数字化技术范文

时间:2023-04-05 12:49:23

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数字化技术

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关键词:数字化艺术;平面艺术;动画艺术;电影特效技术

中图分类号:J0 文献标识码:A 文章编号:1007-9599(2011)22-0000-01

Digitalization Technology and Art

Yao Yu

(Xi'an Academy of Fine Arts,Office of Academic Affairs,Xi'an 710100,China)

Abstract:Digitalization art is a cross discipline between digital technology and art and an emerging form in digital times. The article begins with the basis features of digital tech and art, and explains the major applications of digital art in modern art design.

Keywords:Digitalization art;Plane art;Animation art;Film visual effect

“计算机不再只和计算有关,它决定我们的生存”,20世纪90年代美国科学家尼葛洛庞帝在他的《数字化生存》一书中的给出了这一观点。十几年的时间过去了,数字技术逐渐成为人类的一种生存介质,并日益改变着人们传统的工作方式。

一、数字化技术与艺术的结合

数字化技术与艺术的结合,产生了艺术的数字化。与传统艺术相比,数字化技术为艺术的发展开辟了新的局面,以高技术代替了大量的技法,缩短了创作手段的训练,使创作方法越来越简便,体现了数字时代所特有的新的技术维度;具有传统艺术所无法比拟的实时交互性和虚拟现实等特性,为艺术设计提供了全新的创作平台。

二、数字艺术的主要表现形式

数字技术在艺术领域的应用,是艺术和科技之间的革命,几乎波及所有艺术领域。在现实运用中,艺术设计的数字化表现已无处不在,让艺术家更大限度地发挥想象空间,丰富了艺术表现手法。数字化艺术的主要表现形式包括:

(一)数字化平面艺术

平面艺术设计是数字化艺术中基础性的、也是应用最广泛的一个领域。数字化技术对平面设计的影响是工作方式的根本转变。设计师从初步定稿到对整体设计的控制直至印刷制版,大部分工作都可以在一台机器上完成,取代了传统平面设计中繁复的制作工作。

在数字化平面艺术创作中,对于大多数从事艺术设计的人员来讲,平面设计软件是创作的最佳选择。平面设计软件能够独立完成二维影像的创作,比如为二维动画设计原画,为三维动画造型绘制贴图,为后期合成修改画面等等。比较常见的平面设计软件有,主要用于图像处理的Adobe Photoshop,主要用于矢量图形制作的CorelDraw,主要用于版面制作和排版制作的Indesign等等。

(二)数字动画艺术

“数字动画艺术”已成为当代最前沿艺术的杰出代表之一,是高端科学技术与传统艺术相互融合的结晶,它是在动画艺术基础上以数字图形图像技术为动力发展出来的新兴数字艺术,是数字技术广泛应用于当代社会的各个行业艺术领域的结果。

传统动画大部分由人工绘制来完成,最后再由摄像机拍摄并连接在一起。数字动画技术扩展了动画艺术的表现形式和制作手段,赋予了动画制作者更多的启发和构思,其中三维技术的开发更给动画艺术带来了前所未有的生命和活力。自1995年皮克斯推出全球第一部完全使用三维数字动画技术制作的《玩具总动员》以后,动画制作技术的重心就逐渐向三维数字动画转移,《怪物史瑞克》中那浓密的森林、绿油油的草地,《汽车总动员》中那些表情生动但又真实无比的汽车,这些都是三维数字动画技术所带来的惊人的视觉效果,是二维动画无法比拟的。

三、数字电影特效技术

数字电影特效技术是利用计算机图形图像技术,通过安装在计算机平台上的二、三维特效软件来表现人物、动物、景物等场景的一种数字应用技术,能使虚拟的角色与真实的角色融合在一起生成新的画面,创造出传统手法无法获取的虚拟场面或角色,实现了科学技术和艺术的完美结合。正是使用了数字特效技术,我们才看到了《后天》影片中庞大的视觉效果、《失落的世界》中非常逼真的让人恐惧又喜爱的恐龙形象、《泰坦尼克号》中几百个数字动画的船上乘客,由于数字特效技术的制作使观众感受到了全新的视觉效果,其影像也更为真实。对此,詹姆斯•卡梅隆这样说道:“视觉娱乐影像制作的艺术和技术正在发生着一场革命,这场革命给我们制作电影和其他视觉媒体节目的方式带来了如此深刻的变化,以至于我们只能用出现了一场数字化文艺复兴运动来描述它。”

四、虚拟现实

虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)技术是目前计算机界比较热门的一项复合技术,也被称为灵境技术。虚拟现实技术利用计算机生成的交互式虚拟三维环境对现场真实环境进行仿真,通过参与者与仿真环境的相互作用,参与者可以走进这个环境,和相应的设备进行信息互动。

在现代科学研究中,虚拟现实技术有着非常广泛的应用前景,在城市规划、工业仿真、文物保护、教育教学等方面都可以采用虚拟现实技术达到采用常规手段不能达到的目的。

五、网络多媒体艺术

计算机以及互联网技术与多媒体技术的发展催生了网络多媒体艺术,创造了全新的媒体平台和交流方式,新的艺术形式结合了声音、图文、动态影像等各种传统媒介的功能,并突破了线性、被动的束缚,具备了交互、非线性的优势,使网络多媒体艺术具有了极强的生命力。交互是数字艺术独有的传达形式,交互功能改变了传统艺术中受众的被动角色,例如网页设计、网络游戏设计,WAP设计、博客、播客等。通过数字艺术的设计可以更加体贴地为用户考虑更人性化的交互式体验,给用户一些与众不同的或者意想之外的感觉。

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关键词:工作流程 控制测量 数字化测图

一、数字化测图的工作流程

数字化测图的基本思想:数字化测图就是利用全站仪、RTK等数字化测量仪器将实地各种有关的地物、地形、地貌通过野外采集转化为数字形式,通过数据接口传输给计算机,利用专业的图形编辑软件进行处理,得到内容丰富的电子地图,需要时,由电子计算机的图形输出设备(如显示器、绘图仪)输出地形图或各种专题地图。

数字化测图工作流程如图1.1所示。

(一)编制技术设计书【1】

当测绘施工单位接受甲方测绘任务后,根据甲方提出的施工技术要求,为保证测绘产品符合技术标准及甲方要求,并获得最佳的社会经济效益,应由负责承担测绘任务的单位或部门的总工程师或技术负责人编写技术设计书,制定出切实可行的技术施工方案,以保证测绘产品或测绘成果符合技术要求。

(二)控制测量【2】

在技术设计书编制完成后,应按照技术设计书的要求,对整个测区进行控制测量工作,对收集到的已有控制点资料的作业单位、施测年代、采用的技术依据和选用基准等情况进行分析和评定,并作出评价和指出其利用的可能性,根据甲方和设计书的要求,对整个测区进行控制测量。对整个测区进行选点、埋石、GPS首级控制网的观测、计算,之后进行导线及水准的观测计算工作,完成测区的控制测量工作。

二、数字化测图

(一)野外数据采集

在完成测区控制测量工作后,即可进行数字化测图的野外数据采集工作。野外数字化外业测图由于作业方法和作业习惯不同,所以作业模式和作业过程也不尽相同,目前主要有以下两种作业方法:

1. 画草图作业方法:野外数据采集时,使用画草图的作业方法,这种作业方法由于用在画草图的时间比较多,所以作业效率比较低,而且在内业处理时,需要按照草图将点位用不同的信息线连起来,工作量比较大,但这种作业方法成图比较直观,不容易出错;

2. 采用全编码法测图:这种作业模式是规定不同的地物使用不同的编码,由跑尺的作业人员把地物编码报给仪器操作员,然后仪器操作员使每个点位都附带有编码信息,在内业处理时根据点位编码信息;使其自动连线、成图,这种作业方法外业工作效率比较高,内业工作量比较少,但对于有方向属性的一些信息线容易出错(例如坎)。

(二)内业数据传输、处理

在外业完成数据点位信息采集后,根据所使用的不同类型的仪器采用不同类型的数据传输软件?,将数据传入电脑中,在数据传输时,也可以使用南方CASS软件自身的数据传输模块进行野外采集数据的数据传输。在数据传输完成后,则需要对数据文件的数据格式利用数据编辑器uedit进行编辑,以适用于不同图形编辑软件对不同展点数据格式的不同要求。在数据传输时,如果利用CASS软件进行的数据传输,则不需要对数据格式进行编辑,直接展点即可。数据展点格式为:

