计算机可视化技术范文

导语：如何才能写好一篇计算机可视化技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：可视化技术；图像理解

中图分类号：TP391.4

可视化技术是计算机图形学的一个重要研究方向，是图形科学的新领域。它是指是运用图形学原理和方法，将大规模的科学数据-数值和图像，转换为可视的图形和图。它能够给予人们深刻与意想不到的洞察力，在很多领域使科学家的研究方式发生了根本变化。它涉及的研究领域很广，成为计算机科学研究领域中不可缺少的组成部分，例如计算机图形学、图像处理、计算机视觉等，它也是理解复杂现象和大规模数据的重要工具。

自从1986年可视化概念提出以来，发达国家纷纷开始研究可视化理论、方法，开发可视化工具与环境，它们的研究成果已广泛应用于石油勘探、气象预报、航天航空、核武器研制、医学图像处理等科学与工程领域以及自然科学领域中。

90年代初，我国开始了科学计算可视化技术的研究工作，一般需要使用巨型计算机和高档图形工作站处理庞大的数据量以及相关复杂的图像生成算法。所以，在高水平的大学、大公司和国家级的研究中心才有实力对可视化技术进行研究和应用。近几年来，随着处理器功能的不断提高，可视化技术的飞速发展，它的应用已经扩展到科学研究、工程、军事、医学、经济等各个领域，但是，与国外先进水平还有差距，因此还需要在在医学、地质、海洋、气象、航空等行业加大应用力度。

1 可视化的基本概念

可视化是一种计算技术，它将符号转换成几何，使研究者能观察到他们的研究工作。可视化技术能够将看不见的事物通过计算机变为能够看见的事物，提供了科学发现和展现事物的新途径，改变了科学家原有的研究方式，能够给人们意想不到的启示。

根据可视化技术的交互性、多维性、和可视性的特点，以及考虑结合程度，可视化技术可以分为后置处理，实时跟踪处理和实时绘制及交互控制三个层次。后置处理指的是将计算结果解释或显示为可视化的图形，目前大部分应用软件属于这一层次；实时跟踪处理强调它的实时性，因此要求计算与显示必行同步进行，这样能够随时发现执行中的错误以便日后改正；实时绘制及交互控制一方面强调它的实时性，另外能够根据显示结果随时改变执行过程中的参数以便得到满意的结果，因此具有交互界面。近二十多年来，在美国、德国、日本等发达国家的著名大学都在致力于可视化技术的研究，而且已经重点向实时处理和交互控制方面发展。

2 国内外比较著名的研究成果

2.1 流体可视化软件

这是美国国家超级计算机应用中心（NCSA，National center of supercomputer Application）的研究成果。该软件通过多个相联系的模型，在交互及分布环境下研究暴风雨的形成规律。其中安装在NCSA的超级计算机CRAY-YMP进行模型计算，VGX工作站则用来实现二、三维图形显示，提供用户接口，二者之间使用网络连接。

2.2 医学可视化技术

医学数据的可视化，已成为数据可视化领域中最为活跃的研究领域之一。由于近代非侵入诊断技术如CT、MRI和正电子放射断层扫描（PET）的发展，医生已经可以非常容易获得病人有关部位的一组二维断层图像。因为核磁共振、CT扫描等设备能够产生人体病变区域的多个方面多个剖面的图像，或者重建为具有不同细节程度的三维真实图像，使医生对病灶部位的大小、位置，不仅有定性的认识，而且有定量的认识，从而及时高效地诊断疾病。CT图像打破传统的胶片感光成像模式，借助于计算机重构人体器官或组织的图像，使医学图像从二维走向三维，使人们从人体外部可以看到内部。利用可视化技术软件，能够重构有关器官和组织的三维图像，例如美国加洲的ADAC实验室，约翰.霍普金斯大学等开发出的软件已在许多医院得到应用。利用可视化技术可以以获得心脏的三维图像，并用于监控心脏的形状、大小和运动，为综合诊断提供依据，例如中国协和医科大学等进行的主动脉病变的临床诊断和冠状动脉搭桥术（CABG）后的血管显示等。正是应用了可视化技术，变不可见为可见，从而大大提高了手术的成功率。

耿国华教授实现了医学图象数据库系统MidBASE。在数据库设计、基于内容的图象检索、嵌入三维可视化构件、WEB方式远程查询等方面特色明显。已在多个医院使用，效果良好[1]。

2.3 地学可视化技术

科学可视化应用到地学中，产生了地学可视化。1990年的勘探地球物理学家协会的举办“科学可视化”专题讨论会，促进了地球物理勘探中的可视化研究。进而在1995年举办的“可视化技术用于发现和开发更多的油气资源”会议，使得科学可视化技术在油气工业中的应用成果大放光彩。目前，美国的SGI公司在可视化技术方面是处于世界领先地位，它在地学中主要应用于油田开发、油藏数值模拟、石油地质、地震勘探、钻井、测井、遥感测绘等方面。

2.4 人类胚胎的可视化

这是美国依利诺大学芝加哥分校研制的成果。首先依据美国卫生和医学国家博物馆所得到的胚胎数据重构人类胚胎模型，其次将该模型进行三维显示。这一成果预示着人类可以远程访问人类性态数据，可以进行分布式计算。

2.5 数字博物馆的可视化技术

数字博物馆最突出的特点是：虚拟现实技术。虚拟技术通过计算机图形构成三度空间或把现实环境编制到计算机中去，产生逼真的虚拟环境，从而使得用户在视觉上产生一种沉浸于虚拟环境中的感觉。数字博物馆借助这样的技术，对珍贵藏品进行三维可视化的建模。在追求视觉真实感受的同时，最大限度地保存了物体真实数据。研究者可以直接测量模型得到标本的形态结构信息，为远程标本研究提供可靠翔实的基础，真正地做到了辅助科学研究及数据保存的作用。例如中国地质大学地学数字博物馆、中山大学生物数字博物馆、清华大学美术数字博物馆、西北大学考古数字博物馆、北京航空航天大学航空航天数字博物馆等，这些数字博物馆不仅为学者提供了一个高水平高质量的学习平台，有利于院校之间的学术信息和研究资源的共享，而且满足用户的交互性、参与性和沉浸性。

2.6 大场景及文物的虚拟修复可视化技术

大场景与文物虚拟修复还原和展示的研究涉及多个研究领域，需要综合应用数字图象处理、计算机图形学、模式识别、可视化技术等研究领域。目前，在我国很多研究机构已在与大场景和文物的虚拟修复技术相关的领域内进行了一些研究工作，也取得了一些研究成果。但是，还没有研制出完全自动的虚拟修复和还原系统，并且这些研究成果相对独立，没有一个综合文物复原和大场景虚拟还原展示的系统。

3 结束语

NCSA（美国国家超级计算应用中心）是国际上从事可视化研究的权威单位，一直从事可视化算法如软件的开发研究。而在国内，清华、北大、国防科大、中科院软件所等单位相继开展了可视化算法的研究及可视化工具的开发，都已取得了一大批可喜的成果。随着计算机硬件条件的改善和诸如人工智能、机器学习等可视化算法的成熟，可视化技术一定会产生一个大的飞跃。

参考文献：

[1]荣国栋，孟祥旭.Inspeck3D-DF三维扫描仪在数字博物馆中的应用[J].计算机工程与应用，2002，38（16）：237-239.

