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篇1

【關(guān)鍵詞】資源環(huán)境代價(jià)核算理論

一、國外資源環(huán)境代價(jià)核算理論、方法研究進(jìn)展

環(huán)境代價(jià)評(píng)估的發(fā)展是以人類社會(huì)發(fā)展及對(duì)環(huán)境價(jià)值認(rèn)識(shí)的深入，而不斷發(fā)展的。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家對(duì)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系以及環(huán)境影響的代價(jià)意識(shí)較中國早。

新古典經(jīng)濟(jì)學(xué)派代表馬歇爾首次在其1890年發(fā)表的《經(jīng)濟(jì)學(xué)原理》中提出“外部性”的具體概念，庇古在其1920年的《福利經(jīng)濟(jì)學(xué)》中提出了“外部不經(jīng)濟(jì)”的概念與內(nèi)容，并指出市場機(jī)制自身無法消除外部性，應(yīng)該實(shí)行政府干預(yù)促使外部性內(nèi)部化，進(jìn)一步完善了外部性問題。庇古理論的實(shí)質(zhì)是通過國家的力量促使私人收益與社會(huì)收益相互持平，從而實(shí)現(xiàn)資源配置的帕累托改進(jìn)。隨后帕累托、卡爾多、?？怂?、西多夫斯基等人也相繼提出了系列性觀點(diǎn)，并與庇古形成了外部性理論體系，這一體系成為環(huán)境代價(jià)的評(píng)估的理論基礎(chǔ)。國外早在20世紀(jì)初就已開展了環(huán)境代價(jià)的定量化評(píng)估研究和實(shí)踐，以美國為例，在20世紀(jì)初美國政府委托相關(guān)的研究機(jī)構(gòu)就建設(shè)項(xiàng)目帶來的環(huán)境經(jīng)濟(jì)影響開展了定量化的評(píng)估和計(jì)量工作。并已將由馬歇爾、庇古等人形成的一系列外部性理論應(yīng)用到了水、大氣污染代價(jià)定量評(píng)估中。

自產(chǎn)業(yè)革命開始后，由資源開發(fā)所帶來的不僅是環(huán)境污染，而且還有比之更為嚴(yán)重的生態(tài)系統(tǒng)損害，這逐漸成為人們的研究和關(guān)注熱點(diǎn)，人們開始認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的局限性，在福利經(jīng)濟(jì)學(xué)思想的影響下，發(fā)達(dá)國家政府提出了要求環(huán)境破壞者補(bǔ)償由此帶來的環(huán)境代價(jià)。在這一背景環(huán)境下，對(duì)大氣、水、土壤的污染損失的評(píng)估計(jì)量研究得到了迅速發(fā)展，與之帶來的是有關(guān)的環(huán)境質(zhì)量與公共物品經(jīng)濟(jì)學(xué)理論得以滋長生根。而公共物品經(jīng)濟(jì)學(xué)理論的發(fā)展，又為評(píng)估環(huán)境的非使用價(jià)值或者說是不可直接計(jì)量的非使用價(jià)值（如存在、選擇價(jià)值等）提供了理論基礎(chǔ)，并學(xué)界逐漸完善了環(huán)境代價(jià)的評(píng)估體系。這一時(shí)期值得一提的是，學(xué)術(shù)界還開展了重要污染物劑量―反應(yīng)關(guān)系的研究，形成了以市場價(jià)值法為代表的一系列環(huán)境代價(jià)評(píng)估方法。

20世紀(jì)80年代中期至今，綜合環(huán)境經(jīng)濟(jì)核算研究在不同層面逐漸開展，挪威、法國等發(fā)達(dá)國家率先開展將環(huán)境資源核算納入國民核算體系（SNA）的研究工作，聯(lián)合國和世界銀行組織力量進(jìn)行較系統(tǒng)的研究工作，制定核算辦法。提出進(jìn)行環(huán)境經(jīng)濟(jì)核算，建立環(huán)境衛(wèi)星帳戶，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)帳戶進(jìn)行調(diào)整，把環(huán)境數(shù)據(jù)和經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)統(tǒng)一起來，在各種案例性研究成果基礎(chǔ)上逐步形成有關(guān)綜合環(huán)境經(jīng)濟(jì)核算的基本框架、原則、概念、方法，并提供了包括SEEA―1993、SEEA―2000、SEEA―2003在內(nèi)的三個(gè)綜合環(huán)境經(jīng)濟(jì)核算手冊(cè)。而作為環(huán)境成本核算的核心―――環(huán)境代價(jià)評(píng)估在計(jì)算對(duì)象的內(nèi)容上，從微觀層次上升到全球系統(tǒng)層次，從環(huán)境資源核算擴(kuò)展環(huán)境服務(wù)核算，從經(jīng)濟(jì)效益核算擴(kuò)展到人類福利核算。形成了以替代市場法和假想市場法為代表的新一代環(huán)境代價(jià)評(píng)估技術(shù)。

雖然不同的環(huán)境代價(jià)評(píng)估方法的得到了應(yīng)用，但它們的研究對(duì)象多是發(fā)達(dá)國家針對(duì)水資源開發(fā)、森林資源開發(fā)、大氣污染造成的環(huán)境代價(jià)進(jìn)行的估算，研究方面理論方法比較成熟、案例分析較多。而將礦產(chǎn)資源開發(fā)造成的環(huán)境代價(jià)作為研究對(duì)象的研究成果比較少。這是因?yàn)閲H上在注重環(huán)境代價(jià)核算時(shí)的這一、二十年來，世界礦產(chǎn)資源的開發(fā)主要集中在不發(fā)達(dá)國家。不發(fā)達(dá)國家的開發(fā)一般都沒有進(jìn)行礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)核算研究及其政府管制。因此，礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)核算理論方法研究在國際上研究成果不多，研究的深度也不夠。隨著世界各國環(huán)境意識(shí)的加強(qiáng)，礦產(chǎn)資源開發(fā)的環(huán)境代價(jià)核算正在成為研究熱點(diǎn)。

與此同時(shí)，在發(fā)達(dá)國家，控制環(huán)境代價(jià)的制度問題一般被假設(shè)由市場機(jī)制所包容，并放在環(huán)境與資源框架內(nèi)分析，缺乏對(duì)資源環(huán)境空間負(fù)外部性的各種現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)研究和系統(tǒng)分析，明顯不適用于市場機(jī)制不完善、監(jiān)測和量化資源開發(fā)所造成的環(huán)境污染技術(shù)水平較低的發(fā)展中國家，因而也有待于進(jìn)一步深化。

二、國內(nèi)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)核算理論、方法研究進(jìn)展

開發(fā)和利用非再生資源，不僅會(huì)消耗資源，而且還會(huì)帶來生態(tài)破壞，產(chǎn)生環(huán)境損失，國內(nèi)有學(xué)者已開始對(duì)資源自身價(jià)值和生態(tài)環(huán)境損失的補(bǔ)償進(jìn)行定量研究。雷明圍繞資源―經(jīng)濟(jì)―環(huán)境一體化核算這一主題，基于邊際機(jī)會(huì)成本理論，從投入―產(chǎn)出核算出發(fā)，提出一套綠色投入―產(chǎn)出核算的方法，并且在此基礎(chǔ)上對(duì)相關(guān)應(yīng)用問題如綠色GDP核算、綠色稅費(fèi)、資源―能源―經(jīng)濟(jì)―環(huán)境綜合核算進(jìn)行了深入分析。王廣成對(duì)此一體化核算體系還進(jìn)行了實(shí)證。這些成果總的來講仍是理論太強(qiáng)，可操作性太低，而且對(duì)礦產(chǎn)資源與環(huán)境資產(chǎn)價(jià)格的確定、礦產(chǎn)資源和環(huán)境資源價(jià)值帳戶的設(shè)置以及與國民經(jīng)濟(jì)核算體系的連接問題仍需進(jìn)一步研究。徐篙齡認(rèn)為中國環(huán)境價(jià)值損失評(píng)估中存在以下兩個(gè)問題：對(duì)環(huán)境經(jīng)濟(jì)損失計(jì)量的目的和用途沒有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)；以及這種計(jì)量缺乏充分而完備的可計(jì)算性。同時(shí)，他還進(jìn)一步分析了我國進(jìn)行環(huán)境損失評(píng)價(jià)的原因，并提出了相應(yīng)的治理措施。曹鳳中對(duì)我國這方面的研究進(jìn)行了綜述，指出了研究中存在的主要問題：一是在研究方法上，為了對(duì)污染損失的價(jià)值進(jìn)行貨幣化，一般采用了基于成本的方法如恢復(fù)費(fèi)用法、人力資本法、旅行成本法等評(píng)估生態(tài)破壞和環(huán)境損失的程度。他認(rèn)為這樣基于成本的方法對(duì)支付意愿的估計(jì)偏低；二是計(jì)算環(huán)境污染損失必須確定環(huán)境污染程度與健康損害間的劑量―反映關(guān)系，但我國卻缺乏流行病學(xué)的調(diào)查資源，因而使環(huán)境價(jià)值的評(píng)估缺乏真實(shí)性；三是存在重復(fù)計(jì)算問題。因而他主張加強(qiáng)中國環(huán)境法律估算的方法學(xué)和綜合研究。

此外，張金屯、黃廣宇、青衛(wèi)平、張坤民、陳妙江等則從區(qū)域或者城市的角度對(duì)其環(huán)境污染損失進(jìn)行了定量分析和評(píng)估。這些研究雖然考察了資源開發(fā)利用造成的區(qū)域內(nèi)生態(tài)和環(huán)境損害，但沒有考察資源開發(fā)利用中的價(jià)值折耗和補(bǔ)償問題，更沒有考察跨區(qū)域的環(huán)境損失以及補(bǔ)償問題，以致沒有形成對(duì)資源開發(fā)利用造成的環(huán)境代價(jià)的全面核算。

目前，環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)家已開發(fā)出了不少對(duì)環(huán)境損害進(jìn)行貨幣化評(píng)價(jià)的方法，新的文獻(xiàn)仍在不斷出現(xiàn)，并且其中的一些評(píng)估結(jié)果已被決策部門作為其制定可持續(xù)發(fā)展政策和進(jìn)行綠色GDP核算的依據(jù)。雖然這些環(huán)境價(jià)值評(píng)估方法都根植于傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)，但它們又都包含了環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)家的創(chuàng)新。在核算環(huán)境損害價(jià)值的過程中，傳統(tǒng)上主要有三種核算技術(shù)：即總量假設(shè)估算法、結(jié)構(gòu)分析法和綜合總量分析法。這一思路雖然有用，但由于它省略了環(huán)境產(chǎn)品和服務(wù)的利益相關(guān)者群體的中間規(guī)模層次，無法解決物質(zhì)稀缺性與經(jīng)濟(jì)稀缺性不一致的矛盾，再加之，它存在不能貫徹“窮盡性原則，和“獨(dú)立性原則”等問題，因而，在深入分析的基礎(chǔ)上，最近有學(xué)者還提出了新的環(huán)境價(jià)值估算思路，目的是對(duì)己有研究思路進(jìn)行完善。新的研究思路主要有由于江濤（1998）從宏觀層次上提出的環(huán)境價(jià)值估算的索洛方程法和趙景柱等人（2004）從利益相關(guān)者群體等中觀層次提出的環(huán)境產(chǎn)品和服務(wù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的評(píng)估體系。張?jiān)疲?007）對(duì)非再生資源開發(fā)中的資源價(jià)值和環(huán)境損害價(jià)值補(bǔ)償進(jìn)行了研究。余振國、馮春濤、趙冉（2007）對(duì)煤炭開發(fā)的環(huán)境代價(jià)進(jìn)行了研究?？梢哉f，我國明確尚沒有出現(xiàn)礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)核算理論方法和核算制度方面的系統(tǒng)、全面、有重要價(jià)值的研究成果。

