别墅,集智能控制、低成本、节能环保于一体。比如该别墅的安防系统采用自动改变控制模式,可将房中情况反映出来;运用再生与自然材料为建筑材料,做到绿色环保;废水处理系统把洗手盆与室内浴池里的水排至地下水箱中,进行生物处理之后则可用于卫生设备的冲洗等,达到节省能源的目标,给二十一世纪的智能型家居住房建设提供良好的借鉴。 在中国,建筑能耗因城市化进程的快速发展而持续攀升,为增强能源利用率,更好的缓解能源紧缺问题,智能化建筑更关注节能减排,追求低碳高效、可持续升级发展,促进“智能”和“绿色”的和谐统一。如2008年,上海市编制了《公共建筑节能工程智能化技术规程》,落实发展绿色建筑与建筑节能的有关政策,对建筑物各用能系统采取智能化节能监控技术,努力达成减少能耗,增强能效等目标;2013年,住建部实施严抓建筑节能、重点推广绿色建筑的措施,对中国智能楼宇市场发展起到了推动作用。目前,我国不少地区开始将智能化技术与绿色建筑融合起来,构建现代化绿色智能建筑。如梅溪湖小学,湖南第一所绿色小学,所有教学设备用低碳环保材料制作,屋顶有智能化可调节遮阳设备,室内依靠太阳能供电进行采光;再如天津仁恒海河广场项目(住宅部分),地板辐射采暖,市政中水与小区应用了智能化系统,该建筑项目通过了国家绿色建筑二星级设计标识。可见,以智能化推进节约能源、绿色建筑、减少污染、降低能耗,是我国未来建筑智能化发展的目标与方向。 总之,在科学技术日新月异的信息社会,作为人类生活与工作场所的现代建筑物,若要更好的适应现代信息化所产生的变化,则需要走智能建筑道路,将传统建筑电气技术与人工智能技术、自动控制技术、生态技术等新技术整合起来,综合管理建筑物内各设备与通信系统,实现建筑功能运作与安全保卫自动化、通信与办公自动化、建筑物节能运作,将智能建筑引向更广阔的发展领域,走向智能城市、智能小区,与“数字国家”、“智慧城市”接轨。 建筑电气与智能化论文:建筑电气与智能化专业英语教学探讨 摘要:建筑电气与智能化作为一门新兴学科,针对其专业外语的学习,探讨了以学生为主体、采用多种教学手段、注重与工程实际相结合的教学方法。 关键词:建筑电气与智能化;专业外语;教学模式;结合工程实际 2012年9月,教育部颁布了最新的《普通高等院校本科专业目录》,其中,建筑电气与智能化专业和建筑设施智能技术专业部分整合成新的建筑电气与智能化专业。建筑电气与智能化本科专业(专业代码081004)与土木工程、建筑环境与能源应用工程、给排水科学与工程同属工学门类的土木类专业。建筑电气与智能化专业既是典型的新兴、交叉学科专业,又是特色鲜明的现代建筑技术和高科技信息技术相结合的产物。其特点决定了此专业的学习需要大量先进的、前沿的知识,而这些往往离不开先进的专业英文知识。因此建筑电气与智能化专业英语作为专业信息传递的媒介,已成为对该行业从业人员所要求的必备技能之一。 一、建筑电气与智能化专业英语教学的基本要求 智能建筑是现代化建筑与高新信息技术完美结合的产物。建筑电气与智能化是智能建筑的重要组成部分,将智能型计算机技术、通信技术、控制技术与建筑艺术有机结合,决定了该专业的学生必须掌握较为全面的、多学科专业知识。这些领域都具有很强的专业性,许多有用的知识需要从专业的英文资料中获取,因此建筑电气与智能化的专业英语学习对学生尤为重要。如果对专业英语的学习仅仅停留在“逐词翻译”是远远不够的,需要学生具有一定的本专业英语书籍和文献资料的阅读能力,能够使用英语进行一般性的交流的能力,能够撰写英文的专业文章的能力。而这些的获得,需要采用科学合理的教学环节和有针对性的教学方法。 二、建筑电气与智能化专业英语的教学思考 (一)教学内容 1.选择适合建筑电气与智能化专业特点的教材。由于建筑电气与智能化专业为新兴专业,目前国内缺少专门为本专业而编写的专业英语教材,虽然现在关于建筑和电气以及智能方面的专业英语教材繁多,但每类的侧重点都不同,不能全面地体现建筑电气与智能化专业的特点。因此选择合适的专业英语教材对专业英语的学习是十分重要的。 2.精选与实际工程相联系的英语资料。建筑电气与智能化专业作为建筑行业中的一个分支,也具有建筑业的典型特点,该专业涉及建筑物的规划、设计、施工、使用以及维护的全过程,是一门实践性很强的学科,因此其学习仅仅停留在书本上的知识是远远不够的,必须理论联系实际。在教学过程中,以课本知识为前提的情况下,给学生介绍一些智能建筑、建筑物信息系统、楼宇控制、建筑节能等具体的专业英语资料,同时结合专业图片,使学生将已经学过的专业知识和相关的英语词汇联系起来,使他们真正克服中英文之间的差异,实现理论与实际的相结合。 (二)教学方式 1.以学生为主体、激发学习热情。专业英语课程不同于普通的大学英语课程,需要大量的专业知识作为铺垫,所以专业英语的课程设置必须与专业课程同步,一般在大三甚至大四的教学学期,相对于公共英语课程有时间的滞后性,造成学生对英语的学习不十分连贯。再加之专业英语学习的难度远高于之前的基础英语,即要求学生对专业知识有全面准确的了解,又要求学生有良好的英语素养,因此经常造成学生对专业外语的学习产生厌倦。所以在专业英语的教学过程中,要时刻以学生为主体,在授课过程中加入一些教师与学生互动的环节。针对不同的授课内容,组成不同的单元,在每个单元中加入与课程相关的具体问题,这样能够将专业知识与专业英语内容有效的衔接起来,达到更好的教学效果。为了更好地培养学生自主学习的能力,使学生具有终身学习的意识。在教学过程中增加一些需要预先进行准备的教学内容,在课堂上采用提问或者让学生讲授的环节,这样既可以调动学生学习的积极性,同时又能培养学生自学的能力,使其终身受益。这样通过提问或是课堂讨论的方式,引导学生自主学习,从而达到启发和引导学生主动学习,充分发挥其主观能动性,使之产生对专业英语学习的兴趣。 2.采用多种教学手段,活跃课堂气氛。由于专业英语的学习需要一定的英语基础,对于一些英语基础不是很好的同学,如果采用传统的黑板加教科书的授课模式,学生往往容易上课“开小差”。为了使建筑电气与智能化专业英语教学效果更为理想,在授课过程中不仅采用传统的黑板式的授课方式,主要讲解一些专业词汇和重点句型等,这样便于学生跟上老师的思路,同时有利于学生记录笔记。对于一些专业的外文资料,为了能够让学生更加容易接受,采用多媒体的授课方式,这样可以通过大量的图片信息,加强对学生的视觉冲击,学生更容易精力集中。同时适当加入一些专业英语的录像或情景对话等,这样可以使学生更加直观地理解教学内容。同时使课堂气氛更加活跃,并能够达到提高课堂教学效果的目标。 3.注重工程实际与专业英语的联系。建筑电气与智能化专业是多学科的交叉和融会。专业技术从业人员主要从事工业与民用建筑电气及智能化相关的工程设计、系统集成、信息处理、建筑电气设计、建筑智能化设计、智能建筑管理、施工、设备安装与调试工作。建筑电气与智能化专业是一门对工程实际要求很高的学科。在专业英语的教学过程中,如果采用基础英语的教学方法,仅仅依靠课本的知识,将不能使学生更好地适应未来工作。因此,专业英语的教学内容需要添加一定的工程实际知识。主要是在授课环节上加入一些专业英文图纸或国外工程实例的讲解,由于学生掌握了一定的专业知识,在专业知识的铺垫下,学生更容易理解专业英文图纸中的英文词汇。这样学习专业英语知识的同时,又可以巩固学生专业知识,达到良好的学习效果。 4.针对学生自身情况,设定特设的教学环节。由于我校建筑电气与智能化专业的专业英语课程一般都可设在大四的第一学期,这个学期又适逢学生找工作的学期。随着建筑行业国际化的推进,现在社会对毕业生的要求越来越高,有时在单位的面试中不仅需要学生有中文的简历,还需要学生有英文的简历,针对这一实际情况,在专业英语的授课过程中,加入一些英语简历制作和英语专业知识基础知识的课程环节。针对学生毕业后可能的具体就行方向,给学生讲解几份有代表性的英文简历样本,在学习英语简历制作的同时,也让学生熟悉和专业知识相关的一些专业术语。另外,越来越多的招聘单位在其面试过程中都增加了英语面试环节。因此,在专业英语课程中增加专门的应聘知识单元,同时通过模拟单位英语面试情景,使学生在掌握专业英语知识的同时,还能够培养学生的综合应变能力。由于本身学生对于与就业相关的知识非常的感兴趣,这样更加容易激发学生的学习热情,达到良好的学习效果。 三、结束语 建筑电气与智能化专业英语是培养学生综合能力的重要工具,其根本目的是为了培养和提高学生在专业上的英语应用能力,在全面素质教育中占有重要地位。目前专业英语教学中还存在一些问题,如师资、教材及教学方法等方面存在缺陷与不足,影响了专业英语的教学质量。只有多对专业英语予以足够重视,充分发挥教与学两个方面的积极性、创造性,增加学生工程实践能力的培养,才能更好地提高建筑电气与智能化专业英语的教学质量,培养适应社会发展需求的“复合型”人才。 作者简介:于兰(1979-),女,吉林长春人,研究生硕士,讲师,研究方向:建筑电气与智能化。 建筑电气与智能化论文:建筑电气与智能化概述 摘要:"建筑电气工程"就是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学,它是介于土建和电气两大类学科之间的一门综合学科。经过多年的发展,它已经建立了自己完整的理论和技术体系,发展成为一门独立的学科。"中国电工技术学会"下设"工业与建筑电气应用专业委员会"。建筑电气工程的最终目标是将各种硬件与软件资源优化组合,成为一个能满足用户能需要的完整体系,它将建筑物中用于楼宇自控,综合布线,计算机系统的各种相关网络中所有分离的设备的及其功能信息有机地组合成一个既关联又统一协调的整体。未来的建筑的发展。如果我们将“人(居住者,与之有关的外部人员)――机(建筑物,各种设施及设备)――环境(自然环境,人工环境)”作为一个整体来看,那么应当是“人性化的设计――智能化的设备――生态化的环境”三者的空前融合和相辅相成,而不是互相制约,这是一个大系统工程。 关键词:建筑电气智能化 一、建筑电气与智能化学科概述 建筑电气是建筑工程中不可或缺的一大工种或专业,在建筑工程中起着愈来愈重要的作用。传统的建筑电气工程大致可划分为建筑强电工程与建筑弱电工程两部分。强电工程主要包括建筑供配电、建筑照明、动力及防雷接地;弱电工程主要包括消防工程、建筑电话及闭路电视系统。然而,随着科学技术的发展,经济水平的提高与社会文明的进步,人类已经逐渐进入信息社会与数字化时代,各种高新技术愈来愈多地渗入到建筑行业与各建筑物中。以现代计算机技术、网络通信技术和自动控制技术为主要技术支柱的智能建筑于1984年首先在美国出现,随后在北美、欧洲、日本等发达国家获得了迅速的发展,并于20世纪80年代末进入我国,近年来得到了飞速发展。智能建筑是现代建筑发展的必然趋势。 因此,给相关学科的发展提供了极好的时间和空间。 以建筑电气为主,兼顾建筑智能化的建筑电气与智能化学科适应了现代建筑电气行业的迫切需要,满足了建筑电气行业,及在此行业中从事产品开发、系统集成、工程设计、施工、监理和物业管理人员对相关知识的需求。 二、建筑电气智能化设计对智能建筑物业开发项目产生的影响 智能建筑作为现代建筑技术与信息技术相结合的产物,随着科学技术的进步得到不断发展和充实,通过采用多元信息传输、监控、管理以及科学有效的集成等一系列高新技术,以实现信息、资源和任务的共享。现代建筑技术、现代计算机技术、现代控制技术、现代通信技术、现代图形显示技术一一简称‘,4c+A’’技术,共同构成了智能建筑发展的技术基础,智能建筑最主要的特征就是“智能化’。从成功开发的智能建筑来看,通过运用计算机技术对建筑物内的设备进行自动控制和管理,并对用户提供信息和通信服务等,实质上是通过拥有一套或多套智能化系统,包括安装计算机设备、数据通信线路、程控交换机等,用户可以取得通信、文字处理、电子邮件、情报资料检索、科学计算、行情查询等服务。另外对建筑物的所有空调、给水排水、供配电设备、防火、保安设备由计算机控制,实现综合自动化,使建筑物的用户获得了经济舒适、高效安全的环境,使建筑物的功能产生质的飞跃。而这一切离开了建筑电气设计都将无从谈起。因为智能化建筑的每一项功能都将通过建筑电气设计活动从最初的设计、施工验收、功能维护及今后的技术升级来实现,可以说智能化的要求自始至终贯穿着建筑电气设计活动的全过程。 三、建筑电气智能化设计的基本要求和实践分析 3.1 建筑智能化系统的规划和设计智能化要求贯穿于建筑电气设计活动的全过程,因此建筑开发方应尽早规划好智能化建筑的各项功能,在最初提出设计任务时尽可能洋细地说明智能化系统的内容、要求具备的功能、要求达到的标准、投资及能耗估计;设计单位在编制设计任务时应按照实际业务需要来确定,便于在设计活动中的方案设计、初步设计、深化设计、施工设计中进一步提高效率,做到优质、准确。智能化系统设计任务书是向设计单位提出的建筑物智能化功能要求,设计单位据此提出设计方案。任务书是智能化设计的基础和前提。任务书的内容主要是:(1)设计依据:包括遵循国家现行有关规范和标准的建筑物的设计任务书、建筑物的建筑、结构、设备方案。(2)设计原则:要求功能上实用、技术上先进、经济上合理、施工维修方便,符合可持续发展要求。(3)设计内容:包含通信系统、办公自动化系统、建筑物自动化系统、火灾自动报警系统、保安系统。(4)技术要求:分系统提出技术性能要求。 3.2 建筑智能化设计的实践分析建筑智能化和电气智能化设计的目标是要向住户提供“方便快捷的信息通信、安全舒适的居住环境、高效便利的物业管理。”然而作为一种新型的地产物业,在国内尚未有出台明确规范的设计标准。这就需要设计人员与物业开发方反复不断地沟通,结合具体情况交换思想,明晰设计思想,以达到圆满一致的效果。建筑智能化功能实现涉及多门现代学科技术,建筑电气设计人员要成为诸多学科的专家不可能也并无必要,对于上述智能化功能所提及的各个系统,建筑电气设计师在本专业基础上再学习和了解各系统间之间是如何实现通信的就可以了,因为各个系统是可以单独施工的。而且不同的厂家也有不同的通信协议所以要做到真正的集成是有一定有困难。所以设计人员的关键在于按照设计任务书基础上制定的设计方案精心设计。 3.3 建筑智能化对电气智能化设计的崭新要求近几年来,各行各业用信息技术来改造传统产业已经成为发展的潮流,而建筑智能化是与信息技术紧密结合的朝阳产业,社会对“建筑电气与智能化’专业人才的要求越来越高。可以说,智能化建筑的成功与否,建筑电气设计师的个人素质具有不可忽视的重要作用。事实上,真正理想的智能化建筑,不单是一个智能化设计师与智能化施工单位能做得到的。这其中建设方协调是最重要的。没有建设方的协调,各执一词,很难在思想上和行动上保持一致,从而影响到施工进度甚至智能化的最终效果。1、对建筑电气设计师而言,电气专业知识的精通是根本,必须熟悉相关规范,熟悉最前沿的技术,对智能化设计的信息等技术要有所必要的了解;通常设计师会为各行各业的建筑做设计方案,每个行业所涉及的内容肯定是迥然不同。一般来说,设计与施工当中具有很强的针对性,学校与酒店、政府与企业对智能化的要求是不同的。房地产中的智能化建设在建筑当中也是一步步完善的。而且智能化建设还有一个重要的,就是要与建设方要有很好的沟通与协调,才能真正的做好智能化建设。同时设计人员还必须要有丰富的现场经验,能够准确把握住施工中各个层面的要点和要注意的问题,对相关的土建、结构、强电、通风等方面的基本知识也要有一定基础和了解,便于在弱电施工中随时与多方面进行协调和配合。2、在弱电施工方面,弱电工程通常由土建(总包)进度来决定的,把握好施工进度很关键,尤其是要把握好施工进度中预埋、设备采购、设备安装、调试等关键点。建筑电气设计师要善于发现智能化建筑电气施工中出现的问题,正确表达自己的专业观点,并及时认真做好与各总包、强电等单位的协调、配合工作,处理好与各兄弟单位的关系。施工中各种资料要保存完好并归档。 四、结束语: 建筑电气与智能化学科是一个有着广泛市场,极具发展前景的综合性交叉学科,然而受诸多因素制约,目前普遍存在不少矛盾,有待进一步发展。伴随着智能化建筑在中国的长足发展,建筑电气智能化设计技术也将在不断实践和完善中完成一次崭新的跨越。 建筑电气与智能化论文:建筑电气与智能化的论述 摘 要:我国建筑工程随着经济的发展不断变化增多,在建筑工程中,较为重要的一个施工项目是电气工程,在建筑电气工程中应用智能化技术,可以有效地减少人工操作量,提高操作速度以及操作精准度,提高工程的可靠程度,并且能够降低成本,方便工程完成后的检修维护工作。本文结合工作实践对我国智能化建筑与建筑电气当前的发展现状进行了探讨,详细论述了传统电气与智能化建筑的特点及其应用现状,并对智能建筑智能化发展的趋势做了进一步的分析阐述。 关键词:建筑电气;智能化;建筑;技术应用 引言 随着人们对生活水平的要求不断提高,建筑物中,尤其是居民建筑物中,对建筑电气工程的要求越来越高,新技术在电气工程的应用越来越广泛,对电气工程的质量要求也越来越高。所谓智能建筑中的电气自动化,一般指的就是通过电气自动化系统的集成优秀,在建筑中组织好综合布线等工作,从而使得建筑中的设备与通信乃至办公等诸多功能都从一定程度上实现自动化,并以此来进一步推进现代建筑的信息化、智能化和自动化等方面的发展。但是由于当前我国智能建筑中的电气自动化正在推广和发展阶段,技术尚不成熟,因此我们更应当积极转变传统观念,并通过对现代智能化设备的客观现状进行有效结合,把握其应用要点,从而实现资源优化配置的目标,并保证电气自动化设备运营的安全与稳定,使得智能建筑中的电气自动化得到健康的可持续发展。 一、传统建筑与智能建筑的区别分析 1、传统自动控制系统的分析 传统的建筑每个子系统相互独立、强弱电截然分立的建筑方式已经不能适应智能化建筑高速发展的要求。传统建筑物中通常存在多套独立的不同的布线系统,如电话系统使用普通平行线对、闭路电视系统使用同轴电缆、计算机局域网一般使用非屏蔽双绞线、火灾自动报警系统多使用屏蔽双绞线、电视监控系统使用视频线缆等,这些布线系统的线缆、接插件及配线架等设备都各不相同,是不能互换使用的。另外,由于传统的布线过程中要使用不同类型的电缆、电线以及接线设备。因此,这就导致了相互之间技术性能的较大差别,从而难以互通不能兼容的问题时有发生。在以往进行传统的布线时,如果在布设施工中需要改变终端设备位置和数量时,同时也必须对缆线和其它设备进行重新敷设,而且施工过程中还要面临因更换线缆和设备带来可能发生的临线传送信号中断或质量下降,从而造成增加工程投资以及延时完工的现象,因此,随着传统布线系统的限制,综合布线系统得到飞速发展。综合布线系统采用高质量的材料和标准化部件,能够保证智能化建筑系统的技术性能的优良可靠,以及满足今后可随时进行升级的智能建筑通信需要,虽然综合布线系统初投资较高,但从综合布线系统的整个使用期来看,比传统布线更加经济。 2、智能建筑控制系统的特征 相对于传统建筑,智能建筑具有安全、舒适以及便捷的环境、节能、节省运行维护的人工费用、系统集成等等特点。智能建筑首先要实现和确保人、财、物的高度安全。其次,智能建筑的智能化系统的运行维护和管理目标就是以最少的资源、最低的成本去确保建筑物内设备维护、运行、更新。换句话说,智能建筑安全、舒适、便利、节能、节省人工费用等所有这些特点,必须依托集成化的建筑智能化系统才能得以实现。 二、智能建筑中电气自动化技术优势的体现 对于当前我国智能建筑中电气自动化的应用情况而言,其技术优势大致体现在以下几个方面: 1、智能建筑中电气自动化实现了对设备及其系统运行的全过程有效监控。尤其是在功能众多的大型建筑当中,电气自动化系统的组成配件多样、结构体系多变、功能实现复杂,因此其在传统的运行模式下往往会出现控制盲区,从而造成故障的产生。而现代智能建筑中电气自动化技术由于能够对整个系统实现实时的数字信息化有效监控,因此能够将控制中心发出的命令迅速传递到各个系统,同时将其反馈信息迅速返回到控制中心,从而实现一种高效、持续且实时的控制目标。 2、智能建筑中电气自动化大大加强了联动性能。该自动化技术不仅将建筑中的安防消防、通风照明等系统整合为一个大的体系,从而充分加强了其联动性能,并且实现了各个子系统之间的优化配置和联合互动。 3、智能建筑中电气自动化的安全性能非常强大。由于智能建筑中电气自动化系统本身就具有一定的危险,无论是设备问题还是操作不当甚至是周边环境的不利变化都有可能会对整个系统的安全性造成极大的风险。而该自动化控制技术就可以大大提高整个系统对于这些不利的异常因素作出迅速而有效的反馈,并且能够采取遥控模式来极大减轻各种突发情况对于系统控制和维护人员带来的伤害风险。 4、智能建筑中电气自动化能够提供更加详实的数据和更加精确的计算。该自动化系统能够通过对其运行流程、问题处理等各方面的数据进行整合,从而建立一个更加准确详实的数据库,以此来给后期的各种优化决策予以可靠的信息数据保障。 三、建筑电气智能化技术应用分析探究 在建筑电气中,智能化技术主要应用于建筑电气工程的自动化控制、建筑电气设备故障预测分析以及建筑电气设备的优化设计等。所以建筑电气工程的智能化技术应用分析主要包括:智能化技术在建筑电气工程自动化控制中的应用;智能化技术在建筑电气工程故障检测分析中的应用以及智能化技术在建筑电气工程电气设备优化设计中的应用等。 1、智能化技术在建筑电气工程自动化控制中的应用 在建筑电气工程中,需要有自动控制和保护系统,以便在发生一些意外时,可以进行自我控制和保护,防止事故的发生。而这些自动保护以及控制系统中则可以运用智能化技术。首先在计算机控制系统中,应用 GPS 定位功能,对整个建筑电气工程的电气设备、线路以及装置配件等进行定位,并利用传感技术进行将电气工程的施工或者工作状况传输给计算机系统,即进行电气工程施工或运行的数据采集,然后计算机系统利用电机设备、电磁场以及电路等学科知识对所收集到的数据进行综合分析,然后按照设定的系统程序,如果出现了哪种数据,就该进行何种控制措施。这样就可以对建筑电气进行智能自动化控制。 2、智能化技术在建筑电气工程故障检测分析中的应用 在建筑电气工程中,可以利用智能化技术进行电气系统的控制和保护,如果一旦出现了问题,智能化程序中没有被规定的状况,则可以发出警报,并对发生问题的部位,进行重点的实时监控,同时,还需要将收集到的数据传输给智能化故障分析系统,利用智能化技术中的神经网络、专家系统以及模糊逻辑等技术,对发生问题的部位进行故障分析,例如,当变压器出现故障时,便可以对变压器油中的气体成分进行分析,从而进一步缩小其故障范围。 3、智能化技术在建筑电气工程电气设备优化设计中的应用 智能化技术在建筑电气工程电气设备优化设计中的应用主要包括两个方面,一个是智能化技术的遗传算法,一个是智能化技术的专家系统。遗传算法是一种先进的计算模型,其原理是模拟生化进化过程中的遗传学机理以及达尔文生物进化论中的自然选择理论,运算过程中应用生物界中的进化规律,进行随机性搜索。智能化技术中的遗传算法在电气设备优化中起到重要作用,在建筑电气工程中,可以采用智能化技术中的遗传算法和专家系统相结合的方式对电气设备进行优化。 结束语 智能建筑是传统建筑电气与 3C 高新技术相结合下的建筑智能电气产物 ,随着信息技术的飞速发展以及物联网在智能建筑中的不断应用和发展 ,未来智能建筑智能化技术和性能都将不断提升 ,未来智能建筑的“智能化”特征也将越明显。 建筑电气与智能化论文:论智能化建筑与建筑电气 [摘 要] 我们国家的社会主义建设在不断的发展,城市发展的脚步也在加快,大量的建筑物拔地而起,推动了智能化建筑业的发展。智能化建筑电气是现代智能化建筑的重要组成部分,电力施工技术是智能建筑的根本。本文通过对智能化建筑电气技术发展思路进行分析,指出了智能化建筑电气中的关键技术,并提出了智能化建筑电气中的未来发展思路。 [关键词] 智能化建筑;建筑电气 前言:智能化建筑是将电子技术、网络技术以及自动控制技术融为一体的一种先进建筑。随着科学技术的不断发展,智能化建筑电气技术已经得到了广泛的使用,加强对智能化建筑电气技术的研究具有重要意义。 一、智能化建筑和建筑电气的定义 随着高新技术越来越多的进入到平民百姓家庭,智能化建筑的概念也逐渐被人所接受,但是大多人认为智能化建筑是利用高科技手段对建筑进行一定的控制,从而达到一定阶段的智能化其实这种定义是不够全面的智能化建筑是通过遥感技术、电视技术、数字通信技术等一些高科技技术,对建筑的结构、设备进行优化管理,从而达到可以满足人的各种需求的目的,使之创造出一套舒适、便捷的可以帮助人提高工作效率、生活品质的智能化建筑而在当前的智能化建筑主要是通过自动化通信管理、楼宇自动化系统以及办公自动化这三大系统来完成的,而支撑这些系统运行的就是建筑电气。 建筑电气与人的生活息息相关,它是以电气工程作为基础,并且结合了计算机技术、电工基础和控制基础等综合性应用虽然建筑电气本身具有电气工程的属性,但是因为还涵盖了其他专业的知识属性,因此就无法简单将其归类定义,但是建筑电气具有非常广泛的前景,随着智能化建筑在人们生活中不断的应用,建 筑电气技术必然会发挥出越来越广泛的作用 二、电气工程及自动化技术对智能建筑的意义 智能建筑是依靠建筑这一平台实现,智能建筑中的弱电系统设备与线缆安全则都需要依靠电气工程及自动化技术,比如电源技术、抗干扰技术、防雷技术、接地技术、防静电技术、屏蔽技术、防谐波技术、布线技术等。电气工程及自动化技术实现了设备和系统整个工作流程的有效监控,由于建筑本身结构复杂,电气系统的组件繁多、功能多样性,传统的运行方式会导致故障时常发生。但电气工程及自动化技术则通过“采集―处理―反馈”,对系统进行实时监控,第一时间将信息进行反馈到控制中心,实现高效率不间断的控制与管理。此外,电气工程及自动化技术可以将建筑当中的配电、消防、照明及空调等系统连接成一个整体,这就提高了联动能力,有效解决了电梯系统的有序运行和紧急情况下(火灾等)的自动识别等。还有电气工程及自动化技术还提高了安全性,在发生故障时,可以通过遥感技术进行控制,这就大幅降低了故障对操作维修人员的安全系数。 因此,电气工程及自动化技术是实现智能建筑的关键。它能够帮助智能建筑实现真正的智能,还能加强智能建筑的安全与防范能力,实现智能建筑之间的信息传输。这充分表明电气工程及自动化技术对智能建筑的发展有着极为重要的意义。 三、智能化建筑和建筑电气的关系 目前很多人们对于智能化建筑和建筑电气的关系还不是很了解,单从字面上讲这是两种完全独立的意义,但是实际上智能化建筑和建筑电气的关系相当紧密,可以说,只有良好的建筑电气的运用,智能化建筑才能得以发挥;反过来讲,如果没有智能化建筑的广泛应用,建筑电气也不可能有进一步的发展。因此这两者是相辅相成,缺一不可的。在过去的建筑中,建筑电气主要负责建筑的供配电、照明、动力、防雷、电话、闭路电视等电力支撑,这些不过是传统的电气工程和传统的电气控制但是对于智能化建筑而言,建筑电气还不仅如此智能化建筑是计算机技术、电气控制技术、网络通信技术以及电气技术这些技术的综合应用,而这些应用的基础就是建筑电气,不客气的说,没有了电,这一些技术都白谈智能化建筑不过是建筑电气队当前技术发展的必然趋势而己而随着智能化系统和建筑电气的技术集成化程度越来越高,建筑电气和智能化建筑就会变得更加紧密,最终就会形成一个单独的个体。 四、建筑电气在智能建筑中发挥的作用 智能化建筑能够得到有效的发挥和应用,要依赖于建筑电气的良好支撑,因此可以说建筑电气是智能化建筑的基础,也是智能化建筑中的信息技术和建筑电气技术的有利保证智能化建筑要想达到人们所需要的理想状态,就需要各种各样的自己设备的正常运行,而这些设备的使用和维护都需要防雷、接地、布线、信号屏蔽等各种电气技术的有效支撑这些电气技术实际上也就是建筑电气中的一种,因此,建筑电气技术是保证智能化建筑发挥其功效的基础和前提 智能化建筑要想发挥其‘智能化”,就需要在建筑中植入数量众多的弱电系统的设备,这些设备的设计和安装过程中都需要建筑电气给予足够的技术支持众所周知,弱电设备因为物理属性的原因,从而会存在干扰的现象,在智能化建筑运用中,会需要数量众多的弱电设备,如果将这些弱电设备都进行单独的安装,就会产生非常多的安装费用和人力费用,更为重要的是,这些设备因为存在着相互干扰的原因,就无法保证这些弱电设备的正常使用但是如果利用建筑电气的技术,就可以对这些弱电设备的安装维护工作进行系统的、科学的管理和安排,不仅可以避免设备的相互干扰,保证设备的正常工作,还能够大幅降低安装过程中带来的众多的安装成本,此外,建筑电气技术还可以在这些弱电设备运行时有效降低能源损耗,提高工作效率值不仅如此,建筑电气技术在其他领域中也发挥着重要的作用,例如在智能化建筑中进行智能化监控、在智能化建中中进行高速信日、传输等。 五、未来的建筑电气技术应用趋势 随着科技的进步和发展,电气设备的结构和功能也在不断的进行着变革,功能多样化、结构精密化都成为未来发展的特点而且随着智能化建筑的广泛应用,传统的建筑电气必然会被逐渐淘汰而智能化建筑要想实现多种功能的智能化,例如温控设施、照明设置和安保设施等,都要求建筑电气的安全可靠的运行。 那么,建筑电气技术就需要解决电气设备的供电和各种应用设备进行协调的问题因此,就需要建筑电气技术不断革新、不断完善目前己经有了以太网络传输技术、总线控制技术以及强电、弱电技术等各种高效实用的新技术,未来也会有各种各样的新技术的诞生,从而对保证智能化建筑的各项功能的实现发挥着重要 的力量。 建筑电气技术注意事项 1、经济方面 智能化建筑中的建筑电气技术首先需要注意经济节能,确保技术可靠并且经济在实际应用中,建筑电气技术要符合智能化建筑发展的去世,尽量使用新技术来保证各项设备的正常应用,而用新技术可以有效降低整体工程造价,从而达到经济合理的目的。 2、设计方面 在对智能化建筑的建筑电气设计是,要确保实事求是,不能盲目的追求‘高大上”的目标智能化建筑功能全面、设计复杂,因此对于设计和管理都要求非常严格,如果太盲目追求设备的先进性,就会加大设计难度,增大投资成本,必然会造成资源上的浪费因此在设计时要合理的使用各种技术,保证设备、系统的正常发挥。 3、质量方面 在建筑电气工程的每个环节都必须要仔细检查,仔细审阅设计稿,确保每个环节都是精确的同时,在操作时,要严格遵守电气施工的各种规章制度,坚决抵制质量较差的材料和产品,从而保证建筑电气工程的安全可靠。 结束语 综上所述,随着科学技术的进一步发展,我国的建筑正在朝着多元化的智能建筑发展,电气技术作为智能化建筑的重要技术之一,加强对电气技术的利用,对提高智能建筑的智能化水平具有重要作用。 建筑电气与智能化论文:智能化建筑电气设备安装技术与接地保护措施分析 摘要:本文根据本人多年建筑电气安装实践,详细分析介绍了智能化建筑电气设备安装施工特点,并从电气竖井内电气管线设备安装、楼层板面电气安装施工及控制系统电气设备安装施工等方面阐述了智能化楼宇电气设备安装施工技术要点,并对其电气接地保护措施进行了分析和总结。 关键词:智能化建筑电气设备安装技术接地保护 1、引言 现代智能化建筑一般包括办公自动系统、建筑电气设备自动化系统、通信自动化系统。智能化大楼电气设备自动化系统为智能建筑系统中的一个重要系统之一,是采用微机通过通信网络对整个建筑物的空调、供热、给排水、变配电、照明、电梯、消防、广播音响、通信、防盗、等众多设备进行实时测量、监视和全面监控,实现最优化的管理,从而提高系统运行的安全可靠性,节省人力、物力和能源。 2、工程概况 由我司总承包施工的某大楼是一座集酒店、办公于一体的综 合性大厦,由一层地下室、3层裙楼及17层主楼组成,建筑面积约30000m2。本建筑楼层功能分区明显,高低压配电室设在一层,低压配电出线采用电缆母线槽沿电气竖井向各楼层送电,接地采用TN―S系统。 3、智能大楼电气设备安装施工技术要点 3.1电气竖井内电气管线设备安装 3.1.1母线槽安装 1)首先用钢卷尺在最高层的楼板预留孔位置量好母线槽两侧[10槽钢的间距,用角尺及水平尺对[10槽钢进行找平、找正,用10以上膨胀螺栓将[10槽钢固定在预留孔两侧。然后沿[10槽钢的内边向底层各放一条垂线,依次固定各层预留孔位置上的槽钢。 2)将母线槽按编号由底层自下而上逐段连接,连接时采用接头绝缘隔板将母线槽内的相与相、相与零、零与地分隔开,用一根或两根与母线槽绝缘螺栓穿过两相邻段母线之间的孔洞,将接头固定牢固。 3)固定时应使用每相外壳的纵向间隙分配均匀,两相邻的 母线与外壳间同心,其误差不得超过5mm,各段母线槽连接时,宜采用扭力扳手拧紧接头螺栓,连接后不应使母线受到机械应力 (630A及以下母线力矩必须达到80N―M,630A以上力矩必须达到120N―M),紧固后应确保连接紧密可靠。 3.2楼层板面电气安装施工 孔洞预留当板面预埋时,首先应进行图上模拟作业,等比例 安排电气设备在电气竖井内的相应位置,如发现尺寸不符,电气设备位置冲突等,应及时调整,以便后期电气竖井内电气设备正确安装.根据以上原则板面预埋作业时,600*200的桥架预留800*300的孔洞。1000*200的桥架预留1200*300的孔洞,1000A母线槽及-50*5接地铜排预留500*300的孔洞。预埋时应统一参照点及时复核上一层电气竖井内所预留孔洞应与下一层电气竖井内的预留孔洞的坐标一致,减少偏差产生。 3.3控制系统电气设备安装施工 大楼自动控制系统是运用自动化仪表、计算机过程控制和网 络通信技术,对建筑物内部的机电设备运行进行集中监视、控制和管理的综合系统。使用安装说明书、装配图以及有关技术标准等进行施工,精心操作,防止设备损坏。大楼自动化系统现场设备主要有传感器和执行器。 3.3.1传感器的安装 3.3.1.1室内温度传感器的安装 室内温度传感器在暖气、通风和空调系统中用于室温测量和遥控设定值调整。温度传感器的接线连接应符合设计要求,尽量减少因接线而引起的误差;室内温度传感器安装在采暖或空调房间内墙,远离门窗和热源或可能暴露在阳光的地方;导管开口要密封,以防止由于导管吸风而引起虚假温度测量;在高电磁干扰区域采用屏蔽线,传感器导线与电源之间距离 150mm;室内温度传感器安装高度为1.4m。在主体施工时预埋直径为20mm的钢管及接线盒。 3.3.1.2风管式温度传感器的安装 风管式温度传感器在通风和空调系统中用于排风、回风或 室外空气温度测量。根据风管式温度传感器的感温管的长度选择 适当的安装部位,先在风管上按要求尺寸开孔后安装。导线敷设 可选用直径为20mm的电线管及接线盒,并用金属软管与传感器 相连接,在高电磁干扰区域采用屏蔽线,传感器导线与电源之间 150mm。 3.3.1.3管道温度传感器的安装 管道温度传感器用于对空调系统的冷却水管和冷冻水管测量水温,通过管接头与水管相连接,导线敷设可选用直径为20mm的电线管及接线盒,并用金属软管与传感器相连接,进入传感器的接线口进行密封处理,防止水汽进入。 4、电气接地保护安装技术措施 本建筑TN-S系统是把中性线N和保护接地线PE严格分开的低压配电系统,是一个三相四线加PE线的接地系统。中性线N与保护接地线PE除在变压器中性点共同接地外,两线不再有任何的电气连接。系统正常运行时,中性线N带电,而PE线不带电。该接地系统具备安全可靠的基准电位,PE线不允许断线,对地没有电压,故设备金属外壳接在PE线上安全、可靠。因此,TN-S系统可作为本综合建筑大楼的电气接线系统。 4.1防雷接地 为把雷电流迅速导人大地,以防止雷害为目的的接地叫作 防雷接地,主要针对信息机房及建筑内信号源采取针对性防雷措施。由于建筑内常常布设大量的电子贵重设备和智能综合布线系 统,这些设备、系统的耐压等级低、防干扰要求高,很容易受到 雷击。具体解决措施为:接闪器采用针带组合接闪器,避雷带采 用25mm×4mm镀锌扁钢在屋顶组成≤5m×5m(或4m×6m)的网格。该网格与屋面金属构件做电气连接,与结构柱内钢筋做电气连接,引下线利用结构柱内钢筋、圈梁钢筋、楼层钢筋与防雷系统连接,外墙面所有金属构件也与防雷系统连接,柱内钢筋与接地体连接,组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。这样不仅可以有效防止雷击损坏楼内设备,而且还能防止外来的电磁干扰。 4.2工作接地 工作接地是将电力系统电气装置中,为运行需要所设的接地 (如中性点直接接地或经其他装置接等)。综合建筑内主要的工作接地是变压器中性点或是中性线(N线)。中性点接地可以防止零序电压偏移,保持三相电压基本平衡,这对于低压系统很有意义,保证满足单相电源设备使用要求。 4.3安全保护接地 安全保护接地是将电气装置的金属外壳、配电装置的构架和 线杆塔等,由于绝缘损坏有可能带电,为防止其危及人身和设备的安全而设的接地。在本建筑大楼内,强电设备、弱电设备以及一些非带电导电设备与构件等,均要求采取安全保护接地措施。如果不做安全保护接地,当电气设备的绝缘被损坏时,其外壳有可能带电,一旦人体接触此电气设备的外壳,就可能造成伤害甚至生命危险。假如装有安全保护接地装置的电气设备的绝缘损坏,外壳带电,则接地短路电流将同时沿着接地体和人体两条通路流过,即有:Id=Id1+Id2(1) 在一个并联电路中,通过每条支路的电流值与电阻的大小成 由式(2)可以看出,由于接地电阻不大,接地短路电流流过时压降很小,因此设备外壳对大地的电压也不高,而人体电阻要比接地电阻大,经过人体的电流也比流过接地体的电流小,几乎等于零,即Id=Id1。人站在地上碰触设备外壳时,人体所承受的电压很低,不会有危险。由此可见,安全保护接地是保障智能化综合建筑电气系统内设备及人身安全的必要装置。 5、结语 综上所述,由于本工程根据智能建筑电气设备工程的特点, 严格按规范和施工工艺要求进行安装施工,运行调试过程中各系统运行正常,充分发挥系统的运行效率,取得了良好的施工效果和经济效益。 建筑电气与智能化论文:论智能化建筑与建筑电气 摘要:智能化建筑,是我国当代建筑和高新信息化技术,相结合的共同产物。主要体现在人们的工作效率和管理水平之上,及生活质量方面的不断提高。主要是智能建筑化系统工程作为弱电系统工程的延伸与发展,其综合性较强,涉及领域也比较广,所以,建筑电气作为我国智能化建筑中起着非常重要的作用。 关键词:智能化建筑;建筑电气;现状;问题;趋势 一、智能建筑的发展现状 目前,我国因为智能建筑的理念,契合了可持续发展的生态和谐发展的理念,因此我国智能化建筑,一般更多的凸显出了智能建筑的节能、环保、实用、先进及可持续发展等方面的性能和特点,与其他国家智能化建筑相比,我们国家更注重智能化建筑的节能减排,也更加追求智能化建筑的高效与低碳。这些对于节能减排及降低能源消耗等,都具有非常重要的积极促进的作用。随着我国社会生产力水平的不断进步,随我国现代控制技术、计算机网络技术、可视化技术、智能卡技术、无线局域网技术和数据卫星通信技术等高科技技术水平的不断提升,智能化建筑,将会在我国未来城市的建设中,发挥着更加重要的作用,同时作为现代化建筑或未来建筑的一个有机组成部分,不断的吸收并且采用新的可靠性的技术,不断实现设计与技术上的突破,为传统建筑概念赋予新内容,稳定并且持续不断的改进,才是我国智能化建筑今后发展的主要方向。 二、智能化建筑和建筑电气的定义 随着高新技术越来越多的进入到平民百姓家庭,智能化建筑的概念也逐渐被人所接受,但是大多人认为智能化建筑是利用高科技手段对建筑进行一定的控制,从而达到一定阶段的智能化。其实这种定义是不够全面的。智能化建筑是通过遥感技术、电视技术、数字通信技术等一些高科技技术,对建筑的结构、设备进行优化管理,从而达到可以满足人的各种需求的目的,使之创造出一套舒适、便捷的可以帮助人提高工作效率、生活品质的智能化建筑。而在当前的智能化建筑主要是通过自动化通信管理、楼宇自动化系统以及办公自动化这三大系统来完成的,而支撑这些系统运行的就是建筑电气。建筑电气与人的生活息息相关,它是以电气工程作为基础,并且结合了计算机技术、电工基础和控制基础等综合性应用。虽然建筑电气本身具有电气工程的属性,但是因为还涵盖了其他专业的知识属性,因此就无法简单将其归类定义,但是建筑电气具有非常广泛的前景,随着智能化建筑在人们生活中不断的应用,建筑电气技术必然会发挥出越来越广泛的作用。 三、智能化建筑与建筑电气两者间的关系 目前很多人们对于智能化建筑和建筑电气的关系还不是很了解,单从字面上讲这是两种完全独立的意义,但是实际上智能化建筑和建筑电气的关系相当紧密,可以说,只有良好的建筑电气的运用,智能化建筑才能得以发挥;反过来讲,如果没有智能化建筑的广泛应用,建筑电气也不可能有进一步的发展。因此这两者是相辅相成,缺一不可的。在过去的建筑中,建筑电气主要指建筑的供配电、照明、动力、防雷、电话、闭路电视,这些不过是传统的电气工程和传统的电气控制。但是对于智能化建筑而言,建筑电气还不仅如此。智能化建筑是计算机技术、电气控制技术、网络通信技术以及电气技术这些技术的综合应用,而这些应用的基础就是建筑电气,不客气的说,没有了电,这一些技术都白谈。智能化建筑不过是建筑电气对当前技术发展的必然趋势而己。而随着智能化系统和建筑电气的技术集成化程度越来越高,建筑电气和智能化建筑就会变得更加紧密,最终就会形成一个单独的总体。 四、建筑电气在智能建筑中发挥的作用 智能化建筑能够得到有效的发挥和应用,要依赖于建筑电气的良好支撑,因此可以说建筑电气是智能化建筑的基础,也是智能化建筑中的信息技术和建筑电气技术的有利保证。智能化建筑要想达到人们所需要的理想状态,就需要各种各样的自己设备的正常运行,而这些设备的使用和维护都需要防雷、接地、布线、信号屏蔽等各种电气技术的有效支撑。这些电气技术实际上也就是建筑电气中的一种,因此, 建筑电气技术是保证智能化建筑发挥其功效的基础和前提。智能化建筑要想发挥其“智能化”,就需要在建筑中植入数量众多的弱电系统的设备,这些设备的设计和安装过程中都需要建筑电气给予足够的技术支持。众所周知,弱电设备因为物理属性的原因,从而会存在干扰的现象,在智能化建筑运用中,会需要数量众多的弱电设备,如果将这些弱电设备都进行单独的安装,就会产生非常多的安装费用和人力费用,更为重要的是,这些设备因为存在着相互干扰的原因,就无法保证这些弱电设备的正常使用。另外,解决弱电设备互相干扰的方法有很多,比如可以将有关线缆进入弱电机房后,设金属接线箱(盒)在其内将线缆金属(屏蔽)外皮接连避雷器或浪涌电压抑止器,然后与弱电机房辅助等电位接地母排用截面积不小于6mm2铜芯绝缘线连通,穿钢管保护敷设。这样做还可以抑制线缆在传输路途上接收到的其它邻近干扰源产生的高频电磁干扰信号,从而有效可靠地保证信号传输的质量。从弱电机房弓|出的信号线路应用金属线槽沿墙并在吊顶内敷设,避免与其它电气管路平行紧贴敷设。尽量避开空调、消防、暖气和给排水等管道,与它们的间距大于0.3m。这样可以有效的对这些弱电设备的安装维护工作进行系统的、科学的管理和安排,不仅可以避免设备的相互干扰,保证设备的正常工作,还能够大幅降低安装过程中带来的众多的安装成本。此外,建筑电气技术还可以在这些弱电设备运行时有效降低能源损耗,提高工作效率值。不仅如此,建筑电气技术在其他领域中也发挥着重要的作用,例如在智能化建筑中进行智能化监控、在智能化建筑中进行高速信息传输等。 五、建筑电气技术注意事项 (一)经济方面 智能化建筑中的建筑电气技术首先需要注意经济节能,确保技术可靠并且经济在实际应用中,建筑电气技术要符合智能化建筑发展的去世,尽量使用新技术来保证各项设备的正常应用,而用新技术可以有效降低整体工程造价,从而达到经济合理的目的 (二)设计方面 在对智能化建筑的建筑电气设计是,要确保实事求是,不能盲目的追求“高大上”的目标智能化建筑功能全面、设计复杂,因此对于设计和管理都要求非常严格,如果太盲目追求设备的先进性,就会加大设计难度,增大投资成本,必然会造成资源上的浪费因此在设计时要合理的使用各种技术,保证设备、系统的正常发挥。 (三)质量方面 在建筑电气工程的每个环节都必须要仔细检查,仔细审阅设计稿,确保每个环节都是精确的同时,在操作时,要严格遵守电气施 工的标准规范,坚决抵制不合格的材料和产品,从而保证建筑电气工程的安全可靠 六、建筑电气技术应用的发展趋势 随着科技的进步和发展,电气设备的结构和功能也在不断的进行着变革,功能多样化、结构精密化都成为未来发展的特点而且随着智能化建筑的广泛应用,传统的建筑电气必然会被逐渐淘汰而智能化建筑要想实现多种功能的智能化,例如温控设施、照明设置和安保设施等,都要求建筑电气的安全可靠的运行,那么,建筑电气技术就需要解决电气设备的供电和各种应用设备进行协调的问题,因此,就需要建筑电气技术不断革新、不断完善。目前己经有了以太网络传输技术、总线控制技术以及强电、弱电技术等各种高效实用的新技术,未来也会有各种各样的新技术的诞生,从而对保证智能化建筑的各项功能的实现,发挥着重要的作用。 结束语: 综上所述,随着我国当前智能化建筑的普及,建筑行业对于智能化建筑的作用与地位,给予了足够的重视,建筑电气是智能化建筑工程中非常重要的一部分。随着我国智能化建筑,近些年快速的发展,建筑电气也发生了很大改变。在以上的文章中,对智能建筑和建筑电气两者间的关系和现状进行了分析,同时就建筑电气在智能化建筑中的作用及注意事项进行了简述,同时对于建筑电气在智能化建筑未来的地位及发展前景进行了探讨。 建筑电气与智能化论文:基于智能化技术的建筑电气设计与实施研究 【摘要】文章结合智能建筑与智能化建筑电气的理解,提出了我国智能化电气技术存在的问题,一方面,优化智能建筑电气节能供电系统的保护措施;另一方面,优化智能化建筑电气节能的安全防范系统。 【关键词】智能建筑;电气系统;控制管理;质量监控 引 言 二十世纪以来,由于世界经济的发展和人民生活水平的提高,用户对建筑服务水平提出了更高要求,人们的居住观念已从低水平的简单要求逐步向舒适性、环保型及智能性等高层次需求转变,直接导致了建筑能耗越来越快的增长。作为建筑节能的重要组成部分――建筑电气节能已经成为关乎我国建筑业可持续发展的重要组成部分。相关数据表明,我国智能化建筑数量在二十一世纪后期将占据世界总量的一半以上。当前我国建筑电气已经经历了电气化阶段、自动化阶段,正在朝着智能化阶段迈进,为我国建筑节能的发展带来了机遇。可见,为保证所有电子设备在互不干扰的情况下高效、智能运行,建筑电气的技术在智能化建筑领域将会有更为广阔的发展空间。 1 智能建筑与智能化建筑电气 1.1 智能建筑 智能建筑是指利用现代建筑、计算机、通讯和控制的先进技术手段,将信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统进行优化整合,通过楼宇自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)和通信自动化系统(CAS)为人们实现一种安全、高效、舒适、节能、环保、健康的建筑环境。 目前,由于我国智能化建筑的智能化控制系统的理论基础较为薄弱,实践操作不够完善,导致我国不少智能楼宇的控制系统未能正常运转,其优势并未得到充分发挥。 1.2 智能化建筑电气及其作用 建筑电气系统是现代建筑智能化运行的优秀,其在智能建筑中的重要作用是在建筑平台上实现的。作为一个优秀系统,它对整个建筑物功能的发挥、建筑布局和结构的选择、建筑艺术的体现、建筑的灵活性以及建筑安全的保证等方面,都起着十分重要的作用。 智能化建筑需要数量庞大的电气电子设备才能够实现全部的建筑功能。如果想要使这些电子设备都维持正常运转状态,就不能离开多种电气技术支持。可以说多种电子技术的根本来源就是建筑电气技术,智能建筑中弱电系统的设备、缆线安全必须依靠电气技术如:电源技术、防雷与接地技术、布线技术、等电位技术等众多的电气技术来支持方可奏效。显然智能建筑对智能控制提出了较高要求,而智能控制的根本取决于智能化建筑电气。即电气节能技术的革新决定了是否能降低智能化建筑的电气耗能,智能化建筑电气节能技术的全面发展与进步直接关乎了智能楼宇的智能化控制体系和技术。 在智能化建筑中,建筑电气技术起到的作用不会仅限于解决弱电设备间(弱电设备间存在干扰现象)的冲突,它也能够被应用于其他领域,例如帮助智能化建筑进行智能化监控、对智能化建筑安全防范措施的加强和促进智能化建筑之间的信息传输。对于电子监控技术,建筑电气设计是通过新技术的研发不断推动了智能化建筑的监控水平的提升。此外,安全防范技术通过建筑电气技术实现了在子系统间进行联动协作,提高了安防系统的可靠度、严密度和实时度,且子系统相继进行数字化,整体的安防系统不断向数字化和综合化的方向发展。 1.3 我国智能化建筑电气技术的现状 开发新型能源是解决电能消耗的重大举措,目前,依托于太阳能和风能的新型发电技术在我国智能楼宇的电气节能方面使用较为广泛,取得了较好的环保和经济效益。虽然我国新型能源应用于智能建筑的电气设计方面取得了一定的成果,但是我国智能化建筑电气节能技术的仍然面临许多问题亟待解决。 2 我国智能化电气技术存在的问题 目前,我国尚未形成专门的针对建筑电气节能有关设计方面的规范标准,同时建筑电气节能设计的相关技术人员未能对节能优化控制环节进行合理的分析和综合把握,阻碍了电气建筑节能的具体设计和安装环节。可见,目前智能化建筑电气节能技术还存在许多问题,主要表现在: (1)缺乏智能化建筑电气质量安全监控优化,主要在建筑电气监控安全优化的控制方面,部分建筑电气工程师未能有效地对现有建筑电气节能技术进行掌握、分析和运用,导致某些设计环节缺乏可实施性,使得某些智能楼宇的电气节能体系无法正常运行,电气系统的安全也难以保障。(2)建筑电气节能优化设计中缺少自动化、智能化电气设备及其配套设施,导致智能化建筑电气节能控制体系不能正常运行,即在设计方面使用了最先进的智能楼宇电气节能技术,却无法获得实际节能效果,耗电量大。因此,对自动化、智能化技术的工程型研发是电气节能的关键所在。(3)基于我国当前智能化建筑电气节能技术现状可以看出,目前智能化建筑电气节能体系缺乏全面有效的协调统筹,而且控制制度尚不完善,控制方式也不尽科学,实际运行效率低下。 3 智能化建筑电气节能技术的系统优化 基于以上问题,为符合智能化建筑电气技术在节能降耗、安全环保的目的,应采取以下优化措施。首先,实现智能控制体系的优化是智能化建筑电气节能技术体系优化的重要环节,具体包括以下四个方面:①智能控制策略的优化;②智能控制管理方式的优化;③智能数字控制器的优化;④智能控制网络的优化。其次,建筑电气质量安全监控技术是确保智能化建筑电气节能体系正常安全有效地运行的保障,应正视建筑电气质量安全监控进行优化在智能化建筑节能电气工程中的重要的地位,一方面,优化智能建筑电气节能供电系统的保护措施;另一方面,优化智能化建筑电气节能的安全防范系统。包括对视频监控系统、入侵报警系统、安全防范系统的集成与技术融合等方面的节能优化等,以此来优化智能化建筑电气节能设备的质量安全。 另外,对于电气系统的节能优化设计还应充分考虑以下方面:①供配电系统的节能优化设计:要综合考虑建筑用电设备的特点、用电负荷容量和设备具体布置等情况,基于多个因素的综合分析,确定合理的供配电节能设施使设备在保持正常运行状态的同时最大程度的减少能源消耗;②照明系统的节能优化设计:照明系统是建筑节能的一个重大方面,用节能照明灯具取代普通照明灯具,采用声光控系统设计照明开关灯措施都可以有效减少能源浪费;③电梯、通风、空调及够供水系统的电气节能优化设计:应合理的选择电梯型号,合理选择节能环保高效的产品④充分利用新型资源:利用新型的可再生能源,如太阳能、风能等,减少对高品质能源使用的设备耗能以及对非节能设备的依赖。 4 小结 智能化建筑作为建筑工程未来的发展方向,其水平已经成为一个国家、城市、地区现代化水平的一个重要标志。目前我国在相应的自动化、智能化电气设备研究、开发和生产上还处于比较落后的地位,应重点关注智能化建筑电气的设计和控制系统的优化与安全,把智能建筑和建筑电气技术有机结合起来,真正的发挥智能建筑的优势,更好的满足人们在生活上的需要,促进我国的社会主义的现代化建设。 建筑电气与智能化论文:论智能化建筑与建筑电气 摘要:随着目前智能化建筑的越来越普及,建筑行业对于智能化建筑的作用和地位给予了足够的重视。建筑电气是智能化建筑非常重要的一部分,随着智能化建筑近些年快速发展,建筑电气也发生了很大改变。本文主要就智能建筑和建筑电气进行探讨,就建筑电气在智能化建筑中的作用进行了简述,同时对于建筑电气在智能化建筑未来的地位和前景进行探讨。 关键词: 引言 目前很多人们对于智能化建筑和建筑电气的关系还不是很了解,单从字面上讲这是两种完全独立的意义,但是实际上智能化建筑和建筑电气的关系相当紧密,可以说,只有良好的建筑电气的运用,智能化建筑才能得以发挥;反过来讲,如果没有智能化建筑的广泛应用,建筑电气也不可能有进一步的发展。因此这两者是相辅相成,缺一不可的。 一、建筑电气在智能建筑中发挥的作用 智能化建筑能够得到有效的发挥和应用,要依赖于建筑电气的良好支撑,因此可以说建筑电气是智能化建筑的基础,也是智能化建筑中的信息技术和建筑电气技术的有利保证。智能化建筑要想达到人们所需要的理想状态,就需要各种各样的自己设备的正常运行,而这些设备的使用和维护都需要防雷、接地、布线、信号屏蔽等各种电气技术的有效支撑。这些电气技术实际上也就是建筑电气中的一种,因此,建筑电气技术是保证智能化建筑发挥其功效的基础和前提。 智能化建筑要想发挥其“智能化”,就需要在建筑中植入数量众多的弱电系统的设备,这些设备的设计和安装过程中都需要建筑电气给予足够的技术支持。众所周知,弱电设备因为物理属性的原因,从而会存在干扰的现象,在智能化建筑运用中,会需要数量众多的弱电设备,如果将这些弱电设备都进行单独的安装,就会产生非常多的安装费用和人力费用,更为重要的是,这些设备因为存在着相互干扰的原因,就无法保证这些弱电设备的正常使用。但是如果利用建筑电气的技术,就可以对这些弱电设备的安装维护工作进行系统的、科学的管理和安排,不仅可以避免设备的相互干扰,保证设备的正常工作,还能够大幅降低安装过程中带来的众多的安装成本,此外,建筑电气技术还可以在这些弱电设备运行时有效降低能源损耗,提高工作效率值。不仅如此,建筑电气技术在其他领域中也发挥着重要的作用,例如在智能化建筑中进行智能化监控、在智能化建中中进行高速信息传输等。 二、建筑电气技术注意事项 1、经济方面 智能化建筑中的建筑电气技术首先需要注意经济节能,确保技术可靠并且经济。在实际应用中,建筑电气技术要符合智能化建筑发展的去世,尽量使用新技术来保证各项设备的正常应用,而用新技术可以有效降低整体工程造价,从而达到经济合理的目的。 2、设计方面 在对智能化建筑的建筑电气设计是,要确保实事求是,不能盲目的追求“高大上”的目标。智能化建筑功能全面、设计复杂,因此对于设计和管理都要求非常严格,如果太盲目追求设备的先进性,就会加大设计难度,增大投资成本,必然会造成资源上的浪费。因此在设计时要合理的使用各种技术,保证设备、系统的正常发挥。 3、质量方面 在建筑电气工程的每个环节都必须要仔细检查,仔细审阅设计稿,确保每个环节都是精确的。同时,在操作时,要严格遵守电气施工的各种规章制度,坚决抵制质量较差的材料和产品,从而保证建筑电气工程的安全可靠。 三、智能建筑中主要的电气施工技术 1、电气基础施工确保质量 在基础工程施工时应及时配合土建做好强、弱电专业的进户电缆穿墙管及止水挡板的预埋、预留工作。这一工作要求电气专业应赶在土建做墙体防水处理之前完成,避免电气施工破坏防水层造成墙体今后渗漏;对需要预埋的铁件、吊卡、木砖、吊杆基础螺栓及配电柜基础型钢等预埋件,电气施工人员应配合土建提前做好准备,土建施工到位及时埋入,不得遗漏。电气施工安装中,管理人员只有努力提高自身的素质和专业能力,才能把好质量关。 2、设备安装保证材料 由于电气工程专业性强,在工程投资少、时间紧、作业面宽、工程繁杂、质量要求高的情况下,若不分轻重环节,势必造成人、财、物的浪费。在监控过程中,应认真学习、因地制宜、总结经验、分析工程实际、抓住工程中的关键环节、处理解决关键性质量问题、避免施工中的偷工减料和系统混乱状态的发生。 3、电气主体施工注重监控 首先,必须分清工程中的重点环节。在电气工程质量监控中,确定配电装置、电力电缆、配电箱三个重点设备交接协调环节,明确关系,制定措施,根据规范进行超前监控,达到对工程质量的预控。其次,必须在监控好重点环节的基础上以点带面,促动整个系统工程的质量控制。电气工程要与土建工程紧密配合,根据土建浇注混凝土的进度要求及流水作业的顺序,逐层逐段的做好电管铺设工作,这是整个电气安装工程的关键工作,做的不好不仅影响土建施工进度与质量,而且也影响整个电气安装工程后续工序的质量与进度。浇注混凝土时,电工应留人看守,以防振捣混凝土时损坏配管或使得开关盒移位。遇有管路损坏时,应及时修复。 4、内部装修力求规范 在砌筑隔墙之前应与土建工长和放线员将水平线及隔墙线核实一遍,因为将按此线确定管路预埋位置及各种灯具、开关插座的位置、标高。抹灰之前,电气施工人员应按内墙上弹出的水平线和墙面线,将所有电气工程中的预留孔洞按设计和规范要求核实一遍,符合要求后将箱盒稳定好,将全部暗配管路也检查一遍,然后扫通管路,穿好带线,堵好管盒。抹灰时配合土建做好配电箱的贴门脸及箱盒的收口,箱盒处抹灰收口应光滑平整。 5、交错施工安排适当 跨专业之间的施工、调试需要仔细安排,早作分析,协调进行。如在电磁屏蔽工程的施工中,施工每前进一步,都伴随着各专业的协调配合。电磁屏蔽在挂网时,要涉及到土建和风、水、电等专业的协调配合,而各专业一般只为自己进度着想,只顾自己施工方便,技术交底不深,从而产生互相埋怨、吵闹情绪。甲方、监理人员要深入现场,掌握各专业施工进度,进行耐心细致的工作,土建施工时要督促风、水、电等专业的配合,电磁屏蔽施工前要组织各专业施工队的会签,制定局部的施工进度配合计划,检查落实每一步琐碎的施工工序等等。做到各专业施工逐步适应计划,以期达到较好的磨合,得到较高的质量保证。 四、未来的建筑电气技术应用趋势 随着科技的进步和发展,电气设备的结构和功能也在不断的进行着变革,功能多样化、结构精密化都成为未来发展的特点。而且随着智能化建筑的广泛应用,传统的建筑电气必然会被逐渐淘汰。而智能化建筑要想实现多种功能的智能化,例如温控设施、照明设置和安保设施等,都要求建筑电气的安全可靠的运行。 那么,建筑电气技术就需要解决电气设备的供电和各种应用设备进行协调的问题。因此,就需要建筑电气技术不断革新、不断完善。目前已经有了以太网络传输技术、总线控制技术以及强电、弱电技术等各种高效实用的新技术,未来也会有各种各样的新技术的诞生,从而对保证智能化建筑的各项功能的实现发挥着重要的力量。 结束语 总之,智能化建筑与建筑电气,在我国还是属于一个比较新的技术领域,随着越来越多的智能化建筑物的出现,将会有更加先进的新兴技术补充到这一技术领域中,使这一技术能不断完善。 建筑电气与智能化论文:论智能化建筑与建筑电气 摘 要 随着目前智能化建筑的越来越普及,建筑行业对于智能化建筑的作用和地位给予了足够的重视。建筑电气是智能化建筑非常重要的一部分,随着智能化建筑近些年快速发展,建筑电气也发生了很大改变。本文主要就智能建筑和建筑电气进行探讨,就建筑电气在智能化建筑中的作用进行了简述,同时对于建筑电气在智能化建筑未来的地位和前景进行探讨。 【关键词】智能化建筑 建筑电气 1 智能化建筑和建筑电气的定义 随着高新技术越来越多的进入到平民百姓家庭,智能化建筑的概念也逐渐被人所接受,但是大多人认为智能化建筑是利用高科技手段对建筑进行一定的控制,从而达到一定阶段的智能化。其实这种定义是不够全面的。智能化建筑是通过遥感技术、电视技术、数字通信技术等一些高科技技术,对建筑的结构、设备进行优化管理,从而达到可以满足人的各种需求的目的,使之创造出一套舒适、便捷的可以帮助人提高工作效率、生活品质的智能化建筑。而在当前的智能化建筑主要是通过自动化通信管理、楼宇自动化系统以及办公自动化这三大系统来完成的,而支撑这些系统运行的就是建筑电气。 建筑电气与人的生活息息相关,它是以电气工程作为基础,并且结合了计算机技术、电工基础和控制基础等综合性应用。虽然建筑电气本身具有电气工程的属性,但是因为还涵盖了其他专业的知识属性,因此就无法简单将其归类定义,但是建筑电气具有非常广泛的前景,随着智能化建筑在人们生活中不断的应用,建筑电气技术必然会发挥出越来越广泛的作用。 2 智能化建筑和建筑电气的关系 目前很多人们对于智能化建筑和建筑电气的关系还不是很了解,单从字面上讲这是两种完全独立的意义,但是实际上智能化建筑和建筑电气的关系相当紧密,可以说,只有良好的建筑电气的运用,智能化建筑才能得以发挥;反过来讲,如果没有智能化建筑的广泛应用,建筑电气也不可能有进一步的发展。因此这两者是相辅相成,缺一不可的。在过去的建筑中,建筑电气主要负责建筑的供配电、照明、动力、防雷、电话、闭路电视等电力支撑,这些不过是传统的电气工程和传统的电气控制。但是对于智能化建筑而言,建筑电气还不仅如此。智能化建筑是计算机技术、电气控制技术、网络通信技术以及电气技术这些技术的综合应用,而这些应用的基础就是建筑电气,不客气的说,没有了电,这一些技术都白谈。智能化建筑不过是建筑电气队当前技术发展的必然趋势而已。而随着智能化系统和建筑电气的技术集成化程度越来越高,建筑电气和智能化建筑就会变得更加紧密,最终就会形成一个单独的总体。 3 建筑电气在智能建筑中发挥的作用 智能化建筑能够得到有效的发挥和应用,要依赖于建筑电气的良好支撑,因此可以说建筑电气是智能化建筑的基础,也是智能化建筑中的信息技术和建筑电气技术的有利保证。智能化建筑要想达到人们所需要的理想状态,就需要各种各样的自己设备的正常运行,而这些设备的使用和维护都需要防雷、接地、布线、信号屏蔽等各种电气技术的有效支撑。这些电气技术实际上也就是建筑电气中的一种,因此,建筑电气技术是保证智能化建筑发挥其功效的基础和前提。 智能化建筑要想发挥其“智能化”,就需要在建筑中植入数量众多的弱电系统的设备,这些设备的设计和安装过程中都需要建筑电气给予足够的技术支持。众所周知,弱电设备因为物理属性的原因,从而会存在干扰的现象,在智能化建筑运用中,会需要数量众多的弱电设备,如果将这些弱电设备都进行单独的安装,就会产生非常多的安装费用和人力费用,更为重要的是,这些设备因为存在着相互干扰的原因,就无法保证这些弱电设备的正常使用。但是如果利用建筑电气的技术,就可以对这些弱电设备的安装维护工作进行系统的、科学的管理和安排,不仅可以避免设备的相互干扰,保证设备的正常工作,还能够大幅降低安装过程中带来的众多的安装成本,此外,建筑电气技术还可以在这些弱电设备运行时有效降低能源损耗,提高工作效率值。不仅如此,建筑电气技术在其他领域中也发挥着重要的作用,例如在智能化建筑中进行智能化监控、在智能化建中中进行高速信息传输等。 4 未来的建筑电气技术应用趋势 随着科技的进步和发展,电气设备的结构和功能也在不断的进行着变革,功能多样化、结构精密化都成为未来发展的特点。而且随着智能化建筑的广泛应用,传统的建筑电气必然会被逐渐淘汰。而智能化建筑要想实现多种功能的智能化,例如温控设施、照明设置和安保设施等,都要求建筑电气的安全可靠的运行。那么,建筑电气技术就需要解决电气设备的供电和各种应用设备进行协调的问题。因此,就需要建筑电气技术不断革新、不断完善。目前已经有了以太网络传输技术、总线控制技术以及强电、弱电技术等各种高效实用的新技术,未来也会有各种各样的新技术的诞生,从而对保证智能化建筑的各项功能的实现发挥着重要的力量。 5 建筑电气技术注意事项 5.1 经济方面 智能化建筑中的建筑电气技术首先需要注意经济节能,确保技术可靠并且经济。在实际应用中,建筑电气技术要符合智能化建筑发展的去世,尽量使用新技术来保证各项设备的正常应用,而用新技术可以有效降低整体工程造价,从而达到经济合理的目的。 5.2 设计方面 在对智能化建筑的建筑电气设计是,要确保实事求是,不能盲目的追求“高大上”的目标。智能化建筑功能全面、设计复杂,因此对于设计和管理都要求非常严格,如果太盲目追求设备的先进性,就会加大设计难度,增大投资成本,必然会造成资源上的浪费。因此在设计时要合理的使用各种技术,保证设备、系统的正常发挥。 5.3 质量方面 在建筑电气工程的每个环节都必须要仔细检查,仔细审阅设计稿,确保每个环节都是精确的。同时,在操作时,要严格遵守电气施工的各种规章制度,坚决抵制质量较差的材料和产品,从而保证建筑电气工程的安全可靠。 作者简介 陶帅(1983-),男,辽宁省鞍山市人。硕士研究生学历。现为辽宁建筑职业学院讲师。主要研究方向为建筑电气、电气自动化。 作者单位 辽宁建筑职业学院 辽宁省辽阳市 111000 建筑电气与智能化论文:建筑电气与智能化专业实践教学改革探讨 摘 要:围绕建筑电气与智能化高级工程技术应用型人才培养目标,从实验课程设置、实验室建设、实习实践教学基地建设、课程设计和毕业设计指导以及创新项目与学科竞赛训练等几个方面进行改革,探讨了实践教学体系的设计。 关键词:建筑电气与智能化;应用型人才;实践教学体系 随着我国城市化进程的不断加快,城市信息化在深度和广度两个方面同时发展,建筑智能化是大势所趋。智能建筑是指利用系统集成方法,将智能型计算机技术、通信技术、信息技术与建筑艺术有机结合,通过对设备的自动监控、对信息资源的优化组合,所获得的投资合理、适合信息社会需要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活的特点的建筑物。智能建筑的发展对专业从业人员的知识结构提出了更高的要求,要求他们既要懂建筑结构的基础知识,又要掌握电气、自动化、通讯和计算机等学科的专业基础知识和基本技能。由教育部和建设部共同审核并批准的智能建筑新专业―建筑电气与智能化应运而生。为适应现代建筑业发展对建筑电气与智能化专业人才的需求,我校电气工程学院于2006年在电气工程及其自动化专业设置了建筑电气与楼宇自动化方向。2008年12月,经教育部批准,在建筑电气与楼宇自动化专业方向的基础上,设置了建筑电气与智能化专业。 建筑电气与智能化是涉及多学科、多种技术系统综合集成的专业,结合我校以培养应用型人才为主的教学型高等学校的办学定位,学生毕业后主要从事现代民用建筑和智能建筑的电气自动化系统和智能化系统的工程设计、施工与管理及产品开发等工作。毕业生可在建筑行业中的设计院、建筑电气安装公司、自动化设备安装公司、监理公司和装潢公司等单位从事建筑电气与智能化系统的设计、安装、调试、运行、监理和管理等方面的技术工作,也可在大型酒店、体育中心、写字楼、智能大厦、房地产公司等单位从事建筑电气与智能化管理等技术工作,还可在设备生产单位和管理单位从事技术开发和管理工作。建筑电气与智能化专业是实践性很强的专业,学生的实际应用能力需要通过专业知识的传授和必要的实践环节进行培养。笔者主要探讨如何建立科学合理的建筑电气与智能化专业人才实践教学体系,如何提高实践教学质量,提高学生的实践能力,培养学生的创新精神,达到建筑电气与智能化专业人才素质结构、知识结构和能力结构的培养要求。 1 科学设计实践教学体系,把提高学生的实践能力贯穿于整个实践教学体系中 我院根据培养本科高级工程技术应用型人才的要求,重视学生实践能力的培养,科学设计实践教学体系,把提高学生的实践能力贯穿于整个实践教学体系中。建筑电气与智能化专业实践环节教学体系包括课程实验、专业方向综合实验、课程设计、专业方向综合课程设计、金工实习、电工电子实习、生产实习、毕业实习、毕业设计等。本专业每学年都结合有关课程有针对性地安排实践教学。其中,第一学年安排了军事技能训练和计算机强化训练,第二学年安排了金工实习、英语强化训练、电工实习1、电子实习,第三学年安排了电工实习2、电子课程设计、电控及PLC课程设计、建筑电气CAD应用训练、建筑供配电工程课程设计和电力电子课程设计等,第四学年安排了单片机课程设计、生产实习、专业方向综合课程设计、毕业实习与毕业设计等。通过实践教育,培养学生的实验技能、工程设计和施工能力以及科学研究的初步能力等。实践教学时间在42周左右,累计学分占总学分的22.95%。 2 实验课程设置科学合理,综合性设计性实验比例高 公共基础模块课程实验有物理实验32学时,大学计算机基础及C语言程序设计和文献检索上机共56学时。专业基础模块课程实验有电路系统实验、电机与拖动实验、电子技术实验、自动控制原理实验、电力电子技术实验、单片机原理与接口技术实验共96学时,工程制图上机8学时。专业模块建筑设备自动化系统实验8学时和专业方向综合实验16学时。另外,专业选修课电气控制与PLC检测技术等课程也安排了相应的实验。实验课程设置科学合理,满足了学生深刻理解相应课程理论知识和培养动手能力的要求。对实验教材和实验指导书进行科学合理的修订,最大限度地减少验证性实验,充实和加强设计性、综合性和自主开发性实验。实验开出率100%,课程实验含综合性、设计性实验比例 90.90%。 3 推进校内实验室建设,建成建筑电气系统集成分中心 为保证教学计划实施,学院进行了广泛调查和研究,科学制订和认真执行实验室规划,加大基础实验室和专业实验室的硬件建设力度。2008年,建设建筑电气设备综合自动化系统实验室;2009年,建设住宅智能化系统实验室。从2011年起,在原有专业实验室的基础上,以省级电气与新能源综合实验教学中心为抓手,在项目的资金控制、前期调研、计划论证、采购招标、合同论证、安装调试验收等环节上层层把关,稳步推进实验室建设规划的实施,按时、高质、高效地完成建设任务。现在,省级电气与新能源综合实验教学中心已建成并投入使用,中心拥有21个基础和专业实验室。 电气与新能源综合实验教学中心建筑电气系统集成分中心,现有价值210多万元的仪器设备,可用于在校学生的建筑电气、楼宇智能化技术、楼宇自动化技术、安全防范与监控系统和建筑电气工程设计与施工等课程实验、课程设计、毕业设计,服务于校内教师的科研工作及校外企业的员工培训等。 目前,建筑电气系统集成分中心建有5个专业实验室,配备完善,设备先进,利用率高。专业建筑设备综合自动化系统实验室可开出给排水系统、变频恒压供水系统、中央空调系统、中央空调系统和照明与供配电系统实验;建筑智能化系统实验室和建筑智能化综合布线系统实验室可开出对讲门禁系统、巡更与闭路监控系统、智能家居系统、三表抄送系统、综合布线系统实验;安防与消防系统实验室可开出火灾报警系统、消防喷淋系统、防火卷帘门系统、室内对讲系统、安防监控系统、防排烟系统、群控电梯系统实验;建筑影音与会议系统实验室可开出声道音频系统、视频系统、扩声、会议系统实验。 建筑电气系统集成分中心实现了智能集成工作站集成软件技术方案:建筑设备综合自动化系统实验室、建筑智能化系统实验室、安防与消防系统实验室3个实验室的24口百兆可管理以太网交换机,分别与智能集成工作站的三层交换机连接;智能集成工作站通过智能建筑集成管理系统(IIBS),采集实验室教师机设备管理信息,将各实验室子系统的信息资源汇集到一个系统集成平台上,集成软件监测建筑设备综合自动化系统实验室5个设备所有数据信息;教师版集成软件与学生版集成软件的通讯协议代码开放,方便学生自行开发集成;智能集成工作站学生机两两一组,通过以太网交换机完成计算机网络实验。学生机与智能集成工作站通过三层交换机组成局域网;智能集成工作站显示的设备运行状态参数通过投影仪显示到屏幕上,将建筑设备综合自动化系统实验室设备数据传输到工业自动化网络服务器上,成为工业自动化系统的子系统。建筑电气系统集成分中心结构设置合理,功能清晰,实验内容具有先进性、科学性和新颖性。 4 推进校内外实习实践教学基地建设,实习内容全面广泛 根据建筑电气与智能化专业的教学计划,为了加深学生对专业知识的理解,提高专业技能,我们有针对性地安排学生在校内或校外进行实习。设置的实习环节有金工实习、电工电子实习、生产实习和毕业实习等。对于每一次实习实践教学,都制定详细的实纲、实习指导书、实习计划安排等,并制定较为可行的学生实习考核办法。实习结束后,学生要完成实习报告。教师认真总结,为各类实习教学文件的修订提供依据,便于以后实习计划的安排与组织实施。 通过金工实习,学生加深了对机械加工中常用加工方法的了解,锻炼了实际动手能力。通过电工电子实习,学生加深了对电工电子电路的设计制作和安装调试的感性认识,初步掌握了电工电子产品生产工艺的基本知识和基本技能。通过生产实习和毕业实习,学生学习和了解了智能化建筑行业工作流程以及建设和管理过程,了解和掌握了建筑电气工程和建筑智能化工程中系统设备的组成、运行工艺流程、工作原理以及操作规范等内容,了解了建筑智能化系统的集成方法与软件功能等。除校内物理及电工电子实验教学示范中心、图书馆、行政楼、电气与新能源综合实验教学中心以外,我校进一步加强与企事业单位之间的联系和沟通,与国内10多家企事业单位实习基地签订了长期合作协议。校内外实习基地完善稳定,实习场所设备齐全,实习内容全面广泛,涉及电梯、空调、建筑供配电系统、消防安防系统、室内外照明工程、舞台影音系统、给排水工程等,满足了本专业实习教学要求。建立健全实习环节的管理和考核机制,激发实习带队人员的积极性。此外,我们积极开展校企合作,选派部分年轻教师到企业一线,帮助企业解决实际技术问题,并建立长期的产学研互助关系。 5 课程设计内容丰富,综合运用并巩固提高课程理论知识 在理论课程结束后,我们安排了两周课程设计,综合运用并巩固提高在课程及其他先修课程中学习的理论和实践知识,同时培养和提高学生自我获取知识的能力。通过课程设计,学生初步树立起正确的设计思想,掌握基本方法和技能,培养分析和解决问题及独立设计的能力,训练设计构思和创新能力。 本专业设置的课程设计有电子课程设计、电控及PLC课程设计、单片机课程设计、电力电子课程设计、建筑供配电工程课程设计、建筑电气CAD和专业方向综合课程设计等。课程设计指导书中明确设计任务和要求,设计内容既重视课程基础内容,又具有一定的系统性、新颖性。指导书给出相应的参考书和相关的国际著名的高校、研究机构、电气公司的官方网站,供学生参考使用。学生相互探讨,独立完成课程设计。教师则发挥指导作用,指导学生阅读参考文献,审阅设计方案,检查设计进度,及时指导和帮助其解决出现的问题,逐步培养学生的独立工作能力、设计技能,建立正确的设计思想,重视学生提出的具有创新精神的见解,重视设计的过程考核。 6 加强过程管理和监控,提高毕业设计质量 毕业设计是教学最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节。做毕业设计时,学生针对某一课题,综合应用所学的理论知识和技能,独立作出解决工程技术问题的设计。 为加强对学生毕业设计教学工作的管理和监控,我校制定了《毕业设计教学工作手册》和《毕业设计教学工作评估指标体系》,对毕业设计教学工作的工作计划、教学大纲、选题、任务书、开题论证、资料翻译、教学情况记载、教学质量监控、教学进度情况、成果的规范格式、学生完成任务数量、成绩评定、毕业设计工作三级总结、毕业设计校外评审等进行了规定,严格评审和考核,保证学生毕业设计质量。 毕业设计紧紧围绕建筑设备自动化系统、建筑供配电工程、安全防范与监控系统、建筑电气工程设计、建筑物信息设施系统、电气照明技术、建筑电气控制与PLC、微型计算机应用等方面选题。绝大多数毕业设计课题是工程应用型课题,部分课题是结合指导教师纵向、横向科研项目或学生就业意向企业的研发课题,紧密结合生产实际和科研实际,重视对学生创新精神和创新能力的培养。毕业设计以一人一题(包括子课题)为原则,几个学生共同做一个较大的课题时,每个学生有明确的独立完成部分。 指导教师原则上要求具有中级以上职称并有一定的科学研究、工程设计经历和能力,我校首届建筑电气与智能化专业82名学生的毕业设计由28名教师指导,指导教师都具有中级以上职称,其中教授、副教授17人,都有一定的教学科研经验和能力,专业水平较高。 严谨的计划、严格的规范和严密的管理,保证了毕业设计工作按章有序地进行,取得了较好的成绩。在首届毕业生的毕业设计中,获校级优秀毕业设计3项,校级优秀毕业设计团队1个。我校从毕业生的毕业设计档案中抽出校内评阅成绩表后,送校外同行专家评审,校外专家评审的成绩与校内评审成绩高度吻合。 7 制定和实施较为完善的实验室开放管理制度,学生学科竞赛成绩优异 实验中心制定和实施了较为完善的实验室开放管理制度,课内开放实验由指导教师负责实验室的使用和管理,学生通过预约就可以使用实验室的设备进行课外实验,并有指导教师在场指导。 目前,实验中心开放实验室支持大学生创新项目和各种学科竞赛的训练。学生在专业教师的指导下进行训练,参加的竞赛有智能建筑工程实践技能大赛和电子设计竞赛等。近几年来,我校建筑电气与智能化专业学生在全国、省级大赛上取得了优异成绩。获第一届、第五届“亚龙杯”全国大学生智能建筑工程实践技能竞赛特等奖,第四届江苏省大学生机器人竞赛一等奖,第三届“亚龙杯”全国大学生智能建筑工程实践技能竞赛二等奖,第四届“亚龙杯”全国大学生智能建筑工程实践技能竞赛三等奖,“和利时杯”电气可编程控制应用大赛江苏预赛二等奖等。形式多样的创新活动,提高了学生知识、能力等综合素质的全面发展。 8 结束语 我校建筑电气与智能化专业科学设计实践教学体系,将提高学生的实践能力贯穿于整个实践教学体系之中,实习教学环节设置科学合理,计划性强,过程管理严格,学生的校内外实习实践教学严格按照教学计划认真布置,组织周密,安排恰当,执行情况良好。学生通过课程设计、校内外实习等实践环节,巩固了理论知识,提高了建筑设计施工图识读、建筑电气设备选型和安装使用、建筑智能化信息处理、建筑电气与智能化系统初步设计等能力,培养了创新精神,达到了既定的教学和实践目的。 建筑电气与智能化论文:谈建筑电气与智能化应用 一、智能建筑与智能电气技术概述 (一)智能建筑的定义及其发展 智能建筑是以建筑为平台,兼备通信、办公、建筑设备自动化,集系统结构、服务、管理及它们之间的最优化组合,向人们提供一个高效、舒适、便利的建筑环境。 最早的智能建筑出现在二十世纪八十年代的美国,并在那里迅速发展起来,不久,智能建筑在世界范围内的发展更是一浪高过一浪,在欧洲、日本和东南亚等地区相继刮起了建智能建筑之风。 智能建筑的发展,是建筑技术与信息技术相结合的产物,是随着科学技术的进步而逐步发展和充实的。智能建筑由三大子系统所构成。建筑平台就是建筑物(包括环境)本身,离开了这个平台,建筑的智能化自然也就无从谈起。所谓三大系统,是指通信自动化系统(CA)、办公自动化系统(OA)、建筑设备自动化系统(BA),它们一起构成了整个智能建筑。 (二)建筑电气技术的定义及其发展 建筑电气技术包括强电与弱电两类:一类是国家规定的安全电压等级及控制电压等低电压电能,有交流与直流之分,如24V直流控制电源,或应急照明灯备用电源。另一类是载有语音、图像、数据等信息的信息源,如电话、电视、计算机的信息。 建筑电气技术的发展,是伴随着建筑技术的发展,电气科技的发展而同步的。特别是随着信息技术的发展,例如计算机技术、控制技术、数字技术、显示技术、网络技术以及现代通信技术的发展,使建筑电气技术实现了飞跃性的发展。 改革开放以来,我们与国际上进行了广泛的技术交流,国际上许多先进的新产品、新技术被不断地引入中国建筑市场,使我国建筑电气行业又迈出了崭新的一步。随着改革开放的不断深入,国际技术交往、合作愈加频繁。通过与国外同行的交流,在建筑技术上的学习和引进,促进和加快了我国的建筑电气技术的发展。 二、建筑电气技术在智能建筑中的应用 (一)综合布线系统技术 综合布线系统GCS(Generic Cabling System)是建筑物内部或建筑群之间的传输网络,同时也是智能建筑中数据、语音以及多媒体通信的基础平台。它应用高品质的标准材料,以非屏蔽双绞线和光纤作为传输介质,统一进行规划设计,组成一套完整而开放的布线系统。这就为智能大厦和智能建筑群中的信息设施提供了多厂家产品兼容,模块化扩展、更新与系统灵活重组的可能性;为用户创造了现代信息系统环境,强化了控制与管理。 综合布线技术进入我国市场以来,给国内的智能建筑市场带来了一种新理念、新技术,并立即在建筑行业引起了巨大的反响,因此也被广泛采用。为了适应网络传输带宽和速率的发展,综合布线新产品相继问世,从最初的3类线、5类线到6类线,甚至出现了超前于标准的7类布线系统产品,以满足千兆网的需求。随着网络传输速率的提升,为适应其发展的万兆光纤网也已投入市场,新型的多模和单模光纤将作为良好的传输介质得到广泛的应用。铜缆也相应地发展到了光缆,技术和产品不断更新,充分体现了其发展的迅速以及智能建筑应用新技术的广阔前景。 (二)除湿技术 随着人们生活水平的不断提高,对房间的舒适性的要求也越来越高,对温度湿度进行控制的需求也越来越强。除湿是人们生活中经常碰到的问题,当大气的温度低于露点温度时,存在于大气中的一部分水分就会冷凝成雾或露,这对房间中的温度与湿度有很大影响。 另外,许多地下室仓库的墙壁,经常被水蒸气凝结的水浸泡,使得保管的物品受潮、发霉。在日温度变化剧烈的地方,即使是放在地上建筑物内的物体,如铁板等金属,也会由于其表面和室温之间的温度差而影响结露,引起金属腐蚀。 很显然除湿技术在现实应用中具有重要作用,所以我们更加需要使用更先进,更科学的方法应用在智能建筑中。早期的除湿法包括:冷却法除湿、液体吸湿剂除湿、固体吸附剂除湿、转轮除湿法和膜法除湿。现在,空调的发展与应用使得除湿技术越来越驱向于机械化,技术化。但是为了除湿,必须将所有循环空气冷却到露点温度以下,除湿后,再进行加热,然后送往室内。这种先冷却后加热的处理方法造成了能源的极大浪费。为此,我们需要开发独立的除湿系统,以实现对传统制冷空调方式的变革。在达到除湿目的的同时节约能源,使得除湿技术越来越完善,并且有利于环境的保护。 三、智能建筑电气新技术展望 智能建筑电气技术,以信息技术为主,是实现智能建筑功能的主要技术手段,具有广阔的发展前景,表现在以下方面: (一)网络技术 目前,基于Web的Internet网络技术正成为建筑物或企业内部的信息主干网络的主流形式。随着新世纪的到来,Internet信息网络必将显示出旺盛的生命力。Internet/Internet将成为人们的生活方式开创一个全新的信息世界[1]。 (二)智能卡技术 随着半导体芯片技术的不断发展,智能卡体积小、存储容量大、携带与使用方便、安全性与可靠性好、可脱机运行、一卡多用的优越性能越来越突出。目前,在国外彩智能卡系统进行智能建筑的保安门禁和巡逻管理、停车场收费管理、物业收费与管理、商业消费与电子钱包、人事与考勤管理已经越来越普遍。而这些功能通过一张智能卡就可实现“一卡通” [2]。 (三)家庭智能化技术 90年代初,一些经济比较发达的国家先后提出了“智能住宅”的概念。通过家庭智能化技术,实现家庭中各种与信息相关的通信设备、家庭电器和家庭保安装置通过家庭总线技术(HBS)连接到一个家庭智能化系统上,进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理,并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。一个由家庭智能化系统构成的高度安全性、生活舒适性和通信的与自动化居住空间,将可以满足21世纪信息社会中人们追求快节奏的工作方式,外部保持完全开放的生活环境的要求[3]。 (四)无线局域网技术 又称计算机无线组网技术,是90年代初兴起的一期极有实用价值的新技术。它利用微波、激光、红外线作为传输媒介,摆脱了线缆的束缚。采用无线局域网技术既可以节省铺设线缆的昂贵开支,避免了线缆端接的不可靠性,同时又可以满足计算机在一定范围内可以任意更换地理位置的需要,特别是无线局域网与移动通信和卫星通信的结合,将发挥更大的作用。因而其技术的发展正日益受到人们的关注和重视[4]。 另外,激光通信技术、机器人技术、远程教育技术、虚拟社区技术、远程医疗技术等等都将在智能大厦中发挥重要作用。
当前我国社会取得良好的发展成果,水利水电工程的发展在很大程度上推动着社会经济的发展。随着全民生活水平的提高,人们对水利水电工程的要求也越来越高,为了确保水利水电工程的质量,获得良好的经济效益,做好地质勘测工作具有重要意义[1]。本文就对水利水电工程地质勘测方法与技术应用展开探究。 1水利水电工程中地质勘察的重要作用分析 1.1保证建设方案的科学合理性 水利水电工程建设方案的科学性直接关系到建设整体质量,因此,方案制定人员应当从多个方面全面考虑,注重分析建设方案是否可行性,考虑的内容应涉及到建设规划、工程投资、施工管理等,这样才能使建设方案的科学合理性得到保障。由于地质条件是影响水利水电工程的质量的因素之一,不稳定的地质结构,会使水利水电工程后期施工难度增大,将影响建筑工程施工的安全性[2]。要想确保水利水电工程建设质量,施工之前应当将地质勘察工作落实到位,相关人员应了解施工周围的地质情况,分析地质结构的稳定性,在建设方案的制定中将所勘察依据作为参考,从而制定出科学合理的建设方案。 1.2确保后期工程建设的安全性 由于水利水电工程施工涉及的内容十分广泛,施工难度较大,施工工期较长,在施工过程中涉及到的环节较多,项目建设的整体质量建立在各项环节的质量基础上,若一个环节存在质量问题,将直接影响整个水利水电工程的质量。因此,相关人员应全面落实每个环节的施工作业,做好现场的监督与检查工作。从实际情况来看,导致这种现象的发生主要是由于没有做好施工前的地质勘察工作,或者没有掌握周围的地质环境等。因此,地质勘察发挥着不可比拟的作用,其是确保水利水电后期工程建设安全性的重要环节。 1.3有利于控制工程造价成本 水利水电工程建的规模一般比较大,项目建设需要足够的资金作支撑,且水利水电工程建设的施工时间较长,资金的缺乏将无法顺利实施项目施工[3]。因此,控制工程造价成为研究水利水电工程建设的主要课题。地质勘察工作能够了解地质结构、地质条件、水文状况等内容,有助于预防施工建设中各种安全问题的发生,且能够优化资源配置,控制施工成本。因此,地质勘察对水利水电工程造价成本的控制起着重要作用。 2水利水电工程地质勘测方法与技术应用探讨 2.1钻孔彩色电视技术的应用 钻孔彩色电视技术是当前新开发的先进技术,将其应用于水利水电工程地质勘测中具有重要意义。与他物理勘测技术相比,该技术应用了电子技术与地质勘测钻孔观察技术,将这些技术相融合,能够大大提高地质勘察的工作效率[4]。另外,该技术还具有其它的优点,比如,较低的能耗、较强的耐冲击性,以及具有的彩色图形重现功能,在实际应用中能发挥重要作用,为实现水利水电工程建设的有效性奠定基础。当前我国电子技术水平得到很大提升,在这一形势下,人们对水利水电工程地质勘测工作的要求越来越高,而采用钻孔彩色电视系统技术能够发挥其具有独有特征,为确保地质勘测的准确性奠定基础。且彩色图像在分析地质状况中起着重要作用,另外,该技术较长的使用寿命,使其在实际中得到广泛应用。 2.2全球定位技术(GPS)的应用 GPS技术在当前多个领域得到广泛应用,水利水电地质勘测也不例外,能实现电位三维坐标的衡量观测,同时使观测的准确性得到保障。另外,与传统地质测量方式相比,GPS技术所具有的可操作性、可控性优势,能够达到通视功能的要求。另外,其还能实现持续性、高精确性的观测地质,通过将勘测的信息输入计算机内,能为工作人员后续分析相关数据带来便捷。另外,GPR技术的应用不会受到较多的因素的影响,比如,天气条件、地域条件,因此,GPR技术的优势较多,在地质勘测中应用该技术能大大提高工作效率,减少作业时间,为保证勘察的精准度奠定基础。 2.3地理信息系统技术(GIS)的应用 GIS技术作为一项先进的技术,地理图形、图像、空间数据等是该技术不可缺少的部分,其对地质勘察工作的图形绘制带来很大帮助,能够使地质勘测工作的图形绘制带来很大帮助,有助于确保图形绘制的精准性,使数据分析的效率得到提升,使地质勘测质量得到保障。 2.4遥感技术(RS)的应用 遥感技术也称为RS技术,其作为一项综合性较高的技术,其在水利水电地质勘测中的应用价值较高,电磁波理论是该技术的原理所在。该技术的实施是各种传感器对远距离目标辐射及反射的电磁波信息,之后进行收集、处理、分析、成像,同时该技术能够识别地面的各种景物,有助于提高监测效果。RS技术不仅在选线、选址方面具有一定优势,同时还能使测绘覆盖范围扩大,对实现大范围的地质测绘提供保障[5]。另外,该技术还能明确指导野外地质勘测,有效减少野外勘测不必要的工作量,提高勘测工作效率。RS技术具有的较多优势使其在实际中得到广泛应用,尤其是在地质制图中的价值比较突出,比如,输水隧洞工程中的应用。 2.5地球物理层析成像技术(CT)应用 CT技术在当前水利水电工程地质勘察中的应用效果较好,该技术主要是通过接受、发射透射波,能够实现发射波所到范围的地质勘测,该技术的应用原理是通过采集、分析与处理勘测数据,为确保地质勘测准确度奠定基础。同时,在遇到空洞间岩体的地质勘测时,将CT技术应用实际中,能够发挥自身的分析能力,准确对孔洞间的岩体进行准确评价与分析,为地质勘测人员的工作带来很大帮助,有效减少工作人员的工作量,大大提高地质勘测工作质量与效率。 3结语 总而言之,当前我国水利水电工程取得了良好的发展成果,但从实际情况来看其中还存在一些不足,采取有效的地质勘测方法与技术,有助于提高水利水电工程建设质量。由于水利水电工程较为复杂,施工周期较长,且在施工过程中极易受到较多的因素的影响,工作人员应当全面落实地质勘察工作,以此更好的提高水利水电工程质量。将先进的科学技术应用到地质勘察中,包括GPS技术、GIS技术、CT技术、RS技术、钻孔彩色电视技术等,能够使水利水电工程地质勘察的精准度得到提升,为促进地质勘察质量的提高,为保障水利水电工程建设的整体质量奠定良好基础。 参考文献 [1]陈生谞.水利水电工程地质勘测方法与技术应用分析[J].农业科技与信息,2017(11):96~97. [2]沈伟洋.水利水电工程地质勘测的方法与技术研究[J].江西建材,2016(16):144+148. [3]孙正英.刍议水利水电工程地质勘测方法和技术应用[J].江西建材,2015(13):126+131. [4]贾真.水利水电工程地质勘测方法与技术应用[J].吉林农业,2015(11):81. [5]徐伟伟.水利水电工程地质勘测方法与技术应用[J].科技创新与应用,2012(27):211. 作者:张乔军 李长江 单位:贵州水利开发有限责任公司 贵州省水利科学研究院
石油管道运输管理研究:石油管道运输管理的研究 摘 要:我国是石油进口大国,每年石油的进口量达到国内石油总量的一半左右,由于管道运输具有环保、节能、安全、不受季节和时间的限制,被各个进口大国所使用,但是由于石油管道运输投资较大,整个工程少则几十亿,上百亿甚至上千亿,管道运营商较多,使得石油管道运输管理变得复杂化,如何强化我国石油管道运输的管理是当前我国石油运输急需解决的问题。本文问绕石油管道运输管理的现状和解决措施,做具体的阐述。 关键词:石油管道运输管理现状;安全风险;保护措施;石油管道的运输管理 一、石油管道运输管理现状 石油是我国经济发展的血液,是我国经济发展的坚强后盾和有力的支柱,面对日趋激烈的国际技术竞争和我国石油开采技术的限制,我国的石油生产量已经远远不能够满足当下经济的发展需求。当下,我国将近一半的石油产量来源于国外进口,石油运输的方式有很多,铁路运输、公路运输和管道运输,相对而言,管道运输因为其不受季节和环境的限制、基本不会对管道沿线的环境造成污染,深受各进口石油大国的广泛应用。但是由于石油管道投资较大,投资运营商较多,而石油管道运营商一直追求利润最大化,使得石油管道运输管理存在很多问题,如管理不规范,石油管道运输存在安全风险等问题日益突出,严重应影响了我国石油管道运输的安全。 二、石油管道运输的安全风险 石油管道的运输是一个庞大的工程,由于石油管道的特殊性,使得石油管道运输存在一定的安全风险,石油管道运输的安全风险主要表现在以下几个方面: (一)石油管道运营商在利益的驱使下,使用的管道材料严重不合格,使得石油在运输过程中,由于管道质量问题,造成严重的泄露,不仅大大降低了是有的运输效率,还很大程度上造成了石油的严重浪费。 (二)石油管道的材质一般由钢管制成,我国的石油运输管道大部分裸露在外边或者埋在土壤,由于长期与空气和土壤接触,使用时间一长便容易出现管道的腐蚀,这也是我国管道运输存在的风险之一。 (三)焊接风险问题。我国的石油管道运输距离较长,管道和管道之间一般采用焊接技术来连接,焊接质量的好换直接影响着我国石油管道的安全运输,石油管道对口处的连接不良和焊接工艺不到位都会严重影响我国的石油管道的安全运输。我国石油管道运输过程中会出现一次次较强的震动,如果管道焊接工艺存在缺陷,在石油管道运输过程中,管道焊接处就很容易出现管道的震裂,使石油管道安全运输存在一定的风险。 三、石油管道的保护措施 (一)要保证石油管道的质量。 石油管道工程庞大,投资运营商较多,由于投资运营商追求最大化利润为目标,使得石油管道的材质较差。很多的材质不合格就被投入使用,因此,石油管道建设之前,一定要保证石油管道材料的质量,施工人员在施工之前一定要认真检查、测量输油管道的质量,检测人员对石油管道材料要进行严格的把关,对于不合格,或者存在质量问题的管道材料严禁投入施工中。对于石油管道的安全一定要从最基本的管道材料质量抓起,如果石油管道质量问题都难以保证,那石油管道的安全运输也就无从谈起。 (二)要做好石油管道的防护工作。 石油管道的腐蚀问题较为严重,给我国石油管道安全运输带来了很大的阻碍,目前,涂防护漆是我国石油管道防腐的主要措施,在石油管道表面涂一层防护漆不仅可以大大降低石油管道的腐蚀进度,还可以延长石油管道的使用寿命,给石油管道运营商节省一定的成本。 石油管道涂抹防护漆的优点是防护工作实施较为方便,资金投入较少,对有效抑制了管道的防腐油一定的而作用。 (三)石油管道焊接技术一定要有保障。 我国石油管道一般是长距离运输,石油管道一般是由若干个管道焊接而成,管道的焊接工艺和质量的好坏严重影响了石油管道的安全运输,因此,对于石油管道的焊接质量一定要有保证。对于石油管道的焊接人员一定要经过专业的资格考试并获得相应的证书方可上岗,对管道焊接人员要定期进行专业的技能培训。与此同时,还要加强石油管道焊接人员的素质的培养,增强焊接人员的工作责任感,在管道焊接工作中,严格落实石油管道焊接的质量问题,坚持谁主管谁负责的原则,减少因为焊接人员的疏忽和技能水平的限制给我国石油管道运输带来的风险。 四、强化石油管道的运输管理 石油管道的运输管理和石油管道的安全运行息息相关,要实现石油管道的有效安全运行,就必须从以下几个方面强化石油管道的运输管理: (一)完善石油管道管理制度 石油管道运输是一个庞大而复杂的工程,由于投资运营商较多,统一管理难度较大,因此,一定要制定一套完善的管理制度,作为石油管道运输管理的依据。 (二)增强责任感 在石油管道运营企业内部定期开展石油管道运输管理的培训,使员工高度重视石油管道的安全运输,意识到石油管道安全运输的重要性,通过培训增强员工的责任感,提高员工的素质水平。 (三)严格落实各项规章制度 规章制度是企业约束员工的有力依据,一个企业如果没有完善的规章制度,这个企业很难发展,与此同时,仅仅只有完善的规章制度是远远不够的,还需要企业严格按照规章制度执行,将规章制度落实企业生产运行的每一个环节。只有这样才能将企业的规章制度落实到实处,也只有这样才能做好石油管道运输管理,才能确保石油管道安全有效的的运行。 结语 随着经济的发展,我国的石油管道运输发挥了越来越大的作用,由于国际的竞争日益激烈,我国石油现状难以满足当下经济的发展需求,我国不得不大量向国外进口石油来维持我国经济的发展,目前,石油管道运输是我国进口石油的主要渠道,石油管道安全运输和石油管道运输的有效管理是当今我国石油管道运输面临的主要问题,需要管道运营企业高度重视。 石油管道运输管理研究:石油管道运输的优势及其安全运作的管理分析 【摘要】石油是我国最重要能源之一,石油运输肩负着能源传递的重任。大庆油田是我国石油行业的典型代表,它的存在使的大庆市成为黑龙江省最重要的工业化基地。石油的运输是一项很重要的工程,当今使用最多的方式就是管道运输,相比较其他运输方式而言,管道运输具有高效率、低耗能、连续输送和高程度自动化的特点。管道运输在运作管理方面也有许多要求,以下是对石油管道运输的优势及其安全运作的管理做出的分析。 【关键词】石油 管道运输 安全运作 1 管道运输石油的优势分析 1.1 安全、无污染 管道运输石油相比较公路、航空、铁路、水运而言,是当前最便捷,最科学的石油运输方式。和石油一样,天然气也是使用的管道运输。管道运输对于易燃物而言是较为安全的,它的运输是在隔绝空气的情况下进行,这样因为运输易燃物而导致的爆炸及火灾事件会少很多。管道运输的安全保障率较高,可以实现对能源的绿色运输,不仅安全而且无污染。运输管道大多埋在地下,这样外界自然条件及其他因素对运输的影响较小,可以保障运输的高效持续。由于管道是密封的,这样石油、天然气不容易挥发,从而将环境污染降到最低,可以保证能源运输的绿色无污染。 1.2 占地小、效率高 随着社会的建设和发展,可利用的土地资源越来越稀少,因此,在公路的建设中,设计人员都要遵循节约土地的原则。根据专业统计得出数据:运输管道长度的94%可以被埋在地下,与公路建设所用土地面积相比,运输管道的占地只有3%,因此在铺设运输管道的成本会被大大降低。 利用传统的交通工具运输石油容易受很多因素的影响,不管是自然因素还是人为因素都会影响到石油的传输,但是利用管道运输就可以避免这些问题。因为管道铺设在地下,因此受自然环境的影响会小很多,石油和天然气也能够被持续不断的输送。这样连贯的传输过程大大提高了能源运输效率,其一年的传送量也不是传统运输方法可以达到的。 1.3 损耗小、投资少 能源通过管道运输所造成的损耗很小,经过专业测试表明,管道运输原油1千米所造成的损耗是铁路运输1千米造成损耗的七分之一。在资源宝贵的今天,能否做到能源节约的是选择运输方式最关键的因素。管道运输具有运量大、距离长、口径大的特点,并且管道建设的成本也较低。 管道建设所需要的投资较小,在现有的运输方式中,它的成本相对较低。但是就效益而言,管道运输有很明显的优势。例如:运输100亿立方米的天然气需要投入50亿美元来建设七千公里的管道运输,但是改成水运,成本就要达到85亿美元,可见管道运输的投资成本比其他运输方式低很多。 2 管道运输石油的劣势分析 虽然管道运输能够达到很高的效率,但是就目前而言,传送天然气占较大的比例,石油通过管道运输的比例较小,管道运输对石油而言利用率不高。原油通过管道运输的比例大一点,而成品油大部分是通过公路运输。大庆市的公路和铁路较为发达,石油的运输也主要依赖于这两种交通运输方式,这样的运输方式大大提高了石油运输的成本。 现在的管道运输网络化程度较低,灵敏度也不高。我国的东北地区是石油的主要产区,这些地区的管道建设已经初见规模,但是在大庆地区,石油管道的运输网络仍然没有形成,目前也只处于初级阶段。大庆作为石油的主要产区,其管道运输网络的不完善严重影响了其他地区。 管道运输在运营阶段还没有强大的技术支持,在长期的发展过程中硬件技术有所突破,但是管理技术没有太大的进展。在管道运输的发展过程中,管道建设在材料上的突破较为明显,原有的传统钢材升级为现在的高级钢材,还加入了一些高科技的成分,例如卫星遥感技术。在施工方面也改进了原有的不足之处,融入了水平较高的施工工艺,从而使得有些管道建设的水平走在了时代的前沿。但是局部的高技术不能改变全局的状态,在管道运输的建设中,管理技术总体上来说仍然是较为薄弱的环节。 3 管道运输石油的安全问题 管道建设初期,一般是选择远离人口居住密集的地区,但是随着时代的发展,原来人口稀少的地区如今也被大规模开发利用。有的工程建设缺少对石油管道运行风险方面的了解,缺少对管道被破坏以及占压后果严重性的清醒认识,对违章施工的行为也没有进行处罚,从而造成了很严重的后果。面对这样的形势,就要求管道建设工程能够提高安全方面的管理力度,让管道建设安全进行。 在我国,打孔盗油、盗气的现象时有发生,这样的行为不仅窃取了资源,还造成了严重的安全隐患。我国第三方破坏造成石油管道事故的发生率达到百分之四十,如此大比例的破坏对我国经济方面造成的损失很大。针对这样的现象,我国一直未能制定科学有效的管理办法来杜绝这种违法现象的发生。 设计以及施工的操作不当也是威胁管道运输安全的重要原因。在管道工程的设计中,如果没有充分考虑到各方面的因素,那么在管道工程实施的过程中就有可能会出现各种问题。例如材料选择不合适、管道设计压力低、施工质量不合格等,这些问题会阻碍管道工程的完工。 4 针对管道运输制定的安全管理措施 4.1 加强法制监督 要想达到好的管理效果,就需要有相应法律的约束。相关部门可以建议国家出台关于石油管道运输的法律,加强管道运输管理的法制建设,对工程进行依法监督和管理。 4.2 明确责任主体 对于管道事故,需要明确责任主体,责任主体的明确能够让施工单位或者是个人加强责任意识,对于错误无法推卸责任。对管道建设,需要强化管理机制,建立完整的管理制度。 4.3 完善应急预案 在管道建设及运输过程中,难免会有意外出现,如果没有提前制定应急预案,那么在意外发生以后就会使局面很慌乱,因此有关部门应该完善对应急预案的制定。在平时需要大管道安全的宣传力度,相关企业也需要提高自身的能力,避免在承包此类工程时产生意外。 5 总结 管道运输工程安全性很重要,操作中不能出现丝毫的大意和疏忽。在平时的监管中,要加大力度,对于安全隐患要及时的排除,保证管道运输安全高效。针对不合理的地方,还需要不断的加以完善,综合运用法律法规、科学技术、经济政策等方面的内容。只有通过社会各方面的努力,才能够保证管道运输的安全运行,推动管道运输工程的持续发展。 作者简介 王洪林,(1968,3-)男,籍贯辽宁省昌图县,就职于沈阳输油气分公司,正科级,助理工程师。 石油管道运输管理研究:石油管道运输管理的研究 摘要:我国作为一个石油进口大国,每年国内所消耗的石油总量一半是通过进口得来,而现今运输石油的主要方式就是管道运输,因此,加强对石油管道运输业的管理就显得尤为重要。本文简要分析我国石油管道运输业的发展现状、所存在的安全问题以及保护措施,并对如何完善石油管道运输业的管理制度作出建议。 关键词:石油管道运输;发展现状;安全问题;保护措施;管理制度 随着社会发展,石油作为我国经济命脉之一,已经在各行各业中得到广泛运用,其需求量正在日益增加。但由于我国开采技术和资源产量的限制,大量石油需要通过国外进口而来,这从而也带动了石油运输业的发展,其中管道运输作为一种安全、环保、快捷的石油运输方式而被人们所青睐;但由于它投资巨大、工程复杂,使得管理方面问题良多、容易出现疏漏,严重者更会危及人民生命财产安全,这些都是石油管道运输业当前急需解决的隐患。 一、石油管道的简单介绍 石油管道指的是,由油管及其他附件所组成的、按照某种工艺流程配备上相应的油泵机等机器组装完成的一种管道系统,用以完成石油(包括原油和成品油)的接卸、输送和转运等,其材料一般为钢管(一般有碳素钢管和耐油胶管两种),使用焊接和法兰等连接方式进行管道的长距离连接。石油管道运输是我国目前最常见的石油运输方式。 二、我国石油管道运输业发展现状 当今世界,石油运输的方式有很多种,除却管道运输外,还有公路运输和铁路运输等,但相较而言,管道运输不受时间、空间与季节等因素的限制,更为方便和快捷,所以目前在我国,管道运输已经成为最主要的石油运输方式。但由于石油管道运输业前景广阔,因而运营商良多,这就导致管道运输的管理制度极度复杂且不完善,容易引发各种安全事故,如石油泄漏引起的爆炸、火灾等;这些不良因素,正是影响我国石油管道运输业发展的最大障碍。 但即使如此,近十年来,我国仍是斥资建成了多条重要的石油运输管道,如兰郑长成品油管道、兰成渝成品油管线、港枣成品油输送管道、西部管道原油管线和成品油管线等。这些石油管道,大体可分为原油输送管道和成品油输送管道两大类型,以下就分别来简单介绍一下这两种运输管道的建设现状。 1、原油管道 我国原油管输技术经过近几年的不断研究和发展,在技术方面已经有了很大进步,与国外的先进技术正一点点缩小差距。现如今,我国已经熟练掌握了加剂输送、加热输送、常温输送、间歇输送、密闭输送、顺序输送等先进的管道运输技术,尤其是加热输送和加剂输送工艺已达到国际水平,并在防腐、保温、腐蚀检测等方面也有了巨大成就。 2、成品油管道 随着成品油运输的需求量增加,我国成品油管道建设也有了一定进步,先后开发了成品油顺序输送水力训算和批量跟踪及运行管理软件等来辅助成品油的管道运输,但当下总体水平仍还与国际水平有一定的差距。我国目前多采用密闭顺序输送工艺来进行成品油管道运输,也有个别采用的是旁接油罐顺序输送工艺,但都自动化和科技化水平较低,还待相关研究者和工作者的更进一步开拓与发展。 三、石油管道运输所存在的安全问题 1、管道材料质量问题 石油管道工程建设耗资巨大,动辄需要成百上千亿的投资,因此很多运营商为节省资金、争取利润而使用不合格的管道材料,从而导致石油泄漏严重、浪费过甚,更可能引起剧烈的爆炸和火灾等,给社会带来不可挽回的灾难。 2、管道腐蚀 石油管道多由钢管制成,且通常裸露在空气中或深埋于土壤之下,使用时间到达一定程度后就会出现腐蚀状况,有着极大的安全风险。 3、焊接风险 由于我国地域广阔,需要运输石油的距离较长,建设的石油管道也较长,所以需要通过焊接技术来连接不同的管道。焊接质量在管道工程建设中有着至关重要的地位,如果焊接技术不过关,使接口处连接不良或焊接工艺不够细致,都容易令管道在石油运输过程中发生震裂等意外,对石油管道运输的安全有着重大不利影响。在我国,目前已经有过很多次由于焊接问题所造成的石油管道运输过程中的安全事故,我们必须要重视这个问题,以免事故再次发生。 四、石油管道运输的保护措施 1、保证管道质量 在进行石油运输管道工程建设之时,一定要详细检测所需材料的质量和安全性能,对其严格把关,坚决拒绝将不合格的产品投入到施工建设当中,不能为了节省成本而使用劣质材料,更不能偷工减料,要时时刻刻记着对社会和人民的生命财产安全负责。 2、做好防护工作 由于石油管道容易被腐蚀,已经越来越影响到我国石油管道运输业的发展,所以如何防护好运输管道,使其避免被腐蚀,也是重中之重。目前,这方面最主要的防护措施是给管道涂防腐漆,这不仅能减少运输管道的腐蚀程度,还能大大延长管道的使用年限,给管道建设工程节省一部分成本,是一项极其有效的石油运输管道防护措施。 3、保障焊接技术 石油运输管道的焊接技术一定要过关,进行焊接工作的技术人员一定要经过专业焊接技术的技能培训,达到国家专业标准的要求,具有一定的职业道德和工作责任感,在焊接过程中尽职尽责、认真仔细,严格把关石油运输管道的焊接质量,避免因个人或团体的疏忽和技术水平不达标带来的质量问题;并且要明确划分责任归属,做到出了问题有人承担、勇于承担,并能够及时弥补和解决。 五、完善石油管道运输业的管理制度 俗话说“无规矩不成方圆”,任何企业或工程都需要一个完善和完整的制度来约束相关工作者,以达到督促和监督的目的,最终实现工作的高效率和高完成度。石油管道运输业也同样,要想让石油管道的运输过程安全效率,就必须设定一套较为完善与完整的管理制度,详细地划分好从管道的建设工程乃至石油的运输过程中的各个重要细节,明细责任与义务,增强员工的专业水准和职业责任感,使大家都明确地认识到石油管道运输安全的重要性,从企业到个人都要做到无所马虎、无所疏漏。只有这样,才能真正保证石油管道运输的安全。 六、以兰郑长成品油管道为例简要分析 兰郑长成品油管道是我国目前最长的一条成品油管道,其自甘肃省兰州市为始,经甘肃、陕西、河南、湖北、湖南等五个省和六十七个市县,于湖南省长沙市为止,全线总长3214公里,采用3PE防腐方案,开工于2007年8月18日,历经一年多时间机械完工于2008年12月31日,是中国石油集团的一项重大建设工程。其在建设过程中,采用了斜井穿越施工、管井降水穿越施工、定向钻穿越施工等施工方式,成功穿越了70多条大小河流,并穿越了74次铁路、234次高级公路和15条隧道,克服了水网沼泽、黄土丘陵区、黄土高原、六盘山等多处复杂地形,可谓工程浩大,是我国成品油管道运输建设的一个重要里程碑式工程,体现了我国国务院“西油东输”战略工程和西部大开发战略部署的初步成果,同时也是构建和谐社会的重要因素,可谓影响深远、意义重大。 结语: 石油管道运输作为我国目前最常见、最实用的石油运输方式,其对我国经济发展和科技发展的建设都有着重要的意义。更加深入和开拓性地研究石油管道运输管理,是体现我国现代化建设的最基本要求,是实现构建和谐社会的重要因素,也是党和国家领导人所重视的一项重要问题,它有助于减少我国石油运输的成本、提高我国石油运输的效率,能够很好地解决我国石油资源不足、开发技术有限等问题,让我国更加进一步实现国际化。 石油管道运输管理研究:浅谈石油管道运输管理 摘 要:管道运输对于安全性的保障很重要,操作中不能出现丝毫的大意和疏忽。在平时的监管中,要加大力度,对于安全隐患要及时的排除,保证管道运输安全高效。针对不合理的地方,还需要不断的加以完善,综合运用法律法规、科学技术、经济政策等方面的内容。只有通过社会各方面的努力,才能够保证管道运输的安全运行,推动管道运输工程的持续发展。 关键词:石油管道 运输管理 安全 措施 一、用管道运输石油的优势 1.安全、无污染 由于管道运输可以做到与空气隔绝,因此运输易燃物是比较安全的,也会让由于运输易燃物导致爆炸或者火灾的情况少很多,维护了社会的安全与稳定。运输管道大多埋在地下,这样外界自然条件及其他因素对运输的影响较小,可以保障运输的高效持续。由于管道是密封的,这样石油、石油不容易挥发,从而将环境污染降到最低,可以保证能源运输的绿色无污染。 2.占地小、效率高 根据专业统计得出数据:运输管道长度的94%可以被埋在地下,与公路建设所用土地面积相比,运输管道的占地只有3%,因此在铺设运输管道的成本会被大大降低。因为管道铺设在地下,因此受自然环境的影响会小很多,石油和石油也能够被持续不断的输送。这样连贯的传输过程大大提高了能源运输效率,其一年的传送量也不是传统运输方法可以达到的。 3.损耗小、投资少 能源通过管道运输所造成的损耗很小,经过专业测试表明,管道运输原油1千米所造成的损耗是铁路运输1千米造成损耗的七分之一。管道运输具有运量大、距离长、口径大的特点,并且管道建设的成本也较低。管道建设所需要的投资较小,在现有的运输方式中,它的成本相对较低。例如:运输100亿立方米的石油需要投入50亿美元来建设七千公里的管道运输,但是改成水运,成本就要达到85亿美元,可见管道运输的投资成本比其他运输方式低很多。 二、石油管道运输的安全风险 石油管道的运输是一个庞大的工程,由于石油管道的特殊性,使得石油管道运输存在一定的安全风险,石油管道运输的安全风险主要表现在以下几个方面: 1.管道质量不合格 石油管道运营商在利益的驱使下,使用的管道材料严重不合格,使得石油在运输过程中,由于管道质量问题,造成严重的泄露,不仅大大降低了是有的运输效率,还很大程度上造成了石油的严重浪费。 2.管道材料腐蚀问题 石油管道的材质一般由钢管制成,我国的石油运输管道大部分裸露在外边或者埋在土壤,由于长期与空气和土壤接触,使用时间一长便容易出现管道的腐蚀,这也是我国管道运输存在的风险之一。 3.焊接风险问题 我国的石油管道运输距离较长,管道和管道之间一般采用焊接技术来连接,焊接质量的好换直接影响着我国石油管道的安全运输,石油管道对口处的连接不良和焊接工艺不到位都会严重影响我国的石油管道的安全运输。我国石油管道运输过程中会出现一次次较强的震动,如果管道焊接工艺存在缺陷,在石油管道运输过程中,管道焊接处就很容易出现管道的震裂,使石油管道安全运输存在一定的风险。 三、石油管道的保护措施 1.要保证石油管道的质量 石油管道工程庞大,投资运营商较多,由于投资运营商追求最大化利润为目标,使得石油管道的材质较差。很多的材质不合格就被投入使用,因此,石油管道建设之前,一定要保证石油管道材料的质量,施工人员在施工之前一定要认真检查、测量输油管道的质量,检测人员对石油管道材料要进行严格的把关,对于不合格,或者存在质量问题的管道材料严禁投入施工中。对于石油管道的安全一定要从最基本的管道材料质量抓起,如果石油管道质量问题都难以保证,那石油管道的安全运输也就无从谈起。 2.要做好石油管道的防护工作 石油管道的腐蚀问题较为严重,给我国石油管道安全运输带来了很大的阻碍,目前,涂防护漆是我国石油管道防腐的主要措施,在石油管道表面涂一层防护漆不仅可以大大降低石油管道的腐蚀进度,还可以延长石油管道的使用寿命,给石油管道运营商节省一定的成本。 石油管道涂抹防护漆的优点是防护工作实施较为方便,资金投入较少,对有效抑制了管道的防腐油一定的而作用。 3.石油管道焊接技术一定要有保障 我国石油管道一般是长距离运输,石油管道一般是由若干个管道焊接而成,管道的焊接工艺和质量的好坏严重影响了石油管道的安全运输,因此,对于石油管道的焊接质量一定要有保证。对于石油管道的焊接人员一定要经过专业的资格考试并获得相应的证书方可上岗,对管道焊接人员要定期进行专业的技能培训。与此同时,还要加强石油管道焊接人员的素质的培养,增强焊接人员的工作责任感,在管道焊接工作中,严格落实石油管道焊接的质量问题,坚持谁主管谁负责的原则,减少因为焊接人员的疏忽和技能水平的限制给我国石油管道运输带来的风险。 四、强化石油管道的运输管理 石油管道的运输管理和石油管道的安全运行息息相关,要实现石油管道的有效安全运行,就必须从以下几个方面强化石油管道的运输管理: 1.完善石油管道管理制度 石油管道运输是一个庞大而复杂的工程,由于投资运营商较多,统一管理难度较大,因此,一定要制定一套完善的管理制度,作为石油管道运输管理的依据。 2.增强责任感 在石油管道运营企业内部定期开展石油管道运输管理的培训,使员工高度重视石油管道的安全运输,意识到石油管道安全运输的重要性,通过培训增强员工的责任感,提高员工的素质水平。 3.严格落实各项规章制度 规章制度是企业约束员工的有力依据,一个企业如果没有完善的规章制度,这个企业很难发展,与此同时,仅仅只有完善的规章制度是远远不够的,还需要企业严格按照规章制度执行,将规章制度落实企业生产运行的每一个环节。只有这样才能将企业的规章制度落实到实处,也只有这样才能做好石油管道运输管理,才能确保石油管道安全有效的的运行。 五、结束语 随着经济的发展,我国的石油管道运输发挥了越来越大的作用,由于国际的竞争日益激烈,我国石油现状难以满足当下经济的发展需求,我国不得不大量向国外进口石油来维持我国经济的发展,目前,石油管道运输是我国进口石油的主要渠道,石油管道安全运输和石油管道运输的有效管理是当今我国石油管道运输面临的主要问题,需要管道运营企业高度重视。 石油管道运输管理研究:石油管道运输管理措施 摘要: 在石油管道运输管理中,我国并未充分结合现代信息技术,与其他国家相比较而言,在石油管道运输中对信息技术的应用情况还存在着很大的差距。从实际情况上来讲,应用比较完善的信息技术,可以促进我国石油装备更加健全。本文主要针对信息技术在石油管道运输中的实际应用,并举例说明应用信息技术的优势,希望可以促进我国石油企业取得更好的发展。 关键词: 石油管道;运输管理;信息技术应用 在科学技术快速发展下,我国输油系统中已经将计算机网络技术和通信技术以及控制技术等等信息技术充分应用到管道运输中,转变传统的输油管理体系,建立成为一个现代的输油管理体系,可以随时随地检测管道运输中数据信息,并及时解决问题,这既节约了运营成本,也提高了管道的管理水平。 1输油管道中信息技术软件的工作原理及功能 1.1监控和管理输油管道输油管道系统的具体流程:在运行系统之后,先进行自检,在自检合格之后,在展开初始化工作,监督和管理输油管道状态。在检测过程中,如果某一状态在接受远程控制的指令后,对数据进行采集,采集之后,将数据转变成可以被识别的数据,最后将可识别的数据进行处理,中央处理器在负责判断和分析该数据。传输到远程监控端之中,并提供给远程监控中心判断和分析。在发送信息完毕之后,再重新进行采样数据。同时,在远程监控中心的指令下进行指令执行。 1.2数据采集的作用在数据具体应用过程中,采集在模块中所存在的摄像头或者传感器等等器件时,可以采集输油管道中所存在的流量、压力、环境信息等等方面数据。在完成采集之后,传输到处理器之中进行分析和处理。在传送数据过程中,也应标注数据,处理器需要依据接收地址和接收时间的变化情况,确定出数据的具体位置。 2在输油管道管理中应用信息技术硬件 2.1系统硬件的基本组成部分对于石油管道信息技术的要求,GIS技能技术正好符合,就是可以定位管道位置,也可以采集数据和分配数据,从而才能与其他硬件系统和软件系统共同构建成为一个完整的监控系统。其中系统主要包括采集数据模块、中心处理器、远程监控中心等等部分所共同组成。一些硬件设备所共同组成的数据采集端,所采用的数据应该包括处理芯片,其芯片负责处理数据。在处理数据后,可以通过GSM无线传输模块、GIS系统、远程监控端等等共同进行数据通信。这时候,被监控端也负责接收操作指令,按照指令的要求,展开相应的操作。其实,整个系统可实现如下几方面功能:(1)与远程监控中心进行数据通行时,应根据数据请求而进行;(2)处理基本信息,确保输油管道始终处于运行状态中;(3)采集石油管道的数据,比如:压力、流量、能量等等;(4)将摄像头、传感器等等数据,可以进行相应的处理,并将这些数据转换成为可处理的数据和可识别的数据。 2.2研究硬件模块的作用其中整个系统共分为多个模块所组成,每一个模块都由若干个硬件所共同组成,位于中心处理器的部分,应该采用数字信息处理芯片,这种类型的芯片具有性能高、成本低、功耗低等特点,能够与多种数据进行对接,也可以与传感器模块展开通信,也可以与GIS系统模块进行通信。但不同的是,与传感器模块进行通信会采用并行通信形式,还可以采用外接存储设备的形式,加强对信息进行管理,保证各项信息的有效性、科学性。GSM数据收发模块作为GIS模块的优秀,其主要包括射频、闪入、基带处理器等等部分,这样可以在不采用额外硬件电路设备,而可以顺利完成收发无线。采用这个模块主要是由于此模块具有较强稳定性、控制能力较强,可以多渠道获得输油信息,实现自动化管理。 3在石油管道运输管理信息技术的具体应用 3.1自动化采油仪表设置存储式智能化数显测试的自动化仪表能有效的进行数据存储及自动测量,然后再通过电脑对本仪器及压力计上把采集到的相关数据进行有效处理,试井及测井的准确度和自动化程度有所提高,同时还能有效控制找水、找气、找油等工作的成本得到控制。自动化仪表一般都是配套测井车和试井车的产品,与之类似的产品还可用于检测注水井、自动计量油井、控制及检测控油机等装置上。 3.2油井数据监控系的广泛应用在开发各类型的专用软件中。油井数据监控系统也就是自动化采油的根本工作,也是一项基础性的工作,所以,新投产的油井,应该在油井完工前安装油井数据监控系统。在进行老油井的改造时应该根据设备信息化原则,安装所需要的传感器,为促使设备化自动化控制提供相应的参数。除外,还应该转变传统的工作理念,加速研究采油自动化控制软件,能够充分发挥设备的作用。 3.3控制现场总线的技术在研究与之相符的智能装置过程中。首先,应该依据油田的生产特征,控制现场总线的技术,研究开采石油的可行性与科学性。希望可以研究出可以与远程智能装置需求相适应的设备。通过对传统采油设备的改造,对开采过程进行监控,尤其是要监控压力、流量、温度等等参数,进一步促进FCS技术的广泛运用。总线控制系统主要是通过传输线实现多仪表连接,让现场仪表能与主控系统得到双向通讯。通过具体实施不难发现,由于受到现场干扰及环境等因素的影响,所以如果采用分布式DCS控制系统是很难实现两者间的双向通讯的,必须采用高新技术来完成相互间的连接。如果在控制室与现场仪表之间运用高新全数字的通讯方式,两者间的抗干扰能力、精准度等能得到有效增强,能把现场的实时情况及时的反馈到控制室,然后控制室对情况进行故障诊断、参数调整,由此可以看出,现场总线控制技术具有良好可靠性、可维性及可控性等。 4结语 总而言之,在我国石油运输管理过程中,充分应用信息技术,建立健全的输油管理体系,随时测试管道运输中的数据信息,及时发现和解决所出现的问题,进一步促进我国石油企业取得更好的发展。 作者:唐旺 单位:中石化胜利油田清河采油厂