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关键词：计算机网络；安全；技术；分析

中图分类号：TP393.02 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 19-0000-01

Computer Network Reliability Optimization Talking

Lu Jun,Zhu Wenfeng

(Jiangxi Province Jingdezhen City Public Security Bureau,Jingdezhen333000,China)

Abstract:With the rapid development of Internet technology,computer information technology has penetrated into real life,all aspects of production and puter network from a technical point of view,as a layout,but will be associated by a distant things connected via communication lines,but never thought of the network is the traditional two-dimensional thinking,even thinking can achieve three-dimensional spherical,and,more open computer information system has also brought a number of security risks,it has been all kinds of information security challenges,hacker attacks and anti-hacking protection,destruction and damage to the struggle against increasingly fierce,network security increasingly The more attention and concern by the people.In this paper,network reliability analysis,hope to give you help.

Keywords:Computer network;Security;Technology;Analysis

计算机网络最重要的方面是它向用户所提供的信息服务及其所拥有的信息资源，网络连接在给用户带来方便的同时，也给网络入侵者带来了方便。因此，未来的计算机网络应该具有很高的安全性和可靠性，可以抵御高智商的网络入侵者，使用户更加可靠、更加方便地拥有大量各式各样的个性化客户服务。

一、计算机可靠性模型研究

计算机网络可靠性作为一门系统工程科学，经过50多年的发展，己经形成了较为完整和健全的体系。我们对计算机网络可靠性定义为：计算机网络在规定的条件下，规定的时间内，网络保持连通和满足通信要求的能力，称之为计算机网络可靠性。它反映了计算机网络拓扑结构支持计算机网络正常运行的能力。

计算机网络可靠性问题可以模型化为图的可靠性问题。计算机网络模型采用概率图G（V，E）来表示，其中结点集合v表示计算机网络的用户终端，主机或服务器等，边集合E表示计算机网络的链路。计算机网络模型的概率图，是对图的各边以及结点的正常运行状态赋予一定的概率值以后所得到的图。

二、计算机网络可靠性主要优化设计方法分析

提高计算机网络相关部件的可靠性与附加相应的冗余部件是改善计算机网络可靠性的两条主要途径，下面我们从以下几方面来加以论述：

（一）计算机网络的容错性设计策略。计算机网络容错性设计的一般指导原则为：并行主干，双网络中心。计算机网络容错性设计的具体设计方案的原则，可以参照以下几点：采用并行计算机网络以及冗余计算机网络中心的方法，将每个用户终端和服务器同时连到两个计算机网络中心上。数据链路、路由器在广域网范围内的互联。计算机网络中的边界网络至网络中心采用多数据链路、多路由的连接方式，这样可以保证任一数据链路的故障并不影响局部网络用户的正常使用。在进行网络管理软件容错设计时，应采用多处理器和特别设计的具有容错功能的网络操作系统来实现，提供以检查点为基本的故障恢复机能。

（二）计算机网络的双网络冗余设计策略。计算机网络的双网络冗余性设计是在单一计算机网络的基础上再增加一种备用网络，形成双网络结构，以计算机网络的冗余来实现计算机网络的容错。在计算机网络的双网络结构中，各个网络结点之间通过双网络相连。当某个结点需要向其它结点传送消息时，能够通过双网络中的一个网络发送过去在正常情况下，双网络可同时传送数据，也可以采用主备用的方式来作为计算机网络系统的备份。当由于某些原因所造成一个网络断开后，另一个计算机网络能够迅速替代出错网络的工作，这样保证了数据的可靠传输，从而在计算机网络的物理硬件设施上保证了计算机网络整体的可靠性。

（三）采用多层网络结构体系。计算机网络的多层网络结构能够最有效地利用网络第3层的业务功能，例如网络业务量的分段、负载分担、故障恢复、减少因配置不当或故障设备引起的一般网络问题。另外，计算机网络的多层网络结构也能够对网络的故障进行很好的隔离并可以支持所有常用的网络协议。计算机网络的多层模式让计算机网络的移植变得更为简单易行，因为它保留了基于路由器和集线器的网络寻址方案，对以往的计算机网络有很好的兼容性。计算机网络的多层网络结构包含三个层次结构：

接入层：计算机网络的接入层是最终用户被许可接入计算机网络的起点。接入层能够通过过滤或访问控制列表提供对用户流量的进一步控制。在局域网络环境中，接入层主要侧重于通过低成本，高端口密度的设备提供服务功能，接入层的主要功能如下：为最终网络用户提供计算机网络的接入端口；为计算机网络提供交换的带宽；提供计算机网络的第二层服务，如基于接口或Mac地址的Vlan成员资格和数据流过滤。

分布层：计算机网络的分布层是计算机网络接入层和核心层之间的分界点。分布层也帮助定义和区分计算机网络的核心层。该分层提供了边界定义，并在该处对潜在的费力的数据包操作进行预处理。在局域网环境中，分布层执行最多的功能有：VLAN的聚合；部门级或工作组在计算机网络中的接入；广播域网或多点广播域网在计算机网络中的联网方式的确定；

核心层：核心层的主要功能是尽可能快速地交换数据。计算机网络的这个分层结构不应该被牵扯到费力的数据包操作或者任何减慢数据交换的处理。在划分计算机网络逻辑功能时，应该避免在核心层中使用像访问控制列表和数据包过滤这类的功能。对于计算机网络的层次结构而言，核心层主要负责以下的工作：提供交换区块之间的连接；提供到其他区块（如服务器区块）的访问；尽可能快地交换数据帧或者数据包。

纵观未来计算机网络的发展，人们对待网络的要求将越来越高。他们希望创造一个“点击到一切”的世界，尽管这个简单的想法让它成为现实并不是一件很容易的事情，但是一旦认识到计算机网络美好的发展前景，凭借人类的智慧，我们有理由相信我们的世界将由此得到它前所未有的自由。

参考文献：

[1]龚波,张文,杨红霞.网络基础[M].北京:电子工业出版社,2003

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关键词：模块化；实训教学；多元化评价；课改反思

中图分类号：TP393-4 文献标识码：A 文章编号：1007-9599　（2012）　19-0000-02

1 模块化教学的概念及其特点

“宽基础、活模块”是我国职教界普遍认可教育模式。所谓“宽基础、活模块”教育模式，就是从以人为本、全面育人的教育理念出发，根据正规全日制职业教育的培养要求，通过模块课程间灵活合理的搭配，首先培养学生宽泛的基础人文素质、基础从业能力，进而培养其合格的专门职业能力。

模块化教学是以现场教学为主，以技能培训为核心的一种教学模式，不但重视知识的传授、更重视知识的应用，要求教师要精选教学任务，提前做好准备。它是集中开展相关的理论知识、实践经验、操作技能以及活动方式、方法、方案的同步式一体化的教与学教学模式。

