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篇1

【關鍵詞】資源環境代價核算理論

一、國外資源環境代價核算理論、方法研究進展

環境代價評估的發展是以人類社會發展及對環境價值認識的深入，而不斷發展的。經濟發達國家對環境與經濟的關系以及環境影響的代價意識較中國早。

新古典經濟學派代表馬歇爾首次在其1890年發表的《經濟學原理》中提出“外部性”的具體概念，庇古在其1920年的《福利經濟學》中提出了“外部不經濟”的概念與內容，并指出市場機制自身無法消除外部性，應該實行政府干預促使外部性內部化，進一步完善了外部性問題。庇古理論的實質是通過國家的力量促使私人收益與社會收益相互持平，從而實現資源配置的帕累托改進。隨后帕累托、卡爾多、希克斯、西多夫斯基等人也相繼提出了系列性觀點，并與庇古形成了外部性理論體系，這一體系成為環境代價的評估的理論基礎。國外早在20世紀初就已開展了環境代價的定量化評估研究和實踐，以美國為例，在20世紀初美國政府委托相關的研究機構就建設項目帶來的環境經濟影響開展了定量化的評估和計量工作。并已將由馬歇爾、庇古等人形成的一系列外部性理論應用到了水、大氣污染代價定量評估中。

自產業革命開始后，由資源開發所帶來的不僅是環境污染，而且還有比之更為嚴重的生態系統損害，這逐漸成為人們的研究和關注熱點，人們開始認識到傳統經濟發展模式的局限性，在福利經濟學思想的影響下，發達國家政府提出了要求環境破壞者補償由此帶來的環境代價。在這一背景環境下，對大氣、水、土壤的污染損失的評估計量研究得到了迅速發展，與之帶來的是有關的環境質量與公共物品經濟學理論得以滋長生根。而公共物品經濟學理論的發展，又為評估環境的非使用價值或者說是不可直接計量的非使用價值（如存在、選擇價值等）提供了理論基礎，并學界逐漸完善了環境代價的評估體系。這一時期值得一提的是，學術界還開展了重要污染物劑量―反應關系的研究，形成了以市場價值法為代表的一系列環境代價評估方法。

20世紀80年代中期至今，綜合環境經濟核算研究在不同層面逐漸開展，挪威、法國等發達國家率先開展將環境資源核算納入國民核算體系（SNA）的研究工作，聯合國和世界銀行組織力量進行較系統的研究工作，制定核算辦法。提出進行環境經濟核算，建立環境衛星帳戶，對國民經濟帳戶進行調整，把環境數據和經濟數據統一起來，在各種案例性研究成果基礎上逐步形成有關綜合環境經濟核算的基本框架、原則、概念、方法，并提供了包括SEEA―1993、SEEA―2000、SEEA―2003在內的三個綜合環境經濟核算手冊。而作為環境成本核算的核心―――環境代價評估在計算對象的內容上，從微觀層次上升到全球系統層次，從環境資源核算擴展環境服務核算，從經濟效益核算擴展到人類福利核算。形成了以替代市場法和假想市場法為代表的新一代環境代價評估技術。

雖然不同的環境代價評估方法的得到了應用，但它們的研究對象多是發達國家針對水資源開發、森林資源開發、大氣污染造成的環境代價進行的估算，研究方面理論方法比較成熟、案例分析較多。而將礦產資源開發造成的環境代價作為研究對象的研究成果比較少。這是因為國際上在注重環境代價核算時的這一、二十年來，世界礦產資源的開發主要集中在不發達國家。不發達國家的開發一般都沒有進行礦產資源開發環境代價核算研究及其政府管制。因此，礦產資源開發環境代價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。隨著世界各國環境意識的加強，礦產資源開發的環境代價核算正在成為研究熱點。

與此同時，在發達國家，控制環境代價的制度問題一般被假設由市場機制所包容，并放在環境與資源框架內分析，缺乏對資源環境空間負外部性的各種現象進行科學研究和系統分析，明顯不適用于市場機制不完善、監測和量化資源開發所造成的環境污染技術水平較低的發展中國家，因而也有待于進一步深化。

二、國內資源開發環境代價核算理論、方法研究進展

開發和利用非再生資源，不僅會消耗資源，而且還會帶來生態破壞，產生環境損失，國內有學者已開始對資源自身價值和生態環境損失的補償進行定量研究。雷明圍繞資源―經濟―環境一體化核算這一主題，基于邊際機會成本理論，從投入―產出核算出發，提出一套綠色投入―產出核算的方法，并且在此基礎上對相關應用問題如綠色GDP核算、綠色稅費、資源―能源―經濟―環境綜合核算進行了深入分析。王廣成對此一體化核算體系還進行了實證。這些成果總的來講仍是理論太強，可操作性太低，而且對礦產資源與環境資產價格的確定、礦產資源和環境資源價值帳戶的設置以及與國民經濟核算體系的連接問題仍需進一步研究。徐篙齡認為中國環境價值損失評估中存在以下兩個問題：對環境經濟損失計量的目的和用途沒有進一步的認識；以及這種計量缺乏充分而完備的可計算性。同時，他還進一步分析了我國進行環境損失評價的原因，并提出了相應的治理措施。曹鳳中對我國這方面的研究進行了綜述，指出了研究中存在的主要問題：一是在研究方法上，為了對污染損失的價值進行貨幣化，一般采用了基于成本的方法如恢復費用法、人力資本法、旅行成本法等評估生態破壞和環境損失的程度。他認為這樣基于成本的方法對支付意愿的估計偏低；二是計算環境污染損失必須確定環境污染程度與健康損害間的劑量―反映關系，但我國卻缺乏流行病學的調查資源，因而使環境價值的評估缺乏真實性；三是存在重復計算問題。因而他主張加強中國環境法律估算的方法學和綜合研究。

此外，張金屯、黃廣宇、青衛平、張坤民、陳妙江等則從區域或者城市的角度對其環境污染損失進行了定量分析和評估。這些研究雖然考察了資源開發利用造成的區域內生態和環境損害，但沒有考察資源開發利用中的價值折耗和補償問題，更沒有考察跨區域的環境損失以及補償問題，以致沒有形成對資源開發利用造成的環境代價的全面核算。

目前，環境經濟學家已開發出了不少對環境損害進行貨幣化評價的方法，新的文獻仍在不斷出現，并且其中的一些評估結果已被決策部門作為其制定可持續發展政策和進行綠色GDP核算的依據。雖然這些環境價值評估方法都根植于傳統經濟學，但它們又都包含了環境經濟學家的創新。在核算環境損害價值的過程中，傳統上主要有三種核算技術：即總量假設估算法、結構分析法和綜合總量分析法。這一思路雖然有用，但由于它省略了環境產品和服務的利益相關者群體的中間規模層次，無法解決物質稀缺性與經濟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“獨立性原則”等問題，因而，在深入分析的基礎上，最近有學者還提出了新的環境價值估算思路，目的是對己有研究思路進行完善。新的研究思路主要有由于江濤（1998）從宏觀層次上提出的環境價值估算的索洛方程法和趙景柱等人（2004）從利益相關者群體等中觀層次提出的環境產品和服務經濟價值的評估體系。張云（2007）對非再生資源開發中的資源價值和環境損害價值補償進行了研究。余振國、馮春濤、趙冉（2007）對煤炭開發的環境代價進行了研究。可以說，我國明確尚沒有出現礦產資源開發環境代價核算理論方法和核算制度方面的系統、全面、有重要價值的研究成果。