城市地理论文:城市地理空间信息技术的军事应用 城市地形的多样性易使作战中的态势感知和威胁辨识变得异常复杂,需要作战人员进行更加细致的战场空间情报准备工作;与此同时,城市地形特有的人文属性以及现今交战规则的严格规范,均要求尽可能控制本方火力和降低附带损伤的风险,这就需要掌握大量精致数据和找到新型解决方法。新的解决方法不同于传统的地理空间信息生成过程,它可利用2D/3D数据处理技术对复杂的城市地形进行测绘。 城市战场空间情报信息需求 城市地形会对军事作战行动构成严峻挑战,回顾斯大林格勒战役,以及在贝鲁特、摩加迪沙、格罗兹尼、宁和费卢杰进行的战斗,交战双方均付出了巨大代价,这揭示了共同的道理――充分掌握错综复杂、分隔阻塞的城市地形,对确保在城区进行的作战行动成功至关重要。城市地图测绘是人文地理的分支之一,但要想达到接近人类理想尺度的大比例尺仍有困难(理想状况应为1:10000至1:50000),大多数军用地图的比例尺分为战略级、战役级和战术级。需要测量的不仅有城市人口和聚居地,还包括交通基础设施、高楼大厦等建筑,以及日趋复杂的公共设施网络――水源、污水处理设施、供电设施和电话线,还有基于地面电缆或无线电中继站的数字通信网络。 这些信息的储存有据可查,其格式常常更新,构成了城市设计、地址编撰和设施布局的基础。不过,这些数据来源多样而零散,从考古调查报告到电力分配图,有时还包括纸质城市地图。但与地面测量以及海图和航空图绘制相比,这些数字化信息在城市地图绘制信息中所占比例非常小,城市信息的标准化和一体化建设仍处于萌芽阶段。在历次灾难救援行动中,这些都令人遗憾,如近年来在新奥尔良、曼谷等地发生的危机。每到此时,救援者总会想方设法从各个渠道搜集数据。在城区进行的作战行动中,无论这些城市是有序规划还是无序发展,上述数据都极为缺乏。 正因为如此,地理信息系统(GIS)的大多数供应商建议使用专用工具进行城市地图绘测,包括光栅编辑和数字化建模,或是用于增加附加信息的矢量编辑。早期的模块主要针对城市规划应用;新型模块则可应用先进技术,为导航、平面及立体规划或公共设施网络的合理化布局提供精密信息。在此过程中,传统的2D演示技术正逐渐让位于更具创新性的3D技术,从而能够展示出具有更高分辨率、融合更多传感器的图像、模型和仿真系统,以及多层语义信息――从简单的邮政数据到聚居区、商业和居民生活等方面的定性特征。 尽管城市地理信息量日渐丰富,但城市作战战场空间的情报准备工作却几乎无法从中受益。鉴于作战或灾难救援行动常在贫穷国家、动荡国家进行,几乎无法获得当地行政当局的合作,这使得现代化作战力量不得不将大量精力用于在极度受限的环境中进行地图测绘,这种测绘过程旷日持久,与作战行动的快速性极不相称,因此越来越让位于更趋自动化的城市地理信息测绘手段,需要应用载荷微型化技术、多传感处理技术和大数据开发技术。 当前的技术手段 城区地形概貌主要通过遥感技术进行测绘。在和平时期,航空成像在地面高分辨率与广域覆盖方面达到了最佳平衡,并可通过地面测量得到进一步修正。在行动受限地区,卫星通过多次测量,能对城市地区进行精确拍摄,使用合成孔径雷达和全色成像技术,生成中精度和高精度高程数据。城市影像的地图格式是城市地图基础层的基础;随后,GIS对地图进行编辑,标注街道名称、区域划分、重要建筑、公共设施和障碍物;其他模块则提供城市地形说明,特别是计算机辅助3D技术将计算和显示建筑物的形状。例如,美国Exri公司的Exri City Engine软件作为三维城市建模的首选软件,完美支持ArcGIS,具备计算机辅助成像功能,包括将激光雷达数据转换成点云数据,从而生成数百万个精确的三维地理坐标。 城市地理分析软件综合运用各种地理特征提取与测量工具,进行地形分析。商用GIS桌面项目就能提供这种软件,如萨尔诺夫公司的Maplt软件,经认证更适用于防务安全领域。这种软件结合图像与激光雷达点云数据,可生成高分辨率数字高程模型;产生的内嵌图形和3D站点模型可用于城市地区的情报监视侦察行动以及目标定位和毁损评估。此外,英国BAE数字摄影测量软件增加了新一代自动地形提取功能,使用专门的算法从图像中建立精确数字高程模型。 3D城市模型的应用 高保真3D城市模型的制作已成为一种常态。这种源于城市规划需求的专业性行业,如今正致力于防务安全领域的地理空间类产品研发。美国PLW模型制造公司研发制作的3D模型内容详尽,涉及世界21个国家的450多个地方,包括体育场、机场、冶炼厂等设施乃至整座城市,以及海地太子港和日本石卷等受灾地区在受灾前后的地理对比模型。 法国的虚拟城市公司制作的3D模型规模相对有限,其原型包括阿布扎比等城市以及克里姆林宫等重要场所。根据相关合同,这些产品为用户专有。不过,其使用的工具和技术为GIS所兼容,可满足为保障关键性任务进行的城市地形分析要求。城市模型的地理坐标3D数据还可为战术通信和战术导航的相关工作提供支持。此外,高度专业化的软件模块能够计算出无线电波或者全球定位系统信号在建筑物之间的回波与强度。在军事和安全行动中,城市模型的这种功能常常被忽视。过去,频谱规划不足曾经引发严重后果。例如,俄军1994年在格罗兹尼进行的首次作战行动中,“城市峡谷”形成的伪装和多声路对战术电台的通信造成了灾难性影响。卢西亚德公司考虑到这一情况,在设计中确保断开的移动设备能够利用大型城市数据集。同时,在高楼林立的城市,全球定位系统的数据常常受到玻璃外墙和金属结构的影响,这就需要采取革新措施,以提供高精度的定位信息。 澳大利亚洛卡塔公司的定位技术适用于全球定位系统信号较差的环境,在美国空军的白沙导弹靶场,该公司设计的洛卡塔网络使用陆基地理坐标数据收发器,使空中作战可在无法接收到全球定位系统信号的条件下继续进行。美国空军746试验中队有望从该项目中获得战术导航的重要经验。在乌克兰危机中,俄罗斯和美国的卫星导航和定位系统均遭遇保障不力的情况,从而清楚地表明定位、导航与授时信号可能会成为未来作战行动的关键节点。这就要求美军对地面导航予以更多的关注,特别是在导航定位卫星被摧毁或压制情况下。 新型机载传感器的作用 在生成有效的地理空间信息方面,传统设备很难适用于当前战场的资源配置和作战节奏。从而催生出临时性的应急措施,为部队提供战场地理空间信息支持。不过,这种应急措施同样无法满足部队持续实施监视行动和实时获取地理信息的需求。 随着美军在阿富汗和伊拉克战场首次部署长航时无人机,相关的解决方法也应运而生。通过原子公司的MQ-1“捕食者”无人机及其携载的传感器载荷能够向地面站以及L-3“漫游者”等便携式终端发送全动态视频数据;与此同时,美军开始为改进型商务飞机装备激光雷达等高分辨率成像载荷。这是在美国陆军地理空间中心的“七叶树”项目下进行的,该项目自2004年以来已经恢复了战场制图能力。 “七叶树”项目率先在非交战环境中进行高分辨率3D图像的收集,并将分辨率0.1米的彩色图像和柱距1米的激光雷达图像定为非保密材料,可由盟国共享。由此生成的高分辨率3D图像,能立即为特种作战部队掌握,并用于在城市地区的行动规划和实施小规模直接行动。障碍物、掩蔽物、隐蔽点、武器部署位置、进出路线等,均成为作战部队实时掌握的有关城市目标地理空间信息的重要内容。这种高分辨率彩色图像和精确高程数据有助于实现对“城市峡谷”的深度理解,现已成为阿富汗和伊拉克战场的非常规情报监视侦察和反暴乱作战行动的重要保障。“七叶树”项目以及相关的激光雷达开发组件与地形建模软件,很快就被美国及其盟国用于军事情报、特种作战和地形/地理空间行动。有应用图像软件创建的3D基础层级,能够支持狙击/反狙击行动后清理路边炸弹行动。经过十多年的实践,“七叶树”项目已经能够绘制阿富汗和伊拉克人口聚集区和交通线地图。2014年初,随着美军开始从伊拉克撤军,整个“七叶树”数据群被转交给伊新政府,并于当年年中在伊北部地区打击“伊斯兰国”极端武装的行动中发挥了重要作用。 传统无人机传感器发送的全动态视频数据要么呈低分辨率宽视场,要么呈高分辨率窄视场,从而形成了“透视饮料吸管”效应,无法适应大规模的复杂城市地区作战行动,因为用户很快就会离开当前环境。塞拉・内华达公司设计的“戈尔贡凝视”系统――最新型广域长航时监视系统能够解决这一问题。该系统的首批“增量1”型配备在美国通用原子公司生产的MQ-9“死神”无人机上。这种由Exelis公司研发的吊舱传感器系统,将9台摄像机结合使用。该系统与2011年3月在阿富汗战场投入使用。此前,该系统在佛罗里达州埃格林空军基地进行的初始测试中表现不佳,之后采取了应急性改进措施。 “戈尔贡”的可见光与红外传感器系统监测的16平方千米区域能够同时拆分为多个小块监测区,向地面的10个用户提供信息。这些用户装备了便携式地面终端,与“戈尔贡”系统地面站网络相联接。无人机吊舱内的先进机载压缩与储存系统克服了传统机载处理器的局限性以及空地通信的瓶颈。“戈尔贡”系统“增量1”型自从应用于阿富汗战场以来,工作时间已接近12000飞行小时;此后的“增量2”型于2014年7月通过了空军的初始作战能力测试,其覆盖面积扩大了4倍,分辨率提高了2倍。基于美国国防部高级研究计划局与BAF公司联合研发的“百眼巨人”技术制造的光电传感器,与当今世界上体积最大的红外传感器阵列相结合,能使单架无人机在数小时内监视100平方千米的地域。最终生成的场景融合了368幅图像,能以每秒12幅图像的速度形成18亿像素的合成视频图像。成像能力的增强,使用户能够在更大的区域内发现更小的目标。“七叶树”和“戈尔贡”项目具有力量倍增器的作用,使单架飞机能够进行大面积城市区域的近实时探测和制图。 先进的开发工具 高分辨率3D数据实用性和精确性的提高,使得三维制图技术能够延伸至战术层次,从而使用户更深刻地理解复杂城市环境。这些技术需要有新的可视化处理方式,以实现更好的态势感知。用图像覆盖高层数据,常常是在2D技术中体现3D特征的方式,目前正在接近城市地理中地形与人文特征相结合的深度。在这种新型应用方式中,3D数据将更具动态性和仿真性,能更好地进行物理信息与语义信息的融合,在实现城市环境可视化方面是一项引人瞩目的优势。这些应用方式能够促进各种各样的3D技术发展,将地图转变为全息图像。 美国陆军战术战场可视化项目使用德克萨斯州斑马成像公司研发的技术,主要生成全息化地图。这种城市地形表示方式弥补了地理空间行业与作战用户之间的“跨行业鸿沟”。使得未经专门训练的人员也能理解复杂的地理环境。斑马成像公司的全息化地图能够进行打印,阅读者无需佩戴眼镜观测3D图像,并能将这种为用户定制的全息化地图带上战场。下一步计划将实时数据输入到全息地图之中,从而能够观测实时的2D/3D图像。 泰利斯公司2014年的创新项目计划中也在研发另一种新技术,以综合运用高分辨率3D技术与其他信息层(例如指挥控制类战术形势,空间容积或是传感器监测范围)。当年3月在巴黎举行的科技日活动中,该公司的“作战空间远景”项目展示了这项技术,这是一种先进概念技术演示,主要针对阿富汗战场的空地一体化作战。“作战空间远景”项目将泰利斯公司的综合C4I技术与商用软件相结合,展示出具有浸入式和互动式特点的敌我双方地形信息、战术态势和语义信息,并可延伸至单兵层级。诺斯罗普・格鲁曼公司的信息技术部也正在研究将类似技术手段应用到更低层级,并在定位视频流与地理空间信息的相结合方面获得了专利。 鉴于上述在技战术方面取得的最新突破,城市地形展示方式正在迈向更新更高的层次,使得非地理空间专业人士仅需花费少量时间和精力,便可获得构建传统城市地图所需的态势感知。城市地理特征与战术地理特征正在进行融合,以展现出主题清晰、层次分明的战场态势,从而最大程度地满足任务需求。这将进一步推动源自民用和军用渠道的丰富城市信息进行整合。 城市地理论文:数字城市与城市地理信息系统 [摘 要]城市地理信息系统(UGIS)是当前城市信息建设的热点。数字城(Digital City)是从整体性、一体性角度整合城市各方面信息的综合体系, 是城市地理信息系统的深化和进一步发展, 对城市地理信息系统的发展具有指导作用。 [关键词]数字城市;城市地理系统;城市信息建设;智慧城市 1.引言 数字地球(DigitalEarth)这一概念是1998年l月美国副总统戈尔在《数字地球―认识21世纪我们这颗星球》的报告中提出的。“数字地球实质上是信息化的地球,包括地球大部分要素的数字化、网络化、智能化、可视化的全部过程。建立数字地球就是采集地球上多层次、多源、多时相和多种格式的空间信息,按照地球上的地理坐标,建立一个完整的信息模型,包括资源、环境、经济和社会等在内的多维数字化描述。它的优秀是要充分利用全球海量空间数据和信息资源,实现信息共享。 数字城市是数字地球的重要组成部分。城市是区域政治、经济、文化、军事、信息和物流的中心,它在整个社会发展过程中起着举足轻重的作用。现代化城市是一个规模庞大、结构复杂、功能综合、因素繁多、动态发展的区域空间。数字城市是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础,以宽带网络为纽带,综合运用3S(RS、GPS、GIS)、遥测、模拟等技术对城市的基础设施、功能机制进行信息自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的技术系统闭。数字城市是信息社会的重要部分,同时也是数字地球技术的集中表现。 当前, 城市地理信息系统(UGIS)是城市信息领域的研究热点。数字城市对UGIS的发展提供了一个整体性的思路,是UGIS的深化与发展。UGIS要以数字城市思想为指导, 在开发建设中面向UGIS。 2.城市地理信息系统现状 UGIS 主要对城市空间各种信息按地理坐标空间位置的形式采集、存储、管理、更新、分析,是为城市信息管理、规划、建设、科学决策提供服务的先进的科技手段。目前,全国许多城市都建成了城市地理信息系统。多数城市是首先建设城市基础地理信息系统的,然后根据需要建设专业地理信息系统,如城市规划、地下管线、电信等地理信息系统,都取得了很好的经济和社会效益。随着城市信息化进程的不断推进,人们对城市地理信息系统提出了新的要求。如UGIS服务于各行各业、各个层次,需要地理信息数据能共享和互操作;人们对地理信息的认识、理解和需求越来越高,要求提高地理信息的可视化水平,加快三维地理信息系统(3D-GIS)、虚拟地理信息系统(VR-GIS)的开发。UGIS 正迫切需要向集成化和整体化方向发展。 3.城市地理信息系统在城乡规划中的作用 基础测绘是国民经济和社会发展不可缺少的一项基础性、前期性的公益事业,是我国经济、社会发展的动力所在。数字测绘是测绘先进生产力的重要内容之一。其服务范围涉及与地理信息有关的国民经济和社会发展诸多领域,数字测绘成果和地理信息技术在政府宏观管理、科学决策和社会信息化建设中发挥着重要作用。当前,一提到城市建设、工程建设,就反射性地想到“规划是龙头”,但很少有人知道和重视,作为规划的必要前提和载体之一的城市地理信息,是“规划设计”的保障。一座城市在编制或修编城市总体规划时,基础地理信息数据的支持就显得尤为重要了。为了提供有效的基础地理息数据,测绘部门以目前各种基础地理信息作为基础,进行专题数据分析统计,建设数字城市,为专项规划研究和最终的规划修订提供科学可信的技术支持。 4.城市地理信息系统在智慧城市建设中的作用 伴随网络帝国的崛起、移动技术的融合发展以及创新的民主化进程,知识社会环境下的智慧城市是继数字城市之后信息化城市发展的高级形态。智慧城市以新一代信息技术为支撑,面向知识社会环境下的创新,通过物联网、云计算等新一代信息技术以及维基、社交网络、FabLab、Living Lab、综合集成法等工具和方法的应用,实现全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用以及以用户创新、开放创新、大众创新、协同创新为特征的可持续创新。随着经济的快速发展,信息化建设在经济发展中的战略地位日益突出,已经成为国内外普遍关注和竞相投资的焦点。我们必须充分认识加快信息化建设的重大意义,认清加快信息化建设对国民经济发展的重要性。应当看到,目前我们国家的信息化建设还远远不能适应经济发展的要求。 我们要对信息化建设予以高度重视,把信息工作和经济建设有机地结合起来,推动我国经济持续、稳定、健康地发展。经济发展越快,对基础测绘需求就越大,要求越高。无论是对传统产业的改造、优化和升级,还是政府宏观管理决策、社会公共服务,加快电子政务、电子商务、智能交通等建设都需要地理空间信息的支撑。推进智慧城市建设,必须加快基础地理空间数据库的建设,从而为其提供坚实的空间基础。 5.数字城市对UGIS 提出了新的挑战 数字城市是知识与技术创新的结果,它的建设与实施依赖多项技术作为支撑。首先它需要数字地球的一系列关键技术。如空间数据获取、空间数据的存储与管理、超媒体空间信息系统、地理信息的分布式计算、无级比例尺数据库、空间数据融合、虚拟现实技术、元数据(Metadata)等。此外,它还应侧重于下列技术:真三维地理信息系统、虚拟现实地理信息系统、数字城市的结构与体系模型、数字城市的运行管理技术、数字城市的功能体系等。就当前来说,数字城市依赖城市信息科学发展的一系列技术,如遥感技术、空间定位技术、遥测技术、UGIS 技术等,而且对它们具有新的要求。 6.UGIS建设应具备数字城市的发展思路 在当前UGIS建设中,由于缺乏统筹规划、统一标准,管理立法、标准和规范制定比较落后,UGIS成果难以满足数字城市建设的需要。实际上,数字城市中的许多思路与工作在UGIS 中已加以考虑或付诸实施,但其中有许多困难,有许多地方不能令人满意,有许多问题有待解决。其更主要的原因是缺少数字城市这样的高层次发展思路和战略目标。目前从城市整体的层次上整合城市地理信息的时机已成熟,UGIS在其中充当基础工作,在自身发展的同时要考虑到数字城市的需要,对有些问题应首先考虑解决。 (1) 数据和系统的标准化、规范化。 (2) 三维地理信息系统的建设。 (3) 元数据库的建立。 (4) 历史数据的保存。 7.结束语 UGIS发展至今,在技术与应用方面已逐渐成熟,数字城市为它跃上新台阶提供了契机。建设数字城市是UGIS 发展的必然趋势,是UGIS的深化与提高。探讨数字城市与UGIS的关系,有助于UGIS在开发建设中,面对数字城市提出的新挑战和更高要求,及早具备数字城市这样高层次的思路, 用数字城市整体战略思想指导自己的发展, 并抓住数字城市拓展的城市地理信息产业化的新机遇, 在产业化的进程中求发展、求创新, 为早日建成数字城市, 实现城市信息化打好基础。 城市地理论文:3D打印技术在城市地理学实践教学中的应用 摘 要 以地理类教学为例,探讨地理类课程教学实践中利用3D打印技术的过程和方法,阐述该教学理念在高校实践教学中的作用和成效。 关键词 3D打印技术;城市地理学;实践教学 1 3D打印技术概述 3D打印技术发明于20世纪80年代,是通过电子制图、远程数据传输、激光扫描、材料熔化等一系列技术,使特定金属粉或者记忆材料熔化,并按照电子模型图的指示一层层重新叠加起来,最终把电子模型图变成实物的技术。该技术具有环境污染小、提高材料的使用率等特点。有关专家表示,这种技术代表了制造业发展新趋势。 3D打印机的应用对象非常广泛,应用范围最广的主要集中在四个方面:一是概念模型;二是结构和外观的测试或者实验;三是一些功能性的测试;四是直接制造。 2 教学实施过程及应用 目前3D打印技术在高校的实践教学中尚处于探索和尝试阶段。笔者以“城市地理学”教学为例,总结利用3D打印技术开展地理类教学的步骤和方法。 明确教学目标 教师要在深入钻研教材的基础上,要求学生利用3D打印模型了解城市的特点,依据城市3D打印模型了解掌握地域城镇综合体的分布特征和功能、规模结构,可以运用3D打印设计软件对城市进行规划,实现城市的最优化布局。 实物测绘、软件建模 教学活动遵循“提出问题、3D设计、3D打印、知识形成”的过程,采取项目化教学方法,按主题的不同将学生分成若干小组,要求小组成员利用3D打印机打印出3D作品。要想完成这个项目,第一项就是建立城市3D模型,需要学生照顾到每一个细节,建筑、桥梁、马路、人行道都不可以放过,因为每一个细节都是让城市活起来的要素。小组内的成员合作讨论该城市的设计方案,对各项设施和资源进行合理布局,形成初步方案;之后将搜集到的数据及设置好的数据库参数输入3D打印设计软件中进行三维建模。 打印3D模型 学生在得出满意的三维模型后,将模型输入3D打印机中,不同的3D打印机操作过程是不同的。以RepRap Pro Ormerod2打印机为例,其打印格式是G文件,如果文件格式是G文件,就可直接打印;如果是STL格式,就需要转化格式,方可打印。通过“窗口”“系统设置”“扩展”“安装扩展程序”,从Slicr软件程序中选择G-code格式,将三维地形模型转化为适合RepRap Pro 0M2打印机识别的G-code格式,即可进行打印。在打印过程中由于学生经验不够,可能会产生三维数据不准确,出现方向反转、产生缝隙等问题。针对这种情况,教师要及时进行分析和讲解,使学生明白精确绘图的意义。 成品展示 各小组将打印组装好的3D城市规划模型进行展示,向教师和其他组的学生汇报设计思路,阐述规划理念,说明规划中的亮点,表达设计过程中的感悟与思考。其余小组在听取该城市规划设计方案后提出问题,汇报小组针对这些问题进行答辩。待所有小组作品汇报展示完毕后,教师对这些方案进行评价。最初教师可让学生制作简单的社区规划图,随后可通过让学生设计和制作大型的城市规划模型,让学生逐渐熟练和掌握绘图、打印的方法,逐步提升学生的3D打印作品的水平。对于小型社区规划,教师以是否精确来作为重要的衡量标准;对于大型城市规划,教师要以城区布局是否合理来作为评分标准。这样多元化的评价标准,激发了学生学习的兴趣和自信心,使他们更加投入到3D打印技术的学习中去。 3 3D 打印技术的作用和成效 有利于培养学生的地理能力 对于学生来说,在进行城市规划设计时,需要了解城市的体形机构与各个要素之间的关系,包括城市的天际线、制高点、边缘和入口、建筑物、街道、广场等,这些在设计过程中需要进行大量的空间形象思维。传统的地理实践中采用的是沙盘制作的方法,学生根据教师提供的图片和图表来设计沙盘,使学生很难直观地判断出设计方案的实际效果。3D打印技术的使用可以使学生对设计方案的总体规划指标进行分析,直观查看效果,不断调整城市布局,实现城市空间结构的合理利用,有利于培养创新意识,鼓励学生进行创新实践,发展学生立体空间思维。为了验证3D打印技术应用于教学对于学生空间能力的培养有着积极意义,笔者选定两组学生作为实验对象,分别采用3D教育和普通教学方法,通过比较发现,3D教育下的学生立体感更强,兴趣也更浓厚。 由于城市规划的日益复杂,传统的手工模型制作已经无法满足教学的需要。3D打印技术的应用可以使学生的观察能力、独立思考能力、动手能力得到很好的锻炼。一个城市不可能凭空建设出来,它总是有背景的,一项好的设计必然将背景因素考虑在内,并且对此做出处理。使用3D打印技术可以在城市规划设计时制作城市全景式模型,比如可以随意转换组合的模型。这样做的优点在于,只需要通过不同的组合来改变设计规划,不需要反复从头开始。随着建筑项目进度的不断深入,3D模型的性质也变了。之前已经确定了初步的宏观想法,紧接着便要优化细节了。城市规划涵盖了商业区、居民区等多种设施,学生只需要使用3D打印机就可制作出1:1的等比例的模型。 促进学生的研讨与合作 具有合作能力是当今社会对人才的基本要求。3D打印技术应用到实践教学中,学生之间形成合作团队,自然而然地引进监督机制、竞争机制和评价机制,每个个体都处于集体的监督之下和评价之中,小组之间、小组中的个体之间形成一种竞争,这样学生的团队意识进一步增强,实践能力显著提高。另外,教师可以和学生一起合作,使学生感到有一种安全感、亲近感,师生之间更能产生一种融洽感,教师也能更直接、更进一步地了解学生,便于更及时、更有针对性地指导学生训练。在3D模型制作过程中,凸显了学生的主体地位,促进了人与人的交流与沟通,形成问题解决的过程与思维。 增强教学的实效性 在传统的城市地理教学过程中,教师在讲解城市规划设计时,利用多媒体技术向学生展示城市规划的图片,或者拿着一个手工制作的城市规划模型给全班学生讲解,对学生理解科学合理的布局城市有着较大难度。3D打印技术只需学生输入相关的数据就可得到满意的三维模型。过去的实践训练中,需要制作手工比例模型来展示自己的城市规划成果,费时费力,而且成本高昂;使用3D打印技术过程中就可以完整展现学生的实际理念,做出一个与3D图一模一样的模型,更加直观地展现在大家面前。而且在制作过程中,学生可随时修正数据,能很大程度上缩短制作时间,节省费用,有效提高教学质量和教学效率。 4 结语 3D打印在医疗、航天航空、艺术等众多领域都已经得到广泛应用,将3D打印技术应用于高校实践教学中是一项新兴而具有挑战性的工作,需要高校领导高度重视,在吸取国外高校3D打印技术实践教学的基础上,探索出适合本校的教学模式,以培养出适合社会需要的应用型人才。 城市地理论文:数字城市地理空间框架设计 摘 要:数字城市地理空间框架建设是数字城市建设的优秀任务之一,其目的是为了实现地理信息的交换和共享,为政府宏观决策和社会公众提供地理信息服务。该文基于笔者从事数字城市地理空间框架建设的相关工作经验,探讨了数字城市地理空间框架建设和应用的相关思路,论文首先分析了建设的目标和意义,进而对建设的主要内容和方法进行了详细的论述,最后提出建设过程中应至少选用4个示范系统对框架进行检验和推广,相信对从事相关工作的同行能有所裨益。 关键词:数字城市 地理空间基础框架 地理信息公共服务平台 软件体系 数字城市地理空间框架建设的主要内容包括基础地理信息数据库、地理信息公共平台、支撑体系及应用示范系统等4个方面的建设内容。基础地理信息数据库是地理空间框架的优秀;地理信息服务平台是地理空间框架应用服务的表现;支撑体系是地理空间框架建设与服务的支撑和保障;应用示范系统是地理空间框架的应用和推广。 1 基础地理信息数据库建设 基础地理空间数据提供了有关自然、人文、经济、环境等要素的几何位置、形态特征和相关关系,使用户可以以地理坐标或空间位置集成、检索、展示各种城市信息,进行空间分布特征、运行状态、变化趋势等的查询分析和模拟。 1.1 测绘基准 测绘基准包括大地基准和高程基准。数字城市地理空间框架建设必须规范基础地理信息数据所采用的测绘基准,以保证各类地理信息数据和专题数据的大地基准和高程基准的统一,便于地理信息数据及其服务的广泛推广和深入应用。 1.2 基础地理信息数据库 基础地理信息数据库是按照统一的测绘基准整合和集成部级1∶1 000 000、1∶250 000、1∶50 000基础地理信息数据,省级1∶10 000、1∶5 000基础地理信息数据及市级1∶2 000、1∶1 000和1∶500的基础地理信息数据,形成多源、多尺度的基础地理信息数据库;开发数据库管理系统,实现基础地理信息数据的统一管理。基础地理信息数据库构成如图1所示。 1.3 数据库管理系统 数据库管理系统是为基础地理信息数据及其元数据的建库、管理、更新、制图、输出等操作提供软件工具支撑。其功能需满足《基础地理信息数据库基本规定》(CH/T9005―2009)的要求,具备数据的处理、输入、输出、查询、统计、分析,以及历史数据管理、元数据管理、安全管理等多方面的功能。 2 地理信息公共服务平台建设 在基础地理信息数据库建设的基础上,按照一定的标准和规则,对基础地理信息数据进行提取、整合和重组,生成满足政府部门和社会公共需求的地理空间框架要素数据;通过建立要素和瓦片数据的一体化索引,实现多种数据的无缝集成;研制开发网络化的应用服务与运行维护系统,形成唯一的、权威的数字城市地理信息公共平台。地理信息公共平台建设内容包括1套数据库和4个软件系统。 2.1 面向服务的产品数据 面向服务的产品数据主要包括在基础地理信息数据上通过数据提取、扩充和重组等加工处理形成的框架要素数据、遥感影像数据、数字高程模型数据、电子地图数据、三维景观数据、地名地址数据等面向服务的产品数据,以及其他部门或单位的专题数据,还有目录和元数据等。针对不同的应用和保密要求,面向服务的产品数据可分为基础版、政务版和公众版3种形式。基础版数据主要面向专业用户;政务版数据主要面向政务用户;公众版数据主要面向社会公众。根据数据自身的特点,多个版本可共用1套数据。 2.2 地理信息公共平台软件体系 地理信息公共平台软件体系主要包括门户网站、数据交换系统、地理信息服务系统、数据运维管理系统和平台运维管理系统5个方面。 (1)门户网站是地理信息公共平台的统一访问界面,提供地理信息浏览、地理信息数据存取与分析处理等多种服务,是在线服务系统的集中表现,为用户提供一站式地理信息服务。(2)数据交换系统用以实现面向服务的产品数据和专题数据的集中管理以及相互之间的交换。(3)地理信息在线服务系统采用面向服务的体系架构(SOA)设计理念,通过服务的方式对外提供地理信息公共服务,以实现数据和应用的分离。(4)数据运维管理系统是用来实现多种类、多尺度、多坐标系统的具有稳定标准规范的数据的入库、更新和维护,应具有数据的采集、生产、更新、整合、、维护等功能。(5)平台运维管理系统是实现对用户和服务的全过程监控,以保障平台的正常、安全和稳定的运行,应具有用户注册、权限配置、交换配置监控、数据运维监控等功能。 3 支撑体系建设 支撑体系建设包括政策法规与标准规范建设、组织机构建设、机房环境、软硬件环境、网络环境等基础设施建设和人才队伍建设等多个方面的内容,是数字城市地理空间框架项目建设、运行和服务的支撑和保障。在进行软硬件环境建设时应考虑和数字省区地理空间框架的一致性和兼容性,充分利用现有的基础设施条件,但同时也要关注各种环境条件的先进性、可扩展性及可伸缩性。 4 应用推广思路 数字城市地理空间框架建设的主要目的是要建立一个多尺度、信息丰富、现实性强的基础地理信息框架,实现地理信息数据的交换和共享,为城市信息化建设奠定基础。因此,在项目建设中应高度重视应用示范系统的建设,选择至少4个典型示范应用,以检验数字城市地理空间框架的建设成效。 5 结语 数字城市地理空间框架建设是数字城市建设的优秀任务之一,其目的是为了实现地理信息的交换和共享,为政府宏观决策和社会公众提供地理信息服务。因此,项目建设必须以政府为主导,立足于当地实际情况和应用需求。 数字城市地理空间框架建设是一个复杂的系统性工程,涉及众多领域及多个专业职能部门。在项目建设中应加强不同行业部门之间的协调和沟通,同时制定相应的政策法规和标准规范,尤其是政策层面上的政策法规和标准规范的建设,以支撑项目的实施与推广应用及今后的运行维护,从而真正实现地理信息数据的交换和共享,促进城市信息化的建设。 城市地理论文:探讨数字化城市地理新系统的发展与规划 [摘 要]随着社会的进步,物质文明已经发展到一定高度,人们开始逐渐重视城市空间信息化的建设。城市地理新系统的成长是以数字化城市系统的建立与完善为结果导向的。本文从整体把握,分析了数字化城市与城市地理系统之间的联系,探析了城市地理新系统的发展策略,力求构造数字城市综合体系,以期进一步发展深化城市地理信息系统,实现城市地理信息系统的快速发展过程。 [关键词]数字化城市;地理新系统;发展与规划 一、引言 目前可推测的最早的地理信息系统被称为数字地球。它是二十世纪末由美国副总统戈尔提出的,数字地球是一种实用的、具有网络特性的地理信息系统。数字地球的提出让世界各国的地学专家开始认识到建设数字地球城市发展战略将是推动各国信息化建设和社会经济以及自然资源可持续发展的重要手段,地理信息系统经过不断发展数字地球中投入了一个全新的科学工程项目――数字城市,数字城市从环境、资源、自然、社会等各方面集中收集信息,集中应用数字地球技术于城市,因此现代城市是由环境、社会、经济共同构成的综合性动态系统。准确的信息为城市的建设提供了有效支持,促进了城市的可持续发展。国际上数字城市的建设相继拉开了序幕,例如说我国浙江省义乌市编制了“数字义乌”的设计方案,启动了“数字义乌”的城市建设。 就当前地理系统发展情况来看,城市地理信息系统是城市信息领域的发展重点。数字城市体系的提出,为城市地理信息系统的发展指明了方向,提供了一条明亮的道路。从某种角度来看数字化城市是城市地理信息系统的深入发展,是以城市信息系统要以数字化城市为前提,建设城市地理信息新系统。 二、 数字化城市特点以及城市地理信息系统的目前状况 数字化城市相当于是一个空间信息虚拟化城市,它利用信息技术连接各种数字信息形成信息系统。信息系统对转化为数字形式的城市基础设施、社会资源、人文经济等进行宏观的管理以及调控,它具有数字化、智能化、可视化以及网络化等特点。数字化城市地理信息系统通过对空间信息进行虚拟,将城市空间具体化,并建立相关数据关系网,这是数字化城市最显著的特点。网上商务、自动化办公、电子金融、网上教育、网络购物、网上娱乐等属于数字化城市智能化建设不可或缺的一部分。可视化就是将信息转化为肉眼可见的具体实物,数字化城市系统通过把数据转换为图形等形式,有利于更好地理解城市化信息和数据的内涵与现实意义。数字城市的可视化通过三维图形技术、虚拟现实技术来实现,它帮助人们更好地理解信息和数据的重要,数字化城市不断提高可视化水平,便于人们加强对地理信息的认知和需要。而数字化城市信息系统中数据库、信息能相互连接,要求数字化城市系统必须网络化,在网络的基础上实现数据的处理和数据的共享等,为各行业的便捷交流提供一个很好的平台,数字化城市地理新系统的优势才能够得到充分发挥。数字城市的实质就是将具体设施数字化,抽象空间与具体数字有机融合,使城市信息数据最大限度地得到利用及更好地管理与处理。 城市地理信息系统主要是通过计算机技术以及网络技术对城市空间各种数据进行输入、存储、访问、管理、更新、分析、显示来实现对城市实体的宏观管理以及调控。它是一种先进的科技技术,通过不同地理坐标空间位置为城市信息管理、规划、建设提供良好地帮助。随着城市地理信息系统的不断发展与普遍应用,国内许多城市也相继筹划创建、完善城市地理信息系统。特别是很多城市已经在建设城市基础地理信息系统的基础上,建设了专业的地理信息系统,如部分城市实行的城市规划、地下管线、电信等地理信息系统,都取得了良好的经济效益和社会收益。随着生产力的不断发展,人们对城市信息化的需求越来越大,城市地理信息系统的功能也越来越全面。如城市地理信息系统已经逐渐深入到各行各业、各个层次,因此产生了空间位置数据能共享以及交互应用等需求。此外人们对地理信息的认知、理解越来越深入,这也要求城市地理信息系统需要加快发展的步伐,城市地理信息系统正迫切需要向集成化和整体化方向发展。 三、 数字化城市地理新系统的发展规划 1.数字化城市与城市地理新系统的融合 城市地理信息系统技术被应用到空间信息虚拟化的数字化城市系统,包括虚拟城市技术、三维模型城市、网络化地理信息系统技术等对数字城市的创建和发展有促进作用。数字城市是一个分阶段发展的,它是由低级向高级发展,在不同的时间有一个具体的目标。数字化城市还处在慢慢发展的过程中,它的主要技术手段是集成。立足于城市地理信息系统技术和结果,当前建立的数字化城市地理新系统发展为时空数据库,并把各种专题地理信息加载在空问基础数据框架上;把各分布式空问地理信息系统进行网络集成,包括建立网站服务,建立动态异构数据库访问,查询,空间分析,决策系统,建立元数据库和网络的标准化。 数字城市的建设首先要建立空间基础数据框架,作为其他地理数据的基础参考框架,以上传、整合各类数字化信息。空间基础数据框架包含框架数据和框架服务,框架数据基本提取自城市基础地理信息数据库。城市各种数字化地理信息系统空间定位、空间分析的建立必须依靠城市基础地理信息数据库。数据包括利用航空影像、卫星遥感影像与地图数据制作DEM数字高程模型,此外还有4D图像包括数字正射影像(DOM)、数字栅格地图(DRG)、数字线划地图(DLG)等。对此类数据进行改造之后,数据可以重新被启用并以此建造数字城市的空间基础数据框架。 2.数字化城市与城市地理信息系统 在当前城市地理信息系统建设中,由于缺少统筹规划,并且也没有统一标准,管理立法、标准和规范制定比较落后城市地理信息系统成果难以满足数字城市建设的需求。实际上,数字城市中的许多思路与工作在城市地理信息系统中已加以考虑或付诸实施,最主要的原因是缺少数字城市这样的高层次发展思路和战略目标。当前,从把握城市建设的总体层面上说,整合城市地理信息的时机已经十分成熟。但需要注意的一点就是信息的分类、信息的格式、系统配置、技术流程等方面要严格要求,务必保证数据的规范。城市地理信息系统经过多年的发展、建设,已采集、积累了大量地理信息数据,建立了各方面、各行业地理信息系统。由于统一地理数据标准的缺失,各专业部门在开发建设地理信息系统时无法整体把握,更多的是站在本专业本部门的角度考虑,在系统软件选用、数据建模方法、数据格式、数据组织结构等方面各不相同,所采集的数据与建立的系统各不相干无法有效融合,不能共享和互操作。其次,目前城市地理新系统在采集、存储、操作、分析数据时多采用空间度不够的二维方法,无法满足用户重现地表特征以及恢复特征等需求,因此数字化系统还应该将三维技术应用到系统建设中,完善三维城市地理信息系统。运用三维技术在计算机上建立城市三维景观模型,地理空间数据呈现直观性,人们对数据的理解认识也更为的理解简单容易,在工程设计、现场模拟、决策支持等方面具很高的实用价值。 3.城市地理新系统数据维护 数字化城市地理信息系统需要不断的建设以及完善,因此数据的动态维护与更新十分重要。数据的动态维护包括系统硬件设施的完善、软件的革新和系统数据的动态更新。系统在建设的过程也是系统在不断老化的过程,如果系统保持原状态不变,很容易导致系统发送错误的信息数据,系统也失去了原本的意义。因此,因此为了系统的可持续发展,必须加强更新机制的研究、完善地理信息新系统。这里还要了解一个概念就是元数据,元数据有利于用户了解空间信息,元数据的数据量非常的大,因此一定要加强对元数据的重视,建立元数据,通过元数据对地理空间数据的内容、定义、条件和其他特征的详尽描述,使得空间数据的内容易于理解和操作。此外要加强对历史数据的保存。历史数据作为科学研究的必要依据,加强对数据的控制十分必要。随着现代城市建设日新月异,地理数据变化更新也非常迅速。历史数据必须加以保存,以便进行时空模拟及事件的逆时空反演的操作,并且该方法也有利于对数据进行查询分析,一旦信息出现错误、缺失,还可以对信息进行及时修正、恢复处理。目前城市地理信息系统的数据更新在处理新的信息和过时的信息时,新的信息添加到数据库中,删除、替换掉原有数据,这显然违背了数字化城市地理新系统的发展初衷。在数据更新时,建立专门的历史数据库,将原始的信息保存起来。这样不仅避免数据重复影响数据有效性,也实现数据的动态变化。 四、结论 总而言之,随着城市地理信息系统的技术与运用已日趋成熟,数字化城市作为城市信息系统的进化,是城市地理信息系统的新的发展方向。在城市地理信息系统的建设中,必须以数字化城市为指导思想,实现数字化城市地理新系统的战略方针,并切实把握数字城市、城市地理信息产业化的新机遇,在产业化的进程中求开拓、求进步,为早日建成数字城市,实现城市信息化打好基础。 城市地理论文:数字城市地理空间框架建设与应用项目设计分析 [摘 要]目前,地理信息技术发展非常快,且被广泛应用于数字城市的建设中。但与此同时,我国的城市信息化水平不高,因此,通过政府部门的严格管理,提高我国城市信息化水平是当务之急。数字城市的建设能在一定程度上反映我国的城市信息化建设。 [关键词]数字城市;地理空间框架;建设;应用项目设计 随着我国测绘部门制定了数字城市地理空间的设计方案,目前我国大部分城市都进行了数字城市地理空间建设,而且这项建设将在2015年基本完成。本文通过分析城市数字地理空间的建设,分析区域数字地理空间建设的目标和技术、要遵守的规范及对建设数据的整合,从而建立起地理信息化公共服务平台,更好地促进我国数字城市地理空间的建设。 1 数字城市地理空间建设的内容和数据建设 1.1 基础地理信息数据库的建设 现在,基础地理信息数据库主要有4种形式,包括DLG、DOM等,基础地理信息数据库能够实现对数据的采集和管理,按照国家信息的格式,对数据进行转化,从而规范地理信息数据库的建设,将数据库按照类型、尺寸等进行分类,方便用户通过索引直接搜索到需要的数据。 1.2 地理信息公众服务平台的建设 地理信息公众服务平台的建设能实现对数据的不同管理,且能及时数据,实现数据的在线共享功能,用户可直接在平台上注册,运用API接口接收数据,从而为用户提供全面的地理信息服务,方便用户进行准确定位和数据分析。 1.3 地理信息的应用和规范系统的建设 在地理信息的应用和规范平台的建立,可实现地理信息系统的应急处理,且能够起到良好的示范作用,指挥系统运作,实现对综合管网的建设,这项系统目前已被广泛使用。 2 数字城市地理空间的数据建设 2.1 基本地理信息的建设 在对数字城市进行建设的过程中,首先应实现对基础地理空间数据库的建设,以收集全面的数据,在城市中一般都会有大型的基本空间数据库,但这些数据库并不能较好的实现现势性。因此,在收集数据的基础上,应对数据进行调整,及时更新信息,按照国家测绘局的相关要求建立信息数据库,可借助先进技术来收集数据,如地理信息系统、遥感技术、雷达等,使测绘的数据更加准确。 2.1.1 航空摄像 在运用航空摄像收集数据时,应分析好比例尺,确保航空摄像能全面收集信息,确保信息不被遗漏,按照国家航空测绘的统一标准运行,分步骤实现,主要分为探区的勘测、区域的划分、航线的设计和飞行摄像这4个步骤。 2.1.2 比例尺基本数据的整合与更新 运用航空摄像拍摄到的数据,借助遥感和地理信息系统,确定好比例尺。 2.1.3 三维数据的收集 在收集三维数据的时候,可采用无人驾驶飞船拍摄城市图像,要尽量提高图像分辨率,并借助三维测绘软件,实现对图像的解析,然后分析图像,提取城市内建筑物的主要信息。 2.1.4 地下管线数据的收集 在收集地下管线数据的过程中,应分析地形,完善地下管线信息数据库的建设。这样,即使在城市改造过程中,需要大面积的改造,甚至改造建筑物,也可通过分析地下管线,借助对管网系统的综合应用,在一定程度上完善城市空间系统的管理水平。在收集地下管线数据时,可借助先进的测绘器材,并通过软件处理数据,统一格式,尽量减少数据内存,使数据库能够储存更多数据。采用一体化模式进行操作,根据已测得的资料,通过绘图的方法,运用仪器探测,确定城市的管线位置。运用数字化的信息采集系统,确定地下管网的位置,并以坐标的形式呈现出来,运用智能化的测绘技术,绘制地图,获取地下管线的整体数据。 3 数字城市地理空间的数据建库 在分析不同的格式的地理信息数据后,就可以将这些信息统一存储到数据库中。 3.1 元数据库 元数据库的建设主要是能存储原始数据,分析数据的主要形式和内容,确定数据是否可以满足条件,并存储相关数据。其作业在于对空间数据的管理,挖掘有效的数据资源,用户可根据自身的需求按照语言、分类等寻找自己需要的数据。 3.2 DLG数据 DLG数据主要是存储矢量数据,分析水系和城市交通情况,并按照不同的比例尺进行分类。 城市地理论文:城市地理信息公共服务平台关键技术研究 【摘 要】城市地理信息服务平台是服务于城市管理的基础设施,建设运行高效化、功能齐全的地理信息服务平台对于公共职能部门管理效率的提高、社会经济的发展均具有非常重要的作用。 【关键词】服务平台;架构;关键技术 2011年7月通过国家验收并上线使用的西宁市地理信息公共服务平台,作为“数字西宁”的空间基础数据设施,是政府认定的、全市统一的、具有权威性和规范性的地理信息公共服务平台,是经济发展的基础支撑平台。该平台是以地理信息系统(GIS)、全球卫星定位系统(GPS)、遥感(RS)、网络、数据库等信息技术为基础,集地理空间信息共享、数据交换、数据、功能服务为一体的信息化平台。整合了西宁市多尺度地理信息资源,实现基于网络化运行环境的地理信息资源互联互通。提供多比例尺电子地图、遥感影像地图、数字高程模型等数据服务和信息浏览、专题查询、信息加载等网络化地理信息功能服务;实现全市地理信息资源共享应用,消除部门之间的信息孤岛、数字鸿沟等信息共享方面的瓶颈问题,为城市规划、建设、管理与决策以及社会各行各业提供完善、优质和高效的地理信息服务,促进了西宁市信息化建设及其可持续发展。 一、平台架构 从概念上理解,公共平台由三大部分构成,数据、软件系统、支撑环境。数据方面,按数据类型不同,可分为线划电子地图数据、影像电子地图数据、地理实体数据、地名地址数据、地形三维景观数据及城市精细模型数据。数据是提供信息服务的主要来源,是地理信息公共平台的优秀内容。软件系统方面,平台建设目的在于提供地理信息和空间定位、分析服务,同时具备拓展应用的二次开发能力。因此,平台系统主要包括门户网站、交换系统、在线服务基础软件。其中,门户网站是用户访问地理信息的总入口,可以浏览地图,进行定位搜索,可以获得在线使用地图服务的方法以及二次开发的技术文档等。交换系统是地图维护部门与其它部门交换数据的通道。在线服务基础软件是实现各类型地图数据在线的管理软件及工具软件,同时包含了大量的二次开发接口。支撑环境是地理信息公共平台提供服务的保障条件,包括服务器集群、存储阵列、网络系统、安全系统等。 二、平台的设计原则 1.标准化与开放性原则。省级地理信息公共服务平台,其优秀是提供地理信息公共服务,是一个公用性的服务平台,有着广泛的应用部门和需求,平台除了要提供传统系统要提供的静态功能模块以外,还要支持不同部门、不同系统、异构GIS平台与公共服务平台的对接及二次开发需求这就决定了公共平台在总体设计与实现上必须遵守标准化与开放性原则,遵循国家地理信息公共服务平台相关标准规范。 2.先进性与实用性原则。平台设计及实现技术方面,采用成熟的软件体系架构和先进的开发技术,做到人机界面友好、操作简便、维护方便,确保建成系统的生命力。软件平台的选用要面向以后地理信息服务的发展方向,所选用的软件平台必须是现阶段同类产品中成熟的、主流的先进产品;在软件开发思想上,严格按照软件工程的标准和面向对象的理论来设计,管理和开发,保证系统开发的高起点。网络建设立足长远发展的要求,计算机硬件和软件、数据库及软件平台支撑工具采用先进、稳定的、能满足海量数据存储与管理的主流地理信息产品。平台的服务顾及非专业地理信息用户的需要,做到平台框架结构合理,访问速度快、实用性强。 3.可靠性与稳定性原则。由于地理信息公共服务平台需要支持实时运行的专业应用系统,因此,要求平台的稳定性极高。平台的安全可靠是一个优秀系统的必要待征,平台的安全保护措施是否有效是地理信息公共服务平台的主要性能指标之一。安全可靠性应作为平台建设的首要出发点,为了保证平台信息的安全可靠性,必须制定严格的权限管理规定和数据保密机制,以避免非法操作所造成的数据泄漏、修改或损坏。 4.平台性与可扩展性原则。地理信息公共服务平台的建设是一个长期的逐渐发展的过程,因此要求系统具有良好的可伸缩性。以后各行业应用项目的建设可能都需要地理信息公共服务平台为其提供数据、功能等服务。在平台设计时,项目的统筹规划、设计和开发等都需要站在全局的高度上,以充分发挥平台在政务信息资源共享和提供公用性、基础性信息服务方面的优秀作用,基础性和公用性数据库的重复建设也会得以避免。 三、地理信息公共平台关键技术 1.基于SOA体系的平台系统框架。SOA(Service-OrientedArchitectures)是一个概念上的架构,基于一个以服务(Web 服务)为优秀的架构样式,用于解决分布式系统架构下服务提供者和请求者之间的松散耦合关系。面向服务体系的架构(SOA)支持将应用作为链接服务或重复任务进行集成,采用不同的技术和服务根据应用需求进行组合与展现,用户感觉这些服务就安装在本地一样。平台根据需要将这些服务组装为按需的应用程序,使应用业务能够适应不断变化的情况和需求。SOA带来了“松散耦合”的应用程序组件,在此类组件中代码不一定绑定到某个特定的数据库。得益于此特性才能够将服务组合为各种应用程序。这样提高了代码重用率,可以在增加功能的同时减少工作量。 2.采用B/S模式进行系统开发。本系统的数据共享体系是一种松散耦合的异构式环境,应用请求和服务是一种分布式网络环境。为保证平台架构的可伸缩性及数据库和防火墙等方面的安全限制,这种访问连接和服务部署必须采用多层架构的B/S结构模式建设,对性能和伸缩性有较高的要求。 为了提高响应速度和用户体验水平,系统开发将采用胖瘦客户端相结合的混合WebGIS模式,为了提高服务器和客户端的计算能力和网络通信量,提高互操作性和系统性能,适当的在平台服务端和客户端分布GIS任务。这种混合模式即不是把全部的空间处理功能模块和数据下载到本地,也在客户端进行所有的空间操作,也不是把所有空间处理功能放置在服务器端,在服务器进行所有的空间操作,而是根据不同的需求在客户端和服务器端进行空间处理功能的分配。 3.采用OpenGIS标准规范。OpenGIS的目标是制定一个规范,使得应用系统开发者可以在单一的环境和单一的工作流中,使用分布于网络上的任何地理数据和地理处理。基于该规范的GIS软件将具有很好的可扩展性、可升级性、可移植性、开放性、互操作性和易用性。在本项目的空间信息服务系统中遵循OGC的WMS(Web Map Service)网络地图服务和WFS(Web Feature Service)网络矢量服务等服务标准。 四、结束语 地理信息系统的应用是非常广的,这样就使得地理信息在很多的部门中都得到了很好的应用,建设地理信息公共平台能够更好的满足地理信息服务的功能,同时在提供服务的时候能够做到更加的高效。为西宁市城市规划建设提供了快速、科学、有效的技术支持平台,也为基于西宁市地理信息公共平台建设其他信息系统提供了参考依据。在实际生产中的应用,不仅节约了资金、人力、物力的投入,同时为西宁市地理信息的发展奠定了基础,地理信息的发展将为西宁的发展带来先进的、科学的、经济的技术支撑。 城市地理论文:城市地理空间信息共享与管理办法研究 摘要:本文主要指针对城市地理空间信息共享原理、共享平台建设思路以及城市地理空间信息共享管理体系进行简要分析,仅供参考。 关键词:城市地理;空间信息共享;管理 一、城市地理空间信息共享原理 信息的可同享性是信息的自然属性决定的,《中国资源科学百科全书》中对信息同享下的定义是:“在必定程度敞开条件下,同一资本为不同用户共同运用的效劳方法”。从表面上看信息同享即是信息的共同运用,而从纵向上讲信息同享是一个历史开展的进程,横向上看信息同享触及科学、技术、经济、法令等很多范畴,它是一个逐步完善,不断创新的进程。 地理空间信息同享研讨地理空间信息有什么用、怎么运用和如何管理的疑问,它是在规范、方针和法规的指导下,完成地理空间信息的流转和共用。广义上讲地理空间信息同享是指经过包括口头、纸质、网络等全部载体在内的地理空间信息同享;狭义上特指在网络技术条件下的地理空间信息同享,即以计算机和空间数据基础设施等技术硬件为依托,在规范、方针、法规等软环境支持下,对地理空间信息的一起运用。这篇文章研讨的城市地理空间信息同享主要是指狭义的地理空间信息同享,但在评论网络地理空间信息同享时,也要触及其他载体的地理空间信息同享,由于网络地理信息同享是其它载体方式的地理信息同享在技术上开展而构成的。 触及地理空间信息同享的理论许多,这篇文章因篇幅约束,只评论城市地理空间信息同享的理论依据、主控因素、同享机制、规范、方针和法规等。由于虽然网络极大地促进了地理空间信息的同享进程和同享功率,然而要真实提高同享的功率和质量,完成全球、国家和城市之间的网络同享,则必须在同享的规范、方针和法规方面做更多的作业,寻觅更有用的完成地理空间信息同享的方法。 二、共享平台建设思路 1、根据数据法源原则,采取集中与分布式相结合的项目建设方式 各业务部门根据职能分工和业务需要,按照“一数一源”和“职能部门提供职能数据”的原则,对数据的管理采用“逻辑集中,物理分离”的管理方式。利用前置机系统,采用ETL技术,以“空间元数据”为优秀,实现空间信息资源的远程交换和共享,采用XML描述元数据,支持国际上通用的FGDC标准和ISO标准等,具有较高的灵活性,实现了元数据标准规范的良好扩展性和平台移植性。 2、基于“一张图”的地理信息资源共享与应用模式 现实生活中80%的信息资源与空间位置有关,基于“一张图”的地理信息资源共享与应用模式作为社会信息资源整合的框架具有独特的优势,通过这种方式,能够将城市的基础电子地图与人口、法人和宏观经济数据及政府各部门的专业数据展现在地理空间上,实现基础地理信息资源的有效整合与集成,为城市提供可视化的决策分析和数据共享服务。出于国家安全的考虑,根据用户不同以及运行网络不同,进一步区分为“政务一张图”即通用政务电子地图,和“公众一张图”即公众服务电子地图。公众服务电子地图在通用政务电子地图的基础上,降低数据精度,去除敏感信息,符合《公开地图内容表示若干规定》,能够满足公众应用。 图1地理信息资源整合、交换与应用“一张图”模式 3、针对数据“全、准、快、廉”特性,提出“传统测绘数据+在线地图+快速采集数据”的多种数据源全面解决方案传统测绘数据,可以有效解决数据“全、准”问题,是城市基础地理数据的主要来源;但存在着数据现势性差、数据更新依赖于测绘部门的更新频率、全要素测绘数据对一般政务部门甚至公众服务不适应等问题。作为“全、准”传统测绘数据的有效补充,本文提出在线地图和数据快采相结合的数据“快、廉”解决思路,确保数据实时更新,基本满足数据需求。通过整合测绘数据、网络地图数据以及快采数据(遥感、车载、RFID、音视频等技术),解决数据中“全、准、快、廉”四个相互冲突目标的难题,为政府、企业、公众不同层面的服务及管理需求,提供全新的空间信息综合服务,形成良性、有效的数据更新机制。 4、数据前置监理机制,进行数据全面和有效检查 在遵循现有国家和行业标准的基础上,提出数据前置监理机制,对各业务单位提交的空间和属性数据符合性和数据质量进行前置检查,确保数据入库的准确、无误。在对更新的地理信息数据的符合性检查,首先通过检查更新的数据的结构是否符合入库的标准格式,检查属性数据的格式是否与当前电子地图的格式相符,接着再继续检查各个属性字段的类型和大小以及是否在相关的约束范围。数据质量检查是评价基础地理数据成果是否符合标准数据记录格式、是否满足产品质量标准实施检查,提高数据质量,确保采集数据的可靠性的重要环节。数据质量检查划分为五个部分,即定位精度检查、属性精度检查、数据逻辑性检查、数据关联关系检查、完整性检查。 三、城市地理空间信息共享管理体系研究 1、组织管理体系 在想象安排设置时,首要思考树立“政府监管、职业自律、实体运作”三者的联系。就中国的现状而言,政府是最大的信息资源的权属所有者,绝大多数信息资源来自政府机关及其管理部分,信息系统最首要的使用目标也是政府管理部。因而,政府及管理部分的监管力度将直接影响到城市地理空间信息同享渠道的开展与推进。世界各国为完成信息同享都成立了专门的安排安排,而且多数以政府授权委员会、中心、协调局、联盟等特设安排方法,担任方针、规范、法规等的拟定与颁布施行,以及空间数据采集、管理、等事项。对中国来说格外需要完成部分间的统筹和谐和统一管理,统一规范,打破部分间信息壁垒,安排空间信息同享与效劳的联盟机制,为空间数据同享施行供给保障,使同享与效劳变成规范化的举动。参照国家地理空间信息和谐委员会设置方法,其架构可如图2,并辅以监督查核机制,确保城市地理空间信息同享作业的顺利进行。 图2组织管理体系结构 1.1组建“城市地理空间信息协调管理委员会” 组成具有政府管理功能的“城市地理空间信息和谐管理委员会”(以下简称“和谐管理委员会”),事务领域上与“国家地理空间信息和谐委员会”相衔接,职能上统筹城市地理空间信息同享管理的计划、建造和运用推动,首要担任:拟定城市地理空间信息同享的总体计划;筹集、管理和运用需国家投入的有关经费;拟定、公布对于城市地理空间信息共享管理、运用服务的有关方针、标准和法规;和谐处理建造、维护、同享、运用管理中呈现的艰难和疑问;推动城市地理空间信息同享运用、更新机制的树立和开展。政府的监管行动首要体现在拟定出资、定价、安全、保密、产权维护等方面的方针、办法,经过这些方针办法来调控、标准提供者、运用者在信息同享、运用中的操作行动,既不要让信息在公益、同享的“旗号”下随意仿制、翻版,形成信息资源浪费、数据质量降低、平台的权威性无保证,也不容许数据持有者在利益驱动下,形成部分垄断、数据壁垒及报价高涨,形成数据重复收集、体系重复投资和重复建造的割据局面。 1.2成立“城市地理空间信息联盟”(以下简称“联盟”) 联盟是在和谐管理委员会的指导下,由全市各地理空间信息供给、使用单位自愿参与组成联盟的作业任务是推动和施行政府的有关规定和方针,帮忙和谐管理委员会标准用户在信息交流及同享中的操作行动。详细为:安排研讨、起草与地理空间信息使用有关的法规、政策文本;组织起草、拟定和遵循、推行地理空间信息同享的标准;联手专家组处理地理空间信息同享的技术问题,并提出处理方案;安排会员展开信息与技术协作的交流,推行先进技术;联盟在城市地理空间信息同享的建造和发展中,能够帮忙政府部门做好上述政策、办法的遍及、研讨、推动等作业,逐渐内行业界形成自律、标准的使用空气。 2、数据质量管理 数据质量问题是关系到城市地理空间同享信息能否有效使用的重要问题。断定数据质量的难点在于数据质量的意义、内容、质量评估目标等。不一样类型地理空间数据评估方法不一样,不一样专题对数据质量的需求也有很大区别,很难用统一的目标和方法进行评估。从数据使用的通常流程动身:数据收集、数据处理、数据入库到数据服务,以及数据质量的通常内容:准确性、精度、分辨率、比例尺、误差和不断定性等,城市地理空间信息共享数据质量可从以下几个方面进行操控:数据收集的质量控制、数据录入的质量控制、数据分析处理的质量操控,并做好数据质量检验和数据质量陈述。 2.1严格执行采集过程质量控制 在数据采集过程中,要对各单位、部门所提供的数据格式、数据量、提供方式和内容等信息,做好详细的一记录,并分类保存。保证数字、文字数据准确、清楚,文档数据完整、详细。 2.2数据录入质量控制 要确保数据录入的准确,数据处理流程中,实施专人专责的计划,定时跟踪查看。对数据处理中较为困难的当地,及时研讨,拟定解决方案。同时,可请数据有关单位的专业人士进行核对,对有异议的数据可实地复查。对各种数据处理方案、过程,撰写有关的一记录文档,对数据处理的每个流程做具体的记录,用于存案查看。做好数据备份作业。 2.3数据分析处理的质量控制 在数据分析和转换过程中,由于计算机误差和人为操作误差等因素,会造成许多数据质量问题,在操作过程中要尽量避免。 2.4阶段审核制 数据处理期间审核制是选用基于现代软件管理模式的必定产物。在每个作业流程结束时,质量操控人员依据相应的数据质量管理规范的需要对期间效果进行评议操控,保证全部数据库建设的顺利进行,针对项意图需要,及时调整数据处理的首要方针,操控数据处理的要点内容,避免全部作业的流程风险。数据质量操控贯穿数据同享的全过程,联系数据的用处和目的,拟定有用的数据质量操控方法。同时数据的更新、保护对继续地保证数据质量起着非常要害的效果,因而,树立合理的、安全的数据库更新、保护机制也是数据质量操控的重要环节之一。 结束语 为进一步推动城市基础空间信息系统建设和信息资源共享,加快基础空间信息资源的开发利用,梳理清晰的共享平台建设思路,建立地理空间信息交换共享机制和运行维护管理机制,可有效地破解信息化建设中存在地理信息资源不能共享和及时更新,地理信息数据重复采集和系统重复建设的难题,为城市地理空间信息共享平台系统的建设提供指导。 城市地理论文:浅析城市地理信息服务平台体系架构 摘 要:城市信息化建设的不断深入,地理信息服务平台也在积极的建设,在进行建设的时候,关键的技术是建设的重点。地理信息建设以生产、建立数据库、集成管理和分发利用,在进行平台建设的时候,要以技术作为基础。地理信息服务平台在建设的时候,信息管理是非常重要的,地理信息服务主要的表现形式是网络化地图,地理信息服务平台体系在架构的时候,要将集成管理、信息共享和开放式应用进行充分的建设。 关键词:地理信息;数据库;服务平台 地理信息服务平台在很多的行业都得到了应用,地理信息主要是对空间数据进行收集,然后进行处理、分析,在这个过程中不断积累数据,然后对数据使用。地理信息在发展的过程中也存在着很多的问题,在数据收集方面就存在着一些问题,数据直接影响着地理信息的质量,这样就使得数据在访问和使用的时候就会出现问题。为了解决这些问题,要在数据获取的时候采用必要的技术,同时在处理和分析的时候也要采取必要的技术,这样才能更好的保证地理信息的使用效果。城市空间信息是城市信息化的主体,城市空间信息主要包括城市的建设方面的信息、城市环境信息、城市生态信息、城市地理信息和城市农业信息,城市空间信息在使用的时候,不同的人是有不同的需求。城市在建设的时候,一定要能满足城市宏观建设的要求,在城市管理中对环境问题也要进行注意,这些都是和信息相互联系的。不同的行业对空间信息的需求都是不同的,使用传统的方法对空间信息进行分析已经不能满足行业的发展需求。为了更好的建设城市,一定要将城市空间信息数据进行更新,在更新的时候一定要采取更好的手段和机制。城市地理信息服务平台在建设的时候,一定要保证科学性,在分析的时候一定要准确,同时要采用科学的方法进行数据的收集。地理信息服务平台一定要做到便捷,同时要不断完善网络平台。地理信息服务平台是以测绘技术作为优秀的,以地理信息系统软件作为平台,以信息公开、服务公众为目的,将基础的地理信息进行整合,使地理信息在进行公共服务的时候可以达到更好的效果。地理信息对经济建设和社会发展都是有很大帮助的,在城市建设和工程施工中应用更加明显。 1 地理信息服务平台机构设计 地理信息服务平台是以数字城市建设作为基础的,地理信息空间数据框架是非常重要的,地理信息系统可以作为城市建设的主要管理工具,系统可以整合地理信息有关的非空间信息,同时以信息网络作为载体,地理信息系统以各种信息终端作为媒介,建立流畅的基础地理信息流程,然后实现基础地理信息的有机集成管理,这样能够更好的实现信息的共享。地理信息系统要以地理信息技术和计算机网络技术作为支持,以更好的提供地理信息作为目的。地理信息服务要面向服务的对象,服务的对象主要有政府机构、企业和社会公众,地理信息现在已经实现了在线服务,这样可以更好的实现地理信息向社会化发展,同时向产业化发展。 1.1 地理信息获取与维护体系 地理信息要以测绘技术作为服务体系的优秀,测绘技术将基础地理信息和各类地理信息进行收集、建立数据库、更新信息和数据的维护。测绘技术的内容主要有测绘基准体系建设,标准体系建设,数据库的建设和更新。地理信息的获取和维护体系在地理信息服务平台建设中是基础的部分,是其他体系建设的依据。 1.2 地理信息集成管理与共享体系 大型数据库可以实现地理信息的海量收集,同时在数据管理的时候可以实现集成管理,地理信息产品是企业发展的重要基础,可以形成基础地理信息的集中式空间数据库,将收集到的基础信息进行分析,然后在信息服务平台上进行信息提供,这样可以更好的实现数据之间的共享和交换。 1.3 地理信息分发与服务体系 地理信息分发的时候要利用先进的网络技术作为媒介,大型的地理信息系统软件要以互联网作为支撑,建立地理信息分发服务平台,这样可以更好的实现地理信息的生产和分析,这样可以更好利用地理信息促进政府管理和企业生产经营,同时使人们的生活发生重大改变。 2 地理信息系统总体框架 城市地理信息服务平台从基础建设到最后的分发利用要经过漫长的过程,在这个过程中,要进行网络建设、数据库建设和系统建设。在地理信息系统总体框架建设中,主要包括括网络基础设施层、空间数据基础层、空间数据层、空间数据管理层、支撑体系层和信息服务层。 2.1 网络基础设施层 为互联网服务、政务网服务、企业专网服务、局域网服务。对于基础地理信息服务采取局域网服务,政府级地理信息服务通过政务网服务,企业级地理信息服务通过企业专网服务,公众级地理信息服务通过互联网服务。公众用户通过ADSL拨号、GPRS、CDMA等方式接入互联网通过Intemet网络DMZ区的Internet应用服务器组访问平台;各委、办、局等政务专网用户接入政务专网通过DMZ区的应用服务器组访问平台;企业用户接入企业专网通过DMZ区的应用服务器组访问平台;内部局域网用户通过应用服务器组访问平台、通过数据更新服务器来完成数据更新工作。用户包括数据更新人员不能直接访问平台的数据库服务器组,只能通过各类应用服务器调用数据库服务器中的数据和更新数据。 2.2 空间数据基础层 包括测绘基准建设,标准体系建设、符号体系建设和权限管理技术、版本管理技术等。标准体系包括系列比例尺地理信息标准、专题地理信息标准和元数据标准等;符号体系包括基础地理和专题地理信息的符号设计;权限管理是对服务平台的使用用户,分不同的用户权限,访问不同的数据,实施不同的操作功能;版本管理为了保证网络中多个用户对同一目标编辑修改的正确性,为了再现现势数据多次变更的历史过程,通过版本管理来解决。 2.3 空间数据层 空间数据层存储所有与地理位置相关的信息资源,按类型分为基础类数据、专题类数据和应用类数据,具体包括:基础地理数据集、框架数据集、专题数据集,社会数据集等。 2.4 空间数据管理层 为了保证数据库最大的安全性,全面考虑数据库在不同情况下的运行及更新,故分别建立优秀数据库和应用数据库,保证系统良好地运行和数据库良性地更新。可通过数据库同步更新技术实时维护应用数据库与应用数据库之间的一致。 2.5 支撑体系层 包括元数据库平台、共享机制、安全技术。软件体系:ArclMS、ArcGIS Server、ArcGIS Engine。地形图浏览:根据权限,利用IE浏览器通过框架数据可浏览相关地图信息,以及直接浏览公开版地形图信息。 2.6 信息服务层 基础地理服务、政府地理服务、企业地理信息服务、公众地理信息服务。基础地理信息服务包括工程项目管理系统、地理信息集成与综合管理系统、地理信息流程管理;政府级地理信息服务包括地理信息蓝皮书,专业GIS系统、服务平台;企业级地理信息服务包括提供数据服务和平台服务;公众级地理信息服务包括地理信息产品服务、电子地图网站。 3 结束语 地理信息服务平台建设的主要目的就是为了将地理信息进行分类,然后建立专题的数据库服务器建设,通过不同的服务方式向地理信息对象提供专题的地理信息服务。地理信息服务平台在建设的时候,服务的成果主要取决于地理信息的规范程度,以及相关的硬件设备。地理信息在使用的时候需求量日益增多,为了更好的提供服务,要不断提高地理信息系统的技术。 城市地理论文:城市地理信息公共服务平台关键技术研究 摘要:本文针对城市地理信息公共服务平台面临的数据组织和服务共享等问题,提出了平台建设的总体架构与设计方案,并对平台搭建的关键技术SOA套件技术进行了详细介绍,最后对地理信息资源编目技术等GIS技术进行了简单论述。本文为城市地理信息公共服务平台建设提供一种可行决方案。 1、引言 城市地理信息公共服务平台是以满足政府各部门、企事业单位和社会公众的地理信息需求为导向,以基础地理信息数据为空间定位基础,整合市(县)范围内各类地理空间信息资源,建成以框架数据库为基础的分布式地理空间信息数据库体系、地理信息公共服务的网络体系和软件体系,完善相关标准规范和安全支撑体系建设,建立与各部门的相互连通,形成支持跨部门、跨行业的地理信息数据共享机制[1-2]。以平台为依托,利用市(县)权威的、统一的、现势的地理信息数据,为政府、企业、公众提供一站式的地理信息综合服务,满足用户多样化的地理信息需求,提高电子政务和信息化水平,从而在横向上实现政府部门之间,纵向上实现省、市、县地理信息资源的互联互通,为政府宏观决策、应急管理、社会公益服务提供在线地理信息服务,全面推进数字城市的建设。 目前,国内学者对地理信息公共服务平台已有诸多研究。然而,地理信息公共服务平台所应用的数据量非常庞大,涉及的部门也较多,如何有效地组织管理这些数据,实现各部门的相互连通,是地理信息公共服务平台构建所面临的一大难题。Web Service、SOA等网络技术和GIS技术的发展,可以很好地解决这一难题。 2、平台架构 2.1 总体架构 平台建设以信息化基础设施为支撑,以地理信息资源为基础,综合采用Web Service技术,包括AJAX技术、OGC规范和SOA技术,采用统一的技术架构,将多源、多尺度、多类型的地理信息资源有机地组织起来,实现海量信息的高效管理与持续更新,并在信息共享机制和政策法规框架下,实现在线地理信息便捷、高效、安全的共享服务。 根据测绘数据分级建设与管理的特点,共服务平台采用分级建设的方式,为用户提供分布式、多层次的地理信息共享服务。平台面向地市和县市,纵向上市(县)平台是国家、省公共服务平台的子节点,市(县)平台和国家、省公共服务平台之间在数据和服务上存在互为补充的关系,因此市(县)平台必须在架构体系上与国家、省公共服务平台保持一致,保证国家、省、市(县)三级公共服务平台的互联互通。横向上,公共服务平台作为数据共享服务中心向各部门提供地理空间信息资源,而部门可以通过公共服务平台专题数据,也可建立分中心专题数据,最终实现部门之间的互联互通。 平台在软件体系上由运行支撑层、数据层、管理层、服务层、应用层等组成。 2.2 架构设计 系统架构采用Web Service方式来支持SOA架构(图1所示),提供基于网络的HTTP+XML接口服务,接受服务方可以通过XML传递必要的参数到服务器端,就象调用本地接口一样实现与自身业务应用系统的无缝集成。 图1基于Web Service的SOA模型 系统设计与开发过程中提供对外服务的应用程序,功能封装和为Web服务(Web Service),通过服务注册和服务申请,向服务消费者(各种组件或部门的应用系统)提供Web服务,使系统的功能可以采用松耦合的方式实现集成,并使系统提供功能服务具有可扩展性。 3、关键技术 按照各项任务之间的关联关系,地理空间框架的建设内容可分为四项专项任务,分别是基础地理信息数据库建设、地理信息共享服务平台建设、示范应用建设、支撑环境建设。 3.1 SOA套件技术 SOA套件即为服务总线ESB,用于实现平台所有资源(数据、服务以及其它资源)的集成、管理与调用。以SOA架构原则,实现平台资源的整合。 平台各种数据和资源都通过服务引擎,以Web Services形式提供。这些服务和资源,就是SOA三角色中的服务提供者;然后这些服务都通过服务注册的方式注册到ESB,ESB即对应SOA三角色中的服务中介;平台客户端、各种应用系统及第三方系统则为SOA三角色中的服务调用者,它们从服务总线检索自己需要的服务,进行调用以支撑各自的应用。 1)服务资源 在平台中包含如下四种类型的资源:(1)业务数据:指用于各业务系统的非空间数据信息,如用户信息、权限信息、审批信息等;(2)业务功能:指用于支撑平台业务运行的功能以及对业务,如用户管理、业务审批等;(3)空间数据:包括基础数据、专题数据、交换数据等;(4)空间处理:对空间数据的各种操作,包括缓冲分析、空间查询、路径分析等。 所有这些数据和功能分布在网络中的不同的机器上,均以服务形式提供出来。 2)服务总线 服务总线将所有业务功能、空间数据和空间功能集成到一起,进行集中的管理和监控,提供给外界访问。 具体来说,服务总线的主要功能包括如下5个方面: (1)统一命名:服务总线会按照统一的规则对服务进行重新命名,并分配新的访问地址供外界访问。 (2)服务接口适配:用于将各种非标准的接口转换为标准接口对外提供出去,将底层接口的复杂性封装在平台内部,给终端用户最大的使用便利。 2)服务注册与管理 (1)服务注册 服务注册的主要作用,就是把服务信息添加到服务总线。由于服务的类型多种多样,每种服务类型都有自己的用途、内容和参数,不同服务的来源也不一样。同时不同名称和来源的服务也可能提供类似的服务内容。因此,为了更好的对服务进行利用和管理,需要对服务进行归类整理,同时采取特定的服务元数据对服务的内容、来源和调用形式进行说明。 同时注册中心还规定了服务元信息的查询检索接口,这样,任何想要获取服务说明的人(或程序)都可以通过检索接口进行查询。 (2)服务管理 服务总线将服务信息集成进来以后,为了便于对这些服务的控制和操作,还需要一个服务管理模块。服务管理的主要功能为:(a)服务运行控制:包括服务的启动、停止、暂停、刷新;(b)查看服务信息:查看当前服务的运行状态,查看服务的元信息;(c)服务预览:对数据服务进行预览;(d)服务分类目录管理:新增、删除或修改服务分类目录;(e)服务元数据模型管理:对各类服务的元信息模型进行维护,包括元信息项的增加、删除和修改。 3.1其他技术 1)地理信息资源编目技术 在电子政务信息资源目录体系之下进行扩展、延伸,针对空间信息资源建立地理信息资源目录体系,基于元数据库实现地理信息资源编目技术,编目技术满足易移植、易扩展、易交换等特性。 2)分布式多源异构数据集成技术 通过动态空间分布化技术,实现分布式多源异构数据集成,实现各政府部门专题业务数据与基础地理数据的叠加与交换,满足业务系统的地理应用,保证社会各领域、各部门信息的互联互通。 4.总结 地理信息公共服务平台建设是一个技术复杂、涉及面广、周期较长的超大型地理信息系统工程,是数字城市建设的优秀。本文在实际工作和调查研究的基础上,对城市地理信息平台建设的总体架构、关键技术等问题进行了研究,取得了一定的成果。然而,地理信息公共服务平台建设还处于起步阶段,还有许多技术发展得不够成熟,有许多问题有待解决。因此,后续工作应在此基础上作出更深层次的研究。 城市地理论文:初探城市地理信息系统在测绘工程中的应用 摘要:加强对城市地理信息系统在测绘工程中的应用的研究,有利于提高城市测绘工程测绘水平,本文笔者从地理信息系统数据库的建立以及地理信息系统的应用两方面对城市地理信息系统在测绘工程中的应用进行了探讨,希望对相关从业人员具有借鉴意义。 关键词:城市地理信息系统,测绘工程,应用 引 言 近年来,地理信息系统(GIS)在我国许多城市得到应用,它在城市规划、资源管理、交通运输、环境监测、防灾减灾等众多领域都有很好的应用,可以说 GIS 应用领域是非常广泛的。那么什么是 GIS?简言之,GIS 是基于地理空间数据的一种计算机信息系统,这里所说的地理空间数据主要包含空间特征数据和属性数据。地球表面及其外层空间的物体都有地理坐标、形状(长、宽、高及面积、体积等)、空间关系(如距离),所以具备空间特征数据。属性数据是指地物所具有的自然或人文属性的特征数据,例如一个城镇具有的人口、资源、产值和环境等信息数据。GIS 数据从何而来?主要源于地图数据、遥感数据、实测数据、统计资料、文本资料(法律文件、行业规范、技术标准、边界条约等)、多媒体数据、现有系统数据等。可见,GIS 与测绘有着密切的关系,因为地图数据、遥感数据、实测数据都来自测绘成果,而利用 GIS 平台开展测绘活动也将如虎添翼、事半功倍。GIS 用于测绘工程具以下优势:节省时间、效率高、时效性强、减少失误率及测绘成果精确易于使用。鉴此,本文对 GIS 在测绘工程中的应用进行分析和阐述。 一、地理信息系统数据库的建立 1. GIS 工作原理在讨论 GIS 数据库建立之前,先说明一下 GIS 工作原理。GIS 主要由计算机软、硬件系统及地理数据所组成。硬件系统由计算机、输入设备、输出设备和存储设备等组成。其中输入设备包括键盘、扫描仪、数字化仪、媒体设备等,也包括由网络输入。输出设备包括显示器、绘图仪、打印机和媒体设备等,还包括通过网络输出。存储设备包括硬盘、U 盘和光盘等,亦包括网络服务器等。软件系统除了计算机操作系统、办公软件、数据库软件和其他一些通用软件以外,还包括图形软件(如 AutoCAD)、GIS专用软件(如 Arc/Info、MapInfo)等。地理数据前面已介绍过了,需要指出的是除了数据采集,一些数据还必须经过转换才能入库,这往往要耗费大量的人力和财力,一般建库初期的支出占整个系统费用的 70~80%。 2. GIS 数据库的建立 下面以外业采集数据导入 GIS 数据库为例[1]介绍一下建库的方法。首先,将数据汇总,然后导入到 AutoCAD 中,并对图形进行编辑、修改和必要的处理。然后检查拓扑关系是否符合要求,若没有问题则可导入到Arc/Info 中设置数据结构。Arc/Info 软件能够对拓扑关系和图层进行检查,如果发现有问题,就需要返回到 Auto CAD 中重新修改和编辑,没有问题后再导入 Arc/Info。通常需要在 Auto CAD 与 Arc/Info 之间经过多次的修改,最终实现拓扑关系和数据正确。然后对属性进行赋值和配置,导出 SHP 格式文件。再将 SHP 文件导入到 GIS 中,就完成了建库程序。在数据库中,每一个图形要素及点、线、面分属不同的层,每层对应一个地理信息表,另外还包括索引表与元数据表。通过建库,可以完善数据结构,避免许多重复采集工作,实际上也减少了大量的测绘工作量。 二、地理信息系统的应用 1. GIS 的主要功能 一个完备的 GIS 至少提供三方面的功能:①制作各种专题地图,由于 GIS 将空间数据与属性数据结合起来,各行各业都可以提取本行业所需的属性数据和空间数据,生成所需要的地图供打印、浏览;②查询功能,查询与地理位置有关的数据,比如查询某条街道的酒店,利用 GIS 可以轻易找到这条街道上的所有酒店,如想入住 3 星级酒店,也会看到所有3 星级酒店;③空间分析,可以利用数学模型或逻辑模型分析空间数据。 2.应急测绘保障体系 应急测绘保障体系是为应急测绘任务提供保障服务的,包括应急预案、组织机构、管理措施等,当然还需要具备开展应急工作的数据库、应用系统,也就是借助 GIS 信息平台有效开展应急测绘服务。应急测绘保障体系的应用有以下几个方面[2]:①通过 GIS 基本图形的操作,可以清晰地展示灾害发生地点的自然环境、社会属性等特征,从而可更快更有针对性地制定应急预案;②通过 GIS 空间分析,确定灾害位置、影响范围(受灾面积)、预估损失等,从而为应急预案提供更为准确的信息;③利用GIS 专题分析功能,可以提取某项或多项专题性数据,将其与地图组合,形成灾害专题性地图,如密度分析图,从而可更合理地确定应急疏散方案;④为应急测绘工作提供所需的数据资料,利用灾害或事故发生区域实景拍摄形成的三维图像,可以更直接地了解现场实际情况,而测绘工作者通过修测技术保证相关数据的有效性;⑤利用 GIS 网络平台和自动更新机制,确保灾害信息的时效性。 3.资源管理 目前,资源清查、分析和管理是 GIS 应用最为广泛的领域之一,包括土地资源潜力评价、野生动植物资源保护、森林与水资源普查、矿产资源管理等多个领域。GIS 可以将不同来源的数据和信息汇集在一起,利用统计和涵盖分析功能,按照各种组合条件进行资源分析,从而为资源的合理开发和决策利用提供依据。以土地资源管理为例[3]进行说明,我国西南地区国土资源信息系统收集存储了超过 1500 项 300 万个以上的资源数据,通过该系统提供的资源分析评价模型、资源预测预报模型及资源开发利用配置模型,可生成矿产资源分布图、草场资源分布图、农作物产量图、各地产值图、交通规划图等各种专业图。 4. 监测服务利用 GIS 系统与多时相遥感数据的搜集,在洪水灾情监测、洪涝灾害损失评估、森林火灾预测、土地利用动态分析、环境监测管理等方面获得有效利用。例如大兴安岭地区利用 GIS,通过森林普查和火灾实况分析,建立起包含气温、风速、降水、植物覆盖等 14 个因子的数学模型,火灾等级预报准确率达到 70%以上。再如环境监测管理方面,上海市环境管理信息系统建立了环境监测动态数据库,包括污染源、环境质量、环境标准、水文、气象等各种数据,并且实现了资源共享。通过环境质量数据的统计、分析、评价和预测,实现环境质量和污染控制方面的管理。提供数据输出打印、浏览和存储功能,系统友好而便于使用。 5. 其他方面的应用 GIS 应用领域很广,其他方面的应用还有很多,例如城市规划、房地产开发、市政工程服务等;再比如为工商企业的生产经营提供服务,工厂、商店选址等。 三、 结 语 地理信息系统一经诞生,即以其高效、精确和时效性好而广受欢迎,GIS 也成为许多国家、行业和部门必备的工具和技术。目前,GIS 的应用正从以政府部门、大公司为主走向“平民化”,GIS 已渗入到人们的日常工作、生活中,人们购物、出行、休闲娱乐因为有了 GIS 而变得更加便利,可以预计 GIS 的未来将会更加精彩。 城市地理论文:浅析使用EPS2008整理城市地理信息数据的方法 摘要:本文首先介绍了基础地理信息数据库数据标准和数据整理的基本要求,然后分析了地理信息数据整理方法,最后探讨了质量检查方法。 关键词:EPS2008;地理信息数据库;整理方法;质量检查方法 当今,城市地理信息系统以其具有对城市基础地理信息数据进行采集、存储、处理、管理、分析、查询、更新等独特的功能,在城市规划建设、环境资源利用、预测预报、决策支持等方面发挥着巨大的作用。许多单位和部门都正在或打算建设自己的地理信息系统。城市基础地理信息数据是城市地理信息系统定位的基础。城市基础地理信息数据库的建设影响和制约着各种专题城市地理信息系统的建设和发展。该数据库的数据源是城市大比例尺地形图。拥有各种大比例尺城市地形图的城市勘测部门,利用地形图资料建立城市基础地理信息数据库,不仅可满足城市各种专题地理信息系统建设的需要,也将有力地促进地理信息的产业化。 1基础地理信息数据库数据标准 数据整理工作以清华山维公司的EPS2008地理信息工作站为平台,EPS2008 软件已经实现了ArcGIS EPS2008(外业更新修测、内业数据整理、质量控制和地图制图)ArcGIS的数据互转换工作。数据标准以国家标准、行业标准为基础,并参照以往的数据分类及编码规定,将数字线划图中地形要素分为九大类:测量控制点、居民地与垣栅、工矿建筑物及其他设施、交通及附属设施、管线及附属设施、水系及附属设施、境界、地貌、植被。地形要素分类代码由六位数字码组成:第一位为九大类编号,第二位代表中类,即大类下的分类,第三、四位代表小类,第五位为细分码,第六位为辅助码。九大类要素由点、线、面3种几何类型表示,注记要素也被调整到相应的要素类别中。在EPS平台上,各类要素根据符号特征及地理信息系统的特点,图式符号分为了点状符号(G)、简单线型符号(L)、复杂线型符号(LC)、两点比例类符号(P)、四点结构类符号(Y)、面状填充符号(H)、特殊类符号(E)7 个类型。各个地物对象固定基本属性信息以及扩展属性。 2数据整理的基本要求 按照新的数据库数据标准要求,基础地理信息数据整理满足信息化、图属一体化、对象完整性、标准化4个原则,依照原图对地形图上各点、线、面要素进行图形数据处理。 点:点符号要求是一个完整的符号;高程点、控制点的注记与点为一个整体。 线:线状符号应保持连通,如电力线、通信线等应无间断绘制;线状符号在一个图块内应连续完整,不受图廓线分隔;线状要素共线时,应分层分别表示,并在共线处保证严格重合;带有方向的线状符号要求保持方向一致。 面:房屋、绿地、水系、道路原则上绘制成面状符号;面状符号必须封闭,不能出现自交叉;河流、沟渠等水系面状要素遇桥梁时保持连通;面状符号在一个图块内保持完整,若划分为几段也要求保证无缝不重叠表示。 注记:注记字符为一个整体;不同类要素使用相应类别的注记,如公路用相应等级的注记,水系用水系类注记;注记放置时尽量不压盖其他地物。 属性:空间属性从现有的图面注记中提取与整理,房屋面属性要求提取单位名称、道路名称、门牌号码等属性内容,植被面要求区分植被填充类型,道路中心线属性要录入道路名称、道路等级、材质等信息,水系面要录入水系名称等。所有地理要素整理完成后,编码必须确保为正确的六位码。 3数据库建库的技术路线 原先在AutoCAD下,利用1:500、1:1000等大比例尺地形图进行数字化,建成数字地图库,广泛应用于城市规划建设等部门。随着城市地理信息系统建设的逐步开展,为建立满足GIS要求的基础地理信息数据库,须重新采集地形图要素,采集数据有两种方法,一种是在数字化仪上对纸质地形图数字化,一种是在屏幕上利用数字地图提取或重新数字化。我们采用了后一种方法。建库的技术路线是: 1)对AutoCAD进行二次开发,在采集图形数据时也能赋予属性数据。图形数据存为dwg文件,属性数据存为dbf文件,两者通过内部序列号相连接,在转为ArcGIS后便能获得每种实体的属性。这种数据采集方法充分利用了AutoCAD编辑功能强的特点,十分方便快捷。 建库工作流程如下: 1)在AutoCAD2005下打开数字化地形图。对数据进行初级处理,变二维多段线,处理高程点,对多段线进行抽稀处理等。 2)按作业规范要求数字化各要素,因不同的图形要素是分层管理的,数字化时,可先关闭不相关的要素层,既减少了要素间的相互干扰,又加快了显示速度。 3)将经编辑处理后的dwg文件存盘退出。 4)打开EPS2008软件,根据事先编好的对照表,引入dwg文件,并对高程、曲线、围墙、坎等复杂线型做进一步处理。 5)根据对应的各个地物归层,做面,用相应符号将图表示完整。并对成图进行各项检查。 4 质量检查方法 EPS2008软件自身提供了很好的数据检查方案,可以从EPS软件现有检查模型中选取期望执行的检查方法,也可以将自己编制的检查脚本程序导入。检查模型中有数据标准类、空间关系类、拓扑关系类、等高线类、注记类、扩展属性类、自定义脚本类,并有相应的检查问题自动修复类的程序。 在基础地理数据整理中,我们选取整理过程中会出现问题的地方进行检查,主要有重叠地物检查、空间逻辑检查、面不闭合检查、自交叉检查、编码合法性检查、房屋面交叉检查、房屋结构检查、道路中心线属性为空检查、等高线点线矛盾检查等检查。 检查存在的问题会在数据监理窗口中逐行并在数据窗口中闪烁提示,数据监理窗口中详细记录了检查方法,存在问题的图式代码,整理修改的时候,就可以按照监理窗口中提示的问题逐个修改。监理窗口中的检查问题全部修改完后,可以再次执行数据检查,如果检查全部通过,则可以执行数据的初入库。 5 结语 EPS2008软件很好地实现了图属一体化,真正实现了外业采集数据线划连接到GIS数据编辑一步到位,大大提高了工作效率。而且EPS软件完全开放的“信息映射机制”,可以通过规范模板的方式,实现数据输出形式的转换,而不需要增加工作量。通过EPS2008软件整理的基础数据,可以完全满足新的基础地理信息数据库的要求,数据导入到GIS数据库完全可以满足城市地理要素的信息检索、分析及输出要求。 城市地理论文:城市地下综合管网地理信息系统在规划建设中的应用 [摘要]地理信息系统(Geographical Information System,GIS)是一门以应用为目的的一种信息决策支持系统。城市地下综合管网地理信息系统是以计算机图形和数据处理,将空间管网的地理位置及其特征有机地结合在一起,形象的显示出来,并将后台大数据经过专业统计和分析处理后,应用于相关工作的各个方面。本文详细阐述了城市地下综合管网地理信息系统在规划建设中的应用及展望。 [关键词]地理信息;综合管网;规划建设 目前国内外现存的地理信息系统应用开发有很多,大致可以纳概括为两类。一是利用GIS系统来处理用户的数据,二是在GIS的基础上,利用它的开发函数库二次开发出用户的专用的地理信息系统软件。目前成功应用到包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域规划、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等几大类别的一百多个领域,发挥了重要的作用,取得了良好的经济效益和社会效益。 城市地下综合管网地理信息系统就是利用地理信息技术将城市地下综合管网的空间数据和自身特征在计算机系统中有机结合,建立城市地下综合管网的空间信息模型,真实记录着城市管网的过去和现在,并以其专业的分析和表达,积极影响和提升着城市规划建设管理的发展和水平,为政府和企业的管理与决策及市民社会生活提供大量的信息服务。近年随着我国城市化水平不断提高,基础建设发展迅速,在城市区域内已初步形成大规模的错综复杂的地下综合管网,加强综合管网资料的管理对城市的安全和发展具有重大现实意义。下面详细介绍一下城市地下综合管网地理信息系统在城市规划与管理中主要应用的几个方面: 1、城市综合管网规划设计 城市综合管网规划设计是城市地下综合管网地理信息系统的一个重要应用领域,利用GIS技术可以保证基础数据详尽、可靠、准确,利用庞大的数据库资源可以方便快捷地生成各种专业用图、表格和报告,再配以系各种统的专业分析,例如综合管网横断面分析和专业管线纵断面分析、三维模拟分析等功能,可以轻而易举的获得真实的管线综合指标及素材,这将极大地减轻专业管线规划和综合管网规划及竖向设计等工作的强度。同时,城市地下综合管网地理信息系统结合地上地理信息和卫星遥感图片等空间信息,还可以进一步地辅助城市综合规划和决策的科学性。 2、城市综合管网的规划审批和管理 城市地下综合管网地理信息系统作为管线系统的电子化和信息化本身就是规划审批和管理的巨大变革,不仅可以优化建设项目审批流程、加大项目审核的深度、提高规划与管理审查的质量、增加审批的公开透明度,而且把城市地下综合管网地理信息系统与电子政务结合,将建立一种全新的电子规划与管理审批模式,业务部门应用基于GIS的规划与管理系统,在日常工作中就可以实现规划方案与规范条款的智能化对照,规划与设计审批的电子比对,规划与建筑物的电子复核,真正意义上的无纸化办公,甚至是远程办公、智能化办公,大大提高现有的规划审批管理水平和效率,切实提高规划控制和管理。 3、工程建设期的科学管理 地下管线信息系统的应用有助于避免市政建设过程中道路的多次开挖,降低施工中地下设施的矛盾与事故隐患,提高管线工程施工与管理的准确性和科学性,为城市地下空间的利用提供基础信息保障,减少了盲目施工造成的经济损失。 城市地下综合管网地理信息系统的建设必然要求工程建设期的新建管线数据采集并入录系统内,这就将隐蔽工程的数据自然而然的将变成公开透明,将现场的施工监督与管理提高至数据化和实时化,第一时间发现问题,整改问题,便于制定和细化现有的规范和制度,易于执法管理和实际操控,进而实现城市地下综合管网地理信息系统的图形数据采集与更新,并建立管理―建库一体化的成果信息库动态更新机制。 4、基础设施管理与维护 城市基础设施(如道路交通、电力、电信、路灯、热力、燃气、给水、排水等)广泛分布于城市的各个角落,且这些设施具有明显的地理参照特征。它们的工程设计、应急抢修、日常维护都可以借助城市地下综合管网地理信息系统来完成,而且可以通过智能分析和提醒设置等及时对设施管理与维护,延长设施使用寿命。例如:查询使用人员通过系统可单独查看各种专业管线信息中的一种或几种,也可全部叠加在一起看。结合其他综合信息,细到一个路口、一根管线、一幢房子和粗到一个街坊、全区范围的图形信息,可以清楚地、有对比地、有参照地在屏幕上展现,从而对设施情况一目了然。统计相关信息并直接生成各种信息图表。同时便于档案管理人员对借阅申请、借阅审批、查询借阅单进行管理,建立一种完善的审阅制度。 随着人信息化的浪潮正席卷全球,信息资源的建设具有至关重要的意义。面对包罗万向的信息和有限的空间资源,如何产生最大的效益,提高工作的科学化、规范化水平,是城市管理、规划和企业竞争所面临的共同课题。随着多媒体技术、空间技术、数字测绘技术、数据仓库技术、计算机图形技术及网络通讯技术等现代技术的突破性进展,城市地下综合管网地理信息系统的内涵和外延正在不断变革。展望未来的地理信息技术必将面向具体对象深度开发、与互联网结合实现远程覆盖、与日常办公等综合系统集成应用等方面快速多维发展趋势。 城市地理论文:城市地理信息服务平台体系架构研究 摘要:城市地理信息服务平台是服务于城市管理的基础设施,建设运行高效化、功能齐全的地理信息服务平台对于公共职能部门管理效率的提高、社会经济的发展均具有非常重要的作用。因此在实际工作中要注重完善服务平台的体系架构,以相对完善的网络条件、软件运行环境及硬件条件为服务平台功能的改善奠定基础。本文分析了地理信息平台功能设计方案,探讨了城市地理信息服务平台体系架构情况,包括服务平台结构体系设计思路与服务平台的总体架构。 关键词:服务平台;地理信息;城市;体系架构 地理信息服务平台指的是在建立地理信息数据框架的基础上整合地理数据信息,并同时通过网络实现信息开放应用、交换共享、集成管理的一种服务平台[1]。服务平台的架构体系是决定信息系统服务质量的主要因素,本文结合实践经验对城市地理信息服务平台的体系架构问题进行了探讨,旨在有效提高地理信息的服务水平。 1.地理信息平台服务功能设计 为了保证服务平台的体系架构能够满足服务需要,则应明确设计信息平台的服务功能。(1)GIS地图服务。信息平台可为用户提供GIS地图缩放、测距、框选等服务,用户可以在平台中获得GIS地图的后视图、前视图等。(2)公交信息的查询及定位。信息平台可以提供市区内公交站线、站点等的查询及定位服务,在用户登入服务平台后便可以通过输入站点名称获取相应的信息。此外,信息平台还能够为用户分析公交换乘方案,方便用户根据公交线路规划出行方案;用户在输入目的地时,该平台便可以提供公交换乘起点、终点,方便用户进行选择。(3)地名的查询及定位服务。