模块教学是对教育观念、教学内容、教学方法、教学手段的全面改革与创新所产生的教学模式，不能将其简单理解为一种教学方法

2 模块化教学在计算机网络技术课程实训教学中的实施

2.1 网络技术课程实训模块化教学计划内容及分析

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关键词：实践能力；计算机科学；专业人才

中图分类号：TP3-4

我国在长期教育改革和发展的规划纲要中提出，创新型人才的培养模式想要更好的适应国家和社会的需求，就需要对教学方式进行深化改革，使用新型教学方式对学生进行培养。理论知识对于学生来说是基础，学生的实践能力也是非常重要的，尤其是对于计算机技术专业。这就需要学校的培养学生的过程中需要深化教学理念，通过开展校企合作等形式，提高学生的实践能力。

1 培养学生实践能力的必要性

1.1 人才市场的需求

随着我国计算机技术以及通信技术的发展，我国开始进入信息化社会，以信息化带动工业化，建设小康社会。在信息化的背景下，计算机专业教育的发展起到了非常重要的作用。目前，人才市场中对于计算机类型的人才需求非常强烈，《我国经济和社会发展第十个五年计划信息化重点转向规划》中提出，“十五”期间，我国各类型的信息化人才总共增加了2500万人，其中的软件人员增加了320万人[1]。随着我国信息产业的加速发展，信息产业的发展已经成为我国的重点支柱，对于计算人才的需求量也在不断增加，但是却仍旧存在就业困难的现象，这主要是由于学生的专业技能与基础知识的进度不平衡导致的。

1.2 专业特点的需求

计算机的工程研究的侧重点是工程技术，应当侧重培养学生的实践能力。计算机科学与技术专业实际上属于工学学科的电气信息类，虽然包含了科学的理论，但是对于工程技术的需求更多。实践教学属于计算机专业教学过程中不可或缺的部分，计算及专业课程的理论知识较多，概念非常抽象，对于软件工程、数据库等技术来说，都需要经过实践来对理论知识进行转换，如此才能够使学生更好的理解课程的相关内容，提高学生的综合竞争力。目前，动手能力强且具有一定操作经验的技术型IT人才能够得到用人单位的青睐，但是一些学校在教学过程中没有侧重培养学生的实践能力，导致学生就业困难。

2 计算机工程型人才的培养方式

2.1 建设实习基地，提高学生的实践能力

想要科学合理的提高学生的实践能力，就应当让学生与企业有直接接触的机会，因此，学校应当积极的与当地的企业合作，将专业设立在生产实践中。学校在实践的过程中要对自身的教学模式进行转变，参照当今人才市场的需求对学生的实践能力进行培养。例如，苏州的学校与罗技、摩托罗拉以及AMD等企业合作，建立了计算机科学与技术专业的实训基地，并与某股份公司合作在工程学院成立了软件工程学院实训室[2]。学校在实践中教学，学生在实践中再次学习，能够显著提高计算机科学与技术专业学生的实践能力。

在实践教学的过程中，可将实训分为几个阶段，使学生有适应的过程。首先是让学生认识实习，每周抽出一天的时间让学生了解企业的运作形式以及企业的发展方向等。其次是开展暑假社会实践，让学生利用暑假的时间深入到企业内部去学习，参加企业一些小项目的开发，使学生的知识的得到巩固。最后是毕业实习，让学生在企业中实习一周，使学生的综合能力得到提升。

2.2 适应计算机科学行业的需求，制定相关的培训方案

随着我国计算机科学（computerscience）的飞速发展，目前国内的体制也发生了较大变革，人才的需求量持续上升[3]。针对目前许多学校的学生不能与市场接轨的情况，一些学校与当地的企业相结合，成立了计算机科学专业的就业指导团，为当地的学生提供帮助与指导。且计算机科学专业的就业指导团还不定期的为计算机专业的学生提供知识讲座，为学生解决困难。计算机科学专业的就业指导团不仅为学生解决困难，同时也成为了学校与企业沟通的桥梁，更好的实现计算机专业人才的培养。

2.3 建设一体化工程实践管理平台

为了保证学生参加工程实践以及对企业的项目进行管理，一些学校设计了计算机专业工程实践管理平台，平台是由几个模块组成的：项目管理模块，主要是为学生提供平台下完整的资料以及管理等；课程与时间项目对接模块，教师可通过模块将教学任务与实践课题进行；开发实验室管理模块，主要是为校内的实践提供场地以及相关设备的预约以及管理；校外实践基地管理模块，主要内容是为学生提供校外的实习项目，且对这些项目进行管理等。上述这些模块为学校的实践教学提供了良好的支持，在保证学生实践能力的同时，还能够保证企业的经济效益。

2.4 创立新型的实践教学模式

创立新型的实践教学模式主要是改变传统的实验课程中，实验手段通常是测试技术，对于目前较为先进的技术运用不到位、实验虽然多，但是真正反映出目前先进科学技术的少、验证性的实验多而创新性的实验项目较少等情况，创立新型的、开放性的实践教学模式。在具体实施过程中，可以将原有的固定实践时间转变为灵活的实践时间，将原本固定的实践项目转变为自主设计的实践项目。按照计算机学科与技术的展业特点，将实验分为信息安全实验室、计算机硬件基础实验室、数据库实验室、计算机软件基础实验室以及计算机多媒体技术实验室等，针对学生的特点分配不同的实验室，使学生的特长都能够得到发挥。

2.5 对教学模式进行改革

按照当今人才需求的情况，在加强理论建设的同时，要对实践环节进行改革。对于教学内容的选择来说，应当跟上时代的潮流，将陈旧的理论淘汰，对一些跟不上时代潮流的技术以及课程理论进行更新，使用当前先进的计算机专业技术以及相关理论。教学形式上可以采取软件和硬件相结合的形式进行时，教师的讲课的过程中可采用归纳、演示以及讲解的方法，增强学生对于知识的理解程度，且对于学生分析问题的能力也是一种帮助。教师在教学过程中要对学生的能力进行考核，除了对理论的知识进行考核外，还应当测试学生的动手能力，使学生在掌握了基本理论知识外，专业技能也得到了提升。此外，还应当适当的融入新的网络资源，培养学生主动学习的能力，提升教学质量。

2.6 对教师的素质进行培养

工程型的应用人才想要在课程结束时持续提升自己的专业技能水平，那么就必须加强computerscience的基础理论水平的培养[4]。许多教师在教学过程中都存在一定的弊端，一些教师理论知识讲授的非常充分，但没有结合实践进行教学，还有一些教师让学生充分的实践，但是对于理论知识的讲授又没有做到位。这两种形式都会导致学生的知识产生断层，出现发展不平衡的情况。为了更好的适应我国信息化的需求，培养符合人才市场需求的计算机人才，学校应当加强对计算机科学与技术专业教师的管理。学校现有的计算机科学与技术专业的教师基本上都是硕士或者博士，理论知识非常充足，但是相关的操作能力较弱，这对于学生的培养是非常不利的。因此，学校应当到社会中寻找专业技能过硬且理论知识充足的人才来对学生的综合能力进行培养。还可通过省教育厅的科技特派员制度，调用经验丰富的人才，使他们利用自己的专业技能培养学生。除此之外，将学校年轻的教师派往当地企业中接受锻炼也是很好的方法，这样能够使教师的专业技能得到提升，还能够在工作过程中发现自身问题，提升自己的综合能力。

3 结语

通过学校的教育，学生的实践能力以及创新能力都能够得到培养，这是实现学生与社会对接的最重要的手段。在信息化的背景下，计算机专业教育的发展起到了非常重要的作用，学校与企业相结合的形式能够为学生提供良好的实践机会，使学生的综合能力得到提升，更好的符合当今社会的需求。

参考文献：

[1]蔺永政，周劲.董吉文.地方院校计算机信息技术专业方向人才培养模式的研究――济南大学信息科学与工程学院计算机应用人才培养试点工作探析[J].计算机教育，2011（01）：01-03.