三、現有資源環境代價核算理論、方法研究評述與展望

從現有的研究成果分析，從國內外環境價值評估的實踐看，常用的進行環境損害評估的基本方法主要有基于市場價格來確定環境價值的生產率法、人力資本法（包括改進的人力資本法）、重置成本法、機會成本法；基于替代物的市場價格來衡量沒有市場價格的環境物品價值的旅行費用法以及基于假設的市場來衡量環境質量及其變動價值的意愿調查法（CVM）等。雖然這些基本方法對準確評估環境損害價值有重要意義，但由于這些基本方法在進行具體評估時需要大量的數據、經費及時間等，因此，在一定范圍內使用基于上述相關方法衡量的環境損害價值評估的研究成果估計類似環境影響的貨幣化價值的方法―成果參照法或稱轉移效益法（（transferbenefit method）在環境價值評估中也被廣泛使用，這在貧窮落后的發展中國家和地區表現的最為明顯。

在對我國的資源環境代價進行經濟評價的過程中，國內外主要存在以下三個問題：一是計算結果均不全面。如世界銀行（1997）在研究我國環境損害經濟價值時，都是圍繞環境污染造成的環境損害進行評估，而沒有對生態退化的經濟損失進行評估；而且它計算的主要是大氣污染的經濟損失，而對其他污染基本沒有計算。美國東西方中心（1990）在計算中也一直強調由于數據和信息缺乏，其計算結果是高度保守的；二是從研究對象來看，國內外的環境代價核算的研究主要集中在污染造成損失，而對資源開發造成的環境價值損害沒有綜合的予以考慮；三是環境污染對人體健康的損害和生產力的破壞在研究中占重要地位。但從研究結果看，國內外研究的結果差距很大。這主要是因為對污染引起早死的經濟損失計量方法不同。國外主要采用WTP，而國內則主要采用人力資本法；四是對生態破壞的損失進行了初步測算并且由于統計數據的缺乏，評估的主要內容又是圍繞大氣污染和水污染造成的損害進行的，對生態服務價值或生態退化造成的經濟損失進行評估的研究相對較少。如國家環境保護總局在2000―2002年會同國家測繪局、國家統計局、各省人民政府、中國環境監測總站、中國環境科學院、中日友好環境保護中心等開展的西部和中東部生態環境調查顯示，因生態破壞造成的直接經濟損失，西部和中東部分別相當于其GDP的13%、5%～

12%。因此，從己有的研究結果看，中國環境污染和生態破壞造成的經濟損失大約相當于全部GDP的7%～20%。

近一兩年，中國國土資源經濟研究院的學者對1949―2004年間的煤炭資源開采造成的環境代價進行了核算，形成了一些初步的研究成果，在此基礎上，形成了礦產資源開發環境代價核算的理論與方法體系。雖然我國針對資源開發的環境代價有了一些嘗試和研究基礎，但到目前為止，對于礦產資源開發的環境代價核算仍處于探索階段。

（基金項目：中國地質調查局地質大調查項目（編號：12120113006800）；國土資源部公益性行業科研專項項目（2 00811044）。）

【參考文獻】

[1]徐嵩齡：中國環境破壞的經濟損失計量[M].中國環境科學出版社，1997.

[2]葉兆木：環境損失與環境成本評估研究進展、問題及展望[J].四川環境，2007（1）.

[3]李宏：環境經濟損失評估方法體系研究[D].重慶大學碩士論文，2001.

[4]郝紅彬：生態公路建設環境損失經濟評價的研究[D].中南大學碩士論文，2007.

[5]李紅莉：十年經濟發展對環境空氣和地表水體質量的影響[D].山東大學博士論文，2008.

[6]姜濤：山東省環境污染經濟損失的評估[D].山東大學碩士論文，2007.

[7]陳葵容：煤炭企業資本補償問題研究[D].西安科技大學碩士論文，2010.

[8]鄭文莉：我國農業環境災害的經濟損失評估[D].西北大學碩士論文，2008.

[9]田華：高速公路環境損益后評價指標體系及量化模型研究[D].長沙理工大學碩士論文，2010.

[10]劉文明：山東省沂蒙山區土壤侵蝕經濟損失評估及恢復對策研究[D].山東農業大學碩士論文，2005.

[11]李瑞俊：山東沂沐泗流域土壤侵蝕經濟損失評估及對策研究[D].山東師范大學碩士論文，2005.

[12]俞林、徐立青：環境成本內在化對國際貿易競爭力影響的實證分析―――基于紡織行業[J].江南大學學報（人文社會科學版），2010（2）.

篇2

摘要 運用運動視頻分析技術，對浙江省大學生高水平跳遠運動員的跳遠技術進行運動分析研究，從運動視頻分析角度上對運動員的跳遠技術提出整改要求。

關鍵詞 運動視頻分析技術 著地角 扇面角 蹬地角

運用計算機對運動視頻進行分析為體育競技服務是近幾年新興的一項科學技術手段，在以往的研究中，研究對象主要為國內高水平運動員，從事研究的人員也以計算機專業工作人員居多。隨著視頻捕捉設備、計算機軟硬件技術的發展，該運動分析技術的門檻在逐步降低。

筆者運用了瑞士飛魚公司的dartfis運動視頻分析軟件、兩臺Sony HDVF-EL100攝像機，對浙江省高水平跳遠運動員的技術動做進行分析，以實現高端運動視頻分析技術在高校水平層次的運動員身上的應用。

一、研究對象和方法

（一）研究對象

本文研究對象為浙江大學高水平運動隊選手高水豐、陳伯好及參加浙江省第十二屆大學生運動會的丁組選手，他們的平均成績為7.32，最好成績為7.53，他們的運動競技水平代表了浙江省高校男子跳遠的最高水平。

（二）研究方法

1.文獻資料法

為進行本研究，本文作者通過中國知網、中國期刊網查閱了自1980年至2008年有關跳遠技術研究、運動視頻分析技術的論文近100多篇，并根據研究類別進行了分類處理。通過文獻資料的查閱，了解跳遠運動研究需要解決和目前解決的比較好的技術問題。從而確定本文研究對象的研究內容：起跳階段著地角、扇面角、蹬地角。

2.圖像解析法

視頻攝像所用機器為兩臺Sony HDVF-EL100，架設位置如圖1所示，一臺距離跑道30m，主光軸對踏板后5m，距離地面1.2m，運用定點跟蹤拍攝手法，對研究對象的跳遠全過程進行拍攝；一臺架距踏板平面5m處，高1.2m，主光軸對準踏板中央，拍攝研究對象踏板瞬間影像。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專業版軟件進行處理，研究距離的測繪上以踏板寬度20cm、和起跳板1m后進行標記作為參照，對研究對象的助跑距離，助跑速度變化（最后10m），起跳階段時像分析、各角度變化、騰空角等數據進行測繪，獲取所需研究數據。

3.數理統計法

用EXCELL 2003、spss 11.5軟件對所獲取研究數據進行升降序、相關系數分析、獨立樣本的T檢驗，回歸方程建立，獲取研究對象各研究參數的相關程度、顯著性檢驗。