用户可以通过服务平台查询及浏览单位名、地名,在浏览的过程中服务平台还可提供信息定位、信息导航及信息分类识别服务。用户查询地名的方式分为两种,即系统分类查询与关键字查询。(4)道路的查询与定位服务。与地名查询、定位服务功能相似,用户输入道路编码、关键字、名称等,便可以获取相应的信息,在提供道路信息的同时,平台还可以为用户分析驾车出行的便捷路径,包括起点、终点、路况信息等,确保用户可以在最短时间内达到目的地[2]。(5)注册用户的标注服务。成为信息平台的注册用户后可以专享个性化地图制作与标注服务,包括点、线及面的全方位标准服务。平台中的注册用户包括两种,即行业用户与个人用户,个人用户可保存及发送个人地图电子邮件,参与信息平台的数据更新,行业用户在享有上述服务的同时还可以专题信息,实现专题信息与地图标准信息的统一化。 2.城市地理信息服务平台体系架构分析 2.1服务平台结构体系设计思路 基于地理信息平台所应提供的服务,在设计平台结构体系时可以从以下三个方面入手。(1)地理信息的获取及维护体系设计。充分利用现代化测绘技术及其服务体系,并在此基础上设计基础信息、专题信息采集、数据库的建设、数据库的更新及维护体系等,方便于用户及时获取地理信息,并保证地理信息可以得到及时更新。信息获取及维护体系具体包括测绘数据基准体系、标准体系及更新体系等。(2)地理信息的集成化管理及共享体系设计。实现信息的集成化管理及与共享需要以大型数据信息平台作为载体,并保证平台数据的异构性、多源性及海量性。可将最新的地理信息技术及产品作为基础,设计空间功能相对完善的数据仓库,实现数据信息的分布式管理、集中式管理。同时建设以集成管理及数据信息交换共享为基础的数据框架,保证地理信息数据能够在不同部门、不同地域之间实现交换、共享。设计的具体体系应包括信息共享体系、信息管理体系及信息集成体系[3]。(3)地理信息的分发及用户服务网络体系设计。信息分发及信息服务网络体系是保证信息平台能够发挥服务作用的基础层面,设计分发及服务体系时通常需要充分运用ArcGIS Server技术、Net技术及Web2.0技术,并以互联网、政务网、局域网作为支撑,服务平台通常为GIS软件,以保证服务网络体系能够全面覆盖公众生活、企业经营、政府管理及地理勘测生产等领域。信息平台的结构体系如下图。 图1 城市地理信息服务平台结构体系设计 2.2服务平台的总体架构 在建设服务平台的过程中需要做好信息系统建设、数据库管理建设及网络建设工作,为了保证顺利完成以上三项建设工作,在设计服务平台的总体构架时必须设置以下几个层次,即网络基础,包括局域网与广域网层次等;信息数据的基础层与管理层次;信息平台的支撑体系及服务层次。 2.2.1基础设施架构层 信息平台中的基础设施架构层主要为地理信息实现网络化管理提供保证,具体服务对象包括特定局域网、企业专网、政务网及互联网。通过互联网可获取公众级信息资源,企业专网可提供企业级信息资源,政务网可提供政府级信息资源,而局域网则主要负责提供基础性信息资源。局域网中的平台用户可利用服务器,包括数据资源更新及信息访问服务器对地理信息进行及时更新;企业专网及政府专网接入信息平台后,用户可在DMZ区中访问数据服务器组,并获取专网中的信息资源[4]。另一方面,公众用户可利用CDMA、GPRS及ADSL拨号等方式访问信息平台中的服务器组,接入方式包括DMZ区Internet及国际互联网。不同级别的用户在信息平台中所具有的访问权限存在一定的差异,这主要是为了保证信息平台的安全。此外,所有用户在更新信息资源时均不具有直接访问信息平台中央服务器组的权限,仅可以通过访问各类应用性数据服务器组更新或调用地理信息资源。 2.2.2数据基础与管理架构层 信息平台中的数据基础架构层包括版本管理、权限管理、符号体系管理、标准体系管理及测绘基准管理层次。版本管理层次可保证多个用户在逻辑正确的基础上编辑修改信息数据,使数据变更过程可以得到控制;权限管理主要是划分不同级别用户的操作权限与访问权限;符号体系主要包括与专题信息与基础信息符号设计相关的内容;标准体系架构层则包括元数据、比例尺标准等。数据管理架构层包括应用数据及优秀数据信息库,架构层中的社会数据、专题数据、框架数据及基础数据等的及时更新可以保证整个数据库处于良性运行状态,并确保用户可以获得最新的城市地理信息。 2.2.3支撑体系与服务体系架构层 支撑体系架构层是保证信息平台能够维持正常运转的必备条件,支撑信息平台的软件体系包括ArcGIS Engine、ArcGISServer及ArcIMS等,提供数据浏览服务时主要依靠IE浏览器,建设支撑体系架构层时需遵循安全与共享原则,保证地形图等地理信息资源能够实现有效交换。服务体系架构层包括公众层、企业层、政府层与基础层[5]。公众层包括电子地图及其他信息产品网站等,企业层包括数据服务平台与信息推广平台,政府层包括信息资源服务平台、专业GIS系统、地理信息资源蓝皮书等,基础层包括信息资源管理流程、综合管理及集成管理系统、工程项目信息资源管理系统等。 3.结束语 综上所述,建设城市地理信息服务平台对于我国城市化具有非常大的作用。信息平台的体系构架可对信息平台服务功能的实现产生重要影响,为了提高信息平台的建设水平,则应注意保证信息平台体系架构的科学性与合理性。 城市地理论文:城市地理信息系统架构设计与实现研究 摘要:目前在我国,地理信息系统为城市信息管理提供了强大的支持,开拓新的信息系统是城市化发展的必然趋势。本文讨论了地理信息系统的作用和设计,重点分析了地理信息系统的数据库设计和系统开发与实现所需要的环境要求和其功能实现,以供广大地理信息工作者参考。 关键词:地理信息系统;数据库;系统设计;系统开发 前言 地理信息系统因其强大的数据可视化和空间分析功能,为城市信息的管理提供了强有力的支持,构建新的地理信息系统是我国城市化发展的必然趋势。了解城市地理信息系统,首先要了解地理信息系统的要求和总体结构,下文将具体阐述其各个方面的设计要求。 一、地理信息系统作用 城市地理信息系统可以对城市地形、建筑物等数据进行综合管理,记录建筑物的整个工程,同时对于建好的建筑可以提高管理效率,为城市提供数据查询和技术分析等功能。同时为了方便城市治安管理,城市地理信息系统可以提供三 维立体图像,更好的用于保存资料、维护管理[1]。 地理信息系统是一种很好的管理和分析城市空间数据的应该技术,跨学科的特点保证了其应用于城市管理的多个领域。该系统综合使用计算机软件和硬件技术、程序开发技术,是目前比较流行和实用地可以为城市信息管理提供巨大支撑的系统,方便城市管理者解决复杂的城市规划和城市管理问题。 二、地理信息系统设计 1、系统总体结构 地理信息系统采用了客户机和服务器的结构。其中服务器负责存储数据,为客户提供数据查询业务,数据库的维护和日常管理由系统维修人员负责。ArcGIS Engine Runtime是客户端需要安装的程序,保证系统的正常运行。ArcGIS Engine Runtime 是目前在世界上比较流行的软件,它是地理信息系统的基础。为了进一步确保空间和非空间数据的一体化存储,地理信息系统采用关系数据库,实现数据从最基本的存储到管理、查询等功能的正常运行。为前段服务器提高有力地支持[2]。 2、地理信息系统功能 根据笔者多年从事地理信息工作的经验,地理信息系统的功能模板主要包括数据编辑和加载模块、地图打印和浏览模块、三维显示和分析模块、空间量算模 块、系统管理模块和地图打印模块,同时有些地理信息系统还包括影像播放模块、查询检索模块。GIS具有数据采集与输入功能、数据编辑与管理功能、数据存储与更新功能等,GIS 主要会应用到城乡规划、土地调查、城市管网、城市公共服务等领域。 三、地理信息系统数据库设计 1、数据库构成 地理信息系统数据库的建立比较复杂和持久,数据库是地理信息系统的基础性工作。地理信息系统的数据库主要包括工程勘察数据和城市规划数据等,是一种存储丰富、资源较多的数据库。 2、数据库的空间数据组织模式 通常地理信息系统都要对城市多种地理因素进行管理,数据种类很多,数据量很大,但是数据并不是孤立存在的,而是相互之间有着某种联系[3]。因此需要对这些数据进行统一管理,才能更好地发挥地理信息系统的功能,Geodatabase模型就是一种专门用来管理和设计这种数据的系统。相对于其他系统,系统Geodatabase中的矢量数据通常有要素数据集和要素类两种数据结构,后者主要是指那些具有相同参考系统的要素。同时,要素类可以存储属性相同的要素和几何类型相同的要素。要素类是一种几何地理实体,各个要素数据中都包含一定的点、线、面,有时还是它们的集合。栅格数据集可以呈现一副影像图、一个以格网采样的环境属性、一个有关特征的对象图片,是一种表达连续地理对象的数据集。栅格数据集管理也是目前比较流行的数据库管理形式,主要因为它可以提供影像图、环境属性等信息。其中数据库中还包含表文件,主要用来作为记录的集合,项目设计方案信息表是比较流行的一种记录集合。 四、系统开发与实现 1、系统开发条件 地理信息系统开发需要一定的开放条件,通常Visual studio 2005+ArcGIS En-gine 9.2是常用的系统开发平台,它可以提供程序设计,调用ArcGIS Engine组件库的组件,进一步充分利用Visual C#开发语言,发挥系统的函数开发功能。实现上文提到的地理信息系统功能:数据编辑和加载模块、地图打印和浏览模块、三维显示和分析模块、空间量算模块、系统管理模块和地图打印模块等。 2、主要功能实现 地理信息系统的最大优势就在于它的功能展现,比传统的系统更清晰、更全面、更生动,更有利于城市信息管理。本文主要通过地图浏览、三维显示和三维分析三个方面进行讨论说明。 ①地图浏览 地图浏览主要借助于计算机完成,包括地图显示区、图层控制区。作为辅助操作系统,菜单栏和工具栏在地图浏览中也有很大的应用。 地图浏览功能主要通过上文提到的ArcGIS Engine系统,依靠ArcGIS Engine中的工具条控件和目录树控件完成,由视图控制和图层控制操作。工具栏可以对地图进行放大和缩小的设置,还可以为了客户的要求进行移动和定位,方便客户迅速找到目标。图层控制窗口可以直接控制图层的显隐和图层与文字的上下设置,这样可以方便客户选择浏览方式,增加了地图浏览的多元化,提高了查询信息的效率。 ②三维显示 三维显示是城市地理信息系统比较突出的功能,也是我国科技发展的主要标志。通过提供查询结果的三维影像,可以增加客户对目标的把握和分析,也方便了投资者对地形的投资考虑,为我国城市土地开发提供了便利、有效的条件。 进行三维显示,首先要创建不规则三角网,选择一定的比例尺对目标进行从提取出测量点,根据测量点数据创建不规则三角网,即TIN[4]。利用不规则三角网来表示出地形表面,从而呈现出三维的地形表面模型。然后在不规则三角网上叠加建筑物的高度,主要是为了得到不同建筑物的地形表面模型,然后根据不同高度的建筑物表上不同的颜色,这样就会很形象化地展示出城市地理信息。这种三维显示是对计算机技术的又一步发展,将地形表面模型更加形象化地呈现给客户,以供客户查询目标建筑。 ③三维分析 三维显示是三维分析的基础性工作,三维分析是三维显示的延伸。三维分析主要依赖于函数二次开发实现。三维分析在建筑工作中的作用很大,可以为投资方提供土地信息,不仅关于用地选址,还包括土地的剖面分析和视域分析,本文主要通过剖面分析和视域分析来阐述三维分析的优势。 剖面分析主要是指地理信息系统可以依靠相关数据绘制地形剖面图,这种剖面图主要是表示土地表明的高低变化。首先利用不规则三角网在剖面图上选择两点,连接两点创建剖面线,通过计算不规则三角网和剖面线相交后的三维线,得出三维线应该在不规则三角网上绘制的图形要素,最后测量每个点的长度和高度制作地形剖面图。 而视域分析功能主要是通过建立视线瞄准线,来判断这一点是否相对于其他点是可以看见的,实现两点通视分析。如果没有看到这一点,则应该分析遮挡目标点的障碍物。同时在瞄准线上,可以看见的部分和不可以看见的部分要用不同颜色来表示。 地图浏览、三维显示和三维分析三个功能并不是孤立存在的,而是共同构成了城市地理信息系统的功能,三者相互配合,使地理信息系统提供的信息更加形象化、更大清晰化、更有利用价值。 结论:通过以上分析可以看出,地理信息系统为城市信息管理提供了强大支持,地理信息系统的普及是未来城市化发展的必然趋势。地理信息系统的构建主要通过数据库的建立,功能主要依靠地图浏览、三维显示和三维分析三个方面来得以实现。推动城市地理信息系统的构建和普及,将会有利于城市安全,社会和谐稳定。 作者简介:潘传姣(1978.10―),女(汉),安徽安庆市人,硕士,讲师,从事空间定位技术及地理信息系统的教学和科研工作。 城市地理论文: 城市地理学与科技论文写作联合教学模式探讨 摘要:本文基于城市地理学课程特点及大学生科技论文写作现状,论述了两者联合教学的客观性,并对具体的教学内容和教学方法进行了探讨。 关键词:城市地理学;科技论文写作;联合教学 城市地理学是人文地理学、自然地理学和城市规划专业大学本科的优秀课程。随着经济的发展和城市化进程的加速,城市这一人口、资源、信息高度集聚的复杂综合体,越来越深刻地影响和改变着人们的生活水平和生活方式。城市不仅是经济中心,更是文化、教育和科技创新中心,城市与周围广大区域以及城市内部各功能组织之间总是处在不断的变化之中。城市地理学作为揭示和预测城市现象发展变化规律性、解决城市发展和城市化过程中所遇矛盾及问题的科学,受到了越来越广泛的重视。科技论文写作是大学本科的一门基础课程,培养创新性人才是高等教育的重要使命。将城市地理学与大学生科技论文写作有力结合,既拓展了学生学习城市地理学的知识面,强化了对课程的理解,又为学生进行科技论文创作提供了基础载体,可以提升学生的写作能力。 一、城市地理学的内容体系及课程特点 城市地理学是研究在不同地理环境下,城市形成发展、组合分布和空间结构变化规律的科学。其内容体系有以下几个方面:一是城市形成和发展条件研究,包括自然条件、社会经济条件和地理位置条件;二是区域的城市空间组织研究,包括城市化、区域城市体系和城市分类的研究;三是城市内部空间组织研究,包括城市功能分区及功能区演化、城市土地利用、城市社会空间、市场空间及行为空间等研究;四是城市可持续发展研究。该门课程使用的教材为许学强、周一星等编著的《城市地理学》(第二版),属于“面向21世纪课程教材”。这本教材最大的特点在于阐述理论时,引用了大量学术研究成果,涉及到很多公式的推断以及海量数字的整理。不同于其它的教材建构在成熟的概念、原则及知识点上。教材内容对于学生来说有一定深度和难度,如教材226~239页“中国城市空间分布”一节,城镇密度、城市经济区等内容采用了许学强、陈田、顾朝林、周一星等研究成果,每一种研究都涉及到数百个城市的数百种指标,尤其是顾朝林构建的“d系――d系――Rd链――城市经济区”这样一个系统,对于学生来说既陌生又有难度。如何让学生更好地学习这门课程,理解和掌握各个知识点,对教师是一个重大的考验。 二、大学生科技论文写作的现状及问题 高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。为此,各高校做了大量工作,如建立“导师制”,由导师专门指导学生,定期邀请校内外专家进行专题讲座,让学生提前参与教师科研科技活动,成立专项基金用于学生科技立项及科学研究,鼓励学生参与各种各样的科研竞赛,等等。科技论文写作过程是创造性思维深化的继续,是进行思维训练和素质教育的最佳载体。但是,学生在课程论文、毕业论文及参赛论文上所表现的写作能力普遍偏低。“大学生科技论文写作”课程主要讲解科技论文所包含的标题、摘要、关键词、前言、正文、结论及参考文献等组成部分的写作要求及写作内容,在教学过程中,引用一定的范文进行讲解,但学生只能学到科技论文的写作格式,缺乏基础载体,对于给定的研究对象,用什么方法加以研究,学生还是无从知晓。 三、城市地理学与科技论文写作联合教学模式探讨 1.广泛阅读论文,拓展城市地理学知识面,深化对科技论文的理解 大学本科生习惯在图书馆翻阅参考书籍,不习惯查阅期刊论文,而期刊论文代表业内最新的研究动向、研究技术和研究成果。在城市地理学与科技论文写作联合教学中,一是要求学生必须查看一定类型的期刊,如地理学报、地球科学进展、地球信息科学、经济地理,等等,使学生在系统学习城市地理学相关理论的同时,获取前沿信息,开阔眼界,拓展知识面;要求学生了解从事城市地理学研究的著名学者其人其事,了解研究课题、研究方向和研究成果,如周一星,宁越敏、顾朝林、约翰・弗里德曼、彼得・霍尔,等等。二是由教师提供一百篇以上的期刊论文及学术著作供学生参阅。所提供的资料一部分是教材上引用的期刊和著作的原文,如陈田“我国城市经济影响区域系统的初步分析”,[1]顾朝林“中国城市经济区划分的初步研究”,[2]管驰明等“100多年来中国城市空间分布格局的时空演变研究”;[3]另一部分是教材未提及的相关期刊和著作,如宋小冬等“上海市城乡实体地域的划分方法与应用”,[4]杨国安等“中国城镇体系空间分布特征及其变化”,[5]吴兰波等“中国城市建设区面积二十年的时空演变”;[6]还有一部分是课程某一理论知识点的扩展研究及应用,如讲解“城市中心性”理论时,提供了周一星等“城市中心性与我国城市中心性的等级体系”一文,[7]讲解“优秀-边缘”理论时,提供史春云等“四川省旅游区域优秀一边缘空间格局演变”,[8]讲解“中心地理论”时,提供黄涛等“成都市商业区形成与演变的空间句法研究”,供学生参阅。[9]同时,注重与学生熟悉空间环境的联系,引起他们的共鸣,增加学习兴趣。如王青等“成都市城镇体系空间结构研究”提出成都市城镇体系的五边形结构理论,论证了成都向东、南发展的客观性和必然性,[10]张莉等“重庆市中央商务区的职能特征与重新定位”,计算了中心商务高度指数(CBHI)及中心商务强度指数(CBII),论证了重庆CBD处于以低级职能为主的发展阶段。[11]学生通过广泛的阅读,不仅拓展了城市地理学课程的知识体系,加深了对知识点的理解,而且更清楚地懂得论文的结构体系及各组成部分的写作内容和写作要求。 2.研究方法的深入解析,为科技论文创作提供保障 城市地理学教材中所举研究涉及到多种数理统计方法,如教材118~122页“城市化水平的省际差异显著”所提到的主成分分析法、多元回归分析法,教材151~152页“城市职能及其分类”提到的多变量分析法、教材155~156页“中国城市职能分类”提到的多变量聚类分析及数据的标准化无量纲处理等,这些教材内容具有一定的难度,研究方法恰恰是学生的薄弱环节,在教材里也只是一笔带过。但是,这些分析统计方法是科研工作中分析数据必不可少的方法。为了提升学生科研水平及论文写作水平,在教学过程中,不仅比较详细地介绍这些统计分析的原理,同时给学生介绍相关处理软件如通用的Excel、专业的SPSS软件,要求学生在课外学习。还要列举一定的范例,如在讲解“城市的产生与发展”时,引用山东泰安城市发展地理条件综合评价的例子;在讲解“城市化水平预测”内容时,给学生提供多种预测模型,进行比较学习。[12]如联合国使用的公式;周一星先生的城市化指数与经济发展指数对数相关关系:y=40.62lgx-75.6;饶会林先生的工业劳动人口比重预测城市化水平:y=a+bx;时间序列法预测城市化水平:yi=ati+b。通过对多种研究方法的深入解析,开拓学生的思维方式,提供切实可行的研究、分析及解决问题的方法,为学生进行科技论文的创作提供基础和保障。 3.实时作业强化对课程内容的理解,提升学生科技论文写作能力 在教学过程中,依据城市地理学教材内容布置适当的平时作业,要求必须按论文的格式和内容完成。必须进行一定的前期调查,收集相关的数据,运用一定的研究方法,得出相应的研究结论。如以下两个作业,一是“根据教材127~130页周一星先生都市连绵区演化模型,分析成渝经济区的发展阶段。”这个作业要求学生首先要查资料弄清成渝经济区所包含的城市,收集每个县市的人口和经济资料,然后根据教材24页的中国都市区的界定方法,界定哪些县市已经形成都市区,哪些还未形成都市区,再根据教材26页都市连绵区的界定方法看有哪些指标满足,而哪些指标不满足,最后绘制类似教材129页的图形,划定成渝经济区所处的发展阶段。二是“分析家乡所在的省(市、自治区)城镇规模体系分布的特征。”该题目要求学生首先收集家乡所在省(市、自治区)各城镇的城镇人口资料,然后根据资料,选择合适的分析模型,进行数据的分析整理,得出研究结论。期末还要求学生自拟题目,完成一篇论文。课程的成绩考核结合平时和期末论文的书写情况综合考虑。这些作业涉及的数据量较大,学生以前从未有过这样的经历,而且要求严格按照论文的格式书写,对于学生来说是一种锻炼和挑战,更可以得到提高。 大学生素质教育对学校和教师都提出了更高的要求。只有在教学过程中不断推陈出新,探索更好的教学模式,才能激发学生的想象力和创造力,完成大学教育的任务,培养具有创新性和实践能力的新型适用人才。 城市地理论文:浅析数字城市地理空间框架建设 摘要:随着经济建设飞速发展,城市化进程不断加快,信息化建设的需求越来越高,迫切需要加快城市地理空间框架的建设,从而实现各级部门间的地理空间数据共享,彻底消除信息孤岛和信息烟囱,减少基础设施的重复建设和重复投入,向集约化方向发展。文章以“数字秦皇岛”地理空间框架建设为例,对数字城市地理空间框架建设提出了存在的问题及对策。 关键词:数字城市数据共享地理空间框架 1 引言 “数字城市”概念来源于“数字地球”,它是“数字地球”理念在城市的引用、延伸和拓展。所谓“数字城市”,就是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础,以宽带网络为纽带,运用3S技术(遥感RS、全球定位系统GPS、地理信息系统GIS)、遥测、仿真-虚拟技术等对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述,即利用信息技术手段把城市的过去、现状和未来的全部内容,在网络上进行数字化虚拟实现[1]。 随着秦皇岛市经济建设飞速发展,城市化进程不断加快,信息化建设的需求越来越高,迫切需要加快“数字秦皇岛”地理空间框架的建设,实现秦皇岛市各级部门间的地理空间数据的共享,彻底消除信息孤岛和信息烟囱,减少基础设施的重复建设和重复投入,向集约化方向发展。 2 数字秦皇岛地理空间框架建设现状分析 2002年以来,随着测绘行政管理职能的逐步落实到位,秦皇岛市做了大量的基础地理数据成果采集工作。目前,已具备的成果有:三个建成区、沿海地区、县城及重点乡镇2624平方公里的1:2000数字正射影像图和数字高程模型数据;三个建成区290平方公里的1:1000数字真正射影像图和150平方公里的三维立体模型;三个建成区144平方公里1:500比例尺数字地形图和市区周边210平方公里1:2000比例尺数字地形图;覆盖整个秦皇岛市域的平面控制网和3000平方公里的似大地水准面精化;覆盖全市范围的1:5万数字地形图和4000多平方公里的1:1万数字地形图。秦皇岛市基础地理数据建设取得了一定成果,为“数字秦皇岛”奠定了较好的数据基础。 3 数字秦皇岛建设的基本内容 “数字秦皇岛”地理空间基础框架要建成一个“信息内容丰富、更新维护及时、共享交换便捷”的公共信息基础平台,一个以数字化的基础测绘资料为主要内容、以完善的基础地理空间数据管理体系和数据服务体系为主要结构的地理信息数据和管理平台。具体目标可归纳为“一库、一平台、四应用”,即一个基础地理信息数据库、一个地理信息公共平台、一套标准规范与政策机制和四项应用示范系统。 3.1 一个基础地理信息数据库 基础地理信息数据库是基础地理信息数据及实现其输入、编辑、浏览、查询、统计、分析、表达、输出、更新等管理、维护与分发功能的软件和支撑环境的总称[CH/T 9005-2009]。“数字秦皇岛”将在现有DLG、DOM、DEM等数据的基础上,通过数据采集、更新、整理、入库,配置空间数据管理软件,建立现势性强的、多类型、多尺度数据一体化管理的基础地理信息数据库。 3.2 一个地理信息公共平台 地理信息公共平台依托地理信息数据,通过在线方式满足政府部门、企事业单位和社会公众对地理信息和空间定位、分析的基本需求,具备个性化应用的二次开发接口和可扩展空间,是实现地理空间框架应用服务功能的数据、软件及其支撑环境的总称[CH/T 9004-2009]。“数字秦皇岛”将依托完善后的基础地理信息数据库,通过信息提取、实体加工、地理编码、整合重组等处理,研发网络化运行的应用服务与运行维护系统,建立秦皇岛市唯一的、权威的、全覆盖的、多尺度无缝集成的地理信息公共平台。 3.3 四项应用示范系统 “数字秦皇岛”将基于所构建的地理信息公共平台,从规划、国土、公安、房产、城管、发改委等其中选择三个部门和社会公众服务领域进行应用示范,并总结应用模式,在政府及其各部门全面推广。 3.4 一套标准规范与政策机制 制定基础地理数据库等基础地理数据标准;与各有关部门共同商讨制定各部门共建共享专业数据标准、专题地理信息的采集、更新、管理与汇交的长效机制,包括基础地理信息统一采集、更新与管理分发服务机制;公共平台与地理信息公众服务系统等建设成果的运行、管理、更新与维护机制;公共平台推广应用与信息共享措施。政策制度的研究制定,包括秦皇岛市地理信息公共平台权威性、唯一性的认定与确立;公共平台推广应用的服务支持、技术培训与意见反馈制度;信息分建共享制度。 4 存在的问题及对策 4.1 存在的问题 数据问题:由于拥有不同年代、不同方式获取的部分基础数据。这些数据标准不同、格式不同、来源各异,有CAD格式的数据也有GIS格式的数据,有经过编码的也有还没有编码的数据;数据存储的方式也各不相同,有的采用文件方式保持,有的以数据库的方式保存。这些数据不仅占用大量的空间,还需要大量的人力和财力去管理,且管理效率低,容易损坏和丢失。 缺乏数据动态更新的机制:数据的现势性是数据的生命力所在,现实性差的数据严重影响了数据的权威性和可信度,降低了政府管理与决策的合理性和科学性。为了保证数据的现势性必须要有有效的更新机制和相应的财力投入。大比例尺的地形测量投入大,周期长,地方财政较难保证及时的更新,所采用的数据更新方式比较零散,更新速度慢,难以保证数据的现势性。同时,政府GIS工程建设还存在大量的基础地理数据重复建设现象,造成了资金浪费,没有有效的利用。 4.2 应对策略 这些信息难以满足秦皇岛市地理信息平台对地理数据的要求,必须在统一标准、统一坐标系的情况下对现有的数据进行相应的转换、编辑、整理等预处理工作,最终建立一个可公用的基础性的地理空间数据库;采用统一建设、统一更新、分配使用方式,建立数据动态更新的对策和机制,实现各级部门间的地理空间数据共享,彻底消除信息孤岛和信息烟囱。 5 结语 数字秦皇岛地理空间信息公共平台的建成,将为秦皇岛市信息化建设提供权威、统一的定位基准和空间载体,在经济建设和社会发展等方面发挥着十分重要的作用,为政府部门的各项规划、管理、决策经济建设和社会发展以及重大工程项目提供基础地理信息服务。
智能建筑论文:政务中心视域下智能建筑论文 1楼宇IT化规划——立足行业,放眼全局 数字技术的发展使智能建筑应用进入到IP化时代,智能化系统集成将由面向设备的集成转向面向应用的集成。楼宇智能化应用将随着IT技术的发展日渐丰富,系统集成商自身的IT化能力也有待提高。可以预见系统集成商与IT方案商将逐渐互相融合。楼宇IT化规划要立足行业特点,比如政府、商业、金融业、服务业等都有自身的运作模式、运行规律和功能诉求,其智能建筑功能要和行业背景相适应。同时,要放眼区域信息化发展环境,在与外界的协同中完成IT功能规划。以滨城区为例,2011年在工信部指导下,制定了《滨城区电子政务顶层设计方案》,成为全区开展电子政务工作的蓝本和政务中心功能规划的坐标。滨城区政务中心作为政府智能建筑,被定位为全区信息化高地、统一信息基础平台、智能化政务服务场所,既是信息化场所,又是区域信息化的支撑平台。 1.1IT化目标1)智能化系统基础框架要兼顾当前应用和未来发展,充分结合物联网、移动互联网、云计算等新技术。2)构建全区统一的信息化基础设施平台,支持全区社会经济发展。3)充分考虑中心入驻部门的信息化特殊需求,兼顾好智能化基础框架和特殊需求的关系。 1.2IT化元素1)电子政务内网。与市级电子政务专网衔接,与互联网物理隔离,连接区党委、政府、人大、政协、部门,原则上不再向下延伸,主要满足全区各级政务部门内部办公、管理、协调、监督以及决策的需要。2)电子政务外网。满足各级政务部门进行社会管理、公共服务业务系统部署要求,与互联网逻辑隔离。覆盖区级党政单位,通过互联网向下延伸到所辖街道(乡镇)。3)建设数据中心。按照云计算基础设施技术架构,设置中心服务器区、数据存储区、托管服务器区、优秀网络区、线路设备区、安全系统区、设备配线区等7个区域,支持各部门政务业务应用统一部署。统一信息安全基础设施,为全区电子政务业务应用系统提供统一的安全保障。4)建设政务外网门户。面向全体公务员,提供统一认证、统一入口与统一展现服务,提供个性化的资源共享、业务协同、决策支持、学习交流、个人事务等服务。5)建设运维管理平台。部署系统运行监控引擎和资源管理系统,监控网络、主机、操作系统、应用软件等的运行状态,协助人员及时处置运维服务任务等。 1.3IT化进程1)强化基础结构,追求持续扩展智能建筑是一个发展的概念,在基础架构上追求结构性,留有扩展余地,在系统建设上量力而行,逐步完善。对于“基础”,强调以数据中心为优秀的信息系统布局规划、基础网络的健全、基础应用的部署以及管理方式的虚拟化(软件化);对于“扩展”,支持智能化装备和系统的动态平滑扩展,随需扩张。楼宇IT化进程要根据信息技术的发展,以及用户的需求来决定其系统集成技术的应用,而不是为集成而集成。2)注重单体健全,追求区域协同智能政务中心在追求各单体智能化系统健全的同时,要放眼园区建筑群整体功能优化和优秀支撑能力建设,既能实现单体的“分散控制”,又能实现整体的“统一管理”。随着信息社会的发展,楼宇单体智能化与外界的互动增多,因此,需要更加注重外联信息接口预留。区域整体优化追求畅通的外界联络和区域单体之间的协同、联动。智能化是一个过程,可持续发展是楼宇IT化的重要特性。这就要求依据实际需要、财力状况和技术进步不断发展,而不是为集成而集成,为IT化而IT化。 2智能化功能区布局——以功能布局结构化,呼应楼宇IT化 智能建筑结构化功能布局是支持楼宇IT化的结构基础,有助于楼宇信息化系统互联互通互操作以及可持续集成。以滨城区为例,滨城政务中心包括10栋综合办公楼的建筑群,是全区党委政府集中办公的场所,按照智能建筑标准规划建设,对内进行统一管理,对外进行统一服务。根据现代政府社会管理和公共服务需要,中心分为基础支撑区、优秀功能区和基础办公区。其中,基础支撑区包括基础网络和基础设施——以数据中心和各座楼弱电机房为主要载体;优秀功能区包括三大中心,即政务服务中心、政务管理指挥中心、物业管理中心;基础办公区包括各楼座部门办公区。 2.1基础支撑区1)数据中心数据中心是政务中心智能化系统的优秀,能够向全区提供统一的基础设施、信息资源和应用平台以及统一安全保障体系,强调管理方式的虚拟化(软件化)。2)基础网络滨城区政务中心基础网络包括政务外网、政务内网、部门专网、智能专网。其中,政务外网为各部门提供统一的互联网出口和安全管控体系,便于政府业务类应用的统一部署和管理,提升政府服务社会的能力和水平;政务内网支持省、市及政府部门间网络办公,提升政务效率和质量;部门专网可通过分割形成多个部门专网(物理或逻辑),提高专网建设灵活性,避免重复建设;智能化专网实现政务中心建筑设备智能化控制,包括照明、空调、配电、安防等,提升园区品质和现代化水平。另外,在楼宇综合布线方面,遵循合理够用,适当冗余的原则。3)集成通信信息系统将走向高度集成,集成通讯是未来发展的趋势。中心设园区运营商、广电总接入机房,采用数字程控交换机,集成电信网和互联网,为用户提供语音、传真、数据和视频等多种通信方式。同时,为未来“三网融合”和统一通信提供基础支撑。 2.2优秀功能区——三大中心1)政务服务中心。园区设立的政务服务中心,是一座独立的二层楼,建筑面积近7000m2,定位为行政审批和便民服务窗口,体现政府管理和服务水平。2)政务管理中心。政务管理中心临近数据中心,独占一楼层,约1000m2,集中设置、布局政府部门联系集中区、应急指挥控制区、培训基地等应用平台,呼应政府转型形势,提升政务管理和服务应用水平,使之成为创新社会管理和服务的新型政务管理服务平台。3)物业管理中心。该中心在数据中心旁边(便于共享相关数据),约200m2,主要用于集中管控园区安防、楼控、园区管理等。滨城政务中心作为开放式园区,社会车辆、人员大量涌入,无形中增加了秩序维护管理的难度。物业公司可借助高科技智能化手段,采取人防和技防相结合的措施,加强对园区公共道路、区域的动态巡逻、监控。另外,各单体建筑设置各自的管控中心,通过物业管理中心,能够共享个监管中心数据,达到分散控制,集中管理的目标。 2.3基础办公区——各单体建筑办公环境随着信息社会的发展,楼宇单体智能化与外界的互动增多,因此,需要更加注重与外联信息接口预留。1)采用4C技术,对建筑的电力、空调、电梯、给排水、消防、安保、门禁等设备实行全自动综合监控管理,包括楼宇设备控制、安防、消防、一卡通、停车场等各种传统智能化子系统建设。2)提供建筑内外的一切语音和数据通信,包括接入机房、内部局域网等。3)实现楼宇内办公自动化,用于文字处理、办公服务、文档管理、视频会议、数据交换、物业管理等。 3技术路线——走标准化 信息化建设使全球范围的信息交换与共享得以实现,而只有在信息技术标准化前提下,信息系统才能有效地对内形成闭合循环,对外呈现开放式的对接和互联,最终融入整个社会的大网络,可持续发展。 3.1楼宇IT化困局楼宇智能化工程中存在许多异构系统、许多不同厂家的产品所构建的应用系统、许多为适应不同建筑使用功能的专业(私有)化应用系统以及许多协议并存的局面,造成了楼宇IT化的困局。 3.2传统集成技术1)TCP/IP协议,其开放性可以把现行的各种局域网互连,为用户提供灵活、高效、宽松、可靠的网络环境,便于信息交流、信息共享。随着千兆、万兆以太网的成功应用,每座智能建筑都将拥有自己的Intranet主干网——IBMS集成系统的主干网络。2)现场总线技术:开放性、分散性与数字通信是现场总线系统最显著的特征,它突破了采用通信专用网络的局限,采用了基于公开化、标准化的解决方案,把控制功能彻底下放到现场。现代总线技术的应用,用户可以自由选择不同厂商所提供的设备来集成系统,避免了因最初选择某一品牌产品而被“框死”设备的选择范围的现象。3)中间件技术:浏览器/服务器计算模式已成为智能建筑集成系统主要的计算模式,中间件将成为智能建筑系统集成的桥梁。利用中间件能够提高应用软件系统的开发效率,使系统的可伸缩性和可扩展性更为理想。4)OPC枝术:在统一的OPC环境下,各应用程序可以直接读取现场设备的数据,不需要逐地编制专用的接口程序,各现场设备也可直接与不同应用之间互连。OPC技术将成为智能建筑系统集成的主要方式。 4IT技术新发展 传统集成技术主要解决建筑自身智能化问题,要实现楼宇IT化,还需要关注最新IT技术发展,关注未来城市信息化诉求。未来城市将会成为智慧城市,其优秀技术是云计算、物联网、空间信息、移动互联网、网络技术以及大数据等。楼宇IT化就是要以先进的信息化手段,强化楼宇与信息社会的互联互通互操作,最终融入智慧城市。 4.1物联网物联网是在互联网基础上延伸和扩展的网络,能够实现任何物品与物品之间进行信息交换和通信,达到“物物相连”。物联网技术的广泛应用将打破不同行业、不同部门之间的壁垒,实现数据的分享和整合,形成未来智慧城市的“传感中枢”。 4.2云计算云计算是一种基于互联网的计算方式,使IT基础设施和应用平台等资源以按需、易扩展的方式通过网络获取,它颠覆了人们使用计算机资源的传统观念。充分利用云计算的可扩展性和灵活性,为社会提供物美价廉的基础设施和网络服务。 4.3大数据物联网、移动互联网再加上传统互联网,每天都在产生海量数据,由此“大数据”应运而生。今后人们的决策行为将日益基于数据做出分析,而不是像过去更多凭借经验和直觉做出。“大数据”为我们看待世界提供了一种全新的方法。 4.4移动互联网目前,移动互联网技术的发展和运用日益成熟,已经演变为互联网业务的重要入口和主要创新的平台,并且成为各种新型社会化媒体、电子商务、应用程序等信息资源交流的重要信息枢纽。6.5EPON——光纤宽带接入技术EPON采用点到多点结构、无源光纤传输,利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入,综合了PON技术和以太网技术的低成本、高带宽、扩展性强、灵活重组、方便管理等优点。可以预见,EPON将满足未来三网融合和高清电视业务接入需求。总之,智能建筑只有不断地吸纳新的信息技术元素,才能确保楼宇IT化的生命力长盛不衰。 5设备选型 系统集成就是将大量不同性能、不同品牌的设备有效联结在一起,构成一个互动的IT化整体。其中,设备的技术成熟度、兼容性及后期维保服务至关重要,是确定设备选购的重要依据。 5.1设备选型原则1)系统高稳定性。2)主流技术,可以保证用户今后3年网络发展的需要。3)主流设备供应商,所选网络设备应考虑市场占有率大,且发展前景好的厂家。4)主流产品,所选用的产品应该是成熟的产品,已经有广泛的使用范例并得到相关职能部门的检测和认证。5)高性价比。 5.2功能性能定位用户的应用诉求,以及由此制定的楼宇智能化方案是设备选择的依据。以滨城区为例,通过业主、专家、系统集成商等多方讨论,智能建筑智能化系统功能目标要点如下。1)建筑群子系统48芯铠装单模光纤连接数据中心和个单体建筑;24芯铠装单模光纤就近连接相临单体建筑。通过冗余路由确保园区网络畅通,园区实现无线AP全覆盖。2)综合布线楼内楼层间采用6芯多模光纤作为干线,工作点采用双绞线(特殊房间,如会议室、审判庭等采用4芯多模光纤)。每个工作区包括4个专网信息点、2个外网信息点、1个语音点、1个有线电视接口,每层设1个8m2左右的弱电间。3)计算机网络计算机网络要求实现万兆主干,千兆到桌面。优秀交换机,采用先进空分交换技术,提供更可靠的冗余性、安全性、全面业务支持和IPv6技术等;汇聚交换机,采用2个万兆口、24个千兆口三层交换机;接入交换机采用千兆两层交换机(包括4个千兆光电复用口)。对于网络安全,采用防火墙整合流控设备,内外网各1套,并做双工热备。4)程控交换机程控交换机(PBX)采用数字IP式。对外语音通信,租用电信部门PRI数据中继线与公网电话网连接;内部通信通过SIP中继,实现园区通信一点通(手机、固话、PC软终端)、视频会议等功能。另外,通过策略路由、软交换等实现特殊号码(热线电话)指向。5)有线电视星网相结合的结构布线模式,楼间采用单模光纤,楼内采用发泡电缆。6)多媒体会议系统会议室分两个档次:高档会议室采用强光正投影屏幕、LCD桌面液晶;普通会议室采用电动投影屏幕、高清摄像机。小型办公厅设置主席台、电子会标、电动投影屏幕、高清摄像机等。要求支持远程会议,网上直播扩展等。7)LED显示系统在各楼宇大厅相应位置,根据工作需要,装配不同类型、档次的LED大屏,用于形象宣传、通知通告等。要求支持丰富信息源传送与播放,如收听收看实况转播等。8)公共广播系统要求按分区控制。支持背景音乐广播和紧急广播(与消防联动)。9)楼宇自控系统要求分层、分区、分办公室管控。结合物联网技术,借助现代化智能产品和技术,创新物业管理现代化。控制内容包括空调、照明、新风、配电柜、电梯、给排水等。10)数字安防系统涉及数字视频监控、入侵报警(布防、撤防)、门禁、电子巡更等。要求全IP网络摄像机(枪式、快球、半球)。注重系统内及系统间联动。11)机房工程B级机房标准。涉及装修、电气配电、UPS、通风空调、安防、布线、KVM及显示、监控、消防等。依据上述方案要点,可以进行设备功能、性能定位与规划,比如在楼层弱电间,两机柜(放置外网、专网、弱电专用网交换机)内放置6类24口配线架、1U光纤配线架,110配线架及理线架等。而优秀、汇聚、接入交换机的光电口数量及支持带宽等主要参数也可初步确定。目前,IT市场产品型号,种类繁多。以滨城区为例,经过市场调研,结合应用经验和专家评议,将智能化子系统的不同设备进行分类,比如将计算机网络子系统相关设备分为以下7类,即优秀交换机、路由器、防火墙、流量控制、无线AP、视频会议系统、存储系统、服务器系统等,每类产品“圈定”3~4种品牌——具有较大市场占有率和技术成熟度的知名品牌。 5.3设备采购流程根据创业商务中心指挥部设备采购流程:一是甲方“控”,即甲方通过招投标,确定设备品牌和价格;二是乙方“供”,即乙方根据甲方通过招投标确定的价格和品牌,供货并集成。该采购流程能够有效保证设备选型和价格控制,以维护甲方利益。以滨城区为例,区政府领导曾多次强调,在保证项目质量、满足工作要求的前提下,尽量控制弱电智能化整体预算投入,特提出如下建议:一是在招投标过程中,采用多品牌报价,从中选择较低的造价,以压缩投资;二是做好厂商及产品考察工作,以确认厂家信誉和服务支撑能力;三是要求厂家出具现场验货证明,以确保设备产品的真实性。 6逻辑路径 当前,智能建筑在国内的发展状况并不令人满意,楼宇智能化水平参差不齐。首先,业主对建筑智能化认识水平不高,行业咨询机构缺乏,容易造成设计理念的缺失。其次,建筑设计院专业人员主要集中于建筑、结构、水、电、暖五个专业,从事智能化设计的人员很少,仅能提供初步设计。最后,系统集成商多在土建总体工程实施后才参与进来,容易导致与其他专业配合协调不够,造成设计先天不足。因而,明晰其逻辑路径具有现实和长远的意义。 6.1工程准备首先,成立项目建设指挥部,通过招投标方式确定工程总包单位以及系统集成商,由专业的系统集成商负责实施。通过严格招投标程序,基于行业经验、业绩经验、技术实力等因素,选定智能化系统集成商。 6.2扩初设计通常,建筑设计院只提供智能化子系统的简单的初步设计,然后由专业的系统集成商负责深化设计。 6.3需求调研只有充分了解用户需求,才能使设计有的放矢,满足功能要求。以滨城区为例,政务中心建设初期,由信息中心牵头,通过座谈讨论、案例考察等方式,形成了《滨城政务中心智能化需求报告》,成为智能化方案设计的重要依据。 6.4深化设计由系统集成商依据设计图纸和用户需求调研报告,结合信息技术最新发展,经过与入驻单位反复沟通,最终形成深化设计方案。楼宇IT化趋势,要求系统集成商同IT商密切合作来提升自身IT化能力。 6.5方案评审智能化设计方案评审是具有里程碑意义的关键环节,其最终评审结论将成为楼宇IT化工程实施的依据,用以支持后续各项清单、图纸、变更和签证等文件的形成。 6.6工程实施采用目标管理和过程控制相结合的方式,工程目标具体化,注重变更流程和协调机制的建立,落实工程检查制度,在“乱而有序”组织协同中,推进工程实施。 6.7工程验收验收工作包括系统功能、性能指标检测验收和文档验收。通过验收,确保系统满足设计方案的要求,同时有利于今后的操作、运行、管理、服务、使用和维护保养。 6.8跟进扩展智能建筑是一个发展的概念,其结构化的基础架构应为未来留有扩展余地。对于基础框架,强调以数据中心为优秀的信息系统布局、基础网络的完善以及管理方式的虚拟化(软件化);对于未来扩展,强调支持智能化设备和系统的动态平滑扩展,能够跟进信息技术最新发展,做到与时俱进、随需扩展。 7结束语 楼宇IT化,传统智能建筑以楼控为优秀逐渐转向以信息系统为优秀,这就要求遵循科学的设计理念和逻辑路径,确定合理的技术路线和设备选型以及运维阶段扩展策略,以楼宇IT化呼应信息社会时代诉求的变化,在区域信息化大棋局上定位和规划楼宇IT化,依据实际需要、财力状况和技术发展等情况变化,循序渐进的推进楼宇IT化。 作者:张海滨单位:滨城区信息中心 智能建筑论文:楼宇自动控制系统的智能建筑论文 1工程概况 苏州吴中区南溪江路商务中心位于南溪江路和明溪路交叉口,总建筑面积120585.21m2,其中地上建筑面积82871.71m2,地下建筑面积37713.5m2,建筑高度85.3m。主要功能为商业、办公、酒店,地下室为汽车库和设备用房。酒店为五星级酒店(金陵饭店)。南溪江路商务中心采用了楼宇自动控制系统实现了对建筑的智能管理。本文仅介绍BAS系统中空调能耗管理系统的应用。 2设计依据 1)《20kV及以下变电所设计规范》(GB50053-2013)。2)《低压配电设计规范》(GB50054-2011)。3)《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-1995(2005版))。4)《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)。5)《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-2013)。6)《智能建筑设计标准》(GB/T50314-2006)。7)《综合布线系统工程设计规范》(GB50311-2007)。 3系统原理 本设计采用新型集散控制系统——现场总线系统(FCS系统),能把控制功能分配至现场每个控制回路,并完全分散在现场仪表中,从而提高了系统的可靠性,实现真正的分布式控制。本系统可分为:设备层、控制层和管理层,主要监控对象为AHU、PAU等空调系统及水泵、电梯等设备的运行及故障信号。建筑设备监控主机控制室设在监控中心内,通过光HUB及BNA把TCP/IP协议转换成C-BUS,从而连接多台DDC直接数字控制器(可带远程输入输出模块),把各楼宇设备连通起来;还可通过ODBC、API等接口方式完成与其他系统的通信,实现建筑内的资源共享和综合管理。本建筑BA系统的监控及自诊断功能设于一层监控中心内。建筑物共设33台空调机组,其中5台采用空气净化变频机组。8台排风机组由专用PLC可编程控制器控制。一般变风量空调及一般组合式空调控制原理:由送(回)风传感器控制调节冷、热水电动二通调节阀,同时根据需要对风管电加热器进行分级调节,在电加热器后设置高温保护开关,当保护开关动作时,关闭电加热器;当风机停止时,连锁关闭电动二通阀。对组装式空调器风机进行变频控制,由室内温度控制调节冷、热水电动二通调节阀,同时根据需要对风管电加热器进行分级调节。在电热器后设置高温保护开关,当保护开关动作时,关闭电加热器的电源;当风机停止时,连锁关闭电动二通阀和电加热器。要注意风机开,电加热器才能开。随着高、中、低过滤器阻力的改变,通过控制变频器改变风机转速以维持风量,保证换气次数不变,延长过滤器的使用寿命。在送风总管上设风管压差传感器,同时在夜间值班模式下改变风机运行转速以降低能源消耗。 4供电电源 本系统设备电源由控制室配电箱引来,容量为三相5kW(配UPS不间断电源)。DDC直接数字控制器就近安装于各个空调设备机房内,电源由就近配电箱引出,容量为单相0.5kW。 5电气接地 在建筑工程设计中,供配电设计非常重要,而接地系统是其中的重要组成部分,占据重要地位,因为它能直接影响供电系统的安全与稳定。特别是近年来,社会科技越来越发达,智能化楼宇的出现在给我们带来方便的同时也产生了新的问题。本工程采用TN-S系统。在设置该系统过程中,根据其工作零线与专用保护线以及它们连接的位置,设置智能化楼宇系统的安全保护、交流工作、电子设备直流接地系统、防雷保护系统,以保障智能化楼宇的安全。 6结束语 楼宇自控系统是建筑智能化系统的重要组成部分,它是为实现建筑的使用功能服务。一幢智能化建筑需要自控设计系统承包商、建筑施工单位、业主等各方人员共同协调、密切配合、精心设计和组织施工。楼宇自控技术在智能建筑中的应用节能效果显著。有理由相信,我国智能楼宇自控系统应用将更加合理,技术发展也将更加成熟。 作者:张哲张晓萍单位:苏州设计研究院股份有限公司 苏州工业园区设计研究院股份有限公司 智能建筑论文:基于防火系统的智能建筑论文 1研究智能建筑防火系统背景 1.1智能建筑的特点智能建筑相对于其他建筑系统的集成度高,在为使用者创造出一个安全舒适方便的生存使用环境的同时达到环保节能的效果,且整个系统的运行维护费用也相对更加节省。 1.2智能建筑的火灾特点智能建筑一般来说,其结构跨度相对更大,且建筑内部外部的特性都更加复杂;一旦发生火灾,火灾所引起的建筑物温度变化导致的建筑内气压变化比普通建筑大得多,且智能建筑中的孔洞和上下穿通的井道无疑给烟气和火提供了绝佳的路径,这就直接导致智能建筑内部的火势和烟气的迅速蔓延,快速发展的火势在极短时间内就能将整个巨大的建筑单体所吞没,如同2001年911事件中的世贸大厦和2009年的央视大楼北配楼一样,顷刻间就全部付之一炬。智能建筑的内部材料多用有机高分子材料,燃烧时会产生大量对人体有害的CO、CO2气体,所以其的环境要求和建筑材料要求就会比一般建筑更高。智能建筑中有更多电器设备和监控设备,设备使用的引起的电火花和设备的短路都可能成为引起建筑火灾的因素。且建筑中人员密集,上下交通又多用电梯,一旦发生事故,人员慌乱,逃生难度大,容易酿成重大事故,造成严重损失。总结起来智能建筑的火灾特点为:火势蔓延快、烟气扩散快;疏散困难;火灾扑救困难;火险隐患多、损失严重。 2智能防火系统 智能防火系统是建筑设备管理自动化系统BAS中的一个重要子系统,包括火灾自动报警系统和消防联动控制系统两大部分。此系统根据防火要求和火灾的特点设计,将火灾作为其监控对象,当火灾发生时,该系统能够及时发现和通报火情,并在短时间内做出反应,采取有效措施控制住火灾局势或是扑灭火灾。 2.1火灾自动报警1852年,世界上第一部火灾报警系统在美国波士顿诞生,至此开启了建筑防火的新纪元;英国于1874年安装了世界上第一部水喷淋装置;又研制出感温式火灾探测器;而瑞士人则发明了感烟火灾探测器一直沿用至今。火灾自动报警系统用于探测火灾隐患,对将火灾控制在发生初期,减小火灾带来的危害有重要作用,是建筑智能防火系统中非常重要的一环,肩负着保护建筑物中居民和财产的重要任务。整个火灾自动报警系统主要由火灾探测器和火灾报警控制装置两部分组成,其设计配合所在建筑的智能化系统且要遵守国家标准和规范。①火灾探测器:火灾探测器按结构形式分为两类:点形火灾探测器和线型火灾探测器;按探测方式分为五类:感烟火灾探测器,感温火灾探测器,感光火灾探测器,气体火灾探测器和复合式探测器。火灾探测器监视着整个建筑物的实时情况,判断有无火灾隐患的产生。②火灾报警控制装置:火灾报警器同样有多种分类方式,常按其用途和设计方式分类为:区域控制式、集中控制式和通用控制式。火灾报警控制装置可谓是整个火灾自动报警系统的优秀部分,肩负了监视收集各种实时信号,同时将信号向更高一级的管理中心传递,是连接从感应火灾发生到对火灾进行处理的整个过程的重要桥梁。 2.2消防联动控制系统消防联动控制系统主要由七个部分组成:消火栓系统、自动喷水灭火系统、气体灭火系统、防排烟系统、防火卷帘门系统、消防通讯系统、指挥疏散系统。当接收到火灾警报的时候,消防联动控制系统能在自动或者手动的方式下启动相关灭火设备和各类应急设备,同时监控整个设备系统的运行情况。消防联动系统的布置方式可归纳为三种基本形式:总线———多线联动方式、全总线联动方式和混合总线方式。 2.3消防系统运作方式智能防火系统在智能建筑中既能配合整个智能综合网络系统使用也能独立出来单独运作。当火灾发生时,首先火灾探测器被自动或者手动触发;火灾信号经由火灾报警器接收并判断和处理,或者是通过火灾报警器传递到上一级的管理系统主机中集中进行处理分析,前者称为分布式智能系统,后者称为主机智能系统,是智能火灾监控系统的两种类别;随后,信息由消防控制中心主机接收,继续处理分析、记录,随后再由火灾报警装置将指令向消防联动控制系统传递,快速采取,例如:打开火灾事故照明装置,播放火灾事故广播,打开固定灭火系统控制装置,开启有关出入通道等一系列火灾处理措施。同时通过主机屏幕显示整个控制区域内各处的实时状态,例如:火灾发生的区域,消防设备工作情况,防火门开启状况,消防水箱水位,各通道的风向风速,消防电梯位置和情况等等。并记录下各消防联动控制设施的动态,并进行特别控制;最终达到在短时间内对火情进行判断和处理,力图在最快时间将火灾扑灭,给人员创造逃生机会,增加逃生时间,最大限度保证人员、财产的安全。另,由于分布式智能火灾监控系统是由火灾探测器接收到火灾信号后直接进行处理,这样就为防控主机分担了大量第一级现场信号,使得主机能够运行更通畅,更快对其他运作设备进行管理和控制;效率更高,系统更稳定,所以更为常用。 3结语 智能防火系统必定是如今高层建筑消防的发展方向和重点所在,其把现代建筑对火灾的防控提升到了一种前所未有的高度,运作效果极佳;且整个系统既能配合建筑单体或者群体的智能系统综合网络使用,同时又可以独立于建筑运作良好。效果极佳,特性优良,运作方便必定受到多方面高度重视。在发展智能防火系统的过程中,各种相关法律法规也逐渐完善,但仍有不足,例如对控制整个防火系统的计算机电子技术的统一控制等,只有将这个系统各个方面都由法规严格规定和控制了之后,才能完全保证系统的安全运行,最大限度保证居民和财物的安全。展望未来,计算机和电子信息技术的高速发展和进步必定会刺激智能建筑的BAS系统和其智能防火系统的发展,其在整个建筑中的地位必定会越来越高,规模也会越来越大;建筑的智能化将越来越高,建筑将更加实用,适宜于人类居住生活。建筑智能化,智能防火系统必将是未来建筑发展的大趋势,值得重视。 作者:陈雨童单位:西南交通大学 智能建筑论文:楼宇自动化控制的智能建筑论文 1变配电系统 变配电系统,顾名思义,就是保证建筑物供电与用电安全的系统,实现建筑物正常用电运行是变配电系统的主要监控目标。首先,变配电系统通过对建筑物各类型的电力开关设备进行监测,对配电柜高压与低压的运行状态进行控制来实现对建筑物内部电力供应与使用的监督与管理。其次,变配电系统还会对建筑物电路回路的电流与电压、功率因数这些电力关键参考值进行监测。变压器与电缆的温度、发电机的运行状态的好坏都是变配电系统的重要监督。电力系统本身具有一定的特殊性,其可以在瞬间发生很多的变化,所以在利用计算机系统对电力系统进行控制之时,其监测的频率是很高的,在监测的同时,要对这些监测中设备开关的状态与参数的变化进行准确且连续的记录,只有这样,变配电系统才能够准确地预测事故发生的机率,在自动状态下对变电系统事故地点进行分析。楼宇自动化系统中的变配电系统可以利用计算机对供电设备的开关进行远程控制,在停电发生后,可以对开关进行自动的顺序控制。另外,变配电系统还可以对应急的发电设备进行运行状态的监测,使其在有应急需要之时可以正常运行,自动切断不主要的电路回路,保证应急发电机的负荷在合理的范围之内。变配电系统除了对建筑物进行供电之外,还会对用电量进行计算,对每家每户的电费进行分析与计算,还可以对我国的供电政策进行有效的落实与执行,在供电高峰期超负荷的情况下对不主要的回路进行切断。 2给排水系统 使建筑物内部的中水系统得到正常的运行是智能建筑中给排水系统的运行目标与任务,给排水系统的主要功能是将建筑物内水泵与排水泵、污水泵等运行状态进行监测与管理,使建筑内各水箱的水位保持在安全可靠的限制值当中。另外,给排水系统还会对给水系统的压力进行测量,使水位与压力保持在安全范围内,根据水位与压力的变化及时进行水泵的关闭与开启。 3照明系统 智能建筑中的照明系统是建筑物内主要的节能系统,节能减排主要体现在照明系统的运行之中。照明系统的协调程度与运行力度是建筑物自动化与智能化的重要体现。在智能建筑中,电能是不可缺少的,照明系统是除了空调系统之外最大的电能消耗系统。与传统的建筑管理方法相比,智能建筑中的自动化系统可以实现40%左右电能的节省。照明系统的节能,主要利用于自动化系统对于停车场、走廊与对门厅等照明进行开启与关闭控制,对建筑物内的照明回路进行分组控制,使用电量过大、电路负荷过多时进行自动切断,对办公室与厅堂这些地方的照明系统进行无人熄灯的自动控制。这些控制的实现可以利用计算机中设定的开关开启与关闭时间进行远程控制,门锁与红外线也是比较好的照明系统控制手段。 4电梯系统 电梯系统属于智能建筑中的交通系统,对电梯系统的自动化管理也是楼宇交通管理的重要内容。对于电梯而言,其本身具有全套的自动控制装置,但是,要使其成为智能建筑中楼宇自动化系统的一部分,要将电梯本身的控制装置与楼宇的自动化系统相联系,使其实现数据的共享,使建筑物的管理者可以对电梯的运行状况进行及时的掌握与分析,在有意外事故发生的时候,可以利用自动化系统对电梯进行有效的控制。 5保安监控系统 保安监控系统主要由三部分组成。第一,闭路电视监视系统。闭路电视监视系统主要是利用摄像机完成的,管理人员将摄像机安放在需要进行监控的各个区域之间,利用电缆这一中介将图像传达到建筑控制中心,使建筑物的管理人员可以对大楼内部的实时情况进行观察与管理。还可以利用现代化的计算机技术对这些上传的图像进行分析,使影视中的物体与烟雾等不安全因素得到确认,为事故的处理提供证据。第二,出入口控制系统。对建筑物的出入口进行控制,就是利用电子锁或者是门磁开关这些设备对建筑物的人群进行控制。将读卡机等设备安装在建筑物当中,使建筑物的进入具有一定的权限性,对进入到建筑物的对象与建筑物的开放时间进行控制,随时掌握人员的出入情况。第三,防盗报警系统。防盗功能的实现,是利用各种敏感软件的安装实现对建筑物内部空间的控制,比如说红外线与震动传感器等等,将其安装在重要的防盗部位,如果监测区域内出现异常,报警系统可以做出相应的反应,通过建筑物管理人员对异常情况进行及时的处理。 6结束语 随着科学技术的进步,计算机网络技术的飞速发展,宽带网络融入人们的生活早已实现,它的优越性是任何体系都无可比拟的,对于楼宇自动化系统,正是由于网络的延伸而实现了操作的可能,而且一旦运用得当,将在生活上造福于人民。智能建筑在我国的发展仍不突出,但未来它一定会成为主流建筑,市场潜力巨大。作为其中最基础的重要组成部分,楼宇自动化技术也将会广泛的被应用到各个建筑中去,为广大居民带来安全经济便利的生活。 作者:曾益保单位:兰州石化职业技术学院 智能建筑论文:入侵探测技术的智能建筑论文 1不直接修订标准的具体指标解决相关问题 因为标准是某一类型产品技术指标的浓缩。制修订标准,一方面能改善某一类型的产品的相关指标;另一方面,如果受到产品本身技术原理的制约,无法提升相关技术指标,就无法修订标准,即不能满足行业应用的需求(比如:传统型主动红外入侵探测器的技术就无法将触发响应时间提升至符合应用需求的20ms);最重要的是,随着应用需求的发展与变化,新产品、新技术的引进将成为随机性、常态化的过程,如果缺乏更高、更广层面框架的指引,行业应用将会成为方向无法预见的、被动的、持续的具体标准修订过程。如果能够“搭建一个开放式的、严谨的、完备的描述行业应用需求的框架式平台”——应用规范,则一方面行业用户要求入侵探测工程或其产品的使用效果满足应用规范中的约束条件,而不必拘泥于选择某种原理的产品;另一方面厂家也可以根据行业应用规范描述的内容,从多角度考虑研发方向,并依据哪些约束条件选择新产品应依托的技术,确保产品的主要功能和关键性技术指标可以满足应用需求,确保研发投入的有效性;而在应用规范约束条件下产生的标准,本身也符合应用需求。 2顶层设计的作用 应用规范可以为用户提炼一个系统的、完整的、关于应用效果的准确表达,成为工程设计方全面而严谨的设计和验收的依据,并对施工工艺提供相应的指导。由于应用规范的定义,所有的描述内容仅涉及应用效果,而不规定具体技术和产品,其开放式的结构不仅为更多新技术的进入提供了广阔空间,同时对新技术予以严谨的约束和指导,避免应用中采用“似是而非”的技术;避免生产厂商以“先进技术”误导用户和工程设计及施工方。 3以“顶层设计”的方法规划智能建筑的入侵探测技术配置的一般性过程 3.1全方位准确描述智能建筑的应用环境 3.1.1智能建筑内部空间的基本功能在智能建筑的内部空间中,符合准入权限的人员及其喂养的各类宠物,均可以在其中无拘束地自由活动。 3.1.2智能建筑(以住宅类为例)由各种不同的功能区域构成智能建筑可以由屏障式建筑体(院墙/大门)、过渡空间(院落)、主体建筑、附属建筑等多种建筑形态构成,也可以是单独的多/高层楼宇式建筑物。1)室外建筑构成体在外形特征的相关变化院落形态变化对比如表1所示。2)室内空间功能多样化及其内部环境条件多元化为了满足多个不同个体的人员、多层面应用需求,智能建筑内部可能设置有厅/餐/厨/卫/主/客/佣/影视/文娱/体/阅读等不同功能空间。这些空间在不同时段会满足于个体应用需求的温湿度差异;且在不同时段分布不同色温、不同照度、不同波长的光照明、不同频谱、不同规律、不同响度的声音等。3)智能建筑中配置满足不同层面需要的各类设施为了满足住户多层面的应用需求,智能建筑中分布有大量的水/电/气管路;配置了空气温湿度、理化洁净度探测控制装置,各类照明、感应、影音播放及相关控制装置,各类实现建筑物内部及内/外联系的通信装置;不同功能空间中还配置有特定的电器装置,甚至某些空间中还配置了可以自动“行走”的从事清洁等服务的机器(人)。上述各种设施是建筑物内各种频率/振幅的机械振动或波振动源;在不同时段也可能在较宽频谱范围内形成不同调制方式、不同能量的空间电磁波辐射(包括光波)和/或线路上的电磁扰动。综合以上分析得出结论:合法入住的人员及宠物的正常活动,智能建筑内部配置的各类电气装置的正常工作状况,均会成为传统型入侵探测技术的干扰源。 3.2以另一种角度解析入侵探测技术 入侵探测的本质:采用物理测量技术,识别出“不允许进入特定区域的人”。探测技术发展经历了以下几个阶段,并各具相应特性。 3.2.1入侵探测技术的智能化进程初级型阶段的入侵探测技术是针对参照物“有没有”实施最简单判断,使用的典型技术是铁磁性“接近开关”对门、窗的“开/闭”状态判断,以门/窗有没有开启作为触发报警条件。传统型阶段的入侵探测技术达到了“什么样”的判断水平——针对移动特性与体积、重量、温度、外形等参量之一的探测,以上述物理参量是否存在或以某个特定值作为预设的触发报警条件。智能型入侵探测的智能水平达到了判别“是谁”的能力——采用各类生物识别技术,实现对特定人员身份的探测(识别)。本文针对智能建筑的入侵探测应用讨论,所以探讨内容涵盖传统型入侵探测技术和生物识别技术(智能型入侵探测技术)。 3.2.2传统型入侵探测技术——对人的外部物理特征(共性)参量实施探测传统型入侵探测技术针对入侵行为的主要特性——移动,同时为了提升探测的准确性,再针对人员常见的几种外部物理参量之一进行探测,如表3所示。各类传统型入侵探测技术仅针对人员单一的外部物理参量实施探测,探测效果相当于“盲人摸象”,可能得出不准确的结论;更重要的是,传统型入侵探测装置不可能区分出触发者是用户还是非法入侵者,所以不适于在智能建筑的室内安装应用。 3.2.3智能型入侵探测技术——对人的外部社会特性(个性)实施探测用户与入侵者区分依据是人的外部社会特性,是每个人与其他人之间不同的、可测或可度量的、外在的(生物或者人为附加)特征。表4列出了目前不同的生物特征测量技术,对人实现区分所需要的时间和空间条件,而根据这些条件,可以针对智能建筑中不同区域的应用需求,选择合适的探测技术,如表4所示。5.3智能建筑不同功能区域对入侵探测应用需求及配置智能建筑内部区域对入侵探测的应用需求及配置建议如表5所示。 4应用规范的通用性规定 4.1入侵探测装置合法性必须获得强制性认证证书的有效覆盖;没有现行强制性认证标准的产品,需要获得自愿认证证书的有效覆盖。产品参照标准中的具体相关技术指标,均应满足应用规范规定。 4.2配置合理性针对智能建筑的不同部位或区域,配置与应用需求对应类别的入侵探测装置,比如:建筑物内部属于人员及宠物活动区域,入侵探测的应用需求是“确定进入该空间的人员是否具有相应的权限”,依据此需求,建筑物内部原则上不应配置传统型入侵探测装置(当然,针对厨房等某些具有危险物品的空间,为防止婴幼儿或宠物爬入,可能采用传统型入侵探测装置。当然在具体的配置过程中,还需要满足应用需求的其他方面);而传统型入侵探测装置应配置在智能建筑外部,特别是周界,当然还应该满足构成“封闭式防范”和对外观适应性等其他要求。根据表2所列的内容,可以得出明确结论——传统型入侵探测由于不具备识别人员身份的能力,通常只能设置于智能建筑的外部,担任判断是否有“人员入侵”的工作。若安装于围墙/围栏/窗/阳台等不允许人员“合法”出入的周界区域,只要发现有“目标”越过这些区域(无论是“出”或者是“入”),都必须输出报警信号。而具体应该采用何种入侵探测技术,应根据每种入侵探测技术的特点及具体应用需求来确定。 4.3风险等级适配性1)应用规范应规定智能建筑的风险等级,以及入侵探测装置的防范严密性等级。2)配置与风险等级对应的入侵探测装置类别,除了与空间条件相适应外,其探测的严密程度也应该与建筑的风险等级相对应。比如:对于低风险等级建筑的门禁可以采用IC卡、密码等探测技术;高风险等级建筑的门禁应用可以采用其他相应的生物识别技术。3)配置与风险等级对应的入侵探测装置。低风险等级的周界配置的入侵探测装置的触发响应时间或探测灵敏度指标可以较低,而高风险等级的周界配置入侵探测装置的相应技术指标要求较高。 4.4探测介质安全性建筑的入侵探测装置在长期使用的条件下,对人员物不产生任何伤害;建筑物外使用的入侵探测装置,在短时间内不应对人员(包含入侵者)产生伤害。 4.5环境适应性1)入侵探测装置的外观造型应与整体建筑造型风格和景观观感相适应。2)入侵探测装置的探测介质、通讯介质电磁参量等应该与智能建筑整体(局部)电磁环境相适应,不会产生相互干扰。 4.6探测技术的互补与协调性1)在同一空间或区域内,可采用两种或以上探测介质不同但探测区域重合的入侵探测(身份识别)技术,减少漏报警的机会。2)对不同空间或区域配置的相同或不同探测装置之间的异常信号实现统一管理与分析,提高报警准确率。 4.7资源配置的节约性1)由于智能建筑内分布大量的环境类探测器、传感器,形成广泛分布的传输通道,在保障“报警优先”并确保可有效避免“通道阻塞”条件下,入侵探测装置的输出/远端控制宜尽可能利用智能建筑内部配置的其他探测装置的信号通道。2)门禁确认进入人员身份的识别信号,可以提供给后续智能控制系统,实现“具体房间室内温湿度、灯光色调/照度、音响内容与响度、沐浴水温”多参量的个性化调节等应用环节。3)配置于室内的摄像机,可以同时用于入侵探测与火警探测两种报警复核。可考虑具有“模糊的行为识别”与“高清的取证识别”两种工作模式,以应对不同风险等级或应对不同级别隐私保护需求。4)环境类痕量化学传感器与入侵探测功能交互。住户个人生活习惯,如从吸烟或使用化妆品品牌的痕量分析作为身份识别,既可以根据习惯性化学痕量判断对于住户个人的个性化实施调节;也可以将与习惯性品牌痕量分析不符合的分析结果,作为入侵(内部人员非法进入)报警参考条件。 4.8使用便利性入侵探测装置的安装、调试、维护、保养应方便。家居型智能建筑应用的入侵探测装置最大程度提升DIY水平;在不能或不宜采用DIY方式安装的场所,或入侵探测装置本身的DIY程度要求不高的条件下,入侵探测装置应分别配置针对现场用户和安全控制中心的故障提示方式。 4.9与风险等级对应价格体系的合理性与可承受性1)性能/价格比是相应用户可以接受的(首先是性能,然后才是价格)。2)价格与产品风险等级对应,“优质优价”。3)价格体系应该给生产、销售、安装、调试、维保等环节留有相应生存空间,最好还留有发展空间,杜绝恶性价格竞争。 4.10入侵探测装置使用年限的规定入侵探测装置应规定使用年限,以室内不超过5年、室外不超过3年为宜。 4.11入侵探测装置不适用条件的规定1)系统集成商在构成系统过程中,在入侵探测装置无法承受气候时,系统对入侵探测装置予以“屏蔽”。2)用户对于不同空间隐私性、不同时间准入条件等具体应用需求,明确规定不适用的入侵探测装置或入侵探测系统相应功能不适用的时间段。 5结束语 入侵探测装置相当于人的“眼、耳、鼻、舌、手”等感觉器官,是智能建筑最基础也是最重要的构成部分。智能建筑中入侵探测应用需求所涵盖的内容,无论在广度和深度上,都比传统型入侵探测技术有更巨大的发展空间。完成智能建筑“入侵探测技术应用规范”的构建,应该成为智能建筑行业的一个亟需开展的重要课题。制定规范、约束标准以指导产品。是从方法论角度分析和认识行业应用内在规律的一种尝试,此方法在监狱周界预警防范系统应用中,已初见成效。借助本文提供“针对智能建筑行业应用规范简要思考”给各位专家和同仁参考,希望得到大家关注和指正。 作者:邱亮南单位:广州天网安防科技有限公司 智能建筑论文:医院建筑中的智能建筑设计论文 1医院智能化建设目标 阳泉市第一人民医院医技病房楼的设计根据病房楼的使用功能特点与工艺流程,特点为“一个中心,三个密集”,以医患病人为中心,物流,人流,信息流集聚,与以前的传统建筑相比,智能建筑可节能15%~30%,智能化医院更多的强调为患者服务的思想,在医院设计的要求中,要实现智能化建筑、医疗先进化、设计人性化、病房公寓化、环境园林化其重心是建筑集约智能化,没有智能化的设计,就难以实现医疗先进化和病房公寓化。 2医技病房大楼智能化建设内容 阳泉市第一人民医院病房大楼具有建筑设备自动化系统,即“楼宇自控系统、综合布线系统、电视系统及安保自动化系统”等四个系统。病房大楼设有信息化控制机房,消防控制室等,智能化医院采用了空调系统、集中采暖系统和病房以及家庭化设计,病房内具有带洗涤设备的独立卫生间和电话、广播、电视设备,医院大楼内部可实现自动控制的温度、湿度及新风量,可为医护人员提供安全舒适、通信现代化的办公环境,提高办公效率;还能为患者提供一个有序、优良的就医环境,也可体现现代化医院要求的“以人为本”的理念。病房大楼含HIS管理功能,包括门诊管理,电子处方,住院管理,病区管理,药品管理,经济核算,院长查询等系统管理模块。 2.1医技病房大楼管理信息模块现代医院提高医疗护理质量首先是建立医院信息管理系统,满足提高经济效益和社会效益的共同需要。两条信息线贯穿系统内部的框架:第一,病人信息线;第二,费用信息线,以此为总体框架来构造和组织整个系统。全面的医院信息管理系统(HIS)完成了国有信息的全过程捕捉和动态管理,从而做到便捷患者的门诊医疗过程,优化患者就医环境,改变目前患者排队多、等待时间长、医患秩序严重混乱的局面。设备管理系统(BAS),病房大楼的医疗设备包括:1)中心供氧,本设计采用液氧气化系统,应进行系统中各种设备的布局设计,传输管道的安装设计。2)中心吸引,系统由负压吸引站,管道,吸引终端组成。3)压缩空气,病房用于呼吸机的驱动气源。4)笑气供应回收:手术过程的麻醉气体。5)洁净手术部:洁净手术室采用过滤器,对室内空气进行循环过滤,以达到除菌效果。手术室的湿度,温度,进风量,空气余压,洁净度需要监视控制。6)层流病房:用于血液病科白血病的治疗病房,空气洁净度达到100级要求。7)多媒体示教中心:病房大楼集医疗门诊、教学探讨和科学研究于一体,医疗手术的观摩和指导是不可或缺的。手术过程通过手术室的摄像机传送到示教室供学生学习,家属和医护人员通过手术过程记录下来作为存档以备参考。8)能耗计量系统:病房楼各护理单元电量,水量,医用气体,空调热能实现量化管理。9)中心对讲:手术网络配有独立的机柜及交换机,手术室常规在吊塔设置6类数据点,数据终端布置在病房大楼的手术室的墙上,每间手术室设置电话点或者呼叫对讲分机,实现了手术室与护士站的随时联系和双向通话。 2.2医技病房大楼设备集成管理阳泉市第一人民医院病房楼的设备分为两大类:建筑医疗设备和普通楼宇设备。系统的设置应符合适用性强,维修方便的要求,设备投入运营后,能保证不间断开通,具“手动”和“自动”双重功能,实现分散监视和集中控制原则,既要防止系统、设备之间过于依靠而缺乏处理的灵活性,又要避免大量工程的资金投入。 3医技病房大楼设计要点 3.1医技病房大楼的综合布线系统综合布线系统所有其他系统的承载平台是综合布线系统,因此在设计综合布线系统时采取审慎的态度,设计包括电视电话网络和计算机网络。计算机网络系统分为医疗设备专网,医院信息管理内网,病房网,不同网络大楼的布线系统作为病房楼内的语言、数据、通信等系统的传媒。鉴于现代化病房楼环境对网络通讯(CNS)、自动化办公(OA)等系统的传输的需求,在布线方面要求具有高度灵活性、可靠性及综合性,并且要求易扩容、应面向未来的发展方向及方便维护和管理。 3.2高速稳定的网络平台是智能化系统所必需的阳泉市第一人民医院病房大楼信息网络平台特点分析对于大中型综合性医院建设投入大、影响面广,网络方案的设计显得非常有必要。网络平台需求利用目前先进的网络通信技术和设备,架设一个“功能齐全,接口丰富,技术先进,安全可靠”的网络基础平台。“利用千兆以太网技术,实现网络系统千兆做主干、百兆交换到桌面,既具备稳定的性能,又具备良好的升级能力,从而全方位支持用户的信息处理与交换的传输、操作和策略服务”;网络安全需求,随着计算机网络的发展,基于网络的应用日渐增多,网络用户的增多,网络病毒的泛滥,网络的安全性和可靠性成为了系统建设的主要问题。我们可以运用多种技术,如VLAN,QOS,防病毒体系等,对办公网和互联网进行控制,使网络之间在未授权的情况下不能互相访问,保证系统内部的安全。 4智能化意义 综上所述,智能化的终极目标是:1)服务患者,体现人性化服务。将目前国内外先进的“通信技术、计算机系统、网络系统、信息技术系统、办公自动化技术、自动化控制技术”等运用在本次设计中。2)为医生提供方便,便于辅助诊疗。在提供智能人性化的就医和就医环境的前提下,减少管理人员、降低能量消耗、实现安全可靠运行、提高服务响应速度,使建成后的病房大楼高效、稳定的运转。3)为医院管理者提供决策,提高管理效能。医院医疗、科研、教育的网络化管理,促进国内外医学界的交流与合作,提高医院的诊疗水平和能力,更好的满足周边地区人民群众对医疗卫生服务的需求。 作者:张海军单位:中铁十七局集团有限公司勘察设计院 智能建筑论文:智能建筑电气论文 1建筑电气安装施工技术 在进行建筑电气安装施工过程中,对于电气线路安装、配电装置以及电缆安装的施工中施工技术的运用以及设计对于保证智能建筑质量以及建筑电气的安全运行都有很大的影响。下文主要对于建筑电气安装施工中电路管线安装清理、电缆敷设、电路开关接地连接以及电路管线预埋设等施工过程中施工技术的应用以及设计进行论述。建筑电气安装施工中电路管线的安装清理主要是将线路管道内的一些杂物用一些专门的清扫工具进行清理,在电气线路安装施工中,对于线路之间的连接不能进行打结连接,而且留在电气配电盒装置内的线路要留有足够的长度,对于线路管道的通畅检测可以利用线路的引线进行穿引检测。对于建筑电气安装中的电缆敷设安装要从上到下进行安装,在对于电缆安装的电压考虑上也应该是从高压向低压的顺序。建筑电气中电器开关以及电路插头的安装施工,既可以采用安装在墙体表面,也可以隐藏在墙体建筑中间。不管是进行安装在墙体表面,还是隐藏在墙体建筑中间的电器开关以及电路插头的安装施工,都要根据相关施工设计进行规范的施工,在进行施工的过程中对于开关位置的选择一般与建筑门框之间有一定的距离标准,如果建筑内部的电源开关设置较多,那么相互之间也要有一定的距离间隔。为避免建筑电气运行受到外界因素的影响以及保护建筑电气的电压、电路运行,建筑电气设计中一般会设置一些接地保护系统,一般情况下,建筑电气中的接地保护设置一般设置在电源开关处以及低压配电系统开关处,在进行建筑电气的接地保护设计时,还可以根据建筑情况以及建筑电气的设计进行接地保护的设置,以保护建筑电气的安全稳定运行。 2智能建筑电气安装质量控制 对于智能建筑电气安装的质量控制就是提高智能建筑电气安装质量,保证建筑电气安装整个工程的质量。提高智能建筑电气安装质量需要从智能建筑电气安装施工人员、电气安装施工的图纸设计与施工安装三个方面抓起,进行严格把关,以保证智能建筑电气安装施工的质量。 2.1做好工程设计图纸的审查和设计交底 从建筑电气安装工程的施工设计上保证建筑电气安装工程质量控制主要是从建筑电气安装工程设计交底以及工程施工设计图纸的会审上,保证建筑电气安装工程的质量。在进行建筑电气安装工程施工建设中,为避免施工过程中出现不必要的施工错误,同时也能够很好的理解建筑电气安装工程的施工要求,实现电气安装施工的顺利进行,建筑电气安装工程施工者应该对于工程施工图纸进行熟悉并与相关设计人员进行沟通,对于建筑电气安装设计中出现的问题及时发现及早更正,保证建筑电气安装施工顺利实施。 2.2做好电气安装施工过程控制 建筑电气安装施工过程控制是建筑电气安装工程质量控制的重要部分,在建筑电气安装施工过程中,不仅要做好建筑电气安装施工的巡视、检验以及验收等工作,对于建筑电气安装施工材料的质量以及使用也要进行严格的把关控制,其次就是关于电气安装施工中一些施工技术以及施工注意事项的控制等,严格按照相关要求以及规范进行操作,从施工过程中保证建筑电气安装的工程质量。 2.3提高施工人员的技能 电气安装工程施工人员是整个智能建筑电气安装质量的基础关键。尤其是电气安装施工人员的专业技术以及对于建筑电气安装施工人员的管理,更是对智能建筑电气安装的质量有着直接的影响与决定作用。在建筑电气安装工程施工中,安装施工人员是电气安装工程的直接参与者和工程施工者,那么同样建筑电气工程施工人员的电气安装技术水平与建筑电气安装工程对于施工人员的管理直接关系到整个建筑电气安装工程质量的好坏。因此工程监理部门应对于建筑电气安装工程中施工人员以及建筑电气安装工程的施工单位进行严格把关,一定要做到符合相关规定与标准,对于不符合相关标准或者规定的施工人员或者施工单位要坚决取消施工参与的资格。 2.4做好施工验收质量控制 最后就是对于建筑电气安装施工验收的把握,以保证建筑电气安装施工的工程质量。进行电气安装工程施工验收要注意按照相关验收标准进行工程验收。电气安装工程施工验收包括电气安装施工的施工分离验收、工程强化验收以及工程施工过程的控制验收等,对于建筑电气安装工程施工验收中对于建筑电气安装工程的质量控制问题也应进行把握。对于建筑电气安装施工验收中首先要进行验收的对于检验批的质量进行验收,对于不合格的批次一定不能通过验收。其次就是对于建筑电气中较隐蔽的工程施工进行验收,对应该项工程施工的验收一定要按照相关施工标准进行验收,以保证建筑电气安装工程的质量。 3结束语 对于建筑电气的设计应严格按照智能建筑安装的要求以及规范,结合智能建筑的具体情况进行设计规划,并且在进行建筑电气安装施工的过程中注意对具体施工技术以及质量等进行控制,尤其是那些容易对建筑电气工程质量产生影响的施工环节,按照相关设计规划要求进行严格的控制,以保证建筑电气的质量控制,满足人们对于建筑电气的需求。 作者:刘娟张晓单位:河南工程咨询监理有限公司 智能建筑论文:基于物联网的智能建筑安全论文 1传统建筑安全系统存在的问题 物联网有三个特点:首先,它可以使用RFID技术,传感器和随时随地获取信息的对象,如QR码;第二,可靠的交付,集成,实时信息通过各种通信网络和互联网对象的准确表达;三是智能化处理,对大量的行政控制、智能对象的云计算,模糊计算技术模式识别与智能化、数据和信息分析利用和处理。使用智能建筑网络技术的传统保障系统具有以下优点。智能建筑被配有智能化设备,广泛应用于数字通信技术、控制技术、计算机网络技术、电视技术、光纤技术,传感器技术和数据库技术,如高科技构成类型的智能系统,智能建筑行业在我们的范围内是较晚,然而,技术发展非常迅速,未来的建设阶段的发展趋势将推动发展的智能化。 1.1布线优势 传统的安全系统建筑布线可以使用电话线路,公交线路,总线能力,集成度高。为家庭可以共享总线,而不是使用相同的总线的系列。没有额外的布线的电话线,电话线,但是带宽很窄,拥塞信号容易产生,而不适用于图形的传输。信号,绿色信号传输性能的图像不错,但是安全系统更多子系统,每个子系统使用行,布线的复杂性,包括增加建造和修理的难度。另外,旧楼,上述变换存在于多种接线工作量等问题。 1.2远程监控的实现 传统的安全系统将专注于各种安全检测器信号到管理中心,如安全管理中心的建筑物或地方行政中心。设备或由责任智能管理中心的工作人员来监视这些信号和联动处理。这种结构限制在安全范围内建设或执行,不能满足远程监控应用,如智能家居远程监控。为智能家庭,家庭可以共享总线,而不是使用相同的总线的系列。 1.3传感器的智能化 目前,智能建筑,如访问控制,视频监控安全系统。随着火灾报警系统是独立的单个传感器和就业功能的,没有智慧,例如,非法入侵检测红外探测器,红外信号,只要显示器,是否真的非法入侵,将产生报警信号时,仅具有这样一来,可以对应联动系统之间产生的报警。 1.4网络可靠性优势 在传统的布线,如果一个总线发生故障,则该总线上的所有监控设备将瘫痪。无线传感器网络中的每个节点可以协调它们的行动以实现自动网络的分布式算法。由于该中心节点,具有很强的鲁棒性和可生存性的消除。没有额外的布线的电话线,电话线,但是带宽很窄,拥塞信号容易产生,而不适用于图形的传输。使用转发节点,形成一个多-路由跃点而是网络比通过无线传感器网络路由设备通信中的每个节点。绿色信号传输性能的图像不错,但是安全系统有更多子系统,每个子系统使用性,布线的复杂性,包括增加建造和修理的难度。如路由器。因此,即使一个节点发生故障时,其他节点仍然可以依赖于彼此进行通信,这增加了网络的可靠性。 2物联网技术的优势与亟待解决的问题 无线传感器网络技术,可以有效地解决这些问题。无线传感器网络为基础的安全系统布线建筑物本身没有任何限制,需要使用各种无线传感器设计,施工,维修和改造提供了极大的方便,同时也节省了大量的布线材料,布局在人们无法达到的或危险的地区,这是一个明显的优势。为智能家庭,家庭可以共享总线,而不是使用相同的总线的系列,它是一个独特的优势。在RFID(无线射频识别)设备,身份和位置传感器设置传感器。RFID技术与由读取器发射的电子标签和阅读器,无线电波的主要成分扫描范围内的RFID标签,它可在电子标签信息被封装被读出,并且该信息被发送到信息管理系统,以验证这些信息的所有者的身份对应。作为一个单独的安全网络,建立一个桥梁几乎无处不在的互联网终端,通过物联网技术,安全管理人员或租客,可以在任何地方,电脑或手机主动监控建筑空间,当发生异常时,报警信号可发送及时向主管或住户本人。在每个技术的终端是一个智能传感器节点,信息收集,数据处理和通信能力的三个方面。它不仅具有传感器本身的功能,可以使各种数据智能处理和组织在一起形成一个系统的智能联动;安全子系统。如果一个节点由一个确定的信号节点数据处理模块本身检测的红外线检测器的警报信号,以确定它是否满足特征的红外信号的非法侵入,通过视频监控摄像机现场报警图像采样模块,进一步证实了非法入侵的图像特征的依从性,最终决定是否报警。这可以有效地减少或防止误报的发生。由于中心节点,具有很强的鲁棒性,可以消除生存能力。在使用转发节点,以形成多条路由的网络,而不是通过在无线传感器网络中的通信路由选择设备的每个节点。即使个别路由器节点失败,其他节点仍然可以保持依赖,从而提高网络的可靠性而互相沟通。 3基于物联网技术的智能建筑的系统结构 IOT应用程序通常可以分为三层:感知层,网络层和应用层。主要目标是感知层;网络层来定义主要是收集信息,信息传输和处理;应用层结合行业需求,以实现智能技术行业网络融合。基于智能家庭网络技术。一方面,它可以直接通过移动互联网向手机用户发送警报字段控制信号或接收用户,另一方面,可以将命令发送到Internet信息服务器。联合监控终端包括手机和电脑连接到互联网,用户可以在各种各样的运行监控软件。在网络安全系统使用智能大厦技术具有明显的优势。但因为它是仍处于早期发展阶段,这可以有效地减少或防止误报的发生。所以有一些迫切需要解决的问题:节点的电池能量,有限的计算能力和存储容量的问题,高容错的网络信息安全问题的网络需求。4结束语物联网技术有广泛的发展前景。该方案是一个网络技术的应用,如智能建筑子系统也有一定的参考价值。有效地解决了智能楼宇可能发生的问题的智能安全系统问题。 作者:杜群单位:陕西职业技术学院 智能建筑论文:智能建筑中的电气工程论文 1电气工程及自动化技术对智能建筑的意义 智能建筑是依靠建筑这一平台实现,智能建筑中的弱电系统设备与线缆安全则都需要依靠电气工程及自动化技术,比如电源技术、抗干扰技术、防雷技术、接地技术、防静电技术、屏蔽技术、防谐波技术、布线技术等。电气工程及自动化技术实现了设备和系统整个工作流程的有效监控,由于建筑本身结构复杂,电气系统的组件繁多、功能多样性,传统的运行方式会导致故障时常发生。但电气工程及自动化技术则通过“采集—处理—反馈”,对系统进行实时监控,第一时间将信息进行反馈到控制中心,实现高效率不间断的控制与管理。此外,电气工程及自动化技术可以将建筑当中的配电、消防、照明及空调等系统连接成一个整体,这就提高了联动能力,有效解决了电梯系统的有序运行和紧急情况下(火灾等)的自动识别等。还有电气工程及自动化技术还提高了安全性,在发生故障时,可以通过遥感技术进行控制,这就大幅降低了故障对操作维修人员的安全系数。因此,电气工程及自动化技术是实现智能建筑的关键。它能够帮助智能建筑实现真正的智能,还能加强智能建筑的安全与防范能力,实现智能建筑之间的信息传输。这充分表明电气工程及自动化技术对智能建筑的发展有着极为重要的意义。 2电气工程及自动化技术在智能建筑中的重要应用 2.1TN-S和TN-C-S系统的应用 TN-S系统是能够严格区分保护地接线PE和中性线N的低压配电系统,采用保护线地线PE加上三相四线的一种接地系统,能够达到保护智能建筑系统中所有设备的路线,也能达到预警、防静电、机房交换机等功能目的。TN-C-S系统主要由TN-C和TN-S2个接地系统组成,这2种系统的分界面主要在PE线与N线的连接点上,其安全性极高,是智能建筑的一个重要接地系统,能够有效提高住宅用户的安全性。 2.2楼宇控制系统的应用 智能建筑的楼宇控制系统主要有排水、照明、通风和消防监测等系统,且这些系统都是和用户的生活密切相关,智能建筑楼宇若能实现控制系统自动化,则能够大幅提高各项系统的运行效率。比如,用户最能感受到的照明系统中的智能开关,能够准确的控制灯的开关,根据实际需求利用照明,能够最大程度节约能源,且其监控系统还能自动检测,不必安排人员进行夜间巡灯值班。再比如,智能建筑中的消防检测系统,能够提供应用在线监测,利用传感器技术,实现自动监测,自动传输数据和报警数据的自动发送,能够第一时间掌握智能建筑的实际动态,进而实现第一时间将火灾隐患扼杀在摇篮中。 2.3通信自动化系统的应用 智能建筑的优秀是智能化,而智能建筑的智能化的优秀就是通信自动化系统,因此在智能建筑的电气工程设计中必须要实现通信系统的自动化。通信自动化系统的主要功能就是调整和处理智能建筑内外各种语言、图像、文字和数据之间的通信。这样就能将智能建筑的用户建立局域网,进行办公区内的计算机和其他外部设备之间的联接,实现电子数据的业务交换,这就能够满足用户对这一方面的一定需求。另外,卫星通信系统的引入,更加实现了国际信息间的联系,更是起到了零距离的作用,这样将可以更加有效形成较为完善的智能建筑网络体系,实现全球资源的实时共享。 2.4办公自动化系统的应用 智能建筑一般为项目比较大,其需要处理的事情也比较多,这就需要不少的人力、财力和物力,这无形之中就增大了成本。但若能实现办公自动化,那么将能有效降低成本。办公自动化就是利用先进的科学技术,逐步将人的部分办公业务活动物化到设备当中,促使这些设备和办公人员形成人机信息处理系统。其目的就是最大程度地利用信息资源,提高劳动生产效率和工作质量,并帮助提供决策依据。在具体的办公室中,主要以计算机为中心,利用打印机、传真机、复印机、电子信箱等现代化办公及通讯设备,广泛、全面和迅速地收集、整理和加工成能够使用的信息,从而为科学管理和进行决策提供服务和支持。因此,办公自动化系统的建立,能实现自动分析、采集信息,实现提供各种优化方案,协助决策者能够做出正确决定。 3电气工程及自动化技术在智能建筑中应注意问题及智能化展趋势 3.1电气工程及自动化技术在智能建筑中应注意问题 电气工程及自动化技术在智能建筑中还有很多应注意的问题,例如屏蔽接地、防雷接地、安全保护接地和静电接地及直流接地等技术。其中,安全保护接地主要是因为智能城市中会安装很多金属设备,这些设备的内部又带有很多导电线,如果导电线上的绝缘层能够破坏,就特别容易出现漏电现象,这就将导致安全事故发生。因此,系统中的金属设备都需要安装安全接地装置,四线降低电阻和防止电流外泄。直流接地,特别是现代信息技术和城市化快速发展的今天,在智能建筑中,通信设备和各种计算机技术被广泛应用。这些系统都需要微电。因此,为保证让电子设施能够正常运行,系统就需要一个稳定的电压、电源和基准点位。 3.2电气工程及自动化技术的智能化发展趋势 智能化建筑是近年来所发展起来的一个新领域,它给人们提供了一个良好的办公和生活环境,为此智能化建筑相关活动也接连开展。但是,目前国内的智能建筑行业还存在概念炒作、缺乏整体规划、盲目追求和达不到预期效果的现象,其中最为突出的一个问题就是相关配套服务的缺失。随着各项技术的不断提高,真正的智能化建筑将逐步覆盖的各个城市。并且,随着新能源技术等的发展,低碳节约节能型电气工程及自动化技术会成为今后智能化发展趋势。 4结语 随着我国科学技术水准的不断提高,智能建筑逐渐将成为我国建筑行业的发展趋势,但智能建筑各项功能的实现都离不开电气工程及自动化技术。同时,电气工程及自动化还能大幅降低对人工的需求,增大测量的准确性和及时性,这样就能有效避免事故发生。因此,相关人员在智能建筑的电气工程及自动化设计中需要加强自动化技术的应用,切实提高智能建筑电气工程及自动化的运行效率。 作者:吴新锋单位:湖南天下洞庭粮油实业集团有限公司 智能建筑论文:我国智能建筑设计优化探究论文 摘要:随着人类文明的不断进步,人们对生活及办公环境的舒适、方便及安全都有了更高的追求。而科学技术的进步,人类已掌握了电子控制技术,在这些基础上,为了适应人们的要求智能建筑应运而生。特别是近年现代高科技和信息技术(IT)正在由智能大厦(IB)走向智能住宅小区,进而走进家庭(SH)。现代社会的家庭成员正在以追求家庭智能化带来的多元化信息和安全、舒适与便利的生活环境作为一个理想的目标。因此也就必然促使智能化技术从智能大厦建设热中向住宅小区智能化乃至家庭智能化的方向发展。 关键词:智能建筑;构成;系统;实施 现在国内智能化建筑选用的设备大部分都从国外进口。但近几年来我国计算机系统技术水平与产品质量提高的也非常快,完全可以满足一些中小型智能化建筑的使用要求,相信在不久的将来,智能建筑一定能发展兴盛起来。智能建筑物能够帮助建筑物的主人,财产的管理者和拥有者等意识到,他们在诸如费用开支、生活舒适、商务活动和人身安全等方面得到最大利益的回报。智能建筑已成为我国建筑的未来发展趋势。 一、智能住宅的含义 所谓智能住宅,是指将家庭中各种与信息的通讯设备,如计算机、电话、家用电器和家庭保安等装置通过家庭总线技术连接到一个中心进行集中或异地的监视、控制和家庭事务性管理,同时能与住宅外部世界联系,并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调,从而给住户提供一个安全、高效、舒适、方便适应当今高科技发展要求的人性化住宅。 构成智能住宅的基本条件有如下三点: 1、具有相当于住宅神经的家庭网络; 2、能够通过这种网络提供各种服务; 3、能与社会等外部世界相连接。 一般认为智能住宅应具备的四种功能 1、安全防卫自动化系统。 2、身体保健自动化系统。 3、食物烹调自动化系统。 4、文化、娱乐、信息自动化系统。 二、我国智能建筑要求具体表现 1.根据《建筑领域加入WTO后的对外承诺》,我国加入WTO后五年,允许外商成立独资企业,取代外商在我国现有的办事处机构,他们可以直接在我国签定内贸合同,从而使产品和工程质量有了进一步的保障。 2.按WTO取消数量限制和关税减让原则,我国将降低对外市场准入程度,届时会有更多智能建筑产品和系统进入中国市场参与竞争,为我们提供更大的选择余地,并得到更多的实惠。 3.随着国外企业参与我国智能建筑行业的竞争,他们会把国外成熟的管理体制、规范的运行程序和操作技巧带入中国,有助于提高中国智能建筑行业的整体水平。 三、智能建筑的智能化系统 智能建筑并不是特殊的建筑物,而是以最大限度激励人的创造力、提高工作效率为中心,配置了大量智能化设备的建筑。在这里广泛地应用了数字通信技术、控制技术、计算机网络技术、电视技术、光纤技术、传感器技术及数据库技术等高新技术,构成各类智能化系统。就目前的技术发展水平来说,智能建筑的优秀可归纳为: 1、CA通信自动化系统CommunicationAutomationSystem:CA是通过数字程控交换机PABX来转接语音、数据和图象,借助公共通信网与建筑物内部GCS的接口来进行多媒体通信的系统。目前,公共通信网在我国有城市电话网、长途电话网、数据通信网CHINAPAC和CHINADDN。如果需要用卫星通信建立VSAT网,可租用卫星转发器以实现C波段到CU波段的卫星通讯。 2、OA办公自动化系统OfficeAutomationSystem:OA按计算机技术来说是一个计算机网络与数据库技术结合的系统,利用计算机多媒体技术,提供集文字、语音、图象为一体的图文式办公手段,实现信息资源共享与高效的业务处理。OA系统已在政府、金融机构、科技单位、企业、新闻单位等的日常工作中起着极其重要的作用。在智能建筑中OA常由两部分构成:物业管理公司为租户提供的信息服务和物业管理内部事物处理的OA系统,大数使用机构与租用单位的业务专用OA系统的。 3、BA建筑设备自动化系统BuildingAutomationSystem:BA系统是通过中央计算机系统的网络将分布在各监控现场的区域智能分站连接起来,以分层分布式控制结构来完成集中管理和分散控制的综合监控系统。BA系统运行的目标是对建筑物内所有建筑设备进行全面有效地监控和管理,以保证建筑物内所有设备处于高效、节能和最佳运行状态。通常在BA系统管辖下的有空调、给排水、冷热源、供配电、照明、电梯、停车库等设备。 4、SA安全自动化系统SecurityAutomationSystem:SA系统常设有闭路电视监控系统(CCTV)、通道控制(门禁)系统、防盗报警系统、巡更系统等。SA系统24小时连续工作,监视建筑物的重要区域与公共场所,一旦发现危险情况或事故灾害的预兆,立即报警并采取对策,以确保建筑物内人员与财物的安全。 5、FA火灾自动报警系统FireAiarmSystem:FA系统是消防系统具有火灾自动报警与消防联动控制功能,是一专用计算机系统。 6、GCS综合布线系统GenericCablingSystem:GCS是在智能建筑中构筑信息通道的设施。它采用光纤通信电缆、铜芯通信电缆及同轴电缆,布置在建筑物的垂直管井与水平线槽内,一直通到每一层面的每个用户终端。GCS可以各种速率(从960bit/s到630Mb/s)传送语音、数据、图象信息,称之为智能建筑的神经系统。 四、智能建筑在实施过程中应注意的问题 1应明确三个“不等于” (1)在建筑物内采用了综合布线“不等于”实现了建筑智能化; (2)在建筑物内设置的信息插座越多“不等于”智能化水平越高; (3)系统集成“不等于”集中控制; 2必须做到三个“统一” (1)需求与经济相“统一”; (2)需求与技术可能相“统一”; (3)理论与实际相“统一”。 3必须做到三个“优化” (1)优化设计 智能建筑系统采用了多家厂家的产品,多种智能化系统的优化设计是关键。 (2)优化施工管理 在施工阶段,出现多专业、多工种、多个施工单位的配合协调,优化施工管理是措施。 (3)优化物业管理 智能建筑的各智能化系统是各家厂商提供的,要运行正常,物业管理十分重要,物业管理必须在满足业主商业利益的同时还能为用户提供安全、高效、舒适和便捷的环境。公务员之家 智能建筑在政府的有效管理下,逐步走上了健康、有序规范化的发展道路,我国广大工程技术人员,经过实践,总结、提高,为实现现代化而发挥着积极的作用。我们要冷静、有序、健康地发展智能建筑!只有把需求、实施、管理贯穿其中,才能收到应有的效果。 智能建筑论文:智能建筑设计论文 关于楼宇自控系统,"民用建筑电气设计规范"JGJ/T16-92中对其提得较为明确,就其功能来看,几乎包括相当多的方面,但其主要的目的在于: 1.确保建筑物(群)内环境舒适; 2.提高建筑物自身以及人员与设备的整体安全水平和灾害防御能力; 3.通过最佳控制节省消耗; 4.提供可靠的、经济的最佳能源供应方案,进行节能管理; 5.使设备高效运行,减轻人员劳动强度; 6.不断地、及时地提供有关设备运行情况的资料,集中收集、整理,作为设备管理决策的依据,实现设备维护工作的自动化。 依据以上的应用功能,BA系统应划分为二个子系统,它们是: 1.防火与保安子系统,包括: a.火灾报警与消防控制系统; b.人员出入监视系统; c.保安巡更系统; d.防盗报警系统; e.其它需要实现安全监控的系统(如地震监视与报警,煤气泄漏报警等等)。 2.设备运行管理与控制子系统包括: a.采暖、通风与空气调节(HVAC)系统; b.给水(含冷水、热水、饮用水)与排水系统; c.变配电与自备电源系统; d.电力供应与照明控制; e.其它一切需要监控的系统(如电梯、广播、电缆电视等等)。 从技术角度来看,这两类子系统的划分,具有硬件设备资源的共享好,便于整体的管理和维护,可以统筹在正常与异常情况下的设备控制方案,从而达到实现全面的集中监控。 这种系统的构成方式,与国际上有些做法是相类似的。只不过我国的消防管理体制要求火灾自动报警系统应为一个独立的系统。但随着技术的发展,逐渐在某些地方,允许火灾自动报警系统向楼宇自控系统发送信号。既平时BA系统可以从火灾自动报警主机上获取其运行状态的各类信号。火灾时,火灾自动报警系统可向楼宇系统发出信号,这种单向性的信息流向,反映的是我国消防部门管理的需要。例如某家国外著名的建筑设计事务所,在我国承担的几项工程设计,就是将楼宇自控系统和火灾自动报警系统的一些功能混合起来,并将应归到消防系统联动的消防设备,纳入到楼宇自控系统中去控制。在实施过程中,由于管理体制的要求,不得不按国内的要求进行改动,将消防的专用设备归到消防联动中。除消防之外的楼宇自控系统中的各项子系统,则可实现小集成。 这种做法,我们在北京的某项重点工程设计中,就采取了将楼宇自控系统、闭路监视系统、防盗报警系统、门禁系统进行了有机的集成,或称之为联动,以满足实际运行管理的需要。 在这项工程中,有关子系统的联动关系,可举某事件为例,看其之间的相互关系和动作。例如保安系统设置的闭路电视和防盗报警系统,白天由于监视区域内人员来回走动,闭路监视系统处于工作状态,而防盗报警系统则处于撤防状态。由于此建筑属于业主自己使用,人流相对在上班期间流动。当下班人员离开后,防盗报警系统处于设防状态。考虑到夜间无人办公,有些公共区域的照明由BA系统控制关闭,留下少量的照明灯。一旦防盗报警的探测器探测到有人非法闯入,立即将报警信号送至BA系统,由BA系统控制开启相关区域的照明。同时,闭路监视系统立即进行跟踪监视,保安监控的录像机则进行实时录像。 另外,对于大楼内设置的门禁系统,也与消防报警系统进行联动,当发生火灾报警并确认后,有关的消防通道上的门禁也将被旁路,使人员能够顺利地进行疏散,保证了楼内人员的安全。通过对工程设计的实践感觉到,在设计中,若要做到各子系统能有机地进行联动,首先要求各子系统在通信协议上应该一致,避免在集成过程中出现无法集成,或是需要一些额外的设施方可集成,给业主造成不必要的负担。关于信息资源的一致性,这不仅是对承包商提出要求,而是对智能建筑系统的全过程提出要求。因为目前市场还未达到一个统一的规范,所有的系统并不完全是由一家承包商来提供,而各生产厂家的产品并不都是完全一致,它们的通信协议也有所不同。就目前市场情况来看,在确定产品时有这么几种情况: 一种是由系统集成商中标后,由中标方统一考虑各子系统产品厂家。这种做法,容易选择通信协议一致的产品,能够较好地达到相关子系统之间的联动(或集成)。也就是在BMS系统中,各子系统之间信息资源容易达到共享。 第二种做法是由业主自行招标或确定各子系统的承包商,完后再由系统总包来负责。这种做法,业主往往片面地追求了价格,而忽略了系统集成中所必须注意的问题,即系统未达到统一的通信协议。有的系统不具备开放性,由于先天不足,给总包方带来了困难,最终还是业主自身受到损失。为了能在BMS下集中管理,要达到各子系统之间资源共享,又须花费额外资金进行弥补。例如在设计阶段,设计人员根据工程要求和特点合理进行子系统之间的集成,在集成过程中,可以要求各子系统的通信协议应能符合TCP/IP协议。 在楼宇设备的控制中,我们强调产品和系统的开放性,目的也就是在于使产品能有信息资源的一致性。值得注意的一点是,有许多产品供应商或承包商都称自己的产品或系统是开放的,能与各家的产品进行通信,将不同厂商的产品或系统集成在一个系统内,并由主系统对其进行监视和控制。但必须注意,并不是所有的产品都是完全开放的,它们可能是由于通信协议的差异导致系统集成中的不尽人意,或是需付出额外的软件编制费用,修改接口界面。 例如有两家公司的产品均符合BACnet协议,然而第一家公司的产品是BACnet9.6kbMS/TP,第二家公司的产品是BACnet156kbArcnet,当两家公司产品接进同一网络时,则会因为传输速率的不同,而出现互联方面的困难。所以并不是所有符合BACnet协议的产品都可互联,我们还必须看这些产品的详细特征。 因此建议从规划设计开始,就必须强调系统的开放性,强调系统联网中的信息资源共享问题,在以后施工、安装过程中,均应有所要求,前后一致,满足要求。 鉴于智能建筑中目前存在的问题,一是尚未有正式的设计标准,同时也没有统一的验收标准,具体要达到一个什么样的程度,以什么标准来验收,很难有一定论。因而造成了有些系统运行不正常的结果,这在有些地方的调查中占有一定的比例。这同样是存在于设计和施工质量的问题。对于设计和施工中存在的问题,大致有以下几点: 1.设计人员对此了解不深,有的单位基本不设计智能化系统,而是交给系统承包商。而系统承包商由于在商务谈判中费用较低,因此在系统深化设计中,对挡次、标准等有所降低,控制点较少且不合理,精度满足不了要求,只求系统能运行起来。 2.设计BA系统不仅是电气专业弱电人员的事情,BA系统中,占大头的是HVAC,这就要求必须与设备专业的人员密切配合,包括承包商的深化设计等,均应与设备专业人员密切配合。否则,对原设计人员的设计思想,控制要求等,均不能做到切合实际,而只能将系统运行起来,达不到预期的目的。 3.施工问题,质量达不到要求,目前国内的承包商,由于经营方面的原因,在工地现场施工人员中,只有一部分是公司的员工,大部分是临时或是合作的施工方,许多人的素质不高,野蛮施工的情况时有发生。 4.公司内部人员,水平参差不齐,可能某些人负责的工程较好,而某些人则不行,并不是人人都有高水平。 5.有的公司对某些出效益、有名利的工程能认真对待,反之则有所折扣,造成了有些大公司做不好小活。使有的业主产生畏难情绪,是按什么为依据来确定承包商。总之,楼宇自控系统的联动设计,是我们实现BMS系统的重要环节。从设计、施工以及承包商均应进行密切配合,了解设计意图,进行精心施工。只有这样才能达到真正意义上的系统联动(或集成),达到处理突发事件的能力。也只有这样,才能提高智能建筑中设备运行管理的能力,达到预想的要求。 在智能建筑设计中,对于建筑内的各智能化系统设置的设计中,目前存在着几种做法。一种方式是认为应将各子系统进行集成,即将我们通常所称之为3A的系统进行集成,这种做法,在前几年中势头较大。一谈到智能建筑,就要进行如此的集成,否则就认为不称其为智能建筑,经过近两年的大量工程实践,在这方面又开始有点降温。另一种方式是建筑内的各子系统都相对独立,各子系统在处理自身系统的工作外,与其它各子系统没有系统上的物理联系。这种做法,各子系统工作状态好坏,完全是该子系统自身的状况所决定,不受其它子系统影响。还有一种方式,则是有选择性地将某些平时工作上有联系的子系统之间,产生一种联动关系,也不妨称之为有关子系统的小集成。 在智能建筑的系统集成方面,有着不同的做法,这完全是正常的现象。纵观我国智能建筑的发展,真正在建筑界广泛进行规划和设计也只有几年的时间,也就是从九十年代初,我国基本建设发展的高峰期间,在智能系统方面才逐渐被广大业主、房地产开发商以及设计人员理解、认识和接受,并开始着手进行设计和实施。但作为智能建筑中的一些子系统,早在80年代就开始进行了设计。自从96年初在上海召开了我国第一次智能建筑研讨会后,在行业内才真正有系统、有目标地在这方面进行了大量的工作。随着对智能建筑的设计、研究,才开始提出对各系统的集成问题,许多承包商在此时,为了公司业务的发展,纷纷开始拓展自身的业务范围,打出了系统集成商的旗号。 然而在国际上,智能建筑的发展,并不象我们那样炒作的热火朝天,而是本着务实的态度,该具备哪些系统,就由那些有专长的承包商来承担。需要集成到何种程度,均是从实际应用的角度来衡量,在有的系统之间的联络,可通过日益发展的互联网进行。从而达到各有必要联系的系统之间的信息资源能够共享。 智能建筑论文:电气技术和智能建筑研究论文 摘要:智能建筑是计算机、通信、自动控制、传感、多媒体等一系列先进技术发展的结晶。综合性强,涉及专业的领域更广,本文通过实际案例的分析和处理充分验证了电气技术在智能建筑中的重要功能。摘要:智能建筑、电气技术、谐波、电磁干扰、等电位。摘要:电气技术智能建筑1、前言智能建筑产业是随着信息产业的发展而诞生,且迅速发展起来的。现代建筑物的电气发展是经过电气化阶段、自动化阶段和当今的智能化阶段。智能建筑技术的发展非常迅速,它是由电子技术、通讯技术、网络技术、计算机技术、自动控制技术、传感技术及多媒体技术等一系列最先进技术飞速发展的结晶。非凡是智能建筑系统工程,它作为弱电系统工程的延伸和发展,综合性强,涉及的专业领域更广,新的弱电系统不断加盟到智能建筑技术领域内。建筑物使用功能现代化的需求和相关技术的不断更新和进步,共同促进智能建筑弱电系统技术的快速发展。智能建筑弱电系统中的电子和微电设备较多,这些弱电系统的设备耐受电压较低,如电子设备耐受电压为5V,微电子设备耐受电压只有1.5V,这些设备过电压、过电流的能力差。信息系统设备(包括缆线)在遭受雷害和电磁干扰(如地电位升高、磁耦合、电耦合和电磁耦合等)时,必然会使信息系统中的设备、网络和布线将遭受感应过电压和电磁干扰的危害;各种高频、超高频的通信设施不断涌现,相互间的电磁辐射和电磁干扰日益严重,大量的运行和实践证实,电磁干扰和谐波对智能化设备和布线系统危害的案例和教训也应引起我们足够的重视,不可掉以轻心。