J1,,507837.335,3610130.035,33.608

J2,,507854.474,3610124.861,34.023

1,,507834.450,3610120.564,33.895

2,,507847.790,3610116.534,33.965

…………

(三)展点

在数据格式的编辑完成后,打开CASS,在标题栏中点击绘图处理,在其子目录中点击展野外测点点号,找到CASS坐标文件展点即可。但展上去的为测点点位。用同种方法,在其子目录中找到展高程点,把点的高程也展上。点号、点位、高程CASS默认为红色,为了更醒目,可以把高程点或者点号改变一下颜色,方法如下:点击图层管理,找到测点号或者高程点图层,改变其颜色即可。

(四)连线

点位展到图上以后,即可根据外业草图用CASS工具和符号把相连的点位连接起来,把测区地物、地形、地貌如实地反映出来。在连线过程中应当注意在线的转折处应适当增加节点,以避免出现线划棱角分明,不圆滑和在连线完成后进行线划拟合时,出现线划拟合过度等现象。在进行连线时,应注意围墙、坎子等有方向属性的线型,以免出现坎子等线反向情况的发生。连线时,一定要严格按照CASS规定的线型、图层进行连线,防止发生图层错乱现象。当所有地物线均连接完成后,对于山区则还需要勾绘等高线。勾绘等高线有两种方法:

1.CASS软件根据数据文件或区域范围内高程点自动生成,在山区地貌不是十分复杂,地物不多的情况下比较实用,但是生成等高线后图形文件变得比较大,为后期处理带来许多不便,在微机配置不高的情况下一般不要用。

2.手工绘制等高线。等高线在自动绘制时会自动拟合,线体有很多节点,在修改时非常麻烦。我在绘图中探索出一个比较好的方法,使等高线修改变的非常简单。方法如下:在绘制等高线时不要直接使用绘制等高线工具,而使用复合线工具来绘制等高线,因为复合线非常容易拉动修改。在等高线绘制完后可以批量拟合复合线,然后把拟合后的复合线加注等高线属性即可。这样画出的等高线套合得非常好,非常漂亮。

(五)展绘控制点

根据 CASS 软件中屏幕菜单控制点栏中的各级控制点符号,将测区各级控制点展绘到CASS图形中。

(六)文件保存

CASS软件在图形编辑过程中,有文件自动保存功能,自动保存文件名为*.DWL文件,当CASS软件使用不当,出现致命错误导致文件无法恢复使用时,把自动保存的文件后缀名改为*.DWG文件即可,所以在使用CASS软件进行图形编辑处理时,注意适时保存。

(七)图幅的接边【3】

图幅编辑完成之后,要综合各小组的成果进行图幅的拼接,目的是将其拼成一副完整的地形图,相临图幅应自然接边,图形上的线要素与面要素既要进行几何位置接边,又要进行属性接边,直线地物要素在接边时应保持其直线性。当然在测图分组过程中,可以以路或沟中心为界进行分组,这样在进行图幅接边时,就会减少很多线划的拼接工作,但要注意电杆等地物的接边处理。

(八)成果图输出

数据输出包括纸图输出、电子图输出、表册输出、数据或数据库输出。图形数据可以按各种比例尺显示输出,作业人员可对所需要的图形任意进行开窗、移动、放大、缩小、局部放大或缩小,以取得对所需图形资料的最佳可视效果。

三、数字化测图的优势和发展前景

数字化测图的优势在于以下几个方面:

1. 数字化成果精度高、质量好

数字化测图由于使用全站仪等电子设备,在测量时采用的是极坐标法,测量数据作为电子信息可以自动传输、记录、存储、在全过程中原始数据精度毫无损失,从而获得高精度(与仪器测量同精度)的测量成果。

2. 改进了作业方式,提高了劳动效率

数字化测图使野外测量达到自动记录、处理、自动成图,这样自动化程度比较高,出错(读错、记错、展错)的概率小,已改过去使用小平板结合经纬仪或使用大平板在聚酯薄膜上成图的作业方法,减轻了劳动强度,提高了工作效率和成果精度。

3. 便于图件的更新

城镇的发展加速了城镇建筑物和结构的变化,采用数字化成图能克服大比例尺白纸测图连续更新的困难,在局部区域发生房屋改建扩建或变更地籍或房产时,只需实施局部区域修补测,经过数据处理、图形拼接就能方便地做到更新和修改,始终保持图面整体的可靠性和现势性。

数字化地图具有便于保存、修改、更新和生命力强等特点,其长远的经济效益是很可观的。在数字地图的基础上建立地图数据库、属性库和多媒体信息等地理信息系统,可为领导的宏观决策、经济建设和各级管理部门的需要提供基础地理信息服务,应用前景十分广阔。

参考文献:

[1]测绘技术设计规定CH/T 1004-2005[S].国家测绘局,测绘出版社,2006.1

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关键词:数字化测图 特点 方法 应用 探讨

1.数字化测图概述

数字化测图技术又称为计算机成图技术,其方式主要有地面数字测图、地图数字化成图、航测数字测图计算机地图制图等。在实际工作中,还有一种叫野外数字化测图。这种测图方式是按大比例尺数字化测图主要指野外实地测量即地面数字测图。在测图过程中,还有时应用中要用到计算机的图形输出设备,例如如显示器、绘图仪等。测距仪取代了传统的钢尺量距,目前自动绘图仪正在取代大平板仪、经纬仪测图方法,带记录器的电子水准仪、电子经纬仪取代了传统的光学水准仪、经纬仪等。在数字化测图过程中,采用常规测量的方式、摄影测量方式或数字化仪方式。数字测图法是以传统的白纸测图原理为基础,采集的数据用自动化成图软件以数字形式表示地图住处的测量工作。同时在采用数据库技术和图形及数字处理方法实现地图住处的获取、变换、传输、识别、存储、处理、显示、编辑、修改和绘图,得到内容丰富的电子地图。

2.数字化测图的特点

2.1数字化测图的一般特点

20世纪80年代产生了电子速测仪,这种电子速测仪基础原理是数字化测图,是以计算机为核心。在外连输入输出设备硬件、软件的条件下,通过计算机对地形空间数据进行处理得到数字地图,使电子计算机技术日新月异的发展及其在测绘领域的广泛应用。从广义上说,数字化测图又称为计算机成图。主要包括:地面数字测图、航测数字测图、地图数字化成图、计算机地图制图。大比例尺数字化测图主要指野外实地测量即地面数字测图,也称野外数字化测图。目前我国测图行业常常使用的有三种,分别是原图数字化、航测数字成图、地面数字成图。就是将采集的各种有关的地物和地貌信息转化为数字形式,通过数据接口传输给计算机进行处理。一般来说分为三个步骤:数据采集、数据处理及地形图的数据输出,最终打印图纸、提供软盘等。得到了内容丰富的电子地图,绘出地形图或各种专题地图数字化测图的运行示意图数据采集点位信息、地物模型、绘草图数据处理、特征信息数据传输、地貌模型、屏幕编辑、绘图文件存盘地图,这还需要时由电子计算机的图形输出设备,例如如显示器、绘图仪等。

2.2 几种常见的数字化测图特点

常见的数字化测图特点有点位精度高、改进了作业方式、便于图件的更新和加工利用、增加了地图的表现力、便于图件的更新、方便成果的深加工利用、可作为GIS的重要信息源等几种。数字化测图的工作过程主要有:数据采集、数据处理、图形编辑和图形输出。数字化测图工作的特点还分为外工作特点和内工作特点。外工业作特点主要有自动化程度高、 作业周期短、测站覆盖范围大、工作范围易于划分、对测点依赖性强、对记录要求高、测量精度高;数字化测图内业工作的特点主要有成图周期短、成图规范化、成图精度高、分幅和接边方便、易于修改和更新、对外业记录依赖性强、对绘图人员要求高等。数字化成图技术的运用,省去了手工制图中图廓整饰、展点、草绘等高线、形成铅绘图、审校、修改、清绘着墨形成初步成果、验收、修正、最终提交成果资料等十分复杂的工作流程,使这一切工作都在计算机中进行,在成果验收时发现问题也可在计算机中修正。

3.常用的数字化测图方法

数字化测图是一种全解析的机助成图方法,借助计算机技术。通常情况下有三个阶段,分别是是括数据采集、数据处理和图形编辑、图形数据输出。根据数据采集的方式不同,数字化测图可分为航测数字成图、摄影测量技术和野外数据采集3种方法。