二、結果與分析

著地角是反映踏跳瞬間人體重心和腳掌支撐點的連線和后地面水平線構成的矢量角，著地角的大小反映了運動員踏板著地時，人體重心位置的情況，著地角的大小能反映兩個問題：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、也有專家認為，有關著地角大小模式的看法應該是辨證的。在適宜范圍內著板角較小，有助于充分預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，有助于把助跑的動能轉變成彈性勢能儲存在肌肉中，為起跳緩沖階段獲得較大的身體重心垂直速度奠定物質基礎。世界優秀運動員起跳時的著地角一般在66度±3，費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，浙江大學生運動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，五名研究對象著地角均未達到理論模式的范圍。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動狀況，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的距離和運動員在著板和離板兩個瞬間身體的后傾和前傾程度，同時也間接表明運員起跳的速度，它也與著地角、蹬地角密切相關，三個角的和是180度。根據費爾歇模式看適宜的起跳扇面角，應為28―43度。

對于運動員在起跳時的扇面角，目前的研究認為，高跳型運動員緩沖動在身體重心離起跳腳支撐點垂直面前較遠一些就已完成，隨后即進入快速蹬期。這種類型的運動員在起跳時身體重心移動的扇面角較小，在起跳時水平度的損失較大，但騰起后獲得的垂直速度也較大。而低跳型運動員緩沖動作完成要遲于高跳型運動員，有的運動員的蹬伸動作甚至要到身體重心移過支點正上方時才開始，其身體重心移動的扇面角較大。不過，這樣起跳的運動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得出浙江大學生運動員扇面角最大的為俞小波，最小為高水豐，均值為52.85度，大于費爾歇模式的上限。與世界優秀運動員扇面角39.5度差異顯著p

本文認為，影響起跳階段扇面角大小的其中二個重要因素，一是起跳腿的抗緩沖能力，二是起跳階段擺動腿的角速度大小。科研成果表明，在起跳過程中，擺動腿擺動力量，占整個起跳力量的60-70%，換言之，就是擺動的作用要大于起跳腿的蹬伸作用。起跳腿上板時，擺動腿快速有力的擺動，可以引起起跳腿下壓角速度的增大，起跳腿的積極下壓，又會帶動髖關節反向運動速度的加快，使得上板時送髖更充分，使板角相應增大。已有研究表明我國運動員擺動腿擺動角速度較小，外在表現為著板角和扇面角較小。另據研究證實，起跳腿平均擺動角速度與垂直速度增加值呈顯著性相關（r=0.73，P

三、結論與建議

綜上研究得出，目前浙江大學生男子跳躍運動員平均著地角偏小，增加了重心在水平線上的移動距離，不利于水平速度向垂直速度的轉化，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比也偏小，不利與垂直速度增加。

建議加強跳遠技術最后三步的節奏訓練，使運動員能有更快的時間完成踏板到騰空的轉變。

參考文獻：

[1] 張貴敏.田徑運動教程[M].北京：人民體育出版社.1999：301-302.

[2] 李玉剛等.運動訓練生物力學基礎[M].湖北科學技術出版社.2003.6.

[3] 文超.田徑運動高級教程[M].人民體育出版社.2003.6.

[4] 李建英.九運會男子跳遠運動員起跳階段相關參數的分析與討論[J].中國體育科技.2004（2）：33-34.

[5] 馬莉芳.我國優秀男子運動員跳遠起跳技術的運動學分析[D].山西大學碩士論文.2007.

[6] 馬克壽.跳遠過程中幾個技術動作的力學分析[J].中國體育科技.1999（10）：16-24.

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關鍵詞 ：三維激光掃描儀；誤差測定；影響因素；

中圖分類號： R814 文獻標識碼： A 文章編號：

引言

三維激光掃描技術是一種先進的全自動高精度立體掃描技術。又稱為“實景復制技術”，主要面向高精度逆向工程的三維建模與重構。它可以高效地采集大量的三維點。少則幾萬個，多則幾百萬個。它可以深入到復雜的現場環境中進行掃描，將各種大型的、復雜的、不規則的實景三維數據完整地采集到電腦中，從而快速重構出目標的三維點云模型。此外，它所采集的三維激光點云數據還可進行各種后處理工作，如測繪、計量、分析、仿真、模擬、展示、監測、虛擬現實等。這對于有限元分析、工程力學分析、流體動力分析等是非常重要的。這種逆向工程的數據獲取方式目前在我國還是個薄弱的領域。

一、三維激光掃描儀的概念

三維激光掃描技術是測繪領域繼GPS技術之后的一次技術革命。三維激光掃描儀通過高速激光發射器運用激光測距原理，瞬時測得空間三維坐標值的測量儀器。它突破了傳統的單點測量方法，具有高效率、高精度的獨特優勢。三維激光掃描技術能夠提供掃描物體表面的三維點云數據，因此可以用于獲取高精度高分辨率的數字地形模型。

二、地面型三維激光掃描系統工作原理

三維激光掃描儀運用了激光的方向性、單色性、高亮性、相干性等特點，實現了測量速度快，操作簡單，測量精確度高等目的。對地面三維激光掃描儀來說，采用的是儀器坐標系統，即所采集到的物體表面點的空間信息是以其自身的坐標系統為準的。系統以激光束發射處為坐標原點；Z軸位于儀器的豎向掃描面內，向上為正；X軸位于儀器的橫向掃描面內；Y軸位于儀器的橫向掃描面內且與X軸垂直，如圖1-1，由此可得點坐標的計算公式：

圖1采用脈沖測距法的三維激光點坐標 圖2 目標物體傾斜引起測距偏差

二、點云數據的誤差來源及分析

從誤差理論來分析，徑向掃描系統測量誤差可分為系統誤差和偶然誤差。系統誤差引起三維激光掃描點的坐標偏差。可通過公式改正或修正系統予以消除或減小。測量系統的偶然性誤差是一些隨機性誤差的綜合體現。

三維激光腳點測量誤差的影響因素較多。大致可分為三類：儀器誤差、與目標物體反射面有關的誤差、外界環境條件。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；與目標物體反射面有關的誤差主要包括目標物體反射面傾斜的影響和表面粗糙度的影響；外界環境條件主要包括溫度、氣壓等因素。

2.1激光測距的影響

激光測距信號處理的各個環節都會帶來一定的誤差，特別是光學電子電路中光脈沖回波信號處理時引起的誤差，主要包括掃描儀計時的系統誤差和測距技術中不確定間隔的缺陷引起的誤差。脈沖計的系統誤差造成循環、混淆現象與測距的凸角誤差相類似，測距技術中不確定間隔更可能造成數據突變，目前，可運用一些較好的技術（如頻率倍乘、微調作用）處理這些突變的誤差。激光測距誤差綜合體現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、掃描鏡轉動的微笑震動、掃描電機的非均勻轉動控制誤差等因素的綜合影響。目前掃描角測量可達到很高的精度，如徠卡的HDS2500三維激光掃描儀的掃描角精度達到±0.5″。