[2]刘立嘉，马新娜，葛占胜.基于社会需求驱动的计算机专业教育模式[J].石家庄铁道学院学报（社会科学版），2009（03）：05-07.

[3]张春英，魏明军，刘凤春.基于工程型人才培养的地方理工科高等院校计算机教育体系的架构[J].河北理工大学学报（社会科学版），2009（03）：06-08.

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关键词：计算机基础课程 数字化教学 研究 实践

中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（b）-0212-01

1 大学计算机基础课程

目前，在我国高等院校中，计算机基础课程是非计算机专业的重要公共课程。在计算机基础课中，大学生们学习的重点分为理论和实践操作两部分，理论部分主要让学生掌握现代信息技术和计算机的基础理论知识，实践操作部分则是让学生掌握一些计算机实际应用，让学生将理论知识转化为实践。

在高等院校的计算机基础课程中，数字化教学能够很好地帮助教师进行教学，提高教学有效性，同时帮助学生提高学习效率。通过数字化教学平台的应用，教师既可以减轻教学负担，也可以在一定程度简化学生的学习程序，减轻学生学习负担。

2 大学计算机基础课程的数字化教学

高校计算机基础课程的数字化教学可以分为考试系统数字化、作业系统数字化、评价系统数字化和辅导系统数字化四大部分。通过这四个部分构建成一个整体的数字化教学平台，由此促进高校计算机基础课程提高教学有效性，减轻教师和学生负担。

2.1 考试系统

目前，我国绝大部分高等院校都已经实现了考试系统的数字化。通过建立数字化考试系统平台，一个高校不同校区和专业的学生能够实现同时在线考试，系统能够根据学生提交的试卷进行后台分数计算，直接给出考试得分，减轻了教师批卷负担。我国的数字化考试系统可以分为两部分，即理论考试部分和实践操作部分，由于理论课程和实践操作的教学目标和教学内容不同，建立两套相对独立的考试系统能够很好地保障每一部分教学目标的实现。

（1）理论考试，在目前的计算机基础课程理论考试中，基于Internet的数字化考试系统能够实现多校区高校同时考试，满足高校的考试需求。在理论考试中，试卷多以题库的方式出现，根据各个高校根据不同专业的需求构建包括Visual FoxPro程序设计、Visual C++程序设计、Visual Basic程序设计、JAVA语言程序、当代信息技术等多门课程的题库，在几千道考题的题库中实现试卷随即抽取，避免出现作弊、押题等现象，促使学生在平时认真学习备考。数字化理论考试系统支持多种视频、音频、图片格式，支持填空、选择、问答等多种题型，完美的简化的传统试卷考试的程序，学生只需要一台能够连接网络的电脑就能够实现在线答题，即节省资源也能够节省时间。

从技术上来看，数字化理论考试系统的特点主要有以下四种：支持大型题库随机抽题、支持后台批卷和多人流水式阅卷、有效地防止作弊系统、实现封闭式阅卷。

（2）实践操作考试，实践操作考试系统是数字化考试系统中非常重要的一部分。由于现在越来越多的学校重视学生的实际操作能力，高效的数字化实践操作系统能够很好的检验学生的学习效果，帮助他们进步和提高。在高校中，根据课程设置的不同，实践操作考试可以分为两部分，一部分是当代信息技术，包括word、excel、ppt等软件操作，在师范类院校或专业还会进行课件制作的实践操作考试，另一部分是程序设计编程，根据各校开展的课程不同，也可以分为Visual FoxPro程序设计、Visual C++程序设计、Visual Basic程序设计、JAVA语言程序等程序编程操作考试。实际操作考试系统也可以建立题库，从中随机抽取试题进行考试，根据实践操作考试的课程内容不同，采取不同的阅卷方式，对于当代信息技术，一般根据学生最终提交结果进行评阅，而编程操作则对学生的具体编程程序进行评阅。

在实践操作考试中，一般考察学生处理相关文件、制作文档的能力和简单编程能力，通过数字化考试平台能够有效的指出学生学习中存在的问题，一般来说，学生可以在提交考卷的之后马上看到自己的成绩和错误，从而在一定程度上给予学生学习和思考的动力。

2.2 作业系统

由于计算机课程的特殊性，计算机作业系统数字化能够极大减轻教师和学生的负担。教师可以通过作业系统直接在网上公布作业，学生则通过此系统按时提交自己作业，此系统能够帮助教师了解学生完成作业情况，便于教师掌握学生情况，学生也可以通过这个系统及时了解教师所布置的作业和自己需要完成的时间和内容。

数字化作业系统的优势除了可以节省教师和学生的时间，便于教师和学生掌握课业完成情况，从另一方面来说，也能够便于教师对学生的学习进行监督和管理。数字化作业系统一般采用一个学生一个账号的形式，每个学生只有通过自己单独的账号才能进入到系统中，而教师可以在该系统中一些共享资源，学生将自己的作用通过自己账号提交到系统中，教师就可以对学生的学习情况有一个直观的了解。

2.3 辅导系统

由于一些高校学生数量众多，校区分布比较广，一些学生在学习计算机基础课程时发现问题不能及时找到教师咨询，这时，数字化辅导系统就可以很好地解决这个问题。数字化辅导系统是指学生运用自己的账号在系统中将问题提交给教师，教师则直接在系统中给予学生指导和解答，同时，在系统中可以将常见的问题进行汇总，方便学生学习和掌握。

3 结语

大学计算机基础课数字化教学是计算机基础课程发展的必经之路，通过建立数字化平台，能够帮助教师及时掌握学生学习动态，学生也能够通过这个平台不断学习，同时，数字化教学平台对于节省师生时间、提高教学效率方面都有突出贡献。不久的将来，数字化教学不单单只应用于计算机基础课程，还应该应用在大学的其他课程教学中，从而提高大学的整体教学效率，节省教学时间。

参考文献

[1] 陈松.大学计算机基础课程教学改革探讨[J].滨州职业学院学报，200，5（6）：12-14.