3.1航测数字成图

这种方法是充分利用航空摄影技术,在空中摄取地面的影像。在内业建立地面的模型,通过计算机用绘图软件在模型上量测,一些实力强的单位自行研发野外采集及数据转换软件。外业建立的一定密度的像控点和一些必要的外业调查进行判读,直接获得数字地形图。这种方法的特点它具有成图速度快、成本低、平面精度高而均匀、不受气候及季节的限制等特点,可将大量的外业测量工作移到室内完成,比较符合现在人们的工作性质。但是该方法的初期投入设备较大,一般的单位难以承担。

3.2摄影测量技术

摄影测量技术是大面积的地形图测量为了降低成本、缩短成图时间的有效方法。通常采用摄影测量方法,计算机技术、模式识别技术、数字图像处理技术和计算机视觉技术的高速发展,使数字摄影测量在数字化测图中将扮演非常重要的角色。

摄影测量数字化测图一般分为两种类,主要是解析摄影测量和数字摄影测量。解析摄影测量是对解析立体测图仪作改装,达到以数字形式记录量测数据来实现地形图的数字化的效果。数字摄影测量是借助摄影测量全数字化测图系统将数字影像信息、像片灰度信息,通过计算机来实现地形图的数字化。数字摄影测量的操作对象除像片外,解析摄影测量的操作对象只能是像片。地面数字测图,主要的是数字影像或数字化影像,该方法也称为内外业一体化数字测图。采用该方法得到的数字地图的特点是精度高,但需要大量的人力、物力。

3.3 野外数据采集技术

市场上出现的数字化测图软件的广泛应用,其形式主要是在输出数据格式上迅速向Microstation数据格式靠拢,这就是现在的数字测图模式。以Microstation为例,城市规划部门最终需要DGN文件格式数据文件两份,面向更多需要野外数据采集的用户。数据测图系统需要面对的两个方面,一方面是对全部地形要素按照数据库标准制作的数据文件(不是入库后的数据),另一方面是用以绘制标准地形图的数据文件,用于绘图。但不同城市规划部门所要求的DGN文件格式数据是不一样的,因此,软件公司对这就使测量单位有重要的影响。在电子科技的发展日新月异的情况下,全站仪有了较大的转变,主要是向智能型发展,自身带有强大的记录存储器,可记录测站所有信息, 可与Microsta2tion、AutoCAD及其它成图软件连接,还可外挂掌上型记录器,方便转换成多种数据格式。

4.数字化测图的应用

4.1 用于地形图测量

目前我国用于地开图测量的数字化测图还属于发展阶段,这种测量方法大体可分为2种。第一其采用极坐标测量法,可利用软件中的方向交会,在实测得多数碎部点的坐标后,测量距离交会、十字尺测量法或量算定点等。在取得其余各点的坐标的情况下,再用软件中的拷贝、偏移、延伸等功能,最后成图。第二是电子平板数字测图,这种方法是利用计算机技术测图,代替原先的测图平板的一种常见的方法。这两种方法都具有它们的优、缺点,优点是一方面,实时成图,充分发挥了原来的平板测图优势。另一方面是在接生成地形图,真正达到了内外业一体化。而且有多种测量方法,界面友好,操作方便快捷,简单易学,独创的一步测量法,可以一边测图根,最后取得平均差,提高测量的精度。缺点也有两个方面,第一,大部分的测量工作都是在野外完成。另外,所用的便携机在外业,容易受到天气制约,影响了作业速度,而且雨天作业时便携机容易受潮损坏。

4.2碎部测量应用

在数字测图中,利用极坐标法是碎部测量的主要方法。在实测得多数碎部点的坐标后,在非电子平板数字测图中,绘制草图是一件比较困难的事,特别是在建筑物多绘画时就量多加困难,加上专人画草图,是人力资源一种严重的浪费。在测量的运作中,很多单位所采用的方法为外业草图与室内交互编缉,以达到完成测图工作的目的。但这样一来,势必会降低外业的工作效率, 操作也比较繁琐。有时还用到一种计算机软件,如Mi2crostation下开发嵌接模块,转换入库数据格式。一般地形测绘小组,基本上由2人组成,通过工合作完成碎部测量工作。

5.结语

数字化测图技术的应用在我国已逐步成熟了,新技术普遍的应用,必然导致以往的平板图也逐渐退出其历史舞台。计算机技术的不断发展测绘仪器的不断更新,各种软件的出现定会把数字化测图技术推向新的。

参考文献:

[1]宋伟东,张永彬等.数字测图原理与应用〔M〕.北京:教育科学出版社,2002

[2]杨德麟.大比例尺数字测图的原理.方法.应用[M].北京清华大出版社,1998:88~100.

[3]高井祥.数字测图原理与方法[M].徐州:中国矿业大学出版社2001.

[4]杨德鳞.大比例尺数字测图的原理方法与应用〔M〕.北京:清华大学出版社,1998

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模拟信息转化为数字信息后数据量非常庞大。因此,数字化最关键的课题是数据压缩。音频信号或图像等原始数据存在着很大的冗余度,这为大幅度压缩数据提供了可能。其次,在一个信息系统中,人是信息的主要接受者,人的视觉和听觉对某些信息不敏感,这样可以利用人类的视觉和听觉等生理特征来实现高压缩比。

二、数字化技术在电子信息技术中的应用

1.在消费类电子产品中的应用

从上世纪80年代初开始,数字化音像就相继上市。90年代CD唱机已风行于世,使用磁带的小型数字盒带录音机和使用磁光盘的小型光盘录音机形成数字音响的两大竞争阵营。CD-I(交互式光盘)是国际家用多媒体市场的主流产品。V-CD成为激光视盘的最新成员,数字化无胶卷相机已在一些国家的新闻等行业得到广泛使用。数字摄像机和录像机也在紧锣密鼓的开发。能处理和显示运动图像的多媒体电脑亦是数字化科技应用的典型实例。进入21世纪,在家庭娱乐方面,大屏幕的彩电和新型影碟机配合起来可在家中实现真正的影院效果。越来越多的数码相机走入中国消费者家庭,成为市场主流产品。

2.在广播技术中的应用

20世纪90年代,美国、欧洲开始大力发展常规数字电视广播。1994年,世界上第一个数字电视广播系统在美国投入商业运行。1995年,该系统在欧共体各国投入商业运行。1994年12月,美国时代-沃钠公司将全数字交互式有线电视系统投入商业运营。目前,数字音频广播(DAB)已在世界各地推广使用。

3.在通信系统中的应用

目前,整个通信网已过渡到数字化阶段。在有线网络中,宽带综合业务数字网正在世界各国迅速普及。在无线系统中,第三代数字化的无绳电话系统已取代第二代无绳电话系统。通信网络正在朝个人化方向迈进。移动通信将逐渐演变成社会发展和进步必不可少的工具。

4.信息高速公路

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【关键词】数字化测图;野外数据采集;碎部测量

数字化测图是近几年随着计算机、地面测量仪器、数字化测图软件的应用而迅速发展起来的全新内容,广泛用于测绘生产、水利水电工程、土地管理、城市规划、环境保护和军事工程等部门。数字化测图作为一种全解析机助测图技术,与模拟测图相比具有显著优势和发展前景,是测绘发展的技术前言。作为反映测绘技术现代化水平的标志之一,数字测图技术将逐步取代人工模拟测图,成为地形测图的主流,它将为信息时代地理信息的应用发展提供最可靠的保障。

1 数字化测图概述

数字化测图,就是指采用常规测量的方式、摄影测量方式或数字化仪方式,将采集的数据用自动化成图软件以数字形式表示地图住处的测量工作,它是以传统的白纸测图原理为基础,采用数据库技术和图形及数字处理方法实现地图住处的获取、变换、传输、识别、存储、处理、显示、编辑、修改和绘图。

数字化测图目的就是将采集的各种有关的地物和地貌信息转化为数字形式,通过数据接口传输给计算机进行处理,得到内容丰富的电子地图,需要时由电子计算机的图形输出设备(如显示器、绘图仪)绘出地形图或各种专题地图。

2 数字化测图系统的构成

数字化测图是以计算机为核心,在外连输入输出设备硬件、软件的条件下,通过计算机对地形空间数据进行处理得到数字地图,需要时也可用数控绘图仪绘制所需的地形图或各种专题地图。

广义的数字化测图又称为计算机成图主要包括:地面数字测图、地图数字化成图、航测数字测图、计算机地图制图。在实际工作中,大比例尺数字化测图主要指野外实地测量即地面数字测图,也称野外数字化测图。

