地理数据的基本特征范文

导语：如何才能写好一篇地理数据的基本特征，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：计算机制图 符号系统 特征、设计原则

0 引言

地图是将地理环境诸要素根据一定的数学法则，经过制图综合并运用符号系统，以一定的比例尺缩绘于平面上，以传达各种自然和社会现象的数量、质量、空间分布和联系以及发展变化规律的图形体系。地图有三个明显特征：

（1）特定的数学法则――可量测性。这一特性主要包括基于地球做为球体的不可展开性建立的投影理论和手段和基于地图的位置服务功能而提出的坐标系统要求和比例尺要求。

（2）特殊的符号系统――直观性。地图运用符号表达地理空间诸要素，简洁、概括、重点突出、数量化，不仅能表现常规可见的物体，而且能表现无形要素。

（3）实施制图综合――一览性。地图是作者对地理环境进行思维加工，抽取事物内在的本质特征与联系的科学作品，不仅能表达现在，而且能表达过去和将来。

随着计算机技术的日益发展，从上世纪八十年代以后，我国也步入了计算机技术与制图技术的融合时代，经过二、三十年的发展，目前已完全摒弃了传统制图工艺，制图软件的发展也突飞猛进，百花齐放。本文拟在计算机制图理论和实践的基础上，讨论地图符号系统有别于传统的一些特征和设计原则。

1 符号系统的特征

地图上各种形状、大小、颜色的图形和文字的总称。地图符号是地图表达内容的唯一语言并可以为读者领会，使用符号是地图的基本特征之一。地图符号系统有下列基本特征：

1.1 综合抽象性

地图符号不是地理要素的真实表达，而是经过综合，抽取了地理要素的本质特征。地理要素的符号化本身就是实施制图综合的体现。

1.2 系统性

地图符号内部自恰，以系列化的形状、大小、色彩、纹理共同构成符号体系。

1.3 约定性

一方面，地图符号一经设计完成就对地图内容的表达形成了约束，使用时不得随意改变或替换；另一方面，地图符号在设计和使用时一般都会遵循习惯和约定俗成的规则。

1.4 传递性

符号是地图表现内容的唯一手段，地图通过符号传递地理要素的内容、特征和规律性等信息。

1.5 时空性

地图符号不仅能表现地理要素空间分布的诸特征，而且能表现它们随时间变化的规律。

2 符号系统的内容

完整的地图符号系统包括以下四方面内容：

2.1 图解语言

这是符号系统运用最早、运用最多的一种语言，图形的形状、大小、结构、方向、色彩等均可以构成此符号区别于彼符号的视觉变量。图解语言是地图一览性的具体要求。

2.2 写实语言

写实语言包括色彩和立体两个方面，当色彩的设计使用遵循人们对自然色彩的印象感受时，色彩就成了写实语言，这种色彩不是自然色的真实还原，却迎合了人们对色彩的领悟和预期，令人一望而知；

做为写实语言的立体，并非现代人的发明，事实上，古代地图最先使用的符号就是立体和准立体的，如房子、军营、河流、山脉等。在现代计算技术的支撑下，从模拟的DEM立体，到准三维乃到真三维的DTM，无不体现着地图符号系统的现代化。

2.3 自然语言

地图的自然语言即注记，文字是人们赖以交流、思维的工具，地图上使用自然语言来标示名称、性质、数量等必要内容，辅助读者识别和量测。

2.4 数学语言

地图投影、比例尺、地图定向，这些数学语言是地图赖以形成和应用的基础，也是地图的基本特征之一。

3 符号系统的功能

地图符号系统的功能主要体现在以下三方面：

（1）地图符号是对地理空间和地理要素进行科学抽象和概括的手段；

（2）地图符号是地理空间和地理要素的记载载体和传达方式；

（3）地图符号为再现地理空间和地理要素提供了最充分的表现能力。

4 地图符号设计的原则

4.1 影响符号设计的因素

（1）地图内容 内容决定形式。当要素种类较多时，应更多地考虑符号之间的质量差别，当多种要素要求均衡反映时，还要考虑各类符号之间的协调性。

（2）制图区域及制图资料特征 要研究对象的实地分布特征、质量，数量的分级分类标准、资料的质量、对象的外形特征等。

（3）使用要求 即编图目的、用途及使用方式，例如，用于挂图的符号，其色彩体系要浓重一些，用于桌面图的符号，用色要轻淡一些。

（4）制作与成本 制作方法的可实现性及制印能力的可再现性，同时兼顾成本。

（5）视觉要求 人眼能分辨物体细微结构的最大能力（视力）、受临近图形干扰而产的错觉（视错觉）。

4.2 地图符号设计的原则

（1）可定位性：符号要有可以观察到的定位点或定位线，实质是符号的精确性，以满足地图的可量测性。就计算机制图而言，地图有两方面的要求，一为图形的定位精度，二为图形的符号化或可视化，当图形数据需在两不同制图系统中转换时，符号的可定位性愈显重要。

（2）概括性：抓住事物的主要特征，符号要有高度的概括性和象征性，并以简洁明了的外观加以显示。

（3）易感受性：地图符号应易于识别和记忆，进而提高传达信息的效率。

（4）系统性：符号设计要有内在的逻辑一致性，使地理现象之间的关系实现最佳表达。

（5）艺术性：地图是科学实践的产物，但也有其通俗性，因此符号设计要兼顾艺术性，要有一定美感，符号的色彩、符号内部的各组成部分之间的美学分布和搭配、符号之间的系统性都是艺术性的表现。

5 结语

在现代化地图生产有两方面用途，为各类地理信息系统的进行分析查询提供空间数据，为地图的复制提供精美作者原图，不论哪种用途，地图符号设计都是地图工作者制图实践中永远的工作之一，掌握地图符号和符号系统的基本特征和设计原则，有助于我们更好地制图、用图。

参考文献：

【1】张伟 计算机地图制图中矢量、栅格数据符号化研究 咸阳师范学院学报 2009（04）

【2】薛明，肖学年 关于地图符号库及其标准化问题的探讨 测绘标准化 1998（2）

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一、房地产信息管理系统的开发与设计方案

1.房地产信息管理系统的设计与开发目标在城市电子地图的基础上，从房地产信息的基本特征入手，探索可行的数据存储结构，可以将房地产普查信息存储到数据库中，实现对房地产信息的集中统一化管理，在房地产企业中，房地产信息管理系统是企业实现主动化办公的重要组成部分。这一系统的建立用于对房地产资料进行查询和检索，并提供直接查询、条件查询、统计分析以及制作各种专题图等功能，系统可以将查询结果以图、文、表并茂的形式进行详细展示，使信息更为直观和清晰。

2.房地产信息管理系统的软件开发平台房地产信息可以分为两类，一类是表示房子的位置、周边环境等房地产本身的信息，在这些信息中还包含房地产的空间分布数据，另一类是表示房地产的功能、建设日期等属性信息。房地产信息具有显著的空间分布特征，在地理信息系统平台上构建房地产信息管理系统可以更好的对房地产信息进行准确的描绘，同时可以建立房地产信息之间的空间分布关系，实现空间分析的功能。地理信息系统，简称GIS，是在计算机硬件、软件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的技术系统，其中，动态更新和空间分析是地理信息系统最为显著的功能。地理信息会随着时间发生变化，利用地理信息系统的动态更新功能，可以对特殊信息进行提取，并实现对信息的及时更新，利用地理信息系统的空间分析功能，可以建立起各种信息之间的空间相关关系。在开发工具方面，MapInfo以其操作简单，汉化程度高等优点在中国得以广泛使用，构建房地产信息管理系统时使用MapInfo作为地理信息系统平台，采用VB编程可以降低开发成本，并便于用于操作。

3.房地产信息管理系统的开发技术近些年，组件式开发是一大技术热点，这种开发技术可以显著提高软件的开发和生产效率，组件式GIS就是将已有的巨型GIS分解为若干可互操作的自我管理、互相独立的组件，包括数据管理组件、空间查询组件、数据获取组件、主题制图组件和显示组件等，软件开发者只需要用这些组件进行应用软件的组装，便可以实现相应的功能。采用基于组件的方式来开发地理信息系统，具有灵活方便，嵌入性好，功能强大的特点，可以有效减少网络传输的负担，实现了获取和管理多数据源数据等功能，还可以很好的减少系统的体积，降低开发难度，使开发更为灵活和便捷，此外，由于GIS组件良好的嵌入性，软件开发更为简单，也可以显著降低开发成本，目前，组件式GIS已经成为GIS发展的重要方向之一。