2.3目標物體反射面傾斜的影響

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

（2）

式中，S為激光發散點到物體表面上激光角點中心之間的距離。

當掃描目標物體傾斜時，則出現掃描目標物體表面法線與激光光束方向不重合。當表面切平面法線與激光光束方向的夾角為α，根據圖2，存在如下幾何關系：

（3）

則引起激光角點的位置的最大偏差ds

（4）

由于y/2很小，則siny/2=y/2，所以

（5）

2.4目標物體反射表面粗糙程度的影響

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

2.5溫度、氣壓等外界環境條件的影響

溫度、氣壓等外界環境條件對激光掃描的影響主要表現為溫度變化對精密機械結構關系的細微影響、掃描過程中風的震動、激光在空氣中傳播的方向等。較差的外界環境條件對三維激光掃描數據的影響也較大。

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律性。如HDS2500儀器的測距誤差在50m以內為6mm，超過50m后儀器測距誤差隨距離線性增加，在200m時達到42mm.掃描角的誤差是一種與距離有關的誤差，掃描角對掃描點的影響隨距離增大而增大。

目前，基于TOF測距技術的三維激光掃描儀已經成為測繪領域的一個新的研究熱點，但是，對三維激光掃描儀的儀器設備及測量誤差的研究還很少。本文在對三維激光掃描儀的分類基礎之上，對徑向三維激光掃描儀器的測量誤差影響因素進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。

結束語

現今，人類社會已經進入了高度文明的時代，各行各業都在尋求更好的發展途徑，三維激光測量技術的應用越來越廣泛，在今后的發展中，我國必定會不斷完善測量技術，為相關領域的穩定收益保駕護航。三維激光掃描儀目前廣泛應用于各個領域，是研究的熱點。本文主要研究了三維激光測量誤差來源――儀器誤差、與目標物體反射面有關的誤差和外界條件影響。通過實驗得知了儀器Trimble GX200的測距精度和掃描精度。

參考文獻

[1] 馬立廣. 地面三維激光掃描測量技術研究[D]武漢:武漢大學碩士論文.2005.

[2] 楊偉,劉春,劉大杰.激光掃描數據三維坐標轉換的精度分析[J].工程勘察,2004.

[3] 吳劍鋒, 王文, 陳子辰. 激光三角法測量誤差分析與精度提高研究[J].機電工程.2003.

篇4

一、生平簡介

陳述彭（1920.2—2008.11）曾是中國科學院學部委員（院士），后當選為第三世界科學院院士及國際歐亞科學院院士。任中國科學院遙感應用研究所名譽所長，資源與環境信息系統國家重點實驗室名譽主任。他還曾擔任國際歐亞科學院中國科學中心副主席兼地球信息科學學部主任，國際地理聯合會地理數據地理模型委員會委員，國際空間委員會中國委員會委員，IGBP中國委員會委員，中國地理學會理事長，中國國際減災委員會科技顧問，國家遙感中心顧問以及中巴資源衛星應用分系統總設計師等。陳述彭創辦了《地球信息科學(學報)》和《遙感信息》等刊物并長期擔任主編，著有《地學的探索》六卷、《石堅文存》三卷，聯合撰寫《遙感地學分析》、《地理信息系統導論》、《地球信息科學》、《遙感信息機理研究》、《地學信息圖譜》等專著，主編《遙感大詞典》及《地球系統科學》等大型工具書，主持設計編輯和印制了《中華人民共和國大地圖集—自然地圖集》、《中國陸地衛星遙感分析圖集》等大型圖集，發表中、英、俄文論文300多篇。曾獲國家自然科學二等、三等獎，國家科技進步獎，何梁何利獎，陳嘉庚地球科學獎，國際歐亞科學院一級勛章，美國地理學會0.Miller金質獎章等獎項。

二、陳述彭的地學思想

1.陳述彭地學思想的啟蒙

陳述彭從小興趣廣泛，5歲起跟著父親學習識字。在長沙高級中學時刊登的《南岳游記》受到校長的贊賞，成為了引導陳述彭走上地學的第一個無聲信號。1927年陳述彭以優異的成績考入浙江大學。在的烽火年代，竺可楨先生大力倡導著徐霞客的毅力和精神，熱愛自然，熱愛祖國，推崇科學、民主的求實精神，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、歷史地理學，嚴格的野外基本訓練和系統的地學基礎知識令陳述彭大開眼界。浙大的學術空氣異常濃郁：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育旋回和經濟地理區位理論，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，展現出了地球科學的大千世界，這些積累為他后來樹立一切從實際出發實踐第一的精神和建立可持續發展的理論思維打下了初步基礎，這里也成為樹立陳述彭地學科學大有可為這一堅定信念的發源地。

2.以歷史唯物主義為基礎研究地學歷史的發展規律

陳述彭十分注重基于歷史唯物主義的研究方法，他系統的分析和研究我國地圖學發展過程，發表了《地圖的故事》、《地圖史話》等論述。以歷史唯物主義的觀點，結合歷史背景和社會發展對地學的需求分析其發展的歷史過程，剖析社會效益和歷史作用。他憑借豐富的歷史和人文基礎知識及理論，闡述了地學作為自然科學與社會科學的橋梁在與人類社會共同進步過程中的普遍發展規律。陳述彭科學的分析評價了中國和世界古代地圖科學的先驅希臘的托勒密和中國的裴秀，指出：“在世界地圖科學史上，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。他們的著作標志著山谷時代地圖學的總結性成就，反映了東方和西方不同的發展特點，奠定了地圖學的基石，對后來地圖制圖產生過長期的、深遠的影響。”陳述彭還分析了中世紀西方和中國地學研究停滯不前的原因，肯定了中國羅盤、齒輪、造紙、印刷術對世界測繪發展的貢獻，對于近代地形圖測繪和專題地圖的出現與發展也有著深入的思索，并以此為基礎系統地總結了地圖學幾個主要歷史階段的時代體征，并提出了以史為鑒自力更生的發展道路。

3.以實踐為基礎的區域論地學思想

地學研究往往都是通過環境論與人地關系論視角、區域—空間論的視角、綜合的視角或地理學的空間表述完成的。在傳統的地學思想中，系統論和區域論是二元對立的，但現代地學研究中卻大量運用了系統科學的信息論、控制論、系統論等要素作為方法依據。現代地學既注重對實體性、具體性區域的綜合性和獨特性分析，同時也采用區位分析和空間分析手段強調空間模式化、理論化研究。陳述彭明確指出地理建設、規劃、實踐中應堅持“因地制宜”，任何空間政策的實施都不應做概括性處理，而是根據地理環境的差異做適當的調整。陳述彭以大量科學考察和野外觀測為基礎，在1947《螳螂川流域之地文與人生》的碩士論文中，通過大量的基礎數據和繪圖，闡述了對區域地文與人生綜合、邏輯研究的趨勢。文章從分析該區域的自然背景、地形發育和人地關系方面入手，探究區域內各種地理因素間的相互影響，指出地理現象之整合性與綜合性:“如具有生命之機體，不容分割且具個性”，通過分析個別地理因素為區域地理研究打下基礎。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于地理典型區域具有代表意義的人地景觀開展地貌、自然基礎、地文與人生的研究，注重通過挖掘各區域的演變與歷史發展過程，恰當的運用注重空間分布和空間差異性的區域論地理學思想，詮釋被研究對象的整體性和統一性。在早年的《桂林七星巖喀斯特洞穴地貌圖》中，陳述彭以現有的地形—地質平面圖和綜合剖面圖為基礎，提出關于洞穴地貌演進過程的假設和推斷。在論述了洞穴地貌圖的六種類型后，歸納總結出了一般地貌制圖的基本步驟。陳述彭還在《遵義附近之相對地勢》一文中對地文分析方法中有關“相對地勢”的計算方法開展過比較研究，在《遵義附近之聚落》中對“估計人口之方法”給予了論述，這些都不失為區域論地學研究的典型實例。隨著二十世紀五十年代，陳述彭以任務帶科研組織開展大地圖集編制時，將地理學研究和地圖制圖相結合，明確了制圖綜合研究方法是建立在對制圖區域整體認識基礎上的系統論的整體觀。在地圖學研究過程中，陳述彭重視區域各種地理因素之間的相互影響及其空間差異性，分析當地地文與人文之間的密切關系，強調綜合制圖要以自然綜合體與經濟體綜合體為依據，注重“自然綜合體的內在聯系與自然地帶規律性的體現”和“區域各種地理要素之相互影響，與當地的地文與人生之深切關系”的研究思路，指出制圖實踐“能具體揭示自然綜合體的類型和分布規律，反應地域之間的相似性與差異性，為進行主導因素分析，地理相關研究和疊置法的運用提供可靠地地圖資料”的論述，形成的基于系統性區域論地理學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，啟發了當時一代的地理與地圖工作及愛好者，隨后的十余年全國出現了綜合制圖和綜合地圖集的編制期。