3 数字化测图的特点

3.1 点位精度高

传统的经纬仪配合平板、量角器的图解测图方法,其地物点的平面位置误差主要受展绘误差和测定误差,测定地物点的视距误差和方向误差,地形图上地物点的刺点误差等影响。实际的图上误差可达±0.47㎜.经纬仪视距法测定地形点高程时,即使在较平坦地区(0°—6°)视距为150米,地形点高程测定误差也达±0.06米而且随着倾斜角的增大高程测定误差会急剧增加。如在1:500的地籍测量中测绘房屋要用皮尺或钢尺量距用坐标法展点。普及了红外测距仪和电子速测仪,虽然测距和测角的精度大大提高,但是沿用白纸测图的方法绘制的地形图却体现不出仪器精度的提高,也就是说无论怎样提高测距和测角的精度,图解地形图的精度变化不大,浪费了应有的精度,这就是白纸测图致命的弱点。电子速测仪的测量数据作为电子信息可以自动传输、记录、存储、处理和成图。在全过程中原始数据的精度毫无损失,从而获得高精度(与仪器测量同精度)的测量成果。数字地形图最好地反映了外业测量的高精度,也是最好地体现了仪器发展更新、精度提高的高科技进步的价值。

3.2 改进了作业方式

传统的方式主要是通过手工操作,外业人工记录、人工绘制地形图,并且在图上人工量算坐标、距离和面积等。数字测图则使野外测量达到自动记录、自动解算处理、自动成图,并且提供了方便使用的数字地图软盘。数字测图自动化的程度高,出错(读错、记错、展错)的概率小,能自动提取坐标、距离、方位和面积等。绘图的地形图精确、规范、美观。

3.3 便于图件的更新

城镇的发展加速了城镇建筑物和结构的变化,采用地面数字测图能克服大比例尺白纸测图连续更新的困难。实地房屋的改建扩建、变更地籍或房产时,只须输入有关的信息,经过数据处理就能方便地做到更新和修改,始终保持图面整体的可靠性和现势性。

3.4 增加了地图的表现力

计算机与显示器、打印机联机,可以显示或打印各种资料信息;与绘图机联机时,可以绘制各种比例尺的地形,也可以分层输出各类专题地图,满足不同用户的需要。

3.5 可作为GIS的重要信息源

地理信息系统具有方便的信息查询功能、空间分析功能、以及辅助决策功能,在国民经济、办公自动化及人们日常生活中都有广泛的应用。数字化测图作为GIS的信息源,能及时地提供各类基础数据更新GIS的数据库。

4 数字化测图的作用

数字化测图的作用,并不是在它的外业测量到图形生成,而是在于它在图形管理、数据共享、图形修改以及图形使用中的作用。

4.1 图形管理:在以往的白纸测图中,测量的成果就是图形而没有其它的形式。那么,这样一来,保存资料也就是保存所测得的图纸,图纸的体积大,不便于查阅,而且,容易破损与变形。由于只能有一份原始资料,当在意外丢失时不能恢复。还有,就是白纸测图在描图时都是用墨汁,因而,当在测区内部局部的部分发生变化需要对原始资料进行修改时,非常困难。而数字化图却恰恰有存贮空间大、查阅方便、能多份复制、修改容易的特点。

4.2 数据共享:数据的共享可以说成是多类型图的重合。在白纸测图中,每一张图只能有一个侧重点,比如地形图,它的侧重就是地形图的等高线,不能很好地反应地类与地物,而如果是征地图,则不能很好地反应测区地形,这种缺点,当然主要表现为白纸测图至始至终只能是在一个层内操作,也就是我们实际用来画图的白纸。而数字化测图却不同,它能够分成多个层,这样就能形成数据的共享。比如,我们在测地物图时,将通信线路放在一个层里,那么,我们在测绘地图时就可以完全不测这些通信线路,只要打开地物层就可以。

5 结束语

数字化测绘成图技术的应用研究同时解决了与之配套的相关设备、技术等问题,使之在诸多领域的实际应用越来越广、越来越成熟。数字化成图技术使用了国际上最为先进的GPS全球卫星定位系统技术和全站仪进行控制和碎部测量,利用数字化地形成图软件和先进的绘图仪或打印机进行成图和绘制各种成果表格,使测图技术得到飞速发展,成为目前和将来最值得推广和应用的测图技术,因而它的应用前景是广阔的,它在公路和铁路设计、居民区和工业区的规划设计、采矿以及飞机场等方面勘测设计中得到了很好的应用。所以在当今信息时代追求效率、讲求速度、节约经费开支的情况下,大力开展数字化测图技术将是必然趋势。

参考文献:

[1]杨德麟.大比例数字测图的原理方法与应用[M],北京:清华大学出版社,1997

[2]田雪冬.数字化测图系统的应用[M],人民长江,1998

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关键词:民族文化遗产;三维激光扫描系统;点云数据处理;三维彩色模型;数字化

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)15-3643-03

民族文化遗产是一个民族的政治、经济、文化的象征。通过对民族文化遗产的研究,我们可以回顾民族过去的历史,为继承民族的文化打下坚实的基础。然而,民族文化遗产在传承的过程中,不免会遭遇失传、破坏的伤害。这对一个民族来说是非常大的损失与遗憾。如今,随着计算机的迅速发展和图形图像处理技术的不断提高,民族文化遗产的保护也逐渐走向数字化和网络化。

本文将结合一些相关领域的典型实例资料和国内外发展现状和趋势 ,综合介绍民族文化遗产保护数字化的主要研究内容及其关键技术 ,这些关键技术使民族文化遗产永久保存下来成为现实,以此来说明将民族文化遗产数字化是发展的必然趋势。

1 国内外相关领域典型实例及发展趋势

1.1 国外发展

1993年,欧盟国家制定的《欧洲联盟条约》为文化遗产保护奠定了坚实的法律基础。此后,欧盟先后制定了“Culture 2000 Programme”、“Cluture Programme(2007-2013)”等计划,推动了欧盟文化遗产保护的脚步。

近年来,欧盟重奖优秀文化遗产保护项目。组委会提出对于杰出文化的遗产除了保护还应该加强其新用途的开发。可以包括的品类有,独体的建筑或建筑群,无论在城市和乡村都可以;工业以及工程的遗址;文化景观,历史悠久的公园、花园景观设计,面积较大的设计景观、文化场所、环境广告或农业奇观;考古遗址,包括水下遗址;艺术品,有历史意义和收藏价值的古物。

“美国记忆”项目是美国文化遗产数字化的主要项目。该项目将主要历史资料数字化。目前已有近百个资料库上因特网服务。

日本文化遗产的数字化发展较快,并有广泛应用。例如对消失的文化遗址进行复原的色彩处理。近年来,日本国立国会图书馆也积极将馆藏非物质文化遗产资源数字化,形成相关的非物质文化遗产资源数字化。

1.2 国内发展

虚拟故宫漫游(浙江大学);兵马俑(微软研究院);三峡文化遗产数字化展览(南京大学)

2 目前数字化保护主要研究内容和关键技术

2.1 三维激光扫描系

2.1.1三维激光扫描系统分类

三维激光扫描系统包含数据采集的硬件部分和数据处理的软件部分。按照载体的不同,三维激光扫描系统又可分为机载、车载、地面和手持型几类。

1)机载激光扫描系统。机载激光扫描仪目前主要有Leica-ALS系列,Riegl-VQ系列,Riegl-LMS系列,Optech-ALTM,Topeye,天宝等等。

2)车载激光扫描系统。车载激光扫描系统拥有多个相互关联的子系统,包括激光感应、GPS定位、IRS内部指令,数码摄像等部分。

3)地面型激光扫描系统。地面型激光扫描系统可分为移动式扫描系统和固定式扫描系统。目前如加拿大、美国等有已经拥有相关扫描系统获得大面积地形数据。

4)手持型激光扫描系统。这一类扫描仪方便携带且测量数据精确度较高,主要用于洞穴测量等方面。

2.1.2三维激光扫描系统的工作原理

三维激光扫描系统包括激光测距系统和激光扫描系统,同时集成CCD和仪器内部控制、校正系统等。在仪器内,通过两个同步反射镜快速有序旋转,将激光脉冲发射体发出的激光脉冲依次扫过被测区域,测量每个激光脉冲从发出经被测物表面再返回仪器所经过的时间来计算距离,同时扫描控制模块控制盒测量每个脉冲激光的角度,最后计算出激光点在被测物体上的三维坐标。

2.2 三维激光扫描数字建模技术

三维建模技术的核心就是根据对象的三维空间信息,通过三维激光扫描技术得到该对象表面点云空间相对位置的三维数据,利用相关建模软件和适当的算法,快速构建出物体的三维模型。物体的三维模型一般分为3类:线模型、面模型、体模型。