4.房地产信息管理系统的开发策略在GIS平台上开发房地产信息管理系统要注意以下四点：一是从人性化角度出发，提供友好的用户界面，并不断降低用户的操作难度。二是加强地理信息与计算机图像以及多媒体技术的结合，使信息显示更为准确和丰富。三是在实现数据管理能力的同时，实现对空间数据的管理功能。四是使数据格式标准化。

二、房地产信息管理系统的组成以及功能结构

基于地理信息系统平台构建的房地产信息管理系统主要包括以下几个部分：信息查询模块、系统维护模块、统计分析模块、地图操作模块、专题图模块、视频信息模块、全景图模块等。信息查询模块的主要功能是在电子地图上分级显示房地产信息，并实现对房地产信息的查询以及图形和属性数据的交互查询等功能；系统维护模块的主要功能是对基础数据库进行维护，并对房地产信息进行查询和修改等；统计分析模块和专题图模块的主要功能是对基础数据进行统计和汇总，然后运用文字、表格、图像等对统计信息进行直观的反映，并制作各类统计报表与专题图；视频信息模块的主要功能是针对典型的地段，进行全景图显示，同时播放相关的视频信息；全景图模块可以实现鹰眼功能，同时为地图的各项操作提供便利。

三、房地产信息管理系统实现的关键技术

1.空间信息与属性数据库在地理信息系统中，所操作的只能是实体的数据，它们都有描述其质量、数量、时间特征的属性数据，也有其非属性的数据———空间数据，即以点、线、面方式编码并以（X,Y）坐标串储存管理的离散型空间数据，或者以一些列栅格单元表达的连续型空间数据。地理实体数据的最根本特点是每一个数据都按统一的地理坐标进行编码，实现对其定位、定性、定量和拓扑关系的描述，每一个坐标编码都代表着房地产的位置信息，而属性数据则是描述空间数据特征的数据，因此在系统设计中，为了提高信息处理的灵活性，可以将两种数据分开存储，空间数据以文件的形式储存在特定的目录下，它的每一个地物都对应着一个唯一的标识码，属性数据存储在属性表中。属性数据库是一种关系型数据库，用来存储和管理属性数据，为了实现空间数据和属性数据库之间的关联，可以采用数据捆绑的方式。

2.多媒体信息为了更好的展现一些主要地段的房地产信息，设计者在房地产信息管理系统中，将空间信息和多媒体技术与信息管理系统进行了融合，设计了全景图模块和视频信息播放模块。为了实现这一功能，设计者先让系统获取对象的属性，然后在系统中搜索图像以及视频资料，并随之调用视频播放程序或者全景图浏览程序。

3.全景图房地产信息管理系统为了更好的展示房地产信息，对某些关键地段提供了全景图显示的功能，这些全景图的制作是先利用数码相机获得该地段的独立影像，再结合计算机图像技术生成全景图像，因此用户可以在电子地图上点击观看全景图，此外还可以进一步引入全景俯视导航图，避免用户观看时迷失方向。

四、结语

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地理信息系统与其他信息系统的主要区别在于它不仅可以对现实世界中每个对象的信息进行存储、分析以及表达，还可以对空间定位特征进行处理，从属性与空间两方面查询、分析现实世界中的各个对象，最后通过直观的形象将其表达出来。1）以地理坐标为基础，按照经纬网或者坐标网等形式建立地理信息系统。地图中的属性数据一定是与地理坐标相关联的。2）地理信息系统主要通过地理坐标的形式构成空间实体中的一维以及二维信息，再根据各种专题性的属性信息作为构成第三维信息的基础。空间位置与专题信息之间的联系主要通过属性码进行，空间实体内部信息之间的综合研究因此得到了可能性，同时为多层次分析信息的实现提供的了方便。3）参与处理的数据具有数字化与规范化的特征。为了能够与计算机的输入和输入需要相适应，需要对其中的各要素进行综合的对比与分析，其中不仅包括对统计数据、图表的分析，还包括对一些描述性信息的分析，在处理这些数据时都要按照异性的规范对其进行数字化与规范化，最后形成可以被计算机接受的数字形式。4）地理信息系统空间具有时序特征，因为空间数据一定是在某一特定时间段或者特定时间采集或者产生的。

二、GIS的组件化

地理信息系统目前正逐渐建立起完整的理论体系和技术系统，GIS的应用也在朝着多层次应用格局的方向转变，逐渐作为信息产业中的重要成分而存在。但是，全球信息网络技术的发展很显然会对GIS产生了重大的影响，各种新兴技术因而产生，GIS的发展开始进入一个新的发展阶段。为了能够与这种技术潮流相适应，GIS也在产生着革命性的变化。

（一）ComGIS的定义随着GIS技术的不断发展，软件模式上主要经历了功能模块以及包式软件等过程，最后发展到了ComGIS和WebGIS的过程。虽然从功能上来说GIS已经显得非常成熟，但是这些系统开发的时间比较长，而且属于独立的封闭性系统，GIS软件现阶段已经变得非常强大，用户在使用过程中的掌握不是很容易，加上费用非常昂贵，这些因素的存在使GIS的应用与普及受到了一定的阻碍。组件式软件中ComGIS主要是面向对象技术而进行开发以及应用的。想要了解ComGIS，首先应该对它所依赖的技术基础进行了解，它的技术基础就是组件式对象模型和ActiveX控件。组件式对象模型并不是一种面向对象的语言，而是作为一种二进制标准而存在，它建立的软件模块应该与另外的软件模块之间进行链接，在这种链接得到建立以后就可以通过接口机制实现通信。ActiveX是基于COM（组件式对象模型）在网络环境中进行操作使用的一种创建语言的技术。ActiveX控件作为ActiveX技术中的重要内容，是一种可以进行编程和重用的对象，通过属性、方法等接口实现与应用程序之间的交互。

（二）ComGIS的主要特点ComGIS的发展是与当今的软件技术发展潮流相适应的，它的应用在很大程度上方便了系统集成与应用，与传统GIS相比，ComGIS主要具有下面几种特点：1）高效无缝的系统集成。系统的建立一般会建立在对基本空间处理功能以及GIS数据等各种应用模型进行的集成上，系统集成方案对系统的效率性与适用性具有据定性的作用，集成方案会因为应用领域的不同以及应用开发者的不同而存在差异。从总体上来说，传统GIS基础软件GIS与应用模型之间是相互分离的，不管采用哪种传统集成模式，传统GIS软件在集成方面都存在一定的缺陷，而ComGIS针对这些缺陷将存在的问题进行了很好的解决，设计出一种理想方案。ComGIS并不会依赖任何一种开发语言，通过嵌入开发环境的方式使GIS功能得到真正实现。2）大众化的GIS。在使用组件式技术的时候可以像使用其他ActiveX控件一样对ComGIS控件一样，使GIS的大众化进程得到了推动。

三、结语

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关键词：GIS；城市测绘；应用

Abstract: This paper analyzes the demand of the city surveying and mapping to GIS, and introduces the GIS application in the city surveying and mapping.

Key words: GIS ;city surveying and mapping; application

中图分类号:P407 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

当前地理信息系统(GIS) 已经广泛应用于城市规划、工程设计、天气预报、投资项目评估、社会统计、防灾减灾等方面。GIS 既是一门较为成熟的技术科学，也是一门新兴的产业，在测绘、地质矿产、环境监测、农林水利、气象海洋、城市规划土地管理、区域开发与国防建设等各个领域发挥着重要的作用。采用 GIS、数据库、扫描矢量化及全数字摄影测量等技术，不仅为专业信息系统提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息，从而建立各类专业信息系统，还能实现管理的标准化、科学化、信息化，使其成为多学科集成并应用于各领域的基础平台和地学空间信息显示的基本手段与工具。

目前，随着改革开放和经济建设的快速发展，社会对测绘业的需求结构有了更高层次的要求，不仅对传统的测绘产品有所需求，而且还需要具有多样化的测绘信息产品和高新技术服务。所以，在 80 年代初期，测绘业进行了对传统测绘手段和生产工艺的技术改造，开展了数字化测图、机助地图制图、GIS(GIS) 、人卫激光测距(SLR) 、全球卫星定位系统(GPS) 、遥感(RS) 等方面的基础研究和应用研究。其中最为突出的是 GPS、GIS 和 RS 技术的结合，发挥各自的优势，相互渗透，形成一个自然的发展趋势。GPS与 RS 能为 GIS 提供区域信息及空间定位信息，而GIS 可以从 GPS 和 RS 提供的批量数据中提取有用的信息进行相应的空间分析，并将其有用数据进行综合集成，最终成为科学的决策依据。