智能建筑需要不同行业的专家共同参和,除了业主之外,设计师、自动化技术、信息技术、通信技术、人造智能技术及电气技术众多专家一起密切合作才能得以实现。“弱电较弱”正是指在智能建筑中,整体弱电系统工程是建筑电气工程中较薄弱环节,无论是技术力量、人员素质、设计和施工、智能化系统工程施工监理等相对较弱。这对我国的智能建筑的迅速发展是很不利的。2、网络和布线智能建筑的实质是诸多智能设备的网络化新问题,它包括智能建筑弱电系统的集成(BMS或IBMS)。但由于火灾自动报警系统及消防联动(FAS)是采用集散型控制方式,所以FAS系统目前我国还是独立的控制系统,只是留有通信接口待今后和BAS系统集成,而美国的FAS系统是分散型控制方式可和BAS系统集成。综合布线系统作为全新概念的布线系统,其优越性是传统的布线系统无法比拟的。主要体现在综合布线系统的开放性——向所有的通信协议开放,灵活性——设备的开通更改只需增加设备和跳线管理,可靠性——器件通过ISO等组织认证,星形拓朴结构等一条线路故障不影响其它线路正常运行;先进性——采用最新通信标准的5类、超5类、6类双绞线或光纤,实时传输多路多媒体信号;经济适用性——将分散线缆综合到统一标准布线系统中。从网络架构上来分,网络可划分为局域网(LAN),控制网(Infrenet),广域网(WAN)和城市网(MAN)。世界公认的网络协议标准——TCP/IP协议,使得局域网和广域网实现了无缝连接。城市网是在局域网的基础上发展起来的一种新型的数据网,介于广域网和局域之间把多个局域网互相连起来,构成覆盖范围更大,支持高速传输和综合业务,成为适合城市范围使用的计算机网络。为了保证系统的开放性和可操作性,实现和信息网络的互联互融,尽管目前控制网络中多种总线标准同时存在,但由于以太网速度控制性价比高,我区一直在控制网络中推广应用TCP/IP协议的以太网。在众多的现场总线技术中推广Profibus、Interbus、LonTalk、Modbus及CAN等总线。由于这样的规定从而使我区的智能建筑还没出现瘫痪现象。3、目前智能建筑存在的新问题《智能建筑》刊物2004年第5期“谈工业以太网及其在智能建筑领域的应用”一文中写到“事实上目前有60%的智能建筑是瘫痪的”,其原因一是在众多的总线标准中LonWork协议是非常完善的控制面层的总线协议,它有完善的七层协议,BACnet协议则是系统集成层面的协议标准,但没有在我国得到很好运用;二是多种现场总线并存,系统集成当然很困难;三是中国的物业管理技术水平相对较差,厂家在还能运行,一旦厂家支持不在时,系统很可能瘫痪”。针对目前智能建筑存在的新问题谈一下个人的看法摘要:(1)我国智能建筑缺少一整套完善的行之有效的可操作的设计、施工和验收标准。现有的智能建筑设计、施工验收标准有《民用建筑电气设计规范》JGT/T16-92。上海市工程建设规范《智能建筑设计标准》、《智能建筑评估标准》、新疆行业工程建设标准《智能建筑设计标准》XJJ002-1999、国家标准《智能建筑设计标准》GB/T50314、新疆《综合布线施工验收标准》、《建筑和建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000、《建筑和建筑群综合布线系统工程验收规范》GB/T50312-2000等。这些国家、行业、地方标准对智能建筑的设计、施工、验收起到一定的积极功能。但还缺少智能建筑的火灾自动报警系统及消防联动、平安防范、计算机房等施工验收标准和规范。现行的《智能建筑设计标准》针对不同类型的智能建筑的可操作性还有些欠缺。这给智能建筑弱电系统的设计带来了较多的难点。(2)智能建筑的设计应由具有智能化设计资质总承包单位的设计院来承担。再由集成商进行多次的深化设计并交设计总承包单位审查方可招标施工。这是因为设计院熟悉和把握国家、行业、地方的设计标准,设计中始终遵循国家的方针政策,坚持技术先进成熟、经济合理、实用可靠;系统设计和设备选型符合标准,且要求具有开放性、灵活性、和可扩性,不是以追求高额利润和推销产品为目的。设计院把握设计程序和全过程,和施工、监理、质量监督和业主沟通较轻易,和各专业配合也密切。设计院能给集成商创造一个良好的建筑平台和环境,反之集成商并不了解智能建筑设计程序和全过程并和相关专业配合十分困难。集成商也不熟悉土建施工图绘制规定和表达方法。集成商由于自行设计、自行施工,施工图设计纸质量就较差,达不到施工图设计深度的要求。由于建设单位并不完全了解智能建筑的内涵,如系统众多、复杂、施工周期长、设备和线缆的性能等等。也不了解智能建筑弱电系统的重要性、综合性和技术难度大等特征。故目前建筑智能化系统大多数是单独招标、独立签约,中标后集成商自行采购、自行设计、自行施工、自行管理、自行约束,这种没有智能化资质的监理公司监理的智能建筑,将给今后的弱电系统的安装、调试、运行、维护管理带来无穷的后患。当前由土建监理公司代替有智能化资质的监理公司监理的现象还很普遍,它将会给智能化系统工程带来设计方案失控、采购产品失控、施工进度失控、工程质量失控等等弊端。4、电气技术在智能建筑中的重要功能智能建筑是在建筑平台上实现的,脱离了建筑这个平台,那么智能建筑也就无法实施。智能建筑中弱电系统的设备、缆线平安必须依靠电气技术如摘要:电源技术、防雷和接地技术、防谐波技术、抗干扰技术、屏蔽技术、防静电技术、布线技术、等电位技术等众多的电气技术来支持方可奏效。下面从列举的几个案例中就能验证了电气技术在智能建筑中的重要功能。(1)案例1摘要:阿拉山口海关闭路电视监控系统的主要功能,是辅助保安系统对整个海关建筑物内外现场实况进行监视。详见监视电视系统图。该系统图是由现场的摄像部分(摄像机、云台、防护罩)、传输系统(光纤、光发射机)、监控中心(光端接收机、视频分配、监控服务器、矩阵主机)等部分组成。其监控中心的操作采用了计算机系统,以用户软件编程的全键盘方式来完成驱动云台的巡视、视频切换、报警处理、设备状态的检查等工作。数字视频监控报警系统采用计算多媒体技术,CCD摄像机作为报警探头。探头将获取的视频信号经光电转换传输到主机,主机里的高速图像处理器对视频信号进行数字化处理,将视频信号形成的图像和背景图像进行分析比较,若发现有差异就报警,这种全屏幕报警系统最大特征是不易漏报。主机自动采集报警图像并存入计算,事后用户可根据时间、地点随时查阅报警现场的图像,以了解报警原因。该系统将电视控制系统和报警系统合二为一,实现了监视、报警和图像记录的同步进行,而且这种系统中没有录像机,没有视频分析器,一切报警记录都在计算机的硬盘内,所有操作都根据屏幕上的软件提示操作,对用户和使用者来说是一种全新概念的平安防范系统。该系统设备的选型摘要:摄像机为日本松下产品;云台、防护罩为美国派而高产品;光端传输设备数据接口选用美国NTK产品,这些也都是国外品牌产品,应该不会出现什么新问题的。但该系统开通以来,光发射机(A、B、C、D)的光端数据接口Rs422,室外摄像机的防护罩配置的温度继电器、冷却风扇、电加热器、雨刷器经常被烧毁,更换和维护量很大,工作极不正常,用户意见很大,集成商也很头疼。经分析是光发射机的220VAC电源质量存在新问题,尽管选用了高精度稳压电源也是承受不了瞬流(包括电涌)的冲击,瞬流可以损坏任何一种电器,何况耐受电压很低的电子和微电子设备呢?摄像机因距海关大楼较远无法保证AC220V专用线供电。前端机电源就近接在30kW直流电磁铁的配电线路上,该线路上的瞬流和电涌从发生到消失的过程极快,属于微秒到皮秒级,其电压幅值可高出工作电压的几十倍、几百倍甚至几千倍。根据当地供电部门反映,80%的瞬流是从电力系统内部产生的,主要是由于电力负载的频繁开关和负荷频繁变化引起的。另外电磁铁的直流电源是由三相可控整流取得的,故电源线路内含有大量的3、5、7、9等奇次谐波,远超过谐波电压限制和谐波电流答应值,谐波严重危害配电线路及设备的平安。因此,智能化系统应选用净化电源,有效地抑制瞬流、谐波的产生。低压配电线路还上应具有雷电过电压、电磁兼容(EMC)、电磁脉冲(LEMP)的保护功能,最大程度地改善和提高电源质量,以确保整个智能化系统的平安。然而上述案例中全然没考虑,所以系统不能正常开通,并经常损坏系统中的设备。(2)案例2新疆人民银行业务楼是座现代智能型超高层建筑,具有建筑物楼层多、建筑物高、人员流动大的特征,垂直运输和通信系统(国内联网)同样倍受重视。电梯系统是超高层智能建筑中不可缺少的重要设施。为高层、超高层的智能建筑服务时,不仅要求自身有良好的性能和自动化程度,作为建筑设备的自动化系统的一个组成部分,它是以计算为优秀,构成对电梯设备的监控系统,该系统属于BAS的一个子系统和整个BAS协调运行,并受BAS中心计算机的监视、管理及控制。电梯是用于垂直升降的机电一体化运输设备,该大楼选用三菱VVVF方式——交流调压调频的拖动方式,VVVF电梯具有抗干扰、高效、节能、舒适的控制系统,体积小、动态品质性能优越。控制部分采用双微机结构,主微机完成集选功能规定的操纵控制,付微机是实现拖动系统的速度控制。主、付微机采用并行通讯,整个系统由主控制器、控制屏(DDC)、显示装置(CRT)、打印机、远程操作台及串行通讯网络组成。但该电梯起初无法正常工作,电梯忽而上至顶层,忽而下降到底层,不按指令停层,后来发现未做功能性接地所致。该建筑是座旧楼无法利用钢筋混凝土钢筋作为联合接地,也无法做局部等电位联结。那么只有在机房内设置一根独立的接地线(绝缘线缆和动力线等截面),采用非金属接地模块独立式接地,接地电阻R≤0.4欧。接地极和原接地极距离为20~25m呈零电位。做了电梯功能性接地后,电梯正常工作已达5年之久,未出现过任何故障。(3)案例3新疆建筑设计探究院选用迅达电梯,对于功能性接地甲、乙双方持不同意见。VVVF型电梯同样是双微机结构。安装人员果断按厂里规定要求做独立式的功能性接地。我们考虑该业务楼是座智能建筑设有计算机网络和信息系统,强、弱电系统已经采用联合接地(共用接地)系统,《智能建筑设计标准》GB/T50-2000,第10.2.6条,联合接地电阻R≤1欧(而该楼的联合接地电阻实测为0.29欧),该建筑物内已经设置了总等电位联结和局部等电位联结。最后建筑单位采纳了等电位联结和联合接地方式,而没采用厂商提出的独立的功能性接地。因为独立的功能性接地做法经实践证实了并不利于计算机逻辑接地(单点接地),这是因为建筑物做了等电位联结,逻辑接地(单点接地)已不复存在了。在钢筋混凝土的高层民用建筑中功能性接地、保护性接地和防雷接地的三组接地装置要达到相互独立的要求是很难做到。而联合接地(共用接地)还可避免雷电的反击危害。经实测联合接地电阻R≤0.293欧。利用联合接地后,电梯运行至今一直正常。联合接地做功能性接地时接地线需从基础接出,不得和其它接地混接、短接,接地线宜选用25mm2~35mm2绝缘线缆。为保证人身平安和弱电系统的抗电磁干扰,局部等电位联结是最有效的办法之一。(4)案例4电子计算机中心的接地装置不但要满足人身的平安,还应满足电子计算机正常运行和网络系统设备的平安。办公自动化系统包括摘要:计算机、数字化设备等,除产品系列的不同外,高层、超高层建筑由于场地、位置、施工和投资等条件的限制,因此电子计算机在“接地”新问题上有着不同的见解,国外经济发达的国家也有不同的观点。电子计算机“接地”系统是比较复杂的,如处理不好将造成电子计算机不能正常工作。工作在弱信号条件下数字设备接地线的脉冲干扰不容忽视。目前计算机工作频率多在100MHZ、200MHZ今后甚至1000MHZ及1GHZ、10GHZ。这时分布电感,分布电容会引起电流通路的阻抗发生很大的变化,当这些参数对谐波产生共振时又会产生超出常态阻抗和能量,将会直接危及计算机网络系统的平安。有关电子计算机的接地有以下几种方式摘要:交流工作接地、平安保护接地、工作接地、防雷接地等四种接地方式,在智能建筑中宜采用联合接地(共用接地)。经过大量高层、超高层建筑接地方式的调研,联合接地完全可利用其结构钢筋和基础钢筋做接地装置。接地电阻一般值不会超过0.4欧,很适宜作为电子计算机的接地装置。但是中银广场的计算机中心和计算机机房装修设计人员,坚持计算机系统的接地采取单点接地(逻辑接地)。因此,花费了很大力气和资金从四楼计算中心机房,引出VV35m2单芯电缆,穿管经地下室引至室外距基础25m做了一组闭环式逻辑接地极,接地电阻为4欧。采用这种单点接地方式,计算机一直无法正常工作,后经建设单位探究决定,按照设计院设置的计算机房内局部等电位联结及联合接地做为电子计算机的接地,计算机经安装调试后至今一直运行良好。这是因为在同一建筑物内,采用同一个联合接地系统(共用接地系统),以避免不同接地系统间的电位差引发电气事故和干扰。做了建筑物总等电位联结包括局部等电位联结、局部信息系统的网形和星形等电位联结结构、利用钢筋混凝土钢筋做接地装置(含钢筋混凝土基础接地体),其联合接地(共用接地)接地电阻R≤0.4欧,远低于《智能建筑设计标准》GB/T50-2000的接地电阻R≤1欧的阻值要求。更远远小于电子计算机直流接地阻4欧的要求,即不花费投资又不费工,还保证电子计算机的正常工作,何乐而不为呢?目前计算机信息系统和网络系统的应用已遍及各行业各部门乃至家庭。目前防雷技术已提出“建筑物综合防雷系统”的概念,新国标《建筑物电子信息系统防雷规范》已批准实施。建筑防雷工程必须综合考虑,将外部防雷办法和内部防雷办法(接闪功能、分流影响、均衡电位、屏蔽功能、合理布线加装过电压保护等多项重要因素),作为整体来统一考虑防雷办法。从而使计算机电子信息系统、网络系统、布线系统在智能建筑中真正成为标准、灵活、平安、无误的网络和布线系统。5、新疆智能建筑市场发展的前景新疆维吾尔自治区地处祖国的大西北,和独联体接壤,占地面积为全国面积的1/6(约9600万平方公里),地下埋藏着丰富的石油、天然气和煤矿,还有铁矿、铜矿(2000万吨仅次于智利),铝矿和稀有金属,风力发电量居世界第二,仅次于美国。有丰富的火力发电、水力发电、风力发电和太阳能发电的资源。现阶段新疆还属于经济较不发达地区,和经济发达地区如上海、广州、深圳、北京等地相比,智能建筑的数量和标准上都还有着较大的差距。全国数千幢以上的智能建筑中,上海就有400幢之多。随着西部大开发,这几年国内外投资日益增多,国家投资了我区最长的数千公里光纤通信系统,使我区的通信系统和全国接轨。光纤通信使我区的通信得到了高速地发展,前不久塔北油田通信系统已做到光纤到桌面,乌市和塔北等油田的居住小区通信系统光纤已入户。光纤作为通信系统的传输线路,我区也已被广泛采用,随着经济建设的发展人类社会已进入信息社会,信息逐步渗透到人们工作、生活的各个领域。随着计算网络系统和通信网络系统的范围不断扩大及相关技术的高速发展,智能住宅小区、电力、高档写字楼、金融、会展中心、各级政府、生产建设兵团、校园,各行各业越来越依靠计算机技术、通信技术、网络技术和信息技术。就房地产商的业主目前也熟悉到戴上“智能大厦”的桂冠如摘要:高级写字楼、智能住宅小区轻易销售。自治区的1A智能住宅小区是由建设部下达的花园房产世纪花园及新特变的居住小区,现已竣工验收投入运行效果良好,销售率远比一般的住宅小区要高得多。很多业主重视到并提出效率管理,那种智能化得不偿失的说法已不复存在。克拉玛依石油和独山子石化总厂国家投资了500多亿,目前全疆住宅小区处于停滞状态,但克拉玛依市住宅小区纷纷上马,势头较猛。这些住宅小区,是按照国家建筑标准设计《住宅小区建筑电气设计和施工》03D603标准设计(新疆建筑设计探究院主编),包括强弱电设计。其中弱电包括平安防范系统、通信系统、信息管理系统、火灾报警和消防联动系统集中抄表系统等等。独山子市五万多平米的五星级宾馆已出基础,同时日本投资兴建五万多平米的高级写字楼正在设计。金融系统乌鲁木齐市和各地州市也正建设各分支机构。移动、联通和银监行通信系统各地州市都正兴建项目。新疆大学、石河子大学等大专院校,新疆医学院的探究生教学大楼,师范大学教学楼等等。前不久刚接到新疆生产建设兵团机关综合楼建办发出的兵团机关综合楼工程初步设计评审会议的邀请函中写到摘要:“兵团机关综合楼是集办公自动化、信息化、管理智能化、设备现代化、环保节能的高科技综合性智能建筑”。新疆大学电气工程学院为发展新疆智能建筑事业的发展不但开办了“智能建筑”专业,而且建立了智能建筑BAS实验室。根据需要,自治区党委和人民政府、军区都建立了高速、快捷、平安、可靠的通信网络系统。库车石化总厂的办公区综合布线投资高达1000万元。智能建筑已成为新的亮点,网上获取丰富多彩的信息服务已成为新的时尚,我区公用网络的发展必将随着信息社会的发展而腾飞,坚信网络技术及布线技术有着广阔的前途,在我区必将获得更加广泛的应用。参考资料摘要:1、谈工业以太网及其和智能建筑领域的应用方甲松《智能建筑》2004年第5期2、论建筑智能化工程的丙方监理陶根《智能建筑》2004年第8期3、有关智能建筑的思索马克•马冲《建筑智能化》2000年10月4、《低压电气装置的设计安装和检验》 智能建筑论文:智能建筑研究论文 〖摘要〗本文涉及提高智能建筑运行应注意的事项,智能建筑的标准及设计规范制订的 重要性,变送器(传感器)及执行器选择的原则等问题。 〖关键词〗智能建筑标准设计规范变送器执行器 智能建筑最近几年在我国发展很快。许多公共设施,高层建筑,甚至住宅小区都要求智能化,智能建筑热就要到来或已经到来。任何新事物刚一出现人们都有一个认识过程,一旦被人们认识了,很快就会引起一股热潮,但有热就会有冷,当热过了头的时候就要适当冷一点,否则会象人一样热过了头就会生病。一、我国智能建筑概况 我国智能建筑开始于80年后期与90年代初,1991年曾派人去当时瑞士能德公司(后改名为兰吉尔公司,是西门子楼字科技之金属公司,其楼字自控系统S600品牌为兰吉尔·驷法)进行了技术培训与学习。随后便与该公司联合在国内推广楼字自动化系统(BAS)。 1991年开始,我国建成不少智能建筑,但根据有关资料介绍,我国已建成的智能建筑有70%以上运行不正常,上述比例是否正确没有去分析过,但根据工作中接触的情况看,至今见到的运行正常,真正达到智能建筑标准的确实为数不多。造成投资浪费现象惊人。国家已经发现了再这样下去会造成更大的浪费,因此成立了智能建筑专家委员会,开始着手编制有关标准与设计规定,对智能建筑系统集成商进行资质审定工作。 智能建筑运行不正常,可分为以下几种情况:最严重的是系统处于停运状态,这种项目大都建于90年代初期,通过商订货,调试,验收及培训工作不完善,后期服务无法保证,出现问题找不到原订货商,找到了费用也很高;另一种情况是系统仍在运行,但只能进行显示与手动控制,这种情况比较多,部分自动控制能正常投入的项目不太多,达到自动控制全部投入运行,实现经济运行的工程确实不多,只有在近几年来人们注意了对供货商或商资质的审查,并对设计、调试、验收、培训及后期服务在合同中都作了明确规定之后,情况大有好转。 造成大量智能建筑不能正常运行的原因是多方面的,有些是对智能建筑定义认识不正确,有些是设计上的原因,有些是供货商的原因,有些是施工单位的原因。需要进行认真分析,总结经验,不断改进。 由于人们对智能建筑的定义认识不正确应该是实际上也不是的智能建筑也称为智能建筑去宣传到现场参观以后,当然就会对智能建筑产生误解这不仅有损于智能建筑,当然就会对智能建筑运行情况发挥经济效益与社会效益的调查形成误导。 电气施工图设计不完善也是智能建筑不能正常投入运行的一个重要原因,智能建筑中所涉及到的办公自动化系绞(OAS)通信自动化系统(CAS)与楼宇自动化系线(BAS)都是当前世界上的先进技术,设计单位很难一下掌握,熟悉起来要有一个过程,设计单位对选用系统不熟悉,施工图设计就相当困难,对每个系绞应包括那些内容,人家都有分歧,因此3A之后,又出现5A,把本来己经包括在楼宇自动化系统(BAS)中的消防自动化系统(FAs)与保安自动化系统(SAS)单独分出来。在国外楼宇自动化系统(BAS),当然应包括消防自动化系统(SAS)与保安自动化系统(FAS)。国内由于消防部门的要求,消防自动化系统(SAS)要单独设计,否则有关部门无法审批通过。办公自动化系统(OAS)与通信自动化系统(CAS)也要求由设计单位来完成设计。这两个系统施工图设计与产品的关系比较密切,各个厂家的产品在网结结构、产品功能及价格上判别也比较,施工图设计如果定了某一家产品,随着建设周期的拖延,资金的变化等原因,很难按设计图纸进行订货,订货一旦有变化,设计就要变化,所以办公自动化系统(OAS)与通信自动化系统(CAS)施工图设计只能作到综合布线,并提出一个概算,由于设计上认识的不统一,加上一个工程设备订货往往变化多次,这也是造成智能建筑不能正常运行,影响基本经济效益与社会效益的正常发挥的一个重要原因。 供货商及其产品质量也是影响智能建筑正常运行的一个重要因素,运行不正常,不能发挥其经济效益,造成投资浪费大都指楼宇自动化系统(BAS),因为楼宁自动化系统(BAS)运行不正常往往是无法保证自动控制正常投入运行,或者无法实现工况目动转换,以有效利用室外新风来节约能源,显示部分一般都能保证正常运行,由于不直接影响工作,就引不起业主的高度重视。国内智能建筑中所选用的楼宇自动化系统(BAS)基本都是国外产品,而且以兰吉尔、江森与霍尼威尔三大公司的产品为主。国外楼宇自动化系统(BAS)的供货都是从敏感元件、执行机构、阀门、变送器、现场控制站(子站)、网络服务器及所有软件成套供货,其产品质量是完全可以保证的,但国外供货商在现场调试,人员培训,后期服务等方面不能保证,特别在与甲方及施工单位配合上更难做好。设备到货,有些安装调试一结束,再进行联系就相当困难,后期服务费用甲方难以承受,这样就严重影响了楼宇自动化系统(BAS)的正常运行。 现场调试及后期务问题最近几年也引起了国外公司的重视,他们有的在国内寻找商或合作伙伴,有的办事处也开始配备这方面的人员,开始承接工程并负责现场调试与后期服务。所以最近几年智能建筑的楼宇自动化系统(BAS)正常投运率提高了很多。 施工单位的技术力量以及对国外产品的熟悉程度,也直接影响到楼宇自动化系统(BAS)的正常进行。接线错误,特别是因电源线与信号线接错,或地线接错引起设备损坏的现象时有发生。施工质量保证不了,接线混乱给现场调试及系统投运造成的影响是非常大的,所以有些供货商在签订合同时往往希望从工程安装开始承包,事实证明这种办法能够有效保证现场调试与系统的正常投运。但甲方能否接受,施工单位能否同意就很难保证。 二、智能建筑标准的制定 智能建筑中楼宇自动化系统(BAS)正常投运率低,造成投资与能源的大量浪费,己引起政府有关部门的重视,专门成立了智能化系统工程设计专家工作委员会,该委员会作为建设部勘筹设计司的顾问,参谋和助手,协助设计司开展工作,其中一项任务是协助政府制定有关标准、规范与行业法规。 智能化建筑设计标准如何制定,制定之后如何招待是一个值得探讨的问题。标准制订出来,大家就要执行,如果标准制定的不合理,制定出来以后大家都不去认真执行也就失去了制定标准的意义。 有些设计单位结合多年设计工作中的经验,制订了一个智能建筑设计标准,当地政府还发了文件要求本地区参照执行;这种积极性是值得学习的,但标准出来之后,也引起了许多不同看法。分析其原因主要是大家对智能建筑及其标准的制定理解与认识上差异较大。 市场经济情况下标准如何制订,制订出来以后又如何去执行,这都是一个新问题,有些专家建议标准按建筑面积制定,有些专家建议按行业划分来制定,有些专家建议按地区划分来制定,这些都需要由专家去论证,按建筑面积去制定,建筑面积达不到,但投资允许,实际使用又需要,就不能按标准去设计与施工,建成以后再改造如果按行业划分,那么多的省委大楼,市委大楼能否按标准去设计与建设值得讨论,按地区划分来制定问题就更大了,作为出来,让大家进行分析讨论是完全可以的,作为一个政府部门制定出来的标准规定什么地区可以建什么标准的智能化建筑,什么地区不能建什么标准的智能化建筑,可能就不太合适。所以智能化建筑标准的制定如何适应市场经济的发展要引起标准制定者的高度重视。三、智能化建筑设计规范的制定 设计规范在设计中起到法律的作用,国家制定的设计规范实际上就是建设单位与设计单位必须遵守的法规。安全性在智能化建筑中的位置是非常重要的,没有安全性,舒适性和使用性都无法保证。安全性包括人身安全与设备安全。智能化建筑人员集中,设备昂贵,安全性就尤为重要,所以智能化建筑必须严格遵守设计规范,所以大家都希望智能化建筑的设计规范早日制定。但仔细分析一下智能化建筑的设计规范如何制定,制定出来又如何执行都存在不少问题。就这个问题曾经拜访过国内制定电气专业有关设计规范编制的专家学者,他们介绍,设计规范一般都按专业制定,它要求各种类型的建筑物都要遵守,国外还没有类似的智能化建筑的设计规范供参考。 对电气专业来讲,国家颁布了许多规范,如35~110KV变电所设计规范(GB50059-92)。10KV及以下变电所设计规范(GB50053-94),低压配电设计规范(GB50057-95),建筑物防雷设计规范(GB50057-94),工业与民用电力装置的接地设计规范(GBJ65-83)电子计算机房设计规范(GB500174-93),工业计算机监控系统抗干扰技术规范(CECS81:96),建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范(修订本)(CECS72:97)以及消防设计规范等。智能建筑物的电气设计首先要遵守上述规范,不需要组织人力再去专门为智能化建筑制定一个专用的设计规范,否则一旦两个规范出现不统一,或设计施工与验收人员理解不一致,就会给建设工作造成混乱。 智能建筑必须遵守国家有关规范与法规,当然智能化建筑是一门技术先进的新的学科,人们应当集中讨论与研究分析一下国家有关规范与法规不能满足智能建筑的要求,然后再对国家有关规范与法规进行补充或修订,是否需要再单独编制一篇规范,要认真论证。 工作实践发现在计算机网络系统及计算机控制系统的安全防护方面,国家有关规范规定还不明确,而这方面的问题对智能化建筑的运行影响还比较大,轻则影响系统稳定运行,重则损坏吕贵的计算机系统,造成投资的重大损失,有时还破坏系统的数据,对大型网络系统,数据破坏带来的损失更为严重。在35~110KV变电所设计规范(GB50059-92),10KV及以下变电所设计规范(GB50053-94),低压配电设计规范(GB50054-95)及建筑物防雷设计规范(GB50057-94)中对过电压安全防护都作了一些规定,人们可以分析研究一下这些规定可否满足智能化建筑的要求,满足不了时,可进行修改或补充,特别是对低压配电设计规范(GB50054-95)进行补充或修改比较合适。在进行修改时,应注意到现在有些连接件或电子元器件本身已经有了能防止15KV过电压冲击的功能,电压防护等级已经很高,但能量吸收方面能否满足要求,还要和有关配电设计规范进行协调。 接地系统设计一直是困扰着计算机控制与网络系统以及通信系统的一个较重要的问题,这方面由于专业不同,看问题的角度就不同,认识也就很难统一。所以在工业与民用电力装置的臻地设计规范(GBJ65-83)制定时,没有明确计算机控制系统与通信系统的接地要求,严格讲计算机控制与网络系统,以及通信系统接地设计也属电气接地设计范畴,在安全接地方面也必须遵守国家规定的工业与民用电力装置的接地设计规范(GBJ65-83)。计算机控制与网络系统,以及通信系统本身地如何接,工业与民用电力装置的接地设计规范(GBJ65-83)就没有专题进行论述。我们也曾拜访过编制该规范的有关专家,双方还进行过讨论,结论是当时没有计算机专业的专家参加编制工作,国外虽然有些规范可以参考,对有些问题的认识与理解还不能统一,现在看来有必要进行补充或修订。当前在计算机控制或网络系统,以及通信系统的接地上还有一定分歧,其他线除保护接地外,还分为系统地、现场地、逻辑地、数字地、模拟地、信号地等,这么多种地线,有无重复,要由该专业方面的专家去认真分析研究,取得统一之后,才能对其如何接地作出合理的规定。接地方式有的提出要单独接地,但国家有关规范提出集中一点联合接地,这就发生了矛盾,接地电阻有的提出要求小于1Ω,有的要求小于2Ω,国家有关规范规定要求小子4Ω,这里也发生了矛盾,工作实践中曾遇到过有些计算机控制系统要求接地电阻小于0.5Ω(多见于国内计算机控制系统)。国外的计算机控制系统的接地电阻要求各个厂家也不统一,有的要求2Ω,有的要求4Ω,还有的要求10Ω,但没有遇到过小于1Ω的要求。分析其原因主要与计算机控制系统本身的硬件设计,产品加工制造质量有关,硬件设计越先进,产品加工质量越高,对接地电阻的要求就不那么小。 四、结束语 现在国内智能化建筑选用的设备大部分都从国外进口。但近几年来我国计算机系统技术水平与产品质量提高的也非常快,完全可以满足一些中小型智能化建筑的使用要求,造价比国外同类系统低很多。国内有些公司与大专院校也开发出国产的楼字自动化系统,但由于敏感元件、执行机构、阀门与变送器等没有形成配套开发与生产,给国产楼字自动化系统(BAS)的推广与应用造成较大影响,希望能引起政府有关部门与专家工作委员会的足够重视,给予大胆而必要的扶持。为了降低工程造价,我们在一些工业生产的空调系统中,敏感元件、执行机构。阀门与变送器选用国外产品,计算机系统自己开发,运行实践·证明这一方案不仅可节约投资,减少外汇使用,在实际应用中我们自己开发的计算机系统的软件更适合于值班人员使用,而且可以合理地实现空调系统各种运行工况的自动转换,对于温湿度控制精度要求高的工业生产空调系统,更应选用国内开发的计算机控制系统。温度控制精度要求±1℃或±0.5℃,湿度控制精度要求士3%以内时,现场调试周期长,现场各种干扰影响也比较大,这时就要优先考虑选用国内开发的计算机系统,以便通过软件的控制水平来满足温湿度控制的要求。在国内楼宇自动化系统(BAS)还没有从敏感元件开始形成配套生产之前,可以采取过渡的办法,敏感元件、执行机,阀门、变送器选用或部分选用国外产品,计算机控制系统选用国内开发的产品,对于一些中小型智能化建筑是完全可行的,这就需要大家都来支持,为楼宇自动化系统(BAS)早日实现国产化生产作出应有的贡献。 智能建筑论文:智能建筑电气施工图设计探究论文 摘要:本文根据不用户对施工图设计深度的要求,根据实践经验与国家新的标准与规范,对电气设计深度若干实践与理论问题进行了深入的探讨。在其基础上,给出了一般智能建筑电气施工图设计格式及设计深度具体要求。 关键词:设计规范智能建筑设计深度 为了适应因信息社会与智能建筑蓬勃发展而引发地设计规范与设计方法的改变,笔者从加强技术管理、满足现场施工要求以及提高工程图纸设计质量等方面,对电气施工图设计格式及设计深度进行研讨。 近年来,随着智能大厦的拔地而起,弱电系统的防雷措施已引起业界人士的普遍关注。中国建筑标准设计研究所对原国标图集《建筑物、构筑物防雷设施安装》(D562)和《独立避雷针》(D565)图集重新修订,从1999年12月2日开始实行新的国家标准图集《建筑物防雷设施安装》(99D562),该《图集》在原来标准的基础上,着重强调了弱电部分的过电压保护(信息系统及电子设备、电气设备)。由于连接工作站、服务器和客户机之间的电缆很长,冲击过电压的影响正成为数据丢失和系统失效的主要原因。另外,互联网的特性使得进入某一点的浪涌能沿着网络传播而破坏其它工作站,使得网络设备损坏的概率大为上升。可见,弱电过电压保护在电气施工图设计中,具有特别重要的意义。 《图集》(99D562)把雷电及过电压防护分为三个部分:外部防雷、内部防雷和过电压保护。其中 ⑴、外部防雷其中包括:接闪器(针、网、带)、引下线、接地装置、屏蔽。 ⑵、内部防雷其中包括:屏蔽隔离、等电位联结、安全距离。 ⑶、过电压保护是指雷击电磁脉冲(外部电涌防护)和内部操作过电压(内部近旁电涌防护)。一般而言,合理的屏蔽和接地是减少浪涌通过电压对人身及设备破坏的根本前提和途径,为保证电子设备免受浪涌过电压的破坏,应根据实际情况在电源系统、天线馈线系统、信号系统和接地系统等四个方面进行具体的设计,加装多级浪涌过电压防护器(浪涌保护器SPD是指限制瞬态过电压分走浪涌电流的元器件)。国家标准《建筑物防雷设施安装—99D562》对SPD(SurgeProtectivedevice)选型提出了具体的建议。智能大厦中有很多重要的电子设备安装于建筑物内,应当在电源进线处和电子设备供电处根据设备耐过压的能力装设多级SPD.对一、二类防雷建筑物电源的第一级保护应在总进线的配电柜前加“一级SPD”。其通流量In的设计要求:In≥40~80kA.第二级保护在UPS或分配电柜前加装“二级SPD”。其通流量In的设计要求:In≥40kA第三、四级电源保护在重要设备配电系统或工作电源前加装“三级SPD”其通流量In的设计要求:In≥5kA.另外,随着信息社会的发展,住宅智能设计(弱电设计)的重要性和在住宅设计中的地位越来越高,其技术的复杂和难度越来越大。因此,十五期间的住宅设计标准把这部分内容单独为一章。故在住宅智能方面的施工图设计中,应充分考虑技术的先进性、设备的标准化、网络的开放性、系统的可*性及可扩性等诸方面。例如:从综合布线方面考虑,每套住宅宜设置“信息配线箱”,电视、通信(电话和数据)、安全防范等管线可通过“信息配线箱”引出。 住户内设置信息配线箱,有以下好处: ⑴、通信线路接线方便,现在我们引入每套住宅的通信线路有计算机数据通信网络和市内电话网,为了使住户利用卧室或起居室的信息插座方便的在计算机数据通信网络和电话网中选择,在住宅内设置信息配线箱,使用户在计算机数据通信网络和电话网线路之间十分方便地跳线连接。 ⑵、有线电视线路接线方便,每套住宅可以只引进一路电视电缆,在信息配线箱内设置分支(分配)器,再引至卧室、起居室的各个电视终端。 ⑶、以后住宅的装修、线路变动等方便。 根据国家新的标准与规范及笔者的实践经验,下面给出智能建筑电气施工图设计格式及设计深度具体要求。 1、图纸目录、设计总说明及材料表 1.1、施工图设计文件符合初步设计及其批复文件要求,应文件完整、计算正确、图纸清晰、文字通顺、深度及格式符合质量管理体系的要求,能据以编制工程预算、进行非标准设备的制作工程施工、安装及工程验收。 1.2、图纸目录一般先列新绘制的图纸,后列所选用标准图或重复利用图纸(标准图及安装图选用准确合理)。同一系统内的图纸顺序一般应按干线系统图、平面图、剖面及大样图、控制原理图的顺序排列。大型或复杂工程因图纸较多,也可采取按系统划分分册编排的方式。 1.3、图纸首页应列设计总说明,主要设备及材料表紧随其后。不同系统的材料表宜有适当的分隔空行,以利区分;其它图纸排列顺序,一般应按高压到低压、前端至末端、强电到弱电的方式进行。 1.4、设计总说明书中应有对建设项目面积、高度、功能及防火等级主要数据的叙述,以利读图人及审查掌握。 1.5、大型或复杂工程的详细分项说明也可列在干线系统图中或第一张平面图上。大型或复杂工程照明和消防材料表可同时列于每张平面图中(但仍有汇总的材料表)。 1.6、设计依据、设计基础材料齐备,设计文件完整正确;内容和深度符合预结算及现场施工的要求;文字通顺、表达清楚、交代明确,同一工程中主要字体应始终保持一致,以保持图纸协调,不得有较大误差;对有众多管线的厂房应有管线综合图。 1.7、主要设备及材料表中应列出相应图例符号,干线系统中也应列出相应图例符号。电器设备及装置配件的安装高度,除图纸中有所交待外,一般可在材料表的附栏中有所提及。以利于图纸的阅读与理解。 1.8、设计依据中,凡有缺项设计的项目(如变配电所、消防、人防、建筑智能化、需由二次装饰设计确定的照明场所、多层及高层住宅内配电等),应作必要的说明。特别是涉及到建筑安全的,应将建设方有关委托资料存档备案。 1.9、设计条件书与设计计算书是工程设计的基础,工程项目审查人应在审查中认真查验、签署,且应按时归档,并作为工程设计报优的依据之一。 1.10、专业间互提要求,联系资料一般均应以书面方式,并按时归档存查,以保证设计基础资料的完整性。 2、总平面图施工图设计若干要求 2.1、供电系统(含特殊电源)、电力系统、室内外照明、防雷、防静电、接地及其他安全用电措施,其变电所及配电所的位置、设备选择、设备及线路布置原则符合初步设计及其批复文件要求,材料选择合理,有关措施,能满足生产及使用要求。 2.2、在总平面图上,应绘制电力电源的进线及敷设方式(从建筑轴线外起至建筑内受电处止),说明电源引入配电所或变电所的方式及楼层或标高,必要时须做出局部剖面图予以交待。 2.3、绘出建筑物内部配电或变电所的位置,并说明配电所及变电所需求电力电容器容量及变压器装机容量。 2.4、通信系统、自控系统、信号系统的站房及设备选择及线路布置原则符合初步设计及其批复文件要求,具体布线及有关措施合理可*,能满足生产及使用要求。 2.5、在总平面图上绘制通信交接间(箱)的位置,并标出通信干线引入的人孔位置及规格型号。选用人孔须标出其引用的标准图号,非标的必须出大样图说明。对建筑通信规模、容量及组成情况亦需加以说明。 2.6、对有线电视系统,应绘制信号同轴电缆的进线方向、位置,并标示出规格型号。 2.7、涉及有“建筑智能化”系统中相关系统工程的管线走向及埋要求,须在总平面中绘制。(智能化系统工程设计下面有详细说明)。 2.8、室外电气管线与其他专业管线出现平行排列或交错排列等复杂方式时,应绘制局部剖面图交待高度、埋深、间距和特殊的防护处理措施。 2.9、对有防腐蚀、防爆、恒温、恒湿及其他特殊要求的生产环境(如空气洁净度、防微振、防静电及电磁兼容等)有关强弱电系统,要按初步设计及其批复文件的要求,采取合理、可*的总体布局,以满足生产及使用要求。 智能建筑论文:智能建筑中谐波危害与防治探析论文 【论文关键词】智能建筑;谐波;公用电网 【论文摘要】近年来,随着国家工业化和建筑智能化水平的不断提高,现代建筑中的谐波危害也与越来越大,本文分析了危害的产生,从两种性能滤波器的选择给出了谐波的防治措施,仅供参考。 随着技术的进步和计算机时代的到来,国家工业化和建筑智能化水平不断提高,大容量电力整流、换流设备以及电子设备在各工业部门和电力系统及其自动控制中的广泛应用,产生谐波的设备及数量均己剧增,并将继续增长。实践表明,来自供电系统的多种异常波形对敏感的电子设备的正常运行构成了严重威胁,甚至毁坏硬件,数据丢失,所造成的经济损失是巨大的。智能建筑中大量的电子设备及电气设备产生的谐波对配电系统污染严重,随着智能建筑及智能小区的迅速发展,若治理不力,这种污染愈来愈重,将成为公用电网的主要污染源。因此现代智能建筑电气设计中必须很慎重地考虑谐波以及它的不良影响,综合治理好智能建筑的谐波和无功功率,对提高公用电网的电能质量以及提高智能建筑的功能和效益等方面有十分重要的意义。 1谐波的概念 国际上公认的谐波定义为:“谐波是一个周期电气量的正弦波分量,其频率为基波频率的整数倍”。波形畸变是指交流电力系统中电压或电流波形偏离正弦波。一个具有非正弦波形的周期变量可以用一组正弦变量及恒定分量之和来表示。频率与原波形的频率相同的分量称为基波,其余频率为基波整数倍的分量为谐波(hannonic)。谐波频率和基波频率的比值称为谐波的次数。所讨论的非正弦畸变波形应该是周期性重复而且持续一段时间的过程,所以谐波是属于稳态范畴的念。 2谐波的危害 近年来,随着社会的发展、科技的进步,电力系统的谐波源也发生了很大的变化。目前,日益增长的非线性负荷的应用引起的谐波电流将会给电缆、变压器机带来麻烦。智能建筑中产生的谐波电压和谐波电流,对配电系统是一种污染,楼宇中的终端电气设备与电子设备及楼宇智能化系统用电环境恶化,并的通信系统甚至配电系统以外的设备带来危害。智能建筑中谐波主要来自于两方面,一是大量非线性负荷形成的谐波源,导致配电系统的电压、电流发生畸变,产生谐波;二是公用电网本身具有一定的谐波含量和配电变压器等作为谐波源产生的谐波,由网侧传输至配电系统。 2.1附加谐波损耗的产生谐波也能使一些大容量电力整流、换流设备以及电子设备产生谐波损耗。一些附加谐波损耗的包括:其一,由于变压器的温度升高,它的产生由于:谐波电流能增加变压器的铜损和漏磁损耗或者是谐波电压能增加铁损。其二,电动机过热或者产生附加力矩,由于它使电机主磁通呈脉动性,将产生高频噪音、振动和转动的周期变动,容易与机座发生共振现象,破坏机械设备本体,危害的严重性与谐波电压、谐波电流以及旋转电机的型式和结构有关。其三,谐波能引起电容器过热、过压,谐波电压使电容器产生额外的功率损耗,并联电容器其容抗随着谐波频率增大而减少,产生过电流,加速绝缘老化进程,增加绝缘击穿故障。 2.2谐波能损坏敏感电子设备谐波对敏感电子设备的主要影响有:①对过零检测以基波频率为基准的电子设备,因谐波的的影响造成过零误动作,这种多个过零破坏电子设备的运行,最明显的是数字时钟,任何应用过零原理的同步元件都应考虑这种影响。半导体器件经常在电压过零时投入,以降低电磁干扰和涌流,多次过零会改变器件投入时间,破坏设备的运行。②电力电子电源使用波形的峰值以维持滤波电容器的全充电。谐波畸形可提高或削平波峰的峰值。其结果是即使均方根值的输入电压是正常的,电力电源将实际在高的或低的输入电压下,严重时设备的运行可能遭到破坏。③谐波会引起楼宇自动化、消防报警、办公自动化、安全防范等系统的电子装置误动作,甚至无法工作。转 2.3谐波恶化电力电缆绝缘和母线过热电缆的分布电容可使谐波放大,谐波流过电力电缆时,所产生的集肤效应将会加重,使电缆产生过热,附加损耗增大。谐波引起电缆损坏的主要原因是浸渍绝缘的局部放电、介损和温升的增大。电缆的额定等级愈高,谐波引起电缆介质不稳定的危险性愈大。谐波电压引起的电压波形畸变会影响线路正常运行,当谐波电压与基波电压波峰重合时,可能使线路的电晕问题变得严重。在电网低谷负荷下当电网电压上升而谐波电压也升高的时刻,电缆更容易出现故障。 2.4降低开关设备的开断能力高次谐波含量较高的电流将使断路器的分断能力降低。这是因为当电流有效值相同时,波形畸变严重的电流与工频正弦波形的电流相比较大。当存在严重的谐波电流时,某些断路器的磁线圈不能常工作,开断将更为困难,而且由于开断时间延长而延长了故障电流切除时间因而造成快速重合闸后的再燃。各种中压断路器在截断电感电流时,可能发生大的谐频涌波电压和重燃现象,这和截流过程中激发的暂态参数谐振有关,并且常常受到附近电容器的响声。 3简述谐波的控制方法 以上列举了几种危害以及危害产生的原因,就其特点我们主要是从以下两方面考虑:一是装设谐波补偿装置来补偿谐波,这对各种谐波源都是适用的;二是对电力电子装置本身进行改造,使其不产生谐波。 3.1采用无源调谐滤波器以前传统的谐波补偿办法主要是采用LC组成的无源调谐滤波器,由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成。它利用电容、电感在谐波频率时发生谐振,提供谐波入地的低阻通路,使谐波导入大地脱离电网。它的优点是:在基波时呈容性,能够同时补偿电网中感性无功功率,具有结构简单、技术成熟、前期投资少、功率容量大、运行可靠性高、运行费用低等优点,一直被广泛使用。但它缺点也较多:受电网阻抗和运行状态影响大,易和系统发生并联谐振,导致谐波放大,甚至过载烧毁;它也只能补偿固定频率的谐波,当所需补偿谐波较多时需装置多组滤波器,既增加了成本也降低了可靠性。 3.2有源电力滤波器有源滤波器是20世纪80年代以来逐渐兴起的谐波抑制新方法,目前己成为谐波抑制的一种趋势。它的优点是:能对频率和大小都变化的谐波和无功进行补偿,可以弥补无源滤波器的不足,获得比无源滤波器更好的补偿特性,是一种理想的补偿谐波装置。与无源滤波器相比,有源滤波器有以下优点:①为高次谐波电流源,不受系统阻抗的影响。②没有共振现象,系统结构的变化不会影响补偿效果。③原理上比LC滤波器更为优越,用一台装置就能完成各次谐波的补偿。④即使高次谐波的频率发生变化,也能完全补偿。有源电力滤波器的变流电路可分为电压型和电流型,目前实际应用的装置中90%以上是电压型。从与负载连接形式的角度可分为并联型有源电力滤波器和串联型有源电力滤波器两大类。现在运行的装置几乎都是并联型,上述类型都可以单独使用也可以和LC滤波器混合使用。目前,有源电力滤波器的研究主要集中在交流有源电力滤波器,直流有源电力滤波器的研究也在逐步开展,典型的研究之一是在直流输电系统中的应用。 3.3高功率因数变流器整流装置是电力系统的主要谐波源。对整流装置改进,使其尽量不产生谐波,并且电流电压同相位,称高功率因数整流器或高功率因数变流器。①采用整流电路的多重化。②采用脉宽调制整流电路。③采用带斩波器的二极管整流电路。④矩阵式变频电路。
工程测量论文:工程测量学发展管理论文 摘要:本文对工程测量学重新进行了定义,指出了该学科的地位和研究应用领域;阐述了工程测量学领域通用和专用仪器的发展;在理论方法发展方面,重点对平差理论、工程网优化设计、变形观测数据处理方法进行了归纳和总结。扼要地叙述了大型特种精密工程测量在国内外的发展情况。结合科研和开发实践,简介了地面控制与施工测量工程内外业数据处理一体化自动化系统——科傻系统。最后展望了21世纪工程测量学若干发展方向。 关键词:工程测量工业测量精密工程测量测量机器人工程网优化设计 一、学科地位和研究应用领域 1.学科定义 工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。 2.学科地位 测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现展的一级学科。该学科无论怎样发展,服务领域无论怎样拓宽,与其他学科的交叉无论怎样增多或加强,学科无论出现怎样的综合和细分,学科名称无论怎样改变,学科的本质和特点都不会改变。总的来说,整个学科的二级学科仍应作如下划分: ——大地测量学(包括天文、几何、物理、卫星和海洋大地测量); ——工程测量学(含近景摄影测量和矿山测量); ——航空摄影测量与遥感学; ——地图制图学; ——不动产地籍与土地整理。 3.研究应用领域 目前国内把工程建设有关的工程测量按勘测设计、施工建设和运行管理三个阶段划分;也有按行业划分成:线路(铁路、公路等)工程测量、水利工程测量、桥隧工程测量、建筑工程测量、矿山测量、海洋工程测量、军事工程测量、3维工业测量等,几乎每一行业和工程测量都有相应的著书或教材。 由Hennecke,Mueller,Werner3个德国人所编著的工程测量学,主要按下述内容进行划分和编写:①测量仪器和方法;②线路、铁路、公路建设测量;③高层建筑测量;④地下建筑测量;⑤安全监测;⑥机器和设备测量。 由于工程测量的研究应用领域非常广泛,发展变化也很快,因此写书十分困难。目前国内外没有一本全面涉及工程测量学理论、技术、方法和实际应用的现代专著或教材。 国际测量师联合会(FIG)的第六委员会称作工程测量委员会,过去它下设4个工作组:测量方法和限差;土石方计算;变形测量;地下工程测量。此外还设了一个特别组:变形分析与解释。现在,下设了6个工作组和2个专题组。6个工作组是:大型科学设备的高精度测量技术与方法;线路工程测量与优化;变形测量;工程测量信息系统;激光技术在工程测量中的应用;电子科技文献和网络。2个专题组是:工程和工业中的特殊测量仪器;工程测量标准。 德国、瑞士、奥地利3个德语语系国家自50年起组织每3~4年举行一次的“工程测量国际学术讨论会”。过去把工程测量划分为以下几个专题:测量仪器和数据获取;数据解释、处理和应用;高层建筑和设备安装测量;地下和深层建筑测量;环境和工程建筑物变形监测。 1992年第11届讨论会的专题是:测量理论与测量方案;测量技术和测量系统;信息系统和CAD;在建筑工程和工业中的应用。 1996年的第12届讨论会的专题是:测量和数据处理系统;监测和控制;在工业和建筑工程中的质量问题;数据模型和信息系统;交叉学科的大型工程项目。 从以上可见,工程测量学的研究领域既有相对的固定性,又是不断发展变化的。笔者认为,工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障,满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。 二、工程测量仪器的发展 工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。电脑型全站仪配合丰富的软件,向全能型和智能化方向发展。带电动马达驱动和程序控制的全站仪结合激光、通讯及CCD技术,可实现测量的全自动化,被称作测量机器人。测量机器人可自动寻找并精确照准目标,在1s内完成一目标点的观测,像机器人一样对成百上千个目标作持续和重复观测,可广泛用于变形监测和施工测量。GPS接收机已逐渐成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用。将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起,称超全站仪或超测量机器人。它将GPS的实时动态定位技术与全站仪灵活的3维极坐标测量技术完美结合,可实现无控制网的各种工程测量。 专用仪器是工程测量学仪器发展最活跃的,主要应用在精密工程测量领域。其中,包括机械式、光电式及光机电(子)结合式的仪器或测量系统。主要特点是:高精度、自动化、遥测和持续观测。 用于建立水平的或竖直的基准线或基准面,测量目标点相对于基准线(或基准面)的偏距(垂距),称为基准线测量或准直测量。这方面的仪器有正、倒锤与垂线观测仪,金属丝引张线,各种激光准直仪、铅直仪(向下、向上)、自准直仪,以及尼龙丝或金属丝准直测量系统等。 在距离测量方面,包括中长距离(数十米至数公里)、短距离(数米至数十米)和微距离(毫米至数米)及其变化量的精密测量。以ME5000为代表的精密激光测距仪和TERRAMETERLDM2双频激光测距仪,中长距离测量精度可达亚毫米级;可喜的是,许多短距离、微距离测量都实现了测量数据采集的自动化,其中最典型的代表是铟瓦线尺测距仪DISTINVAR,应变仪DISTERMETERISETH,石英伸缩仪,各种光学应变计,位移与振动激光快速遥测仪等。采用多谱勒效应的双频激光干涉仪,能在数十米范围内达到0.01μm的计量精度,成为重要的长度检校和精密测量设备;采用CCD线列传感器测量微距离可达到百分之几微米的精度,它们使距离测量精度从毫米、微米级进入到纳米级世界。 高程测量方面,最显著的发展应数液体静力水准测量系统。这种系统通过各种类型的传感器测量容器的液面高度,可同时获取数十乃至数百个监测点的高程,具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续测量等特点。两容器间的距离可达数十公里,如用于跨河与跨海峡的水准测量;通过一种压力传感器,允许两容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。 与高程测量有关的是倾斜测量(又称挠度曲线测量),即确定被测对象(如桥、塔)在竖直平面内相对于水平或铅直基准线的挠度曲线。各种机械式测斜(倾)仪、电子测倾仪都向着数字显示、自动记录和灵活移动等方向发展,其精度达微米级。 具有多种功能的混合测量系统是工程测量专用仪器发展的显著特点,采用多传感器的高速铁路轨道测量系统,用测量机器人自动跟踪沿铁路轨道前进的测量车,测量车上装有棱镜、斜倾传感器、长度传感器和微机,可用于测量轨道的3维坐标、轨道的宽度和倾角。液体静力水准测量与金属丝准直集成的混合测量系统在数百米长的基准线上可精确测量测点的高程和偏距。 综上所述,工程测量专用仪器具有高精度(亚毫米、微米乃至纳米)、快速、遥测、无接触、可移动、连续、自动记录、微机控制等特点,可作精密定位和准直测量,可测量倾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度,还可测振动频率以及物体的动态行为。 三、工程测量理论方法的发展 1.测量平差理论 最小二乘法广泛应用于测量平差。最小二乘配置包括了平差、滤波和推估。附有限制条件的条件平差模型被称为概括平差模型,它是各种经典的和现代平差模型的统一模型。测量误差理论主要表现在对模型误差的研究上,主要包括:平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断;模型误差对参数估计的影响,对参数和残差统计性质的影响;病态方程与控制网及其观测方案设计的关系。由于变形监测网参考点稳定性检验的需要,导致了自由网平差和拟稳平差的出现和发展。观测值粗差的研究促进了控制网可靠性理论,以及变形监测网变形和观测值粗差的可区分性理论的研究和发展。针对观测值存在粗差的客观实际,出现了稳健估计(或称抗差估计);针对法方程系数阵存在病态的可能,发展了有偏估计。与最小二乘估计相区别,稳健估计和有偏估计称为非最小二乘估计。 巴尔达的数据探测法对观测值中只存在一个粗差时有效,稳健估计法具有抵抗多个粗差影响的优点。建立改正数向量与观测值真误差向量之间的函数关系,可对多个粗差同时进行定位和定值,这种方法已在通用平差软件包中得到算法实现和应用。 方差和协方差分量估计实质上是精化平差的随机模型,过去一直仅停留在理论的研究上。实际中,要求对多种观测量进行综合处理,因此,方差分量估计已成为测量平差的必备内容了。目前,通用平差软件包中已增加了该功能,但还需要在测量规范中明确提出来。 需要指出的是:许多测量作业单位喜欢采用附合导线进行逐级加密,主要依据目前规范中有关一、二、三级导线和图根导线的规定。无疑附合导线具有许多优点,但由于多余观测少,发现和抵抗粗差的能力较弱,不宜滥用。建立一个区域的控制,首级网点采用GPS测量,下面最好用一个等级的导线网作全面加密。从测量平差理论来看,全面布设的导线网具有更好的图形强度,精密较均匀,可靠性也较高。 2.工程控制网优化设计理论和方法 网的优化设计方法有解析法和模拟法两种。解析法是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件,解求目标函数的极大值或极小值。一般将网的质量指标作为目标函数或约束条件。网的质量指标主要有精度、可靠性和建网费用,对于变形监测网还包括网的灵敏度或可区分性。对于网的平差模型而言,按固定参数和待定参数的不同,网的优化设计又分为零类、一类、二类和三类优化设计,涉及到网的基准设计,网形、观测值精度以及观测方案的设计。在工程测量中,施工控制网、安装控制网和变形监测网都需要作优化设计。由于采用GPS定位技术和电磁波测距,网的几何图形概念与传统的测角网有很大的区别。除特别的精密控制网可考虑用专门编写的解析法优化设计程序作网的优化设计外,其他的网都可用模拟法进行设计。模拟法优化设计的软件功能和进行优化设计的步骤主要是:根据设计资料和地图资料在图上选点布网,获取网点近似坐标(最好将资料作数字化扫描并在微机上进行)。模拟观测方案,根据仪器确定观测值精度,可进一步模拟观测值。计算网的各种质量指标如精度、可靠性、灵敏度。精度应包括点位精度、相邻点位精度、任意两点间的相对精度、最弱点和最弱边精度、边长和方位角精度。进一步可计算坐标未知数的协方差阵或部分点坐标的协方差阵,协方差阵的主成份计算,特征值计算,点位误差椭圆、置信椭圆的计算等。可靠性包括每个观测值的多余观测分量(内部可靠性)和某一观测值的粗差界限值对平差坐标的影响(外部可靠性)。灵敏度包括灵敏度椭圆、在给定变形向量下的灵敏度指标以及观测值的灵敏度影响系数。将计算出的各质量指标与设计要求的指标比较,使之既满足设计要求,又不致于有太大的富余。通过改变观测值的精度或改变观测方案(增加或减少观测值)或局部改变网形(增加或减少网点)等方法重新作上述设计计算,直到获取一个较好的结果。 在实践中,总结出了下述优化设计策略:先固定观测值的精度,对选取的网点,观测所有可能的边和方向,计算网的质量的指标,若质量偏低,则必须提高观测值的精度。在某一组先验精度下,若网的质量指标偏高了,这时可按观测值的内部可靠性指标ri,删减观测值。ri太大,说明该观测值显得多余,应删去;若ri很小,则该观测值的精度不宜增加。这种根据ri大小来删除观测值的方法称为从“密”到“疏”,从“肥”到“瘦”的优化策略。 从模拟法优化设计的整个过程来看,它是一种试算法,需要有一个好的软件。该软件除具有通用平差软件的功能外,在成果输出的多样性、直观性,在可视化以及人机交互界面设计方面都有更高要求。同时也要求设计者具有坚实的专业知识和丰富的经验。 用模拟法可获得一个相对较优且切实可行的方案,可进一步用模拟观测值作网的平差计算,同时可模拟观测值粗差并计算对结果的影响。这种方法称为数学扭曲法或蒙特卡洛法。对于一个精度、可靠性以及灵敏度要求极高的监测网或精密控制网,作上述优化设计和精细计算是十分必要的。国内在这方面的应用报道较少。多是为了安全起见,有较大的质量富余,建网费用偏高。网优化设计费用很少,所带来的效益较大,凡是较重要的工程控制网,都应作优化设计。 3.变形观测数据处理 工程建筑物及与工程有关的变形的监测、分析及预报是工程测量学的重要研究内容。其中的变形分析和预报涉及到变形观测数据处理。但变形分析和预报的范畴更广,属于多学科的交叉。 (1)变形观测数据处理的几种典型方法 根据变形观测数据绘制变形过程曲线是一种最简单而有效的数据处理方法,由过程曲线可作趋势分析。如果将变形观测数据与影响因子进行多元回归分析和逐步回归计算,可得到变形与显著性因子间的函数关系,除作物理解释外,也可用于变形预报。多元回归分析需要较长的一致性好的多组时间序列数据。 若仅对变形观测数据,可采用灰色系统理论或时间序列分析理论建模,前者可针对小数据量的时间序列,对原始数列采用累加生成法变为生成数列,因此有减弱随机性、增加规律性的作用。如果对一个变形观测量(如位移)的时间序列,通过建立一阶或二阶灰微分方程提取变形的趋势项,然后再采用时序分析中的自回归滑动平均模型ARMA,这种组合建模的方法,可分性好且具有以下显著优点:将非平稳相关时序转化为独立的平衡时序;具有同时进行平滑、滤波和推估的作用;模型参数聚集了系统输出的特征和状态;这种组合模型是基于输出的等价系统的理想动态模型。 把变形体视为一个动态系统,将一组观测值作为系统的输出,可以用卡尔曼滤波模型来描述系统的状态。动态系统由状态方程和观测方程描述,以监测点的位置、速率和加速率参数为状态向量,可构造一个典型的运动模型。状态方程中要加进系统的动态噪声。卡尔曼滤波的优点是勿需保留用过的观测值序列,按照一套递推算法,把参数估计和预报有机地结合起来。除观测值的随机模型外,动态噪声向量的协方差阵估计和初始周期状态向量及其协方差阵的确定值得注意。采用自适应卡尔曼滤波可较好地解决动态噪声协方差的实时估计问题。卡尔曼滤波特别适合滑坡监测数据的动态处理;也可用于静态点场、似静态点场在周期的观测中显著性变化点的检验识别。 对于具有周期性变化的变形观测时间序列,通过Fourier变换,可将时域内的信息转变到频域内分析,例如大坝的水平位移、桥梁的垂直位移都具有明显的周期性。在某一观测时刻的观测值数字信号可表示为许多个不同频率的谐波分量之和,通过计算各谐波频率的振幅,最大振幅以及所对应的主频率等,可揭示变形的周期变化规律。若将变形体视为动态系统,变形视为输出,各种影响因子视为输入,并假设系统是线性的,输入输出信号是平稳的,则通过频谱分析中的相干函数、频响函数和响应谱函数估计,可以分析输入输出信号之间的相干性,输入对系统的贡献(即影响变形的主要因素及其频谱特性)。 (2)变形的几何分析与物理解释 传统的方法将变形观测数据处理分为变形的几何分析和物理解释。几何分析在于描述变形的空间及时间特性,主要包括模型初步鉴别、模型参数估计和模拟统计检验及最佳模型选取3个步骤。变形监测网的参考网、相对网在周期观测下,参考点的稳定性检验和目标点和位移值计算是建立变形模型的基础。变形模型既可根据变形体的物理力学性质和地质信息选取,也可根据点场的位移矢量和变形过程曲线选取。此外,前述的时间序列分析,灰色理论建模、卡尔曼滤波以及时间序列频域法分析中的主频率和振幅计算等也可看作变形的几何分析。 变形的物理解释在于确定变形与引起变形的原因之间的关系,通常采用统计分析法和确定函数法。统计分析法包括多元回归分析、灰色系统理论中的关联度分析以及时间序列频域法分析中的动态响应分析等。统计分析法以实测资料为基础,观测资料愈丰富、质量愈高,其结果愈可靠,且具有“后验”性质,它与变形的几何分析具有密切的关系,是测量工作者最熟悉和乐于采用的方法。确定函数法是根据变形体的物理力学参数,建立力(荷载)和变形之间的函数关系如位移场的微分方程,在边界条件已知时,采用有限元法解微分方程,可得到变形体有限元结点上的变形。采用有限元法,可以计算混凝土大坝、矿山地表以及滑坡在外力(表面力和体力)作用下的位移值。这种方法不需要监测数据(监测数据仅作检验用),具有“先验”性质。只要有限元划分得当,变形体的物理力学参数(如杨氏弹性模量,泊松比,内摩擦角、内聚力以及容重等)选取得较好,该法无疑是一种多快好省的方法,目前有许多有限元计算软件如COSMOS/M供用。但变形体的物理力学参数的确定和所建立的微分方程都带有一定的假设,有时用有限元法计算的值与实测值有较大的差异,这就导致了将两种方法相结合的综合分析法,以及根据实测值按一定理论反求变形体物理力学参数的反演分析法,通过反演解算,重新用有限元法作修正计算。相对于有限元法,条分法用于边坡稳定性分析、计算和评价更为简单,其中萨尔码(SARMA)法应用最普遍,根据力学模型、几何条件和静力平衡方程,对平衡条件作迭代计算,可定量的得到边坡稳定性评价指标——稳定安全系统。一般要求对条分法和有限元法同时使用。上述方法对大多数测量工作者来说较为陌生,用确定函数法进行地变形的物理解释和预测属于学科交叉领域,需要与地质和工程结构方面的人员合作。 (3)变形分析与预报的系统论方法 用现代系统论为指导进行变形分析与预报是目前研究的一个方向。变形体是一个复杂的系统,它具有多层次高维的灰箱或黑箱式结构,是非线性的,开放性(耗散)的,它还具有随机性,这种随机性除包括外界干扰的不确定性外,还表现在对初始状态的敏感性和系统长期行为的混沌性。此外,还具有自相似性、突变性、自组织性和动态性等特征。 按系统论方法,对变形体系统一般采用输入—输出模型和动力学方程两种建模方法进行研究,前者系针对黑箱或灰箱系统建模,前述的时序分析、卡尔曼滤波、灰色系统建模、神经网络模型乃至多元回归分析法都可以视为输入—输出建模法。采用动力学方程建模与变形物理解释中的确定函数法相似,系根据系统运动的物理规律建立确定的微分方程来描述系统的运动演化。但对动力学方程不是通过有限元法求解,而是在对系统受力和变形认识的基础上,用低阶的简化的在数学上可解和可分析的模型来模拟变形过程,模型解算的结果基本符合客观事实。例如用弹簧滑块模型模拟地震过程的混沌状态和高边坡的粘滑过程,用单滑块模型模拟大坝的变形过程,用尖点突变模型解释大坝失稳的机理。对动力学方程的解的研究是系统论分析方法的优秀,为此引入了许多与动力系统有关的基本概念,这些概念与变形分析和预报密切相关,它们是:状态空间或相空间(称解空间)、相轨线、吸引子、相体积、李亚普诺夫指数和柯尔莫哥洛夫熵等。例如相轨线代表相点运动的迹线,每一个相点代表状态向量(变形、速率或影响因子)在某一时刻的解;吸引子代表系统的一种稳定的运动状态,它可以是一个稳定的相点位,环或环面,也可以是相空间的一个有限区域,对于局部不稳定的非线性系统,将出现分数维的奇怪吸引子,表示系统将出现混沌状态。李亚普诺夫指数描述系统对于初始条件的敏感特征,根据其符号可以判断吸引子的类型以及轨线是发散的还是吸引(收敛)的。柯尔莫哥洛夫熵则是系统不确定性的量度,由它可导出系统变形平均可预报的时间尺度。对变形观测的时间序列(如位移量)进行相空间重构,并按一定的算法计算吸引子的关联维数,柯尔莫哥洛夫熵和李亚普诺夫指数等,可在整体上定性地认识变形的规律。另外,也可根据监测资料,反演变形体系统的非线性动力学方程。 系统论方法还涉及变形体运动稳定性研究,这种稳定性在数学上可转化为微分方程稳定性的研究,主要采用李亚普诺夫提出的判别方法。 系统论方法涉及到许多非线性科学学科的知识,如系统论、控制论、信息论、突变论、协同论、分形、混沌理论、耗散结构等。上述理论远不是工程测量工作者所能掌握的,将系统论方法与变形分析与预报相结合的研究只是初步的,希望有更多的青年学者加入到这一研究领域来。 四、大型特种精密工程测量 大型特种精密工程建设和对测绘的要求是工程测量学发展的动力。这里仅简单介绍国内外有关情况。 1.国内览胜 三峡水利枢纽工程变形监测和库区地壳形变、滑坡、岩崩以及水库诱发地震监测,其规模之大,监测项目之多,都堪称世界之最。不仅采用目前国内外最成熟最先进的仪器、技术,在实践中也在不断发展新的技术和方法,如对滑坡体变形与失稳研究的计算机智能仿真系统;拟进行研究的三峡库区滑坡泥石流预报的3S工程等,都涉及到精密工程测量。隔河岩大坝外部变形观测的GPS实时持续自动监测系统,监测点的位置精度达到了亚毫米。该工程用地面方法建立的变形监测网,其最弱点精度优于±1.5mm。 北京正负电子对撞机的精密控制网,精度达±0.3mm。设备定位精度优于±0.2mm,200m直线段漂移管直线精度达±0.1mm。大亚湾核电站控制网精度达±2mm,秦山核电站的环型安装测量控制网精度达±0.1mm。 上海杨浦大桥控制网的最弱点精度达±0.2mm,桥墩点位标定精度达±0.1mm;武汉长江二桥全桥的贯通精度(跨距和墩中心偏差)达毫米级。高454m的东方明珠电视塔对于长114m、重300t的钢桅杆天线,安装的垂准误差仅±9mm。 长18.4km的秦岭隧道,洞外GPS网的平均点位精度优于±3mm,一等精密水准线路长120多公里。目前辅助隧道已贯通,仅一个贯通面的情况下,横向贯通误差为12mm,高程方向的贯通误差只有3mm。 2.国外简述 国外的大型特种精密工程更不胜枚举。以大型粒子加速器为例,德国汉堡的粒子加速器研究中心,堪称特种精密工程测量的历史博物馆。1959年建的同步加速器,直径仅100m,1978年的正负电子储存环,直径743m,1990年的电子质子储存环,直径2000m。为了减少能量损失,改用直线加速器代替环形加速器,正在建的直线加速器长达30km,100~300m的磁件相邻精度要求优于±0.1mm,磁件的精密定位精度仅几个微米,并能以纳米级的精度确定直线度。整个测量过程都是无接触自动化的。用精密激光测距仪TC2002K距离测量,其测距精度与ME5000相当,对平均边长为50m的3800条边,改正数小于0.1mm的占95%。美国的超导超级对撞机,其直径达27km,为保证椭圆轨道上的投影变形最小且位于一平面上,利用了一种双重正形投影。所作的各种精密测量,均考虑了重力和潮汐的影响。主网和加密网采用GPS测量,精度优于1×10-6D。 露天煤矿的大型挖煤机开挖量的动态测量计算系统(德国)。大型挖煤机长140m,高65m,自重8000t,其挖斗轮的直径17.8m,每天挖煤量可达10多万吨。为了实时动态地得到挖煤机的采煤量,在其上安置了3台GPS接收机,与参考站无线电实时数据传输和差分动态定位,挖煤机上两点间距离的精度可达±1.5cm。根据3台接收机的坐标,按一定几何模型可计算出挖煤机挖斗轮的位置及采煤层截曲面,可计算出采煤量,经对比试验,其精度达7%~4%。这是GPS,GIS技术相结合在大型特种工程中应用的一个典型例子。 核电站冷却塔的施工测量系统。南非某一核电站的冷却塔高165m,直径163m。在整个施工过程中,要求每一高程面上塔壁中心线与设计的限差小于±50mm,在塔高方向上每10m的相邻精度优于10mm。由于在建造过程中发现地基地质构造不良,出现不均匀沉陷,使塔身产生变形。为此,要根据精密测量资料拟合出实际的塔壁中心线作为修改设计的依据。采用测量机器人用极坐标法作3维测量,对每一施工层,沿塔外壁设置了1600多个目标点,在夜间可完成全部测量工作。对大量的测量资料通过恰当的数据处理模型使精度提高了一至数倍,所达到的相邻精度远远超过了设计要求。精密测量不仅是施工的质量保证,也为整治工程病害提供了可靠的资料,同时也能对整治效果作出精确评价。 瑞士阿尔卑斯山的特长双线铁路隧道哥特哈德长达57km,为该工程特地重新作了国家大地测量(LV95),采用GPS技术施测的控制网,平面精度达±7mm,高程精度约±2cm。以厘米级的精度确定出了整个地区的大地水准面。为加快进度和避开不良地质段,中间设了3个竖井,共4个贯通面,横向贯通误差允许值为69~92mm(较只设一个贯通面可缩短工期11年)。整个隧道的工程投资预计约15亿瑞士法朗,计划于2004年全线贯通。 高耸建筑物方面,有人设想,在21世纪将建造2000m乃至4000m的摩天大厦,这不仅是建筑师的梦想,也是对测量工程师的挑战。 五、科技研究开发实践 将科研成果转化为生产力是科研的最终目的,作为一门应用性学科,这种转化尤为重要。它主要表现在软硬件的开发研制上。 基于掌上电脑的地面控制与施工测量工程内外业数据处理一体化自动化系统(简称科傻系统)是我们近年来所作的一项科技研究开发实践。科傻系统是对电子全站仪实现在线控制数据采集。掌上电脑上可固化两个软件包,一个用于地面控制测量数据采集、检查、预处理、概算以及网平差等(称科傻一);一个用于工程放样、道路测量以及碎部点数据采集(称科傻三)。另外,在微机上研制了一个“现代测量控制网数据处理通用软件包”(称科傻二)。上述3个软件包既可独立使用,又有密切的联系(特别是科傻一与科傻二之间)。科傻一可用于任意2、3维工程控制网,国家及城市等级网,一、二、三级导线网以及图根加密网的在线或离线数据采集到网平差,实现了内外业数据处理的一体化。同时也可作一、二、三、四等和等外水准测量从数据采集到网平差的数据处理。科傻二除具有任意网形、任意规模的地面平面、高程控制网的平差功能外,还包含近似坐标计算,稀疏矩阵压缩存贮,网点优化排序,闭合差自动计算,概算,粗差定值计算和改正,方差分量估计,贯通误差影响值估算,工程控制网模拟法优化设计,控制网数据管理,网图显绘,成果报表输出,以及与掌上电脑、全站仪的数据通讯等功能。 科傻系统集成了测量学、控制测量学、工程测量学、测量平差等课程的有关专业知识和长期科研成果,可广泛应用于生产、教学及科技开发活动。 基于科傻系统的主要功能,在索佳Powerset2000电脑型全站仪上,已成功地开发了全中文版软件包,这种全站仪通过软件开发,功能得到大大增强,故称为全能型全站仪。结合专业测量特点,我们在科傻系统的基础上还研制开发了“铁路施工测量数据自动化处理系统”。该软件包也通过了铁道部的鉴定,将在整个铁路系统的测量单位推广应用。对于城市工程测量、地籍测量、水利工程测量等各种测量,只要对科傻系统稍加修改,都可以满足测量工程数据采集和处理的一体化自动化要求。同时,可将科傻系统移植应用到不同型号的电脑型全站仪上和商品化掌上电脑上,进一步扩大用户。如果移植到测量机器人上,并进一步开发各种智能化应用程序,可应用到滑坡监测、施工测量中以及工业测量。若再开发与GPS网平差和实时动态定位软件的集成软件包,并研制开发相应的软件,可望大大改变目前工程测量领域的面貌。 通过科技研究开发实践,我们深刻体会到科技是第一生产力的科学论断,感受到了为社会作贡献的人生价值的乐趣。科技开发和成果转化必须有具备以下特点:是真正的转化而不是抄袭,必须有自己的研究成果;有一定特色;既要有通用性也要专业化;易于扩展和维护,要不断完善并推陈出新;要有市场观念、竞争意识和为用户服务的态度。 六、工程测量学的发展展望 展望21世纪,工程测量学在以下方面将得到显著发展: 1.测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展,其应用范围将进一步扩大,影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强; 2.在变形观测数据处理和大型工程建设中,将发展基于知识的信息系统,并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合,解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。 3.工程测量将从土木工程测量、3维工业测量扩展到人体科学测量,如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理; 4.多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用,如GPS接收机与电子全站仪或测量机器人集成,可在大区域乃至国家范围内进行无控制网的各种测量工作。 5.GPS、GIS技术将紧密结合工程项目,在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。 6.大型和复杂结构建筑、设备的3维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。 7.数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为工程测量学专业教育的重要内容。 综上所述,工程测量学的发展,主要表现在从1维、2维到3维、4维,从点信息到面信息获取,从静态到动态,从后处理到实时处理,从人眼观测操作到机器人自动寻标观测,从大型特种工程到人体测量工程,从高空到地面、地下以及水下,从人工量测到无接触遥测,从周期观测到持续测量。测量精度从毫米级到微米乃至纳米级。工程测量学的上述发展将直接对改善人们的生活环境,提高人们的生活质量起重要作用。 工程测量论文:计算器工程测量编程管理论文 一、引言 在工程测量中,内业资料计算占有很重要的比重,内业资料计算的准确无误与速度直接决定了测量工作是否能够快速、顺利地完成。而内业资料的计算方法及其所需达到的精度,则又直接取决于外业所用仪器及具体的放样目标和内业计算所用到的办公软件和计算方法。计算机辅助设计(ComputerAidDesign简写CAD,常称AutoCAD)是20世纪80年代初发展起来的一门新兴技术型应用软件。如今在各个领域均得到了普遍的应用。它大大提高了工程技术人员的工作效率。AutoCAD配合AutoLisp语言,还可以编制一些常用的计算程序,得到计算结果。AutoCAD的特性提供了测量内业资料计算的另外一种全新直观明了的图形计算方法。 结合我们现正使用的徕卡全站仪的情况,其可以很方便地进行三维坐标的测量,通过AutoCAD的内业计算,①、在放样的过程中,可以用编程计算器结合全站仪,非常方便地、快速地进行作业;②、运用AutoCAD进行计算结果的验证;③、随着全站仪的推广和普及,极坐标的放样越来越成为众多放样方法中备受测量人员青睐的一种,而坐标计算又是极坐标放样中的重点和难点,由于一般的红线放样,工程放样中的元素多为点、直线(段)、圆(弧)等,故可以充分利用AutoCAD的设定坐标系、绘图和取点的功能,以及结合我们外业所用计算器的功能,从而大大减轻我们外业的工作强度及内业的工作量。以下以冶勒电站厂区枢纽工程的一些实例来说明三者在工程测量中的应用。 二、测区概况 冶勒电站厂址位于石棉县李子坪乡南桠村,距坝址11KM,距石棉县城40KM。厂区枢纽工程主要包括通风洞、交通洞、出线洞、尾水洞及尾水明渠、主厂房、副厂房、安装间及压力管道、母线道、变电站等分部工程,地下洞长近1600米,涉及到两台(单机为12万kw)机组的安装定位。测量区域高程在海拔1990~2200米之间,高差起伏大,夜晚及洞内外作业温差较大,给测量作业带来了一定的困难。 三、AutoCAD的典型内业资料计算及管理 在测区内加密控制点,经常使用测角交会或测距交会或两者相结合的方法,如果我们运用数学公式来计算,则非常繁琐,而且不易检查错误,例如在后方交会中的危险圆上。相反,如果我们利用AutoCAD来绘图计算,就简单多了。现针对测角和测距两种方法分别作如下说明: 1、前方测角交会: 如图一所示,A、B为坐标已知的控制点,P为待求点,在A、B两点已观测了角度a和b。 我们就可以利用AutoCAD系统软件,根据A、B两点坐标在桌面绘制出A、B两个点,连接AB点得到AB线段,然后分别以A点和B点为基点旋转AB线段a,b角(从图上可直观地分辩方向)。使用ID命令选择交点P,就可以得出P点坐标了。如果图形有检校条件,仍然可以进行坐标差的计算。如果在近似平差的情况下能满足需要,则可以在图形上进行平均计算并作出标记。 2、前方距离交会: 如图二所示,A、B为坐标已知的控制点,P为待求点,在A、B两点已分别利用全站仪测了距离Sa和Sb。 我们就同样可以利用AutoCAD系统软件,根据A、B两点坐标绘制出A、B两个点,连接AB点得到AB线段,然后分别以A点和B点为圆心,以Sa和Sb为半径作圆,则得到P点和P’点(对照现场的方位情况,从图上可直观地分辩出其中一点P为所求,而另一点P’则是虚点,是我们不需要的)。使用ID命令选择交点P,就可以得出P点坐标了。在实际工作过程中,我们通常会将前方测角交会与前方距离交会进行组合应用,当然那就不一定要将所有条件都完成测量了。另外对于以上几项对坐标的应用,应该注意的就是AutoCAD中的坐标顺序与我们测量中的大地坐标系是有区别的,也就是要注意X坐标和Y坐标的对应关系。 3、对作业资料的管理: AutoCAD在工程中除对测量内业资料计算有其优势一面,在外业资料的管理方面,同样有着非常广泛的应用。AutoCAD作为有名的工程系列应用软件平台,已经为广大工程技术人员所熟悉并掌握。在测量外业资料中,主要是控制点网略图及其计算资料的管理,另一方面是各种开挖横断面、纵断面图的绘制,以及横断面面积的计算,以及其它一些需要的图纸的绘制。由于AutoCAD已经有很强的数学计算功能和很高的数学精度,其有效位数已完全能够满足我们在工程测量中的需要了。在冶勒电站工作期间,我们就将所有图纸、所有工程量表格及文档进行分类,其重点是对图纸文件利用AutoCAD进行总图的绘制,在以后的工作中,就可以在总图上进行查找了。 4、应用实例: 现结合我们工作实际,作一些实际应用上的说明:我们承担了冶勒水电站厂区枢纽工程的施工测量工作,进场之际我们就建立了一级导线闭合环,观测资料经平差后,将坐标点的大地坐标输入AutoCAD平台,得到图三所示,以后随着工程的进行,我们陆续加密了一些支导线点,同样将坐标成果录入,这样从真正意义上,实现了坐标资料的数字化管理,这也方便了以后的坐标管理,同时也方便了以后在一些特殊情况下的图形应用。具体地讲就是,依据设计提供的结构关系,在图中设立足够的施工坐标系(以我们在外业放样中设站所需为准)并保存之。在以后的工程应用中,我们只需打开对应坐标系,利用ID命令点取我们需要的点,其对应坐标也就出来了。 下面举例给予说明:在尾水洞、尾闸室交叉段工程中,存在一个三直段夹两弧段的情形,如图四所示: 当时设计代表提供了如图示的图形尺寸关系,以及C点大地坐标和其以外段的大地方位角,尾闸室以内段的一些结构关系。如果单凭以往的经验和仪器条件,需要建立圆的方程,求解二元二次方程,才能求出圆弧对应圆心的大地坐标,之后才可进行下面的计算并结合仪器考虑放样方法。但是,我们将这个问题放到AutoCAD软件平台上来看,就变得非常简单了。具体操作如下: 先在AutoCAD软件平台上,依据C点大地坐标将C点录入,并依据过C点的直段洞轴线方位角及其长度绘出过C点的洞轴线,依据设代提供的尺寸关系,得到P1、P2点,然后利用AutoCAD绘制圆弧,使其分别过P1、C点和P2、C点,使之满足R=28.00米,并符合图形方向。再利用AutoCAD的标注功能,分别进行两段圆弧的圆心的标注O1、O2点,利用AutoCAD的ID命令就可以得到O1、O2点的大地坐标了。将之分别与P1、P2用直线段连接。考虑洞室的方向,再分别过P1、P2点作P1O1、P2O2的垂线P1X1、P2X2,利用AutoCAD方便的坐标系设置功能,分别建立以P1点、P2点为坐标系原点,P1X1、P2X2为X轴的测量施工坐标系然后再将其坐标系移到(0,-N)处并分别命名保存。到此,则我们的两个辅助施工坐标系建立完成,这两个坐标系保证了X轴与过P1(或P2)的圆弧相切(这一点将非常有利于我们下一步的全站仪与编程计算器的应用)。将我们测得的控制点的大地坐标输入图形中,直接就可以得到该控制点的相应的施工坐标和施工坐标方位角了。 四、全站仪和编程计算器在外业中的应用 我们目前使用的全站仪为瑞士产徕卡605L型全站仪,其本身已具备利用坐标进行工作的能力。对我们实际工作中的一些三维坐标的放样,就可以利用AutoCAD建立数字化模型,先用编程计算器在计算机AutoCAD平台上进行模拟检验,经检验程序正确后,再将之用于外业放样。对于露天点线,我们就可以尽量直接利用全站仪的坐标放样功能,将所需放样点的施工坐标输入全站仪,正确操作就可以得到正确的所需点位了。现在讨论的重点是针对地下工程中一些特殊情况下的点位放样。例如:地下厂房的开挖红线放样和有关结构点的放样,地下洞室的开挖红线放样,又特别是地下转弯段的开挖红线及其相关的一些结构点的放样。对地下厂房而言,其顶拱跨度大,主厂房达24.36m,其顶拱半径也有17m。在施工过程中,业主、监理、设代及施工四方均提出明确要求,要严格控制超挖,禁止欠挖,这就从放样方法上对我们测量人员提出了更高的要求。经过我们的反复比较,最后决定利用全站仪结合编程计算器,在现场进行三维的施工坐标的测量,再进行相关的计算,从而放出所需的红线点,事实证明,我们的方法是得当的、合理的,取得的效果也是较为理想的。 五、结束语 针对地下洞室的施工环境,如果能够运用更先进的,具有无标志测距,红外线导向功能的全站仪,如TCRA1100系列全站仪配合TMS断面测量系统后处理软件。目前较为先进的多功能全站仪断面测量系统是专为地下工程施工测量中断面测量及炮孔测设而研制开发的软硬件结合的自动化系统,它就充分利用了徕卡TCRA型全站仪的激光无棱镜测距和马达驱动等功能,实现了断面测量野外数据采集软件控制和自动采集,从而达到在地下洞室断面测量的自动化、数据化及计算机化。这套系统组合的优点是:采用最新无反射棱镜技术和伺服马达技术,全自动完成断面测量、围岩变形测量、炮孔定位、容积测量等多项工作,真正做到一机多用、功能强大、品质卓越、经济实用。它们将可以更好地减轻测量人员的外业劳动强度,更好地提高测量作业效率和作业精度,但是随着更先进仪器的投入,必然存在成本的增加,对我们测量人员的能力要求必然也将更高。有理由相信,随着全站仪开发技术的提高和工程技术人员素质的提高,作为施工测量必将拥有更加广阔的发展空间。 工程测量论文:水利工程测量课程案例教学论文 1建立水利工程测量案例库 1.1测量案例库要求 选择的案例应具有典型性。案例选择时,应根据《水利工程测量》课程的知识体系分门别类的选择具有代表性的工程实例,并根据工程测量中的实际操作过程的内容,使学生通过对工程案例的学习,掌握基本仪器操作技能和工程测量能力。选择的案例应具有针对性。《水利工程测量》教学案例应针对具体的培养目标设置,围绕教学大纲中要求学生应掌握的知识技能来组织,激发学生的学习兴趣,通过案例教学使学生对所学内容做深入细致的研究和分析,从而加强对重点问题和难点问题的认识,提高学生发现、分析和解决问题的能力。 1.2测量案例库特色 测量案例库特色是极大部分工程测量案例来自云南本省,这样案例具有乡土味道,学生听到倍感亲切,容易听得进,因讲到云南境内河流众多,水量充沛,水能资源丰富,海拔高差悬殊,地形地貌复杂,水资源的开发难度很大,利用程度较低,水资源量丰富的大省,只有大力开展农田水利基本建设,使水利发挥了农业命脉的作用,为云南经济社会发展、生态环境保护、抗御自然灾害、维护社会稳定做出了积极的贡献。使学生感受学好知识,建设家乡,科教兴滇的使命,激发学生学习动力,测量案例搜集了最近完工牛拦江引水工程中测量是如何为大坝,泵站,引水隧洞提供地形图和工程测量数据,特别强调没有前期测量工作,工程无法规划,设计,施工,竣工,运营,总之测量贯穿工程全过程。测量案例也搜集澜沧江梯级水电站的开发建设中测量如何提供技术保障作用。测量案例都用视频方式展示给学生。 2案例在《水利工程测量》课程的教学应用 2.1讲测量基本理论时的应用 第一章绪论就要讲测绘是水利工程的“眼睛”,通过工程案例使学生倍受鼓舞,要学好测绘知识,提高测绘技能水平,力保水利工程质量。例如金沙江、澜沧江、怒江三大流域规划的主要内容之一是制定河流的梯级开发方案,合理地选择枢纽的位置和分布。在进行梯级布置时,不仅需要在地形图上确定合适的位置,而且还应确定各水库的正常高水位。为此,测量人员应提供该流域内的地形图、河流纵横断面图以及河谷地形图。在设计大坝,水电站时需要测绘大比例尺较大、精度高的地形图。而且要讲水利工程所需的地形图特别强调高程精度。在讲对地观测时要讲我国资源三号卫星———传回首批数据图像清晰已应用到国民经济的各行各业中,特别是要讲到中国“高分系统”首颗卫星成功发射案例,开启中国对地观测新里程,在讲地图应用时要讲“天地图”在南海清晰展示国界宣示国家主权作用。讲到遥感作用要讲多颗遥感卫星紧急部署探测云南鲁甸县地震震区灾情,及云南鲁甸6.5级地震———无人机三维建模首次用于地震抢险。在讲渠道时,就讲测量如何保障南水北调工程顺利竣工通水。全国水利普查工作就需测绘数千幅地形图。讲水库淹没界线测量时,以向家坝水库为例,如何测设移民线、土地征用线、土地利用线、水库清理线,向家坝水库使绥江县大部分淹没,绥江县成为云南省第一移民大县。以溪洛渡水电站为案例讲述地质勘察测量能为溪洛渡水电站坝址、厂址、引水洞、水库、堤线、料场、渠道、排灌区的地质勘察工作提供地形图,也能进行地质勘探点的放样;也能进行钻孔测量、坑槽测量、地质点测量、剖面测量等工作。 2.2讲施工测量时的应用 以溪洛渡水电站,向家坝水库,糯扎渡水电站,牛拦江引水工程为例,在水利枢纽工程的施工期间,测量工作的主要任务是按照设计的意图,将设计图纸上的建筑物以一定的精度要求测设于实地。为此,在施工开始之前,必须建立施工控制网,作为施工放样的依据。然后根据控制网点并结合现场条件选用适当的放样方法,将建筑物的轴线和细部测设于实地,便于施工人员进行施工安装。在工程竣工或阶段性完工时,要进行验收和竣工测量。在讲水工隧洞施工测量时,由于云南大型水电站工程多,高差大,地形复杂,需修建较多的引水发电洞、输水洞、支洞、泄洪洞、导流洞,以溪洛渡水电站引水发电洞为案例讲授其测量内容有洞外控制测量、洞内控制测量、联系测量、隧洞中心线放样、开挖断面和衬砌断面的放样等。以溪洛渡水电站为案例讲述水电站施工测量内容包括厂房施工控制网的建立、基础开挖测量、厂房建筑放样测量等。同时也讲溪洛渡水电站闸门、压力管道、机组设备等金属构件测量内容,特别强调闸门安装测量的精度最高,强调轴线精度。 2.3讲水工建筑变形观测时的应用 以溪洛渡水电站,向家坝水库,糯扎渡水电站,牛拦江引水工程为例,大坝在蓄水后,水压力及其他因素的影响将产生变形。特别提到漫湾水电站山体滑坡案例说明变形观测的重要性,为了大坝的安全,维护和管理,应变形观测,讲案例时,讲完项目背景后,鼓励学生主动地参与讨论分析,留给学生思考如何进行多方案比选择优选用,多角色观察思考,这样有助于提高学生的创造能力。 2.4测量实验课时的应用 在水准测量实验课前,播放中国“世界平均海拔最高水准环线测量”项目启动视频,在经纬度角度实验课前,播放拓普康图像全站仪在云南牛拦江引水工程控制测量,地形测绘应用案例视频,教学实施中,播放车载激光雷达系统在电站、矿山和采石场应用。 2.5在集中教学实习时的应用 在教学实习前,带领学生到工地参观,让学生了解工程施工中测量工作的实施过程,使学生对将要实施的测图地理环境及具体操作有初步了解,同时也播放拓普康IS影像型三维扫描全站仪在水利工程地形测图中的应用案例,也播放新型智能测绘车:让测绘地形图工作变得更轻松。总之,水利工程规划设计,精确测绘先行。 3《水利工程测量》课程案例的教学法应用前景展望 1)案例教学法是创新教学方法。案例教学法是以水利工程测量技术在云南水利工程项目中应用为背景,让学生进入水利工程测量工作的“现场”体验测量工作过程,由被动听课的过程改为积极思考、主动实践的过程,是一种实用、有效的启发式教学方法,水利工程测量案例教学使抽象的水利工程测量理论、公式分析,枯燥的数据以工程项目建设过程展现在课堂上,使水利工程测量教学变得生动、活泼、情景交融,激发了学生的学习兴趣,有利于对水利工程测量理论知识的深刻理解和牢固掌握,案例教学使水利工程测量教学具体化、情景化,激发了学生的好奇心,它使得教与学的过程更加和谐,学生学习更轻松,知识掌握更扎实。教与学融为一体,更贴近学生,更贴近工程项目。 2)既巩固了学生所学的理论知识,又提高了学生的实际操作能力。由于水利工程测量课程案例来源于水利工程测量实际工作的典型素材,都有相应的客观依据,是对水利工程测量实际活动的仿真和模拟,提供的是形象生动和具体真实的感情认识。这种与课堂理论教学内容密切结合的水利工程测量案例,不仅可以加深对课堂教学内容的理解,而且可在案例讨论中发现自己学习上的薄弱环节,从而加以弥补,提高自身的实践操作能力。 3)案例教学能提升学生综合能力,丰富学生阅历。能提高学生创造能力以及分析问题,解决问题的能力,它是一种“做中学”的教学方式,观看工程案例,学生不但能获取测量基本知识,也对工程有了体验,这样工程实践经验丰富了,个人能力也提高了,也提高了学生语言表达能力,使学生成为教学主角,体验自我价值,在讲台上学生有了提高自己能力的机会,师生互动较好。案例教学使测量教学与工程应用无缝对接,融为一体。 4结语 案例教学法是通过一个具体工程项目的观摩,引导学生对这工程建设过程所涉及测量技术进行讨论的一种教学方法,在《水利工程测量》课程中采用案例法教学,不仅可以缩短理论学习与实际操作之间的距离,激发学生对课程的学习兴趣,最为典型的是以学生为中心的创新教学模式使学生自然融入工程项目,实际理解水利工程测量在工程中的作用,使学生综合运用知识的能力得到提高,培养和锻炼学生学习知识,应用知识灵活性,也培养了创新意识,是典型的以学生为中心的创新教学模式,使学生自然融入工程项目,实际体验水利工程测量在工程中的作用,激发学生学习兴趣,提高教学质量。为云南省水利水电工程建设提供合格,高素质水利水电工程技术人才。 作者:龚振文 王庆 单位:云南农业大学水利学院 工程测量论文:基于工程测量的建筑工程论文 1学生在高职建筑工程测量实训中存在的问题 高职院校是以培养高素质专业技能人才为主的,因此衡量学生的标准就是检验其社会实践应用技能的高低,根据该院校学生在科技创新节大赛和安徽省职业技能大赛中的成绩表现看:学生在社会实践应用技能方面还存在不少的问题,学生的社会实践技能远远达不到企业岗位的要求。根据对以往毕业生的就业过程分析,学生在毕业以后不能快速的进入大工作岗位上,而需要企业花费一定的时间和金钱去进行岗位培训,将学生的实践应用技能提高与岗位要求相符的程度。可以说造成学生实践应用技能不高的主要原因就是因为高职院校的实训体系不完善,不重视实训教学,教师在教学过程中将精力主要放在理论教学过程中,而忽视了对学生的实训锻炼,结果造成学生的工程测量理论知识非常的丰富,而关于实践应用技能的能力则非常的短缺,影响高职学生的就业率。 2高职建筑工程测量实训课开展的现状 随着我国构建现代职业教育体系战略和发展城镇化建设战略的实施,为高职建筑工程测量课的开设提供了快速发展的机遇。为增强高职院校的教学质量,提高学校的就业率,高职院校加大对学生实践技能的培训的力度,而学生社会实践技能的提高离不开实训教学的支持,只有具备完善的实训教学体系才能在根本上保障学生的实践应用技能得到提高,但是分析当前建筑工程测量课程实训教学体系,发现高职院校的实训建设还存在不少的问题: 2.1缺乏客观存在的建筑工地 虽然通过校企合作等形式,学生参与社会实践锻炼的机会得到提高,但是建筑工程测量专业不同于其它专业,它对实践环境的要求比较高,高职院校要想真正的与建筑工地建立合作模式非常困难,这主要是因为建筑工地的特殊工作性质,不允许出现关键性的错误。结合该校的实训基地现状分析,高职建筑工程测量实训锻炼主要采取的就是模拟建筑工程环境,让学生参与模拟实践锻炼,其效果与实际建筑工程测量环境相比要相差甚远。 2.2实训建设的目的性不清楚 实训建设与锻炼的重要性已得到高职院校管理者与教师的认可,并且也加大了对实训基地的建设力度,但是在高职院校构建实训地基过程中存在着目的性不清楚的问题,他们更多是为了进行实训教学而建设,不明白实训基地建设的最终目的,结果导致学生在实训锻炼中只是为了完善实训教学学习,而意识不到实训教学的主要目的就是为了提高自身的实践能力。 3高职建筑工程测量课程实训体系的构建 培养高素质的建筑工程测量人员光靠课堂理论教学是不能实现的,必须要依靠实训教学才能够培养出具有高素质的社会实用型人才,因此高职院校要加强实训教学。经过大量的实践表明:通过构建完善的学生实训体系可以促进高职院校的教学质量,实训的目的就是提高学生的实践技能,而实践技能的提高不仅有利于学生对理论知识的掌握与理解,还可以提高学生的就业率,提升高职院校的教学质量。因此基于培养高素质的建筑工程专业人才培养目标的要求,高职院校要构建完善的建筑工程测量课程实训教学体系。 3.1基地建设 首先要构建校内基地。校内基地就是在学校内部根据教学工作的要求构建固定的测量实训基地,通过校内实训锻炼不仅可以减低教师的前期准备工作,而且还可以有计划地安排教学流程等,通过校内实训可以观察学生操作的流程,及时地发现学生存在的问题,并且给予指导;其次校外基地的建设。本校要结合该院缺乏真实建筑工地的现状,积极开展校企合作模式,争取与较多的建筑施工企业合作,为学生提供更多地参与建筑工程测量的真实机会,同时为了避免学生的不规范行为给建筑施工现场造成不利影响,学校教师要制定详细的实训计划和安全保障措施,明确指导教师职责和任务,明确学生训练任务、组织纪律要求和成绩考核办法。通过校外基地锻炼培养学生的吃苦耐劳精神和专业运用能力。 3.2校内实训 一是课件实训。其主要是对学生在课堂山学习的各种理论知识与实践相结合,该校根据工程测量课程的内容,开设了水准仪认识实训、普通水准测量、经纬仪认识实训、水平角测量、竖直角测量、距离测量、平板测量、圆曲线测设、全站仪认识实训、坐标放样等l6个课间实训项目;二是综合实训。综合实训教学的目的是提高学生对工程测量技术的综合运用能力,根据教学任务的要求,进行综合实训可以将学生进行分组训练,一般5人为一组,每组有一个l5个点左右的独立控制网.所有的实训都在每组的控制网点上进行,具体综合实训的内容和步骤。 3.3校外实习 校外实习是检验学生综合能力的主要途径,通过校外实习能够全面的检验学生的能力。其主要包括:一是生产实习。生产实习就是学校与施工企业进行合作,组织学生到施工现场进行实习学习,给学生提供一个理论与实践相结合的平台,提高学生掌握工程测绘的内容和方法,提高他们应用工程测量设备的技能;二是毕业实习。毕业实习的形式有两种:一种为由专业教师带队,参与具体工程的勘测、设计,教师与学生在共同解决工程中的实际问题。另一种方式是推荐学生到有可能分配就业的施工单位,学生在生产单位通过较长时间的具体工程实践,一方面了解了工程项目正在进行的内容,另一方面与施工人员建立了融洽的共事关系,用人单位非常喜欢这种能即时上岗的毕业生。 作者:孙岩 许建强 单位:北京劳动保障职业学院 北京市实验技工学校 工程测量论文:实践教学工程测量建筑工程论文 一、建筑工程测量实践教学存在的主要问题 实训教学是培养学生测量能力的重要途径。扎实的基本理论知识、必要的测量仪器设备、足够数量的实训指导老师、符合学生就业特点的实习实训大纲和实训项目以及规范化的实训场地是保障建筑工程测量实训教学质量的五个主要因素。目前,大部分高职院校在“软件”方面,如足够的理论教学课时、实训项目的设置以及实训指导老师的配置等方面均能保证;在“硬件”方面,我院以省级质量工程—建筑工程实验实训中心项目为依托,完成了建筑工程测量实训室的建设,更新和添加了全站仪、电子水准仪和电子经纬仪等仪器及相关配件,为了使测量实训效果满足土建建设行业的技术要求,后期将会继续添加全站仪、GPS等高新测量仪器,使其更好地融入到建筑工程测量实践教学中来。因此,我院测量仪器设备的更新与改进,基本能满足建筑工程测量的实训要求,但规范化的建筑工程测量实训场地因各方面的原因仍然存在诸多问题,导致测量实习过程中,学生任意地选择实习场地,流动性和散漫性较大,老师很难对学生的实习过程进行监督管理,无法对仪器操作技能进行有效的指导,从而导致该课程的实践教学目标难以保证,学生的测量技能较差,测量成果的精准度不符合规范要求。 1.实训场地缺乏规范性布置 因为实训场地没有建立可以长期使用的标志点,导致学生选择测站点、目标点随意性太大,标志点不固定、不集中,不便老师对学生实训进行集中指导和管理。同时,因为不固定的测点缺乏标准数据,对学生实训数据的准确性无法做出科学客观的检查,部分学生甚至为了达到精度而对观测数据进行涂改、伪造,这使得建筑工程测量实训教学质量很难得到保证。 2.因为缺乏统一的、规范化的建筑工程测量实训场地 在学生人数较多,难以安排到校外实训基地的情况下,容易导致学生在校内安置仪器的随意性较大,如道路上、路边停车区、人流比较集中区等,这样因过往车辆和行人影响了测量实训教学的顺利进行,同时也给测量仪器工具的安全性带来了隐患。因此,为了提高建筑工程测量实践教学的质量,规范化校内建筑工程测量实训场地势在必行。 二、建筑工程测量 校内实训场地的建设以科学发展观为指导,统筹兼顾,合理配置,资源共享,全面分析社会对高职土建类专业人才测量技能的要求,构筑一个以能力培养为本位的建筑工程测量校内实训场地。首先,在校园内选择合适的实训场地是保证建筑工程测量实践教学能够顺利开展的关键因素之一。综合我院校园每天的人流量、人流集中时间点、人流和车辆主要行驶路线以及地物、地貌的特点等相关因素,选择了两个校内建筑工程测量实践教学的实训场地,第一块实训场地为图书馆与主教学楼之间的草坪地块,该片场地面积相对较大,在上课时间段受人流和车辆的影响较小,适合约10组的测量小组(5人/组)展开基本测量工作,如水准仪、经纬仪、全站仪的认识与基本操作;闭合路线水准测量;角度测量和距离测量等。同时,因为该片场地相对比较集中,便于指导老师对学生进行实训指导和监督管理。第二块实训场地为建筑工程学院办公楼前人工湖地带,因为该片场地地势落差较大,地貌特征比较明显,地形变化较大,同时地物也比较丰富,有主干道、弯曲的石子小路、小湖、凉亭、桥、办公楼、台阶、绿色植被等,与生产一线的具体情况较为接近,比较适合开展数字化测图、施工放样等测量项目,使学生毕业后能够更快地适应生产一线的测量任务;其次,点位的布设是进行具体测量实施的关键工作。布设点位主要有控制点和测站点,为了使布置的点位能够长期使用,我院选择了专门的不锈钢材质、大小适中的永久性测量标志点100个点左右,每个标志点上均有“建筑工程学院+点号”的字样,方便学生查找;采用钻头和混凝土将这些标志点布置到两个实训场地的相应位置,做到了间距整齐、分布合理、标志清晰、牢固稳定,并且数量充足,确保能满足测量实训教学的要求。通过这些标志点的布设,也纠正了学生以往对“点”标准的错误理解,再根据点位情况,分成若干测区,按小组分配到不同区域完成相应的测量任务。这样有助于多个教师同时对学生进行分组指导,更为及时掌握学生实训动态。再次,点位布设好后,接下来就要有这些点的平面坐标和高程的参考数据,我们以控制点坐标和高程为参考,利用全站仪和GPS测量技术对所布置的近100个标志点进行了全面的观测,获取了这些点的平面坐标值和高程值,并将这些点利用CASS软件绘制成测区地形图,这样就对学生的实训结果的正确性和精准性有了比较客观的评价,从而防止学生马虎敷衍、弄虚作假,保证了建筑工程测量实训教学质量。最后,为了满足一年一度的安徽省高职院校测绘类项目的技能大赛,我们还特意布置了一些专门为大赛项目准备的一些点位,以满足大赛项目的测量要求。 三、规范化建筑工程测量 良好的实训场地环境增强了学生的自信心和学习兴趣。在实习过程中,我们依托校内实训场地,采取小组比赛的形式,提高了实习过程的趣味性,激发了学生的斗智,增强了他们的好奇心和好胜心。通过仪器操作的规范性、熟练性以及测量成果的精准度等方面,评出最佳实习小组和优秀小组组长,提高了学生实习的积极性和主动性,增强了团队协作的精神以及严肃认真的工作态度,更关键的是增强了学生的动手能力,为其今后走上工作岗位打下了良好的基础。以校内实训场地为依托,将实践教学工作与技能竞赛相结合。测量实习场景是露天进行的,要经受风吹日晒,客观上是比较辛苦的,作为土建类专业而非专门的测绘专业的学生大多轻视测量实践,马虎应付,不能取得很好的效果。基于此,学院每年组织举办一次建筑工程测量项目技能大赛,如水准测量、导线测量、数字化测图、施工放样等,直接将学生的理论知识转化为实践能力,变被动学习为主动求学,并在实践中充分认识到建筑工程测量的基础性和重要性,全面提高了理论知识的理解和掌握,提高了分析问题、解决问题、实际操作和工程测绘技术应用能力。与此同时,通过校内组织比赛形式,为每年的参加省级测量技能大赛的参赛选手的选拔提供了便利的条件,近三年,我院在安徽省高职类测量技能大赛项目上曾荣获二等水准测量二等奖、数字化测图二等奖、导线测量三等奖等成绩,取得了较为丰硕的成果。由于教学计划内实习学时较少、学生数较多、实验仪器设备不是很充分、指导教师不足等现象较为严重,导致部分学生在测量实习期间动手技能不够熟练,我们实行校内实训场地和实验室测量仪器设备对外开放,学生通过办理相关手续,可以自行组织利用课余时间在实训场地进行测量实训,提升了学生测量仪器的操作熟练程度和掌握测量技术的能力,更进一步地提高了建筑工程测量课程实践教学的质量。实践教学是建筑工程测量课程教学的重要内容,是高职土建类专业学生的一项基本技能,这种能力的培养需要有一套科学合理、切实可行的实践教学体系。规范化的校内实训场地是提高该课程实践教学质量的一项重要举措,不仅可以帮助老师严格要求学生,确保实训质量。同时,学生在实习过程中能够严于律己,规范操作,大大提升了其就业竞争力。 作者:鲁玉芬方从严檀秋芬单位:芜湖职业技术学院 工程测量论文:地质工程测量技术质量控制论文 1地质工程测量技术常见的问题分析 1.1地质工程测量方案存在着套用的现象,与实现不符 (1)设计人员对作业情况勘察和调查分析较少。由于设计人员不深入作业一线,所以对作业区具体情况缺乏必要的勘察和调查,对于设计方案的正确性不能及时进行检查,而且发现问题后不能及时进行处理。 (2)编写依据不科学。部分设计人员对现行的法规和技术标准缺乏深入的了解,对相关的地质工程测量产品的定额管和装备标准也缺乏重视,这就导致在编写过程中存在着较多不科学的地方,由于过多的参考过进的教材和规范,则会导致所编辑的测量方案与实际存在较多不符合的地方。 (3)对利用已有资料的情况分析不全。目前在测量方案设计时,由于对所参考的资料缺乏了解,部分资料由于时间较久,或是不是本单位所测,再加之一些资料很难收集到,同时在对这些资料利用时,缺乏必要的调查和科学的分析,盲目的对这些类似资料中的分析结查进行照搬,从而导致设计方案的科学性缺乏。 (4)标准意识差。地质工程测量方案由于缺乏统一的法规和标准,这就导致无论是文字、公式、数据和图表等都存在着不准确的地方,而且有关的名词、术语、符号、代号及计量单位等在表述上也存在不一致的地方,由于缺乏一定的标准意识,这就导致在对技术方案、作业方法和设计思想的评价中存在着不客观性,普遍存在评价偏高的情况。 (5)设计不深入。在设计中,不仅没有从作业区的实际情况出发,而且在设计过程中对于各种新技术、新材料、新方法等应用的较少,这就导致所选择的设计方案不是最佳的,同时对于所选择的措施也缺乏深入的研究,无法实现取期的效果。 1.2地质工程测量项目中的问题 (1)在控制测量与碎部测量中可能难以对后期工作的需求进行认真考虑,造成后期工作的被动,增加整体测量上的工作量。 (2)在控制测量布网中可能使测区精度要求布局不合理。 (3)可能使测区有的地方控制布网漏布。后期补充布网不仅会增加控制测量的工作量。还会使原的统一性受到损害。 (4)在片面追求节省经费、缩短工期的前提下,抛弃分级布网的基本原则,采用缺乏校核条件的一次性布网形式,其结果是缺乏误差控制方法,造成误差的过大积累,精度难以满足工程要求。有时甚至出现地质事故不能及时发现,造成难以挽回的损失。这样,不仅使节省经费、缩短工期的最初目的没有达到,反而使测量工作处于极度被动的状态。 (5)有些测量人员对测量方案设计缺乏认识,甚至还往往错误使用概念,以至出现一些不应有的概念与应用错误。 2提高地质工程测量成图质量的具体措施 2.1有效提高地质工程测量人员的技术素养目前从事地质工程测量的人员多为新毕业的大中专毕业生,这些人员对于计算机较为熟悉,但缺乏实际工作经验,所以在培训过程中,需要加强对技能和基本功的培训,通过野外实则并与讲授相结合,这样有利于地质工程测量人员专业技能的提高。 2.2观测员在工作前应仔细检查仪器在测量过程中,观测号不仅需要与跑迟员之间做好配合工作,同时还要在安置好相关测量仪器后,做好仪器的检查工作,确保仪器安置与输入高度都没有差错时,还需要对后视方向相关站点进行观测检查,确保数据的正确性,所以做为一名观测员需要具有较强的责任心。 3结束语 近年来,地质工程测量项目不断增加,对测量的要求也不断提升,这就对地质工程测量工作提出了更高的要求。在地质工程测量工作中,通过技术设计来确保地质工程测量生产的顺利进行,加快对新技术和新产品的应用,充分的利用各种高新测量技术,加快传统测量向电子化、数字化、自动化方向的转变,加强地质工程测量作业队伍的建设,努力提高作业人员的综合技术素质,不断拓宽地质工程测量的服务领域,为地质工程测量的发展奠定良好的基础,从而加快我国地质工程测量技术的发展。 作者:李红张桂蓉曾凡清单位:中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司三峡电力职业学院长江三峡勘测研究院有限公司 工程测量论文:工程测量工程建设论文 1工程测量学的内容 工程建设项目在实际运营的时候,专业人员要对建筑物定时的进行必要的实际观测和数据测量,以便及时掌握建筑物在施工过程中的稳定、安全等情况,以防突发事件的发生,及时做好相应的预防措施。根据测量的结果,分析项目进行的情况,并且提出专业方面的意见。若是项目有着较大的规模,在正式施工之前,还要制定出详细的测量计划,安排专业人员定期进行安全方面的审查,保证项目能够顺利安全的进行下去。 