2.3 点云数据的处理

通过三维激光扫描仪采集到的点云数据非常大,因此需要对点云数据做处理。例如可以采取以下方法处理点云数据:

1)去除点云数据异常点

由于在采集数据的过程中,不可避免的会受一些因素的影响(例如光照),从而产生异常点。因此首先要去除点云数据中的异常点来提高数据的准确性。不同类型的测量点云数据去除异常点的方法不同。例如图2,图3是对扫描线测量点云数据采用弦高偏差判断法进行异常点去除的前后对比图

2) 点云数据的拼接

同一个区域在不同的测量过程中得到的数据可能也是不同的。因此我们需要将数据进行拼接,通过点云数据的对齐和对齐区域的数据统一。

3) 对数据进一步处理

实际测量中由于随机差错和噪音等的影响,需要对测量的点云数据进行平和

滤波以得到精确的模型。例如运用平均值滤波法将采样点的值取滤波窗口内各数据点的统计平均值来取代原始点。

此外,对于高密度的点云,需在保证精度的情况下尽可能的取出冗余数据实现数据精简。

2.4 三维彩色模型实现方法的研究

总所周知,很多文化遗产是拥有鲜艳的颜色的,仅仅建立三维数字模型是远远不够的,还需对文化遗产本身的颜色进行记录,获得三维模型及色彩纹理信息。

利用彩色摄像机对物体拍照实现物体的彩色数字化是一种常用的方法。通过摄像机的标定确定三维空间坐标与摄像机所获得的图像像素坐标之间的映射关系。最后将三维信息与彩色信息进行匹配获得三维彩色模型。

3 结论

民族文化遗产是一个民族的精神财富。将民族文化记录保存下来,不仅可以让后人传承优秀的文化,也能使民族的文化在历史上留下浓墨重彩的一笔。

三维激光扫描技术也是近年来研究的热点问题之一。国外的发展起步较早,而我国无论在技术上还是在实例上都有较大的空缺。因此,要实现研究的完整性,提高三维扫描系统的应用水平,包括在三维数字建模、数据处理、色彩信息匹配方面都要进一步改进和完善。

但是,通过对民族文化遗产进行数字化建模,不仅可以保护到珍贵的民族文化遗产,也可以通过互联网等给人们提供更多的信息。可见数字化民族文化遗产将必将成为保护民族文化遗产的必然趋势。

参考文献:

[1] 王建文,杜春梅.三维激光扫描系统的关键性技术研究[J].计算机工程与设计,2010(5).

[2] 杜侃.馆藏文物保护中数字建模技术应用研究[J].文物保护与考古科学,2011(2):63-67.

[3] 赵威成.三维激光扫描扫描系统点云数据向AutoCAD数据格式的转换[J].测绘工程,2010(2).

[4] 毕硕本,张国建,侯荣涛,等.三维建模技术及实现方法对比研究[J].武汉理工大学学报,2010(8):25-30.

[5] 彭冬梅,潘鲁生,孙守迁.数字化保护―非物质文化遗产保护的新手段[J].文化遗产,2006(1):47-51.

[6] 潘志庚,刘喜作,石教英,等.虚拟世界自然文化遗产保护关键技术概述[J].系统仿真学报,2003(3):315-325.

[7] 陈田.激光测量点云的数据处理方法研究[J].中国激光,2011(9):72-76.

[8] 熊友谊,冯志新,陈颖彪,等.利用点云数据进行三维可视化建模技术研究[J].测绘通报,2012(5).

[9] 王建文,李青.对三维激光扫描系统的研究和改进[J].计算机工程与设计,2009(6).

[10] 刘宏,陶有丽,付家武.自由曲面扫描线测量点云数据处理技术[J].组合机床与自动化加工技术,2011(5).

[11] 刘伟军,孙玉文.逆向工程原理、方法及应用[M].机械工业出版社,2009.

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关 键 词 :数字化 艺术教育 创新教育

电脑的普及与互联网的应用将人类社会推进到了信息时代,全球经济一体化的到来和数字化生存方式的出现必将冲击到设计艺术领域。随着计算机、数码相机、数码摄像机等数字化设备在艺术教育领域中被广泛应用,以计算机为核心,运用多种数字化技术手段驾驭艺术表现形式的新型教学模式应运而生。它给我们的设计理念、设计方式带来巨大的革命。海德格尔指出:“倘若我们沉思,我们就要追问现代的世界图像。”数字化技术使人类对世界的把握已经突破语言的抽象概括而更为直观、更为图像化了。体现高科技的数字化艺术手段,将感性的认识理念用严密的数学方法组织起来,并对美术设计要素进行理性化控制的数字化艺术教育必将给人们带来新的观念、新的思维,以及新的设计思想。

一、数字化发展的必然与现状

现代数字化技术所提供的产品使我们的生活以前所未有的真实图像面目呈现在人们面前。首先是信息载体的数字化,书籍印刷,作为几百年来最主要的信息载体,将逐渐被比特运算的方式所取代,即实现知识的数字化。这种变革使知识可以以更简单的方式传播,以更大的容量存取,以更低廉的成本让人们获取知识。信息技术不仅可以实现文字、图像、声音的数字化,还可将人类世界的一切物质以数字化的形式表示。其次,通信方式的数字化使信息能够突破国界、文化及时空的限制而任意传播,互联网的开通使世界变为一个地球村。数字化的进程已经在我们面前展开,而这势必导致人类的一切文明都必须转化成批量的资讯信息。只有这样才能通过各种新的数字媒体,以数字方式传输。甚至可以这样说,任何不能转化输送的事物都将面临被淘汰的危险。而作为一名教育者,更应该具备将知识转化为电脑语言的能力,并为人类几千年来沿袭的教育加入新的概念及内涵。

二、数字化带来的影响

从设计工具的变革到新的设计形态的产生,数字媒体的作用已日趋显著,它使设计艺术的发展进入了一个全新的领域。数字媒介的应用给艺术设计教育带来的影响具体表现在以下几个层面。

1.高效的数字化技术工具

设计教育从美术教育中衍生而来,在传统教学中,从概念构思到图形设计或实体建模分成多个层次和阶段,学生的设计水平相应逐步提高。设计学习是在一定的绘画基础、绘画技能及在掌握了有关工具和材料的前提下进行的。在数字化时代,电脑的出现则大大改变了传统的学习行为,大量的手工绘画、制图及模型工具转变为计算机图形设计、制图及建模系统。电脑还替代了学生有关重复计算和公式化、格式化、优化选择等大部分的理性工作,从而使设计的速度大大提高,使学生集中精力更多地致力于概念分析、创意构思、选择评价等方面。当一个构思成熟后就可交由计算机去修饰、扩展、强化或试验。专业化的电脑软件具有准确方便的参数化、变量化的功能,在设计中只要随时存储变化的结果,就能随时回到设计创造过程中的任何一点,对以前的步骤进行修改并反复调试。

2.新的造型语言及表达方式的出现

计算机对设计最直接的贡献是带来了新的造型语言及表达方式,计算机构造物体的方式及图像处理上的特点,使计算机创作的作品表现出了新的风格,开辟了设计传达的新领域。传统的手绘技法与电脑设计是两种不同的语言形式,它们有本质的区别。运用虚拟的概念而非物质实体进行设计表现,是设计表现领域的一个极为重大的变革。在平面设计中,由于扫描仪及数码相机的出现,使设计者能直接地输入真实图像,通过二维或三维技术的辅助,就能模拟出逼真的虚幻世界。在立体设计中,计算机三维建模及渲染技术使设计师在观察物体时,它能表现出物体的各个侧面及细部,同时也能在空间的视点中对形体进行构筑和修改。艺术设计语言与网页设计语言结合,融入了互动语言和数字符号。新技术的应用开辟了设计传达的新领域,创造出新的美学形态和设计形态。

3.多学科的交融与新学科的兴起

人类进入数字化时代,自然科学、社会科学、人文科学三大领域的分界越来越模糊,学科交叉性发展、研究已成为高校教学与科研的重要内容。一方面,有些专业出现综合、合并,甚至消失的现象;另一方面,各种交叉、综合学科大量出现。

设计师必须掌握日新月异的电脑硬件和软件,灵活把握视觉新语言的表达。这就促使当今的艺术教育必然要融入新的理念,构筑新的教学体系——数码艺术教学。数码图形基础、Internet资源及传播应用、网页设计、三维动画、多媒体技术、数码影像处理等都被纳入艺术设计教学中。目前,艺术教育先进的国家已经将艺术设计的教育重心转向多媒体设计,设立了新的专业——传媒艺术设计专业、数码电影特技专业、数码游戏设计专业等。