1 GIS在城市测绘中的需求分析

1.1 GIS

简单地讲,GIS是处理地理信息的系统,是关于采集、存储、管理、处理、分析和表达地理空间数据的计算机系统,是分析和处理海量地理数据的通用技术。将GIS应用于城市测绘中,将会使城市测绘数据十分的详尽和准确,同时也大大提高了城市测绘工作的科学性。

1.2 必要性分析

测绘工作是一项十分艰巨,且用途极为重要的任务。传统上,城市规划的设计是基于测绘人员提供的测绘图件和资料的,因为城市测绘的主要目的是用来进行城市规划的,但是因为测绘与规划设计存在脱节的情况,使得测绘人员完全不能认识测绘的目标,以至于对规划设计起不到很好的配合作用,因而不利于整体设计工作质量和工作效率的提高。基于数字地图基础上的GIS的出现和发展,能够很好地解决这个问题,因为GIS主要是按照数字地图的形式来进行输入和输出的,使得测绘工作变得易于查询和分析,也变得直观且易于看懂和理解。

2 GIS在城市测绘中的应用

本文采用ArcInfo来探讨GIS在城市测绘中的具体应用。

2.1 数据处理

地理数据一般具有三个基本特征:属性特征(非定位数据)、空间特征(地位数据)和时间特征(时间尺度)。在城市测绘中,涉及到的主要设施有城市建筑物、城市道路、管线等,其信息包括了这些设施的空间数据和属性数据,属性数据又可以分为客观和主观两类,客观属性数据如城市道路的名称、交叉口的形状等,主观属性数据如城市道路与交叉口的交通量等。

ArcInfo提供叠合层 (Coverage)将多种数据组织在一起,叠合层中包含多种类型的 要 素 (Feature),比 如 弧 段 (Arcs)、节 点(Nodes)、标记点(LabelPoints)、配准点(Tics)、多边形(Polygon)等。

ArcInfo中用如下方法实现地物特征的空间信息与专题属性信息的联系:每个地理对象都存储一个标志码,对象的标志码在对象的空间特征(描述它的坐标信息)产生时一同产生,它唯一地代表这个地理对象,这个标志存储在一张记录有对象几何特征(线的长度、多边形地面积等)的属性表中,这个属性表称为特征属性表(FeatureAttribute Table,FAT)。地理特征的专题属性信息可以直接存储于FAT表中,也可以存储在其他数据表中,后者通过对象标志码与FAT产生联系。从空间信息检索专题属性信息,或从专题属性信息检索空间信息的实现就依赖于GIS所建立起来的这种联系。

2.2 数据管理

A r c I n f o 中 图 形 是 以 点 ( P o i n t ) 、线(Polyline)、多边形(Polygon)来表达实物信息的,在城市测绘中,主要涉及到用点来表示的实物信息有城市道路路段上的桥、城市道路交叉口等;主要涉及到用线来表示的实物信息有城市道路中线、城市道路边线、通讯线的走向等;主要涉及到用面来表示问候的实物信息有道路周边的建筑物(比如企事业单位、学校、医院、公园等)。可以把上述所有关于点、线、多边形相关的实物合理地分层组织如下:首先建立一个地理数据库,在地理数据库中建立城市测绘要素集,其中包括的特征类有城市道路中线、城市道路交叉口、桥、城市道路周边建筑物等;同样在相同的地理数据库中建立一个管线要素集,其中包括的特征类有路边线、电力设备、电力线、通讯线等。

2.3 数据显示

ArcInfo中的 ArcMap提供了一个易于使用的用户界面,使得对ArcMap的操作变得简单方便。ArcInfo支持广泛的数据源,在ArcMap中用来显示的地图格式主要有Shapefile和 Coverage。一般来说 ,地图特征的图形表达有以下几种方式:单一的符号、单一值地图、用类似于人口的字段属性来表达数量(颜色分级、符号分级和密集度分级)、相关多种属性的表达。用单一的符号展示数据于地图可以从图形上得知特征分布的密集程度,从而可以清晰地表达出分布情况。在城市测绘中,可以用点表示城市不同区的居民居住情况,这样就可以用点的密集程度来直观表达居民居住的分布密集程度;同样,道路可以用线的特征来表示在区域内道路网密集程度。对于上述每个区的居民密集程度的表示,也可以先统计每个区的居民人数,然后按照一定的标准划分,用不同的颜色来表示每个区的居民居住情况,并且还可以用符号本身的大小来表示居民分布情况。同样地,城市道路交通也可以通过交通量的统计之后,依据交通量的范围分类对城市道路进行等级颜色分类。

3 结语

随着计算机软硬件技术、测绘技术的飞速发展,以空间数据及其属性数据为特征的GIS技术的应用日益成熟,大大提高了信息管理的效率与质量。当前,城市建设突飞猛进,同时也对城市工程的规划、设计、建设、管理等方面提出了更高的标准与要求,由于GIS具有反映地理空间关系、统计各种空间和属性信息能力的特性,为城市规划、建设、测绘提供了非常好的先进技术手段。本文从数据的角度探讨了GIS在城市测绘中的具体应用,通过GIS的使用,可以使得城市测绘工作更加准确,更加科学。同时,对于测绘学来讲,GIS、全球定位系统、遥感系统的结合使用,将使测绘由原来单纯提供信息的服务性变为决策管理的重要组成部分,将有力地推动管理的严格性、决策的科学性、规划的合理性和设计的高效性。

参考文献:

[1] 万邦旭.城市规划与测绘中的GIS [J].建设工程理论与实践 ,2005:348～350.

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关键词：数据挖掘；数据库；遗传算法；神经网络

中图分类号：TP392文献标识码：A文章编号文章编号：1672-7800（2013）012-0129-02

基金项目：佛山科学技术学院重点项目（2010）

作者简介：刘晓莉（1961-），女，佛山科学技术学院副教授，研究方向为应用数学。

1遗传算法基本特征

遗传算法是模拟达尔文的遗传选择和自然淘汰的生物进化过程的计算模型，是一种具有广泛适用性的通用优化搜索方法。遗传算法主要借用了生物遗传学的观点，通过自然选择、遗传和变异等作用机制来产生下一代种群，如此逐代进化，直至得到满足要求的后代即问题的解，是一种公认的全局搜索能力较强的算法。

遗传算法有良好智能性，易于并行，减少了陷于局部最优解的风险。遗传算法的处理对象不是参数本身，而是对参数集进行了编码的个体，可以直接对集合、队列、矩阵、图表等结构进行操作。同时，在标准的遗传算法中，基本上不用搜索空间的知识或其它辅助信息，而仅用适应度函数值来评估个体，并在此基础上进行遗传操作； 遗传算法不是采用确定性规则，而是采用概率的变迁规则来指导它的搜寻方向。正是这些特征和优点，使得遗传算法在数据挖掘技术中占有很重要的地位，既可以用来挖掘分类模式、聚类模式、依赖模式、层次模式，也可用于评估其它算法的适合度。

2神经网络基本特征

神经网络是人脑或自然神经网络若干基本特征的抽象和模拟，是以大量的、同时也是很简单的处理单元（神经元）广泛地互相连接形成的复杂非线性系统。人工神经网络本质上是一个分布式矩阵结构，它根据样本的输入输出对加权法进行自我调整，从而近似模拟出输入、输出内在隐含的映射关系。建模时，不必考虑各个因素之间的相互作用及各个因素对输出结果的影响机制，这恰好弥补了人们对各个因素及对输出结果的机制不清楚的缺陷，从而解决众多用以往方法很难解决的问题。

神经网络具有大规模的并行处理和分布式的信息存储，有良好的自适应、自组织性，学习能力很强，有较强的联想功能和容错功能，在解决机理比较复杂、无法用数学模型来刻画的问题，甚至对其机理一无所知的问题等，神经网络方法特别适用，是一种用于预测、评价、分类、模式识别、过程控制等各种数据处理场合的计算方法，其应用已经渗透到多个领域，在计算机视觉、模式识别、智能控制、非线性优化、信号处理、经济和机器人等方面取得了可喜的进展。