2在工程施工中工程测量的重要性 采集工程施工现场的各种数据,对采集来的各种数据进行专业的分析进而变成一种专业的论证,采集工程施工现场的空间信息,以及地质环境和水文环境的信息,并将其绘制成实际的图形,这就是工程测量在工程建设中所起到的实际作用。其中的放线技术是最为基础同时也是最重要的一个环节,在项目正式施工之前进行各方面的精准测量,才可以确保工程的施工质量、施工效率以及施工阶段的安全性,也方便在施工完毕之后对整个项目进行质量检验。工程测量的工作能否顺利进行将会影响工程建设的整体质量,所以说,工程测量在项目施工的任何阶段中都能起到非常重要的作用。 2.1工程设计阶段——确保项目能够顺利开展 在项目的设计阶段,工程测量能起到非常重要的作用,设计、规划施工地形,确定施工面积大小,勘测施工的地质环境,施工现场周围环境,提供比例尺,判断选定施工场所是否满足进行施工的条件等等。一个工程项目能否顺利成功的进行,在很大程度上都取决于工程测量的测量结果。若是没有工程测量前期的各项测量准备,一个设计的再完美的工程项目都没有办法顺利的进行下去。 2.2工程施工阶段——确保项目能够正常进行 一个工程项目从正式施工开始到工程结束,每一个阶段都会使用到工程测量技术,工程测量可以让工程项目顺利无误的进行下去,并且可以在规定的时间范围内完成施工任务。在工程项目正式施工开始前,使用工程测量技术对建筑物进行定位,确保施工的过程在正确的地理位置上开展。了解施工场地周围的环境,是否存在地下的管道和线路,在施工过程中要防止对其造成破坏,避免带来不必要的损失。工程项目的任何一个环节都不能够随意的进行,在施工开始前对基础的设施进行一系列的安全检验,防止在施工过程中突然的损坏,影响施工的整体进程,在接到检验合格的说明之后,才可以进行下一步的施工操作。在施工阶段,为了确保施工的质量与效率,测量工作要及时的进行,以保证整个施工进程是完善的,是按照计划进行的。 2.3工程运营阶段——确保项目能够安全施工 工程项目在施工的时候,需要观测建筑物的沉降、形变情况,假如存在问题就能够及时的发现及时的进行解决,避免发生严重的质量安全事故。观测主要是对建筑物的位移与沉降情况进行观测,若是工程的施工现场位于填海地带、地质断层带以及深基坑地带,那么观测工作则会显得尤为重要了。 2.4工程装修阶段——确保项目能够符合标准 工程项目在施工结束后,建筑物还只能算作为一个半成品,施工人员需要对半成品建筑物进行一系列的装修工作。在装修阶段,需要对前期施工中的问题进行整改与处理。该阶段中,工程测量的任务是测量墙面的垂直度,地面的标高以及施工的放线情况等。墙面的垂直度有非常严格的控制标准,它关系到装修的质量是否能够达到标准的要求,装修地面的标高关系到地面是否平整,这是非常基础的同时也非常重要的,施工的放线情况可以反映出施工的整个过程是否是按照事先设计好的图纸有计划的进行的。 3总结 总的来说,在一个施工项目当中,工程测量的工作占有非常重要的地位,实际施工的任何一个环节都离不开工程测量。一支优秀的工程建设队伍应该拥有技术高超的专业人员、性能良好的施工设备和先进的测量技术,其中,能否很好的掌握工程测量技术是非常重要的。建筑企业可以加大投入的成本,采购精准度高的测量设备,并且要定期及时的派专业人员对设备进行保养维修。企业还要对测量人员进行专业的培训,培训结束后进行专业技能考核,考核合格者才有资格进行实地的勘测工作,以此来保证测量人员的专业技能。对于测量人员来说,最重要的就是做好自己的本职工作,进行工程测量任务的时候,要认真仔细,绝对不可以有丝毫的马虎与大意。并且还要不断地的学习专业知识,不断地给自己充电,这样才可以确保测量工作的质量。工程建设项目的顺利实施,与工程测量技术有着密不可分的联系,有了工程测量技术的支撑,工程项目才可以安全的开展下去。 作者:周永超 单位:安徽华东工程建设监理咨询有限公司 工程测量论文:工程测量公路工程论文 1公路工程测量工作的内容分析 工程测量人员必须通过熟悉设计图纸来对其放样坐标、高程等进行核审核计算,杜绝放样施工前存在任何错误,放样过程中必须要按照施工图纸设计进行操作,并要对中边桩偏位、各结构标高及宽度进行有效控制,针对公路工程渐变段、变坡点以及桥涵等街购物的工程测量,测量人员一定要将误差控制在允许范围之内。放样技术后测量人员要对其进行校核,若要发现不达标的放样则要求施工人员重新操作,如果在实地测量过程中发现设计图纸中存在漏洞或质量问题,则立即向上级管理人员或管理部门进行上报。最优测量人员一定要加强一些隐蔽性、变更工程的测量工作,因为这些工程的测量结构将会对工程造价及工程质量产生直接影响。 2工程测量技术在公路工程中的应用 2.1平面控制测量 高速公路工程施工中对工程测量工作的精确度有着更高要求,在针对地物点与点之间的测量误差要控制在0.5mm以内,因此,要求测量人员在首级平面控制点位中的误差要控制在0.2mm以内,这样才能确保工程测量工作成效可以满足高速公路要求。现阶段公路工程施工中平面控制测量一般都采用GPS导线与光电测距导线相结合的测量方式,GPS测量技术是通过在导线上设置接收机来接受其卫星信号,并通过对数据的整理来获取该地的大地坐标,光电测距导线技术的工作原理与GPS测量技术基本相同,只不过后者在工作中是利用电磁波测距仪来对两点距离进行测量,而该测量技术在实际应用中容易受到角度影响而产生一定的误差,因此,光电测距导线测量技术在实际应用中需要布设在不受距离测量系统误差影响的直伸导线上,而工程测量中将两种技术有机结合在一起便可取彼之长、补己之短。 2.2高程控制测量 公路工程施工中高程控制测量最好布设成附合水准路线,并利用相应等级水准对其进行测量,在同一条公路上最好要采用同样的高程控制测量系统,若要更换系统则要确定高程系统的转换关系。 2.3地形测量 公路工程施工中针对地形测量一般会运用大比例呈尺带状的地图,常用的地图比例分别为1:100、1:1000以及1:2000等三个规格,当前公路工程施工中一般会采用全站仪测绘法、航空摄影测量法以及GPS实时动态定位技术测绘法来进行地形测量。全站仪测绘法是在野外数据收集、微机以及数控绘图仪基础上的测量技术,起可以实现公路工程地形数据的采集、处理、编辑以及绘图等,航空摄影测量法是通过对城市地图进行大比例绘制、更新以及勘测等技术手段,能够为公路工程施工提供各种形式的地图,最后一种测量技术可以对公路工程施工现场进行动态、实时测量,对提高公路工程的整体质量有着重要意义。 2.4公路工程施工测量 由于公路工程在建设过程中的场地条件十分复杂,所以会使道路工程施工测量工作难度较大,因此,在公路工程准备阶段便要完成工程测量工作,公路工程施工阶段的测量工作主要包括平面位置测量和高程测量两项工作,通过合理的测量技术对公路工程施工现场进行测量,并绘制出满足工程建设标准的地图来促进建设目标的顺利实现,这对提高公路工程的整体施工质量有着重要意义。 3结语 综上所述,工程测量工作作为公路工程施工中的基础项目,其在实际上是一项技术含量很高、专业性很强的工作,不仅要为公路工程前提准备工作奠定良好基础,同时也要为公路工程具体实施阶段提供各项准确依据,以便于公路工程的整体施工质量可以满足社会经济发展要求。 作者:胡桢 单位:太仓市路桥工程有限公司 工程测量论文:工程测量与市政工程论文 1控制点的选择 为了确保选取的控制点正常使用,避免无谓的破坏,在选择施工现场控制点的时候,要充分考虑周边密集的建筑物、工程施工围护等,如南宁市主干道下的排水等设施。同时,为了避免施工材料的堆放等多方面的影响,随着工程进展结构物的建成,要充分考虑土方的填挖。在视线通畅、利于观测的地方,在土质坚硬稳固并且安全保存的地方,设置小三角控制网的控制点。 2市政工程施工平面控制的测设 2.1导线点的复测 路线勘测设计完成后,要在测设三角网之前,复测设计交出的控制点。在这段时间中,要使用精确和合格的测量仪器,复测导线控制点的精度和位移。首先,根据《工程测量规范》中的技术要求,要用相对中误差检核点间测距精度,测距相对中误差不能大于1/15000。以设计提供的距离作为真值D,往测盘左测得的距离记作L1,往测盘右时测得距离记作L2。返测盘左时测得距离记作L3,返测盘右时测得距离记作L4。取L1、L2、L3、L4的平均值L,按照公式M=D-L▕/D计算中误差,得出相对误差为K=1/M-1。其次,《工程测量规范》中规定,测角中误差不大于8“在对小三角网的测角测边的工作时,要经过复测符合规范要求。采用测回法,复测导线转角,用|β-β0|≤2mβ方式,按照测回盘左、盘右观测检核其是否超出限差。其中根据设计提供的导线点坐标,公式中β-推算出转角(左角或右角),即:相邻两边的方位角之差,β0-盘左、盘右实际测得转角的平均值,而mβ-测角中误差。如果测得结构符合公式要求,可按照设计提供的数据使用,则转角不超限;如果超限要向设计单位要求处理,并提出书面报告。 2.2对小三角网进行测角测边 首先为了消除系统误差,可以对小三角网各三角形内角采用方向观测法观测,一个测回要进行盘左、盘右上下半测回,共进行两个测回。并且,为了及时发现错误,要在观测现场核算同方向两个测回,互差应该<12″。如超限应重测等。观测的时候应该尽量使用体态仪器观测。并且为了减少偶然误差对观测精度的影响,仪器要精确对中整平,观测前要对棱镜基座长水泡和对点器进行校正。其次,在测角的第一测回中,测边方法与复测时大致相同。应该根据观测时的气压、温度,修正仪器参数,要注意将棱镜尽量对准仪器望远镜,避免仪器与棱镜高差悬殊。 2.3计算内业 为了得出各三角形闭合差(180°-内角和):W1、W2、W3、…、Wn,要根据外业测得数据,先计算出各三角形内角值,才能对各三角形的内角和进行计算,然后按照公式,求出三角网测角中误差,其中-测角中误差,测各三角形闭合差平方和,Wn-测各三角形闭合差,n-为三角形个数。同时,根据公式,采用往返校差检核边长是否超限,并根据计算结果,检查其符合规范要求,公式中C-代表返测距较差;b-代表全站仪标称精度中比例误差系数(mm/km);而a-代表全站仪标称精度中的固定误差(mm);D-则代表测距长度(km)。假设往返测距差的绝对值>C,那么本边长观测不符合要求。由此在校核完角度、距离,符合限差要求之后,就可以计算内业平差了。 2.4平差软件计算 为了满足《工程测量规范》中三角测量的精度,计算者可以以简化繁琐的手工计算,选用各种计算软件,经平差的结果后,在实际工程控制中使用各控制点的成果表。由此可见,平差也是一项繁琐的计算工作。根据施工工期的安排或工序的变化,确保整夜测区导线网的连贯性,控制网测设之后,要连测相邻标段的导线网,适时复测控制网,检查控制网点位是不是移位,及时发现问题及时纠正。4南宁市某大桥高程拟合实例及分析南宁某大桥施工控制网高程采用GPS控制网布设,采用成熟的平差软件进行计算,采用水准观测,有10个控制点,获得各点的GDP大地高和正常高,如图1所示。如表1所示,已知点进行拟合选用均匀分布的BM1、BM2、BM5、BM7、BM10,其余5个点进行拟合采用了三种不同的方法。其结果如表2所示。高程拟合采用了函数法、曲面法、抗差法,通过和已知高程相对比,大多数点都符合工程施工要求,而高程拟合采用了二次函数法、两部抗差多面函数法、多面函数法,结果如表2所示。由此可见,已知值和二次法与多面函数法拟合的结果相差较大,尤其是多面函数法差值达到了2cm之多,二次函数曲面法差值达到了4cm。在数据中存在一定相差的时候,这两步抗差估计高程拟合方法,将含有粗差项的影响降到最小,其结果与没有粗差时变化不大。因此,二次曲面法、多面函数法在没有粗差影响情况下,都能得到精度比较高的结果,拟合出好的高程。当受粗差影响,存在粗差时,都没有抗击粗差的能力,结果与实际值相差较大,而两步抗差估计拟合法能够得到比较优良的结果。 作者:吕少安 单位:南宁市勘察测绘地理信息院 工程测量论文:现代化工程测量技术论文 1现代工程测量技术特点 随着计算机技术以及卫星技术在测量技术中的应用,我国的测量技术的应用已经越来越广泛,而且技术方面也逐渐的成熟起来。在现代工程建设中测量技术得到了充分的利用,而且对工程建设的准确程度也有非常大的影响。现代工程测量技术有着以下几个特点。(1)自动化以及多样化。随着现代科技的不断进步,测量方法和测量技术也在不断的丰富和完善,在现代化的工程测量技术作业中主要有自动化以及方式多样化等特点。(2)创造性。在现代工程测量技术不断的发展更新中,创造性也逐渐的成为了当今工程测量技术主要的特点。(3)广泛性。传统的工程测量包含了建筑、土木以及桥梁的建设,但是现代化的工程测量技术不仅仅包含传统工程测量所包含的各方面的建设,而且还包括人们生活的各个方面。具有非常强的广泛性。(4)科学性。现代工程测量技术在对施工地区进行测绘的时候,测量的效果已经从传统的平面测量转换到三维的测量结果,具有非常明显的科学性。 2现代测量技术发展和应用 2.1摄影测量技术应用 摄影测量技术是把数字化摄影技术、数字化测量技术以及数字化信息处理技术等结合在一起的技术,其主要的作用是为工程施工前期的数据进行测量,主要提供三维、非接触性等高效测量方法。这种测量技术主要用在一些面积比较大的工程当中,其中包括大比例尺地形测量、地籍测量等方面。遥感技术以及卫星技术是摄影测量技术的主要技术优秀,并且在此基础上融合了光谱航空摄影测量技术,能够进一步为人们对一个地区基础的地理信息的收集和使用提供非常大的帮助。一方面因为遥感技术有着其同步性、实效性、经济性等优势,能够在工程建设测量中得到非常大的应用;另一方面遥感技术在工程测量方面的使用,为工程测量技术在测量图和地籍图的绘制方面提供了非常高的准确度,对现代化工程测量技术的应用有着非常重大的意义[3]。 2.2数字化测量技术应用 对于大比例尺地形图以及工程图的绘制,是一直以来工程测量的主要任务。但是因为传统的测量技术不能够很好的满足现代化城市建设的需要,所以在传统测量技术的基础上加以改造,数字化信息处理技术以及数字化图形处理技术就在工程测量技术中得到了充分的使用,数字化信息处理技术和数字化图形处理技术在工程测量技术中使用之后,使得工程测绘的工作效率以及工程测绘的工作质量在很大程度上得到了提高。随着这两项技术的完美融合,逐渐的出现了电子经纬仪、全站仪等等,这些仪器能够很好的把野外的采集的数据进行合理充分的整合,从而自动的生成一个非常好的三维测量图。这样就在很大程度上减少了工程测量的时间,提高了工程测量的效率。 2.3卫星定位技术在工程测量中的应用 在工程测量的过程中,合理的使用卫星导航定位技术是非常必要的,其中表现在地形的测绘以及工程的测量等方面,把卫星定位技术融入到工程测量技术中,进一步使得我国工程测量技术走进一步走向科学化,在我国很多工程测量中,都使用到了这两个技术的结合。例如,长江三峡工程建设、南水北调工程建设、青藏铁路工程建设以及浙江省杭州湾大桥的建设等等,这些工程在建设的时候都充分使用了卫星定位技术,这一技术的使用,在很大程度上减少了建设好中工程事故的发生情况,极大的提高了我国工程技术的危险地区作业的效率。 3结束语 总而言之,合理有效的提高现代工程测量技术对我国工程质量的提升有着非常大的作用,随着科学技术的发展,能够让工程测量技术更加精准对工程进行合理有效的测量,正因如此,加强现代工程中测量技术的开发,是当今时展必然的要求。随着我国现代化建设的不断深入,把现如今一些比较先进的技术融入工程测量中去,让工程测量工作方便、快捷高效,进一步提高现代工程测量技术在我国各方面的应用。 作者:陈文婷 章涛 单位:江西省汉威建设工程集团有限公司 工程测量论文:现代工程测量技术论文 1现代工程测量研究的必要性 随着我国现代化建设不断的深入,人们对自身生活的环境要求也越来越高,交通、水电以及气象等问题都成了现代化建设所要考虑的主要问题,我国现代化的建设的准确性,与现代测量技术有着非常大的关系,只有科学合理的对施工地区进行测量,才能够更加准确的对其进行有效的建设。在对工程进行选定的初期,就要使用工程测量技术对当地进行相关数据的采集,然后通过对数据进行合理有效的分析,从而确定工程施工的计划,并且对初步估计的情况进行有效的纠正;在工程施工的过程中,还要使用工程测量技术对工程进行合理的预测以及检测,从而确保工程质量能够达到国家要求的标准,进一步防止一些工程事故以及危险事故发生。这些还是共层测量技术最基本的作用,随着时代的不断发展,任何一种技术都离不开创新,工程测量技术也一样,对工程测量技术创新和发展,不仅仅能够有效的提高工程的准确性,还能够在各个方面确保工程的质量。 2现代工程测量技术特点 随着计算机技术以及卫星技术在测量技术中的应用,我国的测量技术的应用已经越来越广泛,而且技术方面也逐渐的成熟起来。在现代工程建设中测量技术得到了充分的利用,而且对工程建设的准确程度也有非常大的影响。现代工程测量技术有着以下几个特点。 (1)自动化以及多样化。 随着现代科技的不断进步,测量方法和测量技术也在不断的丰富和完善,在现代化的工程测量技术作业中主要有自动化以及方式多样化等特点。 (2)创造性。 在现代工程测量技术不断的发展更新中,创造性也逐渐的成为了当今工程测量技术主要的特点。 (3)广泛性。 传统的工程测量包含了建筑、土木以及桥梁的建设,但是现代化的工程测量技术不仅仅包含传统工程测量所包含的各方面的建设,而且还包括人们生活的各个方面。具有非常强的广泛性。 (4)科学性。 现代工程测量技术在对施工地区进行测绘的时候,测量的效果已经从传统的平面测量转换到三维的测量结果,具有非常明显的科学性。 3现代测量技术发展和应用 3.1摄影测量技术应用 摄影测量技术是把数字化摄影技术、数字化测量技术以及数字化信息处理技术等结合在一起的技术,其主要的作用是为工程施工前期的数据进行测量,主要提供三维、非接触性等高效测量方法。这种测量技术主要用在一些面积比较大的工程当中,其中包括大比例尺地形测量、地籍测量等方面。遥感技术以及卫星技术是摄影测量技术的主要技术优秀,并且在此基础上融合了光谱航空摄影测量技术,能够进一步为人们对一个地区基础的地理信息的收集和使用提供非常大的帮助。一方面因为遥感技术有着其同步性、实效性、经济性等优势,能够在工程建设测量中得到非常大的应用;另一方面遥感技术在工程测量方面的使用,为工程测量技术在测量图和地籍图的绘制方面提供了非常高的准确度,对现代化工程测量技术的应用有着非常重大的意义。 3.2数字化测量技术应用 对于大比例尺地形图以及工程图的绘制,是一直以来工程测量的主要任务。但是因为传统的测量技术不能够很好的满足现代化城市建设的需要,所以在传统测量技术的基础上加以改造,数字化信息处理技术以及数字化图形处理技术就在工程测量技术中得到了充分的使用,数字化信息处理技术和数字化图形处理技术在工程测量技术中使用之后,使得工程测绘的工作效率以及工程测绘的工作质量在很大程度上得到了提高。随着这两项技术的完美融合,逐渐的出现了电子经纬仪、全站仪等等,这些仪器能够很好的把野外的采集的数据进行合理充分的整合,从而自动的生成一个非常好的三维测量图。这样就在很大程度上减少了工程测量的时间,提高了工程测量的效率。 3.3卫星定位技术在工程测量中的应用 在工程测量的过程中,合理的使用卫星导航定位技术是非常必要的,其中表现在地形的测绘以及工程的测量等方面,把卫星定位技术融入到工程测量技术中,进一步使得我国工程测量技术走进一步走向科学化,在我国很多工程测量中,都使用到了这两个技术的结合。例如,长江三峡工程建设、南水北调工程建设、青藏铁路工程建设以及浙江省杭州湾大桥的建设等等,这些工程在建设的时候都充分使用了卫星定位技术,这一技术的使用,在很大程度上减少了建设好中工程事故的发生情况,极大的提高了我国工程技术的危险地区作业的效率。 4结束语 总而言之,合理有效的提高现代工程测量技术对我国工程质量的提升有着非常大的作用,随着科学技术的发展,能够让工程测量技术更加精准对工程进行合理有效的测量,正因如此,加强现代工程中测量技术的开发,是当今时展必然的要求。随着我国现代化建设的不断深入,把现如今一些比较先进的技术融入工程测量中去,让工程测量工作方便、快捷高效,进一步提高现代工程测量技术在我国各方面的应用。 作者:陈文婷 章涛 单位:江西省汉威建设工程集团有限公司 工程测量论文:工程测量技术的建筑工程论文 1工程测量技术在建筑工程中的运用 1.1测量前的准备工作 工程测量前应首先对测量的场地进行清理和整理,选用符合场地测量要求的测量仪器和工具。认真对施工图纸进行研究熟悉,进而制定出科学的测量方案。 1.2工程基础测量 1.2.1垫层测量在建筑工程项目基础垫层浇筑施工后要根据工程测量任务进行工程测量。垫层测量时要认真检查垫层龙门板的轴线、钉等标记,采用相应的测量仪器进行各项测量工作。例如采用经纬仪或者拉线挂垂球进行轴线到垫层面的测量工作,测量完成后需打墨线确定中心线位置及边线位置。 1.2.2基础墙标高的测量对建筑基础墙标高进行测量主要是对基础墙中心线到垫层面的平行度和垂直度的测量。基础墙标高测量时所采用的测量工具是水准仪,通过水准仪测量数据参数来确定建筑基础墙同其他建筑结构的位置关系,进而实现对基础墙高度方向的控制。在建筑基础墙施工时应随时检查墙角垫层面高度,高度符合工程施工图纸要求后才能进行基础墙砌筑。 1.3墙体测量 1.3.1墙体定位待基础墙砌筑到一定高度时,应对基础墙轴线和垂直度进行测量。测量工具和方法是经纬仪或者拉线。测量建筑首层强中线和边线到防潮层的相关数据。并用墨线标记,保证外墙轴线交角为九十度。 1.3.2墙标高的测量建筑墙体在砌筑高度方面应符合工程图纸设计标高,即建筑物每层的墙体高度都控制在一定的高度范围内。建筑墙体标高的测量一般采用皮尺进行标高测量;但如果根据工程设计要求进行必要的模型模拟误差及强度测量时,应根据工程实际情况对测量数据进行处理。 2结语 工程测量的准确性及科学性对建筑工程的质量及投入使用后功能性的稳定发挥有着直接性的影响,建筑工程单位应重视工程测量技术的研究探讨,严格按照工程测量规范要求测量,为建筑工程项目的顺利实施提供技术保障。 作者:李国清单位:四川省蜀通岩土工程公司 工程测量论文:非测绘专业工程测量课程设计论文 摘要:分析非测绘专业工程测量的课程特点和教学要求,结合目前教学中出现的一些问题,提出教学改革设计思路和针对不同的教学内容的课程活动设计,并结合在教学上体现“以学生为中心”和在课程考核上注重“多维度”评价学生的学习成效,提出能反映多样化和多层面化的考核项目的综合考核办法。 关键词:工程测量;课程设计;教学改革;评价方案 《工程测量》课程是我院开设的一门专业基础课,主要面向土木工程、建筑学、工程管理、工程造价等专业,本课程培养学生系统地掌握工程测量学的基本理论和基本技能,学会常规测量仪器的操作,了解测绘新仪器、新技术的原理及其应用,同时熟悉地形图的应用,能够从事相关专业中的测量工作,具有使用各种测量仪器的的能力,更好地从事测量方面的工作,以便更加适应社会需求[1]。 1工程测量课程基本信息 1.1主要内容 《工程测量》课程主要内容:水准测量、角度测量、距离测量与直线定向、测量误差、小地区控制测量、地形图的基本知识、大比例尺地形图测绘及应用、建筑工程施工测量、道路工程测量、房屋建筑建筑物变形观测等[2]。该课程教学主体上分为两大模块:理论教学和实践教学,理论教学主要教授学生测量基本理论与方法,实践教学主要是使学生正确熟练操作仪器并掌握相关的测量技能,具备解决工程施工能力。 1.2学时安排 我院的《工程测量》课程共48-64学时,3-4个学分,每学年有9个~11个班级授课,年修读学生300人以上。 1.3与其他课程的关系 《工程测量》以建筑材料、建筑制图等课程为基础,同时又为建筑施工、砌体结构、地基与基础等后继专业课程提供必要的基础知识。既是前面所学课程的延续,又是学习后续课程的基础,只有掌握了本课程的主要内容并运用其它的专业和基础知识,才能熟练完成项目施工过程的技术指导和管理。 1.4教学中出现的一些问题 随着教学深入,也暴露出一些问题。主要有:(1)学生没有吃透测量原理、不能很好的理论联系实际[3];(2)在实践操作中有诸多不合规范的操作习惯;(3)部分学生心态浮躁不得更适当的学习方法、不能潜心研究学术问题。例如:不注重知识的连贯性学习;(4)面对棘手问题不能够发散思维立足于新的视角合作的解决;(5)课程考核不能全面客观的反应学生对该课程的学习掌握程度[4]。2工程测量课程教学改革设计思路课程体系与内容的改革围绕相关专业培养目标,以人才培养质量及人才全面发展、社会需求为导向,根据工程测量课程的教学特点和行业发展的新要求,不断探索和深化教学改革,做到课程体系改革与教学内容改革有计划、有措施、有特色的落实到教学中的每一个环节。(1)在理论教学上,教学内容吸取国内其他更高水平院校同行的先进经验;深入到社会项目上,与一线的技术员和专家共同探讨;优化和完善工程测量教学大纲,适当删减过时保守内容或者仅作简单讲述;(2)在实践教学上,积极加强校内实验室和校外实训基地建设[5];通过测量技能大赛、产学研结合等多种方法,促进学生动手能力、创新能力;积极增加投入购置新型教学仪器设备,努力改善教学条件以满足教学要求;加强与生产单位以及测绘仪器销售商的交流;(3)在教学方法和教学手段上,形成了以授课课件、实践操作录像等方法相结合的立体感官教学方法[6][7];严格要求学生遵守测量规范和操作程序、培养良好的专业工作习惯,提高学生们的专业素质;通过参加专业比赛,锻炼并检测学生的测量技能,进一步提高学生们的测量专业知识;(4)另外,关注提高学生的“测、绘、算”技术能力,使学生熟练掌握全站仪,了解GPS测量技术[8],学习CASS成图技术,让学生尝试结合EXCEL编写简单的计算软件;(5)在考试改革上,采用综合性笔试和平时性考核项目的多维度考核办法,不断探索优化更加客观的考核方式,以全面的反映出学生参与该课程学习的程度以及获得该课程总体知识、能力、素质综合成果的体现程度。 3工程测量课程目标 (1)掌握各类普通测量包括水准测量、角度测量、距离测量和小区域控制测量的基本原理和测量方法;并会正确规范熟练的使用各种常规测量仪器包括水准仪、经纬仪和全站仪;(2)会结合现行规程规范和选取合适的仪器,设计一般性的测量方案,并进行有效率的测量和内业处理包括建筑工程施工测量项目、建筑物变形监测项目。 4工程测量课程活动设计 4.1各类普通测量以分组比赛类型教学 下面以四等水准测量为例作介绍。(1)目的:使学生正确熟练的操作水准仪;使学生深入的掌握水准测量原理、四等水准测量的规范操作工序和规范的水准内业处理,培养学生扎实的专业基础和提高实操水平;(2)活动安排:水准测量原理、四等水准观测方法、内业处理流程、学生练习水准仪、普通水准测量实验,计划4课时;分组完成四等水准外业、内业,提交成果资料,计划2课时;成绩和总结,评定成绩并总结问题、分析原因,计划2课时;(3)评价方案:仪器操作与观测方法占30%,观测记录和内业处理占30%,观测记录和内业处理,占30%;小组总结报告占30%;出勤占10%。 4.2建筑工程施测量以案例分析来完成教学 下面以民用建筑施工测量为例做介绍。(1)目的:了解施工测量任务、特点及测设的基本工作;掌握测设点的平面位置的方法和施工控制测量的方法;掌握民用建筑施工放样流程;(2)活动安排:课堂讲解施工测量任务、特点及测设的基本工作,计划2课时;课堂讲解测设点的平面位置的方法和施工控制测量的方法,计划2课时;观看民用建筑施工放样现场教学视频,课堂提问学生,总结分析施工放样流程,学生完成案例分析学结,计划4学时;(3)评价方案:课堂提问占40%;民用建筑施工测量案例分析学结占50%;出勤占10%。 4.3建筑物变形测量以完成项目类型教学 (1)项目目的:使学生了解建筑变形测量的意义与重要性;理解建筑物变形测量的施测内容与测量方法;熟悉建筑物变形测量项目的整个流程;(2)活动安排:收集该项目相关的资料,了解此建筑物的变形情况,配置测量仪器,制定观测计划,计划2课时;布设水准点、观测点,做垂直位移测量,计划2课时;布设控制点和工作基点,做水平位移测量,计划2课时;处理数据,整理项目成果,并给出项目结论及建议,计划2课时;(3)评价方案:外业测量占30%;观测记录和内业处理占30%;项目总结报告占30%;出勤占10%。 5工程测量课程学习评价方案 理论考试内容围绕教学大纲进行,在学期末组织学生考试。其他考核项目在授课期间进行。制定如下考核方案:(1)综合性笔试,占总评成绩比重50%,评分标准依据参考答案评分;(2)小组数据和总结报告,占总评成绩比重10%,评分标准是水准测量占25%、角度测量占25%、距离测量占25%及小区域控制测量占25%;(3)建筑工程施测测量案例分析总结,占总评成绩比重10%,评分标准是民用建筑施工测量案例分析总结占50%,工业建筑的施工测量案例分析总结占50%;(4)建筑物变形测量项目成果书面材料,占总评成绩比重10%,评分标准是成果精度统计及质量检验结果占30%,变形测量过程中出现的变形异常和作业中发生的特殊情况汇总占20%,变形分析的基本结论与建议占30%,附图附表占20%;(5)课程论文,占总评成绩比重5%,评分标准是把握测绘科学前沿动态占40%,内容充实可靠占50%,论文形式要素正确占10%;(6)出勤,占总评成绩比重10%,评分标准是旷课、迟到、早退酌情扣分。 6总结 结合工程测量课程特色和学习目标,在非测绘专业的工程测量教学实施中体现“以学生为中心”,分别从不同知识板块设计教学活动,并在课程考核上注重“多维度”评价学生的学习成效,才能更加客观全面的反映出学生参与学习的程度以及获得知识、能力、素质等综合成果的量度,这样才能更好的达到工程测量课程的教学质量与效果,为社会培养出适应企业需求的技术型人才。 作者:许善文 唐小方 单位:广东白云学院 工程测量论文:数字技术在工程测量中应用研究论文 一、数字化测绘技术的优点 1.它可以通过计算机的模拟,在屏幕上直观生动地(分层)反映出地形、地貌特征以及地籍要素,而且一目了然,基本上改变和弥补了传统产品线条、符号和数字、文字等综合包罗,非具一定专业知识才能读懂的缺陷。 2.数字化测绘产品在使用、维护和更新上具有方便快捷的特性,能够随时保持产品信息的现势性,可以随时补充修改,随时出新图提供使用。 3.根据不同用户的需要,可以对产品的各种要素进行数据再加工,得到不同用途的图件,而且还可以随意对图形进行拼接、缩放,用途更广泛。 4.利用数字化(地形、地籍)测绘成果,作为底图,可在计算机上进行各种规划与设计(如土地资源开发规划和城市道路网的设计等),可方便地进行许多方案的设计与比较,对各种要素的统计、汇总、叠加、分析也方便、准确。在计算机的帮助下,大大提高了测绘生产作业的自动化、科学化、规范化程度,数字化测绘产品的应用水平也将达到新的高度。除此以外,在其他方面还显示出很多优越性,但从以上几点足以可见数字化(地形、地籍)测绘很符合现代社会信息的要求,是现代测绘的发展方向。因而,以前以传统测绘为主的专业测绘单位,现在是以发展数字化测绘技术作为发展的目标与方向。 二、数字化测绘中作业模式的选择问题 数字化测绘设备是全站仪加电子手簿或电子平板,作业分为编码方法和无码方法。编码方法在记录测量数据时必须按碎部点的类型及相互间几何关系输入特征编码,作业员不仅要熟记编码,为正确输入编码,测站与棱镜间还需要较多有关测点的信息交流,因此作业速度慢。尤其当地形复杂、通视困难、对一个地物的测量是不连续的,甚至要经过几个测站的观测才能完成时,作业难度大,出错机会多。无码作业则不需输入任何编码,代之以绘制草图记录所测点位及相邻关系。测站与棱镜间联络较少,测站照准目标操作电子手簿驱动全站仪测取数据后,只需向棱镜处作业员报告碎部点号而已。具有平板测图知识的作业员随棱镜现场绘制草图,轻松且不易出错。测图工作实际上主要在棱镜处进行,测站观测速度很快,一台全站仪可观测2~3个棱镜,相当2~3个图板的平板测图。所以无码作业方法更容易为测量人员所接受。数字化测绘记录设备过去以电子手簿为主,但目前有关电子平板的介绍、报道较多。所谓内外业一体化的作业方法,即利用电子平板(便携机)在野外实现碎部点展绘成图被描绘成最先进的方法。但实际上若电子平板与全站仪联机则由于通视不一定好,加之数字化测图测程较远,绘图员在电子平板上编辑绘图很困难。若靠远距离观察辅之以镜站作业员的描述来绘图,则不仅对电子平板绘图员的技术、经验要求较高,且既慢又容易出错。就这一点而言,类似传统的平板测图的作业方法,不同之处仅在于不需展点、计算机编辑代替手工绘图而已。为解决这一问题,市场上推出了遥控电子平板。虽然采用遥控平板可使绘图员随棱镜现场绘图,但设备投资远高于电子手簿。野外作业速度也低于电子手簿加草图方法。实际上是付出高昂的代价以外业时间换取内业时间。若考虑到野外作业条件艰苦,作业人员的愿望恰恰相反;即宁愿用内业时间换取外业时间。加之电子平板还有恶劣条件下可靠性差,携带不如电子手簿方便的缺点。所以大多数情况下,尤其是复杂地区,电子手簿加草图方法仍是最适合的作业方法。 三、数字化测绘技术在地籍测量中的应用 1.数字测图的主要内容 1.1原图数字化 当一个地区需要用到数字地形图而一时因经费困难或受到时间等原因的限制时,该方法是最适宜的。它能够充分利用现有的地形图,仅需配备计算机、数字化仪或扫描仪、绘图仪再配以数字化软件就可以开展工作,并且可以在很短的时间内获得数字化成果。它的工作方法有两种:手扶跟踪数字化及扫描矢量化,其中后一种的精度、效率更高。但是,利用该方法所获得的数字地图其精度因受原图精度的影响,加上数字化过程中所产生的各种误差,因而它的精度要比原图的精度差。而且它所反映的只是白纸成图时地表上各种地物地貌,现时性不是很好。所以它仅能作为一种应急措施而非长久之计。为了充分利用该法得到数字地图,可通过修测、补测等方法,实测一部分地物点的精确坐标,再用这些点的坐标代替原来的坐标,通过调整,可在一定程度上提高原图的精度。而随着地图的不断更新,实测坐标的增加,地图的精度也就会相应地得到提高。 1.2地面数字测图 在没有合乎要求的大比例尺地图的地区,可直接采用地面数字测图的方法,该方法也称为内外业一体化数字测图,是我国目前各测绘单位用得最多的数字测图方法。采用该方法所得到的数字地图的特点是精度高,只要采取一定的措施,重要地物相对于邻近控制点的精度控制在5cm内是可以做到的。 1.3航测数字成图 当一个地区(或测区)很大时,可以利用航空摄影机在空中摄取地面的影像,通过外业判读,在内业建立地面的模型,通过计算机用绘图软件在模型上量测,直接获得数字地形图。随着测绘技术的发展,数字摄影测量已在我国部分地区取得成功,不久将会得到推广。它是通过在空中利用数字摄影机所获得的数字影像,内业通过专门的航测软件,在计算机上对数字影像进行像对匹配,建立地面的数字模型,再通过专用的软件来获得数字地图。可以说,这将是今后数字测图的一个重要发展方向。该方法的特点是可将大量的外业测量工作移到室内完成,它具有成图速度快、精度高而均匀、成本低,不受气候及季节的限制等优点,特别适合于城市及大测区的大面积成图。 2.数字测图在地籍测量中的应用 随着国家小城镇建设步伐的加快,城镇地籍测量工作在全国范围内展开,各地对地籍图的需求将急剧膨胀。地籍测量的目的是为了全面澄清城镇土地的属性、位置、面积、用途、经济价值及相互之间的关系,为建立全国土地管理信息系统奠定基础。随着高新测绘技术的开发和应用,数字化测绘技术的应用得到迅速发展。较之传统的大(小)平板仪(地形、地籍)测绘技术,数字化测绘可以让测绘产品更加多样化,技术含量和应用水平更高,产品的使用与维护更加方便、快捷、直观,与传统的测绘产品(地形、地籍图件)相比,数字化测绘产品具有明显的优越性。作业流程的科学化是数字测量的关键所在,结合测区已有的资料,以有关规程、规范为依据,设计作业流程,数字地籍测量的作业流程见下图: 3.数字测绘在数字地球中的应用 简言之,数字地球就是把经济和社会发展方方面面的信息,加载于一个统一的地理坐标框架中按数字的形式存贮于计算机,任何机构或个人均可通过网络通讯技术,足不出户便获取所需的信息做到“秀才不出门,全知天下事”。数字地球是一个十分庞大的系统工程,技术复杂,涉及部门多,没有任何一个部门或团体能单独承担,它需要地球科学、信息科学、空间技术和众多应用部门的配合。测绘作为地学和信息学的重要组成部分,在国家空间数据基础设施建设中具有不可替代的地位,空间基础信息的获取、处理,向信息高速公路提供内容丰富、形式多样的信息货物等工作已历史地落在测绘工作者肩上。可以说,数字地球始于测绘。我国测绘部门从20世纪八十年代初期开始,对传统测绘技术进行了大规模的数字化改造。传统的光学定位技术已被光电技术、GPS技术所取代,传统的白纸测图已被数字测图和地理信息系统所取代,以地面测量为主向以卫星定位(GPS)、卫星遥感(RS)测绘等高技术为主的对地观测方面转变,被动的静态测量向动态的实时测量方面转变"测绘部门在数字地球基础框架建设方面做了大量工作,主要包括:建立了全国A级、B级GPS网;完成了全国1:100万、1:25万基础地理数据库和数据服务设施;建立了国情和省情综合地理信息系统;研制成功了从遥感立体影像自动建立数字地面模型的数字摄影测量系统;研制成功了数字高程模型(DEM)、数字正射影像(DOM)、数字线划图(DLG)、数字栅格图(DRG)等“4D”产品生产线。数字地球的雏形已经形成。 当然,数字测绘技术应用于很多方面,由于篇幅有限,就不在此一一列举了。 总之,数字测绘技术在工程测量中应用广泛,精确且使用,并且数字测绘技术也在日新月异地发展,广大测绘工作者要更新思维、坚持学习,做数字化的测绘工作者。 工程测量论文:我国工程测量技术发展前景研究论文 论文关键词:测量技术;发展现状;展望 论文摘要:工程测量有着悠久的历史,它是直接为国民经济建设和国防建设服务,紧密与生产实践相结合的学科。本文分析了我国工程测量技术发展和应用现状,并对其发展前景进行了展望。 1前言 工程测量通常是指在工程建设的勘测设计、施工和管理阶段中运用的各种测量理论、方法和技术的总称。传统工程测量技术的服务领域包括建筑、水利、交通、矿山等部门,其基本内容有测图和放样两部分。现代工程测量己经远远突破了仅仅为工程建设服务的概念,它不仅涉及工程的静态、动态几何与物理量测定,而且包括对测量结果的分析,甚至对物体发展变化的趋势预报。苏黎世高等工业大学马西斯教授指出:“一切不属于地球测量,不属于国家地图集的陆地测量,和不属于法定测量的应用测量都属于工程测量”。随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化,我国工程测量的发展可以概括为“四化”和“十六字”,所谓“四化”是:工程测量内外业作业的一体化,数据获取及其处理的自动化,测量过程控制和系统行为的智能化,测量成果和产品的数字化。“十六字”是:连续、动态、遥测、实时、精确、可靠、快速、简便。 2我国工程测量技术现状 2.1先进的地面测量仪器在工程测量中的应用。 20世纪80年代以来出现许多先进的地面测量仪器,为工程测量提供了先进的技术工具和手段,如:光电测距仪、精密测距仪、电子经纬仪、全站仪、电子水准仪、数字水准仪、激光准直仪、激光扫平仪等,为工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利的条件,改变了传统的工程控制网布网、地形测量、道路测量和施工测量等的作业方法。三角网已被三边网、边角网、测距导线网所替代;光电测距三角高程测量代替三、四等水准测量;具有自动跟踪和连续显示功能的测距仪用于施工放样测量;无需棱镜的测距仪解决了难以攀登和无法到达的测量点的测距工作;电子速测仪为细部测量提供了理想的仪器;精密测距仪的应用代替了传统的基线丈量。 2.2GPS定位技术在工程测量中的应用。 GPS是美国从20世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有海、陆、空进行全方位实施三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。随着GPS定位技术的不断改进,软、硬件的不断完善,长期使用的测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定三维坐标的高速度、高精度、费用省、操作简单的GPS技术代替。 在我国GPS定位技术的应用已深入各个领域,国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立与改造已普遍地应用GPS技术,在石油勘探、高速公路、通信线路、地下铁路、隧道贯通、建筑变形、大坝监测、山体滑坡、地震的形变监测、海岛或海域测量等也已广泛的使用GPS技术。随着DGPS差分定位技术和RTK实时差分定位系统的发展和美国AS技术的解除,单点定位精度不断提高,GPS技术在导航、运载工具实时监控、石油物探点定位、地质勘查剖面测量、碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的应用前景。 2.3数字化测绘技术在工程测量中的应用。 数字化测绘技术在测绘工程领域得以广泛应用,使大比例尺测图技术向数字化、信息化发展。大比例尺地形图和工程图的测绘,历来就是城市与工程测量的重要内容和任务。 常规的成图方法是一项脑力劳动和体力劳动结合的艰苦的野外工作,同时还有大量的室内数据处理和绘图工作,成图周期长,产品单一,难以适应飞速发展的城市建设和现代化工程建设的需要。随着电子经纬仪、全站仪的应用和GEOMAP系统的出现,把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来,形成一个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统。系统的开发研究主要是面向城市大比例尺基本图、工程地形图、带状地形图、纵横断面图、地籍图、地下管线图等各类图件的自动绘制。系统可直接提供纸图,也可提供软盘,为专业设计自动化,建立专业数据库和基础地理信息系统打下基础。 20世纪80年代以来,我国数字化测绘技术的开发研究和应用发展很快,成效显著。由于技术标准和规范不同,国外研究成功的数字化测绘系统不适合国情,难以推广应用,只有依靠自己研究开发。1987年北京市测绘设计研究院在国内首先完成了“大比例尺数字化测图系统”(即DGJ)的软件开发,并通过技术鉴定,1990年被建设部列为第一批技术推广应用项目之一,在80多个城市及工程测量单位推广应用,同时又有十几个大专院校、仪器公司和工程测量单位,先后开发和研制出多个类似的数字测图系统软件。 2.4摄影测量技术在工程测绘中的应用。 摄影测量技术已越来越广泛的在城市和工程测绘领域中得以应用,由于高质量、高精度的摄影测量仪器的研制生产,结合计算机技术中的应用,使得摄影测量能够提供完全的、实时的三维空间信息。不仅不需要接触物体,而且减少了外业工作量,具有测量高效、高精度,成果品种繁多等特点。在城市和工程大比例尺地形测绘、地籍测绘、公路、铁路以及长距离通讯和电力选线、描述被测物体状态、建筑物变形监测、文物保护和医学上异物定位中都起到了一般测量难以起到的作用,具有广泛的应用前景。由于全数字摄影测量工作站的出现,为摄影测量技术应用提供了新的技术手段和方法,该技术已在一些大中城市和大型工程勘察单位得以引进和应用。 航空摄影测量是进行城市大面积大比例尺地形图、地籍图测绘与更新以及大型工程勘测的重要手段与方法,它可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图成果。目前,我国有100多个城市或工测单位利用航测技术测制大比例尺地形图和地籍图,最大比例尺为1/500。采用的仪器除利用高精度的模拟测图仪和解析测图仪成图方法外,还用立体坐标测图仪与微机连接进行数据采集,经微机数据处理输入绘图机自动绘图。 3工程测量技术的发展展望 展望21世纪,工程测量将在以下方面将得到显著发展: 测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展,其应用范围将进一步扩大,影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强。 在变形观测数据处理和大型工程建设中,将发展基于知识的信息系统,并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合,解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。 大型复杂结构建筑、设备的三维测量,几何重构及质量控制,以及由于现代工业生产对自动化流程,生产过程控制,产品质量检验与监控的数据与定位要求越来越高,将促使三维业测量技术的进一步发展。工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量。 多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用,如GPS接收机与电子全站仪或测量机器人集成,可在大区域乃至国家范围内进行无控制网的各种测量工作。 GPS、GIS技术将紧密结合工程项目,在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。 在人类活动中,工程测量是无处不在、无时不用,只要有建设就必然存在工程测量,因而其发展和应用的前景是广阔的。 工程测量论文:水利工程测量及精度分析论文 【摘要】文章介绍了数字化测图的原理和数字化地形图成果的优点,概述了数字地图在水利工程测量工作中的发展进程,并对数字化测图的精度进行了分析,展望了今后数字化测图的发展方向。 【关键词】数字化测图技术;原理;发展;精度分析 随着现代科技的发展以及计算机辅助设施AutoCAD技术的广泛应用,数字化测图技术也在不断地发展,有关图的概念也发生了深刻的变化,数字测图的成果已不仅仅仅是一张白纸图,数字技术赋予地形图更丰富内涵,它是有关地形的空间信息组合,以计算机硬盘、软盘等为存贮介质,以图形文件的形式提交给设计人员。 一、数字化测图的基本原理及优点 1.数字化测图是以传统的白纸测图原理为基础,以全站仪、计算机及设备为工具,采用数字库技术和图形处理方法,实现一套野外数据采集到内业制图的全过程的自动化测量制图系统,称为数字化测图系统。它的实质是解析测图,它实现了将图形的模拟量(地面模型)转化为数字量,经计算机对数字量进行处理,得到内容丰富的电子地图。 2.在传统的白纸测图方法中,地面点平面位置的误差主要受图根点的展绘误差、测定地物点的视距误差、测定地物点的方向误差、地形图上的地物点的刺点误差以及清绘误差等综合因素的影响,而在数字测图中,全站仪强制照准棱镜,测量数据自动记录到手簿或全站仪内部存储器中,展点又是计算机自动展点,所以图根点的展绘误差与地物点的展绘误差可忽略不计,其余各项误差也比普通经纬仪测图时大大减小,所以点位精度非常高,经过实践表明,数字化测图很容易达到《水利水电工程测量规范》规定的点位误差小于图上0.2mm的精度指标。同时数字地图容易存贮,是地理信息系统(GIS)的重要信息来源。另外数字化测图还大大提高了工作效率,缩短了成图的周期。经实践表明:一个作业组在正常情况下用白纸测图的方法一个工作日能测量200个地形点,而采用数字化测图的方法则可以测量400个地物点以上,工作效率提高1倍。 二、数字地图在水利工程测量工作中的发展进程 (一)利用Mapscan微机地图扫描矢量化系统软件扫描矢量化原地形图 利用Mapscan软件首先将地形原图用扫描仪扫成栅格图像,然后再对栅格图像进行旋转校准,矢量化、编辑、整饰,最终得到数字化地形图。换句话说,这就是计算机上进行的一次描图工作。由于地形图原图在被扫描生成*.CAL影像文件的过程中会有一定的偏移和旋转,在数字化的第一步就要对影像文件进行旋转和校准,在这一过程中关于旋转基准点及校准基准点的拾取过程中,操作人员会产生一定的误差,同时在矢量化地形、地物的过程中同样有人为因素的影响。所以说,以这种方式形成的数字化地图的精度比后来内外业一体化所测绘的数字化地图精度偏低。但它的优点就是利用了原有的图纸,它是原有测绘成果向数字化成果转换的必经之路。 (二)利用南方CASS4.0地形成图软件实现内外业一体化测绘数字化地形图 南方公司CASS4.0测量成图软件,采用的作业模式为全站仪+电子手簿野外采用数据,利用软件完成对电子地图的编辑与输出,是真正意义上的数字上化测图。 在数字测图系统中,计算机要处理几何数据(测站坐标)、属性数据以及点与点之间的拓朴关系。而属性数据的拓朴关系是很难像几何数据那样直接用数字来描述的,所以必须按一定的规则构成一些符号(串)来表示它们,这种用来表示地物属性和连接关系的符号(串)就是CASS4.0软件中所称的编码。 野外采集数据分为有码作业和无码作业。两种作业方式比较而言,有码作业方式自动化程度高,内业工作量小,但外业工作中,观测量在测站每点都要输入编码,同时还要考虑点与点之间的连接关系,所以外业速度慢。无码作业方式直观、可靠,提高了外业速度,但是内业工作量稍有增加,自动化程度略有降低。由于两种数据采集的方式各有利弊,所以在实际工作中会根据实际情况选取不同的作业方式。在地形、地貌简单,开阔的地区,利用有码作业方式,连接各地性线之间的关系,简化内业的编辑修改量;在地物繁多、地貌特殊的测区,必须勾绘草图,采用无码作业方式,记录清楚每个点的属性及连接关系,内业对测点进行编辑成图。 (三)利用捷创力600全站仪自定义用户程序实现野外数据采集 捷创力600全站仪具有一个内部存储器,用来存储原始数据、点信息,存储空间完全是自我管理而不需要连接外部控制设备,存储文件分区域(Area)文件和工作(Job)文件。根据野外测图时所要记录的信息,在全站仪上自定义用户程序P2为测图时使用的程序,它的结构与说明如表1。 利用这个程序便可以在野外采集数据,并利用全站仪上P54程序完成工作文件从全站仪内存传输到计算机的工作。 全站仪采集数据与南方电子手簿采集数据相比,优点在于它是利用内存记录数据,有着多层保护,具有较高的安全性,不会像手簿有时由于低电而造成数据丢失。缺点是输入地物编码时,在全站仪键盘上切换至ASCII码状态,比电子手簿输入编码繁琐。 (四)RTK实时动态定位测量技术在数字化测图中的应用 RTK(Real-TimeKinematics)实时动态定位测量技术是GPS定位技术的又一重大突破,它使GPS定位技术向更深、更新、更广的方面发展,它可以在几秒钟内获得厘米级的三维坐标。它是由1台基准站、1台或多台流动站、数据传输电台以及软件系统组成。PTK技术的出现突破了常规的GPS控制测量工作领域,利用它能够非常方便地进行放样和定线;通过流动站控制器可以进行野外数据采集,打破了传统的“先控制,后测图”测量方式,工作效率大大提高。在怀柔应急备用水源工程1:2000地形图测量、斋堂水库库区1:2000地形图测量、马草河1:500地形图测量中,利用RTK技术进行数字化测图工作,充分感受到先进技术所带来的巨大生产力。 三、数字化测图精度分析 数字化测图将图纸精度转变为数字精度,采集的数据在后处理上不会有什么问题,其精度主要受仪器本身的精度以及一些外界因素的影响。 所以在外业测绘时,为了提高野外数字化测绘图精度,减少棱镜偏移误差的影响,应尽量使棱镜立到点位与跟踪杆立直,避免由于倾斜而带来的误差影响。 四、结语 数字化测图技术在北京市水利规划设计研究院已经走过了从无到有以至多种方式并存的过程,在科技飞速发展的今天,传统意义的工程测量已发生了巨大的变革。新仪器、新技术的应用,使测量行业具有了更高的科技含量,同时对测绘人员综合素质的要 求也越来越高。 工程测量论文:工程测量技术在曲线地铁车站施工中应用论文 摘要:文中结合天津地铁1号线改扩建工程,简要介绍了曲线地铁车站施工测量技术特点;施工控制测量及施工放样方法,确定了用精密导线作为施工控制测量线最为适宜 关键词:工程测量;地铁;曲线 1工程概况 天津市地铁1号线西北角车站为原有站改扩建工程,位于北马路芥园道和西马路大丰路交口。全现浇钢筋混凝土箱型地下结构,双轨侧式站台车站起点里程k9+385.784,终点里程k9+603.500总长218m,箱体最宽处28m,结构净高5.55m,主要站段埋深10.039m,设4个出入口,2座风道,建筑总面积10666m2。 2施土测量技术特点、难点 2.1工程平面位置 该车站为全曲线站,地下结构中柱纵轴线、铁道左轨中线、右轨中线均由圆曲线和缓和曲线组成,三条线曲线元素各不相同,即缓和曲线起终点不在同一里程,圆曲线圆心各异,半径分别为800m,801.908m,804.037m箱体侧墙均为圆曲线,并与同侧轨道中心线同圆心,但由于墙体的里凹和外凸形成多种不同半径的圆弧,平面定位放线作业相当复杂。2.2高程 工程箱体结构位于1.98%和2.54%两种不同坡度的坡度线上,两侧站台板也存在不同坡度的变换,且变坡点不在同一里程工程主体结构和站台板的标高必须由不同的坡度线控制。 2.3施工 工程设计为明开挖分段施工,施工段最大长度不能超过25m由于工斯和施工技术要求决定了工程必须多头开挖,点位的坐标和高程需多次向基坑内引测,多头贯通,给施工放线的精度提出了更高的要求。 3施土控制测量 3.1测量仪器的选烈 《地下铁道,轻轨交通测量规范》要求精密导线测量相对点位中误差≤±8mm;精密水准测量附合路线闭合差≤8mm。 设导线平均边长100m,取II级全站仪,因边长较短设测角中误差mβ=±5",测距中误差ms=2+2x10-6,佑算导线点相对点误差为: 因此使用且级全站仪、DS1水准仪进行控制测量,完全满足地铁的施工测量精度要求。 3.2施工平面控制测量 西北角车站施工作业面为长220m,宽20-30m的带状,因此用精密导线作为平面控制最为适宜,在考虑便于施工放样、点位保护和变形等诸多因素的前提下,在车站的起讫点及中点附近布置了3个精密导线点A,B,C,与已知点GPS515,GPS550,GPS514组成附合导线,导线平均边长105m,工程位置及导线布置见图1。 导线水平角采用II级全站仪6测回测定,边长取5次测量平均值,往返各两测回测定,外业观测成果精度如下:方位角闭合差;fβ==a始+∑(β±180°)-a终=5″ 该导线用天津市测绘院提供的计算软件严密平差后,最大点位中误差1.32mm,最大点间误差1.28mm,导线全长中误差达到1/180000。 3.3施工高程控制测量 将精密导线点同时作为施工高程控制点与已知二等水准点JBM-3,JBM-4组成附和水准线路,水准线路总长度约600m,其中最远点.4距已知水准点240m 高程控制测量采用带有平行玻I}板测微器的DS.水准仪和锢瓦水准尺按二等水准测量技术要求施测实测4个测段最大往返不符值0.8mm,附合水准路线闭合差1.2mm,每km水准测量高差偶然中误差 4施土放样 4.1施工放样平面控制点的建立 4.1.1近井点的测设 施工段开挖完毕,在基坑支护结构的压顶梁上选择适当位置建立近井点,并分别从两个地面控制点(GPS点或精密导线点)测定其坐标,两次测定坐标值较差在±10mm之内,取其中数作为近井点坐标当两个以上施工段同时开挖完毕,可将各段近井点与地面控制点连成附合导线,取平差结果作为近井点的坐标. 4.1.2地下平面控制点的测设 首段施工在施工段两端建立地下控制点,并与近井点组成闭合导线确定地下控制点坐标,后续施工布设的地下导线至少应联测一个先期建立的地下控制点当重合点测定的坐标值与原坐标值较差在±10mm之内时,取其中数作为重合点坐标。 4.21也下高程控制点的测设 高程传递测量采用吊钢尺法,地上地下安置两台DS1水准仪同时读数,观测三测回,测回间变动仪器高度,三测回测定的地下水准点高程较差应小于3mm。 考虑底板混凝土浇筑后的沉降,每个施工段的高程传递应独立进行并连测已建立的地下水准点,计算结构沉降量,同时对地下水准点的高程进行改正地下水准测量使用DS1水准仪、铟瓦、钢尺往返测定。 5曲线的测定 5.1内业计算放样准备 依据曲线要素计算曲线上每隔3m点的坐标(半径800m,3m弧长以直代曲后的最大误差为1.4mm可忽略不计)。利用微机Excel表格处理计算软件,将曲线要素及线路曲线计算公式输入微机进行计算,并用手算进行核对无误后,再用CAD软件定点做图,观察曲线形状,量取相关结构尺寸和施工图对照,进行验证. 计算曲线放样点在本段弦上的投影长度Si和弓高hi,见图2. 5.2曲线放样 将地下控制点坐标、放样点坐标全部输入全站仪,用全站仪坐标放样程序在实地放样诸点,并弹线确定曲线位置检验:在直线A,B上用钢尺量取S1,S2...,S3...,同时量取该的曲线弓高其值与计算值之差在±5mm之内可不调整,否则查找原因重新测设。 6坡度线的测设 结构施工的标高放样采用DS3水准仪,按四等水准测量的精度要求施测,水准仪使用前进行i角检测(水准轴与视准轴夹角),其值必须小于±20″,否则应进行校正。 结构高程的测设除每个施工段的两个结构端点和变坡点必须测设外,余者每隔10m左右测设一点,点与点之间拉小线即可确定结构坡度具体测量方法是,依平面定位测量点确定高程放样点的里程位置,再按设计坡度计算出该点处结构高程依据地下水准点从一端逐个将计算高程测设到标桩酬钢筋上,测设到另一端点后与另一个地下水准点闭合,其闭合差应小于士5mm否则查找原因重新测设。 7地铁西北角车站施土测量效果及体会 依设计要求西北角地铁站分为12个施工段,又由于施工条件限制和工斯要求没有按施工段顺序施工,这样共形成5个贯通面,由于采用上述测量方法,最大纵向贯通误差13mm,最大横向贯通误差9mm,最大高程贯通误差10mm,经竣工测量,轨道中心线点位中误差仅为8mm,测量精度完全满足了规范要求。 (1)根据工程规模和精度要求,确定工程测量的控制等级,配置相应的仪器设备,严格按规范要求的相应控制等级技术要求施测,确保控制点的精度对于曲线型地铁站,用精密导线做为施工控制测量线最为适宜。 (2)视工程具体情况,制定施工放线方法和验核方法,做到既切实可行,又能满足精度要求。 (3)充分利用计算机和软件进行平差计算、放样计算、作图等内业工作,减少内业工作量,提高内业成果的可靠性。 (4)所有工程平面位置或高程的放样必须设有多余观测,用以验证放样结果的正确与否。
煤矿通信论文:煤矿企业无线通信论文 一、在煤矿企业中应用的无线通信技术的种类 1、PHS技术 PHS技术就是常说的矿井小灵通,是现代社会矿井无线通讯的主要设备之一。矿井小灵通综合使用了大量硬件技术,如FPGA和DSP等,该技术的软件开发以模块化为标准,其控制体系以逐级分布为主;系统的配置灵活性较高,用户可以随机调换系统的业务功能和系统容量;该系统还能够统一指挥和调度矿区内固定和移动的用户,实现公众通信移动网络和矿区通信移动网络的联合发展。 2、SCDMA技术 SCDMA技术是常说的矿井大灵通,在矿井开采过程中发挥着至关重要的作用。SCDMA技术不符合国际电信联盟标准,在实际开采过程中的应用范围较小。主要原因是该技术仍存在着覆盖方式以泄露电缆为主和限制手机定位等缺陷。 3、矿井无线数字对讲 该技术在矿井开采中应用范围十分广泛,相关的配套设施和产业链已经非常完善,具有可靠、实用和经济实惠等特点。但是,在实际应用过程中该技术仍很难实现一部手机全双工的保密通信要求;难以完成电信公网和企业原有的固话交换之间的相互连通;并存在业务信道较少以及覆盖面狭窄等缺陷。 4、矿井无线局域网 矿井无线局域网属于短距离无线宽带数据传输领域,是非移动无线宽带数据通信产品的典型代表,该技术与其其他通信技术相比最大的区别在于它不支持语音业务和移动数据传输,在无线网片和无线网桥领域应用比较广泛。 二、煤矿企业中无线通信技术的发展趋势 1PHS技术 据相关统计结果显示:PHS技术是目前我国煤矿企业应用频率最高的无线通信技术,该技术在煤矿企业的发展建设过程中具有极大的技术优势,最典型的特点有语音通话效果好、移动切换呼通率高一级组网通信规范等。近几年,伴随着无线通信技术的深入发展,PHS技术的原有频段将转移到3G组网上。该项技术转移的主要原因有:第一,PHS技术中必须使用的基站和手机功率相对而言较小,属于无线微蜂窝通信体制的范畴,原有频段转移到3G最往后,网络通信受干扰程度较小;第二,转移到3G组网的原有频率可以完成自动调整,确保在新通话收集的通信频道不被切换;第三,原有频段转移到3G组网后,PHS和DECT系统可以同时实现与3G网络的兼容发展;第四,PHS技术主要集中在矿井下,对地面3g网络信号不会产生影响。 2Wifi无线局域网技术 Wifi技术系统在未来的发展领域十分广泛,主要由于该技术在无线通信领域占有十分广阔的发展空间和技术优势,该技术正逐步替代PHS技术在煤矿无线通信领域的地位。该技术的使用可以使矿井工作人员在同一个网络平台上完成无线和有限网络通信,网络点非常容易连接,井下或者井上都可以随时完成无线通信。 3NGP移动通信技术 NGP无线通信技术在我国未来的发展范围十分广泛,主要由于该技术具有节约电缆、人员定位以及自行监控井下作业等优势。NGP移动通信技术在根本上实现了煤矿开采过程中矿井多网合一无线通信的实际需求。NGP移动通信技术的新通信协议能够实现及时和精确的定位,并能上传有效的定位信息,是现阶段煤矿企业发展过程中最有效的移动成产调度系统之一。该技术在使用过程中与其他无线通信技术之间不产生任何冲突,在煤矿开采过程中发挥着至关重要的作用。 三、结束语 总之,要想促进煤矿开采效益的提升,就必须提升现代煤矿无线通讯技术的发展水平。煤矿企业应该在了解无线通信系统的特点及技术优势的前提下,对PHS技术、SCDMA技术、矿井无线数字对讲以及矿井无线局域网等技术进行深入的研究的探讨,为促进我国煤矿企业的发展提供技术保障。 作者:唐欣媛 李光平 单位:陕煤集团神木红柳林矿业有限公司 煤矿通信论文:完善煤矿定位技术的无线通信论文 1.井下现有定位技术 1.1有源RFID定位技术 RFID(RadioFrequencyIdentification)技术,又称为无线射频识别技术,是一种非接触式的自动识别技术,根据标识卡是否需要供电又可分为有源RFID技术及无源RFID技术,无源RFID标识卡一般识别距离在几厘米~几米,难以达到矿井井下人员定位系统的要求。因此,目前,矿井人员定位系统应用较多的是有源RFID技术:每个下井人员携带一个433MHz或2.4GHz的有源定位标识卡,该标识卡每隔一段时间(1~3s)发送一次代表携带人员身份的射频编码,该编码信号被安装在矿井巷道内的读卡器接收并传送到地面服务器,由于读卡器的位置在定位系统中已经设置完成,因此,我们可以判断出井下人员的位置。该系统的优点网络结构、算法简单,建设成本较低,缺点是定位精度低,一般为读卡器的接收半径,约几十米~几百米。 1.2RSSI定位技术 RSSI(ReceivedSignalStrengthIndicator)是接收信号的强度指示,RSSI定位技术是通过接收到的信号强弱来测定信号发送点与接收点之间的距离,进而根据接收点位置坐标来进行定位计算的一种定位技术,该技术在矿井人员系统中应用较多,如TICC2431芯片就集成了RSSI定位引擎。RSSI定位技术精度较有源RFID定位技术有所提高,通过算法优化的RSSI定位精度可达8m。RSSI定位技术的主要问题是易受环境的影响,如环境湿度的变化、人体的遮挡等均会引起信号强度的较大变化,使得测试数据波动较大。 1.3TDOA定位技术 TDOA(到达时间差)方法是通过测量移动目标发出的信号到达多个接收基站的时间差来对目标进行定位的方法,即各接收基站对来自同一移动台的信号作到达时间TOA的测量,然后将各TOA值传送到定位处理中心,中心根据TOA求出各基站间的TDOA并计算出目标的位置坐标。 1.4起源蜂窝小区技术 起源蜂窝小区定位技术(COO即CellOfOrigin)是一种基于移动台的定位技术,它根据移动台所注册的小区识别号ID来确定移动台的位置。由于矿井无线通信系统的井下基站安装的巷道位置是一般是固定的,只需知道哪些移动台在当前小区注册,系统把该小区基站对应的巷道位置和覆盖半径发送给移动台,移动台就能知道自己处在什么地方。同时,系统也可通过小区内注册用户信息得到移动台所处的位置信息。起源蜂窝小区技术无需对移动网络和移动台进行修改,响应时间短,方案简单、经济。但是,由此导致的缺点是精度较差,定位误差就是一个蜂窝的大小。 2.基于TD-SCDMA系统的定位技术 本项目研究了基于TD-SCDMA系统的定位技术,系统采用了TA(TimingAdvance)定位技术,又可称为CellID+TA,即小区识别号+时间提前量。无线信号在空中传播是有延迟的,时间提前量TA由基站BTS(BaseTransceiverStation)测量后通知移动台MS提前这段TA时间发送数据,目的是为了补偿基站BTS与MS之间的传输时延。TA定位方法就是利用现有的参数TA来测算定位目标MS和基站之间的距离,再经过相关软件处理和计算得出各终端具体位置信息,同时体现在监控中心,从而实现通过终端进行定位的功能。TA定位实现原理: (1)定位请求控制 a.定位中心负责监视定位命令表,发现有用户定位请求,取出用户信息;b.通过诊断测试流程将定位用户消息发送至网元,定位结果返回后写入定位数据表中;c.将命令表中对应的记录状态置为已发送状态。 (2)终端类型判断 由于不同厂商的终端对TA测量处理有差异,部分终端TA测量值差异较大,需要针对终端类型进行距离修正,所以在进行终端定位前,要先获取终端类型。终端的IMEI由15位数字组成,其组成为:前6位数(TAC)是“型号核准号码”,一般代表机型;接着的2位数(FAC)是“最后装配号”,一般代表产地;之后的6位数(SNR)是“串号”,一般代表生产顺序号;最后1位数(SP)为检验码,一般中断效验码都设置为0。在本项目实际使用中,由于同一个批次的终端,前8为数字一般相同,可以根据终端的IMEI前8位来确定终端类型。对于定位请求,RNC在获取终端的IMSI后,发起IdentityRequest,请求类型为IMEI,IUC收到呼叫中心CC的Identity查询后,给RAC发送下行直传消息,请求UE上报IMEI信息。IUC收到RAC的上行直传消息后,从NAS消息中解析出IMEI后,将IMEI写入到UE表中,需要判断UE表中RRC的建立原因,如果是Terminating-causeunknown,该IMEI信息不需要给CN回复。然后给CC回复IMEI查询成功指示消息。 (3)修正值确定 本项目选取一款使用数量较多,且上报TA值稳定的终端,其默认的定位修正值为0,并在每个基站的天线处,通过多次测量TA值,然后取平均值的方法确定各个基站的TA修正值;并通过多次计算,确定出基站修正距离Ud(uepathdistance)、终端修正距离Td(terminaldistance)、阶段修正距离Pd(partdistaice),并配置各基站最大定位范围Md(maximumdistance)为基站间距离,确定修正值后,存入修正值表中。 (4)距离计算方法 定位中心收到一条定位消息,转换为对应表的数据结构,并进行下一步判断。根据终端所在小区CELLID,判断终端位置是在地面还是井下。如果是井上,计算结束。如果是井下,根据IMEI确定终端类型。根据终端类型调用系统中储存的相关修正值。根据测量值减去修正值,得到修正后的测量值。 3.结束语 通信联络系统是煤矿安全生产六大系统之一,矿井安全生产中具有重要的作用。矿用TD-SCDMA无线通信系统是近年来在煤矿安装应用较多的一种无线通信系统。本文提出了一种基于TD-SCDMA无线通信系统的手机终端定位技术,该定位技术是基于移动终端上报的TA值,不需要额外增加其它定位设备,系统成本较低;且系统的定位误差约为15米,相比原有的基站小区定位技术有很大提高。经实际应用表明,该定位系统能满足矿井对手机定位应用的需求。 作者:顾义东 单位:天地(常州)自动化股份有限公司 中煤科工集团常州研究院有限公司 煤矿通信论文:煤矿井下无线通信论文 1矿用无线通信技术现状 1.1WiFi无线通信技术 WiFi无线通信技术采用OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)正交频分复用技术,其优势在于具有较高的数据带宽,低廉的设备成本,同时使用2.4GHz的公共频段,不需要复杂的审批手续。但WiFi技术不属于国际电信联盟ITU(InternationalTelecommunicationUnion)规定的移动语音通信标准,不具备规模组网通信的理论基础与技术标准,其定位就是短距异步宽带数据无线接入。由于WiFi采用的是短码扩频技术,只适合视距无遮挡点对点直线通信,而对矿井这种遮挡严重,多径反射剧烈,场强衰落快速变化的现场,将直接导致WiFi的通信距离大大缩短。WiFi通信技术所使用的通信体制、占用带宽、调制方式与目前煤矿井下人员定位系统的RFID和ZigBee完全相同或近似,使得系统之间会产生严重的电磁干扰,严重的还会使系统瘫痪。 1.2TD-SCDMA无线通信技术 TD-SCDMA技术是ITU的第三代移动通信空间接口技术规范之一。TD-SCDMA的特点是上下行同频段,通过时隙配置为上下行信道提供无线承载。TD-SCDMA可支持速率为8kbit/s~2Mbit/s的语音、互联网等所有的3G业务。TD-SCDMA系统采用时分双工模式,它的一个载波占用1.6MHz的带宽,仅能提供速率为2Mbit/s的3G数据业务。并且在产业链方面TD-SCDMA不够成熟,终端数量较少。目前,TD-SCDMA矿用通信系统采用BBU(BuildingBasebandUnit)+RRU(RadioRemoteUnit)拉远方式,BBU部署在地面,RRU作为井下无线站点部署在井下,地面与井下采用私有的IR接口,必须使用裸光纤,无法直接使用井下工业以太环网,且当BBU出现故障时,会导致全网无法工作。某个中间RRU故障会导致整个链上的RRU无法工作,维护、扩容较为困难。 1.3WCDMA无线通信技术 WCDMA技术是ITU正式的第三代移动通信空间接口技术规范之一,是集CDMA、FDMA(FrequencyDivisionMultipleAccess,频分多址)技术优势于一体、系统容量大、抗干扰能力强的移动通信技术[4]。WCDMA发展空间较大,技术成熟性最佳,有较高的扩频增益,可支持速率为8kbit/s~5.76Mbit/s的语音、互联网等所有的3G业务。WCDMA作为产业链最为成熟、网络部署最为广泛、终端最为丰富的3G技术,其网络除能实现语音通信功能外,还可提供高速率数据和图像传输功能。但是,传统WCDMA系统总体造价相对较高,不利于大规模推广,而且井下巷道错综复杂,其无线信号的全矿井无缝覆盖困难大。 1.4Femtocell无线通信技术 1.4.1Femtocell技术简介Femtocell又可称为毫微微小区、家庭基站[5],是近年来根据3G发展和移动宽带化趋势推出的低功率、超小型化移动基站。Femtocell使用IP协议,通过用户已有的ADSL、LAN等宽带电路连接,远端由专用网关实现从IP网到移动网的联通。它的大小与ADSL调制解调器相似,具有安装方便、自动配置、自动网规、即插即用的特点。1.4.2Femtocell技术优势(1)可覆盖宏小区不能覆盖的地方。(2)可以减少来自于宏小区基站的高功率开销并提高宏小区基站的性能。(3)辐射更低,手机电池也更耐用。(4)为固网与移动网融合提供了一个理想的解决方案。Femtocell的网络架构如图1所示。目前业界主流的设备商主要采用的是把NodeB和RNC(RadioNetworkController,无线网络控制器)功能集成于一个接入设备的扁平化架构,由Femtocell网关提供标准的Iu接口。更进一步的扁平化架构可以把SGSN(ServingGPRSSupportNode,GPRS服务支持节点)/GGSN(GatewayGPRSSupportNode,网关GPRS支持节点)等功能集成于Femtocell接入设备。扁平化架构的优势是它符合下一代移动网络的发展趋势。由于独立节点的减少,使得网络端到端时延大大降低(降低40%左右),从而大大增强用户在使用高速数据业务和实时业务时的体验。同时,节点的减少也大大提高了网络的可靠性。 2基于Femtocell的矿用 WCDMA无线通信系统传统的矿用CDMA-2000,TDS-CDMA以及WCDMA系统总体造价相对较高,不利于大规模推广,而且井下巷道错综复杂,其无线信号的全矿井无缝覆盖困难极大;但随着Femtocell技术的应用,使得WCDMA无线技术应用到煤矿井下变得简单。针对煤矿井下的环境特点,提出了一种基于Femtocell的矿用WCDMA无线通信系统,系统结构如图2所示。从图2可看出,基于Femtocell的矿用WCDMA无线通信系统采用现有的IP网络传输,Femtocell通过工业以太网与地面主系统相连,井下通信的网络架构可采用标准的Femto网络架构,实现井下、井上通信的结合,传输使用矿区已经部署的井下工业以太环网。Femtocell基站集成了NodeB(即移动基站,一般由控制子系统、传输子系统、射频子系统、中频/基带子系统、天馈子系统等部分组成)和RNC的功能,它通过SIP(SessionInitiationProtocol,会话初始协议)/IMS(IPMultimediaSubsystem,IP多媒体系统)连接到地面优秀网络(优秀网包括移动交换中心MSC和用户归属位置寄存器HLR等),优秀网络采用WCDMA专网的自建优秀网。 2.1系统的关键技术 2.1.1即插即用Femtocell所扮演的角色类似于终端设备,因此,其使用方法必须简单明确,安装好Femtocell基站后,只要接通电源和网络就可以使用。Femtocell和服务器之间必须能自动完成IP连接和IP分配,能够进行远程的自动软件升级、自动网络规划(包括最小干扰频点的选择、扰码的自动分配、邻区列表的自动创建及发射功率的自动调整)。2.1.2接入控制接入控制主要有3个层面:①接入层的UE(UserExperience)接入鉴权。用户必须可以设置Femtocell的接入模式,如是否允许所有用户接入、能否设置不同的接入用户、Femtocell信号是否可以独享等。因此,Femtocell必须设置一个白名单编辑功能,以满足对Femtocell接入终端的控制。②Femtocell基站设备的接入控制。服务器要能够监控Femtocell基站的使用,并控制其IP接入。目前主要采用在Femtocell基站内置一张类似于SIM卡的信息鉴权设备,运营商可以在SIM卡上烧制相应的鉴权信息。③优秀网3GPP标准的UE接入鉴权。Femtocell对用户的接入必须满足3GPP对3G的各项标准规定[6]。2.1.3IP传输网络质量要求因为Femtocell是完全通过IP网络实现与优秀网的连接,因此,如何保证业务的QoS服务等级,特别是语音业务的QoS要求非常关键。因此,对于IP传输网络需要有一定的性能要求,如对满足语音业务、满足视频电话及PS384K业务在时延、抖动、丢包率、带宽等方面的指标均有最低要求。2.1.4时钟同步技术Femtocell基站主要通过接收周围宏基站信号来提取同步时钟信号,如果Femtocell完全处于孤岛环境,就需要通过自身的时钟振荡器来获取时钟。 2.2系统优势分析 综合了Femtocell技术与WCDMA技术的特点,基于Femtocell的矿用WCDMA无线通信系统主要有以下优势。(1)组网灵活。由于系统采用Femtocell技术和小型化设备,且可即插即用,系统安装维护方便,组网更加灵活。(2)稳定可靠。系统内设备采用电信级标准设计,确保系统可靠性。无线资源池共享技术的应用使得系统稳定性和可靠性大大提高,且满足突发情况下设备的资源需求;在正常情况下,设备运行负荷均衡,工作状态稳定。(3)业务丰富。系统不仅支持基本的高质量语音通信和短信业务,而且基于WCDMA的高带宽特性,可灵活承载移动办公、无线监控、生产巡检等各种数据业务。另外,可根据数字化矿山的特点,灵活定制适应于矿山安全生产的多种移动业务。(4)兼容性高。基于Femtocell的矿用WCDMA矿用无线通信系统设备采用国际通用通信标准设计,设备可以和不同制造商生产的公网模式的WCDMA制式终端兼容;可以和多家主流设备制造商生产的用户级交换机和局用交换机互通。 3结语 随着社会的进步和科学技术的发展,我国煤炭的信息化水平已经大幅提高,矿用无线通信技术也在不断的发展以适应煤矿信息化进程,从PHS技术,WiFi技术到现在的3G技术及今后的4G技术。下一代矿用无线通信系统中,高质量的语音通信必不可少,但是其只是煤矿信息处理的小部分。随着4G网络到来,井下高清无线视频监控、无线传感器、无线数据采集、视频会议等无线业务将会是今后数字化矿山的重要标志。4G技术的引进也是下一代矿用无线通信系统的必然趋势,其将会是未来煤矿信息化的一个重要平台。 作者:徐寿泉 徐宝平 张阳太 武钰 单位:天地(常州)自动化股份有限公司 重庆邮电大学 潞安新疆煤化工(集团)有限公司 煤矿通信论文:煤矿无线通信技术论文 一、无线通信技术应用于煤矿开采的重要意义 由于煤炭生产的施工环境比较复杂,井下人员较多,设备流动性也较大,在生产操作中,常常采用多工种联合流水作业的形式进行煤矿开采,这就要求需要大量的重型设备参与到煤矿生产中,无论是在设备运输中,还是在安装、调试中,其都有较高的要求,若不注重煤炭井上井下的协同生产,则容易发生瓦斯爆炸等事故。然而,随着移动通信技术的发展,建立基于4G通信技术的无线移动通信系统,并将其应用于煤矿生产中,其不仅可以确保煤矿生产顺利进行,还可以完成紧急事故的处理,因此,煤矿4G无线通信移动系统的实现,具有十分重要的意义。 二、基于4G通信技术的煤矿无线通信系统 (一)无线移动通信系统架构 针对当前煤矿生产对无线移动通信系统的需求,利用4G中的TD-LTE通信技术来实现高传输速率的宽带无线网络,建立信息化、自动化、智能化于一体的煤矿安全生产管理系统,打破当前煤矿系统安全生产局面,将煤矿井下传感器、视频等各类业务数据进行统一的网络部署,有效解决信息孤岛的问题,确保煤矿安全生产,从而提高煤矿的生产效率。因此,建立基于分时长期演进(TD-LTE)的宽带无线网络,由于基于4G通信技术的无线移动通信系统可以在频谱带宽20MHz下可以实现上行峰值速率和下行峰值速率分别为50Mb/s,100Mb/s,其接入时延可以小于100ms,如表1所示[3],表示4G通信系统与3G无线通信系统的对比,因此,采用TD-LTE无线通信技术不仅可以满足语音和数据业务的实时传输,也可以有效避免数据丢包、延时等问题。下面对基于4G通信技术的无线移动通信系统进行对比分析:1.基于TD-LTE通信技术的系统架构。TD-TLE煤矿无线通信系统网络总体架构主要由基站、接入网关、BRAS及优秀网通信构成,其中,优秀网网元可以实现语音通信、数据传输及集群呼叫功能,其主要通过IMS+EPC+DSS集群模式来实现的[4]。2.建立基于TD-LTE通信技术的基站通信系统。将Femto/Pico基站应用于无线通信系统建设中,增强区域的覆盖范围,通过自身的传输网络统一接入到安全网关中,采用IPSEC的方式,以保证网络传输安全。当基站通过提供WLANAP来承载数据业务过程中[5],其也可以通过PDG直接接入网络来承载数据业务,为了确保提高高质量、高传输速率的数据和语音业务,则可以通过直接接入3GPP优秀网来满足不同的产品需求,实现统一的业务活动,建立以SmallCell为基站的网管系统,从而实现下层无线网络通信系统与上层网管系统的对接。3.建立基于IMS+EPC+DSS集群模式的优秀网[6]。在系统中设置优秀网,其主要作用是提供用户连接、系统管理、网络承载等功能,分析该系统的优秀网系统AXUNiEPC-5[7],其主要依托电信级EPC优秀网的优势来实现网元MME、PGW等功能融为一体的模式,该优秀网实现了移动办公、遥感业务、监视控制及电子商务等基本业务,其可以为用户提供安全可靠的LTE接入。另外,优秀网系统还利应用了IMS系统,其是一种全新的多媒体业务形式,其不仅可以满足多样化的多媒体业务需求,还可以实现LTE语音业务系统,并且DSS优秀网可以实现LTE的集群呼叫功能,DSS与EPC相比,其都采用了ATCA架构,并且都可以实现设备小型化的优秀网。4.建立综合应用无线通信系统平台。利用分布式高性能计算机框架架构来建立一个安全、可靠、统一的综合应用系统平台,为了构建灵活、适用强的处理平台,应在软件处理平台基础上增加分析处理数据的专用支持工具,如支持LTE、Wi-Fi网络和终端的基站系统[8],实现数据传输、视频及语音等各类业务,提供统一的数据存储及应用接口,从而实现自动化管理的应用系统。 (二)无线移动通信系统功能概述 1.调度功能。调度系统是煤矿生产的重要通信手段,生产调度员通过利用调度功能来统筹调度所有资源,并对煤矿生产中各种突发状况进行处理,以保证煤矿生产顺利进行。调度功能主要包括生产进程管理、煤矿生产流程整合及资源分配等功能。2.语音业务。其主要包括以下几种业务:第一,移动电话,其可以提供语音通信功能;第二,紧急呼叫业务,当煤矿井下的集群用户发起紧急呼叫,呼叫中心将会做出答复,其类似与电话业务,具有简单方便、快速的特点;第三,主叫号码识别显示业务,其主要功能是提供主叫用户号码给被叫用户。3.集群通信。为了实现用户之间的通信,利用无线集群通信系统来实现自动化的信息共享功能,与公众无线移动通信相比,无线集群通信系统不仅可以提供系统内部的全呼、组呼之外,还可以提高双向通话功能,通过建立优先等级呼叫和紧急呼叫功能,以满足煤矿生产安全部门指挥调度的需求。4.增殖数据服务。在增殖数据业务中,主要包括提供视频通话、物联网接入、手机终端定位、多种数据等业务,其中,对于视频通话,通过手机实时进行无线视频业务,以便于井上工作人员的判断和决策;数据网接入,通过利用3G通信技术来实现终端及无线传感器等接口的采集,并利用物联网提供终端接入;手机终端定位,即利用4G无线通信技术来实现语音通话及矿用无线通信手机终端定位,即通过操作人员携带的手机与基站之间的信号传输来获得操作人员在井下的信息,这样地面上的工作人员则可以通过计算机来了解井下工作人员的信息,其可以确保煤矿井下的安全生产,同时也可以提供实时信息;数据业务,为了满足煤矿井下多种业务对宽带的需求,实现高速分组无线数据业务,并通过智能手机绑定内部系统,实现信息、视频监控及安全生产实时监控等功能,将综合自动化系统应用于系统中,实现组态软件实时显示功能,当煤矿井下出现异常情况,系统将会提供自动报警提示功能。 三、结束语 建立基于4G无线通信技术的煤矿无线通信系统,利用TD-LTE无线通信技术来建立宽带无线网络,由于TD-LTE无线通信技术具有覆盖面积广、信号强、传输速率高的优点,将无线移动通信系统应用于煤矿生产中,不仅可以煤矿地面井下实时通信,也可以确保煤矿井下安全生产,因此,建立基于4G通信技术的煤矿无线移动通信系统具有十分重要的意义。 作者:朱赛虎 单位:天地(常州)自动化股份有限公司 煤矿通信论文:煤矿井下无线通信传播论文 1煤矿井下无线通信技术的现状 1.1TD-SCDMA无线通信技术的应用现状TD-SCDMA技术是ITU研发出的第三代移动通信空间接口技术。其特点为上下频段统一,能通过对时隙配置提供无线承载。TD-SCDMA无线通信技术可以支持匀速为8kb/s~2Mb/s的所有3G业务。TD-SCDMA系统采用时分双工模式,但是由于载波占用的宽带为1.6MHz,TD-SCDMA系统提供的速率有一定的数据限制。目前,TD-SCDMA矿用通信系统采用BBU+RRU方式,因没有办法直接使用太环网,当某个中间RRU故障会导致整个链上的RRU无法工作,维修、扩容比较困难。 1.2WCDMA无线通信技术的应用现状WCDMA技术与TD-SCDMA都是ITU正式的第三代移动通信空间接口技术规范之一,该无线通信技术集CDMA、FDMA技术优势于一体,是一种系统容量大、抗干扰能力较强的移动通信技术。WCDMA与TD-SCDMA相比,技术较为成熟,并且发展空间大,在扩频的基础上能够获得巨大的经济效益,此外,还支持所有的3G业务。WCDMA作为产业链最为成熟的技术,不仅可实现语音通信功能,还能提供高速率数据和图像传输功能。但其成本较高,使得多数煤矿企业望而止步。 2煤矿井下无线通信的技术难题 电磁波在矿井隧道中不能很好地进行传播这已是公认的事实。一直以来,井下通信的技术难题是制约煤矿安全的重要因素之一,下面将从3个方面进行论述。 2.1巷道的环境条件对电磁波的影响煤矿井下巷道一般比较狭窄,弯曲延伸,存在多个分支,且分布在不同的地下平面。巷道的截面宽度不同,且巷道四周为煤层,粗糙不平。这一特殊的传播环境对电磁波的传播特性产生重大影响。电磁波频率对传输的速度有较大的影响,巷道截面尺寸对电磁波传输也有影响,截面的尺寸与巷道内电磁波频率成正比。此外,矿井下有照明线、动力线、钢轨等纵向导体,这些线路的存在都会对电磁波的传输产生一定的影响。 2.2井下环境机电噪声干扰严重如今,井下作业机械化与自动化设备的应用,不可避免地会增加噪声的强度,但是这一问题并未引起人们的重视。通信技术中,噪声是衰减和损耗通信质量的又一个重要因素。机械设备的作业一般是24h不停歇,因机械设备自身配置量大,启动频繁,所产生的电气噪声频谱较宽。由于信号微弱会导致井下通信困难,噪声问题是井下移动通信需解决的技术难题。 2.3接收点有用信号十分微弱无线电在井下的传播可以被看作在一个特定的空间内进行,由于电磁波在传输的过程中受到煤岩层及磁导率的影响,因而其传播速度并不是恒定不变的。煤矿井下的管道由于表面比较粗糙,且分布不均,这些都会对电磁波的传输造成影响。对于某个接收点来说,接受机本身信号微弱,在干扰之后很可能接收不到信号,这种特性的存在破坏了有用信号的传输,最终导致电磁波传输距离减低为数百米,从而使得井下通信非常困难。 3无线通信技术的发展方向———Femtocell技术的运用 Femtocell是根据3G技术发展和无线技术宽带化发展方向而推出的一种低功率、超小型化的移动基站。它的运用在一定程度上提高了煤矿井下的安全性。Femtocell通过IP协议将用户最先具备的ADSL/LAN宽带进行线路连接,远端由专用网关实现从IP网到无线网的连接,具备安装便捷、能够自动配置、直接使用的优点。 3.1Femtocell的技术优势Femtocell技术的运用能够最大范围地覆盖宏小区不能覆盖的地方,可以减少来自宏小区基站的高功率开销并提高宏小区基站的性能。此外,辐射更低,手机电池也更耐用,这些优势都优于其他无线通信技术。当前在煤矿企业中,设备供应商主要是将NodeB和RNC功能集成于一个接入设备的扁平化架构,由于Femtocell网关的接口是Iu接口,扁平化架构可以将SGSN/GGSN功能集成于Femtocell接入设备,其技术优势在于符合下一代移动网络的发展趋势,并在减少节点时提高网络的可靠性。 3.2Femtocell的系统优势Femtocell技术采用的是小型化设备,可以随时使用,并能够维护系统安全,增强灵活性。系统内部采用电信级标准设计,确保系统的稳定可靠性,无线通信能够共享技术的应用,使系统的稳定性及可靠性大大提高,并能够满足设备的资源需求。Femtocell系统设备运营均衡,工作状态较为稳定。此外,Femtocell技术系统的运用采用的是国际通用的通信标准设计,设备可与终端设备兼容,并能够与多家主流设备的制造商生产的用户交换机进行交换。 4结语 无线通信技术的应用极大地实现了地面对井下作业的监测和管理,能够有效地保障井下作业的安全。就无线通信技术在井下使用的现状而言,无线技术与自动化系统的深度融合还存在一定的发展空间,因而,应当不断研究和实践,使其更好地应用在煤矿行业中。 作者:刘庆伟单位:中国神华神东煤炭集团锦界煤矿管理处 煤矿通信论文:煤矿生产调度管理通信技术论文 一、煤矿井下调度管理存在的问题 分析当前的煤矿生产调度系统,在运行过程中,存在以下几个方面的问题:第一,调度系统的工作效率较低,针对现有的煤矿生产调度系统,受技术条件的限制,煤矿企业还不能充分利用现代的网络技术来加强煤矿生产调度管理系统的建设,导致出现界面不友好、无法实时查看信息,用户操作困难,数据管理分散的现象,甚至调度管理中的信息出现重复记录的现象。在煤矿生产中,由于煤矿生产调度管理系统仅限于指挥部门使用,在没有对调度信息进行科学管理的基础上调度部门所获得的信息是不能被其他部门使用的,信息缺乏共享性,致使调度管理系统的使用效率低下。第二,缺乏完善的信息统计功能,由于调度信息缺乏共享性,这就给煤矿井下安全生产的决策分析带来了一定的困难,例如在某个时间段内生产事故等情况不能及时得到统计和处理,其严重影响了系统在煤矿安全生产中组织和协调作用的发挥,进而影响了煤矿井下的安全生产。第三,无法实现对生产调度台账和报表的实时生成,在煤矿生产调度管理系统中,虽然实现了基础数据的管理功能,但是,在调度管理系统中还没有真正实现实时生产报表的功能。在生产过程中,生产调度台账和报表的实时生产不仅可以起到统计作用,也可以起到组织和协调作用,其中,生产调度日报、煤矿井下生产值班情况表及掘进工作面调度记录等报表可以很直观的对煤矿生产进行科学决策分析。第四,无法实现动态查看功能,由于图形信息管理功能不全面,在现有的调度管理信息系统中,其只能实现经验的图形管理,而实时生成的动态图形在现有的调度管理系统中不能得到充分体现。在调度管理信息系统中,若采用无小型化网络设备,不仅成本高,设备体重大,也不具有支持数据业务的功能,因此,采用无线通信技术与安全生产管理调度系统,其可以有效满足煤矿井下安全生产的需求。 二、建立基于TD-SCDM无线通信的调度管理系统 随着计算机网络技术的发展,通信技术的应用已受到了社会各界的广泛关注,相应的网络平台经历了终端主机方式到服务器方式的演变。并且在信息数据收集、存储和处理上,也从封闭式逐步走向开放时。由此可知,通信技术的转变,促进了我国社会经济的发展。在科学技术不断发展的今天,井下越来越多的电力设备、调度中心的信息资源共享及工作流程优化的要求,为了有效满足煤矿井下的安全生产要求,建立基于通信技术的调度管理系统,不仅可以确保煤矿安全生产,同时也是促进煤矿企业经济可持续发展的重要保证。由于煤矿生产调度系统在煤矿井下安全生产中发挥着不可替代的作用,因此,利用通信技术来建立煤矿生产调度管理系统,规范煤矿生产的调度管理,减少指挥人员的工作负担,从而提高工作效率和精确度。 针对当前煤矿生产调度管理系统存在的问题,在建设调度管理信息系统中,首先应借鉴国内外比较先进的煤矿生产调度管理信息系统进行分析、研究,结合煤矿企业内部的具体生产情况和实际需求进行分析,将两者有效结合,采用TD-SCDM无线通信技术,并结合煤矿企业现有的信息化平台,提供语音、视频、数据一体的网络平台,如图1所示,通过利用通信技术与调度管理信息系统连接,其可以及时对井下生产进行指挥,同时也可以及时进行紧急情况的处理。采用TD-SCDM矿用无线通信与煤矿生产调度系统,其主要有以下特点:第一,具有先进的无线管理功能,通过搭载无线视频监控和人员定位等数字化建设,指挥调度人员只需要通过语音、视频进行调度或召开会议,则可以进行通信与管理;第二,信息收集与分析功能,对掘进队的生产数据及井下各个环节的安全生产情况等基础资料进行收集,按照年、月、日对煤炭生产产量及安全情况进行统计分析,实现信息共享,及时地、有效地解决煤矿生产中的实际问题;第三,资源合理分配功能,根据煤矿企业内部的具体情况和煤炭生产需要合理分配劳动力,对机电设备、配件、雷管等进行检查;第四,数据资料存储、查询功能,对收集到的生产数据及相关资料以超文本的形式存在,从而实现规范化的煤矿安全生产;第五,可靠的冗余功能,煤矿生产调度系统支持单板、设备、网络级等三级冗余能力,在煤矿生产中,若某一环节或节点发生故障,调度管理信息系统将会自动进行主设备的倒换,以保证整合系统的正常运行;第六,漫游功能,利用无线通信技术在煤矿井上设置多个基站,实现多点漫游和无缝却换的功能,这样系统不仅可以实时对煤矿井下的生产进行监测,也可以对各个基站的指挥调度人员进行网络级调度和漫游调度,该系统支持全局录音功能;第七,多级调度功能,指挥调度人员只需权限设置,则可以实现上级调度台对下级调度台的调度,同时总调度台可以对各分调度台进行调度,建设全网多级调度管理信息系统,以满足对多用户管理的需求。 三、结束语 煤矿井下生产是一项具有危险性、施工环境恶劣的工程,为了实现煤矿井下的安全生产,建设煤矿生产调度管理信息系统是非常重要的。通过加强信息化建设,建立生产调度管理信息系统,使调度生产管理信息系统在煤矿生产中起到组织、协调和指挥的作用,以保证煤矿安全生产,以促进煤矿企业的可持续发展。 作者:刘涛单位:神华神东煤炭集团开拓准备中心生产指挥中心 煤矿通信论文:煤矿自动化通信技术论文 1煤矿自动化 煤矿自动化,是指在煤矿生产和管理的过程中对各项工作都实现自动化的管理行为,包括对煤矿生产过程中生产环节的自动化、生产过程中煤矿安全保护自动化、监控进程自动化、管理行为自动化等一系列自动化的行为,最终将煤矿自动化的工作内容综合组成一个煤矿自动化运行平台,实现煤矿的生产和管理内容自动化的目标。具体来讲,煤矿自动化的功能特点和关键技术可以根据煤矿在生产管理过程中的不同任务内容来具体划分为以下内容: 1.1煤矿机械设备的运行和管理自动化随着现代计算机技术的不断发展,现代科技早已经实现了通过传感器和计算机技术对机械设备进行智能监控与管理的过程。将这一新型计算机技术应用在煤矿生产过程中和机械设备的运行当中,对煤矿机械设备的运行自动化进程有着质的帮助和提升。在煤矿的生产以及管理过程中,已经实现运行自动化的机械设备包括采煤机、工作面运输机等多项设备,其中采煤机自动化主要是通过计算机对采煤机各电机及液压系统的控制,实现采煤机在运行和管理过程中的自动化;运输机则是通过对其和计算机技术相结合来实现运输机的智能控制和管理,使其能够自动负担更加大容量、高强度、重型化的工作内容和具有更长使用期限的寿命优点。 1.2煤矿运输系统的自动化 煤矿运输系统的自动化是指在矿产资源运输的过程中对有关运输的机械设备进行自动化管控的过程。当前我国对于煤矿运输系统已经开始逐渐引进国外先进的胶带运输方法,随之而来的是胶带大载荷长距离运输对动力系统的高要求,对保护投入的严标准,目前利用计算机技术,将主电机和皮带运行中的各种数据利用传感器采集并汇集到PLC自动控制系统上,通过上位程序对胶带运输设备进行集中的控制和保护,对相关设备在运行过程中出现的故障能够及时地作出预防和处理,保护矿产资源在运输过程中的安全性,提高煤矿运输的效率和质量。 1.3煤矿洗选系统自动化 煤矿洗选系统自动化是指针对提高煤质去除矸石的洗选设备进行集中控制,对设备运行中的各种参数进行在线监控,使各种保护能够有效的联锁,确保洗选系统安全高效运行的控制系统。当前各洗煤厂使用的控制系统不尽相同,常见的系统有美国AB,德国西门子,相比使用人力去就地控制各种水泵、皮带、破碎机、分级筛等设备,使用自动控制系统可以大量缩减人员的投入,减少因噪音、粉尘等对人体的伤害,同时各种保护的联锁投入也可以消除因个别设备的故障造成洗选系统的崩溃,避免机电生产事故的发生,对煤矿来说洗选自动控制系统的参与即减少了企业的运营成本,又大大提高了安全生产效率。 2煤矿通信技术 煤矿通信技术是指将现代通信技术应用在煤矿生产和管理的过程中而形成的煤矿系统特有的通信技术类型。煤矿通信技术根据煤矿生产任务以及应用环境的不同,具体可以总结为以下内容。 2.1全矿井生产调度通信技术 全矿井生产调度通信技术是指在煤矿井下的生产过程中对矿井的生产过程施行通信管理的一种技术,其通信设备一般包括调度主机、安全隔离器以及本安自动电话机等,煤矿管理人员可以通过对以上设备的利用来实现对煤矿井下生产和运输过程的即时管理和控制,保证煤矿井下生产过程的安全和效率。全矿井生产调度通信技术也有不同的技术类型,例如煤矿井下建立专用的调度主机和行政交换机相互结合使用的通信技术方法,通过煤矿井下生产调度员的管理来对调度主机和行政交换机综合使用,实现对煤矿井下生产过程的管理和控制,比较适用于大型煤矿企业。其他例如不建立专用的调度主机,只使用行政交换机的通信技术类型或者只建立专用的调度主机不使用行政交换机的通信技术类型则比较适用于较小的煤矿企业。 2.2井下光纤通信技术 井下光纤通信技术则是指将光纤通信技术应用在煤矿井下生产过程的管理和控制过程中,井下光纤通信技术相较于其他通信技术来说具有通信速度更快、通信质量更高、通信容量更大等一系列的优点,具有优秀的防爆阻燃性能和通信抗干扰的能力。目前井下工业环网的普及应用,为煤矿信息化建设搭建了基础接入平台,使通信系统、人员定位系统、综采设备运行监控、电力系统监控、视频监控等多种系统进行融合成为了可能,成为煤矿数字化建设的重要推动力。 3结语 煤矿的自动化技术和通信技术是保证煤矿生产与管理过程中工作质量和工作效率的重要方法之一,也是煤矿工作未来发展的必然趋势,加强煤矿自动化技术和通信技术的进程,实现对煤矿生产与管理过程的有效保护和支撑。 作者:高小川单位:陕西清水川能源股份有限公司冯家塔矿业分公司 煤矿通信论文:短距离通信技术在煤矿井下的应用 一、短距离通信技术的含义 通常情况下,通信收发两方利用无线电波井下传输信息,且能够在几十米范围内传输,皆可叫做短距离无线通信,也可称为短距离通信技术。短距离通信技术具备多种共性,即对等性、成本低以及功耗低等。短距离通信技术实质指一般意义上的无线个人网络技术,主要有以下几种标准,ZigBee、IrDA和RFID等;此外,短距离技术有各种不同接入技术,如无线局域网技术等。矿井无线通信有感应通信、动力线载波通信等形式。但动力线载波通信在矿井中应用时,由于抗干扰能力弱,难以匹配传输阻抗,所以其效果较差。而感应通信是以电磁感应原理进行通信,发话时,移动通信机的磁性天线与感应线很相似,同时有尺寸大的发射天线,但干扰噪声过大且传输参数可靠性差,很少应用。井下巷道属于一个限定空间,主要是岩壁组建而成的封闭环境,岩壁往往限制电磁波的传播,传播中衰减程度过大。所以选用短距离通信技术应用于煤矿井下中,有着重要意义,短距离通信技术功耗、成本均相对比较低,网络铺设简单,便于操作。 二短距离通信技术在煤矿井下中的应用探讨 短距离无线通信技术具备功耗相对较低的优势,因此对于“本安型”电路的相关设计十分符合。不仅如此,在煤矿井中,使用频谱的要求较为宽松,所以,在煤矿井无线通信系统中,短距离通信技术具有广阔的应用价值。 1.ZigBee技术的应用分析 在短距离通信技术中,ZigBee技术是其中最有代表性的技术,同时应用于煤矿井下占据重要的位置。ZigBee技术指以IEEE802.15.4为主要物理层标准,并以此将大量微小传感器间的通信进行协调。此类传感器无需巨大能量,经过无线电波且利用接力形式,实现两个传感器之间的数据传输,发挥高通信效率。ZigBee技术拥有三个特点:功耗低,即休眠状态下的耗电量为微瓦级,工作状态下的耗电量为毫瓦级;超大网络容量,即1个ZigBee可支持的节点有65000个;广泛的覆盖面积,网络覆盖范围可达100~1000m。ZigBee技术具备双向性定位优势,将ZigBee技术充分应用于煤矿井下中,有效实现井下与地面之间的信息交流,提高定位信息的规范性以及准确性。此外,ZigBee技术在实行双向传递时,可将某些意外或突发事件的发生进行控制和防止,同时,传输的速度相当快,信息准确性也较高,从而提高决策反应效率。ZigBee技术系统在反映井下定位现状的时候,能够利用计算机将井下活动轨迹进行详细描述,也就是经过标识卡活动状况、各种站点间信息的传递等,进行了解和掌握井下活动的具体现状,当发现有不良现象发生时,可立即采取措施,避免发生意外。如在某市煤矿中,因井下地形复杂,在进行煤矿开采时,常常发生事故,发生事故之后,营救人员不能将井下受灾人员的分布情况以及人数进行较好确定,若将营救设备盲目开进,则会误伤受困人员,从而无法及时营救受困工人。然而使用ZigBee技术之后,能将事故受困人员分布位置以及具体情况进行准确确定,促进营救工作的顺利开展,及时救出受困人员,进一步降低煤矿井下安全事故的发生率,确保工作人员的生命安全。 2.IrDA技术应用分析 一般情况下,IrDA技术在调制时,常常利用脉冲相位,如此一来,不但将抗干扰能力增强,而且使连续电平功率大于脉冲电平功率,防止了红外二极管无法承受高功率的现象出现。IrDA技术具备成本低,易控制传播距离、范围,保密性高、抗干扰能力强等特点,将该技术应用在煤矿井下通信系统中,可发挥遥控器的作用。此外,根据国家煤矿安全相关监控系统新标准,对于井下传感器,必须利用红外遥控传感器,无需使用精度产品及电位器调零点产品等。由此可见,IrDA技术应用在煤矿井下中具有重要的作用。 3.无载波UWB通信技术应用分析 在煤矿井下应用无载波UWB通信技术,能够降低煤矿井下通信系统的成功。在煤矿井中,可通过超宽带信号频带宽的优势,将传输距离进行换取。利用UWB无线通信,能快速实现通信和测距及定位统一,多功能一体化等,将无载波UWB通信技术应用在煤矿井下,有利于准确定位井下人员,在发生各种恶性事故的时候,保持无线通信系统通畅,可提高救生抢险的效率。 三、结束语 总之,短距离通信技术在煤矿井下中发挥重要作用,如无载波UWB通信技术、IrDA技术应用和ZigBee技术应用等,只有将这些技术充分利用,才能提升我国煤矿井下开采工作的效率和质量,从而促进煤矿行业的快速发展。 作者:赵娟 朱彤 单位:河南工业贸易职业学院 煤矿通信论文:煤矿通信技术的发展研究 目前,大多数的煤矿企业都对于矿井的安全生产制定出了一系列的监控系统,对于煤炭工作之中无论是矿用带式输送机电控系统,还是矿用电力监控系统都设置了监控系统,同时加强综合检测控制系统的监控,在不断完善发展的基础之上建立了局部生产环节自动化系统。局部生产环节作为整个矿井系统的组成部分具有重要作用,处理好整体和局部的关系,从而保证整体的部分大于局部之和,从而更好的推进矿井综合自动化的不断发展与进步。 1矿井数字化工业电视系统当下多数的煤矿企业采用的都是通过电视系统对于矿用工业进行模拟性的传输,随着科学技术的发展以及通信技术的不断进步,对于井下的数字化工业电视系统而言,具有更强的发展前途。可以说是“如虎添翼”,从三网合并发展来看,它将是未来矿工井下作业的一个新的发展方向。 2工作面巷道监控中心对于大多数煤矿企业而言,目前的自动化控制主要集中在液压支架等单机操作之中。对于其全面技术控制方面还存在一些欠缺,因此对于煤炭开采挖掘等方面,包括供电设备等集中监控控制中还存在着瓶颈。这就会影响信息的直接传送。而这些就意味着调度中心不能及时的了解情况从而做出合理的判断,从而直接影响一系列的机载信息以及移动可视信息在传送到工作面巷道控制中心的状况,从而影响挖煤机等机械的作业1。 3矿井水泵自动化系统。矿井水泵自动化系统作为煤炭自动化的重要系统之一,但在很多煤矿之中忽视对其的使用。对于矿井之下的水泵房而言,这里的每台水泵最低都有几百瓦,而由于水泵排空阀门较容易受到矿井之下水质的影响出现故障,从而出现问题不能及时被发现,这便会给井下作业带来巨大的麻烦。因此处于各方面的考虑,对于安装矿井水泵自动化系统都有十分重要的现实作用,通过对于井下水泵传送信息的及时了解,可以根据情况作出相应的应对措施,从而保证井下作业的顺利进行。 煤矿通信技术 随着通信技术的不断发展以及网络技术的不断应用,IP语音通信技术由于自身的优势很快在煤炭通信技术之中脱颖而出,成为矿井之间相互联系的一个主要通信工具,通过不断探索将煤矿通信技术推向一个新的发展方向。 1全矿井生产调度通信 对于矿井的通信而言,在实际生产过程之中,使用较广的当属于对于矿井的生产调度通信。矿井通信最主要最直接的目的便是对于矿井的生产调度,它是直接作用于实践指挥的产物。通常是由调度主机、安全隔离器以及本安自动电话机等组成。它们通过相互联系而存在,当下在矿井生产调度中,对于通信系统主要分以下三种: 设专用的调度主机,又有行政交换机。目前我国的大多数煤矿是既设专用的调度主机,又有行政交换机。因为这些除了涵盖普通的使用之外,还可以通过调度员的需要来对通话方式进行不断的改变,从而实现应对特殊情况的特殊需要。这一系列的富有专业特色的服务功能为煤矿生产都起到了很大的帮助,为紧急情况以及特殊指示下的通话创造了条件,从而为保证煤炭的安全生产起到一定的作用。 不设专用的调度主机,仅用行政交换机。对于一部分的为降低投资成本的小型矿井而言,它们大多数会选用不设专用的调度主机,仅用行政交换机的通信设备。这种设备成本较低,而且井下用户可以根据实际需要而自动拨号,使用起来也较为方便。但是,一旦发现出现紧急状况,这种通信设备由于不具备调度员无阻塞通话功能,便很难将紧急预案中采取的措施传达下去,因此对于井下作业安全而言,还存在着一定的隐患。 设专用的调度主机,不设行政交换机。对于具有自动交换及联网的功能的专用调度主机而言,它们自身的功能完全可以代替行政交换机的功能在现实之中应用。但由于调度主机的总容量较小,因此,这种技术的应用主要集中在地面用户较少的煤矿之中2。由于程控调度通信系统的不断发展,使得信号稳定通话质量更高,而且传送数据稳定的通讯技术出现。随着通信技术的不断发展,相信数字交换技术在投入使用之后必然会将程控技术所代替。 2矿用小灵通通信系统 矿用小灵通通信系统作为一种无线通信技术来讲,它的覆盖性较强,而且使用起来相对方便。由于此通信工具是针对矿用而研制的,因此对于矿井之中的巷道中使用效果相对不错。但是由于目前系统缺乏调度功能,同时,在系统之中的一些主要设备基站和基站控制器都为隔爆设备,因此对于工作面巷道而言是不可使用的3。适用范围的受限并不影响其自身的发展,我们可以通过增加调度功能和开发本安型基站等来实现矿用小灵通通信系统的更好使用。 3井下光纤通信 井下光纤通信系统作为“后起之秀”迅速发展起来,其原因在于它通信容量较大而且对于井下通讯而言,拥有很好防爆性能和抗干扰能力。这样可以很快很好的适应复杂的井下环境。井下光纤技术由于近几年的不断深入研究,井下光纤通信技术具有更多的优点,从而更好的投入到生产作业之中。目前井下光纤除了具备基础的通信功能之外,还拥有自动化的检测功能,它的高质量传输目前是井下工业电视系统中的重要组成部分,而且随着科研人员的不断深入研究,相信它的作用和地位将有更大的提高和利用。 存在技术问题 我国煤炭产业的生产发展虽然紧密的同高新技术相结合,但其中还存在一系列的问题,而且一些局部化的环节仍需要加强重视,从而可以保证在作业过程中,一个整体之间可以相互联系促进,从而为更好的作业提供保障。 