三、現(xiàn)有資源環(huán)境代價(jià)核算理論、方法研究評(píng)述與展望

從現(xiàn)有的研究成果分析，從國內(nèi)外環(huán)境價(jià)值評(píng)估的實(shí)踐看，常用的進(jìn)行環(huán)境損害評(píng)估的基本方法主要有基于市場價(jià)格來確定環(huán)境價(jià)值的生產(chǎn)率法、人力資本法（包括改進(jìn)的人力資本法）、重置成本法、機(jī)會(huì)成本法；基于替代物的市場價(jià)格來衡量沒有市場價(jià)格的環(huán)境物品價(jià)值的旅行費(fèi)用法以及基于假設(shè)的市場來衡量環(huán)境質(zhì)量及其變動(dòng)價(jià)值的意愿調(diào)查法（CVM）等。雖然這些基本方法對(duì)準(zhǔn)確評(píng)估環(huán)境損害價(jià)值有重要意義，但由于這些基本方法在進(jìn)行具體評(píng)估時(shí)需要大量的數(shù)據(jù)、經(jīng)費(fèi)及時(shí)間等，因此，在一定范圍內(nèi)使用基于上述相關(guān)方法衡量的環(huán)境損害價(jià)值評(píng)估的研究成果估計(jì)類似環(huán)境影響的貨幣化價(jià)值的方法―成果參照法或稱轉(zhuǎn)移效益法（（transferbenefit method）在環(huán)境價(jià)值評(píng)估中也被廣泛使用，這在貧窮落后的發(fā)展中國家和地區(qū)表現(xiàn)的最為明顯。

在對(duì)我國的資源環(huán)境代價(jià)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的過程中，國內(nèi)外主要存在以下三個(gè)問題：一是計(jì)算結(jié)果均不全面。如世界銀行（1997）在研究我國環(huán)境損害經(jīng)濟(jì)價(jià)值時(shí)，都是圍繞環(huán)境污染造成的環(huán)境損害進(jìn)行評(píng)估，而沒有對(duì)生態(tài)退化的經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行評(píng)估；而且它計(jì)算的主要是大氣污染的經(jīng)濟(jì)損失，而對(duì)其他污染基本沒有計(jì)算。美國東西方中心（1990）在計(jì)算中也一直強(qiáng)調(diào)由于數(shù)據(jù)和信息缺乏，其計(jì)算結(jié)果是高度保守的；二是從研究對(duì)象來看，國內(nèi)外的環(huán)境代價(jià)核算的研究主要集中在污染造成損失，而對(duì)資源開發(fā)造成的環(huán)境價(jià)值損害沒有綜合的予以考慮；三是環(huán)境污染對(duì)人體健康的損害和生產(chǎn)力的破壞在研究中占重要地位。但從研究結(jié)果看，國內(nèi)外研究的結(jié)果差距很大。這主要是因?yàn)閷?duì)污染引起早死的經(jīng)濟(jì)損失計(jì)量方法不同。國外主要采用WTP，而國內(nèi)則主要采用人力資本法；四是對(duì)生態(tài)破壞的損失進(jìn)行了初步測算并且由于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的缺乏，評(píng)估的主要內(nèi)容又是圍繞大氣污染和水污染造成的損害進(jìn)行的，對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值或生態(tài)退化造成的經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行評(píng)估的研究相對(duì)較少。如國家環(huán)境保護(hù)總局在2000―2002年會(huì)同國家測繪局、國家統(tǒng)計(jì)局、各省人民政府、中國環(huán)境監(jiān)測總站、中國環(huán)境科學(xué)院、中日友好環(huán)境保護(hù)中心等開展的西部和中東部生態(tài)環(huán)境調(diào)查顯示，因生態(tài)破壞造成的直接經(jīng)濟(jì)損失，西部和中東部分別相當(dāng)于其GDP的13%、5%～

12%。因此，從己有的研究結(jié)果看，中國環(huán)境污染和生態(tài)破壞造成的經(jīng)濟(jì)損失大約相當(dāng)于全部GDP的7%～20%。

近一兩年，中國國土資源經(jīng)濟(jì)研究院的學(xué)者對(duì)1949―2004年間的煤炭資源開采造成的環(huán)境代價(jià)進(jìn)行了核算，形成了一些初步的研究成果，在此基礎(chǔ)上，形成了礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)核算的理論與方法體系。雖然我國針對(duì)資源開發(fā)的環(huán)境代價(jià)有了一些嘗試和研究基礎(chǔ)，但到目前為止，對(duì)于礦產(chǎn)資源開發(fā)的環(huán)境代價(jià)核算仍處于探索階段。

（基金項(xiàng)目：中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)大調(diào)查項(xiàng)目（編號(hào)：12120113006800）；國土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)項(xiàng)目（2 00811044）。）

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篇2

摘要 運(yùn)用運(yùn)動(dòng)視頻分析技術(shù)，對(duì)浙江省大學(xué)生高水平跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員的跳遠(yuǎn)技術(shù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析研究，從運(yùn)動(dòng)視頻分析角度上對(duì)運(yùn)動(dòng)員的跳遠(yuǎn)技術(shù)提出整改要求。

關(guān)鍵詞 運(yùn)動(dòng)視頻分析技術(shù) 著地角 扇面角 蹬地角

運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)運(yùn)動(dòng)視頻進(jìn)行分析為體育競技服務(wù)是近幾年新興的一項(xiàng)科學(xué)技術(shù)手段，在以往的研究中，研究對(duì)象主要為國內(nèi)高水平運(yùn)動(dòng)員，從事研究的人員也以計(jì)算機(jī)專業(yè)工作人員居多。隨著視頻捕捉設(shè)備、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展，該運(yùn)動(dòng)分析技術(shù)的門檻在逐步降低。

筆者運(yùn)用了瑞士飛魚公司的dartfis運(yùn)動(dòng)視頻分析軟件、兩臺(tái)Sony HDVF-EL100攝像機(jī)，對(duì)浙江省高水平跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)動(dòng)做進(jìn)行分析，以實(shí)現(xiàn)高端運(yùn)動(dòng)視頻分析技術(shù)在高校水平層次的運(yùn)動(dòng)員身上的應(yīng)用。

一、研究對(duì)象和方法

（一）研究對(duì)象

本文研究對(duì)象為浙江大學(xué)高水平運(yùn)動(dòng)隊(duì)選手高水豐、陳伯好及參加浙江省第十二屆大學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)的丁組選手，他們的平均成績?yōu)?.32，最好成績?yōu)?.53，他們的運(yùn)動(dòng)競技水平代表了浙江省高校男子跳遠(yuǎn)的最高水平。

（二）研究方法

1.文獻(xiàn)資料法

為進(jìn)行本研究，本文作者通過中國知網(wǎng)、中國期刊網(wǎng)查閱了自1980年至2008年有關(guān)跳遠(yuǎn)技術(shù)研究、運(yùn)動(dòng)視頻分析技術(shù)的論文近100多篇，并根據(jù)研究類別進(jìn)行了分類處理。通過文獻(xiàn)資料的查閱，了解跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)研究需要解決和目前解決的比較好的技術(shù)問題。從而確定本文研究對(duì)象的研究內(nèi)容：起跳階段著地角、扇面角、蹬地角。

2.圖像解析法

視頻攝像所用機(jī)器為兩臺(tái)Sony HDVF-EL100，架設(shè)位置如圖1所示，一臺(tái)距離跑道30m，主光軸對(duì)踏板后5m，距離地面1.2m，運(yùn)用定點(diǎn)跟蹤拍攝手法，對(duì)研究對(duì)象的跳遠(yuǎn)全過程進(jìn)行拍攝；一臺(tái)架距踏板平面5m處，高1.2m，主光軸對(duì)準(zhǔn)踏板中央，拍攝研究對(duì)象踏板瞬間影像。拍攝速度均為50幀/秒。

所拍攝視頻資料后期采集、渲染、解析、均采用瑞士dartfish專業(yè)版軟件進(jìn)行處理，研究距離的測繪上以踏板寬度20cm、和起跳板1m后進(jìn)行標(biāo)記作為參照，對(duì)研究對(duì)象的助跑距離，助跑速度變化（最后10m），起跳階段時(shí)像分析、各角度變化、騰空角等數(shù)據(jù)進(jìn)行測繪，獲取所需研究數(shù)據(jù)。

3.數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

用EXCELL 2003、spss 11.5軟件對(duì)所獲取研究數(shù)據(jù)進(jìn)行升降序、相關(guān)系數(shù)分析、獨(dú)立樣本的T檢驗(yàn)，回歸方程建立，獲取研究對(duì)象各研究參數(shù)的相關(guān)程度、顯著性檢驗(yàn)。

二、結(jié)果與分析

著地角是反映踏跳瞬間人體重心和腳掌支撐點(diǎn)的連線和后地面水平線構(gòu)成的矢量角，著地角的大小反映了運(yùn)動(dòng)員踏板著地時(shí)，人體重心位置的情況，著地角的大小能反映兩個(gè)問題：一、如果著地角偏小，勢必增加踏板緩沖，從而減少水平速度；二、也有專家認(rèn)為，有關(guān)著地角大小模式的看法應(yīng)該是辨證的。在適宜范圍內(nèi)著板角較小，有助于充分預(yù)先拉長起跳腿肌肉收縮前的初長度，加大起跳腿完成退讓性工作的程度，從而加大起跳腿肌肉的彈性形變，有助于把助跑的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成彈性勢能儲(chǔ)存在肌肉中，為起跳緩沖階段獲得較大的身體重心垂直速度奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)的著地角一般在66度±3，費(fèi)歇爾的著地角模式為64度～69度，BH·謝盧亞諾夫踏跳模式為65-70度。

從表2可以看出，浙江大學(xué)生運(yùn)動(dòng)員里著地角最大的是徐光偉57.09度，最小的是俞小波54.09度，平均為56.04度，五名研究對(duì)象著地角均未達(dá)到理論模式的范圍。起跳扇面角是起跳階段著地角和蹬地角形成的夾角，即180度-（著地角+蹬地角），它反映了在起跳過程中人體重心在水平方向的運(yùn)動(dòng)狀況，與身體重心連線的夾角，它的大小表明在起跳過程中身體重心向前移動(dòng)的距離和運(yùn)動(dòng)員在著板和離板兩個(gè)瞬間身體的后傾和前傾程度，同時(shí)也間接表明運(yùn)員起跳的速度，它也與著地角、蹬地角密切相關(guān)，三個(gè)角的和是180度。根據(jù)費(fèi)爾歇模式看適宜的起跳扇面角，應(yīng)為28―43度。