3遗传算法与神经网络混合算法在数据挖掘中的应用

作为一种有效的优化方法，遗传算法可以应用于规则挖掘，可以单独用于数据仓库中关联规则的挖掘，还可以和神经网络技术相结合，建立基于神经网络与遗传算法的数据挖掘体系，用于数据挖掘中的分类问题。

学习能力是神经网络中最引人瞩目的特征，学习算法的研究一直占据重要地位。可以将遗传算法应用于神经网络的学习过程中，这样可以避免传统的神经网络算法容易陷入局部极小的问题。有研究者提出了一种基于遗传算法的神经网络二次训练方法，可以提高神经网络的模糊处理能力，有效解决神经网络陷入局部极小的缺点，加快收敛速率，提高学习效率。也有研究者探究了基于基因重组的遗传算法优化神经网络的方法，通过训练权值来实现分类，可以提高神经网络数据分类的准确性。因此，采用遗传算法与神经网络模型相结合方法，可以解决多维非线性系统及模型未知系统的预测、评价与优化等问题，其成功案例有很多，下面是其中的几例。

一些研究者针对当前专家系统知识获取瓶颈的难题，提出了基于神经网络与遗传算法的汽轮机组数据挖掘方法。该方法首先将汽轮机组历史故障数据进行模糊化及离散化处理后，建立神经网络模型，然后再利用遗传算法对神经网络进行优化，实现了基于神经网络与遗传算法相结合的汽轮机组数据挖掘和故障诊断仿真系统，其诊断正确率达到了84%。

综合运用人工智能、计算智能（人工神经网、遗传算法） 、模式识别、数理统计等先进技术作为数据挖掘工具，可以建立可靠、高效的数据挖掘软件平台，已在很多工业控制和优化中得到应用和实验验证，并取得了满意的应用效果。例如，某铝厂根据以往不同原料成分和原料的不同配比与产品质量关系记录的数据库，应用数据挖掘软件平台，可以挖掘出适应不同原料成分的最佳配比规律，从而提高产品质量的稳定性。又如，以往在化工产品优化配方、催化剂配方优化或材料工艺优化等研究中，基本上都是采用试验改进的方式，需经过多次试验才能达到预期目的，但也有可能失败。为降低消耗， 少做试验就能达到预期目的，可采用神经网络对产品配方实验数据建模，在此基础上，再应用遗传算法对配方模型进行优化，得到优化配方。

正是遗传算法与神经网络等算法的支撑以及计算机技术的发展，目前，数据挖掘广泛地应用于天文、地理、生物信息学、金融、保险、商业、电信、网络、交通等众多领域。例如，应用在地理数据库上，主要挖掘地质、地貌特征，为寻找矿产或进行城市规划等提供参考依据；在电信Web服务器方面，可以挖掘Web日志，根据用户兴趣动态链接Web页面，统计页面链接及权威主页等，对检索页面进行聚类，方便用户找到需要的信息；在生物医学信息和DNA数据分析方面，进行遗传、疾病等数据特征的挖掘，为疾病诊断、治疗和预防研究提供科学依据；对金融数据进行挖掘，可以分析客户信用度；在CRM（客户关系模型）上使用数据挖掘，获得客户群体分类信息、交叉销售安排及开发新客户和保留老客户的策略；在电信业中使用挖掘技术，以预防网络欺诈等；应用在商业问题的研究包括：进行客户群体划分、背景分析、交叉销售等市场行为分析，以及客户流失性、信用度分析与欺诈发现；在电子商务方面，从服务器以及浏览器端的日志记录中发现隐藏在数据中的模式信息，了解系统的访问模式以及用户的行为模式，作出预测性分析等等。

4结语

神经网络和遗传算法作为数据挖掘技术，也有一些不足和缺陷。遗传算法除了要进一步改进基本理论和方法外，还要采用和神经网络、模拟退火、最近临规则等其它方法相结合的策略，提高遗传算法的局部搜索能力，从而进一步改善其收敛速度和解的品质，提高数据挖掘技术。特别是对于单调函数或单峰函数，遗传算法在初始时很快向最优值逼近，但是在最优值附近收敛较慢；而对于多峰函数的优化问题，它往往会出现“早熟”，即收敛于局部极值。因此，研究如何改进遗传算法，采用合适的算法加快寻优速度和改善寻优质量，无论在理论上还是在实践上都有重要意义。神经网络的神经计算基础理论框架以及生理层面的研究仍需深入与加强，如何提高神经网络的可理解性问题，以及研究遗传算法、神经网络技术与其它人工智能技术更好地结合，从而获得比单一方法更好的效果等问题，值得进一步探索。

虽然数据挖掘技术已得到了广泛应用，但现有的数据挖掘方法并不能完全适应所面临的具有多样性的海量数据分析的现实，急需解决的问题是：如何研究并行处理和抽样的方法，来处理大规模的数据以获得较高的计算效率；如何利用统计、模糊数学来确定隐含变量及依赖关系，开发容噪的挖掘方法，以解决异质数据集的数据挖掘问题；如何更好地进行文本数据挖掘、Web数据挖掘、分类系统、可视化系统、空间数据系统和分布式数据挖掘等新技术的应用。因此，未来数据挖掘的研究表现在数据挖掘功能、工具、方法（算法） 的拓展与理论创新，其应用的范围和深度会进一步加强。

参考文献参考文献：

[1]孟晓明.浅谈数据挖掘技术[J].计算机应用与软件，2004 （8）.

[2]李慧芳，姚跃华，陈一栋.改进的遗传算法对神经网络优化的分类[J].微计算机信息，2008（15）.

[3]王东龙，李茂青.基于遗传算法的数据挖掘技术应用[J].南昌大学学报， 2005（1）.

[4]宋仁国.铝合金工艺优化的遗传算法[J].材料科学与工程，1998（1）.

[5]韩力群.催化剂配方的神经网络建模与遗传算法优化[J].化工学报，1999（4）.

[6]郭崇慧，陆玉昌.预测型数据挖掘中的优化方法[J].工程数学学报，2005（1）.

[7]杨杰.用于建模、优化、故障诊断的数据挖掘技术[J].计算机集成制造系统，2000（10）.

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关键词：多媒体同步；分布式多媒体同步；同步技术

中图分类号：TP37 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）15-3625-03

多样化、交互性和集成性是多媒体信息的基本特征，分布式多媒体计算机系统使多媒体能力不再局限于单机范围，而是与分布在不同地理位置的网络计算机协同工作，集计算机的交互性和多媒体信息的集成性于一身给计算机的信息处理能力带来了质的飞跃。

分布式多媒体计算机应用除了传统上遍及教育、医学、金融、游戏、出版、玩具、办公、旅游等各个领域，目前基于它人机交互的最大特点提出了更高的要求。那就是要使计算机成为真正的能听、会说、会看且具有意识和思维的真正的智能体。这也是未来人机交互研究的最终目标。

1 多媒体同步技术

1.1 多媒体同步的定义

“同步（synchronization）”是一个与时间有紧密关联的词汇。按照不同作用，在数据通信领域中将同步分为以下四类：载波同步、位同步（码元同步）、群同步（帧同步）和网同步。对于网络环境下的多媒体系统而言有它更广泛意义，实质上表述的是以下三类关系的所有场合：媒体之间的内容关系、媒体之间的空间关系和媒体之间的时间关系。

内容关系的实质就是一种约束关系，复杂多样的媒体对象代表同一内容的不同表现形式，它们之间所具有的约束关系即内容关系。大多数情况下在多媒体系统中，是利用那些用来表现不同媒体对象的公用数据结构或对象接口来实现内容关系的。例如，在处理数据图表时在数据图形与生成图形的一个填好的表格数据之间的依赖性。那么同样的数据以表格和数据图形两种不同的方式表示。体现多媒体系统一个最大的特性集成性的多媒体文档，清楚的表述内容关系有利于对相同数据的不同表现进行自动更新。

空间关系也就是布局关系，某一个特定的时间点（temporal point）是在一个时间多媒体表现中的。任意媒体对象在一个输出设备上的表现就是空间关系。

时间关系是多媒体系统中的关键问题。媒体之间的时间依赖性也就是时间关系。多媒体系统中处理的数据大都是时间相关媒体对象，所以必须处理好时间关系。在多媒体对象被表现的时候，要求其制作时的时间关系对应于表现期间的时间关系。总之我们更多处理是多媒体数据对象集成派生出来的时间关系，该文中我们给出以下对多媒体同步的定义。