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验证不同用量的5%甲胺基阿维菌素苯甲酸盐微乳剂对十字花科蔬菜小菜蛾的防治效果及对作物生长的安全性，为登记推广提供科学依据。

2试验条件

2.1试验对象、作物和品种的选择

小菜蛾 Plutella xylostella

白菜，品种为：鲁白七号

2.2 环境或设施栽培条件

试验落在宁安市东京城镇振兴村李会迎的白菜地中，该地前茬为豆角，60厘米垅，35厘米穴距，亩保苗为2800株。

3试验设计和安排

3.1药剂

3.1.1试验药剂

5%甲胺基阿维菌素苯甲酸盐微乳剂，河北野田农用化学有限公司提供。

3.1.2对照药剂

2%甲胺基阿维菌素苯甲酸盐微乳油，山东惠民中农作物保护有限责任公司生产。

3.1.3药剂用量与编号

3.2.2小区面积和重复

小区面积或植株数：小区面积为40平方米

重复次数：4次重复

3.3施药方法

3.3.1使用方法

施药方法为人工喷雾,按试验设计先喷喷对照药剂,再试验药剂。试验药剂从低浓度到高浓度进行,在不同处理之间换药时对喷雾器进行清洗。

3.3.2施药器械

卫士牌WS-16型背负式手动喷雾器

3.3.3施药时间和次数

试验于7月30日一次性施药

3.3.4使用容量

实际为喷液量为35公斤/亩。

3.3.5防治其他病虫害的药剂资料

在试验过程中没有其它病虫害进行防治。

4调查、记录和测量方法

4.1气象及土壤资料

4.1.1气象资料

施药当7月30日，日平均气温26.55℃，相对湿度为74.5%，天气晴。（详见气象资料表）

4.1.2土壤资料

土壤类型为暗中壤，有机质含量为2.8%，PH值为7.0。

4.2调查方法、时间和次数

4.2.1调查时间和次数

试验共调查4次，分别为药前进行各小区的虫口基数调查即7月30日；施药后1天即7月31日；3天即8月2日,5天即8月5日, 7天即8月7日进行调查。

4.2.2调查方法

每个小区定4点,每点连续调查5株,每个小区共调查20株白菜，调查整株白菜上活虫数

4.3对作物的直接影响

在试验调查过程中没有发现对作物有直接影响。

5结果与分析

由上表可见,试验 5%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微乳剂2-4克/亩用药后1天对小菜蛾的防效在81.70%―90.13%之间；用药后3天调查对小菜蛾的防效在88.12%―92.91%之间，用药后5天调查对小菜蛾的防效在87.33%―97.07%之间，用药后7天调查对小菜蛾的防效在89.15%―95.27%之间；而对照药剂2%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐乳油7.5克/亩在药后1天、3天、5天和7天分别为80.15%、87.98%、88.47%和88.26%。

方差分析结果表明：药后1―7天试验药剂5％甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微乳剂每公顷有效成分3.0、4.0克与对照药剂相比对小菜蛾防效差异显著；试验药剂每公顷制剂量2.0克与对照药剂相比对小菜蛾的防效差异不显著。

供试药剂5%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微乳剂在有效成分3-4克/公顷用量范围内,于小菜蛾发生始盛期施药,对小菜蛾表现出较好的防治效果,用药后7天防效在93.47%―95.27%；对试验作物白菜生长安全。

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关键词 计算机图形技术 数据计算 可视化

中图分类号：TP391 文献标识码：A

0引言

几年来，计算机的图形处理技术越来越频繁的被人们应用于其他的领域，也是现在这个科学技术非常发达的社会的一种形势所在。现代一种相对比较常见的数据的可视化技术，指的就是运用计算机的图形学和图像处理的技术，把数据转化为可以被识别的图像或者图形，进而可以在显示器的屏幕上显示出来，被看见的使用者所理解和接受，同时还要进行交互处理的技术。这样一种技术涉及的技术和领域比较广泛，计算机的图形学、图像处理技术、计算机设计、计算机视觉技术、人机交互技术等，多个领域的结合才是一种比较实用的技术。今年以来，随着网络科学技术和网上电子商务技术的发展，在以往科学计算可视化的基础之上，出现了信息可视化的概念，并且逐渐在吸引人们的眼球，成为科学技术领域研究的焦点问题。我们都知道，“可视化”就是使之可见，可以被看见，就是可视化的最基本的含义，那么，数据在挖掘过程中，很多活动都可以被认为是可视化，利用可视化的技术进行信息的传递、知识的发现等。

1交互式计算机图形技术概述

交互式计算机图形的处理技术是计算机图形处理中很常见的一种技术方法，也是一种在当今时期比较实用的技术，在整个计算机图形技术方面还是有着比较高的地位的，下文主要对这种技术做以介绍。

1.1图形技术的含义

在计算机的研究领域中，计算机的图形技术是一个很重要的研究方向。国际标准化组织将之定义为：研究用计算机进行书记和图形之间相互转化的方法和技术。交互式技术凭借其特有的优势，经常在计算机图形技术汇总被使用，正是这样，计算机图形技术经常被直接称作交互式计算机技术。交互式根据字面的含义理解就是相互之间的交流沟通等，交互式图形技术系统在运行的过程中是依赖交互软件的支持的，操作人员与计算机之间进行相互的沟通交流，在这个过程汇总，还要通过交互式绘图设备来完成。

1.2交互式图形技术的软件支持

交互式图形的绘制，需要计算机软件和硬件的协调配合来完成，不是单独的技术可以完美实现的。涉及的硬件主要是：主机、输入设备和输出设备所组成。软件包括：图形系统、应用模型和应用程序。本文主要研究的是计算机的软件技术，所以对所需要的硬件设施不做详细介绍说明。

图形系统：是整个系统的主要部分，包括图形的子程序，可以为图形的整体提供多种图形的具体功能，进而驱动输出设备运行，然后产生相应的图形；应用模型：这个部分主要是为显示出来的具体图形提供数据的支持和所描述的具体对象的详细情况，所以，这一部分会对整个图形中多个对象的具体描述，有着一个保存原始数据文件的作用；应用程序：这一部分是整个图形系统的核心部分，它会从应用模型中获取各个具体对象的数据信息，并且对这些数据进行一定的处理，并且在图形系统中生产对象数据可以生产的图形，最后在在输出设备上将该图形输出，进而被识别、这三个部分就是交互式图形处理技术的基本原理的组成部分，是该技术的主要软件支持。

1.3计算机图形处理语言

现阶段，计算机图形处理的语言有多重，比如：DirectX、OpenGL、Java3D等。依靠目前的科技水平来看，有很多专业的人士利用OpenGL来编写一些三维的程序，可以很好的显示图形和图像，但是对于一些专业性不是非常强的人士来说，如果要运用这种技术，在很多方面，还是会存在一些不容易解决的问题的。

Java3D在处理图形的过程中，有着自身的特点，Java在互联网和计算机软件的设计中是很常见的，同时他的3D图形的处理也显示出更强大的性能。他是在OpenGL的基础之上发展和完善起来的，主要针对于三维的图形处理技术。Java3D是较高层次的面向对象技术的延伸，可以实现对3D立体图形数据的高效率处理，对整体图形中局部或单个图形的增添、删除、平移等操作的更便捷的操作处理，同时还可以处理更加多种、丰富的三维图形。图形处理中使用Java语言的是有一定的原因的，最主要的就是平台无关性，这样的特点主要是它在运行过程中的部分编译。不同的操作平_，由于处理的问题有差异，所以每个平台的JVM不同。使用Java语言程序设计的3D图形，可以很好的在最常见的浏览器中显示，浏览器主要是IE浏览器和Netscapegoat浏览器。由于平台无关，Java3D体现出了自身“一次书写，随处运行”的优势，使得可以运行于多种平台之间，可以更有效的应用立体图形的加速技术。