對(duì)于運(yùn)動(dòng)員在起跳時(shí)的扇面角，目前的研究認(rèn)為，高跳型運(yùn)動(dòng)員緩沖動(dòng)在身體重心離起跳腳支撐點(diǎn)垂直面前較遠(yuǎn)一些就已完成，隨后即進(jìn)入快速蹬期。這種類型的運(yùn)動(dòng)員在起跳時(shí)身體重心移動(dòng)的扇面角較小，在起跳時(shí)水平度的損失較大，但騰起后獲得的垂直速度也較大。而低跳型運(yùn)動(dòng)員緩沖動(dòng)作完成要遲于高跳型運(yùn)動(dòng)員，有的運(yùn)動(dòng)員的蹬伸動(dòng)作甚至要到身體重心移過支點(diǎn)正上方時(shí)才開始，其身體重心移動(dòng)的扇面角較大。不過，這樣起跳的運(yùn)動(dòng)員在水平速度上的損失較小，但獲得的垂直速度也小。

從表2得出浙江大學(xué)生運(yùn)動(dòng)員扇面角最大的為俞小波，最小為高水豐，均值為52.85度，大于費(fèi)爾歇模式的上限。與世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員扇面角39.5度差異顯著p

本文認(rèn)為，影響起跳階段扇面角大小的其中二個(gè)重要因素，一是起跳腿的抗緩沖能力，二是起跳階段擺動(dòng)腿的角速度大小?？蒲谐晒砻?，在起跳過程中，擺動(dòng)腿擺動(dòng)力量，占整個(gè)起跳力量的60-70%，換言之，就是擺動(dòng)的作用要大于起跳腿的蹬伸作用。起跳腿上板時(shí)，擺動(dòng)腿快速有力的擺動(dòng)，可以引起起跳腿下壓角速度的增大，起跳腿的積極下壓，又會(huì)帶動(dòng)髖關(guān)節(jié)反向運(yùn)動(dòng)速度的加快，使得上板時(shí)送髖更充分，使板角相應(yīng)增大。已有研究表明我國運(yùn)動(dòng)員擺動(dòng)腿擺動(dòng)角速度較小，外在表現(xiàn)為著板角和扇面角較小。另據(jù)研究證實(shí)，起跳腿平均擺動(dòng)角速度與垂直速度增加值呈顯著性相關(guān)（r=0.73，P

三、結(jié)論與建議

綜上研究得出，目前浙江大學(xué)生男子跳躍運(yùn)動(dòng)員平均著地角偏小，增加了重心在水平線上的移動(dòng)距離，不利于水平速度向垂直速度的轉(zhuǎn)化，扇面角平均值偏大，不利于垂直速度增加，蹬地角與理論模式對(duì)比也偏小，不利與垂直速度增加。

建議加強(qiáng)跳遠(yuǎn)技術(shù)最后三步的節(jié)奏訓(xùn)練，使運(yùn)動(dòng)員能有更快的時(shí)間完成踏板到騰空的轉(zhuǎn)變。

參考文獻(xiàn)：

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篇3

關(guān)鍵詞 ：三維激光掃描儀；誤差測定；影響因素；

中圖分類號(hào)： R814 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

引言

三維激光掃描技術(shù)是一種先進(jìn)的全自動(dòng)高精度立體掃描技術(shù)。又稱為“實(shí)景復(fù)制技術(shù)”，主要面向高精度逆向工程的三維建模與重構(gòu)。它可以高效地采集大量的三維點(diǎn)。少則幾萬個(gè)，多則幾百萬個(gè)。它可以深入到復(fù)雜的現(xiàn)場環(huán)境中進(jìn)行掃描，將各種大型的、復(fù)雜的、不規(guī)則的實(shí)景三維數(shù)據(jù)完整地采集到電腦中，從而快速重構(gòu)出目標(biāo)的三維點(diǎn)云模型。此外，它所采集的三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)還可進(jìn)行各種后處理工作，如測繪、計(jì)量、分析、仿真、模擬、展示、監(jiān)測、虛擬現(xiàn)實(shí)等。這對(duì)于有限元分析、工程力學(xué)分析、流體動(dòng)力分析等是非常重要的。這種逆向工程的數(shù)據(jù)獲取方式目前在我國還是個(gè)薄弱的領(lǐng)域。

一、三維激光掃描儀的概念

三維激光掃描技術(shù)是測繪領(lǐng)域繼GPS技術(shù)之后的一次技術(shù)革命。三維激光掃描儀通過高速激光發(fā)射器運(yùn)用激光測距原理，瞬時(shí)測得空間三維坐標(biāo)值的測量儀器。它突破了傳統(tǒng)的單點(diǎn)測量方法，具有高效率、高精度的獨(dú)特優(yōu)勢。三維激光掃描技術(shù)能夠提供掃描物體表面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，因此可以用于獲取高精度高分辨率的數(shù)字地形模型。

二、地面型三維激光掃描系統(tǒng)工作原理

三維激光掃描儀運(yùn)用了激光的方向性、單色性、高亮性、相干性等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了測量速度快，操作簡單，測量精確度高等目的。對(duì)地面三維激光掃描儀來說，采用的是儀器坐標(biāo)系統(tǒng)，即所采集到的物體表面點(diǎn)的空間信息是以其自身的坐標(biāo)系統(tǒng)為準(zhǔn)的。系統(tǒng)以激光束發(fā)射處為坐標(biāo)原點(diǎn)；Z軸位于儀器的豎向掃描面內(nèi)，向上為正；X軸位于儀器的橫向掃描面內(nèi)；Y軸位于儀器的橫向掃描面內(nèi)且與X軸垂直，如圖1-1，由此可得點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算公式：

圖1采用脈沖測距法的三維激光點(diǎn)坐標(biāo) 圖2 目標(biāo)物體傾斜引起測距偏差

二、點(diǎn)云數(shù)據(jù)的誤差來源及分析

從誤差理論來分析，徑向掃描系統(tǒng)測量誤差可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差。系統(tǒng)誤差引起三維激光掃描點(diǎn)的坐標(biāo)偏差?？赏ㄟ^公式改正或修正系統(tǒng)予以消除或減小。測量系統(tǒng)的偶然性誤差是一些隨機(jī)性誤差的綜合體現(xiàn)。

三維激光腳點(diǎn)測量誤差的影響因素較多。大致可分為三類：儀器誤差、與目標(biāo)物體反射面有關(guān)的誤差、外界環(huán)境條件。儀器誤差是儀器本身性能缺陷造成的測量誤差，包括激光測距的誤差、掃描角度測量的誤差；與目標(biāo)物體反射面有關(guān)的誤差主要包括目標(biāo)物體反射面傾斜的影響和表面粗糙度的影響；外界環(huán)境條件主要包括溫度、氣壓等因素。

2.1激光測距的影響

激光測距信號(hào)處理的各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)帶來一定的誤差，特別是光學(xué)電子電路中光脈沖回波信號(hào)處理時(shí)引起的誤差，主要包括掃描儀計(jì)時(shí)的系統(tǒng)誤差和測距技術(shù)中不確定間隔的缺陷引起的誤差。脈沖計(jì)的系統(tǒng)誤差造成循環(huán)、混淆現(xiàn)象與測距的凸角誤差相類似，測距技術(shù)中不確定間隔更可能造成數(shù)據(jù)突變，目前，可運(yùn)用一些較好的技術(shù)（如頻率倍乘、微調(diào)作用）處理這些突變的誤差。激光測距誤差綜合體現(xiàn)為測距的固定誤差和比例誤差，可以通過儀器檢定確定測距誤差的大小。

2.2掃描角的影響

掃描角的影響包括水平掃描角度和豎直掃描角度測量的影響。掃描角度引起的誤差是掃描鏡的鏡面平面角誤差、掃描鏡轉(zhuǎn)動(dòng)的微笑震動(dòng)、掃描電機(jī)的非均勻轉(zhuǎn)動(dòng)控制誤差等因素的綜合影響。目前掃描角測量可達(dá)到很高的精度，如徠卡的HDS2500三維激光掃描儀的掃描角精度達(dá)到±0.5″。

2.3目標(biāo)物體反射面傾斜的影響

激光掃描測距系統(tǒng)中激光測距單元由激光發(fā)射頭和激光接收器兩部分組成。用于加工發(fā)射和接受窗口的孔徑直徑有一定的大小。由于激光發(fā)射哈接受共用一條光路，且激光光束具有一定的發(fā)散角，掃描到目標(biāo)物體表面形成激光角點(diǎn)光斑。激光角點(diǎn)光斑的大小d、激光發(fā)散孔徑D和激光光束發(fā)散角y存在如下關(guān)系：

（2）

式中，S為激光發(fā)散點(diǎn)到物體表面上激光角點(diǎn)中心之間的距離。

當(dāng)掃描目標(biāo)物體傾斜時(shí)，則出現(xiàn)掃描目標(biāo)物體表面法線與激光光束方向不重合。當(dāng)表面切平面法線與激光光束方向的夾角為α，根據(jù)圖2，存在如下幾何關(guān)系：

（3）

則引起激光角點(diǎn)的位置的最大偏差ds

（4）

由于y/2很小，則siny/2=y/2，所以

（5）

2.4目標(biāo)物體反射表面粗糙程度的影響

三維激光掃描點(diǎn)云的精度與物體表面的粗糙程度有密切關(guān)系。由于三維激光回波信號(hào)有多值性特點(diǎn)，有些三維激光掃描系統(tǒng)只能處理首次反射回來的回波信號(hào)，有些三維激光掃描系統(tǒng)只能處理最后反射回來的回波信號(hào)，也有一些三維激光掃描系統(tǒng)能夠綜合處理首次和最后反射回來的回波信號(hào)。以處理首次反射回來激光回波信號(hào)為例（如圖3所示），目標(biāo)物體表面粗糙程度引起激光角點(diǎn)位置的偏差ds，接近于物體表面粗糙極值的1/2.

2.5溫度、氣壓等外界環(huán)境條件的影響

溫度、氣壓等外界環(huán)境條件對(duì)激光掃描的影響主要表現(xiàn)為溫度變化對(duì)精密機(jī)械結(jié)構(gòu)關(guān)系的細(xì)微影響、掃描過程中風(fēng)的震動(dòng)、激光在空氣中傳播的方向等。較差的外界環(huán)境條件對(duì)三維激光掃描數(shù)據(jù)的影響也較大。

徑向三維激光掃描儀測量的主要誤差來源于測距誤差或掃描角誤差。由于測距誤差包含固定誤差和比例誤差兩部分，其影響具有一定是規(guī)律性。如HDS2500儀器的測距誤差在50m以內(nèi)為6mm，超過50m后儀器測距誤差隨距離線性增加，在200m時(shí)達(dá)到42mm.掃描角的誤差是一種與距離有關(guān)的誤差，掃描角對(duì)掃描點(diǎn)的影響隨距離增大而增大。

目前，基于TOF測距技術(shù)的三維激光掃描儀已經(jīng)成為測繪領(lǐng)域的一個(gè)新的研究熱點(diǎn)，但是，對(duì)三維激光掃描儀的儀器設(shè)備及測量誤差的研究還很少。本文在對(duì)三維激光掃描儀的分類基礎(chǔ)之上，對(duì)徑向三維激光掃描儀器的測量誤差影響因素進(jìn)行了較為全面地理論分析，并指出了測距誤差和掃描角誤差是三維激光掃描誤差的主要誤差源之一。