我们直观地定义为：多媒体同步就是一种控制机制，也是一种控制策略，在满足用户交互的同时使多个媒体对象按照一定的时间序列进行连续、实时、平滑、并行地传输和表现。

1.2 多媒体同步的分类

根据同步对象的相互关系，将多媒体同步分为以下三类：媒体内同步、媒体间同步和人机交互同步。

1.2.1媒体内同步

传输的多媒体对象具有等时isochronism特性，多媒体系统需要一个对媒体设备的流控制flowcontrol机制，即媒体内同步。由一系有时间上关联关系的媒体单元构成的多媒体对象，必须保持在时间上的连续性来实现媒体表现，例如，时间线上数字视频的各个帧画面。

在分布式系统中网络设计人员需要考虑到共享资源的实时需求。因为在分布式环境下，多个数据流并行运行，一定要涉及到数据对象的实时需求。这就需要保证媒体内同步，解决的方案就是操作系统实时地调度相应的进程，设计一个资源管理和保护方案，确保数据流的实时需求。

1.2.2媒体间同步

为了维护并行表现的多个媒体流间的时间序列关系，就需要媒体间同步，并且要限制媒体流之间的扭曲skew。相互的时间约束发生在不同媒体之间的传输和表现上，例如多道立体声同步和唇同步等。要是媒体流在一个非实时环境non RTE，NRTE中表现，它的进程是作系统的调度策略控制；若是在一个实时环境real- time environment，RTE中，媒体流的表现执行将被有完整定义的时间规范所约束。

1.2.3人机交互同步

人机交互同步，又被称为时态交互temporal interaction。表示不同媒体对象和交互对象之间的同步。交互性是多媒体系统的一个主要特征，其主要特点是同步发生时间的随机性。在用户和多媒体系统之间的交互实质就是交互对象，即用户和计算机系统之间的通信，例如当用户利用输入设备控制多媒体系统的跳转、停止、变速和暂停等，系统应该及时响应用户的操作。

在分布式多媒体系统中，上文中提出的三种类型的同步是密切相关联的，但是它们的同步粒度是不同的。媒体内同步是媒体间同步的前提和基础，也是同步粒度最小的。媒体内同步和媒体间同步都由分布式多媒体系统实现。而在上述两种同步的基础之上的是人机交互同步，因为是用户和分布式多媒体系统间交互的同步，所以它的同步粒度是最大的。

2 分布式多媒体同步

2.1 分布式多媒体系统

通讯技术和网络技术的迅猛发展为实现分布式多媒体应用系统提供了条件，在不同地理位置通过网络相连的一个和一个以上的多媒体工作站上进行分布式合作，实现分布式多媒体系统的多样应用。同时多媒体网络技术也就成为今天人们研究的重点和热点。以实现多媒体数据通讯和共享多媒体数据为目的，利用通信设备将多个在不同地理位置的多媒体计算机连接起来计算机网络系统，我们称之为分布式多媒体系统。

网络环境下支持的多媒体对象就是分布式多媒体，它有下列两个基本特征：

1）通过网络互连的节点一定是多媒体计算机，它能够实时的处理文本、图像、声音和视频动画等多种媒体，并且对多媒体数据进行综合和集成。作为通信网络的节点必须能够实现多媒体数据的通讯和共享。

2）高速网络是确保分布式多媒体系统实现的物质基础。要确保大容量的文本、图像、声音和视频动画等多种媒体数据能够实时高速的传输，对网络就提出了相应的要求。必须具备高传输速率和较大带宽的现代化网络。

分布式多媒体通信不仅要满足实时地传输数据量庞大的多媒体数据流，并且在传输过程中要保证媒体的播放质量，不能造成严重失真。这就需要在多媒体数据之间和多媒体内部实现严格的同步。

2.2 分布式多媒体同步

分布式多媒体信息系统DMIS就是全新的应用服务之一。DMIS中的媒体源相互独立，同时它提供文本、图像、音频、视频等多媒体数据的综合和引用。所以DMIS中不但要在媒体源相互独立的几种流间保持相互的同步，同时为了解决与时间相关的数据元素在传输和恢复中存在随机的延迟与丢包，实时多媒体应用中必须用同步来确保以合适的时间关系播放媒体。这就使DMIS的同步问题更为棘手。除了要解决综合同步，对数据源是存储介质的媒体流人为的在各种媒体的数据单元中加入时间关系；并且要面对实况数据流Live data stream，需要同步外，因为它有紧密的时间关系。例如，在某个网络多媒体工作站上，可以刻意安排解说语音和演示图片同步播放。总之，在复杂的、异构的多媒体网络体系中提供一种可靠的、通用的同步服务，这个方面仍面临很多技术难题以待解决。

多媒体同步方案的选择与设计应该在考量其它同步要求的同时，从多媒体同步体系结构的高度进行选择。分布式多媒体系统中的不同层次中都涉及到同步功能，包括多媒体通信同步、多媒体表现同步和交互多媒体同步等。这就应用而生共同来支持分布式多媒体应用的同步要求的多媒体同步体系结构。作为系统的底层服务，分布式多媒体系统最基本的要求就是实现多媒体通信同步，它是其它同步功能的基础，同时又受其它同步的影响，它们之间互相制约，互相影响。

3 分布式多媒体系统的结构和影响多媒体同步的主要因素

既要在媒体内部保持同步，同时也要在媒体间保持同步是实时多媒体必须要解决的问题。保持媒体内部的同步，其实就是保持在单一连接下单一媒体的时间关系；保持媒体间的同步，即保持多点连接下的时间关系或单一连接下的多个媒体交错的时间关系。

3.1 分布式多媒体系统的结构

多媒体应用在以下四个结构中需要同步：

1）一对一unicast：一个用户传输与时间相关的媒体单元，另一个用户接收这些媒体单元序列并且在输出设备上播放。一对一结构的实例：可视电话。

2）一对多multicast：一个用户发送与时间相关的媒体单元给多个用户。一对多结构的实例：电视会议。

3）多对一：多个用户发送与时间相关的媒体单元，而接收方用户只有一个。多对一结构的实例：用户可以从两个不同的库中得到声音和影像。

4）多对多group：在一个组中的每一个用户都可以是发送者、接收者或两者都是。

也可以认为，一对一、一对多、多对一结构都是多对多结构的特例。

3.2 分布式多媒体同步的影响因素

在网络环境与分布式环境下，主要有以下因素影响多媒体的同步：

3.2.1传输信道所产生的延迟、抖动和扭曲

网络通信信道的延迟、抖动和扭曲是不可避免的。利用多个传输信道传输多媒体数据时，由于不同的媒体信息要求的业务品质、网络带宽和信息量大小都有差异，尤其是不同的传输信道可能经过不同的中间节点，各个中间节点的负荷与拥塞程度又有差异，必然会产生不同的延迟。

3.2.2 源点和目的点时钟偏移

通信网络传输多媒体数据流时，数据发送端和接收端的时钟频率必定不同，这样发送端传输的媒体流和接收端消耗的媒体流会随着时间而失衡。如果不采取同步技术解决，最终会导致接收终端缓冲的溢出或枯竭。

3.3.3 其它因素

还有很多影响同步的其它因素。例如在组通信环境中，不可能为系统提供统一的系统时钟，这样每个终端不能保持精确的同步关系，就会产生有差异的初始采集时间与有差异的的初始演示时间。这些同样都是影响多媒体同步的重要因素。

当前分布式多媒体同步的研究重点是采用某种同步机制以尽量减少一对一、一对多、多对一和多对多这四种因素的影响。通过延迟阻塞和时间偏移解决一对一方式下的同步，在一对多和多对一方式下除了延迟阻塞和时差外还可以利用不同的初始采集时间。在多对多方式下四种情况都有。

4 小结

多媒体技术和高速网络技术的结合，产生了分布式多媒体技术，使得多媒体信息的共享变得更加普遍。随着当今网络技术与存储技术的发展，分布式多媒体系统将为人们提供更加广阔的应用前景，如多媒体视频会议、分布式多媒体视频点播（distributed video-on-demand）、远程教育（distance-education）等。多媒体通信需要提供对连续媒体流（continuous stream）的支持功能。具有很强的实时性、交互性和等时性（isochroniam）。为了满足实时交互操作的需要。多媒体系统必须能够克服在数据演示过程中的由存储、通信和计算所引起的系统延迟（delay）、抖动（jitter），所有这些都需要多媒体同步技术加以解决。

参考文献：

[1] 张明，张正兰.分布式多媒体系统的关键问题探讨与研究[J].小型微型计算机系统，2001（22）.