2数据挖掘与可视化技术

2.1数据挖掘

数据挖掘，顾名思义，就是从大量的数据中提取出来的知识。数据之所以需要挖掘，是因为大量的数量有着不相关的信息知识，需要在这个过程中被除去。数据挖掘可以说是信息处理技术和数据管理分析技术的结合产物。

可视化技术在数据的挖掘过程中起到很大的作用，是一个可以解决多个问题的重要技术手段，主要体现在可以使人在视觉上理解一种比较复杂的多维数据模式，通过观察数据在维度中的存在形式，能够直观、快速的发现数据之间的关系以及多个数据的变化规律等，可以有效的帮助验证挖掘出来的数据是否符合挖掘的目的和要求。

2.2可视化技术在数据挖掘中的必要性

随着科技的发展，计算机硬件对数据的要求也在加大，与此同时，数据库在增多，数据量在增大，对数据处理能力的要求也在逐渐的提高，高校科学合理的处理数据就是一个一直存在的严峻的问题。无论多快的计算机，对数据的处理都是有一个限度的，所以，数据在增多的同时，就面临着数据处理被推向一个技术的瓶颈。庞大的数据可以压倒一切与之相关的事物，计算机的处理压力增大，数据库的容量面临挑战，最直接的，也是最现实的，人脑的承受能力是有限的，那么这样的大数据是无法正常被挖掘的，如果仅仅是依靠原来的技术。在这样的情况下，可视化技术在数据挖掘中的应是很有必要的，一方面减轻了计算机和人员的压力，另一方面，可以为了以后的数据库的继续发展奠定了基础。

2.3可视化技术的应用

现阶段，可视化技术应用于数据的挖掘中，一般主要是在输出阶段发挥作用，用来表示数据，保证数据的可视，生成一般的视图、显示复杂数据的分析结果等。可视化的技术主要体现在数据显示的阶段，也就是在分析筛选出数据之后的工作，而这些数据在被分析的过程中，是不会涉及到可视化技术的应用的。

既然分析的过程不涉及，就要考虑到是否可以在分析的阶段也应用这样的技术来进行，设计出一个强大的数据分析的可视化挖掘工具。问题是这样的，人类的建立在可视化的基础上的决策，替代一个分析选择过程中的科学数学的步骤，当决策不可以自动的形成时，就用可视化来处理决策。通过新型的数据处理技术，期望做到让人脑吸收的更多、更快，信息处理的速度更快，信息处理的正确率更高。

2.4可视化技术应用的主要思想

可视化技术应用于数据分析的主要思想，就是将原来的数据用图形或者图形来表示，在此之前，要严格的处理好数据之间的关系，在转化为图形或者图像后不可以改变原来的属性等，把原本大量的数据表示为图形或图像，毕竟图形图像看起来和分析起来，会让人的思路更加清晰，数据的观看更加直观、明了，达到加快分析处理速度的目的。可视化是依托于图形的，所以计算机图形学就是数据挖掘的强大的基本工具。在数据分析处理的整个过程中，将数据可视化，也就是把数据分析转化为一种可以很直观的图形或图像，是分析过程中一个重要的前期环节，也是数据处理的关键。

在当今这样的科学技术的水平下，数据可视化研究的主要方向是将数据库中的不同的数据进行可视化的标准做以明确，将不同层次中的数据进行有效率的区分，数据的属性和纬度按照一定的规律进行整合，展现给最终用户的是不同的呈现形式，目前，称之为“前端展示”。目前，我国在这方面开展了相应的投入和研究，并且取得了一定的、不可否认的成绩。在进行数据的可视化的阶段，可以从不一样的维度观察数据库的全部数据，多角度的分析数据之间的关联，从而可以更加深入的对数据进行分析。

3可视化技术应用的意义

在过去的数据挖掘的过程中国，处理数据的机器是核心的部分，而如果在机器中融入可视化的技术，那么护具的挖掘，就变成了机器与人的互动，就不再是机器本身的处理，还包括了人的因素，人与机器的互动，可以保证数据处理过程不是很死板，而是变得灵活起来，毕竟人的思想是活的，有区别与机器。

一方面，将知识与数据的可视化结合起来，可以提升挖掘出来的知识的有效性。结果模式的有效性有所提升，那么数据的分析处理就更有意义，不再是简单的机器筛选出来的死板、不变通的数据知识。

另一方面，对可视化技术的应用，可以有效的建立人与机器之间的联系，也就是把用户交互有效的结合数据的挖掘系统。保证了在数据挖掘的过程中，有效的结合了用户本身的主观意愿，也就是对数据进行处理的基本初衷，这样才会起到对知识的选择的最初的根本目的。

4总结

综上所述，计算机图形处理技术中的最主要的可视化的技术，在数据的计算处理方面，可以起到重要的作用。新技术的引入，避免了传统技术在对数据进行计算过程中机械死板的固态，用户与机器的有效互动在可视化中的充分体现，就在很大程度上解决了最终选择的知识与用户的最初目的存在很大偏差的情r，使得数据的分析更有意义。

参考文献

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[3] 黄今慧，石海超，林佳男.计算机图形技术在数据计算领域的应用[J].电子世界，2016，22：155-156.

[4] 丁倩.计算机图形与图形图像处理技术的相互结合[J].电子测试，2014，11：117-119.

[5] 罗涛.浅谈计算机图形学的相关技术与发展[J].电子世界，2014，10：84.

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关键词：采矿工程；可视化技术；数值模拟；

1 工程概况

采矿工程是一个复杂的系统工程,需要借助计算机技术对其进行优化设计及科学管理,随着近年来计算机多媒体技术的迅速发展,计算机在采矿工程中的应用也越来越广泛,其应用深度和广度也日益增加。计算机多媒体技术的发展为采矿工程技术人员实现由过去较为枯燥的研究过程到现代可视化的分析研究过程的改变,提供了基础和保障。

煤矿井下地质条件复杂,巷道系统空间交错,确定起来本身就有一定难度,对于工程实践经验不足的工程技术人员来说更加困难。为了使采矿技术人员能够更好地理解煤矿井下巷道系统的空间布局,可利用计算机辅助设计(CAD)的可视化技术绘制三维矿井模型。

井下巷道及采场的受力状况和围岩的变形破坏过程难以用理论方法计算,并且物理实验的方法也难以再现其过程,可以使用计算机数值模拟的方法描述这些复杂的力学模型的应力分布,真实的再现矿山压力显现的过程,达到可视化的目的。因此,在采矿工程技术人员研究的过程中,应加强计算机可视化技术方面的应用。

2 CAD的可视化技术在研究中的应用

2. 1采矿专业研究中存在的问题

煤矿井工开采的重要特点是地下作业,生产环节多、工序复杂。井下生产系统包括掘进、提升、通风、排水、动力供应等系统,井下生产系统的巷道空间交错复杂。

工程技术人员在研究采矿问题的过程中都不同程度的存在一些问题,遇到的最主要的困难是对煤矿井下生产系统的巷道空间位置关系不能完全准确的理解。目前使用的资料基本上都是采矿工程平面图或采矿工程剖面图,现有资料上很少有三维立体矿井巷道系统模型供研究过程中参考使用,研究人员只能凭想象来领悟巷道三维位置情况;或者到井下现场参观。到井下现场也只能见到巷道表面现象,而对于三维巷道的空间位置,并不清楚。这些办法都不能有效的解决对三维立体矿井巷道直观、正确的理解。