結(jié)束語

現(xiàn)今，人類社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入了高度文明的時(shí)代，各行各業(yè)都在尋求更好的發(fā)展途徑，三維激光測量技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，在今后的發(fā)展中，我國必定會(huì)不斷完善測量技術(shù)，為相關(guān)領(lǐng)域的穩(wěn)定收益保駕護(hù)航。三維激光掃描儀目前廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，是研究的熱點(diǎn)。本文主要研究了三維激光測量誤差來源――儀器誤差、與目標(biāo)物體反射面有關(guān)的誤差和外界條件影響。通過實(shí)驗(yàn)得知了儀器Trimble GX200的測距精度和掃描精度。

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篇4

一、生平簡介

陳述彭（1920.2—2008.11）曾是中國科學(xué)院學(xué)部委員（院士），后當(dāng)選為第三世界科學(xué)院院士及國際歐亞科學(xué)院院士。任中國科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所名譽(yù)所長，資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室名譽(yù)主任。他還曾擔(dān)任國際歐亞科學(xué)院中國科學(xué)中心副主席兼地球信息科學(xué)學(xué)部主任，國際地理聯(lián)合會(huì)地理數(shù)據(jù)地理模型委員會(huì)委員，國際空間委員會(huì)中國委員會(huì)委員，IGBP中國委員會(huì)委員，中國地理學(xué)會(huì)理事長，中國國際減災(zāi)委員會(huì)科技顧問，國家遙感中心顧問以及中巴資源衛(wèi)星應(yīng)用分系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師等。陳述彭創(chuàng)辦了《地球信息科學(xué)(學(xué)報(bào))》和《遙感信息》等刊物并長期擔(dān)任主編，著有《地學(xué)的探索》六卷、《石堅(jiān)文存》三卷，聯(lián)合撰寫《遙感地學(xué)分析》、《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論》、《地球信息科學(xué)》、《遙感信息機(jī)理研究》、《地學(xué)信息圖譜》等專著，主編《遙感大詞典》及《地球系統(tǒng)科學(xué)》等大型工具書，主持設(shè)計(jì)編輯和印制了《中華人民共和國大地圖集—自然地圖集》、《中國陸地衛(wèi)星遙感分析圖集》等大型圖集，發(fā)表中、英、俄文論文300多篇。曾獲國家自然科學(xué)二等、三等獎(jiǎng)，國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)，何梁何利獎(jiǎng)，陳嘉庚地球科學(xué)獎(jiǎng)，國際歐亞科學(xué)院一級(jí)勛章，美國地理學(xué)會(huì)0.Miller金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)碌泉?jiǎng)項(xiàng)。

二、陳述彭的地學(xué)思想

1.陳述彭地學(xué)思想的啟蒙

陳述彭從小興趣廣泛，5歲起跟著父親學(xué)習(xí)識(shí)字。在長沙高級(jí)中學(xué)時(shí)刊登的《南岳游記》受到校長的贊賞，成為了引導(dǎo)陳述彭走上地學(xué)的第一個(gè)無聲信號(hào)。1927年陳述彭以優(yōu)異的成績考入浙江大學(xué)。在的烽火年代，竺可楨先生大力倡導(dǎo)著徐霞客的毅力和精神，熱愛自然，熱愛祖國，推崇科學(xué)、民主的求實(shí)精神，浙大史地系更是名家云集，老師們講授地球演化的歷史、自然演化的過程、文化人類學(xué)、歷史地理學(xué)，嚴(yán)格的野外基本訓(xùn)練和系統(tǒng)的地學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)令陳述彭大開眼界。浙大的學(xué)術(shù)空氣異常濃郁：涂長望教授的大氣物理、氣象觀測，葉良輔教授的歷史低值和演示抗污分析，任美鍔教授的地形發(fā)育旋回和經(jīng)濟(jì)地理區(qū)位理論，譚其驤教授的沿革地理，張其昀教授的地緣政治天上地下，自然人文，展現(xiàn)出了地球科學(xué)的大千世界，這些積累為他后來樹立一切從實(shí)際出發(fā)實(shí)踐第一的精神和建立可持續(xù)發(fā)展的理論思維打下了初步基礎(chǔ)，這里也成為樹立陳述彭地學(xué)科學(xué)大有可為這一堅(jiān)定信念的發(fā)源地。

2.以歷史唯物主義為基礎(chǔ)研究地學(xué)歷史的發(fā)展規(guī)律

陳述彭十分注重基于歷史唯物主義的研究方法，他系統(tǒng)的分析和研究我國地圖學(xué)發(fā)展過程，發(fā)表了《地圖的故事》、《地圖史話》等論述。以歷史唯物主義的觀點(diǎn)，結(jié)合歷史背景和社會(huì)發(fā)展對(duì)地學(xué)的需求分析其發(fā)展的歷史過程，剖析社會(huì)效益和歷史作用。他憑借豐富的歷史和人文基礎(chǔ)知識(shí)及理論，闡述了地學(xué)作為自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的橋梁在與人類社會(huì)共同進(jìn)步過程中的普遍發(fā)展規(guī)律。陳述彭科學(xué)的分析評(píng)價(jià)了中國和世界古代地圖科學(xué)的先驅(qū)希臘的托勒密和中國的裴秀，指出：“在世界地圖科學(xué)史上，希臘的托勒密和中國的裴秀，好像兩顆璀璨的明星，東西輝映。他們的著作標(biāo)志著山谷時(shí)代地圖學(xué)的總結(jié)性成就，反映了東方和西方不同的發(fā)展特點(diǎn)，奠定了地圖學(xué)的基石，對(duì)后來地圖制圖產(chǎn)生過長期的、深遠(yuǎn)的影響?！标愂雠磉€分析了中世紀(jì)西方和中國地學(xué)研究停滯不前的原因，肯定了中國羅盤、齒輪、造紙、印刷術(shù)對(duì)世界測繪發(fā)展的貢獻(xiàn)，對(duì)于近代地形圖測繪和專題地圖的出現(xiàn)與發(fā)展也有著深入的思索，并以此為基礎(chǔ)系統(tǒng)地總結(jié)了地圖學(xué)幾個(gè)主要?dú)v史階段的時(shí)代體征，并提出了以史為鑒自力更生的發(fā)展道路。

3.以實(shí)踐為基礎(chǔ)的區(qū)域論地學(xué)思想

地學(xué)研究往往都是通過環(huán)境論與人地關(guān)系論視角、區(qū)域—空間論的視角、綜合的視角或地理學(xué)的空間表述完成的。在傳統(tǒng)的地學(xué)思想中，系統(tǒng)論和區(qū)域論是二元對(duì)立的，但現(xiàn)代地學(xué)研究中卻大量運(yùn)用了系統(tǒng)科學(xué)的信息論、控制論、系統(tǒng)論等要素作為方法依據(jù)?，F(xiàn)代地學(xué)既注重對(duì)實(shí)體性、具體性區(qū)域的綜合性和獨(dú)特性分析，同時(shí)也采用區(qū)位分析和空間分析手段強(qiáng)調(diào)空間模式化、理論化研究。陳述彭明確指出地理建設(shè)、規(guī)劃、實(shí)踐中應(yīng)堅(jiān)持“因地制宜”，任何空間政策的實(shí)施都不應(yīng)做概括性處理，而是根據(jù)地理環(huán)境的差異做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。陳述彭以大量科學(xué)考察和野外觀測為基礎(chǔ)，在1947《螳螂川流域之地文與人生》的碩士論文中，通過大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和繪圖，闡述了對(duì)區(qū)域地文與人生綜合、邏輯研究的趨勢。文章從分析該區(qū)域的自然背景、地形發(fā)育和人地關(guān)系方面入手，探究區(qū)域內(nèi)各種地理因素間的相互影響，指出地理現(xiàn)象之整合性與綜合性:“如具有生命之機(jī)體，不容分割且具個(gè)性”，通過分析個(gè)別地理因素為區(qū)域地理研究打下基礎(chǔ)。他還先后赴遵義、沁河流域、桂林七星巖、南嶺山地等一系列對(duì)于地理典型區(qū)域具有代表意義的人地景觀開展地貌、自然基礎(chǔ)、地文與人生的研究，注重通過挖掘各區(qū)域的演變與歷史發(fā)展過程，恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)用注重空間分布和空間差異性的區(qū)域論地理學(xué)思想，詮釋被研究對(duì)象的整體性和統(tǒng)一性。在早年的《桂林七星巖喀斯特洞穴地貌圖》中，陳述彭以現(xiàn)有的地形—地質(zhì)平面圖和綜合剖面圖為基礎(chǔ)，提出關(guān)于洞穴地貌演進(jìn)過程的假設(shè)和推斷。在論述了洞穴地貌圖的六種類型后，歸納總結(jié)出了一般地貌制圖的基本步驟。陳述彭還在《遵義附近之相對(duì)地勢》一文中對(duì)地文分析方法中有關(guān)“相對(duì)地勢”的計(jì)算方法開展過比較研究，在《遵義附近之聚落》中對(duì)“估計(jì)人口之方法”給予了論述，這些都不失為區(qū)域論地學(xué)研究的典型實(shí)例。隨著二十世紀(jì)五十年代，陳述彭以任務(wù)帶科研組織開展大地圖集編制時(shí)，將地理學(xué)研究和地圖制圖相結(jié)合，明確了制圖綜合研究方法是建立在對(duì)制圖區(qū)域整體認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上的系統(tǒng)論的整體觀。在地圖學(xué)研究過程中，陳述彭重視區(qū)域各種地理因素之間的相互影響及其空間差異性，分析當(dāng)?shù)氐匚呐c人文之間的密切關(guān)系，強(qiáng)調(diào)綜合制圖要以自然綜合體與經(jīng)濟(jì)體綜合體為依據(jù)，注重“自然綜合體的內(nèi)在聯(lián)系與自然地帶規(guī)律性的體現(xiàn)”和“區(qū)域各種地理要素之相互影響，與當(dāng)?shù)氐牡匚呐c人生之深切關(guān)系”的研究思路，指出制圖實(shí)踐“能具體揭示自然綜合體的類型和分布規(guī)律，反應(yīng)地域之間的相似性與差異性，為進(jìn)行主導(dǎo)因素分析，地理相關(guān)研究和疊置法的運(yùn)用提供可靠地地圖資料”的論述，形成的基于系統(tǒng)性區(qū)域論地理學(xué)思維方式和研究方法的地圖制圖理論，這一系列在地圖制圖理論與方法上的示范和影響，啟發(fā)了當(dāng)時(shí)一代的地理與地圖工作及愛好者，隨后的十余年全國出現(xiàn)了綜合制圖和綜合地圖集的編制期。

4.以系統(tǒng)論、認(rèn)識(shí)論和各種地學(xué)方法推動(dòng)遙感地學(xué)的研究

篇5

關(guān)鍵詞：三維可視化；土地整治；高程數(shù)據(jù)；航空影像

中圖分類號(hào)：TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

三維地形可視化技術(shù)是指在計(jì)算機(jī)上對(duì)數(shù)字地形模型中的地形數(shù)據(jù)進(jìn)行逼真的三維顯示、模擬仿真、簡化、多分辨率表達(dá)和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)葍?nèi)容的一種技術(shù)，它用直觀，可視，形象，多視角，多層次的方法，快速逼真的模擬出三維地形的二維圖像，使地形模型和用戶有很好的交互性，使用戶有“身臨其境”的感覺。它涉及到測繪學(xué)、現(xiàn)代數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)三維圖形學(xué)、計(jì)算幾何、地理信息系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等眾多學(xué)科領(lǐng)域，在戰(zhàn)場環(huán)境仿真，娛樂與游戲，地形漫游，道路選線，土地規(guī)劃，三維地理信息系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[1]。