[2] 姜红.试探分布式多媒体系统的基本特征[J].商品与质量，2012（S1）.

[3] 李露.基于Petri网的多媒体同步技术研究[J].科技创业月刊，2007（10）.

篇7

关键词：虚拟现实；立体视觉；积件系统；辅助教学

中图分类号：TP391.41

传统的多媒体课件大多采用平面展示方式，难以表现抽象的三维形体和行为。虚拟现实技术（Virtual Reality-VR）是一种用于建立真实世界场景模型的技术，用以描述三维物体及其行为，可以构建虚拟境界，其基本目标是建立因特网上的交互式三维多媒体，基本特征包括分布式、三维、交互性、多媒体集成、逼真性等[1-2]。相比传统的多媒体课件，VR课件在这些方面显示出其独有的强大优势，可建构出神奇、真实的学习场境，显著提高学生的学习兴趣[4]。

1 国内外研究现状

在代表国际VR发展的水平的美国，VR技术早已广泛应用，课堂教学主要有以下方面的应用：立体物体和立体空间的展示，虚拟空间和虚拟场景的营造与构建；科学实验中应用于虚拟仪器、虚拟实验室等。我国各种辅助教学软件，都是采用传统的普通多媒体辅助教学软件，一般为平面方式展示。

2 系统设计

2.1 系统目标。基于VR和立体视觉技术的辅助教学软件研究，突破传统图片加文字课件制作模式，主要研究三维课件制作技术，积件式开发技术，海量多源数据数据管理技术，异型模型、运动仿真模型建模技术等。适于数学、物理、化学、工程制图等课程的教学。

2.2 系统组成。教学软件系统由积件库和积件组合平台构成，积件库包括各种独立学科的知识内容，类型包括定义、定理、公式、习题、多媒体、声音等。积件组合平台由各功能模块组成，可以根据不同需求进入相应模块。

3 系统功能

3.1知识输入及数据管理模块。（1）异型模型可视化：包括数学中的空间模型，物理中的实验器模型、电子模型和场示意性模型，化学中的常见分子模型、原子模型、电子模型，地理中的星球模型、地形模型等的可视化；（2）地物地貌多源数据管理方法：高分辨率影像数据、数字高程模型数据、交通、河流、居民地数据和地名数据等海量数据的可视化叠加显示、动态管理、动态调度；（3）文本信息输入，包括公式定理等；（4）多媒体信息输入。

3.2 学生互动模块。学生可以在三维浏览窗口中对模型进行缩放、旋转等操作，也可以改变与所显示模型相关的参数观察各参数所起的作用，还可以查询相关公式、定理以及例题。可以选择试题测试以巩固学习成果，加深记忆。

3.3 授课内容编排模块。首先，输入本讲的名称或主题；然后，根据已定计划设计文字、图片以及三维场景出现的先后顺序以及讲解时间；接着根据老师自己的教学习惯编辑相关思考题和习题，插入讲解过程；最后保存课件。

3.4 教学授课与真三维交互学习模块。借助3DPT真三维投影平台，教师可以方便的以三维可视化方式的制作课件，当在客户端加载后，路线漫游，录音播放、媒体链接、音乐播放、图片调入等功能以真三维方式显示，并可以在三维浏览窗口中进行模型缩放、旋转的等交互操作，交互过程中可以触发教师预设的场景事件并产生动画、特效或场景变更等效果；通过调整模型参数，可以观察各参数所起的作用，还可以查询相关公式、定理以及例题。整个交互过程，提供了使用键盘、鼠标和游戏控制杆等多种方式。

3.5 输出模块。将课件和讲课录音结合起来输出为一个视频文件，供学生复习。将老师编写的课件输出为文本或HTML文档的格式，包含所有的图片和视频信息，作为教案文档备案或者提供给学生。可以定制输出成绩单和成绩曲线图。

4 应用的关键技术及技术指标

基于GPU技术和场景的多遍渲染技术，实现了立体集合中多面体的真三维互动表达以及复杂三维曲线的制作与交互式表现。所有的效果实现都可以通过红青立体或者偏振光立体的方式实现真三维立体的渲染效果。该系统的开发运用了以下关键技术：

4.1 层次细节技术。层次细节（Level of Detail-LOD）技术是在不影响画面视觉效果的条件下，通过逐次简化景物的表面细节来减少场景的几何复杂性，从而提高绘制算法的效率。该技术通常对每一原始多面体模型建立几个不同逼近精度的几何模型。与原模型相比，每个模型均保留了一定层次的细节。在绘制时，根据不同的表现选择适当的层次模型来表示物体。

4.2 虚拟现实技术。虚拟现实技术是一种高度逼真的模拟人在自然环境中视、听、触等行为的人机交互技术。它有两个基本特征，即“沉浸”和“交互”。VR的“沉浸”要求计算机所创建的三维虚拟环境能使“参与者”得到全身心置于该环境的体验。VR的“交互”主要是指参与者通过使用专用设备来实现用人类自然技能，对虚拟环境中的实体进行考察与操作，使得研究者能在时间与空间上自由穿行。

4.3 立体视觉技术。应用立体视觉原理，将左右眼的图像分别输出。偏振光图像可以用于大型三维现实，通过红青图像在普通显示器上既可以实现真三维效果。

5 结束语

本系统的应用将有助于弥补传统授课方式难于形象表达宏观、微观、抽象、立体等复杂问题的不足，在单位时间内能够向学生传递多维的关联信息，引起多种感官的立体综合反应，从而达到节约授课时间，减小学生疲劳度的目的，使学生在逼真、新奇、浸入的学习环境中激发出自主性、创造性的思维活动，变被动接收式教学为启发探索式学习。对激发学生的学习兴趣和提高学习能力具有深远的意义。

参考文献：

[1]Williams A A J，Karoly D J，Tapper N.The sensitivity of Australian fire danger to climate change[J].Climatic Change，2001（49）：171-191.

[2]Williams A A J，Karoly D J.Extreme fire weather in Australia and the impact of the El Nino Southern Oscillatio-n[J].Australian Meteorological Magazine，1999（48）：15-22.

[3]Li Jiahou，Wang Xuqing.Second Generation Classroom Instruction Software：Integrable Ware[J].MMW MultiMedia World，1997（10）：45-46.（In Chinese）

[4]Gao Xiaojuan，Zhu Xinjuan.The design and the research of Integrable Ware System based on the tiny teaching unit[J].Electronics Design Engineering，2009（04）：29-31.（In Chinese）

[5]Burdea G，Coiffet P.Virtual reality technology.New York：A Wiley-Interscience Publication，John Wiley&Sons，Inc，1994：1-14.

作者简介：李军杰（1971-），男，河南长葛人，博士，参与国家863重点项目“高精度轻小型航空遥感集成系统”，研究方向：低空高精度遥感与三维重建。

篇8

【关键词】 青天葵 毛叶芋兰 形态 遗传多样性

Abstract：ObjectiveTo study different breed and its substitute of Nervilia Fordii genetic persity on morphology. MethodsLeaf type， nerve， size of leaves， weight of leaves and other 10 modality ingredient were analyzed and classified by SPSS. ResultsAccording to the study on 13 kinds of Nervilia Fordii different breeds were different in leaf type， nerve， size of leaves， weight of leaves and other 10 modality ingredient; From the result of classification， it could be pided into two kinds by Euclidean distance 15 in general， Nervilia fordii as a genus and Nervilia plicata as another genus，it was the same with the botanic taxonomy . In the genus of Nervilia fordii， it could be pided into 3 kinds， the breed with small leaves， the breed with middle size leaves， and the breed with big leaves. The persity of breed with big leaves has more likely relationship with the clime.ConclusionNervilia Fordii has genetic persity on morphology.