1加强对于高效矿用光缆开发利用,加强光缆修复技术 光缆是我国煤矿井下工作合理进行的一个重要工具,但由于井下环境复杂,它的主要投入还局限在大巷之中。而对于其他环境之下,普通的光缆自身承载不了,因此很容发生断裂等现象,而且它的修复工作也极为困难,但由于光缆在井下工作性能较高,它是实现自动化控制作业的载体,通过传送电视监控资料而来控制整个作业的进度,同时由于井下距离较长,只有矿用光缆可以承担得起这些传送,而且性价比很高。因此解决矿用光缆对于在恶劣环境下的使用和修复问题是目前开发的重点,对于承受能力较强、材质延伸度较好的材料可以更好更快的推进煤矿自动化作业,从而保证煤矿作业的自动化与通信技术相结合更好的为煤炭发展作出贡献4。 2增强局部薄弱环节的作业,从而保证各个环节的顺利进行 煤矿自动化的高速监控网络已有多种方案可选,而且各个生产环节分工不均,同时技术参差不齐,这就直接影响煤矿自动化运行水平,从而一些因为难以承载相应的负荷便会出现故障,这就要求各生产厂家进行不断完善提高,保证工作进度。 结语 煤矿产业对于社会具有重要作用,煤矿的自动化技术应用是实现高效开采的基础,而对于煤炭开采工作而言,安全问题是其中最重要的。质量安全是生产作业的重中之重,因此便需要利用通信技术来加强井上与井下的联系,同时对于整个矿山之间的相互联系。运用科学的技术手段既可以提高作业的效率也可以保证作业的安全与科学,因此,煤矿的自动化技术同通信技术相结合,正是体现了这一点。我相信,随着科学技术的不断发展,一定可以走出一条低能耗的集约化发展道路。加大对于科学技术的不断应用,从长久利益看来是切实可行的,而且节能减排对于构建社会主义和谐社会也会具有重要意义。(本文作者:张晓红 单位:天地(常州)自动化股份有限公司) 煤矿通信论文:煤矿安全生产监控及通信技术诌议 【摘要】我国是煤炭生产大国,煤矿行业发展迅速为我国经济增长起到巨大推动作用,但是由于煤矿生产安全管理水平较差,安全问题一直困扰着整个煤矿行业,煤炭生产安全形势十分严峻,为有效改善矿山安全事故等紧急事务的处理能力,综合了通信、计算机、网络技术建立的煤矿安全生产监控与通信技术成为我国落实煤炭产业安全生产重要基础,始终为煤矿行业发展提供驱动力。本文对煤矿安全生产监控与通信技术进行简要阐述,讨论了煤矿安全生产监控与通信技术应用及其发展趋势。 【关键词】煤矿;安全生产;监控与通信技术 1引言 煤炭资源作为我国经济发展的基础有非常重要的作用,已经成为我国经济发展和人民群众日常生活密不可分的一部分,但煤矿行业存在的安全问题不仅成为了煤矿企业的困扰还引发了较为普遍的关注,安全对煤矿生产的重要性是不言而喻的,需要采取各种措施和手段进行保障,其中煤矿安全生产监控与通信技术是较为成熟的措施之一,在煤矿生产当中发挥着巨大作用[1]。 2我国当前煤矿安全生产监控与通信技术现状 相关部门针对煤矿生产特点提出具有较高可行性安全生产监控与通信技术,其中包括现场总线本质安全防爆、煤矿监控信息传输、煤矿监控数据处理、断电控制、馈电状态监测、开关电源本质安全防爆、矿用本质安全防爆电源、备用电源连接等方式内容,制定了一系列满足煤矿安全生产监控技术标准,建立了生产过程中及时发现问题并有效解决的监控系统。通过信号采集、计算机监控、数据通信方式对煤矿生产进行监控,并且相对简便的线路连接就可以满足煤矿恶劣的生产环境具有良好的通用性,不仅实现了对煤矿生产活动的监督,更为煤矿生产安全监控提供了便利条件,煤矿安全生产监控与通信技术系统主要包括:安全生产监控技术及系统、井下人员定位技术及系统、移动通信技术及系统三大部分[2]。 2.1安全生产监控技术及系统 煤矿安全生产监控系统和技术需要根据煤矿井下环境进行选择确定,对于传输距离远、井下电气环境复杂的情况,可采用树形结构来布设煤矿安全生产监控系统及安装;对于电网电压变化范围大、作业环境恶劣的环境,要采用远程供电方式替代煤矿安全生产监控系统传感器。 2.2井下人员定位技术及系统 普通的GPS定位信号无法全面覆盖井下通道,这就对煤矿井下人员定位技术及系统提出更高要求,一般井下人员定位识别卡位移速度应大于等于五米每秒,安全生产监控系统分站与井下人员定位识别卡无线传输距离不得低于十米,井下人员定位识别卡并发数量大于等于八十,总安装数量不少于八千。煤矿安全生产监控系统为井下生产作业人员提供位置检测系统,特别是井下作业过程中出现事故问题,井下人员位置检测系统可以检测到人员具体位置,便于营救人员及时、准确开展救援工作,减少人员损失,同时井下人员位置检测系统还可提升生产管理工作,让管理人员及时了解井下人员位置和出勤情况,以便更好的安排工作。 2.3移动通信技术及系统 移动通信技术及系统需要覆盖全矿井范围,因为煤矿作业无线传输损耗量大,需要较强的抗干扰能力,同时各个矿井无线传输的特点和规律是不同的,在移动通信技术及系统应用布设过程中需要充分考虑煤矿工作环境对移动通信及其他环境方面的需求,确定全矿井移动通信系统及其技术的应用方式,充分结合现代无线网络技术发挥作用[3]。 3煤矿安全生产监控与通信技术未来发展 3.1人员精确定位技术 煤矿井下生产发生安全事故时,为能及时进行有效的应急救援处理,需要对井下人员具体位置进行精确定位,因为只有精准的人员定位才能为应急救援提供良好的条件,争取更多的时间,挽救更多人的生命,现阶段煤矿井下主要采用的人员定位技术是部分功能的移动设备(RFD)和漏泄电缆等方式,一定程度上实现井下人员位置监测,遏制了超定员生产作业状况,但是这些技术与系统无法实现人员精确定位,不满足事故救援要求,因此人员精确定位技术是煤矿安全生产监控与通信技术未来发展的主要方向之一。 3.2建立矿用物联网系统 普通的煤矿安全生产监控工作仍需完善,现阶段国家倡导了物联网技术可以进行有效应用,建立完善的矿用物联网系统,将煤炭生产过程中所需的物资进行整合,对比物资质量、价格、特点,为煤炭生产提供自主选择机会,通过矿用物联网结合煤矿实际,选取最优物资,充分降低生产成本,实现资源优化配置,为煤矿行业提供安全生产技术交流与学习的平台,满足国家对煤矿行业生产流程的监督要求。 3.3建立煤矿一体化通信技术与系统 煤矿一体化通信技术与系统具有生产调度、报警联动、应急扩音通信、紧急呼叫、避险与逃生声光提示、位置监测等功能,为煤矿安全生产监控提供良好的技术支持,可对煤矿安全生产进行全方位监控,具有优越的通信功能保障交流畅通,管理人员借助煤矿一体化通信技术与系统可对生产过程中出现的问题及时进行纠正,并加以指导完善,充分落实相关工作规划,同时在发生安全事故的情况下能使相关人员及时与救援人员进行沟通,解除安全隐患,降低安全问题带来的人身与财产损失[4]。 3.4引入地面遥控技术 煤矿生产过程中,采掘工作面是事故多发地点,需要煤矿监控、通信、机械化升级等渠道尽量减少工作面作业人员数量,将人员集中在相对安全的施工地点进行作业,其他部分通过地面遥控技术来完成,在这个过程中需要煤岩分界识别技术和仪器的配合,通过研究液压支架、采煤机、刮板输送机精确定位技术,提升监控可靠性,充分节约人力资源,降低煤矿生产事故的发生几率。 3.5完善生命探测技术 除基本的人员精确定位技术外,还需要生命探测技术提供支持,因为生命探测技术及相关装置是保障事故处理速度的重要设施,能有效提升事故救援速度,提升人员生还几率,由于煤矿井下无线传输衰减大、电气防爆要求高,在地面使用的大量技术在井下受到限制,难以直接应用,为解决这一问题需要充分了解煤矿井下生产工艺环境,研究设计出适应煤矿井下生命探测的技术与设备。 3.6应用重大灾害预警技术 煤矿生产环境极易出现重大灾害,不仅影响正常生产,还可能造成巨大的经济损失、人员伤亡,因此,重大灾害预警技术是煤矿安全生产的有力保障,现有的煤矿安全生产监控与通信技术系统具有实时检测、断电、报警等功能,部分系统能有效应对井下冲击、水灾、瓦斯等环境,针对这些重大灾害有一定的预警功能,但是准确率仍旧不能让人满意,无法充分满足煤矿安全生产的需要,为提高重大灾害预警准确性,基于煤矿安全生产监控与通信技术系统研发水灾、瓦斯和冲击地压等重大灾害预警技术,提高了矿山生产安全。 4结语 我国煤炭产业发展迅速,市场繁荣,但是无论煤炭产业发展到何种程度,安全问题仍旧是一大焦点,值得不断探索、完善推动产业发展的同时提供生产安全性,减少生产过程中出现的各类安全事故,这同时需要社会对煤矿生产的安全问题引起足够的关注与重视,在煤矿生产过程中,充分应用安全生产监控与信息技术,开发矿用物联网技术,建立一体化通信技术,引入地面遥控技术,实现煤矿生产工作现代化、信息化管理,充分完善煤矿行业安全监督管理体系,推动我国煤炭产业科学快速发展,为我国经济发展和改善人民群众生活提供良好支持。 作者:蒋锐 单位:天地(常州)自动化股份有限公司 煤矿通信论文:CDMA2000无线通信系统对煤矿的应用 摘要郓城煤矿CDMA2000无线通信系统在井下采用定向天线的设计,实现了矿井无线信号的无缝覆盖;实现了本系统与矿井固定电话网络、电信公网的对接,实现了井上井下矿用手机与调度固话、警务通、外网手机固话的互联互通,极大地提高了工作效率。 关键词CDMA2000技术;无线通信;煤矿 近年来,随着国家对煤矿安全生产的重视以及各煤矿企业增强企业竞争力的需求日益强烈,煤矿对通信的安全性、便捷性、可靠性、实用性的需求日益强烈。目前在矿用无线通信系统中所采用的技术有:小灵通、TD-SCDMA、WiFi、CDMA2000等无线通信技术,其中矿用小灵通通信系统因随着通信技术的发展已退出历史舞台。本文主要介绍CDMA2000无线通信系统在郓城煤矿的设计与应用。 1方案选择 1.1系统选择 矿用WiFi通信系统、矿用TD-SCDMA通信系统、矿用CDMA2000通信系统3种系统间的比较如表1。图像传输的重任。鉴于此,郓城煤矿选择使用CDMA2000无线通信系统。 1.2系统覆盖形式选择 系统在地面采用电信公网信号覆盖。本系统通过2M线与电信对接,保证地面及井下的手机、警务通、调度电话在任何地点互联互通。井下覆盖方式采用定向天线。定向天线用定做支架支撑,根据覆盖距离及巷道方向每台基站配置1到3个天线,对于重要巷道预留出足够的覆盖冗余,以保证特殊情况下信号的完全覆盖。 2方案设计 郓城煤矿CDMA2000无线通信系统构成如图1所示,主要由地面设备(包括优秀网CN、基站控制器、网管电脑、SIP调度服务器、交换机、数字中继、调度台)、井下设备(基站、光缆)及手机等组成,井下基站由光缆连接到环网交换机,优秀网通过PON环网控制井下基站。示意图见表1。(1)设备配置:地面中心机房优秀网1套、网管电脑1台、SIP服务器1台、数字中继1台、交换机2台,地面3楼调度室调度台1台;井下基站共30台,包括主井筒和副井筒各2台基站,井下定向天线70套;本安集群手机300部;光缆、电缆及辅料若干。(2)覆盖范围:能满足地面、主井副井周围巷道、运输大巷、皮带大巷、回风大巷、1300轨道顺槽、主变电所、主井筒、副井筒、辅助轨道的信号覆盖,完全满足矿方的通信需求。 3系统功能及特点 3.1系统功能 (1)实现全矿流动人员、监狱警务通、调度电话在地面和井下的互联互通。(2)提供丰富多彩的业务和应用,包括语音、短消息等业务功能,还可提供语音调度功能。(3)系统基于IP架构,可实现与矿方现有固话网络的无缝连接,充分利用原有的网络资源,避免矿方的重复投资。 3.2系统特点 (1)系统容量大,同一覆盖区域可以实现多个用户同时通话。(2)系统采用先进的CDMA20003G技术,使用适合煤矿井下传输的次800M黄金频段,抗干扰能力强,覆盖广,语音清晰,话音质量好。(3)支持1X/1xEV-DO、IP化等特点,并具备向下一代网络LTE平滑演进的能力,全IP交换,实现快速部署网络,满足移动网络的未来演进,避免了矿方重复建设的投资。(4)有线、无线融合的一体化调度通信功能,实现有线与无线用户的统一调度功能,系统可提供模拟中继(FXO)和数字中继(E1)两种方式的中继接口,并支持七号信令和ISDN-PRI等信令。(5)系统采用全IP架构,组网灵活,可扩展性强,可实现单一矿井组网或集团多矿井异地组网。(6)系统具有手机与手机、手机与有线电话之间的互联互通功能。(7)系统具有小区切换功能,合法用户可在不同的基站之间进行切换,系统可支持专网与公网的自由切换。(8)系统可实时查看基站的工作状态并统一管理网内各无线通信基站。(9)系统具有调度管理功能,可对专网用户进行统一的调度管理。(10)系统可支持通话监听、通话录音、录音保存和录音回放的等监管功能,系统支持组呼、全呼以及会议等调度管理功能。 4结语 郓城煤矿的成功运行和使用情况表明,CDMA2000无线通信系统采用定向天线的覆盖方式真正解决了郓城煤矿井下复杂巷道的无线信号覆盖要求,实现了矿井无线信号的无缝覆盖;高质量的语音通信解决了煤矿井下移动人员和零散作业人员的通信要求,提高了地面与井下通信的实时性与可靠性;强化了人员的管理,做到人员快速合理调配,同时减少了管理人员数量,并实现了本系统与煤矿固定电话网络、电信公网的对接,实现了井上井下矿用手机与调度固话、警务通、外网手机固话的互联互通,极大地提高了工作效率,为郓城煤矿的安全生产提供了完善的通信保障。 作者:奚伟民 单位:山东省郓州监狱 煤矿通信论文:煤矿安全生产监控与通信技术分析 【摘要】本文首先指出在煤矿安全生产中使用监控技术和通信技术的原因,接着指出我国煤矿安全生产监控技术及安全生产通信技术的现状,最后指出我国煤矿安全生产监控与通信技术应该如何进一步发展和应用。 【关键词】煤矿;安全生产;监控;通信技术 近些年来,我国的煤矿资源呈现出供不应求的趋势,煤矿企业为了获取利润,不断加大对煤矿的开采量,往往就会把煤矿的安全生产工作给忽视掉,最后酿成非常恶劣的煤矿安全事故。合理开采矿井资源,保障煤矿工人的人身安全,是煤矿安全生产中不可缺少的一部分。 一、煤矿安全生产中使用监控与通信技术的原因 (一)我国煤矿安全生产中存在的问题 1.开采强度过大一些煤矿通过加大对煤矿的开采力度以至于获得更高的利润。比如在井下同一个班内安排过多的作业人数;没有根据实际情况设计采矿施工等,都容易造成煤矿结构的破坏和不稳定,加大采矿施工风险;再加上生产组织的过于集中,加大了施工事故的破坏程度,一旦发生意外,会带来严重的人员伤亡。2.非法组织生产一些地区,特别是农村地区存在持证不全甚至无证就组织煤矿开采工作的情况;违反国家相关规定越界超层开采煤矿;无视执法部门惩处或者警告,继续组织煤矿开采工作等,这些非法组织的煤矿生产活动,存在着很大的安全隐患,严重威胁矿工的生命安全。3.安全管理混乱煤矿管理人员因为自身的安全生产意识薄弱,将会对整个煤矿安全管理工作完成的质量造成影响,比如:部分安全管理人员对煤矿管理的相关规定无视,允许工作人员在未规划的工作面采煤;对开采设备及辅助设备的安装不及时、不到位;煤矿监控系统安装管理不明确,安装地点不到位;对矿井工作人员的要求和监管力度不强等,会加大煤矿事故发生的几率,造成严重的矿难。4.煤矿企业对生产安全问题的忽视现代工业企业在经济发展的刺激之下单纯以追求经济利益为主,往往忽视了工业生产过程中的安全问题,安全第一的口号仅仅成为了一句口号,大部分煤矿企业并没有把煤矿从业人员的人身安全放在首位,发生事故的几率便会大大提升,发生事故之后的紧急处理工作不到位,没有以安全生产为重要目标。并且煤矿生产作为一项具有危险性的操作,一定的监督工作是必不可少的,但是在实际情况中,很多煤矿企业并没有建立比较健全的监督管理制度,甚至出现监督岗位的缺失现象。这种只重视经济利益而忽视了安全生产的做法,不仅不利于生产技术的更新,而且不利于生产规模的扩大,最终导致恶性循环,会给煤矿生产带来更大的安全隐患。5.煤矿操作事故防范措施不健全就我国目前的煤矿发展的状况来看,我国颁布的相关安全生产法律虽然在形式上弥补了生产安全方面的法律缺失,但是一些法律条款过于简单,内容不够全面细致,法律方面的漏洞很多,因此在法律层面对煤矿安全生产的保障作用仍然不够明显。煤矿企业的事故防范措施不健全,有一些煤矿企业甚至并没有制定相关的事故防范措施,加上煤矿操作的工作环境恶劣,如果煤矿企业的救生设备不健全,一旦事故发生,现场工作人员不能及时自救,对生命安全造成威胁。 (二)煤矿安全生产监控与通信技术使用的作用 1.保障煤矿工作人员的人身安全通过使用安全生产监控技术,能够及时掌握井下煤炭的开采状况,以及矿工的工作状况,如果有问题或者突发情况能够进行及时的反馈和解决。使用安全生产监控技术还可以提高监控人员和管理人员的监督和管理效率,降低事故发生的几率,更好地保障矿工的人身安全。2.减少事故发生几率,降低事故危害安全生产监控与通信技术的作用,不但能够把煤矿工作人员的工作状态和煤矿各项设备的运行状态给及时反馈出来,而且还能够保证煤矿开采工作的安全进行,从根本上降低事故的发生几率。除此之外,当出现预警信息,急需矿工撤离时,可以利用通信技术快速通知井下工作人员,避免其受伤害;而一旦事故发生,也可以利用通信技术掌握受困矿工情况,为营救工作创造条件,从而降低事故带来的伤害。 二、我国煤矿安全生产监控与通信技术现状 (一)煤矿安全生产监控系统 1.煤矿安全生产监控系统的作用安全生产监控系统中,硬件系统线路连接较为简便,整个系统通用性强,对工作环境的要求不高,因此,被广泛地应用于煤矿安全生产监控中。该系统能够加强对煤矿安全管理。在煤矿通风瓦斯管理方面,煤矿运输管理方面,煤矿供电方面,劳动组织管理方面等,煤矿安全监控系统都充分发挥了它管理的作用。2.煤矿安全生产监控系统的工作方式煤矿安全生产监控系统将包括信号收集系统、计算机控制系统、数据通信系统,它能够对软件程序与硬件电路的各个子系统进行中和处理,从而达到监督煤矿生产活动井而有序的目的。煤矿安全生产监控系统以软件为技术支撑,将计算机作为媒介,借助数据通信技术实现对数据的传输,计算和判断,并及时做出评价,预警生产过程中的安全隐患,在非本质安全电路的情况下实现断电[1],从而实现煤矿生产的安全,降低事故发生的几率,保障矿工的人身安全。 (二)煤矿安全监控技术 根据井下工作环境选择合适的安全监控技术:在电线传输距离远,电气易爆炸的井下环境中,安装树形结构的安全生产监控装置;在工作环境恶劣,电网电压波动幅度较大的井下环境中,传感器应该选择远程供电,代替中继器,以提高监控系统的抗故障能力[2]。 (三)煤炭产量监控系统 为了保证煤矿资源的长久使用,避免无节制开采带来的能源消耗以及安全隐患,应在煤矿安全生产监控过程中建立和使用煤炭产量监控系统。该监控系统能够实时监测煤炭产量,并传输多种信息数据,从而整合汇报成每小时的产量数据,以便于对煤炭生产状况做出检查,分析和评估,这样一旦出现煤矿生产不符合国家相关规定,相关部门就会收到预警。正是煤炭产量监控系统的存在,使相关部门对煤矿生产工作检查的效率得到了提高,还增强了对煤矿企业的威慑力,从而煤炭产量监控系统有效减少煤矿过度开采现象的发生,在保证煤矿资源的可持续开采的同时,降低了因过度开采引发事故的可能性。 三、我国煤矿安全生产通信技术现状 (一)全矿井移动通信系统 煤矿井下工作环境对移动通信的要求很高,与其他环境对移动通信的要求相比存在很多不同的地方,因此,煤矿井下工作的无线传输有一些特殊的要求和特点。在煤矿井下工作环境中,设备安置难度高,无线运输的损耗量较大,而且发射功率会受到多种因素的限制,为了保证无线传输的稳定性,就需要选择体积小,抗干扰能力强和抗故障能力强的设备,同时这些设备的保护性质要好,能够适应井下环境较大幅度的电源电压变化。为了满足井下环境对移动通信的特殊要求,相关的研究人员借助计算机技术和通信技术等,分析设计出了具备较多基站的矿井移动通信系统网络结构模式[3]。这种移动通信系统与WIFI技术配合使用,在保证煤矿安全生产,及时预警信息,进行人员紧急转移,以及事故发生后的营救工作等方面发挥出十分重要的作用。 (二)计算机通信技术 计算机通信技术在煤矿安全生产中的使用顺序,计算机通信技术对煤矿生产相关数据进行记录,并将这些记录的数据进行储存和传输,以便于相关人员进行查看和分析。还可以使用计算机通信技术对曾经出现过的生产事故进行记录和统计,便于对事故原因的追究,以及今后的生产安全预警工作。 (三)远程通信系统 煤矿企业为了保证煤矿井下工作人员的人身安全,要限制井下工作人员的数量。在实际的煤矿工作中,为了防止出现井下工作人员过多,不符合规定的现象,就需要利用远程监控系统对井下人员的人数进行实时监控,并利用远程通信技术将井下工作人数状况进行传输,一旦人数过多,系统就会发出预警,方便安全管理人员调整矿井作业人员。通过远程通信系统,能够实现对井下工作状况的实时控制,保证井下工作人数在合理的范围内,避免因施工人数过多造成的安全隐患;还可以减少煤矿企业的矿工开支,提高经济效益。 (四)矿井安全预警技术 煤矿安全生产的重要保障是预警。在煤矿的开采过程中,除了要保证井下工作环境的安全,以及工作人员施工的安全外,还要借助相应的监控技术和通信技术,做好煤矿矿产安全性的预警处理工作。根据煤矿的特殊要求,建立起火灾监测预警系统,瓦斯监测预警系统,冲击地压监测系统,以及断电功能监测预警系统。为了保证这些监测预警系统的有效性,除了使用正确的监控技术外,还一定要做好通信技术,只有利用高效的通信技术,才能够及时传输数据,及时对数据进行分析和处理,及时对生产过程中的安全隐患显示出来,保证预警的高准确性与高效性,只有做到这一点,才能切实保障井下工作人员的安全。 四、我国煤矿安全生产监控与通信技术的发展方向 (一)减少人员使用,提高自动化水平 煤矿安全事故的多发场所是采掘工作面是导致的,通过大量的煤矿安全事故恰恰也说明了这一点,而这一场所的巡视工作在现阶段主要都是由工作人员负责进行的,而人工操作在降低安全事故系数,减少煤矿人员伤亡方面并不能够起到有效的帮助。为了解决这一问题,在煤矿生产和监管过程中就应该多使用机械设备与先进技术。使用煤矿安全生产监控和通信技术,并配合高科技、自动化、机械化的设备代替人工操作,减少人力资源的使用,从而降低采掘工作面的危险系数。通过使用回采巷道遥控,记忆割煤技术,实现对识别和开采难度大的煤矿的远距离控制[4];适当的使用液压支架,有效的保证技术生产和设备运行之间的一致性;建立并维护好通讯系统,保证井下移动通信的及时性,能实现紧急避险指引和紧急呼救等多项功能;不断更新通信系统,提高煤矿安全生产监控与通信技术,能够提高通信系统的语音和视频功能。 (二)利用物联网技术,加强生产管理 在煤矿安全生产中,引入物联网技术,可以整合煤矿生产过程中需要用到的物资,对比不同物资之间的价格和质量等方面的差异,为煤矿企业负责人提供更多的选择。煤矿企业负责人可以根据煤矿生产的具体情况,选择最优的物资,从而降低生产成本,还可以在一定程度上保证煤矿生产过程的安全。通过物联网技术,可以为煤矿企业的生产管理提供经验交流和学习的平台,有利于提高煤矿企业的安全管理能力。同时,物联网技术还可以方便企业管理部门以及国家相关管理部门对煤矿生产过程的监督管理,从而提高煤矿企业对安全生产的重视程度,实现煤矿企业的安全生产。 (三)结合监控技术与通信技术,建立煤矿一体化通信系统 通过监控技术,实现对煤矿井下工作环境、工作人数、井下工作人员位置、煤矿生产状况、采矿设备使用情况等方面的监控。通过通信技术实现对监控数据信息的实时传输,保证系统能够及时分析和预警煤矿安全生产的状况和问题;还要保证通信技术和通信设备使用的稳定性,保证通信系统的报警联动、紧急呼救、扩音引导以及避险指示等功能的及时实现。不断更新监控技术、通信技术,使煤矿一体化通信系统具有语音、视频等先进的通信功能,一旦事故发生,可以通过这些通信技术及时掌握受困人员的状况,对于稳定受困人员情绪,提高营救效率具有重要意义。结语将煤矿安全生产监控技术与通信技术结合,并配合使用多种先进技术与先进设备,不但能够提高煤矿生产的自动化水平,而且能降低煤矿安全事故的发生几率,从而更好地保证煤矿生产工作的安全以及井下作业人员的安全。 作者:郭文军 郭选明 单位:六盘水师范学院矿业工程系 煤矿通信论文:通信技术对煤矿生产调度管理的应用 摘要:在合理调度煤矿资源方面,通信技术承担着重要角色。良好的通信技术能够保障资源更合理地被利用,能够提高煤矿企业效益与安全度。阐述煤矿发展过程中存在的生产调度问题,并就如何运用通信技术解决该问题做简单论述。 关键词:煤矿生产;通信技术;调度管理;应用分析 引言 在煤矿企业发展过程中,调度系统正常运作直接关系到煤矿产业的安全生产。煤矿企业具有不同于其它行业的性质,所以煤矿生产过程中几乎都存在调度部门,主要协调煤矿生产过程、收集井下环境情况信息与传递及对突发事件做出应急措施等。目前信息技术应用范围广泛并且发展较迅速,从而使煤矿行业调度管理工作更加完善。通信技术作为煤矿生产调度管理系统中重要的一部分,它的技术发展直接影响煤矿生产的安全度[1]。 1煤矿生产调度管理系统的应用现状 目前中国煤矿生产条件比较差,煤矿从业人员专业基础与专业技能不同,在实际煤矿管理工作中,调度管理人员综合素质较低,往往不能根据专业知识实施工作,而只是依据日常经验操作,导致安全事故频繁发生。目前中国煤矿生产过程中,收集数据之后并不能有效分析信息,导致数据信息丢失,无法及时指导施工过程。为提高煤矿生产安全,必须加强煤矿调度信息管理系统建设。通信技术能够有效收集煤矿井下或其它工作过程中各方面信息、整理分析并与其它部门分享,从而达到协调、组织的功能,增加煤矿产业效益。在计算机发展过程中,煤矿生产调度管理系统也在进一步改革。在调度系统发展的前期阶段主要是单机管理系统,在单机管理阶段主要以表格形式收集信息,使用AutoCAD软件对设备等进行图纸设计,并且可以进一步扫描图片从而达到信息储存的目的。在这个过程中,单机管理系统不能够及时处理最新信息,并且信息保存也不完整。煤矿井下工作必须根据有效信息进行施工,只有这样才能够减少安全事故的发生。后期阶段发展主要是网络管理,作用主要是针对煤矿生产过程中的数据、文件等及时调度管理,网络拓扑如图1所示。 2煤矿井下调度管理存在的问题 目前煤矿企业调度过程中主要存在几方面问题:工作效率低、信息统计功能不完善、报表与调度台账无法及时核对、无法实现动态查看,本文从这几方面介绍煤矿井下调度管理中的问题[2]。 2.1调度系统工作效率低 煤矿生产调度过程发展是一个缓慢的过程,目前煤矿企业调度管理系统工作效率仍然比较低。煤矿生产调度系统由于技术操作不完善,企业不能够将现代网络技术应用在生产过程中,所以生产过程信息不能及时被应用,导致数据不能被集中,而且还可能出现信息记录错误。在实际煤矿生产过程,煤矿调度过程中由于参与工作的部门的单一性,不能够及时有效整理调度信息,而且无法实现信息资源共享,从而降低了调度系统的工作效率。 2.2信息统计功能不完善 由于煤矿井下工作环境特殊,调度管理人员更应该做好信息及时统计工作。在实际煤矿工作中,调度信息不能集中处理、无法及时共享信息,导致相关工作人员对煤矿事故安全事件无法做出正确解决方案,从而直接影响煤矿工作的安全性。 2.3报表与调度台账无法及时核对 目前调度管理工作中虽然已完成了对数据的基本收集及处理,然而由于无法将信息技术应用在实际工作中,导致数据与调度台账无法及时核对,无法完成实际统计、组织和协调功能。科学分析解决煤矿生产过程中的问题主要取决于生产调度日报、井下生产状况、工作调度记录等多方面。 2.4动态查看功能无法实现 图形信息管理能够满足煤矿生产过程中实时监测,但是目前调度管理系统无法体现该功能。网络设备不完善,无法将实时动态图应用在煤矿井下安全生产过程中。调度信息管理系统设备技术落后,不能够满足现展对于数据处理的要求。 3建立基于TD-SCDMA无线通信的调度管理系统及优化 信息化成为现代化社会发展的象征,计算机技术已普及在各个产业生产中,作为计算机网络中的重要组成成分的通信技术已被广泛应用。通信技术不再仅限于一个产业,它的发展带动各个行业的进步。网络信息处理方式由终端主机转变到服务器方式,对于数据信息的处理,也从单一封闭式转变为多元开放式,在调度管理系统发展过程中,也推动中国各产业进一步发展。为进一步推动煤矿井下工作顺利进行,必须要建立相应的通信技术管理系统,只有这样才能够在保证安全生产的状况下带动煤矿经济健康发展。将通信技术应用在煤矿生产调度管理系统中,能够协调好各部门的工作,规范煤矿生产过程,提高煤矿生产效率。 3.1通信技术在煤矿生产中的应用优化 在完善煤矿调度管理工作中,企业首先应了解目前国内外在调度管理系统工作方面的发展,积极研究先进的管理技术,然后针对自身企业特点及生产过程具体分析,采用科学合理的信息调度管理系统,提高企业生产效率。根据现代的信息化技术,采用TD-SCDMA无线通信技术,将煤矿企业信息传播与语音、视频等结合在一起。通信技术与调度管理信息系统相结合,有利于人员了解煤矿井下工作环境,并能够及时有效指挥现场情况。煤矿生产中使用的通信技术TD-SCDMA,它的发展应用基于3G移动互联网、光纤网络、物联网等信息化技术。在煤矿应用过程中,TD-SCDMA应该在系统容量、网络复杂度等方面优化。系统容量减少后,各个部分可以在同一个设备中完成各自功能,实现集中调度信息处理[3]。 3.2调度管理系统与TD-SCDMA矿用无线通信的特点 在施工过程中,系统利用先进的软硬件技术和电信工程设计,建成TD-SCDMA无线专网,可以实现井上和井下3G移动,以保障在发生意外时能够及时更换设备等,使煤矿施工能够顺利进行;相关管理人员能够利用先进的无线设备进行信息交流,利用信息收集和分析功能达到即时通讯的目的,保障信息资源共享,有利于管理人员指挥煤矿施工各阶段;利用调度管理系统能够实现资源合理分配,根据煤矿生产过程中的实际生产情况合理分配劳动力;能够有效储存数据,有利于查询收集到的数据;系统可以对各用户进行多点漫游转接;通过建立完善多网调度系统,能够对用户进行多级管理[4]。 3.3煤矿井下通信技术的基站设计 TD-SCDMA3G通信系统在煤矿调度管理中安装完成后,要不断进行测试及优化,使其能够在煤矿生产过程中发挥实际功能。针对煤矿通信技术的发展,主要考虑TD-SCDMA3G优秀网络系统、3G基站在井下环境的应用设计及网络技术等方面的优化发展。3G移动通信系统和地面信息运营结合在一起,形成调度信息管理系统优秀部分,在进行井下通信技术应用过程中,应该注意对通信技术基地的科学合理建设。井下工作环境恶劣,为保障施工安全,所使用的通信技术设备和其它设备都要符合国家规定安装使用标准。在煤矿行业发展过程中,调度管理系统是整个煤矿安全生产过程的指挥中心。调度管理系统将各个部分的信息集合在一起,利用现代化的信息技术进行处理分析。目前阶段煤矿行业发展中仍然存在一些问题,应该不断更新及完善调度管理系统,将先进的科学技术应用到实际生产中。快速发展的通信技术带动了煤矿产业安全发展,提高生产效率。 4结语 网络信息化煤矿管理系统已成为煤矿发展的必然趋势。为保障煤矿井下生产的安全性,必须要建立、完善煤矿生产调度管理信息系统,只有这样才能够将信息系统真正运用在实际生产中,提高生产效率。针对目前中国煤矿生产现状及问题,相关人员需要完善调度管理信息系统。通信技术在提高生产安全性的同时也能够提高煤矿生产工作效率,利用无线技术,能够延长系统使用寿命,能够更好地做好各系统间的协调工作,从而为煤矿工作生产提供最大的安全保障。 作者:郭延玲 单位:霍州煤电集团有限责任公司辛置煤矿 煤矿通信论文:煤矿安全生产中通信控制组件的设计 摘要:在煤矿安全生产过程中,多种信息化监控软件,例如煤矿安全生产监控系统,人员定位系统、紧急避险系统等,都通过有线、无线等多种方式,与矿井多种传感器进行数据通信,获取传感器数据,判断安全生产环境或获取生产数据。在这些系统中,无论是哪种形式的网络链路,都存在通信控制功能。对此,从各种应用系统的实际需求出发,通过设计命令池及控制流程,研究设计了一种广范应用于煤矿各类监控系统的通信控制组件,极大地缩短了各产品的开发周期,提高了开发效率和产品的稳定性、可靠性。通信控制组件设计在多个系统中已得到广泛应用,经长期运行实践,验证了软件的可靠性和稳定性。 关键词:煤矿安全生产;通信控制组件;订阅 作者简介:张羽(1980-),女,工程师。现主要从事煤矿安全管理系统的研究工作 0引言 以煤矿安全避险六大系统为首的安全生产系统是避免或减少瓦斯、火灾等重特大事故发生,应急救援和紧急避险的有效措施[1]。这类生产系统均是通过对煤矿井下各传感器数据的采集,实时监测或预测生产环境(包括人员位置)。通信过程的控制,包括命令发送、等待响应、命令接收、是否需要重发等,是确保通信数据稳定和可靠的重要过程。本文研究了一种可广泛应用于煤矿安全生产中的通信组件,通过设置参数和调用接口,能满足不同的应用场景的需求,有效缩短了各业务系统的开发周期,集中力量进行组件维护,能有效提高组件的可靠性和稳定性。 1通信控制组件的设计 通信控制组件设计了消息队列来管理命令,并设计了一套通信流程,按照不同业务系统赋予的命令的特性进行整个通信过程。 1.1整体设计 通信控制组件的整体数据流设计。各业务系统通过调用接口,向组件消息队列命令,通信控制模块获取消息队列中的命令进行单次通信过程,并将接受数据返回给业务系统,并不断循环此过程。在通信控制组件中,管理的对象是命令,本组件采用消息队列来管理命令。队列的主要目的是提供路由并保证消息的传递,如果发送消息时接收者不可用,消息队列会保留消息,直到可以成功地传递它。消息队列一般按照先进先出的原则进行消息的传递,消息传递完毕后即被及时销毁。对于该组件的应用场景,因为一些特殊命令例如巡检命令,必须滞留在组件内部进行循环发送,故设计了一种可满足命令的存取、持久化、排序、销毁等一系列功能的消息队列。队列持久化到本地,可保证队列中的命令在组件重启时不丢失。队列可以按照命令的设备标签采用冒泡法排序。队列采用指针记录当前命令发送位置,当遇到优先级别高的命令插包后,可以快速恢复到原来位置继续发送。 1.2组件功能设计 通信控制组件的系统功能如图2所示,组件功能主要有消息队列、通信过程控制及对外接口组成。消息队列包括命令生命周期管理,优先级别管理。通信过程控制模块主要包括通信通道维护和单次通信过程管理。对外接口则负责接收命令、和接收通信数据以及应答数据的反馈。组件内部设计的消息队列,用于处理业务系统中复杂多样化的通信命令,例如巡检命令、心跳命令、握手命令、控制命令等。通信过程控制模块则专注于单次的通信过程控制,从命令发送、等待、接收数据、是否超时,是否需要重发等过程。组件内部业务分工明确,有效提高了组件的处理效率。 2关键技术 组件如何与各业务系统采用松耦合的方式进行通信,即只需要把消息传递,而无须理会对方是否收到,降低了组件和业务系统的依赖,不会互相干扰而造成系统奔溃。订阅是具有异步的、多点通信的特点[2],可以高效并且可靠的在分布式组件直接传输信息。组件的设计采用订阅模式,向各个业务系统提供接口,用于应答的反馈。订阅是指用户可以订阅订阅系统中感兴趣的信息,在订阅系统中主要有消息者、消息订阅者和订阅服务器[3]。各业务系统(订阅者)首先向/订阅中间件注册一个订阅条件,当通信控制过程(者)把接收到的数据发送到服务器,服务器根据订阅条件与消息进行匹配比较,把消息发送给符合订阅条件的各业务系统(订阅者)。 3关键流程设计 通信控制组件的关键流程有通信主流程和单次通信管理流程。 3.1通信管理主体 通信管理主体是整个通信控制组件的主流程,负责循环的对消息队列中的命令进行通信的,此流程主要保证消息队列中的命令按照优先级别、用户制定顺序进行准确无误的发送。通信管理主体启动通信后,获取当前命令包的第一条命令,记录当前位置,判断是否有优先级别更高的命令和是否允许被插包后,进行当前命令的发送,并销毁发送后的命令,根据当前位置获取下一个命令进行发送流程。在一些应用场景下,由于通信协议的限定[4],一条完整的命令需要被分成2~3次进行发送,故命令池中的命令包设计成命令队列的形式。在命令队列中,当遇到优先级别较高的命令时,需要判断是否允许被插包。命令发送完毕后也需要判断是否销毁,类似一些控制命令只发送一次,就需要被销毁。而普通的巡检命令因需要循环发送,因此不需要被销毁。 3.2单次通信管理流程 单次通信管理流程是对单一命令的通信过程的管理。通过计算理论等待时间,在该时间段内,接收到期望的数据,则返回给上层应用系统,例如串口通信时,理论等待时间计算公式为:(发送命令的字节数+期望接收的字节数+2)×11×1000/当前通信速率)+当前命令等待偏移量。在理论等待时间后未接收完毕,则根据需要重发。接收完毕后将数据返回给上层应用程序。 4应用说明 其他业务系统在使用通信控制组件时,需要首先添加本组件引用,定义通道参数并初始化通道,订阅数据发送、接收、无响应等事件,向消息队列增加命令包后即可启动通信过程,通信控制组件接收数据或者判断无响应后,将结果给业务系统,业务系统再进行后续工作的处理。对于业务系统来说,只需要将命令包组织并添加成功,并启动通信过程即可,不需要管理其中复杂的通信过程。业务系统可以专心处理其他业务例如界面查询、报表打印等。在命令包的组织过程中,心跳和巡检命令为最常用的命令。心跳命令为检测网络上设备是否存在,类似于心跳的命令,一般起辅助作用。这种命令的特性是一发一收,收到即说明设备存在,没收到即说明设备掉线。心跳命令将自动销毁标志置为TRUE,发送完毕后自动销毁。巡检命令为常规命令,定时或者循环向设备获取数据,一般是依据设备的编号,循环发送。巡检命令将自动销毁标志置为False,在命令队列中循环发送,若想按照设备标签顺序进行巡检命令,每次新增命令的时候,调用排序接口,将命令包排序。其他命令例如控制命令,可将优先级别设置成最高,这样保证当系统需要发送设备控制命令时,能即时发送。对于电子显示牌命令,要求以最后一次发出的命令为准,即对于同一地址来说,如果有多条命令,仅发送最后一次的命令,将电子显示牌的优先级别设置为最低,命令包参数中的自动替换标志设置成TRUE即可实现。 5结语 通信控制组件已经开发完成并通过测试,并用于井下物流管理系统、井下信息系统等监控系统的开发,有效地降低了软件开发的工作量,缩短了软件的开发周期。上述系统在开发周期上有效的缩短了3个人月的开发和测试时间。测试结果表明,通信控制组件在压力测试下能7天无故障运行,通信完成率为100%。以上系统在成庄煤矿、口孜东煤矿、阳煤一矿等现场进行了应用,长期运行中验证了软件的可靠性、稳定性。 作者:张羽 单位:天地( 常州) 自动化股份有限公司 煤矿通信论文:煤矿无线通信系统分析及发展 一、3G通信 3G通信技术的出现推动了煤矿无线通信技术的发展与应用,因为它进一步的提高了数字传输功能,对于煤矿之前所使用的无线通信系统而言,3G无线通信技术所覆盖的业务范围更广阔。目前,煤矿使用的3G无线通信系统在覆盖结构上可以分为分布基站和微微蜂窝。所以,煤矿使用的3G无线通信系统可以通过接口与矿井调度电话、行政电话互相通话,具有组呼、群呼等功能,其中也包括进行可视电话的通信。3G通信系统不仅有先进的技术与完备的功能,而且还有巨大的产业链,具体表现在:职场的商家较多;技术与产品可靠;产品较多,可对其转化为煤矿使用;有明确的发展方向;得到了政府的支持。即使3G无线通信功能强大,但是在无线数字宽带上有一定的局限性,对于工业电视而言,它是需要高宽带的系统,因此在设备集控与瓦斯监测方面得不到满足,3G也就不能替代wifi无线通信的能力。 二、无线通信技术的特点 为了改变前期煤矿通信系统的不足,现阶段国家提倡全程实现无线通信系统,利用无线通信系统实现煤矿信号的稳定传输。从使用无线通信的情况来看,煤矿使用无线通信技术的特点包括以下两个方面:1、高效。信号传输的效率较低是煤矿通信的常见问题,因为煤矿井下的复杂环境干扰了通信信号的传输效率,引起传输效率较慢。使用无线通信系统后,煤矿的内部信号传输就会得到全面的提升,信号的传递速率就会加快[2]。2、稳定。无线通信系统能记录煤矿的调度指挥过程的语音信息,是煤矿调度指挥的主要设备。无线通信所记录的语音信息,可以作为监督调度、事故发生分析的依据,因此无线通信系统具有稳定性。目前的无线通信系统都具有该特点,对于外界的干扰可选择最优的线路传输,增强了信号的稳定性。 三、发展 3.1构建设计煤矿的无线通信系统构建矿井高速光网络干线上的子系统,是为了不受煤矿井下复杂环境和无线传输特性的局限,这种构建设计具有优化组合的特点,但要对新煤矿和老煤矿的通信系统的构建设计进行区别对待,在此基础上本着技术改造、充分利用的原则,在技术、投资等方面找到最优的解决方法。线路负载、高压耦合等因素造成载频通信的不稳定,为了此问题的发生,该系统编程无线数据的耦合通道。因为最早的无线通信系统是泄露通信系统,因此,它没有任何的通信功能优势,但是泄露电缆的技术是成为无线通信系统的主要组成,尤其是在煤矿下的小面积通道及在一些特殊的环境下,可以作为天线使用,有着极大的影响。可以通过PHS(小灵通)、CDMA(码分多址)、WIFI(无线保真)这三种无线通信系统的技术特点进行比较,如表1所示:3.2方向随着社会的进步,我国的煤炭信息化水平逐渐完善,煤矿无线通信技术的使用也在不断的提高。从小灵通技术,无线保真技术到现在的3G与4G技术。将来的煤矿无线通信系统中,语音通信必须是具有较高的质量,但这只是煤矿信息化处理的一方面。随着4G信号的到来,井下视频监控、数据采集、信息、视频会议等都会出现在无线通信系统平台上。4G技术的发展为将来的煤矿无线通信系统做出了巨大的贡献,将是煤矿未来信息化的重要平台。此外,将来的无线保真通信系统会与无线局域网标准结合,使无线传输速率达到128Mbps以上,无线局域网标准是使用正交频分复用调制的技术与多入多出的技术,构成MIMO-OFDM通信系统;天线与无线电等技术,可以在一定程度上提升无线保真的性能;天线与传输系统的改进会加大无线通信系统的传输距离[3]。 四、结语 煤矿通信技术的不断发展与进步,为煤矿的生产提供了很多的方便与好处。煤矿通信系统在未来的发展中,传输能力会更强、覆盖范围会更广、使用功能更多。目前使用3G无线的用户较多,虽然其通信功能强大,但是在无线数字宽带上有一定的局限性,对于工业电视而言,它是需要高宽带的系统,因此在设备集控与瓦斯监测方面得不到满足,3G也就不能替代wifi无线通信的能力。 作者:张增平 煤矿通信论文:煤矿井下通信系统的建立释解 分站模块的建立 移动通信系统具有良好的信息传输性能,不但高带宽,而且通讯质量好、可承载话音、数据、视频的多业务,在一个平台之下处理各种数据信息,满足目前井下人员定位、视频监控、工业以太网与工业控制网络互联的生产、管理与应急救援需求。分站的冗余以太网模块是千兆以太网模块,具有多环冗余功能,无线数据传输中的工作频段为2.4GHz,使用Wi-Fi接入点模块。分站还包括有同样工作频段的射频识别读卡器模块,双串口服务器模块和IP-PBX模块,即使整个数据网络出现问题依然可以实现信息通信功能。井下传输分站安装有不间断电源模块,在停电或临时断电突发事件情况下依旧可以正常工作。井下无线传输分站是移动通信系统的技术优秀部分,负责所有音频视频等一系列的信号传输。在井下设置这些分站进行工作必须综合考虑各方面的因素,例如体积、重量、防爆性能等等一系列因素。每个分站当中都包含很多的功能模块,全部安装在隔爆壳内,采用隔爆兼本质安全的形式。信号传输分站能够显示整个分站各个设备的工作状态,包括电源、端口、各模块功能等等。主要是为了所有数据信号的传输,主要实现手机和井上调度台之间、手机与手机之间的信息通信。独特的IP语音交换功能,即便整个移动通信系统在脱网情况,分站也可以继续工作,保证接入的手机之间的语音交换功能。在系统通信发生故障时,分站能够对所有的数据进行存储,这里面最主要的是人员定位信息,待系统恢复正常时能及时上传回主机。每个分站都设置不间断备用电源,保证移动通信系统即使在发生电源故障时的仍能稳定工作。 调度台模块的建立矿井生产调度 通信是实现煤矿井下安全生产调度的主要工具。实现调度通信的载体--调度台应集调度、人员定位、存储查询、显示、录音和电源保护及自动切换等多种功能于一身,实现矿井生产调度员全方位监控通信系统内的任何一部电话(包括扩音电话、移动电话等),不受被叫摘机、占线等限制,有利于保障生产的顺利进行。矿井的开采是在环境极其恶劣的情况下进行的,工作区域小,湿度大,照明很多时候都不足,另外还有很多的不安全因素,例如瓦斯、顶板事故等等。这就要求开采人员之间必须紧密配合,团结合作,信息传递也要准确及时。在地面上的生产调度人员及时协调好生产中出现的问题,既要满足生产,又要保障人身安全,做好生产、指挥、管理等方面的通信工作。调度模块能够实现无阻塞呼叫保证调度通信畅通无阻;能接收内部用户的紧急呼叫,优先处理并自动录音;处理多路呼叫,而互不干扰;地面用户通过调度台可以呼叫井下的用户;反之,井下用户可以通过调度台呼叫地面的电话。调度时调度员可退出或插入;可通过设置值班话机(有线电话或移动电话),由值班话机应答呼叫调度的电话并完成转接。 通信终端模块的建立 作为井下的移动通信终端,手机应具有拨号、通话、显示、查询、存储和定位等主要功能,目前井下移动通讯终端功能单一、信道窄、传输距离短、抗干扰能力差。终端手机的设计可全面解决这一系列问题。通讯模式具有无线以太网单模或GSM与无线以太网双模,集话音、短信、网络浏览与下载、图片与视频播放、拍照与摄像功能于一身。终端定位的本质安全型无线以太网移动通信终端,为在井下工作移动通讯、人员定位、应急救援提供良好的条件。本安全型无线以太网移动通信终端满足井下爆炸性气体环境用电气设备安全技术要求,按相应的通信模式进行I/O编码输入到射频前端电路最终馈入到天线,由天线将信号向空间辐射输出;最终通过模拟电路部分转换出话音信号,传递给收听者。终端采用多模式处理器实现GSM与无线以太网的双模通讯,工作频段为2.4GHz,终端的中央处理器采用OMPA730处理器芯片实现。基带处理器采用TWL3016处理器芯片实现。采用锰酸锂材料做电池芯,采用电阻或恒流二极管串联作为保护电路。井下移动通信系统的模块化建立为井下的实时通信提供了便利,最大程度上满足了井下生产的实际需求。该通信系统模块具有端口丰富、信号稳定、覆盖面广等特点,适合在全国各大煤矿企业推广。 作者:钱彬 韩凌玲 单位:河北能源职业技术学院 煤矿通信论文:煤矿井下通信体系研究 煤矿井下通信系统是矿井安全防护及生产调度必不可少的设施,是矿井信息化和安全生产管理的重要组成部分。将无线通信系统技术应用于煤矿企业,提高井下无线通信水平,加快井下通信发展步伐,为煤矿安全生产、提高生产效率、提高企业的管理水平搭建起有效的信息平台,成为煤矿无线通信发展的重要任务。由于井下环境差,巷道分布多,干扰信号源多,对无线的发展障碍比较大,早期我国井下通信主要为有线方式。随着无线通信技术的日新月异,煤矿井下无线通信技术也得到了迅速发展。煤矿无线通信主要有以下方式: 1 超低频透地通信 超低频透地通信系统是以大地为电磁波传播媒介、无线电波穿透大地的无线电通信方式。主要产品是澳大利亚开发的PED 井下无线通信与急救系统,90 年代进入我国煤炭领域。该系统主要应用于井下急救,即在紧急情况发生、其它通信方式完全中断时,通过 PED 系统发射系统,使其超低频信号穿透岩层到达井下任何位置,迅速有效地与井下人员通信。该系统可靠性高,但缺点是信道容量小,不能用于语音等需要较大信道容量的通信,只能用于传呼、简单遥控等,而且电磁干扰大,特别是 50 Hz 工频干扰对特低频透地通信干扰严重。另外,透地通信系统需要在地面架设长达数千米的天线,限制了该方法的应用。 2 中频感应通信 中频感应通信系统借助专用感应线,利用无线电波感应场引导电磁波传输,频率选择在中低频。主要产品是南非的 RB2000,90 年代末进入我国煤炭领域。该系统投资费用低,小范围内信道稳定,设备携带方便,采用中低频感应操作,可在井下恶劣环境中锁定最佳的通信波段,输出高强度信号;系统采用导频抑噪技术,在噪音较高的电磁环境中使用且通话效果十分清晰。但缺点是靠近感应体通信效果好,稍远离感应体信道不稳定,感应通信受受巷道内导体影响较大,信道性能不稳定,通信距离一般不大于2m ,信道容量小,电磁干扰强。 3 漏泄通信 漏泄通信系统利用漏泄电缆的漏泄原理实现矿井无线电通信,系统采用超高频进行无线通信。漏泄通信主要应用于90 年代,主要产品为加拿大的 FLEXCOM。该系统具有信道较稳定、电磁干扰较小等优点。但缺点是漏泄电缆上每隔350 m 需加 1 个中继器,使系统的可靠性变差,任一中继器和电缆故障将会造成该中继器以下的部分系统瘫痪。并且随着中继器的增加,噪音易累加,信号容易失真。系统的各个通道指定用于固定的设备,信道利用率不高。 4 PHS 通信 PHS又名无线市话 PAS,它基于成熟的城市无线PHS(小灵通)技术之上,采用微蜂窝技术,利用定向天线及全向天线,以无线方式接入固定电话网,依托固定电话网提供通信服务。矿井 PHS 通信系统由基站控制器、基站、局端设备、本安型手机、网管计算机等组成。PHS 通信系统从 2003 年进入煤炭领域,主要用于煤矿井上、井下语音通信及人员定位,具有安装简单,维护成本低,通话质量好的优点。但其无线信号的发射和接收受基站无线信号的传输距离及井下巷道状况的限制。随着公网小灵通的退市,PHS 通信系统的发展已停滞。 5 CDMA 通信 矿用 CDMA(大灵通) 通信系统是基于地面成熟的CDMA技术的产品,它属于大蜂窝通信体制,采用定向天线、全向天线及泄漏电缆 3 种井下覆盖方式,主要由地面机柜、基站控制器、基站、无线耦合器、无线功分器、漏泄电缆、本安手机等组成。矿用 CDMA(大灵通)通信系统从2008 年进入煤炭领域,系统单基站业务信道多、语音通话质量好、组网通信规范严格、移动切换呼通率高,具有信号稳定,移动性好,抗干扰能力强,支持无线高速分组数据业务,对巷道状况要求低等优点。但缺点是系统占用设备较多,安装、维护繁琐,造假较高,但是它存在着功能单一、协议标准化差、抗灾变能力差的缺点。 6 WIFI 通信 矿用 WIFI无线通信系统采用无线微蜂窝覆盖技术和WIFI移动通信技术,实现了基于千兆环网的定位、语音通信及监测信息的无线综合传输。该系统由 IP PBX软交换设备、网关设备、矿用无线通信基站、WIFI 手机、直流稳压电源组成。WIFI无线通信系统采用集中式管理,分布式组网架构,造价低,具有强大的移动性,能够适应各类调度终端,语音系统容量大,可以实现综合数据业务的扩展。但其缺点是WIFI 手机跨基站断话和大规模组网能力差,多用户同时通话时语音严重滞后,甚至影响呼叫,语音传输技术采用有损压缩算法,通话质量失真,快速移动通信时会严重影响通信距离。所以,该技术作为矿井无线通信与生产调度应用,其市场狭窄。但由于 WIFI具有宽带数据接入和以太网传输的强大功能,因此,把它作为煤矿综合自动化监控数据传输、光纤环网对接和多网合一的网关设备应用,是较好的宽带数据通讯解决方案,是当前煤矿无线通信的主流技术。 7 XGP(新一代 PHS) XGP是全球第四代移动通信的技术平台之一,XGP技术综合了传统矿井小灵通移动语音组网通信质量好和WIFI宽带数据接入传输能力强的优势,实现了语音视频数据的并网传输。XGP 系统中的基站、基站控制器和移动交换机全部依赖以太网平台传输,可直接与井下光纤环网无缝对接,实现了全网一体化统一通信,组网能力强,语音通话质量好,支持手机主动精确定位,定位精度可达20米。XGP 技术最大的亮点是国内首创支持基于手机平台操作的移动指挥调度,是真正意义上的移动生产调度系统。从矿井无线通讯技术与市场长期发展演变的角度看,XGP无论从技术标准性、开放性、继承性,产品成熟性、可靠性、实用性等方面综合分析,应成为时下煤矿无线通信领域的最主流解决方案选择。 总之,当前煤矿无线通信系统基本能满足矿井无线通信的要求,但是,随着煤矿生产自动化和信息化程度的提高,传统的数据和语音通信,必将不能满足煤矿安全生产和无线可视多媒体服务的需要。这就需要采用全新的网络结构及全新的无线传输理论与技术,构建矿井宽带化综合通信系统,实现井下各种有线和无线监视、监测、语音信息的传输。 煤矿通信论文:无线电通信对煤矿开采影响 无线通信技术早期应用于社会通信行业,主要是为了满足用户之间的通信需要,保证信息传递的稳定进行。与传统的有线通信相比,无线通信技术不仅摆脱了传输电缆的约束,在通信范围上也有了很大的扩展,实现了远距离的信息传输功能。煤矿开采是我国国民经济中的主要产业,在开采阶段必须要构建综合性的通信功能,这样才能实现矿井内外的持续通信。 1煤矿开采的现状和不足 (1)煤矿开采存在安全问题。近几年来,各地关于煤矿开采的事故报道层出不穷,让群众对于煤矿开采的安全措施产生很大的质疑。众所周知,煤矿开采事故产生的主要原因包括瓦斯泄露、缺氧、明火爆炸、漏电漏水等,既造成了严重的人身伤亡,也带来了巨大的经济损失。除了人为管理的疏忽,科学技术的滞后也是造成连续不断事故产生的主要原因之一,因为很多事故正是由于矿井通讯设备的不完善,不能够在第一时间接收信息及时进行援助,导致矿工被困,缺氧而亡。对于煤矿开采这种高危作业,保持密切有效的联系是保证工程顺利和人身安全的必要措施。 (2)煤矿开采存在环境问题。煤矿作为不可再生能源,其开采和利用有一定的条件和限制,包括它的开采环境和开采深度等。不合理的开采很容易导致地表下沉,产生房屋塌陷、渗水,植被破坏荒芜等环境问题,严重影响附近居民的生活和生产,给经济和环境带来不可估量的损失。因此,依靠科学技术来判断矿产的开采可行性、确定采留比例、衡量环境破坏率是实现煤矿开采合理有效的重要保障。 (3)煤矿开采存在监督问题。煤矿开采不仅要考虑到开采的技术和方法,还要实时监控矿井的风向、瓦斯体积分数、电力设备和顶板承受能力,而现在大多数煤矿对于安全措施的监督仅仅局限于人为提醒和巡视,容易造成疏漏和不精准的判断。煤矿企业在开采资源过程中,将重点局限于煤矿资源的产量质量,并没有做好相关技术的调控运用,导致整个开采过程因缺乏监督体制而出现质量问题,破坏了原先设计的煤矿生产模式。 2无线通信技术用于煤矿开采的优势 (1)提高工作效率,降低生产成本。随着无线电通信的发展和普及,其成本也大大降低,煤矿开采中使用无线电通信也相应地节省了资金,减少投资,降低生产成本[1]。另一方面,无线通信技术的使用可以使操作简单化、方便化,通过创建标准的通信模式传递信息(如图1)。能够在最短的时间内完成工作任务,提高工作效率,获得较高的利润,真正实现低投入、高收入的经济发展目标。(2)提高运作安全,保障人身安全。煤矿开采中无线通信技术的使用其最大的优势就是提高了采矿工作的安全性;能够保证工作现场和外界密切的联系,能够在第一时间互通有无,保障工人的人身安全。 (3)提高领导效率,优化企业管理。无线通信技术的使用在一定程度上可以实现非现场操控,领导在办公室就可以通过网络掌握工作进度,了解工作状况,及时进行派遣和指挥[2]。应用无线通信技术,煤矿企业可以加强多方面的生产管理及引导,加快提高了领导层次的管理水平,真正实现管理一体化,帮助煤矿企业在生产期间创造更大的经济效益。 (4)保障作业质量,实现绿色环保。煤矿开采中应用无线通信技术可以方便管理和加强联络;应用传感器技术可以准确探测到矿井内的瓦斯体积分数;利用类似波导的物质进行探测,可以避免矿井内因金属而产生的导电和绳索冗长等带来的不便。从安全角度考虑,无线通信技术推广之后,煤矿开采作业能够处于一个相对安全稳定的生产环节。 3无线通信技术存在的不足和改进措施 (1)操作不规范,技术不纯熟。由于从事煤矿开采的工人通常都是年龄较大、文化程度较低的中年人,对于从人工作业到机械作业的转变需要一定的适应阶段和学习过程,而他们对于电脑技术的操作学习接受能力比较慢,学习不全面,也可能导致操作失误和延缓工期。因此要对工作人员进行系统、全面的电脑技术培训,保证无线电通新设备的顺畅使用。在操作过程中必须要实施有效的操作流程,从各个角度考虑通信设备的持续运行。 (2)技术发展不完善,通信技术有限制。无线通信技术的发展虽然越发成熟,覆盖面越来越广泛,但依然存在着局限性,受到通讯距离、发射功率和工控环境、天气等各种因素的影响,无线信号会受到不同程度的干扰,从而影响到煤矿开采的进度和管理。鉴于此处,一方面要求国家和政府积极支持和鼓励无线通信技术的开发和研究,促进无线通信技术的发展;另一方面,煤矿开采要依据工程的实际情况选择合适先进的通信技术和工具,尽量保证通信质量。 (3)人工无线监控相配合,实现双管齐下。实时监控对于煤矿开采具有举足轻重的作用,无线通信技术的使用可以使监控管理更方便,但是也不是万无一失,不能够面面俱到,一旦出现网络故障,监控中断很容易造成信息的滞留和错误。因此,要把人为监控和无线监控两者结合起来,添漏补缺,保证信息的及时性和有效性[3]。通过对无线通信设备运行的实时监测,可以及时发现通信设备的故障问题,创造良好的无线通信规划技术。 4煤矿开采技术的革新趋势 (1)自动操控技术。煤矿企业可以利用计算机创建自动化操控技术,如:美国煤矿开采利用计算机具备的数据采集、处理、决策、贮存、传输、通讯、管理等功能,对煤矿开采设备智能化控制[4]。一些倡导环境保护的国家煤矿生产时,利用自动操控技术配备了相应的洗煤工艺,对原始煤矿资源进行全面筛选,选择适合生产需求的控制技术。 (2)导向钻井技术。煤矿开采前期需要进行一系列的测量工作,早期传统的方法是有线测量,增加了煤矿开采区域的勘测难度。导向钻井技术中引进了无线测量的方法,同时实现了数据信息的无线传输,随钻测量及导向钻井技术是煤矿行业技术改革的代表。 (3)智能开采技术。目前,发达国家使用智能开采技术实现了井下智能生产,且利用计算机网络实现数据的自动化传输,一般传输速率达104bps,105bps和106bps[5]。智能开采的优秀技术在于分布式传感器,把传感器与微处理器组合起来,在通过传输线缆把井下数据传输给钻井上控制中心,其信息传递流程如图2所示。 (4)数据挖掘技术。数据挖掘是计算机信息自动处理中常用的技术,其能够将煤矿企业数据库资源综合调配运行,根据产量分析的情况指导现实生产。煤矿企业在生产期间创建了诸多生产模式,不仅方便了企业的油井开采作业,对油井产量分析起到了辅助作用。 5结论 总之,无线通信技术作为新世纪科学发展技术的结晶,其成本低廉、使用方便、覆盖范围广阔等优势决定了其在重工业领域发展的必然趋势。作为煤矿企业,在实际生产作业期间要控制好各个环节的生产,同时采用先进的通信技术辅助作业;要结合煤矿开采的具体情况,充分利用无线通信技术的发展优势,最终实现煤矿开采高效、经济、可持续发展的目标。 煤矿通信论文:无线信息通信技术对煤矿安全管理中意义 1概述 2004年,伴随着哈尔滨市煤矿瓦斯信息系统的建立,哈尔滨市所属煤矿的高瓦斯矿井全部装备了瓦斯监测子系统,采用四层联网模式,运用计算机网络对全市煤矿的瓦斯、通风来实行全方位数字化远程监控,及时发现和消除事故隐患,这就较好的控制了瓦斯爆炸事故的发生。但是随着科技发展和进步有线网络监控在监控领域的弊端逐渐显现,组网成本高、可扩充性差,受场地限制大等因素束缚矿井层级的监控工作。本文讨论无线技术在煤矿监控中的应用,期望进一步优化矿井层级的监控系统方案。2无线技术及可靠性分析 2.1微波技术。 微波技术可分为模拟和数字两类,目前在国内得到广泛应用的微波技术是数字微波即多载波正交频分复用技术。这种技术具有信号质量好,传输不受障碍物的影响,延时小的优点,微波扩频通信一般接入速率为64K~2Mbps,使用频段为2.4G~2.4835GHz,该频段属于工业自由辐射频段,也是国内目前唯一不需要无委会批准的自由频段,但是微波传输距离有限,系统容量教小,在有限区域内多个终端之间会存在相互干扰,导致信号质量衰损严重。同时采用微波技术的无线监控系统是完全开放的,不具备安全性。如果不考虑安全性,在小范围内无线监控应用中具有明显的优势,因此微波监控设备得到了较多的应用。 2.2宽带无线技术。宽带无线技术代表了宽带技术的一种新的不可忽视的发展趋势,具有建网开通快、维护简单、用户较密时成本低等特点,主要有WiF(i802.11b标准)和WiMAX(全球微波互联接入)两种。WiFi具有以下优势:信号半径可达100米左右,可满足楼间联网;传输速度快,可达到11Mbps,厂商进入该领域的门槛比较低,厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”,并通过高速线路将因特网接入上述场所,用户只要将支持无线LAN的笔记本电脑或PDA拿到该区域内,即可高速接入因特网。WiFi是目前无线监控中被应用最多的无线技术。 WiMAX具有更远的传输距离,其能够实现50公里的无线信号传输距离,网络覆盖面积是3G(TD-SCDMA)发射塔的10倍,只要少数基站建设就能实现全城覆盖;提供更高速的宽带接入,能提供的最高接入速度为70M,是3G(TD-SCDMA)所能提供的宽带速度的30倍;作为一种无线城域网技术,它可以将WiFi热点连接到互联网中,也可作为DSL等有线接入方式的无线扩展;提供电信级多媒体通信服务等优势。 2.3无线移动网络。 目前国内的无线移动网络监控主要应用CDMA和基于GSM的GPRS技术,它们的最大优势就是成本较低,具有较大的覆盖面,而CDMA由于其传输速度相对较快(实际应用中可达到70Kbps,比GPRS的20-30Kbps快得多)。不过,在目前,虽然CDMA的传输效果较好,但其覆盖面没有GPRS大,依然存在一定的劣势。基于公网的CDMA/GPRS技术,由于带宽限制,图像质量有限,即使采用多路捆绑技术,一般最多也只是达到CIF清晰度,难以胜任处理突发事件的应急处理。 3原理 经过以上分析,决定采用微波载频技术将工作面的有害气体浓度通过移动式传感器实时采集值通过无线方式传输到设置在工作面规定位置的监测系统和地面监控中心。 4解决方案 移动式瓦斯传感器采集瓦斯信号,经过微弱信号放大电路,A/D转换后由单片机存储管理其数据。传感器采用定时输出、无线发送方式。其优秀电路由检测桥路、放大电路、单片机、5GHz发射电路组成。该传感器有两种供电模式,当装置放置在采煤机上时由采煤机电源转换后的直流电源供电;当由矿井工作人员便携时,则由矿灯电源供电。传感器将瓦斯信息从采掘点传输到矿井回风巷的端头。在回风巷端头设有瓦斯监控分站。 监控分站包括电力负荷控制和电子监控电路。监控分站的优秀是嵌入式电路,该嵌入式电路外接5GHz的传输模块,实现无线信号的搜集与处理。当瓦斯超限时能够发出控制信号,该控制信号控制声光报警器发出报警信号,也可以控制工作面的供电系统,实施断电。该电路还能实现电力负荷的监测功能。遍布整个矿井的网络监控站的信息可以传到地面中心。地面中心的主要任务是实时显示各个监控点的瓦斯信息,供矿井调度实施生产指挥与调度。 该方案充分发挥微波无线技术优势,以单片机技术为载体,具有易实现,低成本,信号稳定,传输速度快等特点。本方案系统是可以工作在5GHz频段上的高速无线以太数字微波(WirelessEthernetBridge),支持点对点(PTP)和点对多点(PTMP)的网络结构,真正实现高性能、多功能平台的经济型方案。可以继续扩充无线接入以及骨干网连接功能。系统可通过编辑WEB界面进行友好的远程管理,易于安装维护。系统扩充后的空中速率高达54Mbps,提供高达26dBm输出功率。本方案系统可以增加自动设定无线频率通道,以及天线校准功能和自我诊断能力,可以有效解决无线网络安装中最困难的安装配置问题,使其安装和维护简便易行。由于5GHzU-NII/ISM频段系统是免许可证的频段,使得本系统具有先进的抗邻区(inter-cell)互扰能力。本方案系统具有双向自适应调制能力,能够在多种调制方法中依次调节无线链路质量,不仅优化了频谱利用率,还解决了既定网络环境下的信号衰减问题,从而保证了最高的数据吞吐量。 煤矿通信论文:煤矿井下生产中监控与通信技术的应用 【摘要】 煤炭在能源消费结构中所占的比重最大,然而煤矿井下安全问题仍然是社会关注的重点。伴随着监控与通信技术的不断发展,通信及监控技术在煤矿井下安全生产中获得了广泛的应用,有利于提高煤矿井下的安全性,而且一些新的监控与通信技术也陆续得到开发与应用。 【关键词】 煤矿井下;安全生产;监控与通信技术;应用 煤炭是我国最主要的能源,而我国又是世界上的产煤大国,产煤量占世界比例已经超过了40%。然而近些年来,我国煤矿安全生产问题较为突出,死亡人数、事故数量等虽然都有所下降,但是与国际上的其他国家相比仍然有较大的差距。因此为了促进煤炭行业健康、可持续的发展,监控与通信技术发挥着不可替代的作用。 1当前监控与通信技术在煤矿井下安全生产的应用 1.1煤矿井下移动通信系统实际上煤矿井下对于移动通信的需求还是存在的,但是在煤矿井下无限传输衰减会非常大,发射的功率也会受到一定的限制,基于煤矿井下的这种通信情况,可以设置多基站移动通信系统,根据煤矿井下移动通信网络状况以及相关的性能要求,开发和使用在WIFI环境下煤矿井下的移动通信系统。这使得煤矿井下安全生产调度、避险以及抢险救灾发挥了巨大的作用。 1.2煤矿井下人员定位系统由于GPS信号没办法完全覆盖煤矿井下的巷道,针对这种情况在基于RSSI技术的基础上,来对煤矿井下人员进行实时、准确的定位。根据RSSI测距公式:RSSI=A-10nlg(d)(式中:P为当前RSSI;A为主从机1m距离时的RSSI;n:传播因子,与温度、湿度等相关;r:当前距离。)具体来说,RSSI技术是通过通信过程来实现的,所以需要主机传送数据信息到从机,不断的更新所测的距离。煤矿井下人员的定位系统是避免有外人进入到煤矿井下,在一定程度上能够实现合理的定员生产;同时也能及时处理煤矿井下安全事故的应急,降低事故发生率;另外还可以为考勤、调度工作提供系统支持,为安全生产提供了有力的保障。 1.3无人值班远程监控系统为了更好地控制煤矿井下定员,避免较多的人员在煤矿井下人员,从而避免或者减少一些安全事故的损失,研究和开发了无人值班远程监控系统,这种系统能够实现对煤矿井下机电硐室、水泵房等进行无需人员值守,直接进行远程的监控。在工作面有工作人员巡视的情况下,回采巷道的遥控技术也得到了应用,这对于煤矿井下的安全生产活动是非常重要的的,在一定程度上是对传统监控模式的突破,在远程的基础上实现了无人值班,即提高了煤矿生产的效率,又保证了煤矿井下安全生产活动的顺利开展。 2监控与通信技术在煤矿井下安全生产的应用发展 (1)基于物联网的矿用无线通信技术。为了能够更好地防止假冒机电设备被运用到煤矿安全生产中,为煤矿井下安全生产活动提供稳定有效的物资来源,可以考虑基于物联网的矿用无线通信技术。要知道在煤矿井下无限传输的衰减会较大,而且诶地面物联网技术的运用难以在煤矿井下得到实现,所以要根据煤矿井下的具体特性,对运用物联网技术:①对相关的矿用物联网信息数据进行编码、输送和整理;②设计和研究煤矿用车、煤矿机械设备、人员等多个动态目标和静态目标的管理控制系统;③针对部分工作人员和操作人员,例如瓦斯检查员、放炮员、水泵操作工等设计人机环闭锁系统;④关于矿用产品以及其他重大设备设计全程跟踪系统。伴随着现代科技和网络技术的不断创新,煤矿井下各类各类矿用产品、重大设备都需要借助基于物联网的矿用无线通信技术来实现,从而提高煤矿井下安全生产的工作效率和质量。 (2)煤矿井下人员准确定位技术。要知道煤矿井下是最易发生安全事故的场所,因此当事故发生时需要对煤矿井下进行定位,及时全面了解人员的状况,从而正确更好的救援效果。然而GPS全球定位系统是没办法覆盖到煤矿井下的各个巷道,而且当前煤矿井下人员的定位技术仍然采取无线射频识别技术、漏泄电榄技术等,能够对煤矿井下人员进行定位,从而更好地监控和管理煤矿井下的人员情况,对于煤矿井下安全生产工作相当重要。不过现行的这些系统还无法做到准确定位,难以满足灾后的相关救援工作。所以,务必要根据煤矿井下各个巷道的具体特点,更加深入的研究煤矿井下定位的网络状况以及相关算法,从而开发和研究更加精准的煤矿井下人员定位系统,提高煤矿井下安全生产工作的效率。 (3)煤矿井下生命探测技术。煤矿井下发生安全事故或者险灾后,生命探测装备能够更快地实施抢险救灾,提高了搜救的进度,从而尽可能地减少人员的伤亡率。煤矿井下的环境和条件较为复杂,一些关键的技术没办法在煤矿井下应用。为了能够更好地应对煤矿井下的特殊环境,需要开发和研究煤矿井下相关的生命搜救技术与定位技术。这种技术能够尽可能地穿透煤矿岩层,更好地了解和掌握煤矿井下人员的生命状况,通过生命探测技术,能够最大程度地降低煤矿井下事故伤亡率,真正地为煤矿井下安全生产提供人身保障。 (4)传感器全方位分布技术。为了能够对煤矿井下瓦斯浓度进行实时的检测,防止因为瓦斯浓度超标而引起的重大事故。需要在煤矿井下分布大量的传感器,这些针对瓦斯浓度检测的传感器并不会增多资金投入,反而分担了系统的工作量。所以在实际的系统运用中,可以依据煤矿井下煤矿采掘位置、通风状况、巷道风速、瓦斯分布和变化具体状况等,来设计和安置传感器的位置,主要考虑是否有吊挂位置、断电的具体浓度、警报临界值、复电的浓度等等,从而实现传感器全方位分布,确保煤矿井下工作的安全性,促使煤矿井下安全生产工作的顺利开展。 3结束语 实际上煤矿井下监控与通信技术是煤矿井下安全生产工作顺利开展的关键保障,在进行煤矿井下作业时,应当合理运用监控与通信技术,减少一些煤矿井下人员,避免不必要的安全事故发生。只有合理的应用监控与通信技术,使其在抢险救灾、事故调查、环境与条件监管方面发挥最大的效用。 作者:岑龙 单位:山西高河能源有限公司
煤矿技术论文:虚拟现实技术煤矿安全培训论文 1虚拟现实技术 虚拟现实技术(VirtualReality,简称VR)是综合了计算机三维图形技术,感观反馈、立体声、语音输入输出以及广角立体显示技术等,创造出为使用者提供身临其境的三维世界,并且进行感观交互的人工环境。近年来,虚拟现实技术以其提供听觉、触觉、视觉等感观模拟的特点广泛应用于各个领域,发展迅猛。虚拟现实技术的特点: (1)环境模拟 利用计算机模型产生实时三维图形,根据使用者所需工作环境或实验场所的空间方位及时间参数等数据模型,可以设计出很逼真的模拟图像,同时结合立体显示技术呈现给使用者完美的模拟系统,需要注意的是空间或环境变化时显示刷新频率对于使用者感观的影响。 (2)感观反馈 可以通过立体声效果实现声音方位和远近的改变,通过带有震动触点的道具模拟触觉感应,以此来实现虚拟系统中听觉触觉的反馈效果。 (3)人机互动 通过语音识别系统或者计算机进行语音或命令输入。虚拟现实技术的以上特点完全适用于煤矿安全生产培训系统,通过计算机3D技术模拟出煤矿生产环境,用户以第一视角进入,可以熟悉工作环境、训练各种工作技能,应对突发情况等。 (4)三维动画效果 场景制作完成后需要使用AdobePremierePro将音效和动画进行合成和剪辑,还需要使用转场效果及特效来达到逼真效果。 2煤矿安全培训系统总体架构 矿井作业模拟系统由计算机控制系统来操控整个系统,用户登陆后通过计算机控制系统连接运动控制接口,可以通过启用采掘模块进行采掘模拟训练;通过启用风险识别模块训练工人判断、识别和处理危险的能力;通过互救、逃生训练锻炼工人自救和相互救助的意识。同时用户还可以通过传感器控制感受第一视觉漫游矿井,熟悉矿井生产环境和生产设备,这对于新员工来说非常必要,可以通过模拟系统尽快熟悉工作环境。 3模型构建 模型构建主要以创建不规范生产操作、重大生产事故示例和安全事故应急预案演练模型为主,使用户可以通过模拟系统达到亲身体验的目的,培训系统主要采用3DSMAX建模和渲染。其中大型设备采用多边形建模技术,以先精模后简模为原则,建模前需要根据设备的实际尺寸确定模型的比例,根据设备运行参数设置模型运动轨迹和参数;小型设备则使用图片处理软件和贴图技术进行处理,多采用纹理贴图以提高仿真度。井下巷道模型应该按照实际巷道的尺寸、复杂程度和矿井生产图纸来构建三维模型,力求模型比例与实际生产环境相符合,为了保证安全培训系统的可扩展性,按照由简单到复杂递进的顺序依次创建,形成系统的巷道模型库,应对生产环境随时扩展的可能性。场景建模主要是根据实际巷道环境创建包括电缆、机电设备、管道和支架等辅助设备,主要采用贴图技术,使场景模型更加逼真。利用特效编辑器生成烟雾,利用灯光设置达到瓦斯爆炸效果,后续连锁反应会涉及到物理模块及反应堆力学技术。人物模型的建立极为关键,人物造型是否逼真直接反映了模拟系统的仿真质量。在进行人物建模时首先进行外形创建,以实际生产的不同工种为原型进行分角色设计,人物运动效果要注重细节,如对安全事故发生时人物的反应和动作要进行动作采集并进行数据分析,作为突发事故时人物反应的分析资料。人机交互则利用VIrtools实现。 4结语 煤矿安全培训系统与虚拟现实技术的结合可以说为提高煤矿安全生产、增强工作人员处理矿井危机的能力具有重要意义,类似的系统在很多煤炭集团都得到了广泛的应用,效果也非常显著,相信其在不久的将来会发挥更为重要的作用。 作者:甘莹 李林娜 刘璐 单位:华北理工大学冀唐学院 煤矿技术论文:煤矿水文地质勘探技术论文 一如何改善煤矿水文地质勘探过程中存在的问题 对煤矿水文地质进行勘探的一个前提便是要将整个地下水系统都纳入勘探范围,对整个地下水系统都进行全面深入的了解。认识其排泄规律,给水排水状况,才能充分利用地下水系统的优势,避开缺陷,从而节省煤矿开采成本。另外,在对煤矿水文地质勘探时,要认识到煤矿开采的层位特点,不能仅探测采煤层,充水层和含水层也是勘探的重要内容,要充分利用地下水系统知识,对矿井涌水通道进行探测,按照国家规定的勘探精度要求,对于层位和结构复杂的矿区,要分别开展深入、全面的探测,确保水文地质勘探结果的准确性。从目前的情形来考虑,我国虽有许多种勘探方法,但并不存在一种技术能同时适用于所有的煤矿水文地质勘探,因此,实际勘探工作中,要根据不同的地质特点,不同的地形特征和地理环境,来选择多种不同的勘探办法,以求能获得最为精准确实的数据。例如,对于暗河管道充水矿床,其管道位置直接决定给水排水方案的制定,而其管道位置又绝大部分影响于地层的构造和裂隙的发育,因此探测暗河管道充水矿床主要探测其管道位置。但对于岩洞充水矿床,则主要对其内部填充物的腐蚀性进行探测,因为岩洞充水矿床由于内部填充物的存在,很容易在煤炭开采过程中发生涌水和地面坍塌事故。而岩溶充水矿床在勘探时主要集中研究其隔水和导水状况等。 二煤矿水文地质勘探技术 随着科学技术的发展,对于煤矿水文地质勘探也有了越来越多新的技术手段。 1钻孔透视仪测量岩溶钻孔透视仪的工作原理 主要基于电磁波的传播特性。由于电磁波在不同岩性的岩层中传播的速度和距离都不尽相同,在工作时,将无线电发射机和接收机分别放置在两个钻孔内,相距一段距离,发射机作为点源发射电磁波,经过岩层介质,在另一端被接收机接收。利用这一特性,钻孔透视仪可以用来探测碳酸盐层地区地表以下不同深度的溶洞和岩溶通道,这些数据可以为研究岩溶发育规律提供重要的参考,对于孔间岩溶形态的探测,即使是在500米或者更深处也能探测得到;在注浆帷幕上清晰地显示注浆效果,还能方便地对突水点和堵水注浆巷道的位置进行比较准确的定位。 2流量测井法 流量测井法通常用于探测钻孔不同深度横截面纵向流量,对于有纵向水流的钻孔,流量测井法可以用来划分隔水层和含水层,探测含水层的层位、厚度、渗透性等。MDS-78I是一种流量测井仪,因其具有稳定的性能和简便的操作而被广泛使用,它的主要功能是流量和井径测量,可连续测,也可点测,具体选用视实际情况而定。另外,对于不同的试验井的测定结果评价也有不同的标准。 3γ射线找水法 γ射线找水法在上个世纪中期就被国外许多专家用来寻找水源,而我国在1974年由原子能应用研究所提出引进了这种方法,在对江、川中、湖北等许多地区进行了试用之后,事实证明,这种方法能够非常快速准确的探测出基岩的稳伏断层破碎带、裂隙带地下水的位置和分布情况。并且,这种方法操作起来相对比较简单,仪器携带也很方便,所需投入的成本不高,且能取得非常好的探查效果。因此,经引进以来,受到广泛的应用和改进。 三结束语 煤矿水文地质勘探是一项重要但是十分艰辛的工作,由于矿井地质条件差、断层发育、煤厚变化大、岩层地质条件复杂,水文地质勘探更面临巨大的挑战,因此,在勘探过程中要充分考虑各种因素,结合新知识,灵活运用多种勘探技术和手段,及时更新动态资料,仔细分析,为煤矿开采工作提供最及时、最全面的地质信息。 作者:刘超单位:河南工业和信息化职业学院 煤矿技术论文:润滑技术煤矿机械论文 一煤矿机械设备管理中润滑技术的具体应用策略 现代润滑技术在煤矿机械设备当中的应用,集中体现在配备先进的油滤设备、明确代用润滑油的指标、选用具有针对性的润滑油等方面,其根本目的在于保证机械设备的工作性能,延长其使用寿命,具体如下: 1配备先进的油滤设备 伴随现代工业技术的进步,液压润滑零配件的精密化程度不断提高,但是配件与配件之间的孔隙是客观存在的,理论上无法消除,其对细微颗粒的敏感程度也越来越高。此外,再加上煤矿机械设备专业润滑技术人才的匮乏,包括现有的检测手段与仪器过于陈旧,导致煤矿机械设备不断出现各方面的故障。追本溯源,其症结在于所用的润滑油存在质量问题,而现有的油滤设备无法起到预期的作用,导致大量存在杂质以及被污染的润滑油在煤矿机械设备当中使用,引发机械的运行故障。鉴于此,必须要配备先进的油滤设备,保证润滑油油品的清洁性合格,尽量降低污染油质的情况。 2明确代用润滑油的指标 整体而言,不同品牌以及种类的润滑油,其性能指标的差异非常明显,并且如果两种润滑油混合使用,其内的物质可能会产生剧烈的化学反应,甚至是凝结成为细微的颗粒,对煤矿机械设备的性能造成不利的影响。鉴于此,在使用润滑油的过程当中,要求杜绝混合使用的问题。如果需要更换润滑油,必须要将进行全面的分析,明确两种润滑油的配方的差异性以及是否会产生不良的化学反应等。此外,代用润滑油需要严格尊遵循既定的代用原原则,即是要求选用性能指标相似并且是同一类型的润滑油。尤其需要注意代用润滑油的黏度指标,要求前后所用的两种润滑油的黏度差异<1.0%,并且代用润滑油的黏度允许稍高于原来的润滑油,而不允许低于原来的润滑油,以满足“以高带低”的润滑油代用基本原则。除此之外,还需要兼顾煤矿机械设备实际的工作环境以及温度等自然因素,综合考虑,进一步明确代用润滑油的具体指标。 3选用具有针对性的润滑油 正确选择润滑油是保证煤矿机械设备正常运转的关键要素之一,也是润滑油使用的重要前提条件,有助于充分发挥润滑油的理想功效。在选择润滑油之时,需要注意如下的几点问题: (1)严格按照煤矿机械设备的实际情况 包括已使用的时长、具体的运行环境、机械设备的型号等基本参数选择具有针对性的润滑油。例如:如果煤矿机械设备的正常使用时间在一年以上,可选择黏稠度较低的润滑油。如果其运行环境粉尘量较大,可选择相对黏稠的润滑油,以便形成强度更高的油膜。 (2)保证所选用的润滑油的油脂品质合格 同时还要考虑到润滑油性能指标方面的客观差异,包括润滑油的闪点、倾点、针入度等具体参数。一般而言,润滑油产品的外观包装会详细地列举出润滑油的性能指标,煤矿机械设备的运维人员可将其作为参考。 (3)在选择润滑油的过程当中 经济性也是不得不考虑的重要因素之一,要求选用物美价廉,并且性价比高的润滑油产品,摒弃一味选用昂贵的润滑油的传统做法,需要根据煤矿机械设备的实际情况而定,选择性能指标合格并且符合经济性原则的润滑油。 二结语 总而言之,润滑技术对于煤矿机械设备具有不容忽视的重要作用,从润滑剂油滤设备的配备到代用润滑油的指标的明确,再到适合的润滑剂的选用,均可确保煤矿机械设备安全高效地运行。所以,相关的从业人员需要在明确润滑技术在煤矿机械设备管理当中的重要作用的基础上,采取合适的润滑技术,以保证煤矿生产正常进行。 作者:王博单位:陕煤铜川矿业有限公司 煤矿技术论文:CAD技术煤矿机械制造论文 一煤矿机械制造中的合理设计 1CAD技术应用以及有限元的方法 要加强煤矿机械制造中的设计合理性,首先应当重视CAD技术的应用。首先,CAD技术指的是使用计算机中的软件与硬件系统,对煤矿机械制造中的产品以及工程进行合理性的设计,包含制图、设计、文件以及文档的制作、工程现状和区位因素分析等。当前的机械产品发展相对成熟,使用CAD技术能够实现工程的模块化以一体化设计。产品模型直接导入到计算机的CAPP系统中,进行NC的编程以及规划设计,使加工代码进入到NC机床中,加强设计和制造之间的关系,有效的提高煤矿机械制造的产品开发效率、缩短开发周期。有限元方法指的是基于计算机的数值分析方式,能够将无限的质点连续体简化,使其成为有限单元的几何体。再对单元进行拼合成为离散结构物,能够对工程中结构相对复杂的环节或者是产品进行静力学或者是动力学上的分析计算。 2优化绿化设计与可靠设计 优化绿化设计也是煤矿机械制造中重要的部分,根据前期的设计方法理论,以国家相关规范标准以及设计规范为基础将设计问题实施数学模型转换,更好地使用计算机技术和优化技术。根据现有的设计方法找出最优的、最适合的设计方案,提高产品质量。优化绿色设计应当遵循环保理念和节能理念,强化对整个煤矿机械制造产品寿命的周期性设计,使产品的属性贴合生产环境的属性。最后,成品设计的决策不仅需要满足物理性的要求,同时需要考虑到环境的要求,才能使煤矿机械制造设计合理化。可靠设计含义是在设计的时间以及环境条件下,对于产品的某种规定功能完成工作的能力,可以衡量产品质量的高低。可靠设计需要对设计中的变量进行多次的精密试验,测定实际数据。在系统的统计与检验之后得到统计量,让煤机械的运行能力与性能的可卡性得到进一步提高。对制造材料、工程荷载以及工况的变化等无法确定的因素实施简化处理,强化对模糊变量以及随机变量的可靠设计,以确保煤矿机械的可靠性及使用年限。 二煤矿机械制造的管理策略 1煤矿企业信息技术的管理要提高 煤矿机械制造中的效率和产品质量、实现信息技术现代化的管理方式,就需要使用电子计算机。从工程的中标开始一直到竣工验收,都需要应用高水平的施工工艺与技术,同时需要有效的施工管理策略,提高煤矿企业的管理水平。通过运用现代化的信息技术,来提高煤矿机械制造企业的管理能力。保证煤矿机械制造的效率与产品质量。同时将企业中产生的信息孤岛相连接,构建出完整的企业设计、生产、决策、财务、营业等环节的信息链,形成灵活的企业网络结构和协调配合的工作环境。 2数据库与制造材料的管理 要保证机械制造的产品质量,应当根据制造零件的作用和属性对其参数指标进行完善,通过编码进行分析,构建出煤矿机械制造设计图纸的信息数据库,将各个生产制造部件的信息进行存储,便于之后的检索和出入库。材料质量对于生产非常重要,所以需要根据煤矿机械制造的设计需要对重要零件进行编码,且根据代码的属性对数据库实施检索,选择合理的方式进行机械的设计加工。 3加强对企业员工的素质培养 提高设计人员的素质能够有效的避免由于不合理设计造成的生产效率低、产品质量不高以及工程成本上升等问题。且保证煤矿机械设计的科学性与合理性,减少机械的后期维护,延长机械的使用寿命。对于技术水平低下、设计不规范等员工应当加强训练,进行规范化的管理,明确每一个岗位的职责。加强安全宣传与教育,提高每一位员工的安全意识。 三结语 煤矿机械制造中,只有加强对机械的合理设计,采取科学有效的管理方式才能够避免机械设计中的不合理现象,对煤矿机械制造的生产现状进行改善,提高煤矿企业生产效率,使企业效益最大化。 作者:郭学斌单位:大同煤矿集团 煤矿技术论文:一体化技术煤矿机电论文 一煤矿机电技术一体化的应用分析 1带式输送机 带式输送机是机电一体化技术的重要组成部分,在采煤中发挥着重要作用,能够将采好的煤炭从井下输送到地面,极大的提高了开采效率。我国在煤炭机电一体化应用过程中,经历了一段摸索阶段,开始采用多带式输送机,这种机器运输容量小、输送距离较短,在运行中容易出现故障,并且稳定性也不高,所以,在使用过程中,并没有发挥重大效用。之后,我国一些科研机构专门分析了这种输送机的缺点,并全面考察了矿井内部的作业环境,对其做了全面改动,增加了一些软启动及制动装置,有效克服了使用中不足,提高了运作效率。目前,经过改造后的传送机已经被广泛采用在各大型煤矿中,不仅提高了开采效率,而且提高了施工安全性。 2采煤机 机电一体化技术也应用在采煤机上,使其牵引方式得到优化,不仅提高了机器的使用期限,而且提高了其安全性能。通过采用机电一体化技术,采煤机由传统的液压式牵引方式,转化为电动式牵引方式,有效提高了开采效率,同时也提高了煤炭开采量。采煤机经过机电一体化改造,有效降低了采煤过程中机器受到的阻力,并且能够和其它装置配合运作,不仅提高了资源利用效率,而且避免了资源浪费。此外,采用机电一体化技术之后,能够使采煤机在坡度较大的情况下,通过采用防滑装置,实现煤炭开采,从而扩展了其使用范围,也提升了其荷载能力。在煤炭开采中,零件损耗一直是影响开采效率的主要因素,使用液压牵引方式,会使采煤机在运作过程中受到严重磨损,并且运作速度越大,磨损越严重;当零件磨损到机器无法运作时,便需要更换零件,才能保持机器正常运作。这不仅加大了开采成本,而且浪费了时间,不仅不利于开采效率,也不利于开采质量。而采用了电动牵引方式之后,有效避免了上述情况,极大的提高了开采效率,节省了开采成本。 3提升机 目前,在煤矿开采中,提升机是机电一体化技术应用最成功的一个,已经全面实现了自动化及数字化控制。内装式提升机便是众最典型的代表,在机电一体化技术应用方面,它将驱动装置和滚筒装置有机的结合自一起,不仅提高了运作效率,而且简化了操作步骤。提升机采用了机电一体化技术之后,能够对自身运行状况自动检测,并定期对运行情况进行分析,以发现一些异常现象;这种自动检测方式,不仅为维修提供故障来源,而且提高了机器运行稳定性及安全性,同时还节省了维修成本,对于煤炭生产具有重要意义。此外,提升机采用机电一体化技术之后,有效简化了操作设备,提高了兼容性能,使得运行更加安全,提升速度更加稳定,也更加安全,从而有效提高了可操作性。另外,提升机采用全数字型操作之后,将计算机优势充分发挥出来,使得检测系统更加完善,已经被许多大型煤炭开采企业所采用。 4电控液压支架 我国电控液压支架在煤炭开采中使用时间不是很长,所以在使用时,常出现一些问题,严重影响了开采效率。如许多煤矿中使用的电控液压支架,结构简单,功能有限,并没有较广的使用范围。因此,应将支架技术和计算机有效结合在一起,使得支架和顶板之间的距离控制在合理范围之内,以减少零部件之间相互摩擦,进而提高支架使用寿命。 二、结语 我国煤矿开采规模不断扩大,对开采效率也提出新的要求。应积极引进机电一体化技术,将其在煤矿开采中广泛应用,以提高开采效率,同时也提高开采安全性。以此,本文就煤矿机电技术一体化的应用进行分析,希望具有参考价值。 作者:靳永清单位:陕西延长石油集团横山魏墙煤业有限公司 煤矿技术论文:表面改性技术煤矿机械论文 1教学队伍建设 本课程教学团队中承担主讲教学工作的有5人,承担辅助教学工作的有2人,所有教师均参与本课程的教材建设、教学改革、实验教学、网络资源建设等工作。多年来,教学团队努力加强梯队建设,支持、鼓励青年教师攻读博士学位(有2人博士在读),并且针对青年教师在教学工作中存在的问题,积极开展教学研讨,交流教学经验,帮助他们尽快提高教学、科研水平。目前,团队所有成员坚持在教学、实验、科研和教学改革四个层面全方位开展工作,始终把本科生教育放在首位,并同研究生培养、科研课题紧密结合,已形成一支结构合理、综合素质高、教学效果好、积极致力于教学改革的课程教学团队。 2教学方法与手段 在长期的《表面改性技术》教学过程中,我们一直致力于教学方法的改革,以求达到最佳的教学效果。当今的本科教学强调素质教育,其教学结构是学教并重,即"主导-主体"教学模式。这种教学模式的优秀在于既要发挥教师的指导作用,又要充分体现学生的主体作用。据此,我们对《表面改性技术》课程教学方法及手段进行了多方面的改革: 2.1采取“研究性教学和研究性学习”的教学方法 从研究问题入手,将“原理-设备-工艺-工程”的知识构建过程展现出来,同时提出新的问题,组织学生展开思考和研讨,引导学生把所学知识与煤矿设备工程实际紧密结合,变单向传输式教学为双向互动式教学,变以强调理论内容为主的灌输式讲授为探究理论研究过程为主的引导式讲授,实现真正意义上的“双主”教学。 2.2积极组织学生开展研讨活动 例如在学习有关热喷涂的内容时,以井下带式输送机底托架热喷涂铝加封孔剂处理可大幅提高使用寿命为例,让学生进行讨论,帮助、引导学生从材料的选择、涂层的结构以及喷涂工艺流程、实施过程等各个方面进行考虑、分析,并提出解决的方法。这样,通过启发式教学,不仅可以巩固所学知识,而且可以帮助学生学会从多方位、多角度去思考问题,去了解煤矿机械的使用情况,有利于调动学生的学习积极性。 2.3理论结合实际 加强校外实践基地建设《表面改性技术》课程是一门理论性与实践性相结合的课程,学生在学习过程中往往对煤矿机械表面处理工艺的理解不深入。为此,我们通过学生参加实践,组织现场教学,把理论与生产实际相结合,极大地提高了教学效果。例如,我们在江苏中矿大正表面工程技术有限公司以及郑州煤矿机械集团股份有限公司建立了校外实践基地,从而使学生的实践活动常态化。江苏中矿大正表面工程技术有限公司是国内表面工程领域的龙头企业,主要从事钢结构长效防腐涂装、缆索涂装工程、电厂特种表面处理、机械零件表面修复等,是国内热喷涂领域首家通过ISO9001质量体系认证的企业。郑州煤矿机械集团股份有限公司是中国领先的煤炭综采综掘设备制造商,是国内最大的液压支架制造商。企业被科学技术部、国务院国资委和中华全国总工会授予“国家创新型企业”称号,同时被国家五部委共同认定为部级的企业技术中心。 2.4利用多媒体技术、结合英文教材 开展双语教学采用现代化教学手段可以节省时间,而且生动、直观、动态地展示各种表面技术的原理、工艺流程等,化抽象知识为具体知识。我们在教学媒体现代化建设中坚持走立体化建设之路,形成以教材、电子教案、多媒体CAI课件及网络学习系统为一体的立体化教学体系,为课程的教学提供了内容丰富、高质量的教学媒体资源。除PPT外,还利用动画、视频等进行辅助教学。如我们依靠自身力量开发了等离子喷涂法原理、电弧喷涂原理、化学气相沉积、粉末火焰喷涂、离子束沉积、真空镀膜、金属蒸镀等25套动画模拟示意图,这些辅助教学手段生动、直观、动态地展示了各种技术的原理、工艺流程,化抽象知识为具体知识,极大地激发了学生的学习热情。2011年,教学团队建立了《表面改性技术》课程网站,并已将教学大纲、实验教学大纲、实验指导书、英文教材、教学课件、教学录像、视频、动画等资料上传至网站供学生参考,网站还开辟有“答疑园地”栏目,团队的全体教师通过这一栏目答疑、批改作业、安排和指导实验。经运行使用,学生普遍反映良好。另外,从2004年开始,我们致力于英文教材《IntroductionofSurfaceEngineering》的编写及双语课件的开发,并适时地开展了双语教学,形成了自己的特色。 2.5设置实验环节,提高能力培养 《表面改性技术》课程涉及的表面处理工艺种类多,主要有热渗镀技术、热喷涂技术、堆焊技术、化学转化膜技术、气相沉积技术、“三束改性”等。每一种表面技术都有其特点,而且相互独立。根据我院实验室的条件,我们开设了热喷涂、热喷涂涂层性能表征、等离子化学气相沉积DLC膜、等离子化学气相沉积DLC膜的表征、离子注入改性等实验,力求做到使学生对相关工艺与设备有深入了解,并能进行操作,为今后从事相关工作打下良好基础。总之,经过长期不断的教学改革和实践,《表面改性技术》课程教学安排更趋合理,内容不断深化,学生学习兴趣浓厚,能够将课堂上所学理论知识应用到科研与生产实际中,学生的动手能力及创新意识明显提高,教学效果显著。 3教材建设 本课程是重要的技术基础课,又是培养发展创新能力的一门举足轻重的课程,是材料科学与工程专业学生进行综合工程素质教育和现代技术教育的重要阵地。结合煤矿机械行业背景及材料专业特点,教学团队编著并出版了教材《材料表面工程技术》,编印了英文教材《IntroductionofSurfaceEngineering》以及实验教材《材料改性实验》,同时自编课程讲义和教案。目前,《材料表面工程技术》作为高等教育(矿业)“十二五”规划教材已编写完成,并将于近期出版。此外,我们对教材内容在以下方面进行了调整。(1)着重介绍每章要点,便于学生预习和复习。注意和后续课程教学内容的分工、衔接和配合。增加英文专业名词,为今后学习外文资料奠定基础。(2)部分章节设立课堂讨论环节,列举大量实例,增加与学生的互动,便于学生理解掌握知识点。例如:对掘进机、采煤机中的矿用截齿,在使用过程中承受高的压应力、剪切应力、冲击载荷以及温度变化,因而极易磨损。通常采用热喷涂、等离子熔覆、激光熔覆、堆焊耐磨焊条、等离子束表面冶金、钎焊-热处理一体化等表面改性技术提高其耐磨性。对煤矿综采工作面的液压支架而言,由于矿井特殊的环境,因而对支架立柱、千斤顶表面、油缸、活塞等产生强烈的腐蚀,最终导致支架失效。常采用的表面处理技术有:化学热处理,如渗铝、渗铬、渗硼、硼铝共渗等,电镀锌、铜、铬、镍,化学镀镍、磷化,堆焊以及热喷涂锌铝合金层等。对于煤矿罐道,一般采用普通碳钢制造,其传统的表面处理方法包括:涂料防腐、热浸镀锌、热喷涂锌+涂料防腐等。(3)针对近几年发展起来的新的煤矿机械表面处理技术如达克罗表面处理、Q-P-Q盐浴复合处理技术,阴极氧化法等进行简明扼要地讲解,以扩大学生的知识面。 4教学管理 为保证本课程的教学质量,我们在教学管理上采取了以下几点措施:(1)集中讨论本课程教学体系、教学内容等改革方案;(2)根据各位教师的特点和专业,合理分工;(3)每学期组织一次课程建设教学队伍成员及前、后继课相关教师的座谈会,讨论相互知识的衔接及如何在教学中融合表面改性技术的前沿知识,对教学内容加以整合、优化;(4)每学期进行一次学生座谈,了解教、学情况,对存在问题加以改进,以提高教学质量;(5)每学期组织2~3次课程教学成员教学经验交流会,以改进教学方法和调整、优化教学内容;(6)注重教学资料的收集和管理。各成员可通过多种渠道收集其它院校相关专业的有关资料,并进行分析研究与整理,逐步建立完善的表面改性技术教学资料。6取得的成绩目前,《表面改性技术》教学团队出版教材1部,高等教育(矿业)“十二五”规划教材1部,英文教材1部,实验教材1部,承担各级教改、教研项目8项,发表教学论文16篇,指导各级大学生实践创新训练计划21项,获得相关省部级奖励3项,获批校级精品课程1门,优秀教学成果一等奖1项,优秀教学科研教学群体奖1项。 作者:强颖怀陈辉赵宇龙顾永琴沈承金单位:中国矿业大学材料科学与工程学院 煤矿技术论文:技术管理煤矿机电论文 一煤矿安全生产机电系统存在的问题 机电设备的正常运行对煤矿的安全生产有着极为重要的意义,加强机电系统的运作和管理能有效确保煤矿的安全生产。从目前的情况看,机电系统的管理仍然存在许多有待解决的问题,主要有以下三类:不健全的煤矿机电技术管理体制、煤矿机电设备操作人员素质、机电设备的维护问题。 1不健全的煤矿机电技术管理体制 国家制定了许多关于煤矿矿井的机械电气设备管理制度,以保证煤矿企业安全地运行,但很多煤矿企业在煤矿开采过程中并不按相应的规范进行监督管理。有的企业制定了机电管理制度,但并没有按计划落实,导致煤矿开采过程中秩序极为混乱,容易发生各种煤矿安全制度,造成人员生命财产损失。 2煤矿机电设备操作人员素质 由于煤矿生产企业的生产环境普遍比较恶劣,没有相应的人员激励制度,缺乏晋升渠道,这些人力管理的缺陷导致煤矿的技术人才流动率很高,无法留住合适的机电设备使用人才。煤矿机电设备操作人员普遍需要培训,经常出现初学者对机电设备进行操作的问题,这使煤矿的安全问题更为严峻,机电设备得不到正常的维护和管理。 3机电设备的维护在煤矿企业中普遍缺乏 机电设备的专业维修人员,机电设备得不到正常的日常维护,这是导致机电设备容易损坏的重要原因,进而影响煤矿的安全采矿工作。 二煤矿机电技术管理 在煤矿安全生产中的运用煤矿的安全正常运行是煤矿企业生产的必要保障,而在大量机械电气设备运行的现代煤矿企业,其先进的管理技术显得尤为重要,作者从以下几方面对煤矿机械电气设备的安全运行提出了相关的策略。 1增加煤矿机械电气设备管理的资金投入 在煤矿企业中大量使用机电设备,但是其管理技术却相当落后,由此导致了很多煤矿安全事故,保证煤矿机械电气设备的安全运行是保证煤矿安全的重要手段。加大机电技术管理的资金投入首先应加大科研方面的投入,以引进各行各业先进的管理经验。各级各部门要落实安全生产的原则,完善各项规章制度,加强对施工队伍的建设,注重科研人员的培训,提高生产煤矿安全技术机电的科技投资。 2建立煤矿电气和机械结构的科学合理制度 这能确保煤矿设备的安全运行。整个矿井电气和机械系统,首先要确保精干高效的电网,和可靠的电力供应。在设计上,为了提高机电设备的安全性和可靠性,应采用UPS电源,双回路供电,以确保煤矿有两个独立的供电系统。特别地,瓦斯风机的抽放泵,必须采用特殊的双回路,保证了供电的可靠性。 3安全生产的过程管理 煤炭生产过程中机电的科学管理是不可或缺的,煤炭生产的每一个环节应该开始严格控制。首先要注意安装阶段的机电设备,提高设备安装质量是前提,确保电气设备和机械设备的正常运行。机械和电气设备的选择应根据煤矿的实际情况,设备的更换成本很高,不要盲目追求低价设备。机电设备的操作人员应该学习机电设备的各种技术数据的信息,准确地理解设备的运行状态。在设备需要停车检修时的,操作人员应制定严格的超前维护计划,详细检查大修后的设备,应进行试机运行,保证维修质量。在煤矿的生产运行中,必须配备在线监测系统,对各种运行中的设备进行在线监测,在设备故障前进行检修,保证设备的正常运行。对于老化的机电设备,企业应及时进行更新,以提高系统的整体可靠性。 4煤矿机电设备的安全制度建设制定和完善 煤矿安全生产责任制,以确保系统实施,提高了系统的执行。有关部门应重视研究安全系统,安全管理,并为新的形势,并在实践中遇到加强研究力度,提出切实可行的措施,新的问题。加强“一通三防”工作的矿井,实施通风区管理制度。提高安全管理水平,在整个煤炭生产的地位和作用,加强对合格的管理人才,专业技术力量的培训,充实煤矿,加强问责制和安全性能评估工作和事故,确保安全系统已经实现。开展安全讨论和竞赛,营造安全生产文化,提高全体员工的安全意识。 5提高煤炭机电技师的专业素质 在煤矿日常生产工作中,所有工作都需要人来操作或管理,人的因素是决定性的,因此,要加强人员管理,重视技术人才的培养,提高煤机电技师的技术水平。一方面,我们要注意引进人才工作,改善工作环境和待遇,不断充实矿山机电技术人员。在另一方面,加强机电技师的培训,在培训期间,当知识和学习,案例研究的理论,实践技能训练相结合,使技术人员更好地掌握技能。建立良好的机电技师考评制度和奖励制度,以促进他们的业务,不断提高自身素质。 三结束语 近年来煤矿生产行业得到了快速发展,为工业发展提供了稳定的能源供应和各种原材料。但由于煤矿生产环境比较恶劣,是一项风险非常高的行业,同时在煤矿的生产环节,应用了大量的机电设备,以提高机械自动化,为保障机电设备的安全可靠地运行,在煤矿机电技术管理方面的策略研究是十分必要的,文章结合煤矿机电技术管理在煤矿安全生产中的实际运用情况,煤矿的安全生产是个系统性工程,文章从五个方面阐述了机电设备管理策略,提出了若干改善煤矿生产安全的机电技术管理策略。 作者:李玉春单位:河北省张家口市蔚县煤炭工业安全管理局 煤矿技术论文:变频技术煤矿机电论文 1变频技术的发展 随着工业智能化的进一步发展,工业生产中对电动机的控制向着高频化和控制精确化的方向发展,而目前市场上已有最高变频3000kHz的变频器,对同样的二极异步电动机进行调速,最高可达18000r/min,在不增加机械增速装置的前提下,提高了设备运行的可靠性。 2变频技术 在煤矿机电设备中的应用变频技术的主要应用对象是电动机驱动的各种设备,在煤矿机电设备中主要包括风机系统、提升系统、压缩机系统、采煤机系统、煤炭输送系统、各类泵等。 2.1风机系统的改进 以某矿井主通风机的变频改造为例,在改造之前,风机设计裕量过大,即使通过调节叶片或者改变管网特性依然远远超过所需风量。利用变频器Harvest-A06/120进行改造,主要参数为:输入频率为45~55Hz,额定输入电压6000V±10%,输出频率范围0.5~120Hz。在利用电压源型串联多电平脉宽调制高压变频器进行改造后,风机效率由45%提高到78%以上,年均用电量减少920000kWh,同时该矿井风机系统可实现软启动,大大降低了对电网的冲击以及对设备的损坏,降低了人工成本。 2.2空压机系统的改进变频技术 对于空压机启动方式的变革具有重要的意义。传统的直接启动方式在启动瞬间会产生较大电流,不利于设备的正常使用寿命的保持。采用变频技术可以降低瞬时大电流对于设备的危害,延长使用寿命。空压机中压风系统的调节一般采用的是压力闭环控制的变频系统,主要利用系统压力检测来对空压机负荷进行调整,当系统内部压力发生变化时,变频系统会根据反馈的压力数值进行补偿调整,最终保持系统内部压力的恒定。采用此种方式进行压风系统的调节,与传统方式相比,响应速度更快,同时能够更加精确地控制风力,保持压风系统较高的可靠性。以唐山矿业某井空压机变频改造为例,对泵房进行变频改造,采用三套ACS800变频控制柜,利用一台PLC集控柜进行控制。其主要参数为:三相输入电压U3in=(380~415)V±10%,U5in=(380~500)V±10%,输出频率0~±300Hz,DTC(直接转矩控制)控制。通过该控制系统,可以实现空压机的一拖三变频调速运转,能够保持系统内的恒定压力控制,实现设备安全可靠运行。与改造前相比,年均可节省电费50余万元;可实现设备自0Hz起的软启动,设备检修周期延长,降低了检修成本。同时还实现了对设备保护功能的进一步完善,完善了设备超压保护、防自启动保护等多种功能,改善了设备的工作环境。 2.3采煤机的改进提高采煤机对工作环境的适应性 是采煤机改进的主要方向。工作环境愈加复杂,使传统采煤机的不适应性更加突出。电牵引采煤机在适应性方面有很好的表现,已在许多矿山中得到应用。采煤机的变频调速能力是其工作性能的一大指标。与传统滑差调速相比,变频调速将采煤机的变速性能实现了质的飞跃。能量回馈型四象限变频器在采煤机中的应用是煤矿机电设备改造的向前迈进一大步的标志,它标志着井下采煤机由“一拖二”向“一拖一”的进步,提高了煤矿开采效率,同时降低了采煤机的故障率以及维修成本。由PLC控制的MG700-WD交流变频调速采煤机,能够将采煤机事故率控制在较低的范围内,同时由于PLC程序的开放性,可以更好地进行人机对话,能够在故障发生时较为准确地定位故障位置。对于采煤机变频调速系统,除去目前市面上已有的成熟产品外,还有很多学者对不同类型的变频调速控制方式进行了研究,目前已有一定的理论基础,有待于在实际生产中进行试验以及普及。以ALPHA6900系列变频器在采煤机中的应用为例,可实现主从控制功能,同时还可以实现四象限运行,通过PLC控制电路,对变频器的输入输出端口进行实时监控,采集包括转速、转矩等在内的多种信息,确保系统运行的稳定性。其中,采用ALPHA6900系列变频器的电气控制系统可以分为一拖一单/双电机控制方式,通过采煤机工作环境的变化,对其牵引电机的转速进行调整,实现对采煤机设备的有效保护。 3结语 本文对变频技术应用于煤矿机电设备的改造进行了详细的分析,通过分析不难发现,变频技术不仅能够实现煤矿机电设备的节能化改造,同时还能够提高设备使用的可靠性,延长设备使用寿命。目前应用于煤矿机电设备的变频系统多为通用系统,在调节精确度上有待进一步提高,未来煤矿机电设备变频系统的发展也将向着高频化和精确化进一步发展,以提高设备使用率和煤矿开采效率。 作者:曹宏伟单位:唐山中润煤化工有限公司 煤矿技术论文:设备维修技术管理煤矿机电论文 一、加强煤矿机电设备维修技术管理重要性的概述 1煤矿机电设备维修技术管理是煤炭企业管理的重要内容 煤矿正常生产工作的延续,需要煤矿机电设备提供强有力的支持,加强煤矿机电设备维修技术管理的对策和手段,是煤炭企业在建设发展过程中的重要内容,同时也是提高煤炭企业管理水平的重要内容之一。煤矿企业发展过程中要做好企业的发展,必须着重提高煤矿的生产效率,而机电设备的正常运行是煤矿生产效率的重要保障手段。在煤矿企业的发展过程中,如果做不好煤矿机电设备维修技术的管理工作,一旦机电设备出现故障而没有立即排查解决,必将对煤矿的正常生产造成一定影响,从而促进煤矿企业经济效益的提高。 2机电设备维修技术管理能有力促进煤矿企业的安全生产 机电设备安全稳定的运行,能对煤矿企业的安全生产造成一定影响,做好维修技术管理对煤矿企业的安全生产具有积极作用。因为在以往的煤矿生产中,相关机电设备作为内涵丰富和操作复杂的设备,实际生产过程中一旦出现故障必须在第一时间进行维修解决,否则,煤矿生产使用带有故障的机电设备,大大增加了煤矿生产的风险,给煤矿企业的生产作业埋下安全隐患。因为煤矿生产作为一项高风险、工作程序要求严格复杂的工作,在生产过程中,对工作质量有严格要求和规定,当机电设备出现故障时,要立即安排好专业维修人员进行维修,不仅仅能保障煤矿企业的正常生产,同时也为加强煤矿安全生产做出贡献,所以加强煤矿机电设备维修技术管理对于煤矿企业意义重大。 二、煤矿机电设备维修技术 管理中还存在的几个问题虽然煤矿机电设备的维修技术管理是煤矿企业管理的一项重要内容,在具体实施过程中为煤矿企业的正常稳定发展和运行做出了贡献,也得到煤矿企业管理者的重视,并加强了煤矿机电设备维修技术管理的措施和手段,但在实际的维修管理工作中还存在一些问题,只有解决好这些问题,才能从根本上保证煤矿机电设备维修技术管理的工作质量。 1设备运行情况监控手段单一,信息反馈不及时 在一些煤矿企业中,对于机电设备运行情况的检查,仍旧是依靠单一的人力资源完成机电设备的运行监控,使设备运行情况的信息传递效率大大降低。因为煤矿企业使用的机电设备是传统设备,无法在机电设备上建立现代化的监控体系,对于设备在实际生产中的运行情况,只能依靠人工去巡视检查。人在机电设备的巡视检查工作中,对于巡视工作的质量难以保证,有可能因为一些设备的检查难度过大而出现检查走过场的现象,无法拿到机电设备运行情况的真实信息。相关人员在完成机电设备运行情况的信息采集之后,缺乏一套有效的监控信息反馈机制,无法保证将从机电设备采集的运行数据及时反馈到煤炭管理人员和维修人员手中,根据运行数据对可能出现的问题采取相应的防范措施。 2检修过程还存在过剩检修 因为煤矿机电设备在煤矿企业中的重要性,所以在检修过程中,一般煤矿企业都会制定适合自己的规则和检修方法,安排专人在固定时间段进行煤矿机电设备的检修工作,满足机电设备的检修需要。但是因为煤矿机电设备运行过程中不断产生磨损,再加上机电设备本身的设计制造缺陷和运行环境的限制,通过安排专人固定时间进行检修工作会引起工作人员惰性的产生,对机电设备运行中的细微问题难以发现并及时解决,对相关人力资源和企业资金是一种浪费。 