該技術(shù)在“數(shù)字地球”概念的大背景襯托下，顯示出了強(qiáng)大的生命力和蓬勃生機(jī)，并隨著與之相關(guān)的學(xué)科迅速發(fā)展而不斷更新。進(jìn)行遙感圖像三維可視化及影像動(dòng)態(tài)分析的目的是綜合利用“3S”技術(shù)、遙感圖像數(shù)字處理技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)和全數(shù)字?jǐn)z影測量等高科技，通過遙感圖像正射處理、多源遙感圖像數(shù)據(jù)融合、高精度DEM生成和影像復(fù)合等工序，按照一定比例尺和飛行路線生成研究區(qū)域的虛擬三維影像動(dòng)畫。因此，對(duì)其深入研究具有重要的理論意義與現(xiàn)實(shí)價(jià)值[2]。

1 數(shù)據(jù)處理

1.1 遙感影像數(shù)據(jù)處理

本研究項(xiàng)目區(qū)域?yàn)榇迩f，位于山區(qū)地帶，之所以選擇這個(gè)區(qū)域，主要是該區(qū)域地勢復(fù)雜，山勢起伏，對(duì)土地整治建設(shè)項(xiàng)目產(chǎn)生一定難度，同時(shí)有利于三維可視化效果的演示。

使用的遙感影像數(shù)據(jù)為航空影像數(shù)據(jù)（圖1），在數(shù)據(jù)預(yù)處理上，主要是通過幾何校正、正射校正、裁剪與拼接，最后與高程數(shù)據(jù)DEM進(jìn)行配準(zhǔn)。

1）幾何校正

幾何校正主要解決像元在不同坐標(biāo)系上的差異，主要表現(xiàn)為位移、旋轉(zhuǎn)、縮放、彎曲等。

遙感影像校正的主要步驟[3]：1、完成模型和投影參數(shù)設(shè)置2、采集地面控制點(diǎn)3、進(jìn)行圖像重采樣（本研究選擇最鄰近像元重采樣法）

2）正射校正

由于此次研究區(qū)內(nèi)地勢起伏，所以采用多項(xiàng)式進(jìn)行影像的幾何糾正就能滿足精度的要求，利用數(shù)字高程模型進(jìn)行正射糾正。

3）裁剪與拼接

遙感影像圖與項(xiàng)目區(qū)的范圍可能不吻合，所以根據(jù)項(xiàng)目區(qū)對(duì)影像圖要進(jìn)行裁剪與拼接處理，此項(xiàng)操作在ERDAS9.2軟件中進(jìn)行處理。

1.2 DEM數(shù)據(jù)處理

1）DEM數(shù)據(jù)簡介

數(shù)字高程模型（DigitalElevationModel，簡稱DEM）是場景建模中廣泛采用的一種數(shù)據(jù)格式。它是在一定的地域范圍內(nèi)按一定的規(guī)則獲取和記錄一些點(diǎn)的高程而形成的用來描述地形的數(shù)字模型.DEM數(shù)據(jù)通過灰度渲染形成可視的地形形態(tài)，其應(yīng)用包括農(nóng)、林、牧、水利、交通、軍事以及測繪制圖，遙感等諸多領(lǐng)域，可以用于與高程分析有關(guān)的地貌形態(tài)分析、透視圖、斷面圖制作以及坡度分析、土石方計(jì)算、表面積統(tǒng)計(jì)、通視條件分析、洪水淹沒區(qū)分析等許多方面。

2）DEM數(shù)據(jù)采集

DEM數(shù)據(jù)采集的方法按采集的方式可分為選點(diǎn)采集、隨機(jī)采集、沿等高線采集、沿?cái)嗝娌杉?；按?shù)據(jù)采集的方法分，有人工、半自動(dòng)、自動(dòng)采集等；按數(shù)據(jù)的來源分，有野外實(shí)地直接測量獲取DEM數(shù)據(jù)、利用攝影測量方法獲取DEM數(shù)據(jù)、以地形圖為數(shù)據(jù)源的DEM數(shù)據(jù)獲取方法等[4]。

以地形圖為數(shù)據(jù)源的DEM數(shù)據(jù)獲取方法[5]。它是目前應(yīng)用最廣泛的一種方法。因?yàn)椴捎眠@種方法所需的原始數(shù)據(jù)源容易獲取，對(duì)采集作業(yè)所需的儀器設(shè)備和作業(yè)人員的要求不太高，采集速度也比較快，易于進(jìn)行大批量作業(yè)。

本次研究所用的DEM數(shù)據(jù)源為第三種采集方法，以地形圖為數(shù)據(jù)源獲取。

1.3 其他輔助數(shù)據(jù)

在影像圖的基礎(chǔ)上，對(duì)項(xiàng)目研究區(qū)域現(xiàn)狀圖進(jìn)行矢量化制作，由于使用的遙感影像底圖分辨率較高，所以為地物識(shí)別，提供了精準(zhǔn)的參考，對(duì)現(xiàn)狀圖矢量化的成圖提供了有力的保障，矢量圖件制作完成后，進(jìn)行符號(hào)化，凸顯各個(gè)地類要素現(xiàn)狀性質(zhì)。高程數(shù)據(jù)采用DEM數(shù)據(jù)，為三維可視化模型的建立提供高程數(shù)據(jù)支撐。

2 三維可視化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

地理信息系統(tǒng)中，三維可視化模型的建立，主要是通過遙感影像資料、高程數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)以及其他輔助數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)[6]，三維可視化模型構(gòu)建具體技術(shù)一般為：

1.航空影像幾何校正和配準(zhǔn)

2.現(xiàn)狀圖矢量化

3.高程數(shù)據(jù)DEM、二維影像數(shù)據(jù)與現(xiàn)狀圖疊加

4.生成三維數(shù)據(jù)模型

2.1 矢量現(xiàn)狀圖與遙感影像圖的疊加

在ARCGIS里面進(jìn)行矢量化操作，矢量化后的現(xiàn)狀圖與項(xiàng)目區(qū)的影像圖進(jìn)行疊加，然后導(dǎo)出柵格文件，實(shí)現(xiàn)了二維文件的合并，然后再進(jìn)行圖件配準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)二維圖件有坐標(biāo)系，為與高程數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加做。

2.2 二維數(shù)據(jù)與高程數(shù)據(jù)的疊加

在遙感軟件ERDAS里，實(shí)現(xiàn)二維數(shù)據(jù)與高程數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，初步實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目區(qū)域三維可視化表達(dá)，建立三維可視化模型，增加了地形、地貌等信息，由于項(xiàng)目區(qū)地處山區(qū)，包括坡度等相關(guān)信息，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行現(xiàn)狀調(diào)查與后期規(guī)劃，更具有直觀性。

3 三維模型的動(dòng)畫制作

在三維圖件形成的初期，只能顯示三維效果，可視性還是較差，因此，可以通過ERDAS遙感軟件進(jìn)行項(xiàng)目區(qū)的動(dòng)畫制作，實(shí)現(xiàn)全方位的展示與視角，對(duì)項(xiàng)目區(qū)有更全面的了解與信息的掌握。

3.1 項(xiàng)目區(qū)飛行路線的制定

由于土地整治建設(shè)項(xiàng)目有側(cè)重點(diǎn)與重點(diǎn)區(qū)域，特別是環(huán)境特別復(fù)雜的區(qū)域，那么在進(jìn)行動(dòng)畫制作的時(shí)候，就重要針對(duì)這些區(qū)域進(jìn)行操作，制定好詳細(xì)的路線，以及觀測的高度，以便飛行后制作的動(dòng)畫有針對(duì)性，可以及時(shí)反饋需要的信息，以便為接下來的工作提供基礎(chǔ)保障

3.2項(xiàng)目區(qū)飛行操作

在制定了詳細(xì)的飛行路線后，啟動(dòng)飛行，通過窗口對(duì)飛行視角進(jìn)行觀測，實(shí)時(shí)注意視角的變化，以便達(dá)到飛行鳥瞰的效果。

4 結(jié)語

在本研究中，主要是利用三維可視化地理信息系統(tǒng)技術(shù)，把調(diào)查的現(xiàn)狀要素從通常的二維模式轉(zhuǎn)化為三維模式，這樣就為土地整治項(xiàng)目的前期現(xiàn)狀調(diào)查工作提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，受數(shù)據(jù)精度、工作時(shí)間和研究條件的限制，沒有對(duì)三維可視化及其應(yīng)用進(jìn)行更深入的研究，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果仍然具有較強(qiáng)的理論意義和實(shí)際價(jià)值。

（1） 更直觀、更準(zhǔn)確的反應(yīng)了項(xiàng)目區(qū)的地形、地貌特征；高精度的三維影像動(dòng)畫，對(duì)于宏觀觀察者（如領(lǐng)導(dǎo)干部、項(xiàng)目決策者等）而言，其實(shí)際效果相當(dāng)于乘坐在一定高度的飛行器上進(jìn)行航空路線觀察；對(duì)于遙感圖像解譯者而言，高精度的三維影像動(dòng)畫提供了可供反復(fù)使用的真實(shí)、客觀、信息連續(xù)的宏觀分析地面景觀影像。提高了土地整治建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)的效率與質(zhì)量。

（3） 隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)用三維可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)仿真變成可能[8]。本文以土地整治建設(shè)項(xiàng)目為例，通過現(xiàn)狀模型三維可視化，可實(shí)時(shí)、快速、全面的動(dòng)態(tài)演示時(shí)空變化，可以為規(guī)劃設(shè)計(jì)工作提供可視化載體。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 王永明.地形可視化[J].中國圖像圖形學(xué)報(bào).2002，5（6）：“9―456.

[2] 龔建華.地形可視化探討[J].遙感學(xué)報(bào).1999，3（3）：236―244.

[3] 夏春林；馬書英；王朝輝.城市地理信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)更新探討[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)；自然科學(xué)版，2006，25（2）：186-188.

[4] 雷磊.三維地形生成及可視化技術(shù)研究.哈爾濱工程大學(xué).碩士論文.2005

[5] 衛(wèi)亞星，王莉雯.遙感圖像增強(qiáng)方法分析[J].測繪與空間地理信息，2006，（4）：24-26.

[6] 羅書，張高平，王光勇，王守斌.CASS大比例尺地形圖繪制關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010， 89～92

篇6

關(guān)鍵詞：GNSS系統(tǒng)；模糊度雙差計(jì)算；零值差分相位測量；

Abstract:Based on original code and phase measurements to three or more ranging signals offered by future GNSS systems, this paper outlines geometry-free and geometry-based ambiguity resolution (AR) strategies for DD phase measurements and introduces the algorithms that improve estimation of zero-differenced (ZD) phase biases using a network of GNSS reference stations.