4.以系統論、認識論和各種地學方法推動遙感地學的研究

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關鍵詞：三維可視化；土地整治；高程數據；航空影像

中圖分類號：TU984 文獻標識碼： A

三維地形可視化技術是指在計算機上對數字地形模型中的地形數據進行逼真的三維顯示、模擬仿真、簡化、多分辨率表達和網絡傳輸等內容的一種技術，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、現代數學、計算機三維圖形學、計算幾何、地理信息系統、虛擬現實、科學計算可視化、計算機網絡等眾多學科領域，在戰場環境仿真，娛樂與游戲，地形漫游，道路選線，土地規劃，三維地理信息系統等眾多領域有著廣泛的應用[1]。

該技術在“數字地球”概念的大背景襯托下，顯示出了強大的生命力和蓬勃生機，并隨著與之相關的學科迅速發展而不斷更新。進行遙感圖像三維可視化及影像動態分析的目的是綜合利用“3S”技術、遙感圖像數字處理技術、虛擬現實和全數字攝影測量等高科技，通過遙感圖像正射處理、多源遙感圖像數據融合、高精度DEM生成和影像復合等工序，按照一定比例尺和飛行路線生成研究區域的虛擬三維影像動畫。因此，對其深入研究具有重要的理論意義與現實價值[2]。

1 數據處理

1.1 遙感影像數據處理

本研究項目區域為村莊，位于山區地帶，之所以選擇這個區域，主要是該區域地勢復雜，山勢起伏，對土地整治建設項目產生一定難度，同時有利于三維可視化效果的演示。

使用的遙感影像數據為航空影像數據（圖1），在數據預處理上，主要是通過幾何校正、正射校正、裁剪與拼接，最后與高程數據DEM進行配準。

1）幾何校正

幾何校正主要解決像元在不同坐標系上的差異，主要表現為位移、旋轉、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設置2、采集地面控制點3、進行圖像重采樣（本研究選擇最鄰近像元重采樣法）

2）正射校正

由于此次研究區內地勢起伏，所以采用多項式進行影像的幾何糾正就能滿足精度的要求，利用數字高程模型進行正射糾正。

3）裁剪與拼接

遙感影像圖與項目區的范圍可能不吻合，所以根據項目區對影像圖要進行裁剪與拼接處理，此項操作在ERDAS9.2軟件中進行處理。

1.2 DEM數據處理

1）DEM數據簡介

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

2）DEM數據采集

DEM數據采集的方法按采集的方式可分為選點采集、隨機采集、沿等高線采集、沿斷面采集等；按數據采集的方法分，有人工、半自動、自動采集等；按數據的來源分，有野外實地直接測量獲取DEM數據、利用攝影測量方法獲取DEM數據、以地形圖為數據源的DEM數據獲取方法等[4]。

以地形圖為數據源的DEM數據獲取方法[5]。它是目前應用最廣泛的一種方法。因為采用這種方法所需的原始數據源容易獲取，對采集作業所需的儀器設備和作業人員的要求不太高，采集速度也比較快，易于進行大批量作業。

本次研究所用的DEM數據源為第三種采集方法，以地形圖為數據源獲取。

1.3 其他輔助數據

在影像圖的基礎上，對項目研究區域現狀圖進行矢量化制作，由于使用的遙感影像底圖分辨率較高，所以為地物識別，提供了精準的參考，對現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，進行符號化，凸顯各個地類要素現狀性質。高程數據采用DEM數據，為三維可視化模型的建立提供高程數據支撐。

2 三維可視化技術的實現

地理信息系統中，三維可視化模型的建立，主要是通過遙感影像資料、高程數據、矢量數據以及其他輔助數據實現[6]，三維可視化模型構建具體技術一般為：

1.航空影像幾何校正和配準

2.現狀圖矢量化

3.高程數據DEM、二維影像數據與現狀圖疊加

4.生成三維數據模型

2.1 矢量現狀圖與遙感影像圖的疊加

在ARCGIS里面進行矢量化操作，矢量化后的現狀圖與項目區的影像圖進行疊加，然后導出柵格文件，實現了二維文件的合并，然后再進行圖件配準，實現二維圖件有坐標系，為與高程數據進行疊加做。

2.2 二維數據與高程數據的疊加

在遙感軟件ERDAS里，實現二維數據與高程數據進行疊加，初步實現項目區域三維可視化表達，建立三維可視化模型，增加了地形、地貌等信息，由于項目區地處山區，包括坡度等相關信息，在此基礎上進行現狀調查與后期規劃，更具有直觀性。

3 三維模型的動畫制作

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遙感軟件進行項目區的動畫制作，實現全方位的展示與視角，對項目區有更全面的了解與信息的掌握。

3.1 項目區飛行路線的制定

由于土地整治建設項目有側重點與重點區域，特別是環境特別復雜的區域，那么在進行動畫制作的時候，就重要針對這些區域進行操作，制定好詳細的路線，以及觀測的高度，以便飛行后制作的動畫有針對性，可以及時反饋需要的信息，以便為接下來的工作提供基礎保障

3.2項目區飛行操作

在制定了詳細的飛行路線后，啟動飛行，通過窗口對飛行視角進行觀測，實時注意視角的變化，以便達到飛行鳥瞰的效果。

4 結語

在本研究中，主要是利用三維可視化地理信息系統技術，把調查的現狀要素從通常的二維模式轉化為三維模式，這樣就為土地整治項目的前期現狀調查工作提供了數據基礎，受數據精度、工作時間和研究條件的限制，沒有對三維可視化及其應用進行更深入的研究，但實驗結果仍然具有較強的理論意義和實際價值。

（1） 更直觀、更準確的反應了項目區的地形、地貌特征；高精度的三維影像動畫，對于宏觀觀察者（如領導干部、項目決策者等）而言，其實際效果相當于乘坐在一定高度的飛行器上進行航空路線觀察；對于遙感圖像解譯者而言，高精度的三維影像動畫提供了可供反復使用的真實、客觀、信息連續的宏觀分析地面景觀影像。提高了土地整治建設項目規劃設計的效率與質量。

（3） 隨著虛擬現實技術的不斷發展，應用三維可視化技術實現動態仿真變成可能[8]。本文以土地整治建設項目為例，通過現狀模型三維可視化，可實時、快速、全面的動態演示時空變化，可以為規劃設計工作提供可視化載體。

參 考 文 獻

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

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

[3] 夏春林；馬書英；王朝輝.城市地理信息系統中數據更新探討[J].遼寧工程技術大學學報；自然科學版，2006，25（2）：186-188.