Key words：Nervilia fordii; Nervilia plicata; Modality; Genetic persity

青天葵为兰科芋兰属植物毛唇芋兰Nervilia fordii (Hance) Schltr.的叶或带球茎的叶，具有清热解毒、散结消疬等功效［1］。主产于广东、广西、海南。青天葵药材商品传统规格分为小叶、中叶、大叶3种， 小叶叶片长宽约3 cm ， 中叶叶片长宽约4～5 cm ， 大叶叶片长宽约6 cm［1］。同属植物毛叶芋兰Nervilia plicata (Andr.) Schltr.及其它品种的叶在民间也当作青天葵使用，市场品种混乱，有必要对其进行遗传多样性研究。此外青天葵遗传多样性的研究有助于了解其品种的进化历史和分类地位，为青天葵资源的保护和利用提供理论依据。有关青天葵遗传多样性的文献尚未见报道。形态学的性状分析方法在植物种质资源中一直发挥着重要的作用，目前被广泛用于种质遗传多样性的研究和核心种质库的构建。本实验以形态学的分析方法对青天葵的遗传多样性进行研究。

1 材料与方法

1.1 样品的收集 在广东、广西、海南等地收集青天葵干品药材，共收集到13个样品。见表1。表1 收集的青天葵样品

1.2 样品的测定方法 取药材干品叶片，适量水浸泡后，铺展于桌上。对叶形进行观察。随机取完整的15片叶分别测量叶长、叶宽、叶柄长，计算主叶脉（突出叶面和叶背的叶脉）条数，取平均值。另取一定量的干药材称重，再取叶片测量叶片重，计算其所含叶片数，相除得单株全重和单株叶重。

1.3 样品分析方法 取叶片形态的10个主要变量，这些变量中有数值变量和非数值变量，对非数值型变量采用0，1代表不同的含义，对数值型变量进行0～1标准化。采用SPSS 13.0的聚类分析对其进行分类研究。本研究采用系统聚类（Hierarchical Cluster），方法选用最短距离法(Nearest Neighbor)，距离选用欧氏距离平方（Squared Euclidean distance）。

2 结果

2.1 叶的基本形态毛唇芋兰Nervilia fordii (Hance) Schltr.叶的基本特征如下：膜质，无托叶，叶片呈心形，叶片绿色，先端急尖，基部心形，边缘浅波状，叶脉为弧形脉，从基部长出突出的叶脉为主叶脉，分别交替突出于叶面和叶背，其间有从主叶脉分出的细的弧形脉，弧形脉间有横向脉形成网状。

毛叶芋兰Nervilia plicata(Andr.) Schltr.叶的基本特征如下：膜质，无托叶，叶片呈心形，叶片紫色居多，先端急尖，基部为心形，全缘，叶脉为弧形脉，从基部长出突出的叶脉为主叶脉，分别交替突出于叶面和叶背，其间有从主叶脉分出的细的弧形脉，弧形脉间有横向脉形成网状，叶面有毛，叶背只在主叶脉处长有毛。此次收集的毛叶芋兰还有两个特殊样品，叶面均无突出主叶脉，叶脉类型分别为弧形脉和掌状脉。

2.2 青天葵叶形态学观察对青天葵样品叶上柔毛、叶面主脉、叶脉及叶缘类型进行详细观察。结果见表2。对青天葵样品叶大小及叶重进行测量。结果见表3。表2 叶形的基本属性表3 叶的大小及叶重

2.3 数据统计分析 把表2～3的数据输入SPSS 13.0中，用系统分类法对13个品种分类。见图1。

从分类的树图来看，以欧式距离15可分为两大类，一类为毛叶芋兰，有4个样品号码分别为：11，13，10，12；一类为毛唇芋兰，有9个样品号码为1，2，3，4，5，6，8，9，7，与种属的分类相同。毛唇芋兰9个样品在树图上分为3类，与按叶的大小分为小叶，中叶，大叶3个品种相一致，大叶样品分为3类，广西的两个样品8，9为一类，海南的两个样品5，6为一类，广西的另一个样品7号单独为一类。毛叶芋兰中11，13号两个样品距离较近，另两个毛叶样品由于在叶脉上有所不同而与其距离较远。

3 讨论

从测量数据来看，认为可把3种青天葵的分类标准更细化为：小叶青天葵的叶长大约为3 cm，宽约为4 cm，叶柄为4～6 cm之间；中叶青天葵叶长约为4 cm，叶宽约为5～6 cm，叶柄为6～10 cm之间；大叶青天葵的叶长大于6 cm，叶宽大于7 cm，叶柄长大于10 cm。这里大叶青天葵品种只给出最小的值，因为大叶青天葵取值范围较大，我们所测的大叶样品叶片中最大的叶长可达10 cm，叶宽可达15 cm，叶柄可达20 cm。叶长小于2 cm且叶呈五角形的叶可能是文献［2］所提到的小叶芋兰品种，并非小叶青天葵。

此次收集的5个大叶品种在形态上的差别与地理上的差别的有一定的关联，表明同一地理种源的不同样品在遗传上较相似，而不同地理种源的品种可能距离较远。由于另一个广西样品与其它样品都不同，也不排除同一地理种源上出现变异的情况发生，导致多样性的产生。此次收集的毛叶芋兰4个品种中两个品种相类似，另两个品种叶面均无突出的叶脉，有弧形脉与掌形脉之分，两种毛叶芋兰均无文献报道，是属于毛叶芋兰的变异品种还是另一种植物还需进一步的考证。实验结果表明青天葵在形态学上存在遗传多样性，这种多样性是受环境因素的影响还是在遗传水平上的影响还需分子水平等的进一步研究。

参考文献

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关键词：供地决策；生存分析

中图分类号：F293.3 文献标识码：A

收录日期：2016年1月4日

一、引言

地方政府掌握大量具备开发条件的土地，拥有土地入市的决定权。值得思考的是中国政府的出让行为受何种因素影响。对这一问题的研究有助于房地产市场参与主体更好地理解政府供地行为模式，对于政府而言也可以作为制定土地供应计划的依据。本文采用552个地块出让数据对这一问题展开研究。

二、实证模型

生存分析是研究生存时间和结局与众多影响因素之间关系及程度大小的方法。作为一个动态模型，样本数量随着时间发展而逐渐减少。其中，生存时间被定义为给定事件出现的时间。对于土地市场来说，地块的生存时间是指地块从具备供应条件到被出让的时间。辨认影响因素的一个简单方法是逐个检查每个变量与生存时间的关系。首先要把观测数据按照各种细目分类，通过Log-Rank检验法检验子组间生存率差异是否具有显著性，子组的平均生存时间可以用中位数来反映。

三、数据说明

地块数据出自搜房网土地招拍挂信息库，共552幅2009～2013年间在特定区域出让的地块。用地类型为居住用地或商住型综合用地。进入到生存分析的变量主要包括地块的生存时间变量和影响地块生存时间的变量，其中影响生存时间的变量包括地块基本特征变量和市场变量。

（一）生存时间变量。地块的生存时间（天）表示为地块成交日减去土地具备供应条件的起始日，其中土地上市交易的时间信息可以轻易获取，而土地进入观察期的起点难以确定，数据获取不具备客观可得性。根据城市经济学理论，城市的扩张是由内而外的，所以可以认为相同环线的地块可供开发即具备供应能力的时间点是大致相同的。为了保证所选区域的地块样本数量足够多，本文选取的552幅地块全部位于距离上海市中心人民广场10千米至35千米以内的环形区域，即大致位于上海中环和外环之间的地块。鉴于2007年11月19日国土资源部、财政部、中国人民银行三部委联合出台了《土地储备管理办法》，本文在此把土地储备制度历史上具有代表意义的日期作为所有地块数据的起始观察点。

（二）影响地块生存时间的变量。首先是地块的基本特征变量：包含地块面积、规划容积率。以下是可能会影响地块出让时机的市场变量：贷款利率、地块出让季度、各区人口密度（人/平方公里）、各区土地收入财政占比、房价、市场不确定性、各区土地供应程度。其中，各区土地供应程度反映了地块所在房地产子市场已有的供给情况。由于供给和需求是相辅相成的，需要对上海各区人口密度X和土地供应程度Y的年度数据进行相关性检测，结果显示其相关系数呈现出高度相关性，所以下文分析中仅采用人口密度代表地块所在区域市场供需情况的变量。而市场不确定性指标的计算公式如式（1）所示，政府感知的房地产市场风险信号直接来自于房价的波动。由于本文的研究对象是居住用地，且地块样本集中在上海中外环间，所以使用上海中心城区新建商品住房同质价格定基指数来计算房价波动。本文仿照类似ARCH模型方法，建立预测房价的自回归方程，将方程中4个季度移动残差e的方差作为波动性指标。在此，经验性认定政府参照过去一年中四个季度的房价波动是比较合理的假设，因为房价的短期波动不足以反映市场变化趋势，长期数据的研究更能为政府决策提供合理的依据。