4.信息交流和资源共享

电脑实现了设计数据的储存及再利用。各种设计素材、设计草图、效果图、制图、图形艺术、模型等资料都可以以数据来储存,并且可以方便地检索。集通讯网络、计算机、数据库为一体的电子信息交换系统网络的出现和远程传输技术的发展,使交流的发生不必受到时间和空间的限制。国际互联网络也拓展了艺术设计的存在空间,使艺术设计走向了更广泛的数字化,让受教育者轻易地接触大量艺术设计资讯,有利于学生形成开阔的、前瞻性的视野。

5.对传统教学方式的冲击

在传统的艺术设计教学中,学生的思维过程,受限于繁杂重复的技能示范过程,而限制了设计过程中的偶然性、多变性。在现代计算机技术进入课堂后,直观丰富的表现方法以及全方位、跨时空的思维方式,让设计的翅膀摆脱了美术基础的制约,简单的操作过程可产生多样性的结果,这才是现代艺术设计教学的核心。

互动式教学更是改变了以往单向线性的教学模式,它打破了时空的限制,并最大限度地支持个性的发展。另外虚拟现实技术,可以帮助我们开设一直感到有必要却没有能力和条件开设的课程。网上通讯可以排除时空及人为因素的限制,使教师和学生能在全球范围内检索信息,开展教学活动和学术交流。教师的教学也从“主讲者”转变为学生学习活动的设计者和辅导者。学生的地位也转变为有机会参与教学、参与操作、发现知识、掌握知识的主动地位。只有完成这几种转变,才能适应数字时代对设计教育提出的要求。

三、艺术教育创新与数字化教学

在数字化离我们越来越近的今天,高校艺术教育如何培养高素质的综合性美术人才这个问题,不可避免地摆在了我们的面前。在数字化时代,人们凭借网络可更快地更新艺术观念,更快地创作艺术品,更快地把艺术运用到各个领域。在美术人才的培养上,将从传统的、单一的某一画种或艺术风格的临摹、复制式的教育,发展成为传统手法与电脑数字技术综合的艺术人才培养模式,这将对现存的传统艺术教育产生巨大的冲击。在数字化时代,要培养高素质创新人才,必须强调培养方式的创新。

虽然数字化教学手段已经深入到教学工作的每一个方面,但是在艺术设计教育中,围绕数字化的教学与学习会不会使教师和学生的实际动手能力逐步降低的问题,一直存在争议。笔者认为,学生实际动手能力降低问题确实存在,但这一问题不能看作是现代数字技术的发展负面结果。一方面,学生实际动手能力降低是社会问题,是社会分配不合理与传统价值取向等各种深层次矛盾反映在大众教育观念中的结果。因此我们必须在积极发展现代教育技术的同时,重视实际动手能力的培养。另一方面,传统观念中的动手能力并非都是有价值的能力。就像现代绣花工人只需了解绣花的原理、针法,而无需学会手工绣花一样,科技进步总会使一些旧的技能失去意义,进而产生新的技能,使知识与技能达到新的平衡。

此外,数字化技术不仅为艺术类学生提供了更广阔的发挥空间,也给理工科学生插上了艺术创新的翅膀,使设计艺术学科更加显示其艺术学和工学的边缘学科优点。笔者所在院校近几年,已经有部分专业将理工科学生与艺术生同时招收、对照培养,工科生与艺术生的界限变得模糊,美术基础已经不是阻止工科学生从事设计工作的障碍。

结语

我们面对的是崭新的数字化时代,它对我们的冲击可能会改变我们的文化形象,而我们的艺术设计教育也会因此而发生翻天覆地的变化。电脑的应用和网络技术的发展带来了高效的数字技术工具,带来了新的造型语言及表达方式,开辟了新兴的交叉学科,给教学方法的不断创新带来了动力。在数字化时代,我们必须强调创新教育,才能造就一批掌握视觉设计、互联网及多媒体设计,具有创意潜能,能牢牢把握艺术创新和设计未来的专门人才,这是艺术设计教育者的职责。

参考文献 :

[1]德马丁·海德格尔.林中路.上海译文出版社,1997.

[2]王波.数字化时代的美育思考.山东电大学报,2004年第1期.

[3]陈实.数字化时代的艺术设计教育.浙江万里学院学报,2001年9月第14卷第3期.

[4]薛生健.数字化时代对艺术设计教育的影响.河西学院学报,2002年2月第1期.

[5]周发强.数字化时代我国高校综合性美术人才培养的几点思考.内江师范学院学报,2002年第17卷第3期.

[6]张耕云.数字媒介与艺术.美术研究,2001(1).

篇8

【关键词】数字化矿山;煤矿信息化;战略;技术研究

数字化矿山和传统的矿山相比之下,其最大的不同便是数字化矿山具有一种新的矿山建设理念和独特的想法,数字化矿山利用数字化的管理模式可以实现各种不同种类的矿山之间的信息资源共享,同样在如今多元化的经济全球的发展下,在虚拟与现实同步的技术下,数字化矿山可以把抽象化转变为数字化,实现矿山内部结构的可视化,再现矿山的挖掘过程。如今高速发展的计算机网络技术为矿山同样提供了极大地便利条件,在数字化计算机的使用下,数字化矿山利用计算机进行仿真,进而对矿山的开采和地质构造做出评估,能够较为准确的预测矿山的危机,在资源的分析下,开采参数也就可以准确得知。可见,数字化信息化矿山给我国的矿山技术的发展带来了极大的便利。

一、数字化、信息化矿山建设的现状

在经济多元化发展的同时,随之而来的便是一系列的市场压力,同样,站在煤矿发展的前沿,也是前所未有的巨大压力排山倒海般逆袭而来,一些煤矿企业深刻的体会到了现代化数字化信息对煤矿事业发展的重要性。但是,就其重要性而言,虽然在已经达成共识,而在实际操作的方面仍然只注重硬件的投入,往往忽视了内部信息资源的开发,大量的计算机就这样被浪费在排版和打印文稿、通过网络传输月度报表和文字资料。针对这一资源的极大浪费,我们得知,计算机的应用意识、信息处理、信息化管理的概念还需要进一步的加强,对于网络运转和日常的经营管理更应该着重关注。

对于任何煤矿发展的企业来说,又或者是相对我们国家在煤矿资源快速发展而言,都必须利用数字化信息化去实现煤矿的安全生产和现代化的管理技巧。然而,信息化建设仅仅是一个循序渐进的过程,这往往需要大量的时间去参与实践过程,完善的具体规划、以矿山建设为出发点的执行标准,都是现代化数字化信息化矿山建设发展的关键。

二、数字化、信息化矿山建设的目的及意义

建设数字化、信息化矿山一方面是可以有效地促进我国的经济市场的多方向发展,另一方面是为了实现煤矿高标准现代化的管理,充分发挥利用现代化装备水平保证矿井安全生产发展的一个需要。

在一套完整的、科学的矿山建设管理的体系下,所有信息流以及数据源的采集、自动的分析和其所特有的控制系统的传输,都可以有效的实现全矿山的安全生产以及自动化数字化分析控制的准确性。在当今世界发展的潮流下,数字化、信息化矿山的建设同样是适应了市场化竞争的需求,既增强了煤矿企业的核心竞争力,又是煤炭企业转型跨越的极大需要。

就目前我国矿山建设的现状而言,一些煤矿企业在管理上的欠缺严重阻碍了市场经济的发展,总而言之,现代化的信息化矿山则更加要求矿山的安全生产管理能力,实现矿井生产指挥的井井有条,进而提高应急指挥能力。然而,生命是一个人、一个社会发展的源泉,煤矿建设无时无刻不在充满着危险性,数字化信息化的矿山建设则在这一方面起到了很好的保障作用,实现了对矿山作业场所的实时监测监控和对有害气体超限的及时报警和断电过程。在操作系统上更是实时监测各生产环节设备的正常运行,规范操作流程,实现生产、运输、外运各个环节的协调运行、统一指挥。

三、数字化矿山的实施战略

作为矿山企业信息化整体构想的数字矿山而言,一方面需要企业的多方位的努力,另一方面则需要研究咨询机构和国家的大力支持。对于企业来说,更重要的是多方位思考,研究好数字矿山的实施策略,有计划、有步骤的实施方案。通常来说,规划就是对整个业务需求、管理需求进行全面的梳理,用科学的眼光设计出具有科学性的技术架构和应用架构。这就是要求了数字化信息化矿山建设必须要有的具体完善的整体规划。