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

[5] 衛亞星，王莉雯.遙感圖像增強方法分析[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鍵技術研究[J]. 科技創新導報，2010， 89～92

篇6

關鍵詞：GNSS系統；模糊度雙差計算；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

實時定位系統的主要制約因素是因距離產生的參考站和用戶之間的系統誤差，例如軌道誤差、電離層誤差、對流層誤差等。這就限制了數據用戶使用范圍只能是離參考站20公里以內，而目前實時精密定位服務的參考站間隔大約是70-90公里。因此，如果不改進運算模型，參考站數量遠遠不夠。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的模糊度解算信號，第二步描述三種GNSS信號的相位偏差計算方法。

2 無幾何模型與基于幾何模型的三頻模糊度計算

參數表示： 表示衛星和接收機之間的幾何距離; 表示真空中的光速； 表示軌道誤差； 表示接收機差； 表示衛星鐘差； 表示對流層誤差； 表示衛星初始相位； 接收機的初始相位； 表示電離層延遲參數。

2.1.無幾何模型模糊度計算

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）是兩組不相關的整數。偽距和相位測量信號的電離層誤差和其他誤差綜合起來最小的信號可以認定是最好的模糊度計算信號。三種常見的信號是寬巷組合信號（ ）、（ ），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，我們定義一個周期內總的噪聲為：

其中:

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

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

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

同樣的過程，我們可以選出第三個測試信號。這個過程的主要困難是我們不能像上述那樣簡單的確認信號的模糊度。寬巷、窄巷組合信號的模糊度計算會受到偽距測量和相位測量的誤差干擾。盡管如此，我們仍然可以通

其中 可以是寬巷信號 或者 。

2.2基于幾何模型的三頻信號模糊度計算

基于幾何模型的三頻信號模糊度計算利用雙差觀測模型，其計算公式：

（16）

根據我們可以通過上述公式選擇信號，（16）式的噪聲計算公式如下：

（17）

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

3.三頻信號相位誤差的零差計算方法

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

其中（l,m,n）和（i,j,k）式兩組不相關的整數組。各項誤差最小偽距信號和相位信號可以確定式最好的相位誤差測量信號。但是，其中的電離層誤差的值達數十米。在其他的信號雙差如（ ， ） ， （ ， ）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于幾厘米。盡管如此，寬巷信號WL 如果不消除電離層延遲也并不適合于定位導航。所以，我們如果選擇了無電離層延遲的信號組合，如GPS信號（ ），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航。確定了測試信號 ，

（19）

上述的零差相位模糊度計算公式需要長時間的觀測。盡管如此，由于一些自然因素和多路徑誤差影響，必須數十分鐘以上的觀測值的平均數才是比較準確的。

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

（20）

4.結論

利用多頻GNSS信號未來可以在任何一個區域內優化實時定位服務。參考站裝備多頻GNSS接收機相隔數千公里，可以在特定區域內提供不同的實時定位和導航服務。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算方法。在三頻情況下，模糊度計算用兩種最好的超寬巷信號組合是最穩定的。在雙頻情況下，基于幾何模型的寬巷和窄巷信號組合在長距離實時定位導航方面表現更好一點。當參考站之間雙差整周模糊度可以計算情況下，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零值偏差估的精度而提高。

參考文獻：

[1]柴洪洲. 動態GPS定位及模糊度參數確定的研究，測繪學院碩士論文，1999

[2]許其風. GPS衛星導航與精密定位，出版社，1994

[3]林洪樺. 動態測試數據處理，北京理工大學出版社，1995

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

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關鍵詞：園林景觀設計；視覺，應用

園林景觀是作為主體的人與作為客體的環境之間互動而形成的被感知到的視覺形態物以及相互之間的關系，作為一門綜合性學科，既是空間的藝術，同時也是視覺的藝術。人們通過視覺認識空間環境。因此，探討視覺元素的應用，對指導設計有著十分重大的意義。

1視覺的相關理論

1.1生理意義的視覺概念

從橫向說，各門學科對視覺的認識也不盡相同。生理學中的視覺概念是視覺器官及其功能，心理學中的視覺概念則是眼睛對事物的刺激所引起的心理反應。

人之所以能看到外界影像，全依賴于一雙明亮的眼睛。人眼為一個直徑約25mm的球狀組織，人的眼睛就像一架攝像機，位于眼球前面突起部分的中央可見到一個洞，這就是瞳孔，呈黑顏色，因為它是開向眼球內部的黑色區域。瞳孔就好比是個可調節的窗口，可以使光線直驅而入，它被一個狀似面包圈的虹膜包圍著，顏色可以發藍、綠或棕色如同照相機的光圈一樣，虹膜可以隨著光亮的強弱度改變大小。

1.2設計領域的視覺概念

視覺傳達設計領域內的“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計圖像信息的主要感覺方式，這是“視覺”的一般概念。其二，就視覺傳達設計的信息交流過程看，“視覺”就是設計圖像。這是“視覺”的特殊概念。在這一過程中，設計師創造的是設計圖像，受傳者或觀眾通過接觸設計圖像獲取相泣的信息。因此，在整個視覺傳達的過程中，“視覺”的產生、轉移和獲取都是以設計圖像為基礎的。

2視覺與園林景觀設計

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，藝術家可以使混亂納入秩序，繪畫藝術也就是要在視覺范圍內獲得這種結構的秩序”。其顯著特點就部分組成整體，但它決不等于構成它的部分之和，而是一個全獨立于部分之外的全新整體。既然人類對外界感知的主要途徑是視覺，那么在室外環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現的。因此，注重視覺特性在園林景觀中的應用是園林作品獲得成功的重要因素之一。但是園林空間區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私密的空間賦予的種種獨特性。園林空間虛實相間的植物空間使得空間的視覺組成不僅限于空間內部，空間背景中的外部環境大大豐富了人們的視覺感受。

3視覺在園林景觀設計中的應用

3.1點在園林景觀設計中的運用

點，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，也是圖像中最細小的成分。點通過在面積上和方向上的改變，轉換成線和面。點，以其位置為主，應該形象稱之為點，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生的比例來決定。當空間中只有一個點時，視線會不自覺地聚焦于此；當大小不同的兩個點同在一個空間中，視線會由大點移向小點，產生由大到小、由近到遠的視覺感受；當大小相同的點在同一個空間中，它們之間就有了“線”；當三點共存時，即產生了“面”的感覺。現代園林景觀設計中點的內容擴大，植物、山石、亭塔、臺凳、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。點的內涵也得到補充，有功能性和裝飾性之分。功能性點的存在有實實在在的景觀功能作用，裝飾性點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。