四、实证结果

统计分析使用Stata10.0软件进行操作。单因素分析结果如表1所示。（表1）从表1可以看出，除了人口密度，其他影响因素组间差异检验均在5%的显著性水平上显著。其中，地块面积的显著性较弱，接近0.05，剩下因素组间差异高度显著。人口密度组间差异不明显可能受样本选取的区域影响。

五、结论

本文利用2009～2013年上海市居住用地的出让数据和同期房价指数，发现地块面积和各区土地收入财政占比的数值越大，土地生存时间越短，出让速度越快。规划容积率、贷款利率、季度、前一季度房价和房价波动性越小，地块出让速度越快。

主要参考文献：

篇10

关键词：地理信息元数据 元数据的设计 管理模式

中图分类号：P2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（a）-0064-02

随着“数字地球”，“数字中国”的付诸实施，空间信息飞速扩长，如何有效管理、使用、共享这些异构、多源、海量数据的问题日益突出，地理信息元数据以其描述性、开放性、简易性而逐渐得到认可[1]。元数据是关于数据与信息资源的数据，即关于数据与数据集的内容、质量、状况和其它特性信息，是实现数据高效组织、管理、维护、快速检索、访问、存取的核心和关键技术之一[2]。地理信息元数据是关于地理相关数据和信息资源的描述信息。地理信息数据内容繁杂且数据量庞大，建立地理信息元数据是对其进行管理及共享的有效可行方法[3]。它通过对地理空间数据的内容、质量、数据格式、数据采集时间和其他特征进行描述与说明，帮助人们有效地定位、评价、获取和使用地理相关数据[4]。

1 地理信息元数据确定的原则

建立元数据集合，是帮助人们理解和使用元数据所描述的数据对象，以实现空间数据的标准化为目的，以实现数据的共享为前提[5]。元数据的选择和组织必须遵循一定的规则，以全面描述数据对象，并方便用户使用。地理信息元数据的确定需要遵循以下的原则。

1.1 完整性

元数据设计中需要挑选出一些最重要的元数据，构成核心元数据集。核心元数据是有效描述数据特征的最小元数据数据集合，它应该完整地描述数据集最重要的信息。

1.2 准确性

各个元数据元素应该从某个侧面准确地描述数据集合的某些特征。在确定核心元数据内容的时候，需要对相关领域的理论与技术有全面的了解，准确而简洁地将描述数据集主要特征的数据元素整合起来。

1.3 结构性

地理信息元数据之间具有复杂的联系，应根据实际其结构联系进行合理组织，以便对元数据进行修改或扩展时不破坏其整体结构。

1.4 与其它标准的一致性

由于元数据也是其他标准的高度概括，在制定元数据时，应调研相关领域现有的国家标准与国家、行业准则，尽量采用已颁布的标准。

2 地理信息元数据的主要内容

目前，地理信息元数据还没有一个统一的全球性标准。通常采用以下几方面的内容。

（1）标识信息。它是唯一标识数据集的元数据信息。通过标识信息，用户可以对已有的数据集有一个总体的了解，如数据集的名称、时间、版本、空间范围、表示方式、空间分辨率、信息类别、数据集的联系信息、数据集法律和安全限制等。

（2）数据质量信息。它数据集质量的总体评价，包括数据集在数据完整性、逻辑一致性、位置精度，时间精度（时间表示的精确程度、现势性、有效性）、属性精度（数据集属性分类的正确性、属性值的精度和正确性）等方面的综述以及说明数据质量的保证措施，以及数据源、数据处理过程、数据志等说明信息。

（3）空间参照系统信息。它是对数据集使用的空间参照系统的说明。

（4）内容信息，描述数据集的主要内容，包括实体和属性信息。

（5）分发信息，描述有关数据分发者的信息及获取数据的方法。

（6）核心元数据参考信息。包括核心元数据参考信息，用户可以了解到核心元数据内容的现势性等。

3 地理信息元数据的设计

元数据设计过程中，通常根据实际应用的需要，参照已有元数据标准确定元数据体系。近年来，西安市城市建设快速发展，地理信息元数据是空间数据交换的基础，也是空间数据标准化与规范化的保证。西安市勘察测绘院为了提高生产管理质量，更好的满足城市发展的需要，在地形图的生产中也加强了在元数据方面的管理。下面以我院生产为例，简要说明地理信息元数据的设计。

（1）元数据标准主体组成，如表1所示。

（2）元数据结构。以目前我院地形图数据的生产管理为例，地形图元数据结构，如图1所示。

（3）元数据的录入。以我院地形图数据信息录入为例，如图2所示。

（4）元数据的更新和维护。元数据随地图数据的变化而变化，元数据的更新管理主要通过版本管理来实现，这样数据管理者可对历史数据及最新数据进行全面的管理。

（5）元数据的质量保证。元数据的数据质量是数据质量的一个部分，也是数据质量的基础。在元数据库建立、更新、维护的全过程中，必须保证元数据质量。扩展的标准要进行一致性测试，元数据操作工具应具备保证质量功能，有条件的应进行质量评价[6]。

4 地理信息元数据的组织与管理模式

4.1 元数据的逻辑组织可采用如下方式

（1）按照元素性质来组织。这是通常的元数据组织方式。由唯一标识一个数据集、说明其空间和时间范围、状况、法律限制和保密限定所需的信息的元素构成标识信息子集等。

（2）按照功能来组织。主要方法是将元数据分成描述性元数据、结构性元数据、功能性元数据三类，分类进行组织。

（3）按照重要程度来组织。按照元素使用的频繁程度或者重要性差异，将元素分成核心元素和一般性元素，其中核心元素是所有类型的数据所共有的。如英国Dublin元数据核心元素模型和澳大利亚、新西兰元数据核心元素模型都是如此[7]。在区分核心元素与一般元素的基础上，又对核心元素按照不同的侧面进行分类。

4.2 元数据的管理模式

空间数据飞速增长，我们通过建立若干分布的、相对独立的元数据仓储，它们分别对应于不同的部门或地区，然后通过元数据交换标准实现信息共享和分布异构系统的集成[8]。从业务需求来看，元数据管理系统用于存储、管理和共享各种元数据，一个良好的系统应具备集成性、可扩展性、可制定性和开放性等基本特征[9]。鉴于MOF和XMI的特点和发展经验，我们基于MOF和XMI设计了空间元数据的管理模式，如图3所示。

5 结语

随着计算机技术和GIS技术的发展，已经积累了大量的地理信息数据，要实现数据的管理和共享就必须依赖于空间数据和属性数据以外的一种特殊数据。地理信息元数据能够帮助生产单位有效的维护和管理数据，提供有关数据生产单位的各种有关信息，供用户查询，帮助用户了解数据，提供有关信息，以便用户处理和转换有用数据，采用元数据也可以便于数据的共享。我们在生产管理中，应根据相应的规范，并且结合自身的生产需求做好元数据的录入，管理工作。通过我院元数据在基础地理信息系统中的建立与运行，说明元数据的功能是稳定的，应用起来也比较方便，能够在城市基础地理信息系统中发挥重要的作用。我们将进一步改进与完善工作细节，开发研究元数据扩展的必要性和扩展的基本方法，更好的提高工作效率，使地理信息元数据在地理信息领域的应用中拥有更为广阔的前景[10]。

参考文献

[1] 周新忠，余木良，陶亮，等.关于地理空间元数据技术发展趋势的理论探讨[J].测绘科学，2007（2）：172-175.

[2] 赵汗青，郭刚.地理空间信息元数据模型[J].测绘通报，2002（z1）：19-23.

[3] 滕连泽，刘洪斌，武伟，等.地理空间元数据管理的研究[J].农业网络信息，2005（8）：39-41.

[4] 沈体雁，程承旗.地理元数据技术系统的设计与实现[J].武汉测绘科技大学学报，1999（4）：326-330.

[5] 牛晓琳，季民，赵志刚，等.基于元数据管理的数据共享研究[J].船舶电子工程，2006（1）：71-74.

[6] 祝方雄.城市地理信息系统中元数据标准的研究[J].城市勘测，2001（3）：37-41.

[7] 罗英伟，邢彭龄.基于XML的地理信息元数据系统[J].计算机学报，2005（7）：1205-1212.

[8] 王继周，李成名，林宗坚，等.面向共享的空间元数据管理框架研究与设计[J].国土资源遥感，2003（3）：67-70.