同时,局限于一个小小的知识面,区域,只会与世界高速发展的轨道脱离,每一天的信息都在更新,每一天都会有新的科学性知识,然而,这些信息存在一个天然共享性的特点,作为一个数字化信息化矿山建设发展的一个前提则就要求了对信息的收集与集结,往往集成度越高,其功能性就越大。相对于数字矿山自身而言,在规划实施的过程中,必须着重注意过程控制的集成、管理体系的集成、过程控制与管理系统的集成、数字矿山总体门户的集成。这就是所谓的关注集成。

四、数字化矿山信息建设的主要内容与技术研究

在如今多方位的信息文化传播中,数字化矿山的信息化建设同样也有着至关重要的地位,在这样的一个信息平台上,数字化矿山信息化建设多方位的展示展示矿山所在的地理位置,地理图标,尽可能的把该矿山的动态信息和静态信息及时的集成在信息平台上,为矿山调度指挥中心科学准确的决策提供真实的依据。一方面在建立视频检测系统的同时又要建立设备监测系统;另一方面对于矿山人员同样也要有一个定位考勤跟踪系统,通过这些方面的管理既保障了矿山人员的安全,又在一定程度上反映出每个工作场所和每个工作区域矿山人员的分布情况,实时有效的掌握作业人员的数量,提供了安全保障。

数字化矿山信息建设应具有其所有的专业性、科学性,就环境和产量而言,必须要有一个监测系统作为保障,实现安全生产。然而,为了更有效的对数字化矿山信息化的建设提供更好的全面进行,建立智能喷雾降尘系统和综合通讯指挥系统也是至关重要的。随着煤矿本身对信息化家属的迫切需求以及国家对煤矿安全、信息化建设的关注,可想而知,我国的煤矿信息化建设已经进入一个飞速发展的阶段,信息化矿山的建设在煤矿的发展建设中起着越来越大的作用。

五、数字化矿山信息化建设的发展趋势

随着国内外综合自动化发展技术的日益成熟,我国的矿山行业同样也进入了难得的历史发展中,数字化矿山信息化建设给能源市场带来了活力。然而,任何事物都有其发展的两面性,随着数字化矿山信息化建设生产规模的增大,越来越多的安全问题便接踵而来。面临这一问题,国家希望通过应用高科技检测、监控、通讯来提升矿山安全生产的水平和管理效率。尽可能的用监测监控现场作业,特别是一些非常恶劣的环境下,尽可能的减少或者代替人力作业。提高效率,着重注重安全问题。

六、结语

在数字化矿山信息化建设的过程中,虽然极富挑战性与危险性,但面对市场经济的多元化,信息经济的多变性,更应该及时掌握大量的动态科学知识,以先进的科学矿山建设思想为核心,适应信息化工业革命的的发展的要求以及满足21世纪实现科技强国的战略要求。虽然目前我国的数字化矿山的信息建设的过程仍然存在着各方面的不足,网络环境下的信息素养教育还不尽如人意,高危险的大量作业还未能完全得到保障,管理与监控方面还稍有欠缺,但随着经济的快速发展,数字化矿山的信息建设在经过大量的实践之后,通过利用当代已有的数据库以及计算机网络通讯技术,大力发展矿山企业信息化人才队伍的建设,达到资源共享实现高效化的管理、统计、分析、远程监控,必将克服重重障碍,有效地保障矿山发展的安全性,必然是现代化数字化信息化矿山建设发展的未来形势所在,数字化矿山的信息建设定将走向世界的顶峰。

参考文献

[1]王鹏.浅议煤矿信息化建设[J].科技情报开发与经济,2009,19(16):127-129.

篇9

关键词 云计算;数字化;医院;建设

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2017)189-0062-02

云计算技术,是信息技术领域发展起来的一种新技术,在信息化建设中发挥着不可替代的作用。在金融、教育、通信等多个行业的信息化进程中,云计算技术均得到十分广泛的应用。随着医疗卫生事业的发展,传统的数字化医院构建模式已经无法满足正常的运营需求。对此,应用云计算技术优化数字化医院建设是非常必要的。

1 云计算技术

在云计算技术中,会把计算任务分别分配到不同的资源池,各类应用系统在需要进行云计算时,可以根据实际计算需求,获得相应的计算力、存储空间以及其他的一些服务。在云计算中,“云”代表具备相关资源的网络,不仅可以向各类应用系统提供计算资源,还能实现自行维护与管理。“云”里的资源并不是一个固定的值,用户在申请使用资源时,能够根据自身的需求,随时获取资源,“云”提供的资源量会根据用户的需求接近无上限地增加。云计算是在并行计算、分布式计算以及网格计算三者的基础之上衍生而来的,具有更强的商业性,相对而言,云计算的效率更高、成本更低同时具有很强的灵活性,是一种节能高效的新型信息运作方式。云计算技术的中心点,是资源池化,其核心的技术手段包括虚拟化技术、海量数据存储与管理等。云计算技术的应用与构建,包括核心服务层、服务管理右约坝没Р闳个方面。核心服务层主要负责的工作是把硬件基础设施、软件运行环境以及应用程序转化为服务,在数字化医院建设中,要求提供多种应用功能,核心服务层的服务具有良好的稳定性、可用性以及拓展性,能够良好地满足数字化医院的功能建设需求。服务管理层则为核心服务层的正常运行提供额外的保障,确保系统整体的良好运转。用户层负责让用户通过接口完成对云的访问。

2 基于云计算技术的数字化医院建设条件

2.1 确定建设目标,合理制定方案

基于云计算技术的数字化医院建设,是一个工作内容非常大的系统工程,需要完成机房设施、服务器建立、网络布设、存储系统构建等方面的工作。系统整体性能会受到各个部分的影响。因此,必须做好工作中的每一环,确定数字化医院建设目标,根据实际的需求和条件,合理进行方案设计,认真对待建设工作的每一个部分,提高系统建设的整体质量。医院相关负责人要对基于云计算技术的数字化医院建设有充分的了解,充分认识云计算技术对数字化医院建设的作用,把握云计算技术发展应用的情况,严格按照数字化医院建设标准,结合医院实际情况,确定建设过程中的各项需求。然后在专业人士的指导与协助下,一步步落实基于云计算及数字化医院建设工作,保证各方面工作的完成质量,达成数字化医院建设

目标。

2.2 做好人才培养,加强硬件设施建设

在基于云计算技术的数字化医院建设中,对于硬件设施和相关的专业人员有很高的要求。一方面,医院要做好人才培养,数字化医院建设要求相关人员不仅要具备足够的信息技术,还要充分了解医院工作情况。医院还要培养工作人员的创新精神,在数字化医院运营的过程中,不断引入新技术,优化数字化医院系统,提高系统的工作效率。另一方面,硬件是实现其他各项工作的基础。在基于云计算技术的数字化医院建设中,要投入必要的经费,用于购置性能达标的硬件设备,在系统构建完成后,还需要做好系统的维护工作,定期检查硬件设施、实时监测系统环境,保证数字化医院系统的稳定运行。

3 基于云计算技术的数字化医院架构建设

3.1 数据中心

基于云计算技术进行数字化医院建设,在医院数据中心方面,主要需要构建服务器、存储系统、交换设备以及安全平台等。根据云计算技术体系的中心理念,整合医院相关的信息资源,形成系统的虚拟资源池,包括虚拟计算池、虚拟存储池、虚拟网络池和虚拟安全池等,从而构成具备生产、测试、安全等功能的云系统。通过云计算系统的构建,优化医院数据中心体系建设,提高数据中心的资源管理能力,加强数字化医院平台的整体性和系统性,改变传统数字化医院资源分配不合理、管理效率低的局面,让数字化医院的资源调用与服务管理更加合理、高效。基于云计算技术构建的数字化医院系统,将硬件应用与服务虚拟化,不仅能够有效提高医院数字化水平,还能有效保障数字化医院系统的安全性,提高相关硬件设备的利用率,从而为数字化医院的进一步完善打下基础。基于云计算技术的数字化医院数据中心结构如图1所示。

3.2 桌面系统

在数字化医院建设中,用户的体验非常重要。传统的数字化医院中,用户所使用的桌面系统,虽然功能完备,但复杂度也同样很高,不仅给用户的使用带来一定的难度,还增加了桌面系统的构建成本。对此,应用云计算技术构建数字化医院,可以通过桌面虚拟化技术,设计虚拟桌面,构建桌面云系统。如图2所示,云桌面系统能够对用户界面进行优化处理,无论是用户的服务请求界面还是服务器的数据反馈界面,都非常简洁,用户能够获得更加清晰便捷的使用体验。在云桌面系统的管理方面,能够提供5A服务,只要是具有相应权利的用户,在任何时间、使用任何客户端,都能够通过网络访问数字化医院系统的相应部分,从而更加方便和高效地完成自身负责的工作任务。