3机电设备故障后期处理问题 机电设备的运行情况关乎到煤矿企业正常稳定的发展,一旦出现故障,应立即进行维修解决,以保证煤矿企业的正常生产。对于煤矿机电设备在运行过程中所产生的问题,煤矿企业要能在第一时间发现并解决,但在完成设备修理工作之后,煤炭企业并没有对故障问题进行深入分析和全面细致的清查,故障后期的管理工作内容没有真正落实,给机电设备在以后发生同样问题埋下了隐患。 4设备监控不到位 机电设备的监控不能仅仅依靠单一的人力资源,要把现代科技为工业生产所带来的巨大便利引进煤矿机电设备维修技术管理工作中。一些煤矿企业在生产建设中,为了节省企业资金,仅仅完成了机电设备中关键部分的实时监控,对于机电设备其他部分没有实现实时监控。因为机电设备作为一个内部结构复杂的整体,一旦出现问题要进行全方位的检查才能对发生的问题进行明晰,而只监控机电设备的一部分,当机电设备发生故障时,仍旧需要相关人员对设备进行全面排查,监控设备不到位降低了监控的效果和意义。 5管理组织结构不合理 煤矿机电设备的维修管理工作还存在管理组织结构不合理、管理效率低下的问题,按照一般煤矿企业的部门设置规则,监控管理部门和设备维修部门是两个不同的部门,对实际的设备检修过程所出现的事故责任问题,两个部门有可能进行推诿扯皮,给机电设备维修管理工作带来影响。而且,煤炭企业两个部门要共同落实好机电设备的维修技术管理工作,部门之间信息交流沟通非常重要,相互信息交流一旦出现问题,必定会对机电设备的维修技术管理造成影响。 三、加强煤矿机电设备维修技术管理的措施手段 为了保证煤矿机电设备安全稳定的运行和煤矿企业的正常生产,必须做好煤矿机电设备的维修技术管理工作,以保证企业获得良好效益。煤矿企业实际的生产过程中,可以通过加强维修技术管理制度的建设,提升维修管理信息化水平,进一步推动责任目标落实等手段,完成煤矿机电设备维修技术管理工作。 1建立健全机电设备维修技术管理的工作机制 煤矿企业在机电设备维修技术的管理中,在客观评价企业实际情况的基础上,根据企业机电设备运行的实际情况,完善煤矿企业机电设备维修技术管理工作。煤矿企业根据机电设备的运行情况、发生故障检修情况等历史记录,选择合适的维修技术管理工作机制。因为机电设备的运行设计、维修要求和运行环境等存在差异,对于煤矿企业的重要性及产生效益存在差别,如果按照统一标准进行维修技术管理,必将会造成维修资源的浪费、管理效果和质量达不到规定要求。所以在建立健全相关机电设备维修技术管理机制的过程中,企业根据实际情况对不同的机电设备建立不同的维修技术管理机制,在减少企业资金投入的情况下,保证机电设备维修技术的管理效果。 2提升员工技能水平,完善维修管理责任机制 机电设备维修技术的管理效果落实,与员工技能水平有着重要关系,员工优秀的维修技能水平能极大促进机电设备维修管理效果落到实处。在日常的维修技术管理工作中,通过加强煤矿企业机电设备维修技术人员的责任意识,明确责任制度,保证在实际的工作中,将维修管理责任落到实处,促进煤矿机电设备维修技术管理工作水平的提高。 四、结束语 煤矿机电设备维修技术的管理工作对于煤矿企业安全稳定的生产有着重要意义,在日常工作中要根据煤矿企业的实际生产情况,通过完善维修技术的管理制度和加强责任落实等手段,促进煤矿机电设备维修技术的管理工作水平,为煤矿企业的稳健发展做出贡献。 作者:李世洲付立勇单位:河南能源集团义煤公司耿村煤矿机修厂 煤矿技术论文:SVG技术煤矿机电论文 1SVG技术概述 1.1SVG对空间数据组织方面的作用 SVG对空间数据组织方面的作用主要体现在分层组织法和分要素组织法两个方面。系统在实际应用的过程中,对地物图层进行划分,主要有以下几种:面图层、栅格层、标记层、线图层和点图层。其中运用的要素为简单同类要素,将一分组元素代表SVG中的各个图层,用ID的属性表示图层表示符。 1.2图文属性 查询GIS与图形系统不同的是,GIS自身具有图形元素的特性。SVG技术在系统中可以用来图像的相关信息,同时可以对图形的属性进行了解。本系统在开发的过程中,借助于ADO在数据库对图形信息的提取,从而运用网络平台将图形的相关信息输送至客户端,将信息显示出来。 1.3空间实体 表达本系统根据空间实体形态特点,对空间实体进行划分,即:注记体、面状体、现状体、点状体、珊壮体。在SVG中,上述五种空间实体借助SVG中的基本元素进行表达,例如:点状体可以通过circle元素进行表达;线状体可以通过path元素进行表达;注记体可以通过text元素进行表达;栅格体可以运用image来表达。 2SVG技术煤矿机电设备管理中的应用 2.1系统功能模块的应用 本系统根据煤矿生产的实际需要,总共开发了四个模块用于促进实际的生产,分别是:数据的查询和统计、数据输入输出、设备状况和维修、设备监控。查询和统计模块是应用于对信息进行查询和统计分析。输入输出模块是应用于实现数据对图像的浏览、录入、打印。设备状况和维修是应用于对设备库存的情况进行了解和对及时对设备进行维修。设备监控模块是应用于对信息进行实时的监控和分析处理。 2.2系统体系结构对煤矿机电设备管理的作用 本系统分为用户层、Web服务层、图形数据服务层和数据层组成,如图1所示。GIS数据运用普通浏览器具有可视的作用,可以为用户层提供可视化功能,从而使用户能够看到可视化的操作界面。Web服务器层的主要客体是IIS操作系统,例如:Window7、Window8、WindowXP等,其主要的作用是保证GIS在调度服务器的过程中,严格按照用户的需求,执行GIS的功能,并且按照开放地理信息系统协会的标准,展示一组GIS服务接口。在数据层可以将Web服务展示出来,并且对数据信息和属性进行查询,实现GML文档的输出。 2.3系统操作界面主要的作用 用户进入系统的控制界面后,要完成身份的验证工作,没有注册过的用户要按照相应的要求进行信息注册,当系统注册成功后就可以使用;注册过的用户要正确的输入登录名和密码,从而进入登录界面,按照相应的对话框进行操作。 2.4系统数据库的作用 2.4.1应用于图像图形数据图像图形数据主要包括煤矿生产涉及的运输系统、供电系统、排水系统、通风系统等数据图形,例如:矿井的平面设计图、机电设备的照片等,矿井的平面图要根据实地测量之后才能制作而成,机电设备照片要对真实设备进行实地拍摄,并且可以将图片有针对性的进行局部图像放大。 2.4.2应用于设备资产数据应用于煤矿设备资产数据主要包括煤矿设备项目、煤矿项目合同、生产设备属性信息、煤矿设备入库、煤矿设备出库、相关部门协调等工作。 2.4.3应用于设备常见问题设备的运行过程中对不同环境下可能出现的问题和故障进行分析。系统要采用Pracle9i为数据库,运用ADO技术使系统前台和后台之间互通信息,并且设置身份验证技术保证登陆系统的安全,另外要对数据库的信息进行备份,从而保证数据不会遗失。 3SVG技术可实现井下设备和主控系统之间的通信 本系统通过局域网与机电设备相连,设备上的信息传输至传感器,由传感器将信息传送至放大器,对放大后的信息传输至采样、保持器中,再经过A/D转换模块校正后将信息输送至PLC控制器,最后由上机为通过电话线将信息传送至地面控制系统,这样就能实现各个场所计算机和管理人员之间的信息沟通。 4SVG技术的应用 为企业带来的效益SVG技术应用于煤矿机电设备管理,可以切实的保证设备的安全运行,保证了施工的正常进行,使企业的效率得到明显提高,节省企业经营成本,增强煤矿电网的功能和可靠性。在科技不断发展的今天,煤矿机电设备管理要运用新兴的技术,为工程的实施和企业的发展提供保障。所以,SVG技术在企业生产中发挥着巨大的作用,会使我国经济更加繁荣发展。 5结束语 综上所述,本文从SVG技术概述谈起,使人们对SVG技术有一个全面的认识,进而对SVG技术煤矿机电设备管理中的应用进行详细分析,并且通过图表将本系统体系结构进行直观的展示,最后对井下设备和主控系统的通信进行研究。SVG技术应用于煤矿机电设备管理,可以切实的保证设备的安全运行,保证了施工的正常进行,使企业的效率得到明显提高,节省企业经营成本,增强煤矿电网的功能和可靠性。在科技不断发展的今天,煤矿机电设备管理要运用新兴的技术,为工程的实施和企业的发展提供保障。目前,我国的硬件环境和软件得到了明显的改善,SVG技术在煤矿机电设备管理中的影响会有进一步的加深,这值得人们对SVG技术展开深入细致的研究,进而将SVG技术的特点全面展示出来,在企业生产中发挥作用,使我国经济更加繁荣发展。 作者:尹卫兵单位:山西晋城煤业集团 煤矿技术论文:煤矿勘探技术论文 一煤矿地质勘探技术现状 我国的勘探技术发展的较早,如今应经比较成熟,在煤矿的勘探方面尤其如此,其先进性主要体现在几个方面。第一,完善了煤矿综采成套装备。全国积极建设高产高效矿井,结合世界的先进技术,煤矿主要技术经济指标接近或达到了世界先进水平。第二,提高了煤田地质勘探的精度。以三维地震勘探技术为优秀并结合其他的数字勘探技术,提高了井田的精细度,保障了大型矿井设计。半煤岩巷掘进机的研制成功,将巷道掘进施工的机械化水平提高到了一个新的层次。第三,提高了安全生产的技术水平。我国不断创新和推广煤矿安全生产技术,全国煤矿事故死亡人数和事故发生率等指标呈下降趋势。第四,将环保技术应用到煤矿生产中。为了加快煤矿资源的工业化和产业化,我国在煤矿资源综合加工利用方面取得了巨大的进展,煤矿的洁净燃烧技术以及其他煤化工技术达到了世界水平。 二地质勘探技术的种类 1地震勘探技术 地震勘探工作主要是通过探测地下各介质的密度和弹性的差异来实现的。在进行技术勘探时,首先探测人员要人工激发地震波,当地震波在向地下传播的过程中遇到介质弹性或密度等特性不同的煤岩层时,会朝着不同的方向进行反射或折射,这样勘探人员借助检波器来接收信号。通过对这种信号的观测、记录以及分析,技术人员可以判断出煤岩层的分布情况和煤层的性质,为之后的开采方案提供有利参考。地面地震勘测技术主要应用于煤田较浅区域的地质勘探,对于超过800m深度的范围,就需要引入矿井地震勘探技术。 2地质雷达勘探技术 采用此类方法对煤矿地质进行勘探的理论依据是不同的地下介质其电性参数不同,其中电性参数有电阴率等。地质雷达勘探技术利用高频电磁脉冲波来探测煤岩层的地质情况,可以清楚地显示一定范围中的岩石、水体等的分布状况,使人们在进行煤矿开采工作前就对煤田的地质情况分布有充分的了解,在开采方法确定时便可拥有相关的参考资料。 3高密度电阻率法 高密度电阻率法是新发展起来的一种地质勘探技术,它通过测试岩石介质的导电性,人为建立地下稳定的电流场。之后技术人员借助于观测和分析电流场的分布,来对煤田的地质情况加以了解和探测,以此达到地质勘探的目的。 4井下直流电法透视 当煤田区域的地下水资源出现异常情况时,主要采用这种方法实施勘探,将水资源异常的区域分布情况掌握清楚,此项技术可以将地下采煤区的导水构造连同整个水资源的分布进行准确探测,有利于煤矿在开采过程中避开水层,这对于提高开采的安全性和施工的安全性有重要的作用。 三地质勘探在煤矿生产中的作用 煤矿的安全生产离不开勘探技术,从计划开采的选址一直到煤炭资源衰竭都一直有煤炭勘探技术的参与。在煤炭开采中的高危事故也与勘探工作相关,因此煤矿地质勘探工作是十分重要的。 1预防煤矿水灾事故 煤矿中的水灾一直是开采中的普遍问题。其危害极大,当水涌入矿井时,不但会造成极大的人员伤害,重则还会造成塌陷事故,影响开采,直接导致煤矿报废。另外当水涌入矿井时还会给周围的环境造成伤害。煤矿的水灾防治需要地质勘探工作的参与。在煤矿的开采前可以进行周围水文资料的收集,通过分析掌握地层中的水量规律,在开采时时刻注意煤矿的雨量分布等因素,这样才能科学指导煤矿开采,有效避免水害。此外,对一些煤炭矿藏的特殊地点进行开采时,尤其是老塘,旧巷等一些水害高发地段,一定要先勘探,再开采。在勘探时遇到疑问一定要仔细勘探,务必将开采中可能导致涌水事故的原因进行最大可能的排除,这样可以有效降低水害,减少开采人员伤亡。 2预防设计不合理的安全隐患 煤矿的开采首先是要确定矿井的位置,这个位置不是随便定位的,它需要对周围的环境进行了解,找到最佳的位置,恰当的位置可以减少很多危害。在进行煤矿的整体开采方案设计时,寻找矿井位置的主要依据就是进行勘探后的结果。地质勘探可以确定地层的结构,矿藏走向,深度等,并对周围的各种导致危险的隐患进行深入理解,如瓦斯,水层等。根据这些勘探结果才能进行进一步的研究,科学得确定开采方案。因此煤矿地质勘探是进行开采时的必须步骤,勘探结果的准确,全面,具体对开采难度估计及降低开采事故发生有重大作用。 3预防煤矿瓦斯事故的发生 瓦斯在煤矿的开采中一直存在的大问题,很多事故发生都与其有关,其对采矿的威胁极大。瓦斯爆炸不仅威胁井内安全还会威胁井上周围环境,带来了极大的损害。瓦斯的分布可以利用地质勘探进行确定,针对其分布可提前预防。对矿藏周围的瓦斯情况要在开采建井之初就要进行勘探,了解含量多少,进行多次分段采样,从而对全区的瓦斯有一个清晰的认识,这些详细的资料对开采中的瓦斯预防非常重要,可极大降低瓦斯事故。 4预防煤矿顶板事故 顶板事故的发生与地质条件、地质构造有关。通过地质勘探我们可以得到详尽的地质资料。通过地质资料做指导,我们可以对施工层位的围岩性质坚硬程度、断层、褶曲及煤层产状掌握准确,以便针对具体情况,不同的地段采取不同的生产措施。这样就能在管理和技术层面上保证对顶板事故的积极预防。煤矿地质勘探工作对煤矿的开采具有很重要的作用,应该进行重视提高其技术水平及勘探结果的准确度,从而有效提高煤矿开采的效率,降低事故发生率。 作者:罗文宣单位:黑龙江省煤田地质勘察院 煤矿技术论文:PLC技术控制煤矿机电论文 1PLC技术概述 PLC是可编程逻辑控制器(ProgrammableLog-icController)的简称,其主要组成包括中央处理器、存储设备、输入输出的接口电路、电源模块、功能模块、通信模块等。可以说PLC就是1台没有鼠标键盘的小型电脑。在煤矿的生产过程中,被用来控制各种生产流程,相对于原始的继电器,PLC科技含量高,执行的功能多,能够让生产过程更加顺畅,煤矿生产的整体效率得到大幅度的提高。 2PLC技术的优点 随着煤矿工业的现代化发展,传统矿山的机电控制设备已经无法满足生产的迫切需求,因此传统的继电器逐渐被高科技的PLC所取代,并且在实际生产中运行良好,为煤矿企业创造了经济效益[1]。相对于传统的继电器,PLC的优势主要表现在以下几方面: 2.1使用简单编程方便 PLC的操作界面简单,对于操作人员没有过高的技术要求,如果想要加以调试,则随时都可以,不用对硬件做出任何改动。而PLC的梯形图程序是采用顺序控制设计法来设计的,对于需要编程工作的人员来说,PLC编程的方法简单,容易掌握。 2.2功能强性价比高 PLC集成程度高,因此只要有足够的外接系统,便可以实现诸多功能。与传统继电器相比,虽然PLC的价格更高,但是PLC能够承担更多的功能,在很大程度上精简了煤矿机电控制系统,而系统越简单发生错误的概率也就越低。此外,PLC还可通过通信联网,有利于建设集中管理的体系。 2.3硬件配套齐全 目前PLC的配套硬件设施已经相对齐全,要想真正实现预期的功能,只需购买其他的模块来配置成不同规模、不同功能的系统。对于原有的系统,如果不满足实际生产的需要,也可以采购硬件模块进行相应的升级。总之,PLC硬件配置的齐全让用户能够随意组装自己需要的系统,为用户提供了极大便利。 2.4可靠性强 传统的继电器由于其机械设备的特殊性,在长期的使用中,特别是处于煤矿这种粉尘较多的环境中,如果继电器密封不严,容易出现机械方面的故障,再加上碳的物理特性,较厚的炭灰堆积很可能造成短路,因此在煤矿机电中,传统的继电器已经难以满足需求,甚至已经变成潜在的隐患。相较而言,PLC的集成程度极高,即使处于煤矿这种灰尘较多的环境中仍然能够正常的运转,无需担心碳粉堆积而造成短路。由于PLC高度的集成性,因而PLC在发生故障时能够进行自我诊断,在故障发生时可以自动停止正在进行的工作,可避免危险的发生,与此同时还能显示是具体哪一部分出了故障,有利于迅速修复。PLC的配套硬件系统齐全,为修复工作提供了可靠保障。 3PLC技术控制煤矿机电的原理 PLC的工作过程大体上分为三个阶段:输入采样阶段、用户程序执行阶段、输出刷新阶段,三个阶段合称一个扫描周期,PLC在不断重复一个个周期中完成预先设定的程序[2]。输入采样阶段是PLC系统运行的基础,中央处理器扫描所有输入的数据,并存入储存设备中,等待后续程序的执行。在这个阶段PLC存储的信息是难以更改的,因此在调试PLC系统时,相关操作人员务必要引起足够的注意。用户执行阶段是PLC技术通过梯形图的模型从上到下扫描用户设定程序,在一定的运算之后,运算结果被保存以待下一次引用。输出刷新阶段是对执行阶段数据运行结果的输出执行,作为一个周期中的最后一个环节,PLC在这个过程中通过先前接收的信息调控电路,达到调控煤矿机电设备的目的。 4PLC技术在煤矿机电控制中的应用 4.1对于井下风门的自动化控制 井下风门是疏通易燃易爆气体,提供新鲜空气的通道,目前我国多数煤矿企业的井下风门控制都是由人力来完成,由于负压的影响,用人力来控制风门极为不便,而使用的力量过大很容易对风门造成损坏。对于上述问题,可以借用PLC系统,用红外线传感器来侦测有无车辆通过,有车辆通过时,中央处理器对风门发出开启的信号,由机械装置控制风门开启,既方便又安全。 4.2PLC技术在提升机中的应用 采用PLC技术代替继电器来控制矿井的提升机,能够对提升机控制更加精确,在矿井井壁和电机中安装传感器以监控提升机的运转状况,在电机出现问题或者井壁出现问题时能够及时反馈给控制中心,并自动采取切实可行的应对措施。在误操作时也能及时提醒操作者,以避免安全事故的发生。4.3PLC在胶带输送机中的应用在传统的胶带输送机中,如果要进行停车操作,根据操作人员的操作,控制系统会调整液压系统的油压,液压系统调整之后闸瓦与制动盘接触,以摩擦来阻止胶带的继续运行,这样的制动方式存在明显的弊端,如果胶带的初始转速较高,在制动时闸瓦和制动盘之间的摩擦会产生大量的热量,极易造成危险的发生。在升级PLC技术之后,系统则可以控制闸瓦和制动盘接触一段时间即分离,然后再接触,由此避免了长时间接触产生高温,也不容易产生火花问题。 5PLC技术在煤矿机电控制的应用上的缺陷 PLC系统在应用时需要与配套设施相结合,才能发挥出理想的效果,继而提高生产效率。PLC技术在煤矿机电控制的应用中仍旧存在诸多不足及缺陷,其主要缺陷就在于PLC没有与配套的设施相结合,导致生产效率无法得到应有的提高,经济效益随之降低。在采用PLC技术时,应当对配套的硬件设施予以更换。举例而言,在升级到PLC,需要对相关电路的电力做出适当的调整,确保PLC在正常电流范围内工作。而升级到PLC之后,对于电流的控制更为精确,因此对电机也有一定的要求,如果电机过于陈旧,PLC在对其进行微小的调整时很可能电机没有反应。这些问题都会对企业的经济效益带来不利影响。当然,这些问题并不是无法得以有效解决的,只要在升级PLC时得到重视,这些问题均能够避免。 6结语 实践证明,在煤矿机电控制中运用PLC技术,能够提高管理工作的实效性,达到资源最大化的利用,在最大程度上保证操作人员安全的同时也提供了操作上的便捷性。可以说,PLC技术在煤矿机电控制中的运用,为工作人员避免了风险,提高了生产效率,也为企业赢得了更大的效益,可谓是一举多得,应当予以高度重视。 作者:郭志峰单位:山西焦煤西山煤电集团公司东曲煤矿 煤矿技术论文:我国煤矿地质勘探技术论文 1我国煤矿地质勘探技术 煤矿地质的勘探工作,就是为了要探明地质体、矿体的形态、深度、结构、储量等情况的工程技术,称之为煤矿地质勘探技术。煤矿勘探工作,通常以坑探工程和钻探工程为主要程序,地球化学勘探和地球物理勘探为辅助程序。工作深入到煤矿地质勘探、矿山矿井地质以及煤岩层定性的考究,甚至在水资源的勘探、煤层气考评等方面。我国作为第一产煤大国,煤矿地质勘探技术的不断应用和改进,为我国煤矿事业的发展和利用做出了巨大的贡献。 2煤矿地质勘探技术现状 我国的勘探技术发展的较早,如今应经比较成熟,在煤矿的勘探方面尤其如此,其先进性主要体现在几个方面。第一,完善了煤矿综采成套装备。全国积极建设高产高效矿井,结合世界的先进技术,煤矿主要技术经济指标接近或达到了世界先进水平。第二,提高了煤田地质勘探的精度。以三维地震勘探技术为优秀并结合其他的数字勘探技术,提高了井田的精细度,保障了大型矿井设计。半煤岩巷掘进机的研制成功,将巷道掘进施工的机械化水平提高到了一个新的层次。第三,提高了安全生产的技术水平。我国不断创新和推广煤矿安全生产技术,全国煤矿事故死亡人数和事故发生率等指标呈下降趋势。第四,将环保技术应用到煤矿生产中。为了加快煤矿资源的工业化和产业化,我国在煤矿资源综合加工利用方面取得了巨大的进展,煤矿的洁净燃烧技术以及其他煤化工技术达到了世界水平。 3地质勘探技术的种类 3.1地震勘探技术。地震勘探工作主要是通过探测地下各介质的密度和弹性的差异来实现的。在进行技术勘探时,首先探测人员要人工激发地震波,当地震波在向地下传播的过程中遇到介质弹性或密度等特性不同的煤岩层时,会朝着不同的方向进行反射或折射,这样勘探人员借助检波器来接收信号。通过对这种信号的观测、记录以及分析,技术人员可以判断出煤岩层的分布情况和煤层的性质,为之后的开采方案提供有利参考。地面地震勘测技术主要应用于煤田较浅区域的地质勘探,对于超过800m深度的范围,就需要引入矿井地震勘探技术。 3.2地质雷达勘探技术。采用此类方法对煤矿地质进行勘探的理论依据是不同的地下介质其电性参数不同,其中电性参数有电阴率等。地质雷达勘探技术利用高频电磁脉冲波来探测煤岩层的地质情况,可以清楚地显示一定范围中的岩石、水体等的分布状况,使人们在进行煤矿开采工作前就对煤田的地质情况分布有充分的了解,在开采方法确定时便可拥有相关的参考资料。 3.3高密度电阻率法。高密度电阻率法是新发展起来的一种地质勘探技术,它通过测试岩石介质的导电性,人为建立地下稳定的电流场。之后技术人员借助于观测和分析电流场的分布,来对煤田的地质情况加以了解和探测,以此达到地质勘探的目的。 3.4井下直流电法透视。当煤田区域的地下水资源出现异常情况时,主要采用这种方法实施勘探,将水资源异常的区域分布情况掌握清楚,此项技术可以将地下采煤区的导水构造连同整个水资源的分布进行准确探测,有利于煤矿在开采过程中避开水层,这对于提高开采的安全性和施工的安全性有重要的作用。 4地质勘探在煤矿生产中的作用 煤矿的安全生产离不开勘探技术,从计划开采的选址一直到煤炭资源衰竭都一直有煤炭勘探技术的参与。在煤炭开采中的高危事故也与勘探工作相关,因此煤矿地质勘探工作是十分重要的。 4.1预防煤矿水灾事故。煤矿中的水灾一直是开采中的普遍问题。其危害极大,当水涌入矿井时,不但会造成极大的人员伤害,重则还会造成塌陷事故,影响开采,直接导致煤矿报废。另外当水涌入矿井时还会给周围的环境造成伤害。煤矿的水灾防治需要地质勘探工作的参与。在煤矿的开采前可以进行周围水文资料的收集,通过分析掌握地层中的水量规律,在开采时时刻注意煤矿的雨量分布等因素,这样才能科学指导煤矿开采,有效避免水害。此外,对一些煤炭矿藏的特殊地点进行开采时,尤其是老塘,旧巷等一些水害高发地段,一定要先勘探,再开采。在勘探时遇到疑问一定要仔细勘探,务必将开采中可能导致涌水事故的原因进行最大可能的排除,这样可以有效降低水害,减少开采人员伤亡。 4.2预防设计不合理的安全隐患。煤矿的开采首先是要确定矿井的位置,这个位置不是随便定位的,它需要对周围的环境进行了解,找到最佳的位置,恰当的位置可以减少很多危害。在进行煤矿的整体开采方案设计时,寻找矿井位置的主要依据就是进行勘探后的结果。地质勘探可以确定地层的结构,矿藏走向,深度等,并对周围的各种导致危险的隐患进行深入理解,如瓦斯,水层等。根据这些勘探结果才能进行进一步的研究,科学得确定开采方案。因此煤矿地质勘探是进行开采时的必须步骤,勘探结果的准确,全面,具体对开采难度估计及降低开采事故发生有重大作用。 4.3预防煤矿瓦斯事故的发生。瓦斯在煤矿的开采中一直存在的大问题,很多事故发生都与其有关,其对采矿的威胁极大。瓦斯爆炸不仅威胁井内安全还会威胁井上周围环境,带来了极大的损害。瓦斯的分布可以利用地质勘探进行确定,针对其分布可提前预防。对矿藏周围的瓦斯情况要在开采建井之初就要进行勘探,了解含量多少,进行多次分段采样,从而对全区的瓦斯有一个清晰的认识,这些详细的资料对开采中的瓦斯预防非常重要,可极大降低瓦斯事故。 4.4预防煤矿顶板事故。顶板事故的发生与地质条件、地质构造有关。通过地质勘探我们可以得到详尽的地质资料。通过地质资料做指导,我们可以对施工层位的围岩性质坚硬程度、断层、褶曲及煤层产状掌握准确,以便针对具体情况,不同的地段采取不同的生产措施。这样就能在管理和技术层面上保证对顶板事故的积极预防。煤矿地质勘探工作对煤矿的开采具有很重要的作用,应该进行重视提高其技术水平及勘探结果的准确度,从而有效提高煤矿开采的效率,降低事故发生率。 作者:罗文宣单位:黑龙江省煤田地质勘察院 煤矿技术论文:煤矿地质勘探技术论文 1我国煤矿勘探技术的发展 通过广大煤矿地质勘探工作者几十年的努力,已经形成了一整套适合我国煤田形成地质特点,合理选择地质填图、遥感、物探、测试等技术手段,充分利用我们煤田环境的自身特点,最大限度获取信息,综合性的煤矿勘探方法与技术。随着国家重点产业项目———西部煤矿高精度三维地震技术研发的启动,我国煤矿勘探技术主要围绕高分辨、高信噪比的煤矿三维地震技术展开研究。技术的提高大幅度扩宽了工作领域,提高了勘探精度。目前我国已经突破了在复杂山区、沙漠、厚层土、水上、沼泽以及采空区等勘探施工禁区,勘探能力得到了进一步的提高。在勘探上精度得到了进一步提高,不仅可以解释断层,对于陷落柱、煤矿厚度、整体结构的变化也取得了突破。煤矿的解析精度处于国内外先进行列,对于煤田结构,如何开采,有了较规范的指导理论。近年来重力、磁法和电法的勘探技术发展迅速,在推覆体下找煤、陷落柱、煤矿区火成岩探测、煤层火烧区探测、矿区水工环勘查等方面取得显著成效。煤矿探索三维立体采集模型水平有了大幅度的提高,煤矿结构、煤层厚度分析技术得到了明显的提高。钻探装备、钻探技术不断完善。空气泡沫钻进,潜孔锤正反环钻进,潜孔锤正反循环钻进,受控定向钻进和超大孔径钻进等钻进工艺得到了初步的研究和应用,使煤炭产量有了显著的提高。遥感是煤矿地质勘探手段之一,利用数字图像处理技术,进行多波段、多种类遥感图像的综合处理分析,得到煤矿结构、煤层厚度等煤矿信息,找出煤矿的方向以及有利于煤炭的远景地段。高分辨率的卫星遥感图像在我国煤炭地质勘探方面取得了显著的效果。 2我国煤炭煤矿发展中的问题 随着需求产量的增加,开采速度的加快,一些水、火、瓦斯、煤尘、顶板等煤矿自然灾害对煤矿的安全产生了严重的威胁。我国整体开发技术比较落后,虽然国营煤矿机械化已经普及,但是由于大量私营煤矿追求利益,导致开采技术落后,在加快开采过程中由于深度不断加大,导致水害、塌方、瓦斯爆炸灾害时有发生。在煤炭开采的过程中带来的环境问题日趋严重,主要原因是煤炭开采等活动破坏了植被、耕地,造成了生态环境的破坏、失衡。由于煤矿附近采煤排出的矸石、废渣、尾矿也侵占了大量土地,煤矿排水污染了地下水资源,造成了土地荒芜,地下水遭到了污染,对我国的环境造成了严重破坏。对于煤矿环境的问题,我们应该制定煤矿环境保护方案,对煤矿中产生的废水、废渣进行回收、利用,以减少由于煤矿生产而引起的环境问题。应减少由煤炭开采带来的环境污染,发展对煤炭的深加工,对废水、废渣进行循环利用,提高煤炭经济效益,减少我国的煤炭资源浪费。 3煤炭对我国经济发展的重要性 随着我国经济的高速发展,对煤炭的需求在各行业随处可见。在我国,1500m左右的煤炭总资源量大约有4万亿吨,已探明的可开采出来的有2万亿吨。而天然气、石油,由于资源赋存条件与勘探、开采困难等原因,在很长的一段时间里很难做到大幅度增产。但是,随着市场经济的发展,对资源的需求也越来越大,煤炭在需求中占有的比例也越来越大,所以煤矿开发的效率以及煤炭资源的利用也就成为了煤炭行业产量发展的关键。因此,我国煤炭行业的发展需要继续开展煤矿地质勘探工作,而且,高效、经济的煤矿开采工作也是煤炭可持续发展的有力保障。进入21世纪以来,随着煤炭勘探技术的发展,我国科研工作者积极开展煤炭及相关领域地质理论和技术方法的研究,加强煤田地质基础研究,加强与国际煤炭勘探技术的合作和交流,为煤炭资源调查、煤田地质勘查以及相关煤层气提供了系统的理论支撑和技术支撑,促进了煤炭行业的可持续发展。 4结语 随着我国经济的发展加快,我国对煤炭的需求日益增多,这就要求我国煤炭地质勘探人员在开发勘探、工作面勘探、勘探精度方面提高技术水平。从煤炭现代化的生产要求角度看,我国煤炭地质勘探技术与世界先进技术相比存在着较大的差距。因此,必须把握时机,加快我国煤矿地质勘探技术的发展,提高我国的煤炭产量、经济效益,以满足我国经济发展对煤炭产量的需求。 作者:李晓欣高松岭单位:平煤股份十一矿 煤矿技术论文:煤矿提升机PLC技术控制系统论文 1PLC操作保护系统的硬件配置 PLC是西门子公司的产品,现在在提升机操作保护系统中,应用得到最广泛的就是西门子公司的产品PLC,由于它的很多方面的性能都明显的优于传统的操作保护系统。下面是各个硬件模块的功能介绍: (1)电源模块:将220V的交流输入电压转换成24V的直流输出电压,以供其它模块使用。 (2)CPU模块:控制总线上模块与模块之间的数据传递,并执行用户输入的程序。 (3)32路输入模块:该输入模块一共有3块,它的作用是将PLC外部的信号转换成PLC内部的可进行处理的信号。 (4)16路输出模块:该输出模块一共有2块,它的作用是将PLC内部可处理的信号转换成能够控制提升机系统的外部信号,来控制提升机系统进行工作。 (5)转换模块:此模块分为两类模块:一类是是A/D模数,它的作用是将连续信号转换成数字信号,便于PLC系统进行识别和处理;另一类是D/A模块,它的作用与A/D模块的作用恰恰相反,它是将PLC内部可处理的数字信号转换成连续信号。 (6)通信模块:它的作用是:确保各模块与各模块之间的通道流畅,再就是确保模块与上位机之间的通道流畅,保证信号从各模块传送给上位机时,可以使上位机做出相应的响应。 (7)计数模块:该模块主要有2块,这两块计数模块的作用都是计数,两块模块分别是对主滚动筒上的和导向轮上的编码器进行计数。 2PLC操作保护系统的软件设计 PLC是西门子公司的产品,它不需要用户自主进行编程,能够好好地满足用户的需要,下面是它的软件模块,软件模块的主要作用就是存放程序,它的软件模块有下列几种: (1)组织模块(OB):它的作用是保证接口通道流畅,保证CPU操作系统和用户程序之间的通道流畅。对用户程序的循环处理工作主要是由OB1模块来完成的,剩余的OB模块用来对特定事件做出响应和中断。 (2)功能模块(FB):它是可多次调用的逻辑功能模块,它在执行时必须带有即时数据模块,并且每次用户程序对FB进行调用时可提供新的参数。 (3)功能模块(FC):它也是可多次调用的逻辑功能模块,但是它在执行时不需要带有即时数据模块,这也是它与FB模块的最大区别,并且每次用户程序对FC进行调用时可提供新的参数。 (4)数据模块(DB):数据模块用来存放各种不同类型的数据,它在PLC存储器开辟另一个存储区。 根据用户的要求和本身系统的结构要求,用户程序可以自行选择软件模块的构成形式,其中软件模块有以下几种,各个软件模块的功能和作用如下。FC0、FC1两个软件模块的作用是用来进行计数,主要是用来计算计数模块中的脉冲个数;DB1和DB2两个软件模块的作用是存放FC0、FC1两个软件模块计算出的计数模块的脉冲个数,以此来实现计数模块将数据和信号流畅而准确的传送到CPU模块之中;FC91软件模块的作用是用来处理输入到PLC中的模拟量,模拟量有:电机电压和电流、电机转速、轴承压力、提升速度和载荷等;FC93软件模块的作用是制动,主要是对电气施闸类故障进行制动处理;FC114软件模块的作用是用来处理PLC内部信号,并产生控制信号,像回路的安全和保障、故障的报警和液压器件的制动等等;FC5软件模块的作用是进行逻辑运算和闭锁,主要是对输入到PLC内部的信号进行运算并产生控制指令来控制提升系统的各个部分;FC92软件模块的作用是处理施闸类故障,这类故障主要是立即施闸类故障;FC94软件模块的作用也是对施闸类故障进行处理,这类施闸类故障主要是提升终了施闸类故障;FC95软件模块的作用是处理报警类故障,当报警系统出现故障时,主要是由该模块进行处理;PLC的启动组织模块是OB100软件模块,在系统启动后该组织模块只可运行一次,以后的循环程序就不会再运行了,在该组织模块中有关参数和程序可随着用户的需要进行更改;OB1软件模块是用户程序主要组成部分,用来存放用户主程序,它也是组织模块中唯一可以循环运行的软件模块,在FC功能模块中编制成的可以实现特定功能和作用的程序可以在OB1软件模块中进行循环调用,采用这样的程序设计可以使我们的程序设计更加简单,调试更加方便;OB35软件模块是组织模块中唯一可以实现定时中断的组织模块,采用M/T法可以计算出提升机的提升速度。n=(60M1f)(/ZM2)式中:n为电机的转速;Z是旋转编码器每转一圈时所输出的脉冲的个数;M1为计数器M1所记的脉冲个数;M2为计数器M2所记的脉冲个数;f为脉冲频率(高频时钟脉冲)。 3结束语 煤矿提升机作为矿山设备中的重要一员,近些年来煤矿提升机操作保护系统主要是由PLC组成,而且具有以下优点。用同一台PLC就可以控制不同的机器进行工作,用户只需改变软件模块中的程序就能满足用同一台PLC进行控制不同机器的要求,大大节省了人力和物力,所以,它具有较好的通用性和经济性。PLC具有较强的逻辑运算能力和数字运算能力;所以它的功能还是比较强大的,此外,PLC能够实现自我诊断功能,当出现错误时,它会自行检出错误和故障,并作出相应的行为。由于PLC的开关动作主要是通过半导体电路来完成的,它的技术中还采用了微电子技术;因此,它的可靠性很高。PLC中采取了屏蔽、滤波、隔离等抗干扰措施,能适应恶劣的工作环境;所以,它的抗干扰能力比较强。 作者:杨勇单位:吉林电子信息职业技术学院
地质测绘工程新技术探讨:地质测绘工程新技术分析 摘要: 在地质勘探过程中,地质测绘对于岩土工程勘察的重要性是不言而喻的。通过地质测绘,可以对不同性质的地质状况进行深入观测,根据观测结果来勘察工程地段的地质条件,并依据测算结果来编制出工程项目相应的地质图。该文从我国测绘技术应用发展概况入手,详细分析当前测绘新技术的发展概况和详细特点,并对地质测绘工程中测绘新技术的运用状况进行详细的分析和探讨,总结概括出地质测绘工程中测量技术的发展策略,为测绘技术在未来地质测绘工程中的应用发展提出相应的建议。 关键词: 地质测绘工程;测绘新技术;运用 在现代地质测绘工程中,测绘技术不再是单一、传统的技术应用,而是结合现代科学技术的综合技术应用。只要将现阶段各种测绘新技术的特点应用得当,就会使其在地质测绘工程中发挥出更加理想的作用,极大提高地质测绘工程的精准性。有了更加精准的数据基础,工程师就能更为准确地设计工程项目的施工建设程序,促进工程项目建设的顺利推进,工程相关人员最为关注的工程建设质量以及建设施工的安全性,都能从中获得足够的保障,而工程建设的成本控制工作也能更加有序地开展,并能获得更好的效果。现代科学技术的引领下,测绘新技术及其应用能够完美取代传统的测绘手段,并取得更高的成效,让地质测绘工程取得前所未有的突破。 1测绘技术发展概况 随着地质工程项目建设规模越来越大,地质测绘工程中对测绘技术的应用愈发广泛,我们对于地质测绘数据的精准度要求也越来越高。由于在相关测绘测量过程中,数据结果会受到很多客观因素左右,所以,地质测绘是一项相当复杂的工作,而有关的测绘工作也因地质工程项目建设的推进而逐步加深[1]。在高新技术的快速发展潮流下,地质工程测绘技术得到了极大推动,测绘新技术日新月异,诸多新技术在地质工程测绘项目中得到越来越广泛的运用。特别是随着计算机网络技术的发展与应用,更多种类的测绘新技术取得了空前发展。例如,在地质工程建设过程中对3S技术的应用,就极大提高了测绘工作的精准度,与此同时,还降低了测绘工作人员的工作强度。测绘新技术及其应用有效提升了地质工程建设测量工作的现代化水平,加快了测绘数据数字化的进程。 2测绘新技术的发展特点 2.1测图精准度更高 在地质测绘工程中,运用数字化的测绘技术来开展地质测量,可以有效提高测图数据的精度和准度,这对于数据误差的控制效果非常明显。特别是遥感技术的运用,测图的数据精度误差能够有效控制在极小的范围之内。规定范围之内的误差水平,是提升测绘精度的重要保障。遥感技术的充分运用,为测绘工程的精度提升提供了强大保障,而传统测绘技术无法达到这样的效果。此外,测绘所得数据信息可以通过网络实现实时传输,测量与数据传输与制作同时进行,极大减少了测绘耗时。而在绘图过程中,由于新技术的运用,视觉上的误差不复存在,绘图的精准度也得到有效提升。总之,随着测绘新技术的运用,地质测绘的精准度得到了极大提高。 2.2测绘信息更加丰富 传统的地质测绘过程中,受到技术环境的影响,测量的元素和测量范围都会受到客观限制,相关信息资源的获取渠道受到限制,测绘结果往往会存在局限性。而在地质工程中运用测绘新技术,可以对测绘对象的周边环境以及内在元素进行全方位的立体测量,这就能为地质工程的绘图工作提供更加详实的信息和数据资源。而在计算机网络技术的应用环境下,测绘所得数据信息能够实现即时搜索,并对所测信息资源进行实时检查。测绘新技术的综合运用,有效提高了测绘信息资源的丰富程度[2]。 2.3测绘工作更加自动化 新的测绘技术往往是基于计算机和网络技术而出现的。测绘新技术通过精密软件的运用,可以对测绘信息进行科学树立,从而确保图案绘制的精度和准度。此外,信息化的应用,也是测绘新技术的另一特点。计算机技术和信息化技术的运用,可以避免人工操作过程中可能出现的失误,也能降低误差,确保整个测绘工作系统的严密性。测绘过程中自动化程度越高,相应层面的失误或误差出现的概率就会越低,这对于地质工程建设的重要性是不言而喻的。未来测绘新技术必然会朝着自动化的方向全面发展。 测绘图形的编辑,是测绘工作的另一重点。随着测绘新技术的应用,我们可以在地质工程测量过程中,通过数字化的图形编辑方式,确保图形的准确性和正确性,降低误差,进而实现地质测绘信息及时、准确地反映。测绘新技术在图纸编辑过程中的应用,不仅让图形编辑更加科学,结果反映更加精准,而且在信息技术的引领下,可以随时更改相关图纸的数据信息,确保测绘图纸的时效性。 3地质测绘工程中测绘新技术的运用 3.1遥感技术的运用 遥感技术是测绘新技术的重要一环。通过遥感技术的应用,可以不同比例的工程地形图,为相关测量图形的变更提供了依据。随着城市化进程与现代化进程的加快,人们对生活质量的重视程度日渐提升,旅游成为很多人日常生活中不可或缺的重要组成部分,很多城市都开展旅游业。遥感技术的运用,可以勘察不同的地质类型,因其具有信息采集效率高、勘察范围宽广,能准确反映探测地的实时动态,因此,各旅游地均普遍使用遥感技术。遥感技术能够感应地面的任何事物,包括物体的状态和颜色等,并将感应结果图像化,这样能让人们发现更多的旅游资源,并对新发现的信息进行相关处理,为旅游开发提供数据支持。对于旅游业的开发应用来说,遥感信息是实用价值很高的数据信息。 3.2数字化成像技术的运用 在数字化成像技术的应用过程中,全站仪的应用最为广泛的存在,实用范围极广。通过全站仪的一次性观测,我们可以获取非常丰富的数据信息,包括所测物体的直角距离以及水平角距离等[3]。此外,全站仪具有极强的计算功能,可以把所测数据的最终计算结果呈现在显示屏上。除了测算功能,全站仪还可运用大量的电子记录来实现全自动化操作,全程非人工干预。这种技术手段的运用,能够降低人为操作可能出现失误的频率,并且能够从根本上降低地质测算的实现难度。 3.3GPS技术的运用 现代社会中,GPS已然是最为常用的全球定位系统。GPS技术的在地质工程测绘中的应用,能实现陆海空三维定位导航,是测绘领域中全新的卫星定位导航系统。而在科技发展越来越迅速的今天,GPS技术在测绘工作中的应用范围愈发宽广。通过GPS技术的应用,可以有效监测地质工程的水文观测孔高,建设地质控制网,并能对地质工程领域的相关技术革新与完善起到极大的促进效果。 4地质测绘工程中测绘技术的发展策略 当前,工程测绘技术正由传统向数字化和信息化转变,工程测量作业一体化进程不断完善,数据获取自动化也取得可观的发展,这些进步都是测绘工作者辛勤努力的结果。同时,测绘范围和测绘领域也在新技术的引领下不断扩大,有传统的建筑和水利领域向更多行业领域拓展,应用内容也越来越丰富。在新技术的应用中,测算结果可以直观的展示在相关人员面前,并且所得结果更加精准,结果反映更加生动,数据信息的真实性也不断提高。未来,随着我国社会经济发展脚步不断加快,我国城市化进程必然会加速度推荐,测绘新技术在地质工程中的应用必然会越来越宽广。不论是基础设施建设还是信新技术产业的革新,地质工程建设必须始终结合测绘新技术的运用。 5结语 地质测绘技术的应用早已深入社会发展的各个领域,其重要性日渐显现。随着社会经济的发展与人们物质文明要求的不断提高,社会发展对于测绘新技术的要求必然逐步增多。因此,测绘技术要不断更新完善,实时确保能够适应社会发展的需要。相关工作者要不断改革创新,不断开发出更新更实用的测绘新技术,以更好地适应社会现代化发展的需求,更好地服务于社会经济的发展。 作者:马超 单位:本溪县地测技术服务中心 地质测绘工程新技术探讨:地质测绘工程新技术研究 摘要: 对地质测绘新技术的特点和具体的应用做出了分析,并提出了进一步的技术改良。 关键词: 测绘新技术;地质测绘;特点;工程应用 地质测绘技术在社会的生产中具有重要的意义,在森林工程、煤矿工程、石油工程、水利工程和建筑工程中都有广泛的适用性,可见测绘技术的发展对于我国社会经济建设的重要意义,测绘技术是否先进也能够间接的体现出一个国家的综合实力,以及社会的发展水平。 1现代测绘技术的特点 现代测绘技术的发展是在现代化的社会需求中逐渐形成的,因此,也就具有了鲜明的时代特点:首先具有较高的精确度。无论是在实际的矿产资源的测绘应用中,还是在道路交通的使用上,随着浅层资源应用殆尽,需要更加紧密和准确的测绘仪器和勘探技术进行信息的搜集,以便对深层次和复杂环境中的自然资源进行开采。在道路交通中,随着人口适量的增加,新材料和新技术的应用,也就促进了测绘技术与时俱进的研究,在较高的精确度使用上提高工程质量。其次自动化与数字化的结合。随着计算机技术的发展,较多的应用设备通过计算机的连接和相关软件的开发,实现了数字化的数据处理与分析技术。更加智能的测绘设备的应用,减少了人力的操作,通过简单的专业造作实现了自动化控制。同时现代测绘技术还具有高效性的特点。通过现代科技的应用,现代测绘技术不需要通过大量的人力操作进行工程实施,只要借鉴高智能的技术设施就可以独立完成作业,还极大的节省了工程的时间,高准确度的信息采集,也结成了工程设计与审核的时间,从总体上提高了测绘施工的效率。 2现代测绘新技术 2.1GPS测量。 运用GPS测量可以实时、精确的取得地质管理的基本数据。GPS测量虽然有很多优越性,但在实际的地质测绘中还是出现了很多不足。GPS系统能够精确定位是因为能对卫星和接收器之间的距离进行准确的计算,在地质测绘中,信号要通过地质层,地质层不是真空状态,信号就会受到干扰,进而影响定位的精确度。在地质测绘的工程测量控制点上,受到地质坐标的影响GPS测量的精确度也会出现误差。 2.2数字影像和卫星遥感测量。 数字摄影测量是基于数字影像和摄影测量的基本原理,应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法,提取所摄对像以数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学的分支学科。卫星遥感就是根据不同地物的光谱响应特征不同,区分不同的物质。利用数字影像和卫星遥感对地质进行测绘,可以使所采集的数据图像更有丰富性和实时性。 2.3工程测量。 工程测量在地质勘探中是经常应用到的一种测绘测量方法。同控制测量和地形测量一样,工程测量通常也有两种方法,一种为常规工程测量,这种常规工程测量作业的程序复杂繁琐,对于一般的测量技术人员,特别是专业技能不是很强的测量人员都是力所不及的,而更为重要的是,这种测量方法程序复杂不说,精确度还很差。另一种为GPS工程测量,这种测量方法相对于常规的工程测量方法从操作方法和手段上要简单、快捷的多,从精确度上来讲,也要比常规的测量方法要精确几倍。运用GPS工程测量时,一个基准点可以进行多个移动站进行测量,更为先进的是RTK测量方法,使得GPS工程测量方法更为的先进、快捷。 3地质测绘中运用现代测绘技术 3.1GPS在地质勘探中的应用。 运用到地质勘测中的测绘测量技术主要是通过实时动态差分技术实现的。通过该测量技术,在已知点上安装上一台GPS接收机,通过实时监测等几个专业操作方法,计算出可精确到厘米级的流动站位里。简而言之,通过GPS测量,测量人员无需在辛辛苦苦的设盆各级控制点,在很大程度上减轻了测量人员的辛苦劳动。而更为重要的是GPS在地质勘探中的运用,使得地质勘探的效率和质量有了很大的发展和进步。 3.2野外数字化地形测量技术的运用。 数字地图在测绘技术中具有重要的应用意义,特别是在野外地形的勘测中,通过数字分析还原成地理礼貌的图片信息,人们能够更加直观的查看环境分布,便于后续工程的实施,也可以通过信息的变更,组件新的地理形势,便于研究者对工程进行多个方案的建立。自输出图像时,也改变了传统的工作方式,通过比例参数的输入就可以瞬时的输出成品图,提高了工作的效率。在我国的众多工程项目中,野外的勘探施工内容较多,环境也是比较复杂,通过数字地图的应用,与卫星系统建立直接有效的联系,通过专业自动化的应用,解决了较多的工程难题,提供了完善的信息采集与处理过程。 3.3数字影像和卫星遥感技术的运用。 数字影像和卫星遥感技术在地质测绘中有很大的开发利用空间,其中的航空影像的技术不断进步,获取影像分辨率和光谱度都很高,获取方式多花样化。数字摄影的采集对象为比例偏大的航空相片,在航空相片上利用数字影像技术采集数据,再利用专业的数据处理软件对数据做处理。数字影像测量的数据和图像清晰、全面、实时性和直观性强,因为地质测量工作要求准确的数据,数字化摄影能较好地满足这个要求。 3.4扫描数字化地质测量技术的运用。 这种技术不是对地质情况做原始测绘,而是一种电脑技术分析技术。具体说是把现有的地质测绘目标的数据输入电脑或者是将以两种测量技术采集的数据综合分析计算的基础上,运用扫描数字化地质测量软件进行处理,得出地质图像和地质表册。比较常见的模式是“准地质测量”,按照现有地质图上的地质点记录簿坐标,划分地质类型、地质编号、地质区域,绘制地质体。这是在正式勘查地质前的准备,可以在正式勘测时根据实际情况更改和完善。 4测绘新技术在地质测绘中改良应用 4.1GPS测量。 GPS测量具有全球全天候定位,定位精度高,观测时间短,测站间无需通视,仪器操作简便,可提供全球统一的三维地心坐标等优点。我们要充分的利用GPS测量的优点,根据不同的地区,进行准确的定位测量。 4.2数字影像和卫星遥感测量。 数字影像和卫星遥感具有多平台、多时向、多传感器的特点,获取的影像具有高分辨率和高光谱的特点,采集的数据丰富且具有实时性。要充分的利用数字影像和卫星遥感的这些优点,获得直观的数字,封号的线划地质的几何特点。 4.3野外数字化地形测量模式。 野外数字化地形测量技术把现代的信息产业和计算机制图结合起来,确定好地质分布的区域,地质的测量和地质的编绘。选择合适的测绘工具,确保测绘的科学运作,保证测绘的质量。地质测绘工程中运用现代测绘技术,能增加测绘工作的准确程度,提高地质测绘工作的整体效益,在地质调查和矿产勘探等工程中发挥着不可替代的作用。地质测绘人员要不断学习和改进地质测绘技术和仪器,能随着社会和科学技术的不断进步而改良和创新,从而促进我国地质勘探工作做出更大的成绩。 作者:李光 单位:齐齐哈尔地质测绘院 地质测绘工程新技术探讨:地质测绘工程新技术探讨 一、地质测绘的概念和测绘技术发展 (一)地质测绘的概念 在现今社会中,建筑行业近些年来得到蓬勃的发展,已经是现代经济发展的重要支柱行业,随着建设工程的发展,地质测绘的重要性也逐渐的体现出来,对于一个建筑工程来讲,首先都要先进行地质的测绘,来对地质条件进行详细的探究,进行总体的分析,结合测绘技术结果,最后弄成地质版图,方便建筑工程中的使用。地质测绘主要就是勘测地质环境,主要的测绘对象就是建筑工程四周的岩石,让施工人员对工程地质有个全面的了解,以便估算工程的期限和进度,为建设工程的顺利竣工,打好基础。 (二)测绘技术的发展现状 科学技术的发展,带动了网络环境的发展,同时也带动地质测绘技术的革新,为了提高对地质测绘工程的准确度,地质测绘技术结合先进的科学技术对原有的地质探测技术不断的进行改进,特别是像GPS全球地位技术和RS技术以及地理测量信息系统技术,这些对于地质测绘的精确性都有很大幅度的提升。在中国现在的地质测绘技术发展来讲,新型的地质测绘技术改善了一些原有测绘技术的弊端,如通过先进图像勘测影像技术,对于地质的绘图有了更近一步的准确性,无形间解决了,地质测绘中存在的一些问题。由此可以看出,测绘新技术在地质测绘工程中的应用将会越来越广泛。 二、测绘新技术在地质测绘工程的使用特点 (一)高效的自动化特点 在测绘新技术的具体地质测绘应用中,大大减少了人力物力,因为测绘新技术的智能型较高,所以很多方面都是采用高科技的智能化的水准,在对测量物体的具体的使用中,可以对测量的物体的本身的性质和测量物体周围的环境特征,进行准确的测量,这对于测量信息数据的收集大大提供了便利,能更好的让绘图人员参照所测量的数据信息,进行准确的绘图,方面施工人员的理解。 采用测绘新技术对地质测绘工程进行测量,同时利用先进的网络环境利用电脑图片的编辑技术,对于新兴的地质工程进行不同比例绘图,此外通过遥感技术,能大大增加绘图的准确性。随着社会的发展,人们的生活水平的提高,在住房方面要求也不尽相同,所以说人们居住的地质环境也就存在着很大的差异,通过遥感技术就可以对不同的地质进行勘测,同时还节省了大量的人力、物力,减少了工程的成本[1]。 (三)测绘资源丰富的特点 测绘新技术在地质测绘工程的测绘当中,能准确的测量所测物体及其周围的环境特征,对于所测数据信息,可以进行反复的检查和使用,并在具体的测绘绘图中,提供很大的帮助。 (四)测绘准确高效的特点 在具体的测绘工程中,测绘新技术使采用最先进的数字化技术进行的地质检测,这能对测量中产生的误差进行有效的控制,此外对于测量中遥感技术的应用,对于误差的存在能将其控制在非常小的范围内,与此同时加上其他技术的运用,对于地质测绘工程的质量方面是实现其高度的准确性和精确性[2]。 三、测绘新技术在地质测绘工程中的应用 (一)遥感技术在地质测绘中的应用 在测绘新技术中,遥感技术能对地质测绘工程中,各种不同的地形图进行不同比例的获取,这位地质测绘工程中地形图的准确性提供了可靠地依据,而且随着近些年来城市化的发展,各个行业的扩展,遥感技术也得到更多范围内的使用,因其能对各种地质环境进行有效的勘测,并获得准确的图像信息,此外遥感技术的侦测范围较广,节省人力物力。遥感技术的这一优势,尤其是在旅游业中得到了广泛的应用[3]。 (二)GIS技术在地质测绘工程中的应用 GIS技术在测绘新技术中的应用主要是对当地的地质矿产资源的勘测、城市规划的土地建设管理和开发等诸多方面应用较为广泛,在地质测绘工程中通过GIS技术能有效得到对勘测的工程进行全方位的数字化信息的提供,彻底的实现了地理信息的科学标准化。 (三)数字化成图技术在地质测绘工程中的应用 测试新技术中的数字化成图技术,全站仪的应用较为广泛,它主要是在同测站中对角度和距离之间进行测量,并进行相应坐标的有效计算。全站仪的一大优点就是相较于普通的测量技术,它能采用一次测量就能获得多种数据,同时本身具备很强的计算功能,省去了人力计算的时间。数字化成图技术能利用电子记录手簿进行自动的存储输出等工作,减低了测量的难度。(四)GPS定位系统技术在地质测绘工程中的应用GPS是大家众所周知的一门新兴科学技术,不仅在地质测绘工程中,即使是日常的行车和出行,甚至手机中都有GPS技术进行定位,GPS技术大大方便了人们的出行,GPS功能主要有三个因素的影响分别是GPS终端、传输网络和监控平台,GPS技术的应用较为广泛,在地质测绘工程的使用面较广,进行地表移动、该工程地质控制网的建立等等检测应用。 综上所述,随着国家的发展,测绘新技术的应用越来越为地质测绘工程的检测,提供了很多的方便,在以上测绘新技术的使用中,可以看出新技术的信用加强了对地质测绘工程的准确性、广泛性、精确性的测量结果,大大减少了人力、物力的使用。科学还在不断的进步发展,我相信测绘技术也会不断的进行革新。 作者:程少伟 单位:卢氏开泰勘探公司
自动控制系统论文:主排水泵自动控制系统论文 1系统组成 1.1系统采集的监控信号。 (1)开关量输入信号 这一信号主要是对水泵的开关进行控制,如果出现任何故障状态可以实现远程监控。而且每一个阀门的开关状态都可以通过相关的指令来完成,相关的检修指令是相对比较重要的构成部分,还可以实现控制指令,检修指令,对液位的报警情况进行控制。 (2)开关量出输出信号 输出信号主要是对水泵电机的启动和停止来进行控制,不仅可以对电动闸的开关进行控制,还可以对真空信号进行监控。可见,输出信号也是不可缺少的信号类型之一。 (3)模拟量输入信号 从这一类型的信号可以看出,水仓水位、水泵抽水真空度负压等。另外,对于电机的轴承、温度以及排水的流量等都可以进行监控。 1.3系统的基本特点。 从这一系统来看,其基本的特点主要表现为以下几个方面的内容:第一,要选择性能较高的可编程逻辑控制器来进行控制,然后借助以太网的通讯模块来对数据进行高效地处理。这种方式的实时性比较突出,而且数据处理工作也比较快。第二,可以检测到水仓中其他工况的设置情况,还可以促进水泵管路的分布更加均匀。减少故障的出现频率。第三,在整个系统中具有各种不同的可靠性措施,为了应急预案,采取的维护量比较少,达到无人值守的目的。第四,可扩展性比较强,可以随着根据系统运行的需要在增加节点数量。 2系统功能 2.1自动控制功能。 (1)通过对水位进行自动检测来实现各项参数的标准性和准确性,进而达到自动控制的标准 实现科学合理地调度和轮换工作,最终达到报警的目的。自动控制功能的实现效果比较明显。 (2)在系统运行的过程中,自动控制功能还表现在对超声波水位仪以及传感器结构来实现设备的配套工作 同时还可以应用PLC来对程序进行编制,减少水位传感器故障现象的出现,通过实时报警来对水文进行监测,提升自动控制的作用和价值。 (3)可以对水泵的运行程度进行自动控制 水泵投入使用之前需要检查相关的水位,同时还需要对供电参数进行明确。另外,水泵循环使用的相关记录还包括管网的压力检测以及负压检测等工作,只有这些参数全部符合标准才能够进行运行。 (4)可以对水仓中水位的变化情况进行控制 在高水位开启的情况下,水位如果达到了上限,对多台水泵可以进行及时地排水,进行低限时性停泵,可以实现水泵设备的自动开停。 (5)控制程序的运行就是对水泵的开启和停止的次数以及相关的运行时间来进行记录 并且根据运行的相关参数来实现自动启停。这样不仅可以提升水泵使用率,还可以直接找到故障泵,实现水泵的轮换,对故障进行发现和处理。提升矿井工作环境的安全性。 (6)如果系统出现了故障问题,可以通过查看监控画面的形式来提升系统的报警功能 以便施工人员能够及时地采取措施来进行解决。 2.2半自动控制功能 根据矿井工作的需要可以对运行方式进行切换,达到半自动控制的方式,在这种情况下,操作人员可以完全地操控水泵和其他设备的启停。 2.3就地控制功能 就地控制功能也是不容小觑的,当设备工作方式切换到就地位置时,就可以实现人工方式来对控制设备的启停进行控制,同时还可以随时对设备进行检修和维护。可见,就地控制功能是自动控制系统的重要功能之一。 2.4保护功能 从保护功能上看,主要包括超温保护、电机保护以及电动阀门保护等等。第一,超温保护主要是就是当水泵或者是电机轴承达到最高温度时,超过了警戒线就会自动进行报警。相关的工作人员就可以通过这一报警信号来采取解决对策。第二,电机保护就是对通过电机的电流和电压等进行监测,还包括对水仓水位的相关参数进行控制,对电机的系统运行功能进行保护。第三,电动阀门保护就是对阀门的故障信号以及水泵的连锁控制系统进行保护,同时对电动阀门的相关信息进行检测。 3经济效益与社会效益 针对本次所研究的系统来说,在安装该系统后,每天每班可减少水泵房司机2人,每工按100元计算,每年可节约用工资金365×2×3×100=21.9万元。系统保护齐全,运行安全可靠,减少了事故的发生,同时降低了水泵工的劳动强度,改善了工作条件,使水泵工的工作由重体力劳动向轻体力、脑力劳动转变。 4结语 如今,我国在煤矿井下排水的优化、排水系统的控制、改造设备及管道的合理布局方面得到了较好的效果,还有一些研究人员在排水系统的控制方面使用了智能控制,将模糊控制及一些先进算法应用到排水方案中,优化了煤矿排水系统的控制策略,使得矿井排水系统实现了实时监控、故障诊断、报警记录、信息显示和水泵轮换工作等。 作者:刘冰涛 单位:冀中能源股份有限公司东庞矿 自动控制系统论文:锅炉自动控制系统论文 1DCS系统的基本构成 DCS系统在很长时间就已经得到了相关方面的普及工作,而且其在实际中的应用效果也是非常好的,可以说在各个领域的自动化控制技术领域都有其不可取代的地位。DCS系统就是集散的控制系统,系统的优秀思想是通过分散控制,进而进行集中操作的指导方针。DCS系统主要是由上位系统还有下位系统构成,上位系统应用的是工业控制计算机,现场的数据,存储,还有报警处理,打印以及控制参数的设定等,都是运用组态软件来完成实时的显示工作。在实际的作业工作中,通过借助于工业控制计算机,然后对上位系统进行全方式的控制,这方面的内容主要包括应用WinCC组态软件,实现对现场数据进行的实时的显示,处理,还有对各种参数进行的设定,以及对所有数据进行存储的工作,对一些可能出现问题的数据,实现自动报警,还有最终数据的输出功能等。而下位系统是由PLC构成的,同时还要连接现场的一些设备。在上下位系统之间,通过应用Ethernet来实现通讯,其根本目的就是要满足对数据的实时监控。就目前而言,基础的自动化控制系统组件主要有S7-300系列的PLC硬件,而系统平台的主要界面是Windows2010,其监控软件是WINCCV6.0,相应的编程软件是STEP7V5.3。 2针对于DCS系统的锅炉系统自动化控制系统的整体方案 2.1控制任务的运行方法。 (1)自动调节 通过对锅炉运行参数进行自动的调整,这样来适应外界的负荷,还有工质参数的要求,同时还能让锅炉保持在比较经济的工作状况下运行。 (2)程序控制 在程序控制方面而言,比如引风机,鼓风机,还有炉排的启动顺序等,它们控制开关的启、停以及运行等动作,通过先进的技术进行自动化的控制。 (3)保护联锁 如果是从保护联锁方面而言,比如锅炉在运行的过程中,这个系统配置对水位是否正常,以及压力是否正常等情况能够进行报警的系统功能,同时还包括那么针对保护作用的,对压力以及水位异常情况下的连锁保护功能。建立电气联锁保护系统,可以有效的预防和杜绝在设备关闭过程中的操作性失误。 2.2控制系统本身的功能 (1)控制燃烧系统 燃烧系统的控制的目的就是确保蒸汽管内的压力稳定,与此同时还要保证有足够的燃烧效率。所以为了平衡这二者的关系,操作人员在调节锅炉负荷以及燃料的时候,就需要及时的对送风,还有引风量进行有效的调节和改变。如果负荷增减的度量比较大,还可以选取调节措施为停开数层或某一层。 (2)锅炉送风自动控制系统 锅炉送风的主要目的是让投入的燃料,在炉膛燃烧的时候,能够自动的投入合适的风量,进而保证锅炉的原料的有效燃烧,从而来提高锅炉的工作效率。这里需要涉及到控制参数,而对送风的控制参数而言,主要是送风参数,还有煤气的压力参数,这两个参数可以让锅炉的热效率得到保证,通过借助不断的对送风机挡板开度的大小进行调整,进而来实现送风压力的自动调节的目的。如果有两台送风机同时的在运行,就应该并列其中的一个,而对另一个的送风机的挡板进行调节。 (3)对炉膛内负压力的调节 平衡量和引风量的目标,是当锅炉的运行处于稳定的状态时,要保持它的为微负压,做到这一点,系统就可以有效的并且安全的运行。炉膛中的负压自动控制机制,是通过调节引风机入口的风门开度来实现的,这个过程中,一定要保持炉膛内的负压在-20到10Pa的微负压状态之间,进而就可以保证锅炉安全的燃烧。 (4)对蒸汽温度的调节 在蒸汽温度的调节方面,现在基本上都是选用自制的冷凝水喷减温装置。它的工作原理是按照蒸汽的出口处,对温度测量的结果来判断的,通过自动打开调节阀,然后对温度进行有效的调整,以此来保证温度处于正常合理的范围之内,也就是在430到450℃之间。这些就是DCS系统的锅炉系统自动化控制系统的整体方案,这个方案的有效落实,在实际的生产中,不仅能够给相关的操作人员以很大的方便性,而且还能有效的保障各个行业的生产加工工作,尤其是在对燃烧的锅炉的保护方面,只要按部就班的执行每一项的工作内容,而不是偷工减料的落实工作,锅炉在工作方面是不会出现比较严重的事故的,所以相关的领导和技术人员对一线的操作人员,一定要做好相关的培训工作,进而保证DCS控制系统在实际的生产中发挥其最大的作用,给企业创造出更大的价值。 3针对于DCS控制系统的控制联锁保护技术 3.1锅炉的保护设计和技术应用 为了安全的监控炉膛,更好的保证稳定的锅炉燃烧情况,所以就需要控制好DCS的软硬件。在运行的时候,被输送到燃烧炉跟前的高炉煤气,还有焦炉煤气分别从锅炉的燃烧器,送入到炉膛内部而进行燃烧过程,煤气燃烧所需要的空气是由鼓风机提供给,而鼓风机在工作的过程中,先要把冷空气送到空气的预热器内,然后通过加热后,再让热风道把热空气送进炉膛内。如果煤气的压力过低,或者鼓风的引风因为其他的故障而停止了工作,锅炉的内部就会发生回火而造成爆炸的事故,对锅炉中的所有气动阀来说,在切断层面上都必须要进行连锁控制,这样才能保证在出现异常的时候,所有的安全气阀都可以被自动的连锁系统给切断,也就是说,点火煤气压力控制点火小的气动阀,而喷气自动阀,还有高炉煤气压力控制高炉的大喷气动阀,在它们之间实现连锁和切断,这对于所有的气动阀来讲,如果让引风机以及鼓风机进行全部的控制,那么一旦出现鼓风,引风机停止作业的情况,就会造成所有的气动阀都会被快速的连锁切断。 3.2水位连锁保护技术的应用 针对于DCS控制系统方面,其在处理水位变化方面能够实现非常好的自动化控制。这个系统内设置了因压力的大小而导致水位偏高或偏低的声光报警装置,还有因水位偏低而停炉热工连锁保护保护功能。尤其是气泡水位的控制设计方案,其可以根据给水的流量,还有气泡液位和蒸汽的流量对给水阀进行合理化的调节,进而保护了锅炉水位的稳定性。 4总结 这种DCS系统的锅炉系统自动化控制系统,不仅能够达到上面的效果,而且还能很好地实现节能,环保以及降耗,并且最终能够达到良好的经济效益以及社会效益目的,以上通过对自动化控制系统设计经验的分析,尤其是在DCS系统反面下的锅炉系统自动化控制系统应用的阐述,希望能给业界人士提供一些借鉴。 作者:王玮琳 单位:西安磐石电力科技有限公司 自动控制系统论文:PLC自动控制系统论文 一、PLC和智能模块的发展现状及趋势 PLC是一种在继电逻辑控制之后迅速发展起来的计算机工业自动控制装置,其强大的抗干扰能力和可靠度被广泛运用于多种工业自动化设备中。随着对PLC研究的深入和技术的发展成熟,越来越多的复杂自动控制系统纷纷将PLC作为了首选技术。与多年前的PLC功能相比,如今的PLC厂商已开发出各种各样的配套功能模块,智能化的处理能力也在不断增强,完全能够适应各类工艺生产流程,如输入输出模块,便是现今应用范围最广的PLC自动控制系统智能模块,其实现了采集外部模拟量和控制内部数字量的两种功能,甚至有一些品牌的输入输出模块已完全嵌入了A/D和D/A的功能,满足了市场的需要。然而,随着旧工艺旧设备的改造和工业控制系统的复杂程度提高,原厂配套的智能模块出现了功能性瓶颈,具有一定的滞后性,且因定制造价过高的原因,国内外开始对自动控制系统智能模块展开了更深层次的研究。 二、基于PLC自动控制系统的设计 1、PLC自动控制系统的结构构成PLC自动控制系统是通过PLC对工业生产中的储位、压力、流量和温度等生产要素进行控制的一种智能化系统,在此过程中,需进行PID的运算,通常在PLC厂家可以采购到配套的PID控制程序和过程控制模块,对于生产要素的采集和输出都有较为方便的控制方法,但基于价格和操作性的原因,不少PLC自动控制系统还是采取自己编程的方式,这对于复杂的PLC自动控制系统实现更多需求和工艺调整的控制策略,具有成本更低和操控性更强的特点。PLC自动控制系统的工作流程主要是:通过测量感应元件对信号进行反馈输入,进入A/D模块转变为系统能够识别的数字信号,再与控制参数进行比对,接着进入PID运算单元,得到偏差结果的计算,最后由D/A模块转变信号输出至执行元件,开始动作的执行。 2、PLC自动控制系统的智能化实现本文以储料储存和输送控制为例子,采用三菱公司生产的FX2N-48MR-001PLC对PLC自动控制系统的智能化实现过程进行具体介绍。 (1)储位的采集:寄存器M21闭合检测储位并选择输入通道读取储位值信号,A/D模块开始工作,再经缓冲存储器读取进入辅助继电器中,最后将数字信号储存入寄存器,等待PID的运算。 (2)PID的运算:首先,我们要初始化设定PID的固定指令参数表,即设定检测时间、增益滤波、微积分增益等参数。其次,设置独立的PID指令寄存器,当PID出现运算错误时,及时调整寄存器的ON和OFF状态,中断指令,而实际采集储位值信号时,也是通过中断和跳转指令和子程序调用指令来运算的。 (3)电动阀的输出:电动阀主要作为进出料控制的手段,是通过PID的控制和D/A模块的转换,将PID运算的模拟量结果进行输出工作,其输出值会储存在辅助继电器和缓冲储存器中,触发输出通道进行D/A转换的过程。 三、基于PLC自动控制系统的上位监控设计 1、上位监控介绍基于PLC自动控制系统的上位监控是由组态软件对上下位的通信进行衔接,且实时监控并记录PLC自动控制系统运行情况的管理方法。其采用组态软件对PLC、智能模块以及设备仪表等进行采集现场信号的工作,当系统运行到报警参数设置范围内的状态时,组态软件会以监控界面和移动终端设备等途径提醒工作人员。同时,该上位监控软件对历史数据能够进行统计和储存,便于对数据变量配置进行优化和完善。 2、上位监控界面设计上位监控界面设计分为两个步骤,一是画面的开发,通过组态软件对工业流程图的图形图表绘制,根据各设备的位置、规格和连接方式,通过缩小比例的显示方式表示在计算机屏幕中;二是工程变量的设置,监控界面中的工程变量往往用于集中进行生产监控和预警控制,因画面的直观效果,自动控制系统能够在监控界面中随时发现工业生产各个环节的运行状态,简而言之,设置工程变量即是在画面开发之后对各生产要素和连接方式的属性定义。 3、远程监控设计随着互联网的高速发展,远程监控与PLC自动控制系统结合起来,成为了PLC自动控制系统的一个很重要的智能模块。组态软件中内嵌有B/S结构,可以让自动控制系统的监控手段脱离现场的监控,随时随地对工业生产进行监控和管理,亦可设置纯浏览权限,只能访问监控界面,进行实时数据观察,该方式已成为了上位监控的重要发展方向。 四、基于PLC自动控制系统的智能模块设计 为满足PLC应用于各种自动控制系统的要求,配套输入口的模块购买成本十分高昂,而且相对固定的性能和无法扩展的弊端对于小型自动控制系统和老工艺改造项目具有较差的灵活性。针对于此,本节将阐述智能输入输出口模块在PLC应用中的二次设计过程。 1、智能输入输出口模块的设计方案智能输入输出口的设计主要通过编程来自定义种类各异的逻辑功能,实现与PLC联通信息,输入输出模拟量,并于上位监控界面中显示的功能。其中,智能输入输出口模块优秀控制器采用单片机作为主机来完成通信的传输和数据的控制,PLC作为辅机来对两者进行联通。而单片机逻辑电路设计交由CPLD来完成,所有模块和输入输出外设都经过CPLD与单片机利用总线连接,实现抑制容易、兼容性强等特点。 2、硬件模块设计 (1)单片机模块单片机是智能输入输出口模块的优秀部分,本文对单片机的选择为兼容8051指令代码的单片机,该类型单片机的功耗、速度和抗扰性能都得到了市场的良好反响。其次,该类型的单片机采取外部晶振模式并内置2个30pF电容对波特率的把握较为稳定和快速。由于STC12LE5A60S2和CPLD的供电电源为3.3V,所以可以直接进行总线连接。同时,本文将单片机的ALE引脚、中断、P2和WR/RD接口与CPLD连接,易于控制矩阵式键盘的操作。 (2)CPLD模块CPLD是自定义逻辑编程开发的专用集成电路,其利用配套的输入软件、开发软件和仿真软件对内部逻辑烧写实现电路设计、仿真和优化的制作过程。在CPLD的选择上,首选电源电压为3.3V的CMOSEPLD,满足管脚数量大于144个、I/O口大于116个的高性能和高密度要求。 (3)D/AC和A/DC模块D/AC模块的主要作用是输出0~5V的模拟量,为满足不同电路的设计要求,其输入方式应满足市面常见的直接数字和单、双缓冲并存的输入方式,至于模拟信号是否在转换后通过电流形式输出还是电压输出,本文对此不作要求;A/DC模块的主要作用是转换数字量信号,并经单片机发送至PLC进行PID运算。按照常见的自动化控制系统的要求,A/DC模块必须具备8路采集通道,且采集精度应符合8位分辨率的要求。 3、软件模块设计 (1)CPLD程序的编写CPLD程序的编写主要是对总线地址译码、读写时序、数码管扫描、键盘自动扫描的操作,通常采用AHDL语言来完成工作。其编程流程为:首先,进行总线地址译码,获取单片机对A/DC和D/AC模块的读写时序,通过读写时序判断A/DC和D/AC模块的转换状态;其次,传输采集数据给单片机,通过对数码管的1KHz信号扫描模式,将数据显示与LED上;最后,根据键盘自动扫描200Hz信号的结果,判断单片机中断的按键动作,输出至总线。 (2)单片机程序的编写单片机程序的编写主要是对主程序、功能菜单程序、显示程序和模块通信和控制进行设计。此过程是对智能输入输出口模块人机交互界面的设计,应以简单便捷的操控设计为原则,满足通信和控制模块的功能性需求。 4、PLC和智能输入输出口模块的串行通信实现PLC和智能输入输出口模块的串行通信实质上是模拟量和数字信号的传输通信,其通讯数据以每帧10个字符为单位进行传输工作,并采用STX作为起始标志,ETX作为结束标志,中间部分为命令码和校验码,通讯模式通常使用9600bps串口波特率和相同的传输数位,此过程中数据的读写工作均交由单片机完成,即将单片机作为编制通信程序的主机,以实现数据通信的需求。 作者:马婷单位:江苏省连云港财经高等职业技术学校 自动控制系统论文:热电厂输煤计算机自动控制系统 电力存在于人们日常生活、工作的每一个环节,无处不在,现代社会的经济发展进离不开电力,是国家进行经济建设、工业活动的重要保障,电力不管是对个人的生活质量还是对国家的发展建设都具有重大的影响作用,所以热电厂的发展运行情况是人们关注的热点,而输煤系统作为供应燃料生产电力的重要保障,是热电厂运行的重要构成,对热电厂的生产效率有着至关重要的作用。选用热电厂输煤计算机自动控制系统能够及时监测输煤运行过程中的各种参数情况、减少电厂工作人员的工作强度,增强电厂的设备和相关工作人员的安全系数,尽量减少或防止意外事故的发生及扩大,保障热电厂的正常能够正常、持续地运行。 1热电厂输煤计算机自动控制系统的原理 热电厂输煤系统可以分为两大部分:上煤和卸煤,为了保障热电厂的正常运行,对输煤过程中的各项设备功能及协助操作有着严格的要求标准,热电厂输煤计算机自动控制系统能够控制并及时调整输煤过程的现场设备运行,并对所有的现场输煤设备进行联锁控制,保证整个输煤系统能够正常持续地运行。而热电厂输煤计算机自动控制系统在设计时都应该要包含联锁启动、故障报警、停止和紧急停止4个基本功能,符合以下原理要求: (1)在给热电厂供煤时,各个设备的启动和停止应该要设定一种特定的顺序,即要能够对各个设备之间进行联锁控制。 (2)设备启动和停止过程设置要结合热电厂的实际工作情况计算后,设置合理地时间间隔(延时功能)。所有设备启动的延时统一设置为一个数值如15s,而停车延时可以根据不同的设备按照日常输煤工作的实际经验经过计算后分别设置为几种不同的数值,如10s、15s、20s、25s,只要保证设置的延时时间停车时破碎机要是空载的状态,同时在输煤皮带上要没有剩余的煤,延时数值的要结合热电厂输煤设备实际情况合理设置。 (3)输煤系统运行时,监测运行情况,一旦有设备发生故障的时候,立即发出报警信号并且能够自动控制停车,同时,前面的供料设备也需要跟着停车,后面的设备也要按照特定的顺序和延时进行联锁停车。 (4)在每条输煤的皮带上都设置双向跑偏开关,跑偏多少角度时发出告警信号,跑偏多少角度时发出告警并且自动停车,跑偏角度参数设置可以根据以往经验设置。 (5)可以直接在线选择启用备用的设备进行运行。如果有特殊情况发生时,可以把之前的供煤方式变成两条输煤线路的设备交叉供煤的方式。(6)可以把各个机电设备的运行情况记录显示出来,并且能够实时记录输煤过程中发生的报警、自动停机等情况。根据这些基本原理建立热电厂输煤计算机自动控制系统能够保障输煤系统正常运行下去,把各种可能发生的情况处理方法存入系统,及时快速地操作各种输煤设备,并持续监控整个输煤过程中的运行情况,发生意外状况时能够及时报警并按设置处理,有效防止意外事故的扩大,提高热电厂的生产效率,加强输煤过程的管理。 2热电厂输煤计算机自动控制系统的优点 热电厂输煤多是依靠皮带进行输送的,具有有皮带数量大、输煤工作繁杂;设备分布范围广、输送线路长、应用过程中故障事件多;设备启动要求高等特点。而传统的输煤系统是基于继电接触器产生的,针对上述特点在热电厂的运行过程中经常会发生皮带跑偏、撕裂或者是落煤的管道经常堵塞等这些生产故障,需要耗费极大人力成本及时间成本,而随着人们对电力的需求增加,热电厂规模的日益扩大,传统的输煤系统开始难以满足热电厂的需要。以PLC为优秀控制管理的输煤计算机自动控制系统能够更好地满足热电厂的市场需求,降低电力的生产成本,热电厂采用计算机自动控制系统输煤具有几个优点: (1)便于数据采集、处理工作。输煤计算机自动控制系统中,采集数据这项工作是计算机系统的主要工作内容,它将对输煤各个环节过程中的数据、规格进行实时监测,并且及时记录存储监测数据,同时,计算机自动控制系统里面包含各种数学运算、数据转换、数据排序、查找、为操作等多项功能,便于工作人员及时查阅、计算和处理输煤过程中的数据,提高输煤系统的工作效率。 (2)操作性强、可靠性高。热电厂输煤计算机自动控制系统在对系统的运行过程进行监测时,如果数据出现异常变化,可以根据事先设置好的报警数值发出报警信号,并及时调整设备运行状态,减少设备发生故障的概率、提高输煤系统的运行效率,保障热电厂工作的正常运行。 (3)适用范围广。热电厂的输煤系统中设备比较繁多,同时分布的比较分散,而要更好地完成输煤工作就需要多种设备之间相互配合密切,输煤计算机自动控制系统能够远距离控制各种设备的操作进行,并进行联锁控制,使设备与设备之间的操作既能够独立完成,又能够合作互动。 (4)便于数据联网和通信。计算机自动控制系统一般都可以相互之间进行联网、数据传送、通信,这样可以及时反映处理热电厂输煤过程中产生的问题,节省人力成本及时间成本。因为热电厂输煤计算机自动控制系统的这些优点,能够帮助输煤系统可靠准确地持续运行,并能及时响应输煤现场的各种意外事故,提升输煤系统的自动化,减轻热电厂操作工人的工作强度,缩短输煤设备的空载运行时间,提高热电厂的工作效率和生产能力。 3结论 热电厂输煤系统是一个设备众多、布置分散并且运行环境差的工业系统,而计算机自动控制系统能够通过可编程控制器的控制来自动控制上煤和卸煤,能够在系统出现故障时,及时地发出报警信号,并根据事先的数据设置自动采取相应措施,保证整个热电厂输煤系统可靠、稳定地运行,减少或防止各项意外事故的发生扩大,提高热电厂的工作效率,减少热电厂工人的工作强度,为热电厂的生产奠定基础。 作者:赵奇远 唐银敏 单位:南阳热电有限责任公司 南阳农业职业学院 自动控制系统论文:楼宇自动控制系统的智能建筑论文 1工程概况 苏州吴中区南溪江路商务中心位于南溪江路和明溪路交叉口,总建筑面积120585.21m2,其中地上建筑面积82871.71m2,地下建筑面积37713.5m2,建筑高度85.3m。主要功能为商业、办公、酒店,地下室为汽车库和设备用房。酒店为五星级酒店(金陵饭店)。南溪江路商务中心采用了楼宇自动控制系统实现了对建筑的智能管理。本文仅介绍BAS系统中空调能耗管理系统的应用。 2设计依据 1)《20kV及以下变电所设计规范》(GB50053-2013)。2)《低压配电设计规范》(GB50054-2011)。3)《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-1995(2005版))。4)《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)。5)《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-2013)。6)《智能建筑设计标准》(GB/T50314-2006)。7)《综合布线系统工程设计规范》(GB50311-2007)。 3系统原理 本设计采用新型集散控制系统——现场总线系统(FCS系统),能把控制功能分配至现场每个控制回路,并完全分散在现场仪表中,从而提高了系统的可靠性,实现真正的分布式控制。本系统可分为:设备层、控制层和管理层,主要监控对象为AHU、PAU等空调系统及水泵、电梯等设备的运行及故障信号。建筑设备监控主机控制室设在监控中心内,通过光HUB及BNA把TCP/IP协议转换成C-BUS,从而连接多台DDC直接数字控制器(可带远程输入输出模块),把各楼宇设备连通起来;还可通过ODBC、API等接口方式完成与其他系统的通信,实现建筑内的资源共享和综合管理。本建筑BA系统的监控及自诊断功能设于一层监控中心内。建筑物共设33台空调机组,其中5台采用空气净化变频机组。8台排风机组由专用PLC可编程控制器控制。一般变风量空调及一般组合式空调控制原理:由送(回)风传感器控制调节冷、热水电动二通调节阀,同时根据需要对风管电加热器进行分级调节,在电加热器后设置高温保护开关,当保护开关动作时,关闭电加热器;当风机停止时,连锁关闭电动二通阀。对组装式空调器风机进行变频控制,由室内温度控制调节冷、热水电动二通调节阀,同时根据需要对风管电加热器进行分级调节。在电热器后设置高温保护开关,当保护开关动作时,关闭电加热器的电源;当风机停止时,连锁关闭电动二通阀和电加热器。要注意风机开,电加热器才能开。随着高、中、低过滤器阻力的改变,通过控制变频器改变风机转速以维持风量,保证换气次数不变,延长过滤器的使用寿命。在送风总管上设风管压差传感器,同时在夜间值班模式下改变风机运行转速以降低能源消耗。 4供电电源 本系统设备电源由控制室配电箱引来,容量为三相5kW(配UPS不间断电源)。DDC直接数字控制器就近安装于各个空调设备机房内,电源由就近配电箱引出,容量为单相0.5kW。 5电气接地 在建筑工程设计中,供配电设计非常重要,而接地系统是其中的重要组成部分,占据重要地位,因为它能直接影响供电系统的安全与稳定。特别是近年来,社会科技越来越发达,智能化楼宇的出现在给我们带来方便的同时也产生了新的问题。本工程采用TN-S系统。在设置该系统过程中,根据其工作零线与专用保护线以及它们连接的位置,设置智能化楼宇系统的安全保护、交流工作、电子设备直流接地系统、防雷保护系统,以保障智能化楼宇的安全。 6结束语 楼宇自控系统是建筑智能化系统的重要组成部分,它是为实现建筑的使用功能服务。一幢智能化建筑需要自控设计系统承包商、建筑施工单位、业主等各方人员共同协调、密切配合、精心设计和组织施工。楼宇自控技术在智能建筑中的应用节能效果显著。有理由相信,我国智能楼宇自控系统应用将更加合理,技术发展也将更加成熟。 作者:张哲张晓萍单位:苏州设计研究院股份有限公司 苏州工业园区设计研究院股份有限公司 自动控制系统论文:电厂自动控制系统(装置)Y2K问题测试 【摘要】针对发电厂计算机自动控制系统(装置)2000年问题(Y2K问题),阐述相应的测试方法、步骤及分类,认为应根据不同的测试对象,采取不同的测试方法和步骤;无论测试对象如何,一些测试方法是基本的,具有一定的共性。 【关键词】发电厂自动控制系统2000年问题测试 发电厂Y2K测试所涉及的对象一般有:(1)计算机自动检测装置或检测系统,包括测量仪器仪表和有关的检定系统等;(2)计算机控制装置或系统,包括PLC、单回路/多回路调节器和监控系统;(3)其它计算机自动控制系统(设备),如分散控制系统(DCS)。对于不同的测试对象,应根据其具体运行情况及相应功能,采取不同的测试方法和步骤,才能最有效地测试不同对象的Y2K问题。但无论对象如何,有些测试方法是基本的和共性的。本文从发电厂Y2K问题测试方法、步骤、需选时间点段及发电厂Y2K问题分类等几方面进行讨论。 1测试方法 对于发电厂计算机自动控制系统(装置)Y2K问题,一方面要测试系统能否顺利跨越2000年,能否识别非法和无效日期,所有日期显示是否正确;另一方面,更要测试系统在2000年前后能否稳定运行,功能是否正常,会不会引起误报警乃至保护误动作等。对于不同测试对象,应有不同的测试方法。 1.1自动检测仪表 对自动检测仪表进行Y2K问题测试,一般最好用离线测试法,即用备品备件外接信号源来对其进行测试,以免在测试过程中产生干扰信号,影响整个系统运行。 1.2PLC和控制器 首先应根据该PLC或控制器对系统的影响程度,决定进行离线还是在线测试。但有相当一部分PLC和控制器可能没有日期和时间设置功能,无法进行直接测试。在这种情况下,应分2步进行:第一,若该设备有源代码,应对源代码进行分析,确定应用软件何处用了时间功能,如定时器等;判断这些时间功能是由实时时钟或系统时钟产生的,还是由计数器或脉冲产生的。若是由实时时钟产生的定时,可能有Y2K问题;若是由计数器产生的定时,软件本身应不会有Y2K问题。第二,应对该控制器的硬件电路进行分析,确定硬件电路是否有备用电池和实时时钟RTC芯片等。若没有这些芯片,硬件本身应没有Y2K问题。如果以上2步都有明确结论,就可确定该设备是否有Y2K问题。 对于类似单回路/多回路调节器的控制器,可直接测试其控制功能是否正常,也即对控制器硬件和应用软件同时进行Y2K问题测试。对于由工业控制计算机构成的控制器,应首先对工控机本身进行测试,再对应软件(如控制软件等)进行测试。对于PLC,先用编程器对PLC本身进行测试,再对应用软件进行测试。需注意的是,用编程器修改的是PLC本机的日期及其时钟,而非编程器日期。 1.3监控系统 监控系统由上位机和下位机构成,或由人机接口MMI加PLC构成。首先应根据该监控系统对整个系统的影响程度决定是进行离线测试,还是进行在线测试。监控系统的Y2K问题测试分2大部分,即下位机测试和上位机测试。先对下位机进行测试,方法与1.2节所述类似;再对上位机测试,包括上位机本身和应用软件测试;最后,对上位机和下位机同时进行测试,测试系统运行有无异常、功能是否正常。 1.4DCS系统 DCS是整个发电机组监控的神经中枢。为保证安全,在进行DCS测试前,应确保机组已停运。对于DCS,应首先进行单项测试,再进行系统测试,确保整个DCS不受Y2K问题影响。(1)DCS单项测试。先进行单个控制站、工程师站操作站的硬件和操作系统是否存在Y2K问题及其严重性,再对工程师站、SOE、控制站的各种应用软件及其功能进行测试,如工程师站组态功能是否正常、SOE事件记录功能是否正常、控制站的数据采集和控制功能是否正常。(2)DCS系统测试。单项测试后,为确认DCS控制站、操作员站和工程师站等单元间的接口、DCS数据库(包括实时数据库和历史数据库)、DCS监控和保护系统等的Y2K问题,应进行DCS系统测试。测试前,先找到DCS主时钟,通过修改主时钟时间对DCS进行系统测试,在各个关键时间段上考察DCS功能是否正常。必须进行测试的功能模块有:保护、控制、操作、显示、事件记录、报警、打印、趋势、组态、报表和上载/下载等。 2测试步骤 为尽可能减少对整个系统运行的影响,保证设备安全,测试前应认真、仔细地做好安全措施,包括现场安全措施、测试设备软件备份和系统设置备份等。(1)测试前,准备好系统启动盘和软件安装盘等;(2)测试过程中,记录所有测试数据和过程;(3)测试完成后,恢复系统及其设置,包括恢复系统日期和其它设置到测试前状态,如电气、执行机构等。 2.1测试前 在实施测试前应做好以下工作:(1)确认被测试系统的相关资料和台帐的正确和完整性;(2)验明所有的日期输入、输出、显示和内部时钟;(3)做好被测系统软件和数据备份;(4)记录被测系统的设定参数;(5)测试前排除或记录异常现象;(6)找出被测系统与外部系统的接口参数;(7)编写测试作业指导书或测试规程;(8)开会审核测试作业指导书或测试规程;(9)做好被测系统的现场安全措施。 2.2测试中 在实施测试时应做好下面工作:(1)严格按测试作业指导书实施测试;(2)遵守测试程序的顺序;(3)准备应急人员以应付意外事故;(4)输入测试数据进行测试;(5)记录所有测试情况和数据。 2.3测试后 完成测试后应继续做好如下工作:(1)将系统时钟回调到正确的正常时间;(2)在测试前,如被测系统与外部系统断开,则恢复系统连接;(3)删除所有测试文件,并将系统恢复至测试前状态;(4)重新启动被测系统,观察系统运行是否正常;(5)准备支持任何测试后的生产启动;(6)保证可用于审核和复阅的详细测试结果。 3需要选择的日期 无论发电厂Y2K问题的测试对象如何,以下日期是必须测试的:(1)特殊日期测试。以往软件设计时,常把99/9/9作为特殊日期标志。在这种系统中,若输入99/9/9,系统功能可能会发生异常,甚至不能执行系统功能。因此,必须测试1999/9/9。(2)世纪跨越测试。对于世纪跨越1999-12-312000-1-1,这是必须测试的日期。这时,要判断系统能否正确跨越世纪、系统正常运行且现有功能是否不变和系统在21世纪时能否正常处理日期数据。(3)闰年测试。在设计软件时因未考虑到2000年是闰年,因此若需处理与日期相关的功能时,系统可能会出现异常,导致不能正常处理日期数据。所以2000-2-282000-2-29,2000-2-292000-3-1是必须测试的日期。(4)人为设置日期测试。系统应承认有效的日期测试,包括:1999-9-9,1999-12-31,2000-1-1,2000-2-28,2000-2-29,2000-3-1,2000-12-31,2001-1-1,2001-2-28,2001-3-1,2004-2-28,2004-2-29,2004-3-1;系统应拒绝(无效)的日期测试,包括:2000-2-30,2001-2-29,2004-2-30,0000-00-00。(5)其它日期测试。如2000-12-312001-1-1,2010-1-1,2038-1-1等。以上日期,对于任何对象都应测试,且为更全面地测试对象的Y2K问题,还应根据具体情况考虑其它日期测试。 4问题分类 根据北仑发电厂(1999/1/25~2/3)和嘉兴发电厂(1999/2/16~2/26)的计算机自动控制系统(装置)Y2K问题测试情况,Y2K问题对发电厂计算机自动控制系统(装置)的影响可归结为以下4个方面。 4.1没有实时时钟芯片或时钟功能的控制系统(装置) 这部分设备虽然属于计算机或单片机控制器,但因没有实时时钟芯片或时钟功能,设备中没有日期和实时时钟,因此不存在Y2K问题。如小汽轮机控制器505、ROTORK电动头、PMC轴封控制器和DFS火检等。 4.2“Y2KReady”的自动控制系统(装置) “Y2KReady”是指在通电或断电状态下,系统(装置)的时钟存在Y2K问题,但系统功能不受影响,能照常运行。如:(1)不能顺利跨越2000年,需要通过人工设置到2000年,但系统功能不受影响,可正常运行。如在世纪跨越时,年份变为1900,因有些操作系统最早年份为1980年,因此系统显示1980年,需人工设置为2000年,如新华DEH使用的工控机、西门子DCS编程器PG750、SOE等。(2)无法识别或拒绝非法日期的设备,但不影响其功能,如某电厂的质量流量计,接受了2001年2月29日。(3)闰年问题。某电厂的废水系统PLC,2000年2月28~29日测试,实测现象为3月1日,但系统运行正常。(4)日期显示问题。某电厂2号灰控PLC,2000年2月28~29日测试,实测现象为2月28日,即时间变化,日期不变,但系统功能正常,运行稳定且无异常。 4.3“Y2KOK”的自动控制系统(设备) “Y2KOK”是指在通电或断电状态下,系统(设备)时钟不存在Y2K问题,且系统功能正常,运行无异常。这类设备有:某电厂的网控闭锁装置、电除尘中央管理机及炉内加药系统等。 4.4“Y2KNotOK”的自动控制系统(设备) “Y2KNotOK”是指在通电或断电状态下,系统(设备)时钟存在Y2K问题,且系统功能不正常,运行异常,如某电厂的硅表。 5结束语 通过Y2K问题的测试,一方面可掌握发电厂自动控制系统(装置)Y2K问题的严重程度;另一方面可借此制定Y2K问题的解决方案及各种应急措施,具有重要意义。所提出的测试方法、步骤、选择的时间段和分类等几方面问题,可供发电厂同行参考,希望共同对此问题进行深入、细致地探讨,为保障机组安全、经济运行,顺利跨入21世纪打下良好基础。 自动控制系统论文:水位自动控制系统设计 近年来对城市供水提出了更高的要求,水塔水位控制自动化系统被不断地改造,以适应社会的发展和人民生活水平的提高,满足及时、准确、安全和保证充足供水。目前水位自动控制系统有很多成熟的产品,控制手段主要有单片机监控、比较电路监控、利用PLC和传感器构成水塔水位恒定的控制系统等,运行可靠,可实现远程监控和无人值守。在许多偏远地区,特别是居住相对分散的农村地区,供水问题也待解决。如果仍然沿用人工方式,劳动强度大,工作效率低,安全性难以保障。本文针对乡镇和偏远农村家庭供水的特点,设计一款简单实用、符合要求的水位自动控制系统。 1水箱水位自动控制系统的组成 针对偏远农村分散居住,取水不方便(包括从水井取水)的特点,考虑到农民生活消费水平不高,设计的供水系统必须是既方便农民的生活,又经济实惠等特点的水箱水位自动控制系统。水箱水位自动控制系统的组成。 由图中可知,水位自动控制系统电路主要由主电路和控制电路两大部分组成。主电路是一台抽水水泵,由220V交流电源电压供电。控制电路由包括整流、滤波、稳压电路、感应电路及限流限压电路组成。 2水箱水位自动控制系统的设备 水位自动控制系统的设备只需选用价格低廉、安全可靠的设备。 由设备表可知,所有的设备都是简单而常用的小型设备,价格低廉,控制和维护简单易于掌握,对远离城市的偏远地区非常适用。传统的水位控制系统通常使用传感器进行上、下限控制,以保证水位在上、下限之间。此设计中只用三根导线来代替传感器放置在上、下限水位之间,利用水的导电特性完成上、下限水位的自动控制,节省了购买传感器的费用,也不必考虑传感器的故障,进一步降低成本,提高系统的可靠性。 常见的生活用水供应系统工作形式是由外来补充水源(一次水源)向一个高位水塔和一个低位水池补水,再由高位水塔和低位水池(二次水源)向各用户供水。此设计主要考虑针对家庭供水系统(或者某些单独取用水之处),因此只需用(储)水箱而非水塔供水。系统供水是由水箱直接供应,不用考虑由位置高度所形成的压力来进行供水,不用气压供水,不必在屋顶上设置水箱,也不用单独建筑水塔,仅在厨房或需用水的地方放置一足够大的(储)水箱即可满足供水要求。 3水箱水位自动控制系统的控制原理 该水箱水位自动控制系统结构简单,控制原理如下:系统上电后,交流电源经整流、滤波、稳压后,由电位器调节获得12V直流工作电压。当水箱水位低于下限时,接触器线圈失电,其常闭触头使水泵接通工作,抽水到水箱中;当水位上升到上限时,接触器线圈得电,常闭触头断开,常开触头闭合,水泵停止抽水。 V1、V2用来保护LM317输出端电压为安全电压,使其免受短路电流的影响;V3用来保护三极管,同时避免触电事故的发生。水位的上、下限可通过调整三根导线的位置设定。 4测试应用 该设计经安装调试,结合实验室给排水系统进行测试,效果良好。正式应用于某乡镇几个家庭的日常用水装置中已将近两年,至今未发生故障。该系统在运行期间稳定性高,完全符合预先规定的标准,只需将控制电路稳压输出调整在10V-12V之间,可投入使用。可用交流变压器供电,也可以用直流供电。 5结束语 设计的水箱水位控制系统因价格便宜,结构简单,使用方便,不易发生故障,可用于要求不高的给排水系统中,特别适用于城镇及偏远山区取水装置。 自动控制系统论文:污水处理自动控制系统研究 摘要:随着经济社会的发展,人们在工业生产、生活中产生的各种类型的污水越来越多,如何处理污水一直是人们热议的话题,近年来,随着污水处理自动控制系统的不断完善,污水处理自动控制系统使用率及净化效果也越来越好。本篇文章主要是介绍污水处理自动控制系统的常见类型、特点、发展现状,详细论述了污水处理自动控制系统在国内外应用研究方面的基本情况,并结合当前污水处理情况分析了其今后的发展趋势。 关键词:污水处理;自动控制系统;发展情况;发展趋势 近年来,随着生态环保型社会的建设,无论是各级政府、专家学者还是人民群众,对如何处理生活中的污水都给予了非常高的关注度,这些都推动了污水处理厂污水处理自动控制系统的发展、应用。随着对污水处理自动控制系统研究的深入,人们对其类型、制约因素等将会有更深层次的认识,这有有助于进一步加快污水处理自动控制系统的研究、应用和处理效果。 1污水处理厂自动控制系统论述 设置污水处理自动控制系统最终目的高效率、低能耗的处理各种类型的污水,溶解氧、流量等是污水处理厂中普遍使用的自控变量,作用非常明显,即管控供气、回流污泥、化学药剂投加量等,只有准确处理三者之间的各种比例关系,污水处理才能达到理想的效果。随着科学技术的发展,当前,主要有数据监控采集系统、全厂自动控制系统2种类型。数据监控采集系统,信息化程度高,采集监控对象主要是污水处理过程中的数据参数,作用对象比较简单,在功能上不能单独实现全场生产的自动化控制。全场自动控制系统功能比较齐全,作用内容比较系统,集监控和采集数据于一体,组态非常灵活,界面易为操作者接受,方便扩展,且由于使用时间较长使得技术应用非常成熟,在目前污水处理厂中的普及率非常高。随着污水处理自动控制系统的发展,当前,主要有3种常见类型:PLC可编程序控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统等不同种类,这是目前使用率较高的自动控制系统类型。PCL在可靠性、控制能力方面表现非常好,编程类型简单,只要操作工人简单学习就可快速使用,外部环境对该系统产生的影响非常小,系统运行比较稳定,同时,该系统有不同类型的接口,与其他的设备可以非常简单的接通,在灵活性、可扩展性等方面也有令人满意的效果,正是其简单易行的特点,使得该系统一旦出现问题,技术人员可以快速完成修复工作。DCS主要体现的是标准化、模块化、系列化,可以实现集中操作管理,该系统在自主性、协调性等方面表现较好,对信息技术的依赖性比较高,具有比较高的工业使用受众面,在使用率、普及率上占有一定的市场比例。FCS的特点比价简单,即主要依靠通信网络,可操作性强及分散功能快等特点。 2污水处理自动控制系统的应用研究现状 与国外相比,尤其是已经高度使用计算机系统操作污水处理自动控制系统的欧美国家,很多地方的污水处理自动控制系统已经高度信息化、自动化、智能化,无论是数据采集还是过程监控等大部分都可以由计算机代替人工完成,技术含金量非常高。同时,在各种技术应用上也比较成熟,一旦某个系统故障,在一定时间内如果无法快速排出,可以快速转换到人工操作进行手动处理,很少出现污水处理自动控制系统停运的现象,从而保障了污水处理厂全天候24小时的正常运行。在欧美国家应用比较典型的系统是SCADA系统,在污水厂中该系统在传统在线感应器方面配备齐全,例如,常见的温度计、水位表等可方便用于污水处理过程中的数据采集。不同国家的经济政策、环保政策等都会对配备传感器的数量、水质、处理效果等产生不同程度的影响。最初,我国在污水处理方面的各种费用明显不足,国外使用比较普遍的自动控制系统配备不全。近年来,随着各级政府对污水处理工作认识程度的提高,污水处理工作中的信息化处理程度不断提高,无论是生产还是污水管理等都进入了快速发展时期,信息技术的快速发展也为污水处理行业的生产管理自动化、信息化、智能化等提供了有力的支持。当前,从宏观形势上看,我国的污水处理控制水平主要包括手动操作、半自动控制和全自动控制3个层面,每个层面都有不同的适应类型,发展方向也不尽相同。 3污水处理自动控制系统的未来发展趋势 虽然污水处理自动控制系统越来越受到重视,但是该系统并没有达到非常高的普及率,这也是与该系统自身的缺点是分不开的,例如,检测工具有时候会出现问题,在可靠性、稳定性方面做的不够好;污水厂中的传感线主要作用还是体现在检测方面,投入费用、维护成本都比较高;大多数污水厂建成时间比较久远,很难结合当下的新技术在原有基础上再造;自动控制系统缺少专业的操作人员,操作人员缺少自动系统方面的理论知识和实践经验,在操作过程中很容易发生安全事故。今后,污水处理自动控制系统将进一步突出安全性,更加注重人性化、科学化,随着信息技术的发展,有关污水处理系统的研究进一步深入,该系统自身存在的不少问题将会迎刃而解,将会大大推动该系统的普及应用。 随着社会科学技术的发展,人们环保意识的不断增强,对污水处理自动系统的研究、应用力度将越来越大,污水处理工作也将迈上新的台阶,更好的服务于经济社会发展和人民群众的健康生活。 作者:周志强 单位:秦皇岛市第一污水处理厂 自动控制系统论文:自动控制系统在污水处理的运用 摘要:随着环保意识的不断增强,人们开始越来越重视对环境的保护。然而,在经济迅速发展的今天,工厂污水的随意排放,给人们的生产和生活带来巨大影响的现象随处可见。因此,做好污水的处理工作显得尤为重要。本文主要从当今国际国内社会污水处理的现状入手,明确这一领域中自动控制系统的组成、特点及其在污水处理过程中所起的作用,进而能为我国自动控制系统在污水处理中得到更充分、更合理的运用找到有效方法和途径。 关键词:自动控制系统;污水处理;运用 随着资源节约型—环境友好型社会提出,生态文明建设得到了不断地发展,人们的环保意识也在不断增强。但是,面对经济发展所带来的污水肆意排放问题却始终没有得到彻底的解决。究其原因,有企业的环保意识不强,但同时也不乏有处理污水的技术设备不过关,不能很好的对企业排出的污水进行处理等原因。因此,要真正解决这一问题,需要更好地运用一些先进的技术,其中就包括自动控制系统。我们要通过采取各种措施,让自动控制系统在污水处理中充分发挥它的作用。 1污水处理中的自动控制系统的组成、特点 污水处理中的自动控制系统即是要求采用一些先进的技术,包括计算机技术、虚拟的网络技术、数据的组成分析系统、图像的呈现的手段等来实现对污水处理的全程的监控和管理,在确保把污水中的杂质从中分离出来的同时还要求确保处理过的杂质和清水能够进行再次的循环利用。通过自动控制系统来实现污水处理的这一目标,要求其必须具备一定的基础硬件,比如说,能够精确监测水质酸碱度的设备要具备、能够及时准备对这些监测数据进行整合梳理的数据的组成分析系统要具备,能够将这些数据汇集在一起的数据网络也需要建立,还包括一些显示器、打印机等等也都是这一系统的必备要素。当然,在这一体统在运用实施的过程中,还有一个更加关键的因素,即能够掌握控制分析这一系统的人。对于污水处理中的自动控制系统,他需要的设备的技术含量较高,精确度较强,对人综合素质的要求也极其严格。但从这一系统的使用过程来看,它仍然具有其他系统所无法比拟的优越性,例如,他的适应性较强,减少人为因素的影响使得数据的准确度甚至精确度较高,开放性也比较强,同时,在这一污水处理过程中,由于自动控制系统的应用还能省去更多的人了和物力,可以为企业节约更多的经济成本和劳动力成本,从而可以为企业的扩大再生产提供保障。 2自动控制系统在污水处理中的运用现状 自动控制系统在污水处理上的应用最早是出现在国外,因而,这方面的技术和设备对比我国国内也具有明显的优势。尤其是在一些欧美国家,自动控制系统在他们城市和工业污水的处理上很早就已经开始使用。他们使用电脑进行数据的全面记录,同时采用一些先进的技术设备进行了远程的监控和控制,甚至在某些地方、某些领域都已经完全实现了自动化的污水处理操作。比如在当今的美国社会,一些规模较大的污水处理设备厂均有一套适合自己的、相对集中而又有所分散的自动控制系统在不断的工作。他们不需要更多的人力,有的只是或多或少、设置井然合理的计算机,他们不断在对整个污水的处理的环节在进行控制,包括污水中废弃物的沉淀是否达标、过滤是否合格、反复冲洗的次数是否无误、化学物质的投放对污水净化是否安全等等都有自动化的设备在监控和控制。随着我国对保护环境的日益重视,这些自动控制系统也在我国得到了越来越广泛的使用。比如在我国山东某污水处理公司,也已经开始使用这一系统进行污水的处理工作。他通过一种优秀的电子器件,使用光缆,双绞线等将这一优秀电子器件与电脑服务器的终端、操作站等进行链接,形成自己集团单位的一个局域网。凭借这一局域网络,它可以对污水处理的整个情况进行控制和管理,取得了很大的成效。然而,由于我国在资金技术等方面还存在较大差异,对于自动控制系统也仅仅是在一些大型的污水处理单位进行使用,对于那些小型的污水处理厂却只能望洋兴叹,无法真正的采用这一设备。再加上这一设备由于技术的原因,也不能真正的实现完全的自动化,很多时候对污水处理情况的检测还得需要人力去进行抽样检测,这也给我们的污水处理工作方面实现自动控制系统的处理带了很大的障碍。这也需要我们不断的研究和思考,积极学习外国的先进经验,引进外国的先进设备,再结合自身条件的基础之上,努力实现把自动控制系统真正的应用在污水处理这一领域中。 3自动控制系统在污水处理中的运用 近年来,随着市场经济的发展以及人们对污水处理标准的不断提高,自动控制系统在这一领域中的运用也显得至关重要。通过自动控制系统,实现污水处理厂生产运行远程监控,在污水处理厂的进水槽、粗格栅、细格栅、沉砂池、生化处理池、沉淀池、污泥处理站、出水槽等处理单元分别安装不同类型的传感器探头及控制模块,用于检测进、出水质、流量、COD、NH3、PH值、加药量等运行处理指标、通过各传感器探头数据采集,控制模块将数据传送到中央计算机中心,其会根据实时数据进行分类,并及时做出分析判断,根据运行处理水质的各项指标与设计要求对比,得知当前的运行状态,计算机通过控制模块发出指令,及时调整运行状态,确保出水水质合格。针对这一设备在我国的运用现状,例如:资金技术的缺乏导致的这一系统不能在中小企业被广泛运用;设备原因导致检测的结果和标准与先进的发达国家还存在这很大的差距;人才的匮乏是这一设备在运用的过程中也困难重重……,我提出了一些改进的意见。 3.1大力发展科学技术,提高该设备在使用过程中的精细度 我们把自动控制系统应用于污水处理领域,主要的目的就是保证我们所处理的污水达到我们的排污标准,不仅不会对周边的环境产生恶劣的影响,同时在此基础之上,还可以对其处理过的污水及杂质进行再次的循环使用。因此,这就需要设备具有较高的精细度,不仅要精确检测,还要做到细致入微。在水质的检测标准上,也应该尽量做严格,与国际的标准接轨。在我国,很多污水处理的企业仍然采取那种原始的、古老的自动控制系统的水质标准作为自己的标准,殊不知,时代在进步,社会在发展,我们的自动控制系统的水质标准也应该不断的被提高。如果不符和当今水质标准的水排放到其他水域中,或者对这样的水质进行循环再利用,同样也会给社会的环境和人们的生命健康带来巨大的影响。因此,我们必须做到要让水质的检测标准更高一点,与国际更接近一点。 3.2继续贯彻人才强国战略,培养能够研制开发自动控制系统的高端人才 当今世界的竞争是科技的竞争,更是人才的竞争。尤其是对一些尖端的科研领域和高精度的实践领域,人才的需要则先得更加紧迫。在污水处理这个具体的实践过程中,自动控制系统可谓是当前最尖端的技术,他能够在节约最大成本的同时是污水的处理程度达到最佳。然而,在我国,能顾真正懂得这些技术、能够对这些技术轻松驾驭的人才恐怕是少之又少。我们国家可以通过优厚的报酬、待遇等来积极吸引外国在污水处理领域的尖端人才,让他们为我们在这一领域更好的让自动控制系统发挥作用提供更多的指导。同时,对于我们自身培养的人才也应该对其进行培训和再培训,以保证他们的技术水平能够及时的时代与要求保持一致,与时俱进。 3.3设备维护的重视程度急需加强 再先进的技术如果你不注重对其进行后期维护的话,也不可能正常运行,更不可能达到我们的理想标准。在我国,也曾一度引进过外国的先进设备,但是在使用的过程中出现的各种问题却没有得到及时解决,所以最后的设备系统都只能成为一个空架子,形同虚设。因此,我们必须重视自动控制系统在使用过程中的维护,同时保证效果维护的效果最佳。 4结语 社会的发展对环境保护的要求也越来越高,因此,要达到这一标准,在污水处理的过程中使用自动控制系统这将是一种必然趋势。相信,随着国家和社会的重视,随技术的进步和发展,我国自动控制系统在污水处理中的应用一定会越来越广,由此产生的社会效益和经济效益一定会越来越高。 作者:吕威 单位:广西来宾工业投资集团有限公司 自动控制系统论文:自动控制系统在城市污水处理过程中的应用 摘要:对于任何一个城市来讲,污水的处理都是十分重要的,如果处理不好,直接会造成城市整体运作出现问题。因此,本次研究工作以污水处理为出发点,通过对现阶段自动控制的应用进行分析,总结出现阶段存在的问题与不足,并有针对性的提出相应的解决方法与策略,为更好的保证城市的污水处理工作打下坚实的基础。 关键词:自动控制;城市污水处理;应用;分 污水的集中处理在过去很长一段时间内都占据着主要的地位。