3.2線在園林景觀設計中的運用

視覺中的線，是由眾多的點沿著相同的方向，緊密地排列在一起所形成的，即線是點的運動軌跡。線的特點主要是具有長度和方向，其外形有長短、粗細、輕重、強弱、直接、轉折、頓挫等不同的變化。同時，線能給人以力量、速度、連續、流暢、移動、纖巧、彈力等視覺體驗。“線條能產生一種視覺上的聯系，并且是視覺藝術中各因素之間最為重要的溝通方式。”線條能引起一種視覺對話或視覺上的關注。盡管有其獨立性，但線條也能分割它所在的塊面，既能產生和諧，又能產生緊張。不同的線條引起審美感受肯定不同。在園林景觀設計中有相對長度和方向的道路、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，其堅強、剛毅、有氣魄，通常被用于主題相對嚴肅，具有鮮明主題的規則式園林景觀中，如紀念性公園、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2 km的中軸線，兩側大片的樹林把中軸線襯托成為一條寬闊的林蔭道，交錯的直線路網系統有一種無以名狀的威嚴感，它所顯示的恢宏的氣魄，是法國絕對君權的象征。曲線則輕柔、溫和，給人以飄逸、自然的感覺，它一般會用于較為休閑、娛樂的場所，如度假村、城市休閑綠地、小區花園等。著名的紐約中央公園就是多由曲線構成。線的網狀交叉在景觀設計中可以應用在較大的平面上，它也給人面的感覺。線的造型應用在景觀設計中是屢見不鮮的，其主要包括線的粗細搭配、線的交錯、線的實虛處理、線的直曲對比、線群和線面、線的方向及動勢等。

3.3面在園林景觀設計中的運用

任何面積較大的形在視覺上都會給人以面的感覺，點、線的積聚會形成面。線條首尾相接形成的視覺空間也有面的感覺。面有虛實之分，內部充實的面可以看成是實面，而內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面，而水池和溪流則是虛面了。如圖5中，水面和草坪的設計就是虛實面的處理變化。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、相切的方法進行位置的處理，這要求設計師充分發揮想象，在設計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、組合，面的色彩及明暗變化，這些在園林景觀設計運用不同的材料和施工方法都可以實施。大面積的面一般要和點、線組合使用效果才會更理想。

3.4形體在園林景觀設計中的運用

形體是形在三維空間中的運動，當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，它能引導人們的視線從水平線以下向高處發展，使得空間也隨之發生改變，給人以不同的視覺體驗和心理感受。與此同時，形體在光線的影響下產生的明暗變化也將大大提高和豐富形體的視覺層次。形體在園林景觀設計中表現為假山、雕塑、建筑、裝置等，它可以打破園林景觀設計時面的單調，同時它也可以和平面上的圖形相呼應、協調，使得景觀產生較舒適的視覺感受，甚至會形成視覺的焦點。在園林景觀設計中的形體還應包括半立體，如浮雕等。由于完美的外形和簡約的形態，在現代園林景觀設計中大量的幾何形體被廣泛的運用，在設計中創造一種符合現代人審美趣味的構成感。

4結束語

我國園林景觀設計中視覺要素的應用，還處在積極探索的階段，應認真的學習和借鑒先進國家的景觀設計經驗和成果，結合現代視覺元素和設計理論，大膽創新和實踐，走出一條既符合中國傳統造園思想又具有先進的國際景觀設計理念的景觀發展之路。

參考文獻

[1]劉麗.中國古典園林空間劃分與組合研究[D].上海交通大學碩士論文：2006.

[2]孫善芳，唐治鋒，楊春淮，城市景觀的視覺分析與模擬控制方法[J].武漢測繪科技大學學報，1994，（03）：254-258.

篇8

【關鍵詞】文化地理學；歷史文化名城；GIS；保護

經濟的快速發展、人口的增加，正日益侵蝕著歷史文化名城賴以生存的環境，使許多保護較好的名城遭受到沖擊，甚至面臨著遭受破壞的危險。因此，急需提高對歷史文化名城規劃和管理工作的認識，并抓緊實施。目前，歷史文化名城及風貌保護規劃采用的大多是傳統的方法和手段，主要從感性的角度來分析收集現狀基礎數據，缺乏對現狀基礎數據的快速準確分析，使得名城及風貌保護規劃無法在綜合考慮相關數據相互影響的基礎上做出科學的分析。因此，傳統方法難以滿足形勢發展的需要，探索用新技術、新手段來解決歷史文化名城及風貌保護規劃與管理中遇到的問題成了當務之急。而計算機技術和信息技術的發展，特別地理信息系統技術的應用，給這些問題的解決帶來了新的契機。

以下筆者試圖以歷史、文化地理學的基本觀點作為歷史文化名城保護的理論基礎，總結了GIS在歷史、文化地理學研究中的應用及展望，從而梳理了GIS在歷史文化名城保護與更新中的應運，并通過幾個實例，說明經由GIS的數據處理技術建立起來的歷史文化名城及風貌保護規劃空間地理數據，為城市規劃管理和設計提供準確、動態的規劃成果信息平臺。

1 基于文化地理學對歷史文化名城保護的理論思考

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貌，而且具有深厚的文化內涵和傳統。歷史文化名城的城市形體環境作為一種符號系統和文化載體是某一地區在一定歷史時期內的政治、經濟、文化、軍事、建筑、科學 、教育等人類活動的歷史見證。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、文化和 藝術價值。在當今城市國際化、信息化和飛速發展的激流中，唯有傳統文化才能顯示出城市的特色、身份和歸宿。

歷史文化名城保護與城市發展的矛盾普遍存在，在我國社會整體文化素質還不高，面臨全球化競爭又迫切需要大力發展經濟的特殊歷史階段，歷史文化名城保護與發展的矛盾顯得尤為突出。從實踐看，在歷史文化名城保護工作中，重局部，輕整體，重近期，輕長遠，重物質環境，輕文化內涵，重技術手段，輕人文精神，重空間關系，輕社會網絡，重經濟利益，輕歷史、科學、藝術價值的現象較為普遍，造成許多名城“建設性破壞”和“城市靈魂的失落”。這一方面反映了新時期城市建設面臨 問題和矛盾的錯綜復雜，另一方面則 凸現了歷史文化名城保護理 淪與方法研究的薄弱。

文化地理學是人文地理學的一個重要分支學科，著重研究一定空間范圍內各種文化現象的空間分異、地域組合及文化區的形成、發展和演變。文化地理學強調從地域的觀點探索文化現象的形成和發展，揭示文化現象的特性及其與地理環境的關系。早在19世紀初，德國地理學家洪堡就提出，應把景觀作為地理學的中心問題，探討由原始的自然景觀變成文化景觀的過程。因此，文化地理學的基本觀點和理論可以作為對歷史文化名城保護進行系統研究的理論基礎。

2 GIS在歷史、文化地理學研究中的應用及展望

歷史地理學和文化地理學是現代地理學中兩個關系密切的分支學科。人文現象是歷史地理學重要的研究對象，文化地理學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科。隨著當今世界科技的飛速發展，歷史地理學和文化地理學正面臨一些急需解決的問題，傳統的空間和時間分析方法凸顯其欠缺，這對學科發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，以促進學科的進一步發展顯得十分重要。由于GIS 為地理研究和地理決策服務提供了技術支撐，在歷史、 文化地理研究中，可將衛星圖片、 地圖、 文獻資料、遺產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據庫，進行信息的多元綜合分析和應用，實現地理空間數據處理、分析和可視化，成為歷史、文化地理學研究的新趨勢。