云桌面系统的构建,可以从以下几个方面优化用户体验,提高桌面与系统整体的契合度。第一,云桌面系统可以大幅提高桌面系统的各方面性能,从而加强桌面在不同终端、不同应用系统中的适用性。云桌面系统可以调用云中的资源池,因此在工作效率和处理性能方面远远超过传统数字化医院中的独立终端设备。第二,云桌面系统能够加强终端与服务器的联系,方便进行桌面的统一管理,让终端管理更加标准和系统,从而保证终端的稳定性和高效性。第三,应用云桌面系统,所有桌面上的数据信息,都会存储在数据中心,即使终端出现故障,数据依然能够得到完整的保存,从而提高数据的安全性。

3.3 应用模式

基于云计算技术构建数字化医院,需要充分发挥云计算技术的虚拟性、数据存储管理功能以及计算性能,全方位优化软件服务的应用模式。第一,采用统一存储的数据存储模式。在基于云计算技术构建的数字化医院系统中,能够充分发挥云存储系统容量大、数据处理效率高的特点,提高系统中的资源量,为区域内医院资源共享与交流打下基础。通过相应的软件应用,将传统的设备存储方式转变为云存储,让数据存储具备共享与访问功能。第二,应用分布式计算模式。在云计算技术中,应用分布式并行计算方式进行数据处理,即使系统中需要处理的数据量很大,依然能够在短时间内完成各项处理,提高数字化医院的数据处理能力,使医疗数据资源能够得到完善的保存。第三,应用云平台模式。基于云计算技术构建数字化医院,所应用的软件系统要能够与云计算平台兼容,保证运行时能够正常发挥

作用。

4 结论

随着信息技术的发展与成熟,在医疗事业中应用信息技术能够发挥的作用越来越大。基于云计算技术进行数字化医院建设,构建数据中心、组成云计算平台、引入信息应用新模式,能够有效优化医院的系统管理,提高医院整体运营效率,促进医疗事业发展,让医院更好的为人们提供医疗服务。

参考文献

[1]易学明,胡新勇,杨国斌.以信息化平台推进数字化医院建设[J].医院管理杂质,2017(7):23-24.

篇10

关键词:电视数字化 传输技术 发展

中图分类号:TN949 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)07-0246-01

1、研究背景

电视自上个世纪20年代诞生以来,已经成功实现了电视信号由黑白到彩色的转换,其清晰度也有了很大的改善。但是,无论是黑白信号还是彩色信号,仍然属于模拟信号,电视画面的清晰度和亮色都有很大不足。模拟信号通过显像管显示图像,电台通过天线将模拟信号发出,电视通过天线接收传来的模拟电磁信号,利用显像管隔行扫描来播放图像。从传输过程来说,模拟电视信号的传输通道存在问题,致使电视信号在接收时出现线性失真和非线性失真。哪怕是目前最先进的模拟技术,也很难控制失真度,画面的清晰度就会受到影响。彩色电视信号虽然清晰度有了一定程度的提高,但是在接收彩色信号时,无法做到亮度信号和色度信号的彻底分离,在共同的输送过程中极易发生亮度信号和色度信号的串扰,严重时会发生色度失真的现象。另外,模拟信号在传输时也很难将有用信号同杂波彻底分离,也是导致画面不清晰的重要原因。同时模拟信号的传播还导致了画面重影、闪烁、并行等现象,都在一定程度上影响了信号质量。

上世纪九十年代年,美国麻省理工学院的尼葛洛庞帝教授在他的《数字化生存》中,所描写的数字化生活激起了人们很大的兴趣,紧接着,当时人们认为是幻想中的数字化生活已经真正与人们接轨了,也使人们的生活发生了很大变化。在数字技术、网络技术的推动下,电视数字化传输技术也应运而生并产生了巨大的发展。

2、电视数字化传输技术发展

2.1 国际电视数字化传输发展

目前在国际上,电视数字化传输技术主要以DVB、ATSC、ISDB为标准。

由模拟信号传输到数字信号传输时电视信号传输的第二次变革。电视数字化传输最早在欧洲几个国家开始发展起来。1993年欧洲就颁布了关于有线数字传输和卫星数字传输的标准,同时还推出了地面数字传输标准。此后,亚洲的日本也推出了有关地面数字传输的体系。在数字电视大为推广后,欧洲、美国、日本等国制定了相关的地面数字电视发展规划,或者有线数字电视发展规划。2009年6月12日美国关闭模拟电视传播,2011年7月24日日本停止模拟信号传播。

三网融合后,电视数字化传输技术获得进一步的发展。二十一世纪初,欧洲、美国、日本着手研究新一代电视数字化传输标准体系。欧洲电视数字化传输在提高信道效率方面有了很大的进展,更有利于系统应用和系统推广。此后发展了多载波调制技术,支持连续导频插入,改革了映射方式,采用了LDPC编码,并根据门限不同服务,使用不同的编码映射方式。技术革新还使信道传输容量增加了30%。2009年欧洲地面数字化传输又有了新突破,采用了COFDM,增加了16K、32K子载波模式。相对于之前的DVB-T,最大的特点是DVB-T2增加了MISO发射分焦方案、Alamouti发射分集。与较前相比新的传输技术的传输效率提高了80%,从而进一步满足了三网融合下业务增加的需要。

2009年美国彻底改变了电视数字信号传输不支持移动接收的弊端,所推出的电视数字化传输技术标准能够支持移动接收。

日本也在电视数字化传输技术方面有了新的探索。使用了单频网技术,既节省了频谱资源,地面数字电视广播网络覆盖质量也得到了有效改善;对保护间隔进行改进,使用了多径信道均衡方法,减少了保护间隔的限制。日本在干扰消除技术方面的研究也较为先进,保证了电视信号的稳定。

下一步电视数字信号传输的高清移动是发展的趋势,在这方面有的国家已进行了有益意的探索,并研究了迭代译码技术。系统的接收性能包括固定接收、移动接收也将会得到进一步优化,改造。

2.2 国内电视数字化传输发展

国内电视数字化传输是从1995年开始进行过渡试行的,中央电视台首先使用电视数字化传输。1997年元旦开始省级电视台也陆续开始电视数字化传输。1998年国家实施“村村通广播电视”工程,通过鑫诺1号通信卫星,开始卫星数字信号传输试验,并取得成功。1999年我国将DVB-S定为数字化传输的国家标准。目前全国各省(自治区、直辖市)的卫星电视节目都实现了数字化传输。根据我国的规划,到2015年将全面改用数字方式传输,届时模拟电视信号将停止传输。

目前我国的电视数字化传输技术多使用的清华大学的多载波DMB-T技术。该技术是建立在TDS-OFDM调制技术的地面数字电视传输系统基础上的。主要采用时域同步正交频分复用调制技术,4(bit/s)/Hz的频谱利用率,使每个频道有效净荷的信息传输码率可以达到33Mb/s。使电视画面高清真实。

上海交大的ADTB-T单载波技术是建立在单载波调制技术基础之上的,同DMB-T技术差异性很大,该技术应用QAM,OQAM,PSK等星座映射单载波调制技术,在最佳状态下,可以实现单个频道25.989Mbps的码率传输,该技术在数据结构简洁方面独占优势,能够降低接收系统的成本。

2007年8月1日,国内电视数字化传输使用了DMB-TH技术,该项技术以DMB-T为基础,又融合了ADTB-T技术,既能支持移动接收,又具备了多径干扰的能力。其主要采用编码正交频分复用技术,完全可以满足有线网络无法企及的移动接收、便携接收和广大城郊、远郊乃至边远农村住宅固定接收的需要。

今后,国内电视数字化传输技术还要向空间分集技术、LDPC编码改善和更高级的调制模式发展。同时要考虑四网融合的网络架构。

3、结语

随着科技的进步,电视数字传输技术还将得到进一步的发展,今后将会有更先进的数字传输技术应用于电视网络中,可以预料,电视数字传输技术在社会生活中将会发挥更为重要的作用。

参考文献

[1]赵建华.《浅谈有线电视网络数字化发展》.电视研究[J],2005年第05期.

[2]许伟文.《着眼数字化整体转换,着手传输平台优化发展》.有线电视技术[J],2010年第06期.