2. 2CAD的可视化技术简介

科学计算可视化(Visualization )是20世纪80年代后期提出并发展起来的,它是20世纪90年代计算机新技术的热点。进入20世纪90年代,国外以三维矿床模型为代表的矿用软件发展较快,涉及到地质资料处理、矿床建模、开采辅助设计等各个方面。目前CAD技术已经向三维实体、可视化和集成化发展,但对于矿业而言,还有相当长的路要走。

AutoCAD是美国Autodesk公司研制开发的计算机辅助绘图软件,是目前国内使用最多的CAD软件。可以使用软件的三维建模技术绘制三维立体矿井巷道布置系统模型,达到可视化的目的,可以有效地解决采矿研究过程中遇到的一些问题。

2. 3使用CAD的可视化技术创建研究模型

采矿工程技术人员在分析现场问题过程中,要经常确定各个巷道之间的关系,从而才能进一步的分析各个巷道之间的矿山压力的影响。多数工程技术人员在分析过程中,面对的是采掘工程平面图,靠想象来确定其之间的空间位置关系。这种方法费时、费力,效率低。在分析研究采矿问题的过程中应要求首先学会三维知识,让研究人员先把研究涉及巷道的三维空间关系绘制出来。这样,工程技术人员在分析研究问题过程中,面对三维图分析,会得到高效分析的效果。应鼓励技术人员应用AutoCAD软件的三维建模技术绘制三维立体矿井系统模型,把其所研究矿井的三维模型绘制出来。

1) 可以在绘制三维模型的过程中,更加深刻地了解矿井的三维空间结构,可能对所研究的问题有创新的想法。

2) 能够使初涉采矿的工程技术人员,建立起三维矿山系统的概念。

3) 当一个采矿项目结题后,要向领导汇报,当汇报人员将平面图转换为三维矿井立体模型,结合这些模型汇报,会达到高效的效果。

3数值模拟的可视化研究分析方法

3. 1采矿专业研究中存在的问题

1) 课程可视化的意义。矿山压力与岩层控制问题涉及的一般为动态三维空间问题,工程技术人员很难建立动态三维空间的概念,对达到高效分析和研究目的相差较远。即使工程技术人员到矿井现场实习,看到的仅仅是静态的局部现象, 如巷道的支护物破坏或失效、巷道的明显变形、采场顶板的冒顶、煤壁的片帮等,而对产生矿压显现现象的矿山压力及变形破坏过程没有直观的认识。采场或巷道周围的应力是看不见的,只能从理论推导的公式和教材上的图线去想像,对理解矿压理论及培养解决实际问题的能力形成了障碍。通过观测得到矿山开采过程中围岩内任何一点的力,实际是非常困难的。针对上述问题,数值计算方法拥有得天独厚的优势。因而数值计算方法的发展引起采矿界的重视,并逐步引入作为计算矿山压力的方法,在矿山压力及其控制中发挥越来越重要的作用。

3. 2数值模拟程序简介

采场上覆岩层运动是一个非常复杂的动态发展过程,要明确上覆岩层运动范围就必须从顶板变形破坏过程着手。RFPA2D是一个能模拟岩石裂纹萌生,扩展直至断裂全过程的数值分析软件,基于连续介质力学和损伤介质力学原理,具有应力分析和破坏分析两方面的功能。RFPA2D系统能对采动影响下岩体破裂与岩层移动过程进行较为系统的数值试验研究。

3. 3可视化研究实例

1) 煤层开采过程顶板岩层受力变形过程模拟。模型对工作面的开挖过程进行模拟计算,模型上部为自由边界,按照深度施加自重应力;模型左、右边界为简支边,约束水平位移; 模型下边界为固支

。计算工作面不同推进距离时煤层顶板的垂直应力变化情况,以及老顶初次来压和周期来压时煤壁前后方支承压力变化范围。

2) 模拟结果的可视化处理。通过对计算结果的分析处理,可得出顶板岩层随煤层开采出现的离层、垮落过程及其对应的应力分布状况。结果可直观的用于分析研究的讲解实例,达到可视化研究的目的,能够对矿山压力和岩层控制上的理论进行有益的补充。

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Part 1：从地球模拟器说起

“NEC地球模拟器”自问世以来就引起许多人的关注。几年前，由NEC为日本海洋科学技术中心打造的这台地球模拟器大型机以强大的运算能力连续两年占据着Top500超级计算机排行榜的榜首。虽然在今天看来，地球模拟器35.61 TFlops*的浮点运算能力也不过与几十块NVIDIA Geforce GTX 280显卡的运算能力相当，但在当时已经是非常厉害了。因为在2002年排名第二的IBM ASCI White-Pacific超级计算机也不过只有7 TFlops的浮点运算能力。1G=1024M、 1M=1024K ， 这里的TFLOPS就是每秒运算能力为1兆＝10的9次方，1TFLOPS等于1万亿次浮点指令。

和蓝色基因、RoadRunner这样拗口的超级计算机名字相比，地球模拟器不仅易懂，还富有强烈的科幻色彩。一部超级计算机，真的能模拟地球的一切运作吗？事实上地球模拟器所能做的，只是帮助人们模拟全球变暖问题，并且预测地球总体气候变化趋势而已，距离模拟整个地球的各个子环境运行仍然有着遥不可及的距离。但即便如此，把地球模拟器在1秒钟内完成的计算任务，交给一个人使用计算器来完成，却需要花上3000万年。毫无疑问，模拟天气变化仍然是当今庞大惊人的计算之一，我们每天看的天气预报背后实际上就是无数超级计算机连续运转的结果。

可是虽然当今最快的超级计算机IBM Roadrunner运算能力也已经达到1.026P Flops（千万亿次），但在Top500超级计算机排行榜中，仍然有大量超级计算机的运算能力，被天气变化和环境预测程序所消耗殆尽。可以预见，气候与环境的预测分析仍然是超级计算机们大显身手的领域。究竟气象与环境预测为什么需要如此惊人的计算能力？我们在多久的未来才能获得完全准确的天气预报甚至是地震警报？接下来请随我们一探究竟。

Part 2：气象模拟与预测：精确度与计算能力的较量

1．计算机在天气预报中起到的作用

天气预报自诞生以来就成了我们生活中不可或缺的重要元素。我们每天都会根据天气预报确定着装、是否带雨具等生活问题。如你所知，当今的天气预报仍然无法做到十分准确，无论是降雨还是气温都难以预报到百发百中。然而如今的天气预报，其实已经包含了无数科技上的巨大进步。