但是就实际的操作情况来看,采用集中处理的方式对污水进行相应的处理在管理等方面都有着较好的效果,现阶段已经初具规模,这一方式能够更好的促进城市中污水的处理工作。不过在实际的操作过程中,仍然存在着一定的问题需要解决。比如,在完成集中设备的建立过程中,需要耗费大量的人力与财力,同时在建设的时间上也较长。这样一来,由于城市的发展速度相对较快,而相配套的污水处理系统却没有办法快速的建立起来,这就给污水的处理带来较大的压力。因此,对污水处理的方式进行创新是十分必要的,本文以此为契机,重要介绍了自动控制系统在城市污水处理中的问题,并针对问题提出相应的解决策略。 1污水处理中自动控制系统的应用分析 污水在应用自动控制技术时,主要是使用了自动化检测系统。现阶段我国已经有很多污水处理机构使用了该系统对污水进行相应的处理。在实际的操作过程中,曝气池也是十分重要的,在对该部分进行测量的时候,对于测量的精度等也有着十分重要的要求,而这些数据也对污水的处理起着至关重要的作用。因此,每一个污水处理厂在实际的操作中都会对这几个重要环节进行重要的检测。(1)污水处理中水泵自动控制系统的应用。在污水处理过程中,由水泵所组成的自动控制系统在工作时需要根据时间来进行自动的调整,而调整的两个模式分别为备用与气动两种。如果在具体使用的过程中,仅打开一个水泵没有办法满足控制要求时,就需要将另外的一个水泵也打开,让两个水泵一起工作。同时,水泵在运行的过程中,可以使其依据水的流量来进行自动的控制,从而实现科学的控制以保证整个设备在运行过程中能够始终处于最佳的状态,从而有效的减轻相关工作人员的劳动强度。(2)污水处理中流量的自动控制分析。在污水处理过程中,流量的控制主要是对整体系统运行过程中各个参数进行有效的了解,根据相关的参数以实现对污水处理的控制,一旦出现问题,就可以对其进行快速的修正。就实际情况来讲,在进行污水处理的时候一定要提升对水表面的冲击力,此时便需要对其进行一个较为精确的把握,此时测量所得到的数据最为精确。在这一过程中,如果使用人为的方法进行测量时,由于人的主观性所造成的误差较大,但是在使用自动控制系统后,就可以很好的控制该误差,从而有效的提升测量的精度,而且测量所得的有效数据较多,能够很好的被工作人员所使用。 2污水处理过程中自动控制系统应用的问题分析 (1)限制因素较多。就现阶段我国的实际情况来看,已经建立完成的污水处理厂无论是设备还是人员方面都有着较大的限制。特别是有一些污水处理厂存在自动控制技术落后,相关设备陈久,管理不到位的情况。而伴随着我国对污水处理要求的不断提升,这些污水处理厂明显会感受到来自各个方面的压力,当引进了较为先进的设备后,相关的工作人员并不能够很好的使用这些设备,这就造成了整体工作效率与效果无法进一步的提升。(2)线上控制的稳定性不足。随着我们对污水处理要求的不断提升,自动控制技术的相关学科在整体控制系统也得到了长足的进步,特别是现场总线技术与PLC的应用,但是在使用的过程中,稳定性问题仍然无法完全满足人们的要求。就实际情况而言,污水的处理是十分复杂的,整体系统在数据的处理问题上十分多,同时在这一过程中也在不断的变化,这些问题的存在都会给整体控制系统带来较高的难度。由此可以看出,污水处理厂虽然使用了自动控制系统,但同时还需要相关的人员在现场进行实地的操作,同时有针对性的进行相应的调整,以确保整体系统运行的稳定。(3)自动控制系统自身缺陷分析。随着污水处理厂更多的使用自动控制系统,使得该项技术也有了较快的发展,不过就实际的应用情况来讲,该技术自身仍然存在着一定的问题。比如所使用的自动控制技术与软件有明显的缺陷。在实际中,自动控制技术许多都是直接从国外引进而来,这也就造成了许多操作人员在操作中处理不当。比如对污水处理的探头进行控制时,当该探头完全被污水淹没后,所检测到的数据便会出现问题,另外,由于污水的组成十分随机,这也会影响到探头所检测到的数据,甚至会影响到整体设备。 3自动控制系统的改进建议 (1)当污水处理过程的稳定性还未得到很好的解决时,相关的工作人员应当具有较高的能力,从而有效的提升整体系统的稳定运行,一旦出现问题,应当能够进行及时的解决。(2)在进行实际的操作过程中,应当将自动控制技术与网络相结合,通过网络来实现对整体污水处理的过程进行有效的控制,从而在真正意义上解决工作人员的繁重劳动。(3)随着自动控制技术应用程度的不断提升,每一个污水处理厂都需要配套相关的专业人员,并定时的去这些工作人员进行相应的专业化培训工作,以确保他们能够更好的保证污水处理工作的正常运作。 4总结 自动控制技术在污水处理过程中的应用不断深入,有效的促进了整体污水处理工作效率的提升,能够很好的控制相关有害物质的排放,对环境的保护起到的至关重要的作用。不过就现阶段的情况看来,虽然自动控制技术的使用已经有了长足的进步,但是仍然存在着一些问题需要解决,这些问题的存在会严重的影响到污水的正常处理。因此,对该技术进行深入的研究是十分必要的。 作者:屈科科 解军艳 单位:济源职业技术学院 自动控制系统论文:污水处理中自动控制系统的运用 [摘要]在目前的污水处理中,自动化控制系统正发挥着越来越重要的作用,提升净水质量、加强节约能耗、完善资源优化等优点使污水处理自动控制系统正得到越来越广泛的应用。尽管目前我国的污水处理中的自动控制系统配备使用率已达到相当水平,但其带来的问题也十分显著。本文立足于目前的污水处理系统的运用现状,以污水处理的系统构成即控制方式为切入点,分析污水处理自动控制系统的组成控制方式和存在的问题,并针对存在的问题提出改进建议,以期为相关研究工作提供有益借鉴。 [关键词]自动控制系统;污水处理;故障 0引言 随着近年来我国的工业化发展进程不断推进,实施可持续发展战略以应对资源与环境问题成为我国现代化建设的主题。在这样的背景下,面对我国水资源紧张的不利形势,如何做好污水处理控制引起了国家和有关单位的高度重视。另外,计算技术和自动化的管理控制系统逐步发展,污水处理自动控制系统正被越来越多的污水处理厂开发使用,这一自动控制系统具有节约能耗、降低成本、提高水质等优点,可以说,这种污水处理自动控制系统对于我国目前的污水处理行业来说有着十分重要的意义。 1自动控制系统的发展历史和应用现状 污水处理的自动控制思想最早可以追溯到20世纪70年代的美国,伴随第三次科技革命的兴起,美国不少污水处理工程将计算机控制模式引入到加药环节,这种自动化的操作模式流程简易、钒用量控制精确等优点使其获得了良好的应用效果。因而自动控制系统在污水处理中得到了推广使用,德国、日本等国也先后开展相关研究并最先实现计算机控制。经过几十年的发展,今天的污水处理自动控制系统已经逐步发展完善,自动化程度也有了大幅度提升。污水处理中的自动控制系统,其工作原理是利用网络通信依靠主计算机对控制设备、执行器件、检测元件实行整体管控,实现污水处理的集中调控、集成分析和数据集中处理。目前我国的污水控制系统在经过初期的引进和中期的消化吸收环节后,已经取得了长远发展,工业Ethernet配合FCS、PLC控制构成了我国最新一代的污水处理自动控制系统。在我国目前的污水处理自动控制系统中,主要应用FCS、PLC、DCS等控制系统进行综合管理。其中FCS又称现场总线控制系统(FieldbusControlSystem),其最大特点莫过于以先进的网络传输取代传统硬件传输,FCS利用网络技术实现了处理现场控制器、传感器和执行器的关联。PLC则被称为可编程控制系统(ProgrammableLogicControlSystem),通过计算机数据处理以加强控制执行中的可靠性和抗干扰性,实现开关量的逻辑控制。DCS,又称集散控制系统(DistributedControlSystem),作为最新的4C控制技术,DCS能够实现连续性的物理量监控调节,并能与PLC技术实现相互协调处理。 2自动控制系统构成及控制方式 2.1硬件系统 (1)中央监控系统。顾名思义,利用中央计算机对污水处理的每一个环节进行总体把控。中央监控系统不但要分析大量数据,还要兼备检测和调配工作,所以系统运行时要配备相应的显示输出设备。中央监控系统能够在第一时间将各项参数、机器运行状态等数据信息在显示屏上展现出来,能够更合理地处理污水,反映故障信息。(2)现场控制系统。对于污水处理的自动控制系统而言,现场控制无疑是十分重要的。因此在污水处理厂,PLC更多地被用作现场控制系统的控制器。正如上文所述,PLC是一种新型的可编程控制系统。它将计算机技术应用到系统控制中,因此不少大型处理控制系统需要多台PLC进行连接工作。PLC的广泛应用离不开它的稳定的抗干扰性。在复杂的污水处理现场,以中央控制为优秀,作业现场一般设置多个控制站以加强各部分间的控制,并以网络作为信息连接的桥梁。PLC可以在复杂的环境下实现高效率的环境监测和数据传输,模块化的管理方式也使其更容易优化运行。(3)模拟显示系统。在自动化的控制系统中,反映数据往往要通过计算机控制下的显示设备进行输出显示,因此,模拟显示系统也是硬件系统中的重要部分。其主要作用就是输出动态数据,进而帮助工作人员依据污水处理的实际状况进行对应的监控管理,并对系统异常等问题进行及时反应,帮助工作人员采取相关措施。 2.2软件系统 污水处理的自动控制系统中主要配备三个种类的软件,主要为系统系统、数据库软件和应用软件。下面就对这三种软件进行详细分析:(1)系统软件。以MicrosoftWindowsNT操作系统为主,配有开放性接口,能够应对多用户、多任务的处理工作。(2)数据库软件。其作用是实现对数据的第一时间监控,并生成相关操作记录以供数据分析,此外,数据库管理软件还能够进行清晰的数据梳理工作。(3)应用软件。在污水处理的整体控制中,应用软件可起到十分重要的作用,具体包括生产管理数据库、生产查询图形、完善日常设备管理等。相应的管理者可以轻松便捷地实现管理。2.3控制方式污水处理的自动化系统控制方式可以分成三方面:(1)远程监控。即对中央控制室运用网络技术对各个分散终端进行实时监管,远程监控的广泛使用让技术人员可以便捷地获取吸刮泥桥、曝气机、水泵等设备的运转信息进而开展控制。(2)现场监控。即利用PLC系统完成对现场的设备管控,将设备情况通过网络传输及时有效地提供给PLC总站进而实现监督管理。(3)手动监控。处理现场的各个设备在进行开关转换时都需要进行人为的手动控制和操作,较之远程管理,手动控制更具优先性,且在应对可编程控制系统的突发故障时,能够更易于控制操作,降低风险。 3自动控制系统存在的问题和改进建议 尽管近年来自动控制系统在我国的污水处理实践中得到了广泛应用并取得了长足进步,但不可否认,相关发展还十分不完善,自动化系统控制在具体操作中依然存在着十分明显的问题。本文接下来就对这些问题予以列举总结。 3.1自动控制系统存在的问题 3.1.1自动控制系统缺乏线上稳定性 在污水处理自动控制系统中,现场总线控制系统、可编程控制系统以及集散控制系统正不断发展完善,系统的稳定性始终是发展的重点所在。污水处理实在是一个极为复杂的过程,系统所要处理的数据种类繁多且往往处在不断变化中,无疑在一定程度上增加了污水处理系统的控制难度。因此多数污水处理厂在应用自动控制系统的同时,同样需要工作人员在现场进行操作管理,并针对分析结果进行对应的管理工作进而保证系统运行的稳定。 3.1.2自动控制系统受制于多种限制因素 在我国,不少已经建成投用的污水处理厂存在着设备、人员方面的限制性因素。其中,不少污水处理厂自控技术落后,处理效能与管控权责不明,配套设施匮乏,设备管理漏洞百出。随着对应的排放标准提高,污水处理自动控制设备的知识储备出现了明显不足,工作人员无法掌握引进设备的操控技巧,而单一的培训方式也不能从根本上解决内部员工的问题。 3.1.3自动控制系统控制力缺失 我国目前的污水处理厂中普遍设置了监视措施,但实际的管理效力却往往不能达到预期要求。一方面,相关工作人员数据分析能力有限,当工作人员不能处理好相关数据时,自动控制系统也就失去了其原有的控制执行效率。工作人员的疏忽还体现在污水处理中的节能减耗问题上,有关人员往往不能认识到能源与经济效益的关系,这种不合理的操作也造成了对于污水处理厂的风险投资被限制。另一方面,经管自动控制系统在处理污水时能够保障一定的排放标准,但相关管理部门却不能产生足够的重视,与风险投资者也缺乏必要的沟通,因而各种各样的限制因素造成了不利于污水处理自动控制系统的推广和使用。 3.1.4自动控制系统本身的缺陷 尽管近年来污水处理的自动化控制系统进步迅速,但许多技术方面的缺陷不可避免。例如自控技术及相关软件存在缺陷、仪器设备不规范等。由于许多关键技术由国外引进,因而工作人员在处理过程中很容易出现操作不当的问题。以污水处理的探头控制为例,相关数据的采集很有可能会因为污水的淹没而出现问题,且污水中的成分构成十分不规则,导致探头被缠等情况影响最终的数据分析,情况严重时还有可能造成设备损坏。 3.2自动控制系统今后的改进建议 针对上文所述的污水处理自动控制问题,本文在进行分析总结后提出了相应的改善思路以供相关行业研究者参考借鉴。(1)保障自动化控制系统的稳定性,由于污水处理的自动化控制系统依靠总线控制因而尚存在线上的不稳定性。因而污水处理厂应当对系统的稳定性管理足够重视,加派必要的工作人员参与到污水处理系统的管理中是十分必要的,依此来弥补系统不稳定性所造成的数据误差。(2)重视工作人员的技能素养构建,加强专业人员的培训指导,并通过专业人员对厂区的工作人员进行必要的技术引导,进而完善设备的使用,规避因为工作人员操作不当而产生的事故。(3)要不断拓展智能控制在污水领域的管理深度,完善配套的管理措施。避免出现模糊操作、理论控制等。同时,利用仿真建模的手段,针对市场化需求改革污水处理技术,并与其他控制应用相结合,从而提升系统的管理控制效率。最后是将污水处理与信息技术相结合,将数字网络技术应用到自动控制中,应用最新的遥感控制技术,完善机械化的操作流程,为现场工作人员减轻工作压力与负担。 4结语 综上所述,随着我国的工业化发展,自动控制系统正越来越多地被应用到污水处理领域,并取得了十分显著的成绩。与传统的污水处理工艺相比,自动化的控制系统污水处理效率更高,污染物排放更少,资源利用率也得到了大幅度提高,社会效益和环境效益得到了保证,因而在污水处理中应用自动化的控制系统是有积极意义的。但与此同时,我国的污水处理自动控制系统也存在着许多问题。首先是我国的技术起步晚,优秀科技多由国外引进,自主研发能力弱,因而实际操作效率要明显落后于西方发达国家。其次是相关技术配备缺失,污水处理仪器精度低,因而国家和相关领导企业应当加强投入力度,推动优秀技术的研习进而缩小与世界先进水平的差距。随着我国科学技术的发展,应当抓住现代系统的优秀技术,推动科学与信息的一体化进程,使自动管理系统更好地为污水处理系统服务,这样我国的污水处理行业将会取得更大的进步。相信经过不懈的努力,自动控制系统将会在污水处理中发挥更加重要的作用。 作者:冯锋 单位:太平洋水处理工程有限公司 自动控制系统论文:自来水厂投药间自动控制系统设计分析 摘要:自来水厂投药间控制是自来水质量控制的重要环节,该环节通过对自来水进行化学处理,以此来保证自来水正常使用,文章对其设计研究进行分析。 关键词:自来水;投药;设计控制系统 前言 水是我们生活中不可或缺的必备品,而能够供人类饮用的洁净的自来水更是人类赖以生存的保障。如果想要城市建设正常发展,首先要保证城市供水系统的稳定运行。根据国家的相关规定,不同用途的水在各个方面有不同的标准。随着近几年污染的加剧,国家对饮用水的评价标准也不断变化,所以在对这些新标准的研究中逐步深入,从而带动了饮用水研究的新标准。 1自来水加工工艺阐述 自来水的处理过程大致可以分为以下四个方面:取水泵房、净水车间、送水泵房和脱水泵房。取水泵房的作用是将未经处理的水送进反应池准备开始净化:净水车间包括反应池、沉淀池、滤池、加氯加药间以及排泥系统,这一环节在整个净水处理系统中起着至关重要的作用,负责对水进行净化;送水泵房是将处理过后的达到标准的自来水送出去供用户使用;最后,脱水机房就是对废水的回收处理及再利用。虽然在处理过程中运用了大量的常规处理方法,比如:生物预处理工艺、深度处理工艺、膜处理工艺、富营养化原水的除藻技术等等,虽然初见成效,但远远不能达到标准所需,因此需要进一步更深的技术探索,这是一项任重而道远的任务,所以国内外相关专业人士都投入到进一步的研究中并加以实施。在自来水加工工艺中,投药间是一个化学处理车间,通过加入矾和氯对自来水进行化学处理。投药控制直接影响到自来水的物理、化学性质。 2投药间投矾系统 2.1沉淀阶段 这一环节的成败对自来水质量的好坏将产生直接影响,首先将药剂加入到原水中进行化学反应,该反应会生成矾水花,这时加入物理作用即剧烈搅拌,会使这些絮状物凝结成块。之后,由于重力作用这些絮状物会在反映池中与水分离开来。 2.2过滤阶段 沉淀阶段在混凝和沉淀的双重作用下会产生大量的颗粒杂质,紧接着进入过滤阶段,通过这一步骤,初步清除了一部分杂质,也处理掉了在沉淀阶段不易清除的更小的悬浮物质,从而使水质更加洁净,此过程在滤池中进行。另外,一些剩余的杂质会排放到排泥池以供脱水机房的回收再处理。最后,为了去除肉眼所看不到的水中的细菌、病毒等不易处理的微生物,需要加氯进行深加工。 2.3电搅拌阶段 首先,将矾剂和清水投入矾池中加以搅拌,由隔膜计量泵根据源水的流量按比例加到源水管道中,在混合槽中充分混合后进入折板反应池中充分反映,最后沉淀池中的排泥池机会除去由水中的杂质凝聚成的较大的颗粒物。投矾泵、伺服控制器等组成整个投矾系统。电搅拌机主要是对溶液进行搅拌并使其充分均匀混合,使加入的药与所需净化的水达到最大的接触面积,能够使药效充分发挥。计量泵可以用来运送药液并且可以计量药液的质量,在运输的过程中还可以根据实际情况的需要改变需要输送的流量,进行调节,此技术在净水领域被经常使用。提升泵可以运送废水、污水,同时又可以提升污水,在使用过程中非常方便。 2.4开度调节 以实际用水量为参考,通过控制器自动调节计量泵机组的开度,当水量增加时,加大开度,增加计量泵的冲程以减少投矾量,相反,如果水量减少,减少开度,减少计量泵的冲程以减少投矾量。在整个系统中,反应池、沉淀池和滤池中都需要加上排泥装置,污泥从这些池子中被排放到调节池,这都要根据不同工厂的具体情况而定排泥时间。排泥后,可以用污泥浓缩机和污泥切割机对污泥进行再处理,其中回收的水资源可以再次参加净化过程,而处理出来的污泥则可以输送出去作为其他用途。 3投矾系统注意事项 (1)想要控制混凝效果,必须要对原水浊度、待滤水浊度、混凝剂的流量等进项检测,可以通过先进的浊度仪和流量计来采集上述数据。(2)在投矾过程中,系统为混凝和沉淀双闭环系统,内环控制混凝,外环控制浊度。混凝效果可以通过浊度仪来检测,如果浊度仪值越低,表示投矾效果为最佳,相反,同理可得。浊度是一种光学效应,是光线透过水层时受到阻碍的程度表示水层对于光线散射和吸收的能力。它不仅与悬浮物的含量有关,而且还与水中杂质的成分、颗粒大小、形状及其表面的反射性能有关。同时,浊度环在线沉淀池出水浊度,通过串级主控反馈回路,构成闭环反馈系统。通过高精度的双闭环控制,系统能够全自动的控制沉淀池出水浊度。如果是在不好的天气期间,浊度会增加,这时系统就会自动加大投矾量,保持最优的絮凝剂控制效果。隔膜计量泵是投泵系统的执行部件,计量泵由马达驱动,控制器控制开度,通过调节开度达到最佳的混凝和沉淀效果。(3)手动、PLC远程控制是投矾计量泵开度调节控制实现两种控制方式,手动方式顾名思义即通过人工方式调节来控制计量泵开度,PLC远程控制即在接收到现场的浊度仪信号后,经其处理后输出控制信号实现对计量泵开度的调节,使浊度保持在一定范围内。(4)现场手动、PLC远程自动或者手动控制、现场自动是投泵系统计量泵速度调节控制实现的三种控制方式。 4投加氯控制系统 源水在经过混凝、沉淀、过滤后,水中大量的颗粒物已经被清理出去,但还是会有一定数量的微生物,包括对人身体有害的细菌、病毒等等,因此必须用比较彻底的消毒方法去除。通常使用的是目前国内普遍使用的加氯消毒法,也就是说把液氯气化成氯气后通过水射器加到水中,从而起到杀菌的目的。 4.1加氯系统作用 加氯系统主要是由氯瓶、自动切换阀、加氯机、水射器等组成。氯气通过管道,经过蒸发器后,再到加氯机里。同时加氯机的控制又是非常自由的,既可以手动调节,也可以自动控制。系统主要分为前加氯和后加氯两个部分,进行前加氯这一步骤的目的是杀死水中的青苔、氧化部分有机物等,同时降低亚硝酸盐的生成;后加氯的目的是杀死细菌等,保证水质的质量,抑制水中残留物的繁殖。 4.2投氯系统运行方式 投氯系统主要有两种方式:PLC远程控制、现场手动。现场手动方式允许操作人员在现场控制柜操作旋钮来控制投加量。氯气瓶自动切换装置可以通过设定的既定程序实现自动控制的功能,同时,系统还设有漏氯自动吸收控制装置和漏氯检测仪,如果氯瓶中的漏氯超过一定数量,装置会自动启动,对氯气进行中和处理。 5结束语 自来水厂投药间控制是自来水质量控制至关重要的环节,通过加入矾和氯对自来水进行化学处理,实现自来水的原水利用和回收废水的再利用,投药控制也会直接影响到自来水的质量。通过现代先进的设备,可以努力促进以上实验系统的自动控制并使其成为可以为人民造福的重要自来水净化措施。 作者:黄震宇 单位:中山市大丰自来水有限公司 自动控制系统论文:自动控制系统下职校教学论文 一、职校电气控制中自动控制系统的软件和硬件的教学特点分析 计算机控制的自动控制系统主要由工业生产对象和计算机控制系统两个大部分构成,通过计算机将被控端的相关数据和参数进行采样分析,通过输入通道将模拟量转化成数字数据,对被控对象进行数字化的控制,并通过计算机进行监控,通过计算机完成控制、运算、判断、比较等各项功能,计算机通过实时的数据采集进行实时决策和控制,适时的向执行机构发出控制指令。通过上述过程的不断重复执行,使整个系统按照静态和动态指令进行控制和执行。通过计算机控制的自动控制系统包括被控对象和计算机两大部分构成,其中硬件包括控制主计算机、设备和接口电路等构成,通过各传感器将信号采集,经过计算机将数据进行处理和分析,对被控对象进行反馈控制,软件系统包括通用软件和开发软件,开发软件具有各种数字语言处理程序、编辑程序、仿真程序等。自动控制的计算机系统根据控制对象的不同,所采用的控制系统也不同。应用最多的是操作指导控制,它的特点是可以将生产过程中的数据进行收集和加工处理,操作者根据这些参数进行必要的操作和控制,这个系统最大的优点是操作简单、稳定可靠,常用于数据检测和数字模型的处理和新程序的调试等。另一类分级控制系统的应用也是比较多的,它是由几台大中小型的计算机组成,分别执行各种功能,分为指挥计算机控制系统和控制级计算机系统,可以根据管理的范围和企业规模的大小分为公司级、工厂级和车间级等。在自动控制系统中,单片机的应用也是非常广泛的,单片机具有可靠性高、功能强、体积小的优势,具有扩展性强的功能,可以实现多级和分布式控制。 二、职校教学中单片机控制的开发及应用分析 在职校教学中,单片机应用的开发过程有别于一般的电子产品的开发,除了硬件设计的合理和接线准确外,还要进行软件的编辑,要考虑软件和硬件的兼容性。对于单片机控制系统的开发一般是要根据应用系统的功能确定总体的设计方案、进行硬件和软件开发、在设备上开展仿真测试和实验、进行设备的安装和调试、最后是产品化的生产和推广应用。硬件的开发要在系统总体设计的框架下完成,软件的开发具有实时性、可靠性和灵活性的特点,采用模块化开发的方法,进行主程序开发、子程序开发、中断服务程序的开发等,在各个模块内还可以细化顺序结构、循环结构、分支结构等。在安装调试时要确认软件和硬件的设计合理和准确,符合要求后再进行正式的安装和调试,根据控制的效果和要求对系统的稳定性进行测试和验证,满足设计方案的目标和要求。 三、结语 总而言之,电气自动控制技术的应用大大提高了现代工业生产的效率,降低了人工成本,但在实际应用时还是会出现一些自动化设备无法完全代替人工的情况,相信在自动化技术不断完善的今天,这些情况会得到改善和进步,人工智能的应用会越来越稳定和成熟。 作者:纵信单位:江苏省盐城机电高等职业技术学校 自动控制系统论文:自动控制系统对污水处理的重要性 1城市污水处理自动控制系统系统分析 在城市污水处理厂的自动控制系统中通常采用集中监测方式,同时辅以分散控制方式,中控室可以实时监控整个污水处理厂的工作情况,具体的生产工艺控制采用就地单独控制的方式。 1.1自动控制系统的特点 污水处理自动控制系统比较复杂,涉及到的物理量也比较多,既有模拟量也有数字量;同时控制方式也多种多样,包括实时控制和顺序控制等,还有闭环控制和开环控制。同时,其最终控制对象是CODCr、BOD5、SS和pH值,这不同于一般控制系统。为了使污水处理过程中的上述参数合格,需要对处理设备的运行状态、进泥量和排泥量、各工艺段的处理时间、加药量、进水量及排水量等进行综合控制,这些都大大增加了自动控制系统的复杂性。目前,污水处理自动控制系统已经由简单的逻辑控制发展到更为发展的分散控制阶段,这使得自动控制系统有更好的开放性、适应性和经济性及扩展性等。 1.2自动控制系统的组成与结构 现代污水处理自动控制系统通常设置有总站和子站,总站是指厂级的计算机系统,子站指的是现场级的计算机系统,实行的二级监控集散模式。厂级的计算机系统主要是对污水处理厂的运行管理情况进行集中监测,对全厂所有工艺设备的控制和监测主要通过对PLC的管理来实现。自动控制系统的子站主要包括以下几个:鼓风机子站、污泥回流泵房子站、鼓风机子站、一级处理子站、回用水加压泵房子站、污泥脱水间子站、配电子站等。自动控制系统采用通讯技术、自动化技术、网络技术、计算机技术、图形显示技术、数据库技术构建成等综合技术以实现自动化远程监控。 硬件构成包括COD、pH值、溶解氧等传感器;采集控制单元包括PLC和数据采集模块;中央监控单元包括服务器等,另外还有一些辅助设备,如显示器和打印机等。软件构成包括自行研发的软件,还有主流的INTOUCH、FIX、WIZCON,KINGVIEW等。国内自动化系统基本上都在Windows或NT上开发运行,用于Windows和NT上的数据库引擎通常有SQLServer,MySQL,Interbase等。 1.3自动控制系统的功能 污水处理控制系统的功能包括:生产过程自动控制、实时在线监视、故障显示报警、联锁保护、自动生成报表等。这些功能能够提高污水厂的处理效率,提高企业的管理水平和劳动生产率,保证设备正常运行,减轻工人的劳动强度。 (1)在线监视功能在线监视功能是自动控制系统的重要功能之一,借助该功能动态的工艺流程图都可以在中控室的计算机屏幕上显示,同时现场设备的运行状态、一些重要工艺参数的变化情况及仪表监测数据等也可以很清楚地显示在子站界面上。可以很方便地利用鼠标和键盘根据设备的运行状态对系统进行干预。 (2)实时管理显示管线状态参数,全线工艺流程图,方便系统的维护。并且可以实时记录操作过程,将操作行为按时间顺序存入历史数据库,以便有据可查,责任到人。 (3)控制方式的选择污水处理厂第一级由控制中心集中监控,第二级由各子站PLC控制,对各操作设备进行手动或自动选择在控制系统中就可以完成。同时,应将手动操作方式作为自动控制方式的一个补充。 (4)报警处理有设备出现故障时,首先预先设定的操作命令会对故障进行初次处理,并且系统会显示报警画面,来提示操作人员对故障进行处理。报警窗口分为两部分:当前报警和历史报警。当前报警会显示目前存在的报警,已处理的报警消失后和它相关的报警信息都会从当前报警中消失;历史报警不仅显示目前存在的报警并且报警得到处理后其相关的报警信息仍可以显示和查询。 2结语 自动控制系统与传统的人工控制方式相比,大大提高了污水处理自动化水平和管理水平,同时也大大提高了污水处理的质量、减少了有害物质的排放,产生了很好的经济效益和社会效益。由于污水处理的自动化技术在起步比较晚,我国在这方面与西方发达国家仍然有很大的差距,集中体现在缺乏自主研发的控制系统、优秀设备和精密仪表的生产质量较低、设备故障率较高、国产设备与国外设备的接口配套方面存在问题等。因此我们要加大这方面的研发投入,以进口缩小与世界先进水平的差距。 作者:吴海峰单位:重庆工程职业技术学院 自动控制系统论文:浅谈自动控制系统中创造性思维方法的应用 摘要 当前,在世界创新技术革命挑战面前,在激烈的国际竞争中,世界各国都把创造性思维与方法的应用,开发创造力作为一项战略任务。因为,在知识经济时代,在科学技术突飞猛进的浪潮中,发明创造及各种创新,对于科学的繁荣、经济的腾飞、民族的昌盛和国家的富强起着至关重要的作用。因此,在技工教育中自动控制系统的创造性思维与方法的应用,自动控制设备的技术创新技改,理论与实习教学的创新改革也必须步入到创新浪潮中,这样才能促进技工教育的不断发展。 关键词 创造性思维;方法;自动控制系统;应用 思维是人脑的机能,是认识活动的高级形式,是创造力的优秀。思维的定义是指“人脑对客观事物概括和间接的反映”。而创造性思维是指:重新组织已有的经验,提出新的方案或程序,并创造出新思维成果的思维方式。创造性思维是多种思维形式的综合体,包括抽象思维、形象思维、逻辑思维、非逻辑思维、发散思维和收敛思维等。 各种创新活动,实质上就是创造性思维与方法的应用。在创新过程中,往往根据不同的创新对象,则运用针对性很强的思维方法,去探索研究。同时,还根据创新对象的特点,运用不同的创新技法,这样创新的成功率、效率就会大大提高。俗话说:“磨刀不误砍柴工”。说明了工具方法的重要性。无数的创造、发明及创新的事实证明“工欲善其事,必先利其器”,即只有思路对头,方法得当,才会收到事半功倍的效果,否则,欲速则不达。在创造性思维与方法中,创新技法很多,其中“缺点列举法”是较为常用的方法。在自动控制系统专业理论课程的教学实践中,笔者曾经运用“缺点列举法”为广东风华高新科技股份集团有限公司成功创新设计制作一套“自动控制异丙醇回收装置”,并把这套自动控制装置作为教学案例,收到良好的教学效果。 所谓“缺点列举法”,简单地说,就是挑毛病,即是抓住事物的缺点,存在的问题,以确定解决问题及创新目标所选择的方法。“缺点列举法”的应用程序方法如下: 1)尽量列举出事物的缺点(运用发散思维); 2)将缺点归类整理(运用收敛思维。 把缺点列成功能性缺陷,原理性缺陷、结构性缺陷、造型性缺陷、材料性缺陷、制造工艺性缺陷、使用维修性缺陷等; 3)针对缺点,加以分析; 4)实施改造创新。 在改造创新的过程中,针对某个缺点,经过创新后,则产生出一种新的产物。这种新的产物可以转化为商品或进行申请专利。可以说,目前世界上所有物品都是经过找缺点创新再找缺点再创新……不断发展过来的。人类的历史,就是一部发明创造史。 笔者在运用“缺点列举法”进行技术创新制作异丙醇回收装置的做法如下,供大家参考。 广东风华高新科技集团有限公司在有引线独石电容器的生产过程中,需要用异丙醇溶液对独石电容器半成品进行清洗,清洗完后要对异丙醇溶液进行回收复用,以降低成本。 一直以来,该公司的异丙醇回收装置很简单。其回收过程是用电炉盘发热丝加热铁桶盛装的机油,由机油传热给装有异丙醇的玻璃容器,异丙醇经加热后达到沸点蒸发成蒸汽。此蒸汽导出后再经玻璃管冷却成液体异丙醇。这套装置设备简陋,技术落后,存在许多缺点。自己运用“缺点列举法”,把该套装置的缺点列出。其主要缺点如下: 1)回收率低; 2)回收纯度低,因为没有温度控制而造成水蒸汽与二丙醇蒸汽混合; 3)热散失大,因为加热电炉盘没有保温装置; 4)耗电大,因为电炉盘仅加热铁桶底部造成加热效率低; 5)操作不方便、不安全; 6)玻璃器皿容易破烂; 7)工人操作劳动强度大等。 根据以上所列缺点,进行归类整理、分析。确定解决技术问题及确定创新制作异丙醇回收装置的整合解决方案,主要的创新构思如下: 1)采用夹套结构,用不锈钢制成一台加热炉,夹套发热管直接加热由不锈钢容器盛装的机油。同时,夹套外层加保温材料,提高加热效率。 2)采用温度自动控制系统,自动控制异丙醇沸点温度。原回收装置没有温度控制,因此,使混杂在异丙醇溶液中的水也能加热成水蒸汽,这样回收纯度就很低。当加入温度自动控制系统后,使加热回收的异丙醇(异丙醇沸点温度为85℃)溶液温度控制在90℃~95℃度之间,这样,异丙醇溶液能够加热成气体回收,而水(水沸点温度为100℃)就不能,大大提高回收纯度。 3)为提高回收效率,在加热炉顶部加装一个集气室,集气室内壁加导流片,防止凝固在内壁上的冷凝液回流到蒸发炉内重新加热蒸发。 4)冷却器采用不锈钢螺旋管式与冷却水进行热交换,提高冷却效率。 5)回收液的添加采用气压导流法,减轻工人劳动强度。原回收液的添加是用人工用力抱起用玻璃瓶盛装的回收液倒进加热的玻璃瓶内进行加热回收。但回收液的添加采用气压导流法后,后果就大不一样,原回收液是用玻璃瓶盛装,改为不锈钢容器,而且加热回收的不锈钢容器比原加热回收的玻璃瓶大几倍,大大提高回收效率。而且在准备回收与正在进行加热回收的不锈钢容器之间用气压塑料管连接起来,并在准备回收的不锈钢容器上安装一个压缩空气阀门,需要添加回收液时,只要打开阀门,回收液就源源不断地流进到加热回收的不锈钢容器内,这样,节省了大量的人力,同时也大大提高回收效率。 6)控制加热器的电气开关采用固态开关,防止电弧引燃异丙醇(异丙醇属易燃品)引起爆炸,保证回收安全。 7)加热炉容器外加装液位计,监视异丙醇回收液位高度,防止干烧出事。 按照以上的设计构思,创新出一个整合技术解决方案,创新制作出一台新型的异丙醇回收装置,经成功试验后又继续制作了几套,使用后均达到了以上各项技术指标要求,满足了生产工艺要求,克服改进了原回收炉的缺点,增加了一些科学合理的新技术。从结构、性能、工艺、技术、质量、安全保证及操作方法等方面,进行了整合解决创新,大大提高了回收纯度,回收效率、节能降耗、安全可靠、减轻工人劳动强度及改善操作环境等。这个技改创新项目,每年为公司创造了数百万元的经济效益。得到企业领导的高度赞赏,并获得广东风华高新科技集团有限公司颁发的科技进步一等奖。 创造性思维与方法中的“缺点列举法”的运用是比较直观的,针对性强、思路清晰,主要是针对某个缺点运用发散思维去寻找创新的突破口,最终定能找到较好的创新解决方案。这种方法比较实用,容易获得成功。 在技工教育中,创造性思维与方法在自动控制系统的创新应用,自动控制设备的技术创新技改,理论与实习教学的创新改革等都可以广泛应用。近年来,自己主要负责我校的“电子技术应用”、“电气自动化设备安装与维修”及“维修电工”等专业的高级班、技师班课程如《电子技术》、《电工基础》、《现代电工新技术教程》及《自动控制系统》等专业理论课教学。为了提高教学质量和效率,自己把这套成功创新实用的《自动控制异丙醇回收装置》做成课件,作为专业理论课教学的典型案例,学生、教师非常欢迎,起到了良好的教学效果,为技工教育作出了自己的贡献。 自动控制系统论文:基于s7-300污水处理的自动控制系统设计 摘要 本文以山东华阳化工污水处理厂为例,设计了污水处理厂自动监控系统。该系统以西门子公司的S7-300PLC作为数据采集及控制单元,配合各种检测和控制设备对污水处理中的各种数据进行采集,通过上位机实现集中控制。 关键词 污水处理 组态软件 计算机监控系统 模块化 0 引言 本文以山东华阳污水处理厂为例,介绍了污水处理自动监控系统的设计方法。 本系统以工业控制计算机、可编程逻辑控制器及现场仪表构成三级监控系统。可编程控制器选用西门子公司的S7-300系列PLC,根据工艺流程在电控间设立4个分布控制站。上位机采用WINCC作人机界面,通过CP5611以Profibus协议与各站进行数据通讯,完成数据采集、处理、监督及控制功能。 1 工艺流程 该污水处理厂采用德国生化污水处理工艺,日处理水规模为2万m3。工艺流程如图1所示。 2 方案设计 2.1 设计思想 根据实际现场勘测及工程需要,本着可靠、稳定、高效的原则,整个系统设置为3大部分,企业管理级采用100Mbit/s 标准工业以太网。数据采集部分采用ET200M分布式智能化I/O单元,用Profibus DP现场总线结构。过程控制器AS314,采用12Mbit/s MPI总线结构,负责整个系统的调节及控制。控制室设置两台操作员站(OS),其中一台操作员站兼作工程师站(ES),采用100Mbit/s 标准工业以太网。工程师站负责整个系统的编程及组态,操作员站负责日常的系统监控,两台操作员站在监控操作上互为补充。 2.2 各单元功能描述 3.2.1 中央控制室 中央控制室设有工程师站和操作员站,工程师站即能完成系统组态、调试及控制参数的在线修改和设置等,又能完成对整个污水处理厂的数据采集、监控,报表及打印等功能。操作员站主要完成对整个污水处理厂的数据采集、监控、报表及打印等功能。 3.2.2 分布式控制站 共设两个分布控制站,各站实现功能如下: 1)PLCl站 (1)对粗格栅的监控,对细格栅的监控;(2)对提升泵(含变频器)控制,进水井闸阀状态的读取;(3)对污泥泵的监控,污泥流量的监测,积算;(4)对脱水机的监控,压榨机的调节控制。 2)PLC2站 (1)曝气池内氧含量的读取;(2)鼓风机的起停控制,设置溶解氧定值用于鼓风机的自动调节;(3)鼓风机的温度、压力信号的读取及对鼓风机的过热保护;(4)回风阀及冷凝水电磁阀的状态读取;(5)对刮稀泥机的监控。 3.2.3 现场控制柜 各现场电控柜具有两部分功能:一是进行现场的手动操作,二是与各个远程RIO站连接,将各设备状态信号传送到PLC。现场手动操作具有比分布控制站和中央控制室更高的优先权,只有将状态开关打到自动状态,自动控制程序才起作用。所以在接入自动监控系统前,首先要完成对现场各控制柜的调试。 4 控制系统实现 4.1 系统硬件实现 4.1.1 中央监控室 中央监控室设两台中央监控计算机、彩色喷墨打印机等。两台监控计算机均为戴尔工控机酷睿双核 1G内存,320G硬盘,并带CP5611卡以实现与Profibus总线的通讯,分为工程师站和操作员站,配windowsxp Sever/Rrofessional操作系统,并配有STEP7 V5.3 SP3和WINCC6.0软件。通过上位机,操作人员可以远程控制现场各设备的运行。 4.1.2 分布式控制站 1)PLC1站负责对粗格栅、进水泵房、细格栅、压榨机及等设备的数据采集和现场控制柜的操作。对剩余污泥泵的启停控制及状态检测,并设有一台液位开关,当泥位到达下限时停泵并报警。对污泥流量的测量及流量值的累计、对排放水投药量的控制以及对脱水机房脱水机及其他电机的启停控制。主要配备CPU模块314-1AG13、307-1KA00电源模块各1块,4块32点DI模块SM321,2块16点DO模块SM322,2块8路AI模块SM33l和2块8路AO模块SM332。 2)PLC2站 PLC2站主要完成曝气池的含氧量的测量,根据测量到的含氧量对鼓风机的起停控制、曝气池温度、液位的测量以及对刮稀泥机的控制。主要配备CPU模块314-1AG13、307-1KA00电源模块各1块,2块32点DI模块SM321,2块16点DO模块SM322。 4.2 系统软件设计 整个系统软件分为上位机监控软件和PLC现场控制软件。 上位监控软件采用1024点的西门子WINCC组态软件对系统进行监控。主画面显示整个污水处理厂的工艺流程。通过主画面的各按键进入不同的分画面,分画面是按照各个远程RIO来设计的。监控系统还具备了实时故障报警和历史数据归档的功能。 PLC的编程使用STEP 7 V5.3 SP3编写,实现PLC对过程数据的初步处理。在STEP7中,有3种编程语言可用来编程,分别是梯型图(LAD)、语句表(STL)、功能块(FBD)。 首先建立新项目,插入PLC站,插入各模块的顺序完成硬件组态,然后开始编制PLC程序。 5 结论 本系统已于2009年8月投入实际运行,自投入运行以来,控制系统运行稳定可靠,设备工作状况良好,使用维护方便,各项指标均达到设计要求,解决了污水处理厂设备分散、复杂、难以控制的难题,使出水指标稳定达到国家二级排放标准,同时节约能源、降低能耗,受到了厂方的好评。
中国农业信息论文:中国农业信息化发展对策分析 中国农业信息化建设是整个国民经济发展的重要组成部分。农村信息化建设是社会信息化的主要环节。农村信息化就是以信息媒体技术装备农村相关领域,使信息资源在农村得以充分开发、应用,加快农村经济发展和社会进步的过程,逐步由农业社会向信息社会过渡。 信息产业部提出十一五”村通工程”目标,2010年农村实现”村村通电话、乡乡能上网”,2020年基本实现电话家家通的”电信小康”目标。加快建立普遍服务基金,降低农村通信价格,固定电话、移动电话和互联网业务都要让农民用得起用得好。如期实现农村信息化和电信小康的目标。 2007年,是中国农业信息服务快速发展的一年,农村网民数量突破3700万人,农业信息化已经成为加快建设现代农业的重要途径,成为农民创造收益的有效手段。 2007年度也是中国农村信息化发展极不平凡的一年。这一年党中央提出了建设社会主义新农村、发展现代农业的伟大历史任务,这一历史性的重大决定和战略部署,以及由此展开的波澜壮阔的现代农业和新农村建设实践,对我国的农村信息化事业产生了深远的影响。这一年,我国农村信息化的发展理论逐步深入,发展环境进一步优化,政策推动力不断加强,农村信息基础设施继续完善……总之,在这一年里,中国农村信息化迎来了一个快速发展的春天,并在国家政策方针的指导下,以良好的发展势头迈向2008年。 农业信息化发展趋势分析 信息内容全面、客观、真实、收集及时有效、信息深层次开发,是农业信息化发展的必然趋势。农业信息服务不仅包括宏观政策、统计信息、技术信息,还包括微观市场信息;不仅包含国内农业信息,还负责收集和提供世界各地的农业信息。大量调查直接来自农业生产者,或者通过电话访问、实际观察等方式,部分信息来源于卫星和遥感信息系统。 信息服务无偿和有偿多形式并存是农村信息服务运行机制发展的趋势。在发达国家,从信息服务的主体角度来看,官方信息服务是财政支持,通常是免费的,主要提供政策(法规)、统计数据、市场动态信息等方面的内容;各类农产品的行业组织、专业技术协会的信息服务,属于其成员的自助、自我服务性质,根据各组织本身的一些特点及其运营方式,有收费和免费之分,收费的行业组织或协会一般只收取成本费,通常不以盈利为目的;农业院校和科研单位主要进行农业技术应用研究和开发,科研成果的推广、培训和信息咨询等,根据其提供内容的不同,也有收费与免费之分,如出版书籍等就是有偿的,一些基于公益性、非盈利性的国家农业信息中心网站、图书资料等就是无偿的;大部分提供信息服务的私人公司都是以盈利为目的的,他们通过一些信息媒体提供相关的信息和技术支持,通常是在生产者价格和社会平均利润的范围内收费。 经济落后的国家是农业国,发达国家是工业国。其实不然,现代化的农业建立在生物学、土壤学、病理遗传工程学、气象学,乃至经济学、经营学等基础之上,是研究开发型的、技术进步速度很高的产业(如战后美国的技术进步率,家业方面为年2%,工业方面为1%)。十五届三中全会精神进一步强调了坚持把农业放在经济工作首位,积极发展农业产业化经营,形成生产、加工、销售有机结合和相互促进机制,推进农业各商品化、家业化、现代化转变。我国21世纪的农业必将成为知识密集型产业,在发展农业机械化和工厂化的同时,致力于”信息搜集”、”人力积累”、”种苗培育”等等,能最大限度地挖掘出生物本身潜力的”软件”技术。 未来农业将随着社会发展自然信息化,信息的拥有量将成为组织生产的依据,农民将从广播、电视、报刊或互联网上获得市场信息,从而决定生产经营的品种、项目和数量。例如菜农能从手机或网络上查询到市场上各品种蔬菜的销量、价格及积压库存情况,从而合理地安排次日上市品种。粮农也能根据全国各大粮油交易市场的需求信息制定正确的经营抉择。 信息对于粮食生产经营者就显得至关重要。人们除了坐摊候买以外,会更多地去观察市场需求的变化、季节对消费结构的影响和国际国内的及时信息。信息在未来农业中扮演着重要角色。 目前,我国绝大部分地区依旧采取传统的耕种方式。比如在河北省张家口坝上一带农民至今仍然只是根据自己多年的经验施肥、种田,不顾土壤养分的变化和不同品种不同时期的养分需求,农技推广较优的地区至多也是测一下PH值而已。但未来的农民将亲自取样到土地管理站作土壤分析,按需分期施肥,即通过购入土壤分析的信息获得很大利润,还会免去因土壤某种养分过多引起的植物不正常生长。 畜牧业近年在我国发展迅速,但基本上还是以”平均”来考虑问题,如根据乳牛的平均体重决定使用多少饲料。但未来畜牧户会根据乳牛产乳性能的高低和泌乳前后期所需营养量不同来分配饲料,并通过饲料的配方来控制牛的疾病,既降低了饲料成本,又减少了医药费用。 当农业的各个领域都处于过剩状态,产地间的竞争十分激烈。农民要想在竞争中取胜,最重要的是如何得到农科技术和市场信息。因此,农业必须加入市场竞争行列,信息和脑力劳动最终决定农户的竞争能力。 未来的农村除农副产品市场、商品市场外,还有兴旺的信息市场、农业科技市场和农业人才市场。农民的平均文化水平应该达到大专以上,他们有能力成为该市场的经营者和消费者。信息市场包括信息网络建设、数据库建设、信息技术开发和应用及农业信息咨询业。人才市场包括科技人才的培养与交流以及劳动力的经营与消费。 农户作为农村市场的主体将有新的自身组织──农民协会。其性质是民间社团,主要作用是开发和组织经营农村市场,同时能更好地搭起政府与农民之间的桥梁,下情上达,反映农民呼声。政府依托协会加强农村市场自我管理,协助推广农技,接收传递信息,增强农村精神文明建设,既有农村市场管理功能, 农技推广和情报服务功能,只要得到健全的信息化农业有关法律的保护,对农村市场的规范将有重要意义。可见,完善的农村市场和自我管理的农民协会是信息化农业的又一条件。 在对信息的利用上,面对互联网的海量信息,除了新闻浏览外,城市网民“最常用”的三种功能都与娱乐有关:经常玩游戏的网民占62.2%,经常下载音乐的网民占56.5%,经常浏览娱乐信息的网民占53.5%。互联网成为大众娱乐的主要途径之一。手机短信除了联络感情外,能够大规模发展也是因为搞笑短信、整蛊短信等娱乐化内容的大量转发。这是城市人对信息使用的基本情况。而农民呢,他们更看重实用的致富信息,除了农业政策外,最关注的是农业生产科技信息、市场信息、劳务用工信息,每一项都与他们的生产、生活密切相关。他们用信息来生产经营,用信息来增收致富!对于农民,信息能够带来看得见的实实在在的收益! 总之,农业信息化是经济发展的必然趋势。探讨适合我国的具体模式,明确目标,有利于制订农业发展战略。作为一个经济、科技还相当落后的农业大国,我们应该牢固树立大农业思想,大力发展和推广家业科技,加强信息产业在农村的发展,携手共进,阔步迈向”机械操作、科技基础、信息主导、市场完善、法律健全”的信息化农业社会。 农业信息化发展对策分析 加强农村信息化主体建设,充分发挥政府主导作用,充分发挥民间力量,特别是协会组织的推力作用。农业信息化建设要从主体建设抓起,既要充分发挥政府在农业信息化建设方面的主导作用,又要调动农业龙头企业、农产品批发市场、中介组织、农民经纪人、种养大户以及农业信息企业等民间力量的积极性,发挥其辐射及带动作用,更要通过增加农民收入、提高农民文化素质等措施,大力启动广大农民的信息需求,从源头上促进农业信息化的发展。 要推进我国农业信息化建设,关键要提高对农业信息化建设的作用和意义的认识,改变对农业信息化建设的片面认识。结合实际,制定出宣传方案。宣传内容围绕农业信息化建设对农业增效、农民增收的作用来展开,提高我国农业企业和广大农户对农业信息化建设的认识;通过宣传,使各级政府、农业企业和广大农民认识到信息化建设的重要性和有效性。农村信息化建设要把重点放在服务内容实用、准确、可靠和主客体间的互动性上,并在此基础上优化服务模式的其它主要影响因素。 我国是农业大国,农民是一个庞大的群体,我国农业财政部门短期内担负不起这么庞大的财政支出,我们不能照搬发达国家大投入、高成本的做法,实际情况告诉我们必须结合农民的实际需求,以最低的成本和农民愿意接受的方式传播农业信息,目前情况下,把信息网络铺设延伸到村、入户是不现实的。所以充分利用电视、电话、广播、报纸、农业培训等各种低成本的传播渠道将是基层农业信息服务必由之路。 农村信息服务体系建设必须统一数据处理标准、规范和应用软件,整合信息资源,同时,提高网络资源利用率,促进多种形式的信息资源共享,满足多功能、多层次、多样化服务的需要。营造良好的农村信息化政策法制环境,实现农村信息化工作的法制化、规范化。制定和完善扶持政策,出台相关法律法规,建立和完善农业信息服务各个环节的管理制度,抑制信息垄断、信息封锁,打击坑农、骗农的虚假信息。 制定农村信息化人才培养规划,构建农村信息化人才体系。提高农业信息部门组织开展工作的能力和自身的服务水平;帮助信息员更新观念,加强农业信息技术和计算机应用技能的培训,提高计算机、网络的应用水平,增强其对知识和信息的接受、分析能力,进而提高信息到达农户的利用率,改善信息进村的效果。加强对信息员队伍的培训,建立健全一支思想素质好、业务水平高,掌握并善于运用现代信息技术的人才队伍。 从本质上讲,农业是高风险行业,除了市场风险之外还有自然风险。现代信息技术可以通过信息的有效传递,使农业经营的风险系数大大降低。当今信息化迅猛发展的态势给中国农业提供了难得的发展机遇。 从国内经济形势看,我国是在农业基础还不稳固、工业化尚处于中期阶段时拉开信息化序幕的。信息化需要大量资金投入,尤其是初始投入,靠农业自身是难以满足的。国家大规模信息基础设施建设为各个产业创造了二次开发的机会。中国农业应当紧紧抓住国家经济信息化起步的机遇,以实现历史性飞跃。 从技术的内在特征看,信息技术改变了人们对时间、空间和知识的认识。在信息技术面前,传统的比较优势如资源、人力等作用将大大削弱,但为传统意义上的弱者提供了更为广阔的空间和多种多样新的可能性。信息技术的突出特点是公共产品性和开放性,如果后来者或低起点者能够有效利用,无疑可以发挥后发优势,实现后来居上。 从信息产业的发展规律看,信息技术的进步是从技术开发延伸到信息资源开发,信息化管理也是从信息技术管理过渡到信息资源管理。信息基础设施初步建成之后,资源建设就是方向。如果能不失时机地抓好农业信息资源建设,便有希望在信息基础设施利用方面先走一步,抓住今后发展的契机。 加快并发展农业信息化势在必行 随着经济全球化的日益加快,我国社会主义新农村建设的稳步推进,农民的腰包开始鼓了,思想开始活了,对信息的渴望强烈了。同时我国信息基础建设也取得了迅猛发展,农村固定电话普及率已达到90%以上;全国4.6亿部移动电话中一半在农村,且增长迅速;全国很多县、乡镇、村都开始接入宽带,使用互联网。种种迹象表明,农业信息化势在必行。 农业现代化是运用最新的科技成果和设备武装农业生产各个方面的过程,信息技术是当今世界发展最快、渗透力最强、具有高科技含量的技术。因此,信息技术在农业上的普遍应用,不仅是农业现代化发展的必然趋势,而且是保证农业科学技术快速武装到农业各个领域的必然途径。农业信息化必将促使农业生产方式发生根本性转变,促进农业实用技术的全面普及和推广,促进农民文化素质的提高和科技意识的增强.促进农业科技化和产业化,从而加快农业现代化的发展。 在市场经济条件下,要求农业生产和经营管理也要实行市场化,遵循市场经济规律,运用市场机制调节农业产前、产中与产后各环节,使其实现有效衔接;要求运用市场机制调节农业生产、分配与消费的动态关系,从而使农业供求关系在市场中不断获得新的平衡。而要实现这一目标,必须要有准确、及时、可靠的信息传递及信息处理作保证。 我国农村地域辽阔,自然状况复杂,交通通讯条件远不如城市,除了发达地区已进入小康的农民之外,还有大部分农民仍在传统农业的束缚下进行农业生产。鉴于这种情况,急需寻求一种广泛、实用、便捷、廉价的方式,让大多数农民能共享信息化所带来的实惠。 农业部启动”十大行动”,在为农民办16件实事中,涉及了培训农民、扶持农民专业合作社、发展农村信息服务等。中组部牵头的全国农村党员干部现代远程教育将在9个省区试点的基础上,在全国农村普遍开展,力争在2010年底,在全国建成农村党员干部现代远程教育网络体系。文化部和财政部组织实施的全国文化信息资源共享工程,初步形成了覆盖全国的服务网络,2007年至2010年将投入24.7亿元重点支持中西部地区的县级支中心、村级基层服务点和数字资源建设……各地也积极行动起来:湖北省今年的支农投入将超过120亿元;山东计划实施六大农业科技支撑工程,建成一批在国内外有重要影响的省级现代农业科技示范基地、农业研发中心和特色农业科技示范县…… 结论 信息产业部副部长苟仲文在2007年9月举行的第四届国家信息化发展论坛上指出:到2010年,要实现农村”村村通电话,乡乡能上网”。采用多种接入手段,以农民普遍能够承受的价格,提高农村网络普及率。整合涉农信息资源,完善农村信息化综合信息服务体系,为农民提供市场、科技、教育、卫生保健、劳动就业等信息服务。加强信息技术在”三农”方面的应用,逐步缩小城乡”数字鸿沟”。结合农村现代远程教育工程的实施,促进教育资源共享,提高农村教育水平。 从农业现代化走向农业信息化,是农业发展的比热规律。在努力加快农业现代化建设的过程中必须加快农业信息化的进程,主动迎接正在兴起的一场新的技术革命的挑战。 由于信息化建设本身具有后发优势,农村在推进信息化的时候,完全可以从一开始就从一站式开始建设,实现信息内容资源的整合服务和应用的整合创新。党的十七大报告也提出全面认识工业化、信息化、城镇化、市场化、国际化深入发展的新形势新任务,对信息化在国民经济和社会发展中的重要作用给予了高度重视。 农业信息化是农业现代化的重要组成部分,加快农业信息化建设,切实加强信息,搞好农业信息服务工作,是做好小农户与大市场衔接的重要手段,是发展现代农业和建设社会主义新农村的重要内容。 中国农业信息论文:中国农业信息化技术存在的问题及对策 摘 要:农业信息化技术在发展现代农业的过程中起着至关重要的作用,虽然农业信息化技术已经在我国的农业生产中得到应用,但是总体上看还存在一些问题。本文分析了我国农业信息化技术中存在的主要问题,并提出了相应的对策建议。 关键词:农业 ; 信息化 ; 技术 农业信息化是指人类在农业生产活动和社会实践中,通过普遍地采用以通讯技术、网络技术和信息技术等为主要内容的高新技术,更加充分有效地开发和利用农业信息资源,推动农业经济可持续发展和农村社会进步的过程。自新中国成立后,我政府大力推行农业的现代化,而在推进农业现代化发展过程中关键的因素就在于农业信息化技术的应用。虽然现在我国的农业信息化技术已经有了快速的发展,但是与国外农业信息化先进的国家相比还存在一些差距。 1 中国农业信息化技术存在的问题 1.1 农业传感技术发展水平低 农业传感技术虽然应用于农业,但是就技术本身而言仍然属于技术层次较高的科技。目前我国生产农业传感器的企业规模小、技术水平低,其生产的传感器在使用过程中频繁出现问题,降低了农户的使用热情。另外,我国从事农业生产的人员技术水平低、素质不高,对农业传感技术认识不足,也限制了农业传感技术的应用。 1.2 精细农业技术水平低 虽然我国是农业古国也是农业大国,但是在精细农业技术方面比国外农业发达的国家要远远落后。精细农业的最大优势是可以提高农业种植效率,增加农业产出,这对于人均耕地面积少、平原少的国家来说,是一项非常重要的技术。但是由于我国受长期粗放型农业耕作方式的影响以及技术水平的限制,在精细农业的关键技术、精细农业技术开发体系、服务体系方面水平仍然较低,农业生产效率低下、单位面积产值不高。 1.3 农业服务技术队伍专业化水平不高 农业信息化推广的优秀要素是要有专业知识强、技术水平高的农业信息化技术服务队伍,目前我国的农业信息化技术服务人员受教育的水平普遍较低、专业水平不高。截至2015年底,我国基层农业技术推广机构有20.8万个,共有农业技术推广人员113.8万人,其中本科以上学历的不足6%,大部分都是未经过专业系统学习的人员经过短期培训后加入农业服务技术推广队伍。这些人员对计算机技术以及信息化技术的掌握程度也不高,限制了农业信息化的推广。 1.4 农业信息化软件应用水平不高 农业信息化软件的应用范围和水平的高低对农业信息化技术有着至关重要的作用,没有高水平农业软件的广泛应用就不可能有高层次的农业信息化技术。目前我国的农业软件应用水平很低。这主要是因为我国从事农业软件的公司主要集中在金融、电信、交通、电力、医疗等行业,因为这些行业开发的软件市场大、利润高。而农业软件的开发费时费力,市场小、利润低,因此国内的软件企业对农业软件的开发缺乏兴趣。由于从事农业生产的人员对农业信息化软件应用的重视程度不够、软件操作水平低,导致我国农业软件应用水平很低。 2 提高我国农业信息化技术水平的对策建议 2.1 加快农业信息化技术创新 我国政府应当完善农业信息化技术创新体制,完善农业信息化技术推广体系,特别是在农业物联网、云计算、移动互联、精准作业装备、机器人、决策模型等优秀技术方面要加大研发力度,加快农业智能装备的研发和推广,提高农业信息化水平。 2.2 完善农业信息化标准和评价体系 农业信息化标准是农业信息化建设有序发展的根本保障,也是整合农业信息资源的基础,要加快研究制定农业信息化建设相关标准体系,建立健全相关工作制度,推动农业信息化建设规范化和制度化。农业信息化评价体系是检验信息化建设水平高低的依据,因此应当加快推进农业信息化评价体系的建设,建立和完善评价标准、办法和工作体系,引领农业信息化健康、快速、有序发展。 2.3 加强农业信息化技术服务队伍建设 进一步完善农业信息化技术服务人员培养体系,尤其是加强基层技术人员的培养,不断提高基层技术人员的信息化技术水平。制定积极的政策,吸引高层次的专业人员加入农业信息化技术服务队伍,提高高新技术的应用。 2.4 加大资金的投入 农业信息化的推广和水平的提高是一项投入高、回报周期长的工作,政府应当设立农业信息化专项资金,用于农业信息化推广示范性项目建设。重点支持建设一批大型农业龙头企业、农业科技园区、国有农场、基层供销社、农民专业合作社等,使其起到带头示范作用。 中国农业信息论文:关于中国农业信息化建设问题的探讨 摘 要 随着信息技术的不断发展,信息化能够显著提高社会的生产效率,信息化的建设得到了世界各国的普遍重视。我国是农业大国,农业信息化对我国尤为重要。本文分析了我国在农业信息化建设中存在的问题,并提出了加快我国农业信息化建设的对策。 关键词 农业信息化 问题 对策 一、中国农业信息化建设的必要性 农业信息化是建设农村小康社会的重要措施,是提高我国农村发展水平的重要手段。一方面,农业信息化加快农业现代化生产经营,农业现代化需要以信息化技术为基础,与多个环节、多个系统相互融合,整合和强化各方面的信息,加强农业信息化建设是我国现代农业发展的动力;另一方面,农业信息化是农业社会化服务链初步形成的重要途径。农业社会化服务主要涉及农业生产的产前、产中和产后等环节。在产前,运用信息化手段提供基础供应;在产中,信息化技术推动信息的传播,提供服务;在产后,通过构建平台来保证农产品的流通和畅销。农业信息化有利于社会化服务链条的形成,为整个国家农业现代化的实现提供支持。 二、中国农业信息化建设存在的问题 由于农村发展长期处于较低水平,基础薄弱,人口素质较低、法律法规不健全,制约了农村信息化建设步伐,造成农村信息化服务能力不高,农民对信息化陌生,信息化难以推行。 (一)农业信息基础设施建设不足 目前,我国农业信息化建设已初步建成省、市、县三级农业信息服务平台,但在农业信息化基础设施建设上还存在很多问题。主要表现在:一方面是农业信息网络基础设施薄弱。多数地市和绝大多数县、乡农业信息网络基础设施不够完备,网络还没有延伸到最急需信息的基层乡镇,对生产的指导作用弱小,尚未真正发挥出网络的优势。同时,也没有自己的农业信息网络平台,不能及时和搜集信息,导致计算机通讯、网络技术等得不到应用和普及。另一方面,就是农业信息化基础设施的建设还较落后。与农业信息化的需求相比,农业信息基础设施建设资金投入明显不够。我国部分农村移动电话信号、网络信号不好也是事实。 (二)农业信息资源建设水平低,信息化服务能力较弱 随着信息化时代的到来,我国已全面开始信息化建设。作为一个农业大国,重视农业信息资源建设已成为一种必然趋势。我国的信息化建设与其他农业大国相比,起步较晚,导致我国在农业信息化资源建设中存在很多问题。例如,建设水平低,信息化服务能力弱等问题。这主要表现在以下几方面:第一,我国还没有一套完整科学的采集制度,在采集信息时缺乏权威性和科学性。除此之外,信息采集完毕后,未能对信息进行分类和汇总。第二,我国农业信息资源种类少、供给不足。在很多地区,农业信息资源很少涉及土壤、天气和气候等方面。部分国内外的关于农业的政策、市场和科技信息还不够完善。第三,由于地区发展的不平衡,导致我国农业信息资源分布的不平衡,结构不合理,在发展比较快的地区,信息资源比较丰富,而在落后的地区,资源就比较匮乏。另外,在我国,农业信息资源的结构也不合理,一些专业性的和实用性的信息比较缺乏,而大家都熟悉的信息比较多。这就导致信息资源不能为农民提供指导。 (三)农民对农业信息化认识存在偏差 目前,农民受教育的程度低,没有自觉的意识去获得信息、利用信息,这也就导致了农业信息的利用率不高。对农业信息化的认识存在偏差,仅仅认为只要有了技术人员、网络、计算机和传真机就实现了农业信息化。体现出农民对信息主体、信息服务和信息法制等缺乏认识。另外,一些农民认为我国的农业比较落后,高科技技术距离农村还比较遥远,还不具备发展农业信息化的条件。 (四)还没有形成完善的农业信息化法规制度 在农业信息化过程中,虽然各部门也都积极建设农业数据库及相应的系统,但是各部门之间缺乏交流和规划,造成资源的重复。在对农业数据信息进行整合的过程中,需要依据相应的标准和法规。然而,在我国关键技术、信息的存储以及信息的描述和命名等缺乏相应的标准,造成数据的累积,降低了资源的利用率。 三、加快我国农业信息化建设的对策探究 (一)加强农业信息基础设施建设,提供有效的信息服务 农业信息技术和农业信息资源的开发是以农业信息基础设施为基础进行的。信息之间的传递,离不开网络技术,它是政府和群众之间沟通的桥梁。可以通过网络来对农民进行远程教育,指导农民的选种、种植、合理施肥、防止病虫害等。通过通讯技术,及时解答农民遇到的难题。通过通信技术平台,将农业技术、市场行情、致富信息及时传递给农民。农民也可以利用网络平台反映遇到的问题,使政府的政策得到实际应用。因此,要不断加强农业信息基础设施建设,提高信息服务质量。 (二)完善农业信息资源建设,增强信息化服务能力 近年来,我国的计算机网络建设发展很快,但是农业信息资源建设发展缓慢,跟不上现代农业发展的潮流。因此,我国的相关部门必须增强农业信息建设的使命感和紧迫感,提升我国农业发展的能力,提升农业信息的利用率,为农业的又好又快发展提供保障,努力改变当前农业信息资源建设落后的现状。具体应该从以下几方面入手:第一,推进我国农业信息标准化,实现农业的现代化;第二,完善农业信息数据库建设,改变农业发展落后现状;第三,促进农业信息资源的整合,提高信息资源利用率,满足不同层次农业信息用户的需求。 (三)大力宣传,增强农民信息意识 很多农民由于对信息科技陌生,无法认识到信息化给农业带来的巨大改变,甚至因为陌生而抵触信息化,缺少信息化的动力,因此需要增加宣传力度,增强农民的信息化意识。一方面,要积极宣传农业信息化取得的成果,使农民逐渐认识农业信息化,逐渐认可农业信息化,对信息化和农业的关系有进一步的了解,进而关注农业信息化;另一方面,对农业信息化的宣传活动要持续进行,对相关部门的负责人和部分农民进行培训,增强农业信息化的意识,增加他们的使命感和紧迫感,使其对农业信息化充满期待,满怀热情投入到农业信息化的建设中去。另外,通过对农业信息化的宣传,可以在各级政府、相关农业信息化建设的部门和农民之间形成一个关心、关注农业信息化的氛围。从而使农业信息化的开展更易进行。 (四)制定农业信息化相应法规制度,促进农业化快速发展 信息的采集是农业信息化建设的基础,它的准确性直接影响农业信息化的整体建设。因此,农业信息化的相关部门要做好监督工作,共同制定出一套信息采集的标准,对数据格式、数据质量、信息的存储等都要有统一的标准,确保信息采集的科学性和合理性,提高信息的使用率,促进信息共享制度的建立。另外,对历史数据也要充分利用,健全数据分析机制,对数据进行充分利用。 四、结语 当今世界是信息时代,也是农业信息化的时代,农业信息化势在必行。农业信息化对未来农业的发展具有决定性的意义。中国要想早日实现农业现代化,使农业效率跃居世界先进水平,就应当建立新的农业信息观。加强农业信息化发展战略研究,选择适应中国实际的农业信息化发展模式,大力发展农业信息服务业,并与农业信息技术研究、信息市场培育、农业信息人才建设等结合起来,全面推动现代信息技术在整个农业领域的渗透和应用,加快培养农业信息化人才,制定农业科技信息技术创新发展战略和实施规划,强化农业科技、教育、经济信息网络建设,用农业信息化带动农业现代化,以加快中国农业现代化进程。 (作者单位为中国人民大学) 中国农业信息论文:“十二五”中国农业信息化喜“逢春” 农业是国民经济的基础,是安天下、稳民心的战略产业。农业信息化则是改变传统农业的生产、管理和发展方式,实现传统农业向现代农业转变的重要支撑。我国未来现代农业的发展方向,就是通过农业信息化,降低农业生产成本,实现对大田种植、设施园艺、畜禽养殖和水产养殖等农业生产各要素的数字化设计、智能化控制、精准化运行及科学化管理,进而提高生产效率和促进农业生产经营的标准化、集约化、规模化、自动化、产业化和组织化水平,实现高产、优质、高效、生态和安全的最终诉求。 “十二五”是我国农业信息化发展的关键时期,农业信息化处于稳步发展的经济、社会和技术环境中,必将迎来一个阳光明媚的发展“春天”。 传统农业将靠信息化实现“升级” 当前,我国发展现代农业面临着资源紧缺与资源消耗过大的双重挑战。我国消耗了世界25%的化肥和30%的农药,但化肥、农药利用率则不足35%,浪费严重,农业的生产方式、管理方式和发展方式都迫切需要进行转变。 小农户、大市场是当前我国农业发展中日益突出的一大矛盾,并成为影响农民增收的重要瓶颈,迫切需要信息化的“升级”。但目前我国农业信息化发展水平还较低,其间不平衡、不协调、不可持续的问题依然突出,各级人员对农业信息化的重要性认识不足,农业信息化基础仍然薄弱,农业信息化发展的鼓励与推进政策还很缺乏,稳定、可靠、低廉和实用的农业信息化技术产品还没有形成规模产业,同时,相应的市场机制和协调机制也还没形成。 “十二五”时期,农业的信息化将进入关键的攻坚阶段。这一阶段,农业高产、优质、高效、生态、安全的要求更加迫切,农业生产方式将向集约化生产、产业化经营、社会化服务、市场化运作、信息化管理转变,这些变化迫切需要现代信息技术的支撑。这一阶段,农业产业链条进一步延长,分工更加精细,农民和市民的物质、信息和资金的交流进一步加大,农业信息化逐步成为方便市民、富裕农民的桥梁和纽带,全社会的这一认识会上升到一个重要的高度,农业信息化投入会大大增加。 这一时期,农业规模化、精准化、设施化、专业化、标准化、步伐加快,多功能、经济型、智能化的农业装备设施和田间作业、设施栽培、健康养殖、精深加工、储运保鲜等环节信息技术和产品将大量应用,农业信息技术的应用将从单项技术应用向综合集成技术应用过渡,农业信息化的综合经济效益凸显,农业企业投入显著增加,农业技术集成化、劳动过程机械化、生产经营信息化、农业服务社会化将进入迅速推进阶段。这一时期,面向社会的信用服务、网上支付、物流配送等支撑体系建设进一步完善,农产品电子商务与营销网络即将迎来一个迅猛发展的时期。 农业信息化发展基础不断夯实 “十二五”时期,我国农民人均收入将从1000美元升至1500美元,城镇人口比例将超过农村,农业发展方式和农业经营方式将发生根本性变化,世界信息技术革命也将如期而至。在这样的大背景下,我国农业信息化也将迎来巨大的发展机遇期。 首先是经济环境方面,“十二五”是我国全面实现小康社会承前启后、国民经济继续高速协调发展的重要阶段。这一时期,农民的人均收入有望达到1500美元。伴随收入水平的递增,农民的信息消费意识、消费能力和消费水平将增强,百户拥有电脑的台数将从目前的7.5台,增加到30台左右。这一变化将加速农业信息化的进程和水平。同时,农业劳动力成本会迅速提高,这将进一步刺激农业信息化的发展。农业信息化也将由以试验示范为目的和特征的政府推动阶段,转向以实际应用为目的和特征的需求拉动阶段。 其次是社会发展环境,“十二五”是农村城镇化和城乡一体化、信息化与市场化进程加速推进的时期。这一时期城市人口比例将超过农村,农业信息化基础设施建设、公共服务均等化等方面取得重要突破。生产要素在城乡间自由流动加强,国家在对农村的扶持力度进一步加大,工业反哺农业,城市支持乡村的力度进一步加强,科技和教育整体水平提升,劳动力素质得到明显改善。同时,土地流转加速,农业劳动力转移加快,农业生产的集约化程度将有很大提高,农民合作组织进一步壮大,为农业生产经营信息化创造了良好的条件,为农业管理和服务信息化提供了更大的应用空间。 最后是新信息革命的影响。“十二五”时期,是整个国家科技进步和农民教育整体水平迅速提升的关键时期,并迎来世界信息技术革命的新浪潮。这一时期,物联网技术将从概念设计进入实际应用阶段,必将大大催生农业传感器、农业传感网和农业电子产业发展,为农业生产经营的信息化注入坚强的技术动力;这一时期,农业信息化将迎来农业云服务时代的到来,农业企业和大户将由技术产品购买转向购买服务,软件即服务,泛在化、可视化、智能化服务时代的到来,将催生新型的农业社会化服务体系和市场化服务模式,农业信息化将迎来又一个春天;这一时期,3G、4G和移动互联等新型信息技术将在农村和农业中的应用得到迅猛发展,尤其是物联网与下一代互联网、广播电视网的融合发展将为农村宽带网络建设提供前所未有的机遇,农业信息化技术由单项技术应用向集成技术应用过渡,农业信息化迎来新一代信息技术革命浪潮和迅速发展的高潮。 “信息化”硕果 渐露端倪 伴随我国社会经济的全面快速发展,农业信息化的基础不断得到夯实。截至2010年,全国乡镇实现了100%的上网率和通电话率,农村网民达到1.25亿,占整体网民的27.3%。在广播电视网方面,农村广播、电视人口综合覆盖率分别从1997年的86.02%和87.68%提高到2010年的96.78%和97.62%,人民群众收听收看广播电视节目难的问题基本得到解决。 在信息采集方面,全国农业系统建设了近40条信息采集渠道,部署8000多个信息采集点,通过远程联网采集、报送农业农村各行业和领域的生产动态、价格行情、科技教育、自然灾害、动物疫情、农民收入、质量安全等信息。在农业网站建设方面,全国建有覆盖部、省、地、县四级政府的4000多家农业网站。在农业数据库建设方面,农业部相继建设了农业政策法规、农村经济统计、农业科技与人才、农产品价格等60多个行业数据库。 我国农业经过“十一五”的发展,已经形成了“县有信息服务机构、乡有信息站、村有信息点”的基本格局。全国100%的省级农业部门设有农业信息化机构,97%的地市级农业部门和80%以上的县级农业部门设有信息化管理和服务机构,70%以上的乡镇拥有信息服务站。此外,全国有100万个乡村信息服务点和70万农村信息员。 农业的信息化促进了部分地区农业的良性发展。如吉林农委与吉林联通调动社会各界力量,成功打造了“12316”新农村热线。浙江利用“农民信箱”,为农民提供形式多样的信息,其实名制用户已达236万。上海的“农民一点通”信息服务平台,使农民足不出村,就能享受方便、快捷的信息服务。宁夏作为西部后发展省区,探索出了适合宁夏农业信息化实际的“平台上移、服务下延”模式,破解了资源整合难、信息共享难、网络进村难等制约信息化建设的难题,在全国率先实现了“村村通网络、村村有信息服务站”的目标。云南则积极打造“数字乡村”,建成了覆盖省、16个州市、129个县区、1348个乡镇四级共1494个“数字乡村”网站集群和13431个建制村、124206个自然村网页。全球卫星定位系统、地理信息系统、遥感系统和自动控制系统等在新疆生产建设兵团、各地农垦系统及各大国营农场成功得到应用。3G、物联网、云计算等现代信息技术在北京、江苏、河南和新疆等地,改变了“一张嘴,两条腿”式的传统农技推广模式。黑龙江农垦、北京、江苏无锡等地区在大田种植、设施园艺、养殖等领域开展物联网应用示范,部分大型奶牛场引进物联网技术,操纵先进的挤奶机器人获得巨大成果。 农业信息化 需关注四大环节 农业信息化是一项长期的、复杂的系统工程,必须从政策、投入、组织和机制等多方面入手提供保障,充分调动各方面的积极性,从生产、经营、管理、服务四大方面全面推进农业发展的信息化。 农业生产信息化的主体是生产者,即农户、生产型农业公司(集团)、农垦生产系统,目标是充分利用现代信息技术对大田种植、设施园艺、畜牧业生产、渔业生产等实行数字化设计、智能化控制、精准化运行、科学化管理,提高农业生产的标准化、集约化、自动化、产业化及组织化水平,确保国家农产品供给安全、农业生态安全。 农业经营信息化的主体是经营者,即农产品加工、仓储、物流、商务企业,目标是在农产品加工、储运、交易、市场等环节,提高农产品加工质量和效率,减少流通环节和交易环节,降低交易成本,增加市场透明度,保障农产品质量安全。农业经营信息化建设,就是要充分利用快速无损检测技术、网络系统、条码技术、机器视觉技术以及数据融合等技术,对农产品进行一体化设计、信息化管理、产业化运行、电子化交易,确保农产品的质量安全、市场安全和信用安全。 农业管理信息化的主体是各级政府农业管理部门,目标是提高政府的监督管理水平、工作效率以及农业相关部门对农民的服务能力和服务水平。农业管理信息化对搭建农业政务管理信息平台和系统,建立完善信息化管理标准和规范,保障农业政务管理高效、公正、科学、安全,确保国家农业信息安全、生产安全和农产品质量安全具有重要意义。 农业服务信息化的主体是基层技术推广、服务机构,目标是要提高基层农业技术推广、信息的质量和水平。农业服务信息化建设,对加强乡村信息服务站点建设,搭建农业综合信息服务平台,有利于健全农村信息服务队伍,创新基层农业农村信息服务模化和机制,让信息走向农业(农民)合作组织,实现信息服务农民千家万户。 支招补贴政策 助力可持续发展 目前我国已进入“工业反哺农业,城市支持农村”的阶段,国家实施了“农机、良种、家电”等惠农补贴政策,但在信息补贴政策方面还是空白。信息补贴政策可以从以下四类群体入手。 第一是农民。农村家庭上网费贵是影响计算机在农村普及的一个重要原因,政府和电信运营商可协调对农户进行一定上网补贴,培养农民信息消费习惯,让农民感觉信息化“看得见,摸得着,用得上”。 第二是基层信息服务站点,补贴可用去购买一些计算机、打印机等信息装备,扩大服务效果。 第三是农民专业合作社。截至2010年底,全国农民专业合作社达到37.91万家,涉及农户2900万户,约占全国农户总数的11%。对农民专业合作社进行补贴,可促进农村专业合作社的内部管理和农产品交易的水平,带动更多农民致富。 第四是高校和科研院所。高校和科研院所是目前我国农业信息技术最重要的研发者,信息技术研发不是目的,目的是应用,只有在实际应用中才能发现产品的缺陷和问题,产品才能不断升级,产品的可靠性和稳定性才能不断增强,这些产品才能真正在农业生产上发挥作用。对这些研发农业信息技术的单位进行补贴,支持他们把技术产品化,产品产业化,有利于农业信息化的快速发展。 中国农业信息论文:流畅的农业信息通道 为了落实全国农业信息工作会议精神,充分发挥中央和地方的信息资源优势,整合信息资源,农业部信息中心联合各省区市农业信息中心,加大资源整合工作力度,开展建设“全国农业网站信息资源库”和“全国信息联播”频道工作,以更好地为“三农”服务。 现实需求 农业部已经使用的一套中国农业信息网信息采编发系统(简称:WCM),需要人工进行信息的录入和编辑最后到农业部网站。这种工作方式的不足是明显的:工作量大、重复劳动、效率不高、时效性不强,不仅影响信息服务效果,而且不能满足众多省市区的要求。 比如,全国已有9个省区市农业信息中心通过电子邮件每日或不定期向中国农业信息网发送信息,要求在中国农业信息网的“中央与地方新闻头条”栏目中信息,扩大影响。但“中央与地方新闻头条”栏目所能容纳的内容有限,每日仅能10条信息(7月22日后已经扩大为15条),不能满足所有省区市的需求。 而在信息上,中国农业信息网将接收的部分省区市的电子邮件信息以及从各省区市网站上摘录的信息,装载入WCM采编发平台的资料库中供各省区市信息中心选用。各省区市每天接收中国农业信息网发去的电子邮件信息(滞后一天),或从中国农业信息网上摘录信息。 因此,建设“全国信息联播”频道和“全国农业网站信息资源库”从中央到地方均有迫切需求。 规划设计 “全国农业网站信息资源库”收集和的信息容量巨大,既有党中央、国务院、农业部、有关部委局、各省区市的政策法规和重大涉农信息,所以,宜实行分级收集和制度。比如:农业部负责收集整理中央级的信息,并负责资源库开发;各省区市农业部门则负责收集整理地方级的信息并上传到资源库。同时结合各地资源优势(区位优势、产品优势、市场优势和工作基础等),委托相应的信息收集专题,如某省负责收集蔬菜方面的信息,某省负责收集大豆方面的信息等等。 使用方式上,在农业信息网上有必要设计一个模块“全国农业网站信息资源库”,各试点省区市通过认证,进入库中提取所需信息;同时开辟“全国信息联播”区域,其内容是从各地信息联播子栏目中精选的信息,显示信息来源、标题。 如何实现这些要求呢?在各省区市网站的信息采集界面,标出要送到部里的信息和信息类别,通过省区市级的消息中间件,形成XML文件,传送到部网络中心,部级的消息中间件,解析XML文件,存放到数据库服务器,纳入中农网采编发的管理平台。 同时,中农网采编发平台将需要在全国各省联播的信息存放于不同的目录下,通过消息中间件进行下传并在各省进行入库或直接载入网站系统。 系统构架 构建该系统的整体数据流主要有7个环节构成:省前端数据发送、中心接收数据提交至WCM系统、中心进行数据到各省的数据广播、省前端解析XML进行插表、广东上海WCM系统前端发送数据、广东上海接收数据提交至WCM系统、静态页面文件下传。 以上七个环节共同完成各省数据上报农业部,部里收到数据后调用WCM提供的Web服务接口入网站资源信息库;农业部采编平台准备出要广播给各省的数据(.ZIP文件)存放在不同的目录下,下传给各省。各省前端收到数据后,如果有WCM系统的,将直接调用Web服务入本省的资源信息库,没有WCM系统的则需要解压缩ZIP包,解析XML文件,并分别入基本信息表以及附件信息表;同时还要完成静态页面的下传。 基于中间件的系统特点 以消息中间件技术、应用集成中间件技术为底层框架建立“全国农业网站信息资源库”和“全国信息联播”频道的具有如下特点: 技术平台的开放性和先进性 以消息中间件、应用集成中间件为基础平台建立的“全国农业网站信息资源库”和“全国信息联播”频道系统,采用开放技术标准,如XML、JMS等技术,便于与基于不同开发技术实现的各种内、外部系统互联互通。 应用开发的便捷性充分屏蔽了技术实现细节,以简单而便于开发人员理解和使用的API提供上层应用程序所需的基础服务,保证应用开发人员集中关注应用业务逻辑,有效地降低开发难度。 传输的可靠性利用消息中间件构建的底层数据传输平台,能够很好的保证数据传输的可靠性。 系统的可扩展性中间件为整个应用系统提供了良好的业务类型扩展性和业务规模扩展性,保证系统随着在随着时间的推移而增长时,能够快速方便地引入新的硬件和软件系统,保护旧有投资。 中国农业信息论文:浅谈多媒体技术在地理课堂教学中的中国农业信息应用 摘 要 新版地理教材有两大特点:叙述性文字少了,图片性内容多了; 教师主讲性内容少了,学生活动内容多了。结合教材特点,恰当的运用媒体信息技术为学科所用,是现今新课改教学理念要求下必须做到的环节。作为一个未来的地理教师,本文结合我对地理这科的认识,就充分运用现代媒体营造优质的课堂资源、合理利用网络资源构建学科间的地理教育体系、在愉快的学习中培养学生的学习兴趣和如何巧用信息技术,丰富地理教学环境等方面谈了点自己的看法,以促进地理课堂教学,提高课堂教学效率。 关键词 网络 媒体 课件 探究 拓展 构建 创设情景 信息技术辅助教育以其具有直观、生动、形象、易于理解的特点,在地理课堂教学中显示出独特的魅力,促进了地理课堂教学的丰富多彩、教学过程的优化组合和教学质量的普遍提高,从而给地理课堂教学注入了新的生机,给地理课堂教学带来了一场新的革命。充分挖掘教材合适的教学内容,发挥信息技术在教学中的优势,是每位地理教师的重要任务,要充分发挥信息技术在地理课堂教学中应有的作用.而多媒体现代信息技术手段较完美、较理解地融合到课程之中——就像在教学中使用黑板和粉笔一样,教师要把计算机作为自己真正的教学工具。 新课程标准的实施和新教材的使用,使我明显认识到:现代教学就是以创新为主。现行的地理教材突现出两大特点:叙述性文字少了,图片性内容多了,教师主讲性内容少了,学生活动内容多了。这对地理课堂教学提出了新难题、新挑战。面对地理课堂教学中出现的新难题,如果恰当地运用集图、文、声、像为一体的现代教育技术,把知识的讲解和活动内容串起来,形成一个知识链层和创设情景相互交融起来,能够激发学生的求知欲望,优化教学过程,营造一个群体交流的良好氛围,使学生在合作讨论中引发积极探究问题的兴趣,开发学生的创造潜能。对此,我认为应做好以下几点: 一、充分运用现代媒体营造优质的课堂资源 对于地理教材特点,运用媒体技术,把每节课的内容,恰当的整编成图、文、声、像并茂的课件资源,使知识体系与知识情景,在课堂活动中体现出来,让学生在领略知识情景中,加深对知识的理解和思路的拓展,变信息的单向性为信息交流的多向性,从而大大拓宽创新教育的内容、形式、方法、渠道等,给学生创新思维提供一个更广阔的空间。假如我在讲中国地理——《中国的行政区划》一节时,在课件制作上关键是把民族、山脉、四大高原和四大盆地等主要的知识点,利用热链接把相关的动画和图片都融合在了一起。把自己制作的课件放在学校的服务器上,在网络教室进行教学时,让学生根据教学的重、难点,有所选择的学习主要内容。这样在网络上教学的教师与学生都成了学习者,在网络中学习的学生把教师当成了学习过程中的参与者,学生在这种环境中对教师的恐惧心理消失了,主观能动性得到了发挥,他们不仅与同学进行学习交流,同时也可以同教师探讨问题,形成了多方面交流的交互式学习氛围。新课标要求我们要以学生自主探究性学习为主,让学生自己去发现问题和解决问题,而网络在此时就成了研究式学习的有利支持。在制作课件时,尽可能采用易于操作的计算机软件设计课件。教学课件要从符号、图形、色彩、声音、节奏等多方位的视觉和听觉心理功能进行设计和开发,还要根据不同教学内容和环节选择最合适的媒体。 二、合理利用网络资源,构建学科间的地理教育体系 网络资源是相当丰富的,如何合理利用网络资源,构建学科间的地理教育体系是地理教学与信息技术进行整合的绝妙之处。做到这一点我认为;首先,教师要充分运用网络资源,从整个地球大环境方面去把握好每一节课所要设计讲的内容,要充分拓宽一节课的知识面,可以一改以往因教师主讲黑板板书而造成的知识展示面狭窄的情况,通过媒体课件,包容丰富的知识资源,广泛的向学生展示知识层次,以开拓学生知识视野。其次,教会学生网上查询知识信息技能,让学生通过查询,捋清每节课知识层次,掌握知识要点,丰富课堂活动内容,从而,达到拓展学生知识层面的目的。 三、在愉快的学习中培养学生的学习兴趣。 信息技术教学是视听合一、图文并茂、丰富多彩的人机交互方式,而且可以立即反馈。特别是地理教材中,往往会有许多美丽的自然风光或奇、险、幽、深的美丽图片,如果通过这些形象生动的画面、标准逼真的情境、悦耳美妙的音乐、妙趣益智的游戏,把学生带进宽松愉快的学习环境,让学生主动探索、积极进取,使学生会学、愿学和乐学。这常常会达到事半功倍的效果。同时,在地理教材中,都有配套的多媒体辅助教学光盘,如果很好地利用这些教学资源,再把要学习的知识设计成填空、判断、选择、连线及游戏等不同形式,采用激励和游戏的方法进行演示和传授。使学生能在“玩”的过程中得到理论知识与技能。学生面对有趣的练习,课堂气氛比较活跃,有时还有悦耳的音乐或精美的图片给予奖励,更能激发学生的学习兴趣,学习情绪更加饱满。 总之,信息技术教学能突破沿袭多年的“粉笔加黑板,教师一言堂”的传统的教学模式,特别是在地理课堂教学中,只要教师切实转变教育思想,利用现有的教学环境、教学资源,同时担当好学生学习活动的指导者及组织者的角色,不断尝试、坚持创新,就能把丰富的地理资源运用到课堂教学中,就能充分调动学生学习的主动性和兴趣,增强学生的自主性和协作学习,从而能大大地激发学生积极主动的学习热情和思维与创造能力的发展,提高课堂教学效率。信息技术在地理课堂教学中的广泛运用,给地理课教学,注入了新的生机,其独特的教学优势,有待于广大地理教师在教学实践中不断挖掘和发挥。 中国农业信息论文:对当前中国农业信息化建设的思考 摘要:从当前中国农业信息化建设的现状出发,分析了当前中国农业信息化建设困惑的原因,进而探讨了推进中国农业信息化建设的出路。 0 引言 实现中国农业现代化的首要任务是加强农业信息化建设,也是社会主义新农村建设的一项迫切的任务。但在当前的建设实践中却遇到了诸多困惑,严重制约着我国农业现代化的进程,应该引起关注。 1 现状直击 1.1 农业信息网络已初具基础和规模 自开通中国农业科技信息网以来,已初具规模和基础的中国农业信息网络,全国已有2200多个农业网站,大部分省、市都建农业信息中心、农业专家系统、资源数据库等,7000多个乡镇信息服务机构已在全国开展建立,正逐步建立乡、县级农业信息中心,国际农业生产贸易信息系统、农产品批发市场价格信息系统等依托农业部而建立,基本形成了为农业社会化服务的链条,奠定了良好基础。 1.2 农村“乡乡能上网” 为建设社会主义新农村,乡镇通宽带建设工作在2008年取得明显进展,实现全国能上网的乡镇占97%、通宽带的乡镇占95%,“乡乡能上网”的省份达到27个。农村网民规模达到9565万人,增幅达13.1%,较2008年底增长1105万人。 1.3 农业部组织实施了“金农工程” 农业部在“十一五”期间,按照总体要求做强一个国家综合农业门户网站、做大一个国家农业数据中心、完善一个农业电子政务支撑平台,目前“金农工程”一期项目建设任务已完成,国家农业数据中心的农产品及农资市场监管信息系统、农业监测预警系统已投入使用,正陆续上线运行的包括动物疫情防控系统等10多个电子政务信息系统,初步建成以中国农业信息网为优秀、集30多个专业网为一体的国家农业门户网站群,近百分之五十的全国县级农业部门、超过三分之四的地级农业部门、农业信息服务网站和局域网遍布所有省级农业部门。 2 困惑原因分析 2.1 政府主导不够,法制建设滞后 在农业信息化建设上,目前我国政府由于各级地方政府和中央对农业信息化建设重视程度不够,发挥主导作用不够,政府对农业信息服务组织的支持、补贴及有效监管机制没有形成。特别是经济相对不发达的中西部市县,更无暇顾及农业信息化建设,市县有时连发放农业信息组织员工的工资都困难,加之财政支持的运行费用不足……由于农业信息化制度和立法建设的滞后,使农业信息市场管理无法可依,农业信息化建设缺乏制度和法律保障,不能实现农业信息收集、筛选、整理和传播的制度化、规范化、法制化。尽管农业部“金农工程”的标准化建设从2009年开始推进,主要内容包括八大体系32项标准的确立,相关培训工作也辅之以行,地方项目建设得以及时指导规范。但需要制定相应标准与规范的现有农业数据库等资源的信息整合,目前关键技术的标准与规范、信息的存储、药品命名及描述等缺乏标准,数据共享机制的建立受到严重影响,造成历史数据的大量积累而无法提供参考,资源的利用率无形中就减弱了。 2.2 建设缓慢的农业信息基础设施 目前,整个农村层面没有遍及农业信息基础设施。由于城镇信息化建设投资受地方和中央偏重,造成农村还比较薄弱,整个农村尚未覆盖电视、网络、电话的使用。据有关统计,中国目前约信息资源的90%尚未电子化,仅为15%~20%的计算机设备利用率和联网率,甚至没有利用计算机的农村许多地区尚存。 尽管逐步增大规模的农村网民,但互联网向农村地区渗透的速度慢,城乡、省份间宽带发展失衡。互联网普及率超过40%的东部一些省份与互联网普及率不足15%的中西部一些省份,致使农村与城市存在较大差距。 2.3 缺乏共享机制的资源建设,水平较低的信息化服务 中国农业信息采集机制目前尚不健全,主要以国内范围为主,涉足国际农业信息不多的采集范围,国际市场信息不能及时有效地获取,较窄信息采集面,对国际农产品市场的开拓受到了严重地影响。据析,分散在各部门的各类涉农信息资源有80%的掌握在各级政府部门手中、各行业的各类系统和网站中,不同层级的政府部门、不同的地域系统建设自成体系,重复建设、资源系统间缺乏共享机制,资源浪费现象严重。像目前尚处于较低发展阶段的我国农业信息资源数据库建设,大多属于单媒体产品,缺乏对数据库建设的统筹管理,没有形成统一的全国农业信息标准,缺乏互通互联性,不适应网络代数据共享的需求。 2.4 信息服务体系不健全,渠道不畅通 缺乏宏观上的规划和指导,信息服务体系缺乏与我国农业的整体性发展战略相结合,各地、各级信息化组织在信息化建设过程中呈现零散、统的局面,造成这一客观事实。尽管农业信息网络已经建成连接县、市、省三级农业部门,但村级及乡镇与市级的信息服务设施建设相比差距明显。或者说,最为薄弱的是与农民最贴近的基层农业信息化组织建设,农业信息向基层的传播在这受到了很大程度的制约,使提供与开发农业生产信息技术失去了市场导向,为农业提供实用性信息服务可能落空。 中国农业信息论文:为实现中国农业信息化\现代化而奋斗 任殿国董事长在接受本刊记者采访时说:我多年来从事信息产业行业,曾管理过多家大型互联网企业并取得骄人成绩,对互联网电子商务和农村信息产业建设具有独到分析和见解。曾应邀在2009年中国电子商务峰会中国科技博览会等多领域论坛做主题演讲。 论坛上,与会各方见仁见智,纷纷就我国农村信息化发展现状及趋势发表了自己的意见和看法。本社记者对论坛的主办方――中国数字农村网项目首席执行官进行了专访。 《时代》:您认为此次“新农村・新农商・新产业――中国农村信息化发展论坛”的目的和意义在哪里?为什么中国数字农村网会成为此次论坛的主办者? 任殿国:众所周知,农村信息化建设是我国农业现代化的必由之路,也是党和政府“三农”工作的重点。然而,我国农业人口众多,分布广泛,农村信息化建设更是一项庞大而又复杂的系统工程,不仅需要政府的规划与推动,更需要社会各界的共同努力,本次论坛的目的就是希望通过搭建一个社会各界多方参与的交流沟通平台,让更多的组织和个人关注和参与到农村信息化建设事业中来,集群智,汇民力,更好的推动农村信息化建设和“三农”事业的发展。 为什么中国数字农村网会成为此次论坛的组织者,我想这是由我们“为实现中国农业信息化、现代化而奋斗”的项目使命决定的,只要是对农村信息化建设有利,对缩小城乡差距有利,对“三农”事业发展有利的,中国数字农村网就乐于并敢于去做。 《时代》:我国农业信息化产业尚处于起步阶段,您认为目前我国的农村信息化建设主要面临的哪些问题?又应该如何去解决呢? 任殿国:正如前面所说的那样,我国农村人口基数大,布局分散,而由于城乡二元制结构影响,广大农村地区长期缺少资金、技术、人才和信息等生产要素的有效注入,尤其是缺少现代信息产业这一高端产业链条的带动与整合。同时,广大农村地区互联网知识普及面还不够,农民对于互联网的不了解也成为制约农村信息产业发展的重要因素。 因此,城乡信息资源的统筹和农民互联网知识的普及成为农村信息化建设的关键,而这也是中国数字农村网正在做的事情。一方面,“中国数字农村网”有效了整合以城市多年来发展积累的最具价值的商务信息资源和以农村地区有效市场信息资源,并建立起覆盖全国、直达城乡的机构服务体系,通过线上线下的完美结合,建立起城乡一体化的超级市场。另一方面,项目还在全国各地有针对性的开展网络、农资、农机等各种实用农民培训,让信息化真正成为农民致富的好帮手。 《时代》: “为实现中国农业信息化、现代化而奋斗”的项目使命让我们感受到了中国数字农村网对于农村信息化建设的决心,我们想知道目前中国数字农村网项目运作情况是怎样的?未来又会朝着什么方向发展呢? 任殿国:乐民之乐者,民亦乐其乐;忧民之忧者,民亦忧其忧。中国数字农村网“诚实守信、关爱‘三农’”的理念和各项务实工作的开展得到了各级政府领导、行业协会和社会各界的大力支持和全面认可。截至目前,项目已在全国建立省、市、县及乡镇分支机构近1000家,培训信息员近10000名,在北京、山东、天津、江苏、河南等全国各地举办各类活动20余场次,产品代销等各项运营工作也在逐步开展当中。 “十二五”规划即将拉开大幕,接下来,我们将朝着规模化、集团化的方向发展,目前我们正在进行上市准备,我们不断扩大经营范围,完善服务体系,形成一条全面的农业信息化产业服务链,为中国的农业现代化和全面小康社会建设做出应有的贡献。 中国农业信息论文:论中国农业信息化之路 摘 要:国民经济信息化是加速实现我国现代化的动力和支柱。农业信息化是整个国民经济和社会信息化的重要构成部分,是当代农业现代化的标志和关键,主导着未来一个时期农业现代化的方向,也是促进农业向产业化发展的重要途径。从三农问题、数字鸿沟和信息不对称三个方面论述了用信息化改造农业的重要性,提出了实现农业信息化的途径。 关键词:农业信息化;产业化;三农问题;数字鸿沟;信息不对称 1 问题的提出 农业信息化是一个内涵深刻、外延广泛的概念,概括起来可从“信息技术论、系统工程论、农业经济论、信息资源论”等角度来描述,即农业信息化作为社会信息化的一部分,一方面是一种社会经济形态,是农业经济发展到某一特定过程的概念描述,是计算机技术、微电子技术、通信技术以及三种空间高新技术系统――遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(CIS)等多种信息技术在农业上普遍应用的过程;另一方面是传统农业发展到现代农业进而向信息农业演变的过程总称。因此,农业信息化必将引起农业生产要素结构变化,并表现出农业工具以手工操作或半机械化操作为主导向以知识技术和信息控制装备为主导的转变。农业信息化对农业生产要素结构的影响如图1所示。很明显,农业信息化作为21世纪农业的重要标志,能够培养和发展以智能化工具为代表的新的生产力,有助于农业可持续发展和农业战略性结构调整、农业增效、农民增收,并促进农业产业化和现代化发展和社会信息化整体目标的实现。 一般来讲,农业信息化包括农村信息基础设施建设、信息技术在农业和农村经济与各项社会事业发展中的应用、信息资源开发利用和农村信息化人才培养等诸多方面。农业信息化特点可归结为以下三个方面:边际成本为零、公共物品性、高风险性。[1] 在国内,引进农业和农村信息化的概念是在20世纪80年代,是在工业化尚未完成、体制改革尚待深化的大环境下进行的,主要以农业计算机技术应用为标志。90年代我国开始规划建设农业信息体系,制订了《“九五”时期农村经济信息体系建设规划》,并在《农业和农村经济发展“九五”计划和2010年规划》中设立了农村经济信息体系建设项目。进入21世纪后,农业信息化被提到国家重要议事日程,农业信息化技术研究被先后列入“863计划”、“科技攻关计划”、“星火计划”等重大研究项目。但是,目前我国存在“农业现代化水平低―城镇化率低―农民收入低-国内需求不足-国家现代化水平低”的格局,农业信息化所处的地位如图2所示。为此,国内学者们从不同的角度提出了相应的对策,有的认为其关键在于农业企业化[2],有的认为其关键在于农村工业化,有的认为其关键在于加快城市发展,加速农村剩余劳动力的转移[3]等。从相关的讨论不难得出,农业信息化问题是一个复杂的系统工程,需要从多个角度进行分析,才能寻找出我国农业信息化的有效途径。 2 我国农业信息化现状 信息技术在我国农业领域应用虽起步较晚,但发展很快。1979年我国从国外引进遥感技术并应用于农业,首开信息化农业的先河。到1981年中国建立第一个计算机农业应用研究机构,即中国农业科学院计算中心,开始以科学计算、数学规划模型和统计方法应用为主的农业科研与应用研究;再到1987年农业部成立信息中心,开始重视和推进计算机技术在农业领域的试点和应用,我国农业信息化的建设才初具雏形。1994年“金农工程”面向全国全面实施以来,中国农业信息网和中国农业科技信息网的相继开通运行,标志着信息技术在农业领域的应用开始进入快速发展阶段。现在,我国大陆涉农网站已有6000多家,超过了法国、加拿大等发达国家。2003年12月10日,我国科技部863计划支持的重大专题“智能化农业信息技术应用示范工程”荣获世界信息峰会全球大奖,标志着中国在农业专家系统和智能化农业信息技术应用方面取得了重大成就。 “中国蔬菜之乡”山东寿光市地处山东半岛中部,辖14个乡镇、5个街道,共108万人口。寿光的一部分农民在家发展蔬菜、瓜、果、花卉,另一部分农民到各地农村去指导农业技术,充当技术员的角色。有许多农村都很富,在村里建有村科技楼,专门进行定期召开村里农业技术会、农民进行农业技术交流以及听取来自世界各地的农业专家的经验与技术指导讲座。在农业生产中,有的实行无土栽培,采用专门的培养液,生产当前流行的“贵族产品”来获取高收入。在寿光的一些村里还设有农作物试验田,专门聘请专家来进行管理。每年菜博会召开,当地以及附近的农民都去获取信息和听取经验,比如去看一下有什么新品种的蔬菜、瓜果、花卉等,然后考虑一下自己是否应该去栽培,或者对已栽培的品种经验与技术来指导以后的栽培,或者去了解一下各种产品的市场行情指导自己日后的生产等。农业信息化使寿光提高了农业科技水平。 甘肃省黄羊川村,一个祁连山下的小镇,河西走廊东端门户,是国家最贫困乡镇之一。2000年5月,英业达天津公司向学校捐赠11台旧电脑,建立了局域网,联通了互联网。同年11月,黄羊川职中建成了第一座网站:黄羊川网。这一网站日后成了千乡万才公司的网站地址。制作出了97个网页,从方方面面介绍黄羊川的风土人情、地理风貌、当地特产。农民因此获得了较大的收益,经济状况得到了明显好转。 尽管如此,现实中的全国农业信息化发展仍不平衡,东部沿海地区农业信息化程度较高,发展较快,而在中西部经济不发达地区,农业信息化基础较薄弱、手段不完备,用于硬件建设、网络运行、软件开发和信息采集的资金严重短缺,信息处理的技术手段仍较落后;人才缺乏、认识不到位、投入不足、信息采集、信息处理比较落后、网上信息重复现象严重、实用性差等问题依然存在。这些问题严重地影响并制约着我国国民经济的发展。 3 实现农业信息化的重要性 3.1 从“三农问题”看农业信息化的重要性 “三农问题”是农村问题、农民问题、农业问题的总称。信息贫困是当前“三农”问题中的大问题。农民对市场、信息的不了解往往会影响农业战略性结构调整,推行农业信息化,能够为农民提供有效的生产种植信息是解决当前农业问题的一条有效途径。一方面,农民能够在农产品价格和到非农领域就业方面获益;另一方面,农业信息化带来的农业科学技术的推广、农村的教育事业和卫生事业的发展,都有可能在信息化过程当中获得低成本的快速发展。如一些地方使用信息技术手段,发展精准农业,大大提高了农业用水和肥料的使用效率,避免了资源的浪费,降低了成本。近年来,虽然各级政府为实现农业信息化做了大量工作,农业信息化也有成功的例子(如寿光农业和黄羊川村发展实践),但利用信息技术为 “三农”服务还只是刚刚起步,距离农民的实际需求还有相当大的差距。各地农村受地理位置、人文和自然环境等条件制约,经济状况差别很大,基础设施建设很不平衡。一些涉农部门对农业信息化认识不到位,工作力度还不够大。农村信息服务网站急速增加,网站信息种类繁多,但很多内容缺乏行业特点和本地特点,信息源不明确,信息的真实性、可信度无法保证。信息网络建设缺乏规范管理和良好的运行机制。因此,当前最迫切的任务是加强政府在农业或农村信息化中的主导作用,把工作重点转移到加强农业和农村宏观调控、用信息引导生产。 3.2 从“数字鸿沟”看农业信息化重要性 数字鸿沟,又称信息鸿沟,它是指当代信息技术领域中存在的差距现象,它既存在于信息技术的开发领域,也存在于信息技术的应用领域,特别是由网络技术产生的差距。 在通信业大发展的今天,我国城乡、地区间居民获得信息公共服务机会却严重不平等。数字鸿沟非常不利于农业现代化、农村产业结构调整,同时也使城乡居民在经济、文化、教育等各方面的差距进一步扩大。可见,实施农业信息化战略,加强农业信息技术开发应用,缩小数字鸿沟已成当务之急,农业信息化是社会信息化不可或缺的一部分。 黄羊川村例子说明,广泛普及信息化能为广大农民获得更大的经济收入创造良好的物质条件。越是贫困落后的农村地区得到通信网络保障后,当地农民的直接收益(如增加产品销售额)和间接收益(如劳动力输出)就越大,“减贫”作用就越明显。农业生产经营者对信息的需求正日益增长,特别是边远欠发达地区的群众完全与信息化绝缘,他们渴望同外界沟通,渴望通过通信网络发展经济、改善生活质量、脱贫致富。通过提高农村信息化水平推动农业和农村经济的持续健康发展既切实可行又刻不容缓。在农业信息化过程中,引进资金与设备可以产生直接的经济效益,促进农村的经济发展,可进一步缩减农村与城市的差别,并且在于信息技术的应用领域,特别是由网络技术产生的差距方面缩小数字鸿沟。 3.3 从“信息不对称”看农业信息化的重要性 根据英国历史学家诺斯古特・帕金森一个著名的定律引申,在有人群的地方,任何时候,任何情况下,都可以毫无例外地将他们依其对信息的占有程度而区分为强势群体和弱势群体,并由强势群体在活动中起主导和支配的作用。由于两个群体在信息问题上的差异和市场不透明,如对信息占有量的不平衡,对信息敏感性的不同以及对信息获取的途径和机会的不均等,由此而决定了其在决策过程中的不平等性。 在我国农业生产中,信息不对称现象十分严重。首先是市场信息不对称。由于没有建立起市场信息传导机制,农民很难据市场需求及时调整种植结构与产品产量,故生产带有很大的盲目性,使农产品供给短缺和过剩现象交替出现。其次是科技信息不对称。由于信息渠道不畅通,农业科技成果与技术项目不能在农村迅速推广,导致一些人趁机利用假科技信息、栽培和养殖信息欺骗农民,甚至利用假化肥、假种子、假农药等坑害农民,使农民遭受巨大损失。第三是政策信息不对称。大部分农民对于国家扶持农业发展的优惠政策不了解,再加上组织化和社会化程度低,这不仅使他们的愿望和要求得不到及时表达、权益得不到充分实现,而且也使政府难以准确制定出符合农民实际需求的政策。 在目前城市信息化水平与日俱增的时候,如果任由农业信息不对称存在,这些地区将永远生活在信息社会的边缘地带,从而贫者益贫。从这个角度说,为偏远、贫穷的农村地区提供通信服务、缩小城乡信息差距是信息时代中国发展的必然选择。 4 实现农业信息化的途径 加快农村信息化进程,必须寻找一条符合中国农村国情,适应农民需要的途径,来进行农村信息化建设。根据我国农业信息化的现状和实现农业信息化的重要性,结合我国在农业信息化建设过程中存在的问题,提出我国实现农业信息化的途径如下: 4.1 加强政府引导 由于我国农民普遍文化素质不高,在认识新事物的能力方面有限,因而在农村信息化建设过程中,政府的引导作用不容忽视,特别是科技部门的引导作用。政府是驱动农业信息化的优秀力量。只有通过政府的引导作用,再加上真正能够实现农业信息进村到户的服务系统,才是一条符合我国国情的推动我国农业信息化建设最有效的途径。 4.2 重视农业信息技术人才的培养,加强对广大农民群众的信息技术培训 我国是一个世界人口大国,其中农业人口占很大的比重,我们迫切需要重视农业信息技术人才的培养。目前我国农业信息化整体水平低、信息产业竞争力弱的一个重要原因就是农业信息技术人才缺乏且质量不高。因此,在实施国家人才培育过程中要重视对农业信息技术人才的培养。 农民群众是农业生产的主体,农业信息化程度的高低在一定程度上取决于农民信息技术掌握的多少。要充分调动农民参与信息技术培训的积极性,增强农民的信息意识。鼓励一些教育培训机构对农民进行培训从而达到提高农民农技知识的掌握能力之目的。 4.3 加强农业信息网络的建设与服务 信息网络也称(信息高速公路)是以计算机为依托的信息交流、传输和应用的一种方式。在21世纪的今天,这种方式从根本上改变并促进了信息的多方向、全方位交流和传输,促进了资源共享和技术共享。信息网络建设是信息化的重要基础建设,发展现代化的宽带、高速的农业信息网络是农业信息化建设的重要内容之一。将农业信息服务通过农业信息网络进行传播,可以提高农业生产管理的科学性。 4.4 成立灾害预防系统 在农业生产中,灾害是影响和制约农业收入的重要因素之一,如水土流失、环境污染、旱涝以及病虫害等。预防灾害的措施如建立三种空间高新技术系统――地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、遥感技术(RS)应用于灾害研究和预防;开发利用GIS软件,分析并建立合适的灾害模型,通过对模型的分析与求解,提出预防灾害的技术对策来指导农业的生产与管理,从而维持农业的可持续发展。 4.5 充分发挥移动通信技术在农业信息化过程中的作用 移动通信是代表未来通信发展趋势的技术,必将在今后的普遍服务中发挥日益巨大的作用并逐步占据主导地位。作为处在信息前沿的移动通信企业,为缩小农村和城市的差距、减少信息不对称、构建和谐社会做出贡献是必须承担的责任。国内农村信息化建设的主力之一的中国移动通信认为,大力推进农业信息化,是“以人为本”和“全面、协调、可持续”科学发展观的具体体现。近年来,中国移动通信从网络建设、信息支持、资费优惠等各方面入手,为农村和贫困地区搭建与外界沟通、获取信息的桥梁。例如:利用手机短信、发送接收农业信息的方式,利用类似智能电话等农信机产品接收农业信息的方式。其中,北京光彩农业信息网络技术有限公司开发的“中国农业科技信息进村入户系统”取得了显著成功。 5 结束语 目前,我国正处在一个向农业现代化和信息化叠加时期迈进的阶段,这是发达国家在农业现代化过程中未曾遇到的历史机遇。一方面,我国农业不能再按部就班、亦步亦趋地走“传统农业―现代农业―信息农业”的常规发展道路,而应该摆脱传统思维的模式,实施以农业的现代化和信息化互补共进、同步发展的道路;另一方面,要充分借鉴发达国家(如美国、德国、法国、韩国)农业信息化的经验,综合运用信息技术,及时、充分地消化利用信息化生产力,以农业信息化带动农业现代化来赢得时间以便迎头赶上发达国家,实现农业的“跨越式”发展。