Keywords：GNSS systems；DD phase measurements；zero-differenced (ZD) phase biases；

1.介紹

實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)的主要制約因素是因距離產(chǎn)生的參考站和用戶之間的系統(tǒng)誤差，例如軌道誤差、電離層誤差、對(duì)流層誤差等。這就限制了數(shù)據(jù)用戶使用范圍只能是離參考站20公里以內(nèi)，而目前實(shí)時(shí)精密定位服務(wù)的參考站間隔大約是70-90公里。因此，如果不改進(jìn)運(yùn)算模型，參考站數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。本文第一步主要描述在無幾何模型和基于幾何模型中如何選擇最優(yōu)的模糊度解算信號(hào)，第二步描述三種GNSS信號(hào)的相位偏差計(jì)算方法。

2 無幾何模型與基于幾何模型的三頻模糊度計(jì)算

參數(shù)表示： 表示衛(wèi)星和接收機(jī)之間的幾何距離; 表示真空中的光速； 表示軌道誤差； 表示接收機(jī)差； 表示衛(wèi)星鐘差； 表示對(duì)流層誤差； 表示衛(wèi)星初始相位； 接收機(jī)的初始相位； 表示電離層延遲參數(shù)。

2.1.無幾何模型模糊度計(jì)算

無幾何模型的三頻模糊度解算利用偽距測量和相位測量的初始值進(jìn)行解算。在前面的方式中，整周模糊度無幾何的觀測模型：

其中：

（l,m,n）和（i,j,k）是兩組不相關(guān)的整數(shù)。偽距和相位測量信號(hào)的電離層誤差和其他誤差綜合起來最小的信號(hào)可以認(rèn)定是最好的模糊度計(jì)算信號(hào)。三種常見的信號(hào)是寬巷組合信號(hào)（ ）、（ ），超寬巷組合（ ）。但是如果在不同的電離層噪聲影響下，我們可以選擇噪聲誤差更加微小的虛擬信號(hào)，我們定義一個(gè)周期內(nèi)總的噪聲為：

其中:

在公式（14）中圈定一定的誤差范圍合測量信號(hào)選擇范圍，例如（ ）組合信號(hào)，我們就可以確定兩個(gè)最為優(yōu)良的相互獨(dú)立的超寬巷/寬巷信號(hào)。

對(duì)于五種不同的三頻信號(hào)，圖1給出了在三種不同的電離層延遲誤差下各種信號(hào)的特定和噪聲誤差（單個(gè)周期內(nèi)）。從圖1中可以選出最好兩組最好超寬巷、寬巷信號(hào)組合。第一組是超寬巷信號(hào)，其噪聲是最小的。每一組GNSS信號(hào)中，都有幾組超寬巷、寬巷組合信號(hào) ，例如

用的寬巷組合信號(hào) 、 。在前面超寬巷信號(hào)組合測試的情況下，我們可以首先選定任何一個(gè)噪聲比較小的信號(hào)測試模糊度。這樣我們就可以用更少的時(shí)間和更高的效率計(jì)算模糊度。從圖1中我們也可以得出這樣一個(gè)結(jié)論，伽利略L1、E6、E5A（E5B）是最好的模糊度測試信號(hào)。

同樣的過程，我們可以選出第三個(gè)測試信號(hào)。這個(gè)過程的主要困難是我們不能像上述那樣簡單的確認(rèn)信號(hào)的模糊度。寬巷、窄巷組合信號(hào)的模糊度計(jì)算會(huì)受到偽距測量和相位測量的誤差干擾。盡管如此，我們?nèi)匀豢梢酝?/p>

其中 可以是寬巷信號(hào) 或者 。

2.2基于幾何模型的三頻信號(hào)模糊度計(jì)算

基于幾何模型的三頻信號(hào)模糊度計(jì)算利用雙差觀測模型，其計(jì)算公式：

（16）

根據(jù)我們可以通過上述公式選擇信號(hào)，（16）式的噪聲計(jì)算公式如下：

（17）

如果 （17）式值最小，那么其信號(hào)就式最好的模糊度測算信號(hào)。經(jīng)過計(jì)算，我們可以總結(jié)出，在基于幾何模型的超寬巷與寬巷組合信號(hào)模糊度計(jì)算中，伽利略L1、E6、E5A(E5B)組合計(jì)算的精度式最高的。而在寬巷與窄巷組合測試中，而窄巷信號(hào)在長距離的測試中，其精度更好一點(diǎn)。

3.三頻信號(hào)相位誤差的零差計(jì)算方法

在三種或者三種以上的頻率中 ，如果我們優(yōu)化相位的測量值那么我們必然會(huì)增大電離層誤差的影響。根據(jù)（6）式和（7）式，定義相位測量零差計(jì)算值：

其中（l,m,n）和（i,j,k）式兩組不相關(guān)的整數(shù)組。各項(xiàng)誤差最小偽距信號(hào)和相位信號(hào)可以確定式最好的相位誤差測量信號(hào)。但是，其中的電離層誤差的值達(dá)數(shù)十米。在其他的信號(hào)雙差如（ ， ） ， （ ， ）組合中，公式（16）中的電離層延遲被消除了，其偽距誤差噪聲也值相當(dāng)于幾厘米。盡管如此，寬巷信號(hào)WL 如果不消除電離層延遲也并不適合于定位導(dǎo)航。所以，我們?nèi)绻x擇了無電離層延遲的信號(hào)組合，如GPS信號(hào)（ ），其誤差噪聲雖然比前面兩組大四倍，但是在沒有電離層校正的情況下仍可用于定位導(dǎo)航。確定了測試信號(hào) ，

（19）

上述的零差相位模糊度計(jì)算公式需要長時(shí)間的觀測。盡管如此，由于一些自然因素和多路徑誤差影響，必須數(shù)十分鐘以上的觀測值的平均數(shù)才是比較準(zhǔn)確的。

盡管如此，如果雙差整周模糊度可以計(jì)算的話，得利于多站間高穩(wěn)定性的測試數(shù)據(jù)，我們就可以用于提高零差相位偏差計(jì)算。假設(shè) 表示多站之間零值偏差估計(jì)，那么下面的公式

（20）

4.結(jié)論

利用多頻GNSS信號(hào)未來可以在任何一個(gè)區(qū)域內(nèi)優(yōu)化實(shí)時(shí)定位服務(wù)。參考站裝備多頻GNSS接收機(jī)相隔數(shù)千公里，可以在特定區(qū)域內(nèi)提供不同的實(shí)時(shí)定位和導(dǎo)航服務(wù)。本文主要闡述了利用基于幾何模型和無幾何模型三頻的模糊度計(jì)算方法。在三頻情況下，模糊度計(jì)算用兩種最好的超寬巷信號(hào)組合是最穩(wěn)定的。在雙頻情況下，基于幾何模型的寬巷和窄巷信號(hào)組合在長距離實(shí)時(shí)定位導(dǎo)航方面表現(xiàn)更好一點(diǎn)。當(dāng)參考站之間雙差整周模糊度可以計(jì)算情況下，所有的站之間的零值雙差測量精度都可以通過提高每套接收機(jī)零值偏差估的精度而提高。

參考文獻(xiàn)：

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[4]Hatch,R. Instantaneous ambiguity resolution . Proceedings of KIS’90，Banff，Canada，September 10-13，pp.299-308.

篇7

關(guān)鍵詞：園林景觀設(shè)計(jì)；視覺，應(yīng)用

園林景觀是作為主體的人與作為客體的環(huán)境之間互動(dòng)而形成的被感知到的視覺形態(tài)物以及相互之間的關(guān)系，作為一門綜合性學(xué)科，既是空間的藝術(shù)，同時(shí)也是視覺的藝術(shù)。人們通過視覺認(rèn)識(shí)空間環(huán)境。因此，探討視覺元素的應(yīng)用，對(duì)指導(dǎo)設(shè)計(jì)有著十分重大的意義。

1視覺的相關(guān)理論

1.1生理意義的視覺概念

從橫向說，各門學(xué)科對(duì)視覺的認(rèn)識(shí)也不盡相同。生理學(xué)中的視覺概念是視覺器官及其功能，心理學(xué)中的視覺概念則是眼睛對(duì)事物的刺激所引起的心理反應(yīng)。

人之所以能看到外界影像，全依賴于一雙明亮的眼睛。人眼為一個(gè)直徑約25mm的球狀組織，人的眼睛就像一架攝像機(jī)，位于眼球前面突起部分的中央可見到一個(gè)洞，這就是瞳孔，呈黑顏色，因?yàn)樗情_向眼球內(nèi)部的黑色區(qū)域。瞳孔就好比是個(gè)可調(diào)節(jié)的窗口，可以使光線直驅(qū)而入，它被一個(gè)狀似面包圈的虹膜包圍著，顏色可以發(fā)藍(lán)、綠或棕色如同照相機(jī)的光圈一樣，虹膜可以隨著光亮的強(qiáng)弱度改變大小。

1.2設(shè)計(jì)領(lǐng)域的視覺概念

視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)的“視覺”的概念有兩層意義：其一，就人的一般感覺方式說，“視覺”是受傳者或觀眾獲取設(shè)計(jì)圖像信息的主要感覺方式，這是“視覺”的一般概念。其二，就視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)的信息交流過程看，“視覺”就是設(shè)計(jì)圖像。這是“視覺”的特殊概念。在這一過程中，設(shè)計(jì)師創(chuàng)造的是設(shè)計(jì)圖像，受傳者或觀眾通過接觸設(shè)計(jì)圖像獲取相泣的信息。因此，在整個(gè)視覺傳達(dá)的過程中，“視覺”的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)移和獲取都是以設(shè)計(jì)圖像為基礎(chǔ)的。

2視覺與園林景觀設(shè)計(jì)

法國后期印象派代表塞尚所說：“人的知覺生來就是混亂的，但由于專心和研究，藝術(shù)家可以使混亂納入秩序，繪畫藝術(shù)也就是要在視覺范圍內(nèi)獲得這種結(jié)構(gòu)的秩序”。其顯著特點(diǎn)就部分組成整體，但它決不等于構(gòu)成它的部分之和，而是一個(gè)全獨(dú)立于部分之外的全新整體。既然人類對(duì)外界感知的主要途徑是視覺，那么在室外環(huán)境的組織和室外空間的塑造中，園林景觀的空間劃分更多是通過人的視覺上的感知實(shí)現(xiàn)的。因此，注重視覺特性在園林景觀中的應(yīng)用是園林作品獲得成功的重要因素之一。但是園林空間區(qū)別于其他休閑游憩空間最明顯的特征在于植物圍合的相對(duì)私密的空間賦予的種種獨(dú)特性。園林空間虛實(shí)相間的植物空間使得空間的視覺組成不僅限于空間內(nèi)部，空間背景中的外部環(huán)境大大豐富了人們的視覺感受。

3視覺在園林景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1點(diǎn)在園林景觀設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

點(diǎn)，在視覺元素中是最基本的元素，它是圖形、圖像最基本的組成部分，也是圖像中最細(xì)小的成分。點(diǎn)通過在面積上和方向上的改變，轉(zhuǎn)換成線和面。點(diǎn)，以其位置為主，應(yīng)該形象稱之為點(diǎn)，不是由它自身的大小所決定，而是常常由它與周圍的形象所產(chǎn)生的比例來決定。當(dāng)空間中只有一個(gè)點(diǎn)時(shí)，視線會(huì)不自覺地聚焦于此；當(dāng)大小不同的兩個(gè)點(diǎn)同在一個(gè)空間中，視線會(huì)由大點(diǎn)移向小點(diǎn)，產(chǎn)生由大到小、由近到遠(yuǎn)的視覺感受；當(dāng)大小相同的點(diǎn)在同一個(gè)空間中，它們之間就有了“線”；當(dāng)三點(diǎn)共存時(shí)，即產(chǎn)生了“面”的感覺?，F(xiàn)代園林景觀設(shè)計(jì)中點(diǎn)的內(nèi)容擴(kuò)大，植物、山石、亭塔、臺(tái)凳、汀步、石磯、燈光、水池、雕塑等有一定位置的、形狀不巨大的要素均可以視物化了的點(diǎn)。點(diǎn)的內(nèi)涵也得到補(bǔ)充，有功能性和裝飾性之分。功能性點(diǎn)的存在有實(shí)實(shí)在在的景觀功能作用，裝飾性點(diǎn)有的僅是為視覺形式的需要，有的是作為一種視覺信息傳遞的符號(hào)。