在过去我们只能使用天气图配合过去天气记录来进行预报。整个天气预报以天气图为主，配合卫星云图、雷达图等，用天气学的原理来分析和研究天气的变化规律，并通过概率统计总结出天气变化的统计规律来进行预报。而随着计算机科学的快速发展，当今的天气预报，除了运用上述手段外还引入了数值预报方法，即利用大型、快速的电子计算机求解描述大气运动的动力学方程组来制作天气预报。在这三种方法融合的情况下，天气预报的准确率已经大大提升。对于计算机来说，天气预报实际上是海量的方程求解，由于整个计算涉及大量方程组和变量，只要有细微的参数发生变化，整个结果就会完全不同。和其它科学计算相比，天气预测计算还有极强的时效性――面对瞬息万变的气候，也许大量参数在运行过程中就需要进行修正，天气预报更是在4~12小时内就会重新一次，这就意味着计算机必须在时限之内完成计算任务。

如果我们将获得的所有天气参数都交由计算机运算，那即便是Roadrunner也需要几天时间。为了解决时效性与精细度、精确度之间的矛盾，人们又构建了许多天气预报模型。当今我国使用的天气预报计算模型主要有国家气象中心中期数值预报业务谱模型（T106L19）、有限区域模式（HLAFS）、MM5模型以及WRF(Weather Research and Forecasting)模型等。其中T106L19和HLAFS模型一般只能用作中期（48~96小时）天气预报，而MM5模型则由美国宾夕法尼亚州立大学和美国气象研究所联合开发，适用于更精细尺度的短期天气预报。作为新一代的天气预测计算模型， WRF有着更准确的结果和区域性，但其计算量同样基于所有类型之首。在当今计算能力的限制下，我们一般只采用中尺度计算“颗粒”*（20~200km）,而对于MM5和WRF来说精细度其实完全可以做到1km。

*注释：中尺度计算“颗粒”就是距离在20~200km之间的天气预报模型。颗粒是计算尺度/精度，20~200km之间为一个颗粒。

2．计算机可视化对气象预报的分析

那天气预报是如何在电脑上进行的？至此我们需要粗略了解一下什么是可视化计算。你可千万别以为我们当今玩的3D游戏、进行一些3D模型渲染就被称作可视化计算。事实上科学计算可视化(Visualization inScientific Computing)是发达国家在80年代后期提出并发展起来的一个新的研究领域。所谓可视化计算，是将科学计算过程中产生的数据及计算结果转换为图形或图像在屏幕上显示出来,并进行交互处理的理论、方法和技术。随着技术的发展,科学计算可视化的含义已经大大扩展,它不仅包括科学计算数据的可视化,而且包括工程计算数据的可视化：如有限元分析的结果等；同时也包括测量数据的可视化：如用于医疗领域的计算机断层扫描(CT)数据及核磁共振(MRI)数据的可视化等等。

气象预报的准确性依赖于对大量数据的计算和对计算结果的分析。一方面，科学计算可视化可将大量的数据转换为图像，在屏幕上显示出某一时刻的等压面、等温面、位涡、云层的位置及运动、暴雨区的位置及其强度、风力的大小及方向等，使预报人员能对未来的天气作出准确的分析和预测。

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关键词：油田；注水系统；可视化技术

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2013）01019401

以科学计算可视化作为基础发展起来的可视化技术，其最初主要应用在科学计算与工程测量中。伴随着可视化技术的不断发展，其所应用的领域也成扩大化的发展趋势。本文从油田注水系统的层面出发对可视化技术进行深入的研究与分析。

1可视化技术的应用

可视化技术指的是通过三维表现技术来实现对三维世界物体的再现，进而呈现出三维形体所具有的复杂信息。可视化技术是伴随着计算机图形学的发展而快速发展的新型技术，有着较广泛的应用途径。从现有石油行业的情况来看，可视化技术就被广泛的应用在石油勘探、油田开发以及油气集输等等诸多环节。油田注水系统中通过可视化技术的应用，能够极大的降低运营难度与成本，提高系统的安全性，进而有必要对油田注水系统的可视化技术进行深入的研究。从可视化技术的发展趋势来看，其与互联网、人工智能等等的结合会不断的促进自身技术优势的增加，进而在油田注水系统的优化中发挥更大的作用。

2油田注水系统的提升措施分析

油田注水的目的是为了维持油田能量，确保油层压力，进而促使供液能力的提高，并实现原油递减率的降低。简而言之，油田注水是油田维持地层压力的重要措施。从我国现有油田的实际情况来看，多数油田都处在高含水期，这就使得注水量大的问题导致油田生产投入成本的增加，进而有必要从油田的实际情况出发来确定油田注水系统的提升措施。

油田注水系统效率指的是油田注水到注水井中的总能量在注水泵电动机消耗总能量中所占的百分比。通常情况下，油田注水系统的效率分为电动机效率、注水泵平均运行效率以及管网效率三个部分。其中电动机效率指的是对注水泵电动机消耗能量的描述；而注水泵平均运行效率则是用来对注水泵消耗能量的描述；管网效率则是对管网的摩阻损失进行描述。正因为油田注水效率由这三大部分组成，决定了确定油田注水系统提升措施上也应从提高注水设备效率与调节注水系统参数入手来实现油田注水系统效率的提高。从提高注水设备效率的层面来看，需要加强对电机、泵以及管网等各个环节的优化。电机应用的优化主要指的是应结合油田的实际情况，确定合理节能高效的电机。泵的优化则指的是通过注水泵的优化来提高泵效率。管网的优化主要是指通过合理的布局来降低管网摩擦所导致的损失，合理确定注水管的管径，降低对能源的消耗。从调节注水系统参数的层面来看，主要是进行调节注水速度与节流来促进油田注水系统效率的提高。

3油田注水系统可视化技术的应用策略

在油田注水系统中，可视化技术的应用策略应包括以下内容：

3.1油田注水系统可视化程序的应用

可视化技术的应用需要油田注水系统可视化程序的支持。该程序是以注水系统能量平衡的数学模型、注水系统效率、注水系统能耗及注水系统的水力参数数值进行计算基础上，运用计算机编程技术编写油田注水系统可视化程序。该程序的基本功能是将油田注水站站内数据信息输入到系统中，进而实现油田注水站站内数据以及注水系统整体运行的可视化，同时还通过将连接数据信息、坐标数据信息以及站外数据信息的输入，实现了油田注水系统中注水网系统的可视化。油田注水系统可视化程序的基本操作主要包括数据信息输入、泵机组能耗分析、整个系统能耗分析、管线压力损失计算以及显示超过经济流速管线等等。

3.2油田注水系统可视化技术的应用流程

油田注水系统可视化的应用流程主要为以下几个步骤：

流程一：通过物质守恒原理与流体力学理论的应用，建立了油田注水系统效率与能耗的数学模型。

流程二：在确定出油田注水管网系统数学模型以及计算方法的基础上，以模块为基础构建了油田注水系统流程图，进而建立注水系统数据库。

流程三：对油田注水效率、能好以及注水系统水力参数进行计算的基础上，应用相应的计算机应用技术，编写油田注水系统可视化程序。

流程四：通过油田注释系统可视化程序的运用来进行油田注水系统注入动态以及可视化术分析，进而确定具体的油田注水系统管理的节能措施。

总之，伴随着可视化技术的发展，可视化技术在包括油田注水系统等在内的石油行业中的应用已经成了发展的必然趋势。因而，有必要结合油田的实际情况，不断的优化可视化技术在油田注水系统中的应用，进而促进整个石油行业的快速发展。

参考文献

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