3.2線在園林景觀設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

視覺中的線，是由眾多的點(diǎn)沿著相同的方向，緊密地排列在一起所形成的，即線是點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。線的特點(diǎn)主要是具有長度和方向，其外形有長短、粗細(xì)、輕重、強(qiáng)弱、直接、轉(zhuǎn)折、頓挫等不同的變化。同時(shí)，線能給人以力量、速度、連續(xù)、流暢、移動(dòng)、纖巧、彈力等視覺體驗(yàn)?！熬€條能產(chǎn)生一種視覺上的聯(lián)系，并且是視覺藝術(shù)中各因素之間最為重要的溝通方式?！本€條能引起一種視覺對(duì)話或視覺上的關(guān)注。盡管有其獨(dú)立性，但線條也能分割它所在的塊面，既能產(chǎn)生和諧，又能產(chǎn)生緊張。不同的線條引起審美感受肯定不同。在園林景觀設(shè)計(jì)中有相對(duì)長度和方向的道路、長廊、圍墻、欄桿、路燈、溪流、駁岸、曲橋等均可視為線的元素。直線，其堅(jiān)強(qiáng)、剛毅、有氣魄，通常被用于主題相對(duì)嚴(yán)肅，具有鮮明主題的規(guī)則式園林景觀中，如紀(jì)念性公園、各類人民公園、城市中心公園等。凡爾賽有一條自宮殿中央延伸長達(dá)2 km的中軸線，兩側(cè)大片的樹林把中軸線襯托成為一條寬闊的林蔭道，交錯(cuò)的直線路網(wǎng)系統(tǒng)有一種無以名狀的威嚴(yán)感，它所顯示的恢宏的氣魄，是法國絕對(duì)君權(quán)的象征。曲線則輕柔、溫和，給人以飄逸、自然的感覺，它一般會(huì)用于較為休閑、娛樂的場所，如度假村、城市休閑綠地、小區(qū)花園等。著名的紐約中央公園就是多由曲線構(gòu)成。線的網(wǎng)狀交叉在景觀設(shè)計(jì)中可以應(yīng)用在較大的平面上，它也給人面的感覺。線的造型應(yīng)用在景觀設(shè)計(jì)中是屢見不鮮的，其主要包括線的粗細(xì)搭配、線的交錯(cuò)、線的實(shí)虛處理、線的直曲對(duì)比、線群和線面、線的方向及動(dòng)勢等。

3.3面在園林景觀設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

任何面積較大的形在視覺上都會(huì)給人以面的感覺，點(diǎn)、線的積聚會(huì)形成面。線條首尾相接形成的視覺空間也有面的感覺。面有虛實(shí)之分，內(nèi)部充實(shí)的面可以看成是實(shí)面，而內(nèi)部空虛的面則是虛面。這在園林景觀中我們可以理解為廣場地面或者草坪是實(shí)面，而水池和溪流則是虛面了。如圖5中，水面和草坪的設(shè)計(jì)就是虛實(shí)面的處理變化。視覺上的面可以是在平面上，也可以在三維空間中，面可以水平擺放也可以垂直或者傾斜處理，不同面之間可以利用相離、相遇、相融、相切的方法進(jìn)行位置的處理，這要求設(shè)計(jì)師充分發(fā)揮想象，在設(shè)計(jì)中去尋找面的巧妙的變化。面在外形上可分為幾何形面和自然形面，相同形狀或近似形狀面的重復(fù)、組合，面的色彩及明暗變化，這些在園林景觀設(shè)計(jì)運(yùn)用不同的材料和施工方法都可以實(shí)施。大面積的面一般要和點(diǎn)、線組合使用效果才會(huì)更理想。

3.4形體在園林景觀設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

形體是形在三維空間中的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)不同的面于不同的方向，并在邊沿的位置連在一起就形成形體。形體是形狀在空間中的延伸，是形變化的延續(xù)，它能引導(dǎo)人們的視線從水平線以下向高處發(fā)展，使得空間也隨之發(fā)生改變，給人以不同的視覺體驗(yàn)和心理感受。與此同時(shí)，形體在光線的影響下產(chǎn)生的明暗變化也將大大提高和豐富形體的視覺層次。形體在園林景觀設(shè)計(jì)中表現(xiàn)為假山、雕塑、建筑、裝置等，它可以打破園林景觀設(shè)計(jì)時(shí)面的單調(diào)，同時(shí)它也可以和平面上的圖形相呼應(yīng)、協(xié)調(diào)，使得景觀產(chǎn)生較舒適的視覺感受，甚至?xí)纬梢曈X的焦點(diǎn)。在園林景觀設(shè)計(jì)中的形體還應(yīng)包括半立體，如浮雕等。由于完美的外形和簡約的形態(tài)，在現(xiàn)代園林景觀設(shè)計(jì)中大量的幾何形體被廣泛的運(yùn)用，在設(shè)計(jì)中創(chuàng)造一種符合現(xiàn)代人審美趣味的構(gòu)成感。

4結(jié)束語

我國園林景觀設(shè)計(jì)中視覺要素的應(yīng)用，還處在積極探索的階段，應(yīng)認(rèn)真的學(xué)習(xí)和借鑒先進(jìn)國家的景觀設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和成果，結(jié)合現(xiàn)代視覺元素和設(shè)計(jì)理論，大膽創(chuàng)新和實(shí)踐，走出一條既符合中國傳統(tǒng)造園思想又具有先進(jìn)的國際景觀設(shè)計(jì)理念的景觀發(fā)展之路。

參考文獻(xiàn)

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篇8

【關(guān)鍵詞】文化地理學(xué)；歷史文化名城；GIS；保護(hù)

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、人口的增加，正日益侵蝕著歷史文化名城賴以生存的環(huán)境，使許多保護(hù)較好的名城遭受到?jīng)_擊，甚至面臨著遭受破壞的危險(xiǎn)。因此，急需提高對(duì)歷史文化名城規(guī)劃和管理工作的認(rèn)識(shí)，并抓緊實(shí)施。目前，歷史文化名城及風(fēng)貌保護(hù)規(guī)劃采用的大多是傳統(tǒng)的方法和手段，主要從感性的角度來分析收集現(xiàn)狀基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，缺乏對(duì)現(xiàn)狀基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的快速準(zhǔn)確分析，使得名城及風(fēng)貌保護(hù)規(guī)劃無法在綜合考慮相關(guān)數(shù)據(jù)相互影響的基礎(chǔ)上做出科學(xué)的分析。因此，傳統(tǒng)方法難以滿足形勢發(fā)展的需要，探索用新技術(shù)、新手段來解決歷史文化名城及風(fēng)貌保護(hù)規(guī)劃與管理中遇到的問題成了當(dāng)務(wù)之急。而計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，特別地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，給這些問題的解決帶來了新的契機(jī)。

以下筆者試圖以歷史、文化地理學(xué)的基本觀點(diǎn)作為歷史文化名城保護(hù)的理論基礎(chǔ)，總結(jié)了GIS在歷史、文化地理學(xué)研究中的應(yīng)用及展望，從而梳理了GIS在歷史文化名城保護(hù)與更新中的應(yīng)運(yùn)，并通過幾個(gè)實(shí)例，說明經(jīng)由GIS的數(shù)據(jù)處理技術(shù)建立起來的歷史文化名城及風(fēng)貌保護(hù)規(guī)劃空間地理數(shù)據(jù)，為城市規(guī)劃管理和設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)的規(guī)劃成果信息平臺(tái)。

1 基于文化地理學(xué)對(duì)歷史文化名城保護(hù)的理論思考

歷史文化名城不僅具有豐富的文物古跡 、鮮明的城市空間格局和建筑風(fēng)貌，而且具有深厚的文化內(nèi)涵和傳統(tǒng)。歷史文化名城的城市形體環(huán)境作為一種符號(hào)系統(tǒng)和文化載體是某一地區(qū)在一定歷史時(shí)期內(nèi)的政治、經(jīng)濟(jì)、文化、軍事、建筑、科學(xué) 、教育等人類活動(dòng)的歷史見證。因此，歷史文化名城堪稱是人類文化的“活化石”，具有極為重要 的歷史、科學(xué)、文化和 藝術(shù)價(jià)值。在當(dāng)今城市國際化、信息化和飛速發(fā)展的激流中，唯有傳統(tǒng)文化才能顯示出城市的特色、身份和歸宿。

歷史文化名城保護(hù)與城市發(fā)展的矛盾普遍存在，在我國社會(huì)整體文化素質(zhì)還不高，面臨全球化競爭又迫切需要大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)的特殊歷史階段，歷史文化名城保護(hù)與發(fā)展的矛盾顯得尤為突出。從實(shí)踐看，在歷史文化名城保護(hù)工作中，重局部，輕整體，重近期，輕長遠(yuǎn)，重物質(zhì)環(huán)境，輕文化內(nèi)涵，重技術(shù)手段，輕人文精神，重空間關(guān)系，輕社會(huì)網(wǎng)絡(luò)，重經(jīng)濟(jì)利益，輕歷史、科學(xué)、藝術(shù)價(jià)值的現(xiàn)象較為普遍，造成許多名城“建設(shè)性破壞”和“城市靈魂的失落”。這一方面反映了新時(shí)期城市建設(shè)面臨 問題和矛盾的錯(cuò)綜復(fù)雜，另一方面則 凸現(xiàn)了歷史文化名城保護(hù)理 淪與方法研究的薄弱。

文化地理學(xué)是人文地理學(xué)的一個(gè)重要分支學(xué)科，著重研究一定空間范圍內(nèi)各種文化現(xiàn)象的空間分異、地域組合及文化區(qū)的形成、發(fā)展和演變。文化地理學(xué)強(qiáng)調(diào)從地域的觀點(diǎn)探索文化現(xiàn)象的形成和發(fā)展，揭示文化現(xiàn)象的特性及其與地理環(huán)境的關(guān)系。早在19世紀(jì)初，德國地理學(xué)家洪堡就提出，應(yīng)把景觀作為地理學(xué)的中心問題，探討由原始的自然景觀變成文化景觀的過程。因此，文化地理學(xué)的基本觀點(diǎn)和理論可以作為對(duì)歷史文化名城保護(hù)進(jìn)行系統(tǒng)研究的理論基礎(chǔ)。

2 GIS在歷史、文化地理學(xué)研究中的應(yīng)用及展望

歷史地理學(xué)和文化地理學(xué)是現(xiàn)代地理學(xué)中兩個(gè)關(guān)系密切的分支學(xué)科。人文現(xiàn)象是歷史地理學(xué)重要的研究對(duì)象，文化地理學(xué)研究也離不開其歷史屬性，兩者相互交叉形成了諸如歷史文化地理或歷史人文地理等學(xué)科。隨著當(dāng)今世界科技的飛速發(fā)展，歷史地理學(xué)和文化地理學(xué)正面臨一些急需解決的問題，傳統(tǒng)的空間和時(shí)間分析方法凸顯其欠缺，這對(duì)學(xué)科發(fā)展也提出了新的要求，如何采用新的研究方法提高研究成果的精確性，以促進(jìn)學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展顯得十分重要。由于GIS 為地理研究和地理決策服務(wù)提供了技術(shù)支撐，在歷史、 文化地理研究中，可將衛(wèi)星圖片、 地圖、 文獻(xiàn)資料、遺產(chǎn)及文化景觀等按一定的格式化要求予以融合，建立歷史文化地理數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行信息的多元綜合分析和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)處理、分析和可視化，成為歷史、文化地理學(xué)研究的新趨勢。

其中，GIS在歷史地理學(xué)研究中的應(yīng)用：（1）歷史地圖資料的數(shù)字化；( 2)空間歷史數(shù)據(jù)的管理和可視化；( 3) 基于空間分析方法探知?dú)v史過程。GIS 在文化地理學(xué)研究中的應(yīng)用：( 1) GIS 應(yīng)用于物質(zhì)文化景觀的研究；( 2) GIS應(yīng)用于非物質(zhì)文化景觀的研究；另外，文化資源的管理也是歷史、文化地理學(xué)的重要研究內(nèi)容，主要包括文物資源的管理、文化遺址的評(píng)價(jià)以及數(shù)字博物館建設(shè)等方面。采用文物保護(hù)管理信息系統(tǒng)，可增強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)空間數(shù)據(jù)的處理與操作能力，系統(tǒng)功能更為完善，實(shí)用化程度得到進(jìn)一步提高。文化遺址景觀的脆弱性關(guān)系到遺址保護(hù)與持續(xù)利用，采用GIS 技術(shù)，可對(duì)文化遺址景觀敏感度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

3 典型事例分析

下面以青島和南京為例，介紹基于GIS的歷史文化名城名城及風(fēng)貌保護(hù)規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及功能等。

3.1 GIS在青島歷史文化名城及風(fēng)貌保護(hù)規(guī)劃中的應(yīng)用

3.1.1 概述：

青島是國務(wù)院批準(zhǔn)的國家級(jí)歷史文化名城，作為近代歐亞文化的交匯區(qū)，青島具有獨(dú)特的歷史內(nèi)涵，對(duì)中國近代歷史和社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生過重要影響和作用。這是我們亟需保護(hù)和發(fā)揚(yáng)光大的文化珍寶，正是由于各個(gè)歷史時(shí)期的城市建設(shè)特點(diǎn)，使青島城市發(fā)展歷史長河中既有明晰的文化主脈，又有中外多國不同文化交匯而呈現(xiàn)出的多彩文化，構(gòu)成了城市建筑文化多元化的總體風(fēng)貌特色。規(guī)劃將濱海旅游區(qū)以及展示本區(qū)域歷史文化的各類建、構(gòu)筑物在空間上組織起來，形成網(wǎng)絡(luò)體系 使人們便于感知和理解保護(hù)區(qū)歷史文化淵源，給老城區(qū)增添活力。

為了很好地組織和管理這些信息，使之作為科學(xué)的分析和決策依據(jù)我們建立的青島歷史文化名城及風(fēng)貌保護(hù)規(guī)劃成果空間數(shù)據(jù)庫，為進(jìn)一步完善城市規(guī)劃成果數(shù)據(jù)庫的組織結(jié)構(gòu)和管理體系，提高規(guī)劃編制和規(guī)劃管理的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和高效性，提供了有力的技術(shù)支持。

3.1.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：

衡量一種CAD數(shù)據(jù)到GIS空間數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換方法的性能，首先應(yīng)考慮數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換前后的一致性，比如在保護(hù)建筑物在GIS空間數(shù)據(jù)庫中是以“面” 的形式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)， 在轉(zhuǎn)換前，主要對(duì)CAD圖形文件做的處理工作為：

（1）對(duì)于CAD圖形分層不標(biāo)準(zhǔn)的圖形文件，要先進(jìn)行圖層分類標(biāo)準(zhǔn)化，按照點(diǎn)、線、面及不同的屬性和用途進(jìn)行分類，從而達(dá)到顯示和分析的目的。然后按照不同圖層分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

（2）對(duì)CAD未封閉成面的保護(hù)建筑物，通過ARCATALOG的拓?fù)湫ｒ?yàn)來查找未滿足要求的圖形，通過人工干預(yù)校正圖形，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

（3）數(shù)據(jù)的組織：

由CAD轉(zhuǎn)換的GIS數(shù)據(jù)并不能實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)數(shù)據(jù)的真正需求，其只是實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的顯示目的，轉(zhuǎn)換后的這些資料和信息具有空間定位特征，為空間信息，其擁有圖形數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)的完整性不僅包括圖形數(shù)據(jù)，還包括與其相關(guān)聯(lián)的屬性數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)圖形屬性一體化，按照不同圖形的地物要素，制定不同的屬性數(shù)據(jù) 。 以 ” 保護(hù)建筑物” 面層為例，其屬性表如表1所示。

屬性字段是進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析等操作的必要條件。屬性字段還可以連接如照片和法定保護(hù)圖則等多煤體數(shù)據(jù)，照片可以是一張也可是多張，為保證圖則數(shù)據(jù)的相對(duì)安全性，采用DWF格式 。

3.1.4 功能實(shí)現(xiàn)

GIS 可以對(duì)空間數(shù)據(jù)按地理坐標(biāo)和空間位置進(jìn)行各種處理，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理，研究各種空間實(shí)體的相互關(guān)系，通過多圖層多因素的綜合分析，可以迅速地獲取用戶所需要的信息，并以圖形等數(shù)據(jù)形式表示出來。

對(duì)查詢結(jié)果的空間數(shù)據(jù)的屬性進(jìn)行多方位連接，在這些數(shù)據(jù)中，包含各種形式的數(shù)據(jù)，多種文件格式，多個(gè)數(shù)據(jù)來源，把這些數(shù)據(jù)有效地組織起來，建立一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，顯示保護(hù)建筑的相關(guān)數(shù)據(jù)，比如說：現(xiàn)狀照片、法定圖則 、 文字說明等。

根據(jù)查詢結(jié)果計(jì)算出保護(hù)建筑物、絕對(duì)保護(hù)區(qū)、建設(shè)控制區(qū)的面積。此系統(tǒng)的查詢模塊包括：供圈選查詢、組合查詢、定位查詢的方式。

3.2 基于GIS技術(shù)在南京歷史文化名城保護(hù)規(guī)劃中劃定歷史街區(qū)的應(yīng)用

歷史文化名城保護(hù)并不是要保護(hù)城市的全部，而是保護(hù)反映城市風(fēng)貌特色的歷史街區(qū)、歷史格局和歷史風(fēng)貌等，其中，歷史街區(qū)是城市傳統(tǒng)歷史文化的載體，是歷史文化名城重要的組成部分。劃定歷史地段、歷史建筑群等歷史保護(hù)區(qū)的保護(hù)界限，提出相應(yīng)的規(guī)劃控制和建設(shè)要求是歷史文化名城保護(hù)規(guī)劃的主要內(nèi)容之一。以南京為例，在歷史文化名城空間數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上，建立劃定歷史街區(qū)保護(hù)界限的綜合評(píng)價(jià)評(píng)估體系，使評(píng)價(jià)體系做到對(duì)歷史資源的合理分類、科學(xué)分級(jí)，并使之通過分類標(biāo)準(zhǔn)所確定的保護(hù)對(duì)象體系能夠與保護(hù)規(guī)劃相銜接。

3.2.1 評(píng)價(jià)原理及方法

評(píng)價(jià)原理及方法包括：（1）評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立。在選擇具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)因子時(shí)，應(yīng)遵守指標(biāo)因子的客觀性、可測性、可比性、簡明性和靈敏度等基本原則。同時(shí)建立面狀資源評(píng)價(jià)體系，在南京老城的所有地塊中尋找風(fēng)貌最好，價(jià)值最高的單元作為歷史街區(qū)的候選對(duì)象。因此，面狀資源評(píng)價(jià)體系是以確定保護(hù)價(jià)值為目標(biāo)層的單目標(biāo)評(píng)價(jià)體系，選擇資源自身價(jià)值、完整性價(jià)值作為面狀歷史資源的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則如表2所示。（2）評(píng)價(jià)指標(biāo)因子分級(jí)和權(quán)重值的確定。

3.2.2 多因子綜合評(píng)價(jià)方法在南京老城劃定歷史街區(qū)中的應(yīng)用

（1）指標(biāo)因子的評(píng)價(jià)與分析：包括歷史價(jià)值計(jì)算，如先計(jì)算出城市空間沉淀深厚度分布圖，再計(jì)算出權(quán)力空間沉淀深厚程度，最后將得到的等級(jí)指數(shù)分別乘以各自的權(quán)重值，進(jìn)行累加得到每個(gè)評(píng)價(jià)單元?dú)v史價(jià)值綜合評(píng)價(jià)的總分。格局價(jià)值計(jì)算、歷史資源點(diǎn)富集度、形態(tài)完整性。

（2）南京老城歷史街區(qū)劃定的多因子綜合評(píng)價(jià)

例如將每個(gè)評(píng)價(jià)單元的歷史價(jià)值綜合評(píng)價(jià)值、格局價(jià)值、和景觀價(jià)值等級(jí)指數(shù)的得分值分別乘以各自的權(quán)重值（表1），將這三個(gè)指標(biāo)因子所得值累加得到每個(gè)單元的自身價(jià)值綜合評(píng)價(jià)得分；將每個(gè)評(píng)價(jià)單元的歷史資源點(diǎn)富集度綜合評(píng)價(jià)值和形態(tài)完整性等級(jí)指數(shù)的得分值分別乘以各自的權(quán)重值，將這兩個(gè)指標(biāo)因子所得值累加得到每個(gè)單元的完整性價(jià)值綜合評(píng)價(jià)得分；再根據(jù)兩個(gè)準(zhǔn)則層的數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果，按層次分析法算得的權(quán)重，計(jì)算出老城內(nèi)地塊單元保護(hù)重要性。需嚴(yán)格保護(hù)的地塊單元主要集中在民國公館集中的頤和路、明故宮周邊、總統(tǒng)府周邊、老城南及秦淮河畔。在對(duì)老城內(nèi)面狀空間單元評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，可將綜合價(jià)值高的空間單元?jiǎng)澏闅v史街區(qū)。

4 結(jié)論

在專業(yè)設(shè)計(jì)人員和 GIS 專業(yè)人員的配合協(xié)作下，GIS 空間數(shù)據(jù)應(yīng)用于規(guī)劃設(shè)計(jì)將存在著具大的應(yīng)用空間并將發(fā)揮更大的作用。不僅實(shí)現(xiàn)了空間信息的分析、統(tǒng)計(jì)、管理、制圖和可視化表示，為政府的管理和決策及專業(yè)人員的設(shè)計(jì)提供支持，促使規(guī)劃設(shè)計(jì)走向規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)也將平面設(shè)計(jì)引向三維空間設(shè)計(jì)，規(guī)劃成果空間數(shù)據(jù)庫的日益完善，對(duì)城市規(guī)劃的管理體制必將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

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