其中，GIS在歷史地理學研究中的應用：（1）歷史地圖資料的數字化；( 2)空間歷史數據的管理和可視化；( 3) 基于空間分析方法探知歷史過程。GIS 在文化地理學研究中的應用：( 1) GIS 應用于物質文化景觀的研究；( 2) GIS應用于非物質文化景觀的研究；另外，文化資源的管理也是歷史、文化地理學的重要研究內容，主要包括文物資源的管理、文化遺址的評價以及數字博物館建設等方面。采用文物保護管理信息系統，可增強系統對空間數據的處理與操作能力，系統功能更為完善，實用化程度得到進一步提高。文化遺址景觀的脆弱性關系到遺址保護與持續利用，采用GIS 技術，可對文化遺址景觀敏感度進行綜合評價。

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貌保護規劃管理信息系統的設計及功能等。

3.1 GIS在青島歷史文化名城及風貌保護規劃中的應用

3.1.1 概述：

青島是國務院批準的國家級歷史文化名城，作為近代歐亞文化的交匯區，青島具有獨特的歷史內涵，對中國近代歷史和社會發展產生過重要影響和作用。這是我們亟需保護和發揚光大的文化珍寶，正是由于各個歷史時期的城市建設特點，使青島城市發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出的多彩文化，構成了城市建筑文化多元化的總體風貌特色。規劃將濱海旅游區以及展示本區域歷史文化的各類建、構筑物在空間上組織起來，形成網絡體系 使人們便于感知和理解保護區歷史文化淵源，給老城區增添活力。

為了很好地組織和管理這些信息，使之作為科學的分析和決策依據我們建立的青島歷史文化名城及風貌保護規劃成果空間數據庫，為進一步完善城市規劃成果數據庫的組織結構和管理體系，提高規劃編制和規劃管理的科學性、準確性和高效性，提供了有力的技術支持。

3.1.2 數據轉換：

衡量一種CAD數據到GIS空間數據庫轉換方法的性能，首先應考慮數據轉換前后的一致性，比如在保護建筑物在GIS空間數據庫中是以“面” 的形式存儲的數據， 在轉換前，主要對CAD圖形文件做的處理工作為：

（1）對于CAD圖形分層不標準的圖形文件，要先進行圖層分類標準化，按照點、線、面及不同的屬性和用途進行分類，從而達到顯示和分析的目的。然后按照不同圖層分別進行轉換。

（2）對CAD未封閉成面的保護建筑物，通過ARCATALOG的拓撲校驗來查找未滿足要求的圖形，通過人工干預校正圖形，最終實現數據轉換。

（3）數據的組織：

由CAD轉換的GIS數據并不能實現用戶對數據的真正需求，其只是實現了數據的顯示目的，轉換后的這些資料和信息具有空間定位特征，為空間信息，其擁有圖形數據。

數據的完整性不僅包括圖形數據，還包括與其相關聯的屬性數據，從而實現圖形屬性一體化，按照不同圖形的地物要素，制定不同的屬性數據 。 以 ” 保護建筑物” 面層為例，其屬性表如表1所示。

屬性字段是進行統計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圖則等多煤體數據，照片可以是一張也可是多張，為保證圖則數據的相對安全性，采用DWF格式 。

3.1.4 功能實現

GIS 可以對空間數據按地理坐標和空間位置進行各種處理，對數據進行有效管理，研究各種空間實體的相互關系，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，并以圖形等數據形式表示出來。

對查詢結果的空間數據的屬性進行多方位連接，在這些數據中，包含各種形式的數據，多種文件格式，多個數據來源，把這些數據有效地組織起來，建立一個統一的數據管理系統，顯示保護建筑的相關數據，比如說：現狀照片、法定圖則 、 文字說明等。

根據查詢結果計算出保護建筑物、絕對保護區、建設控制區的面積。此系統的查詢模塊包括：供圈選查詢、組合查詢、定位查詢的方式。

3.2 基于GIS技術在南京歷史文化名城保護規劃中劃定歷史街區的應用

歷史文化名城保護并不是要保護城市的全部，而是保護反映城市風貌特色的歷史街區、歷史格局和歷史風貌等，其中，歷史街區是城市傳統歷史文化的載體，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區的保護界限，提出相應的規劃控制和建設要求是歷史文化名城保護規劃的主要內容之一。以南京為例，在歷史文化名城空間數據庫基礎上，建立劃定歷史街區保護界限的綜合評價評估體系，使評價體系做到對歷史資源的合理分類、科學分級，并使之通過分類標準所確定的保護對象體系能夠與保護規劃相銜接。

3.2.1 評價原理及方法

評價原理及方法包括：（1）評價指標體系的建立。在選擇具體的評價指標因子時，應遵守指標因子的客觀性、可測性、可比性、簡明性和靈敏度等基本原則。同時建立面狀資源評價體系，在南京老城的所有地塊中尋找風貌最好，價值最高的單元作為歷史街區的候選對象。因此，面狀資源評價體系是以確定保護價值為目標層的單目標評價體系，選擇資源自身價值、完整性價值作為面狀歷史資源的評價準則如表2所示。（2）評價指標因子分級和權重值的確定。

3.2.2 多因子綜合評價方法在南京老城劃定歷史街區中的應用

（1）指標因子的評價與分析：包括歷史價值計算，如先計算出城市空間沉淀深厚度分布圖，再計算出權力空間沉淀深厚程度，最后將得到的等級指數分別乘以各自的權重值，進行累加得到每個評價單元歷史價值綜合評價的總分。格局價值計算、歷史資源點富集度、形態完整性。

（2）南京老城歷史街區劃定的多因子綜合評價

例如將每個評價單元的歷史價值綜合評價值、格局價值、和景觀價值等級指數的得分值分別乘以各自的權重值（表1），將這三個指標因子所得值累加得到每個單元的自身價值綜合評價得分；將每個評價單元的歷史資源點富集度綜合評價值和形態完整性等級指數的得分值分別乘以各自的權重值，將這兩個指標因子所得值累加得到每個單元的完整性價值綜合評價得分；再根據兩個準則層的數據計算結果，按層次分析法算得的權重，計算出老城內地塊單元保護重要性。需嚴格保護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、總統府周邊、老城南及秦淮河畔。在對老城內面狀空間單元評價的基礎上，可將綜合價值高的空間單元劃定為歷史街區。

4 結論

在專業設計人員和 GIS 專業人員的配合協作下，GIS 空間數據應用于規劃設計將存在著具大的應用空間并將發揮更大的作用。不僅實現了空間信息的分析、統計、管理、制圖和可視化表示，為政府的管理和決策及專業人員的設計提供支持，促使規劃設計走向規范化與標準化，同時也將平面設計引向三維空間設計，規劃成果空間數據庫的日益完善，對城市規劃的管理體制必將產生深遠影響。

參考文獻

[1]阮儀三，蔡曉峰，楊華文．修復機理重塑風貌-南潯鎮東大街“傳統商業街區”風貌整治探析[J]．城市規劃學刊，2005(04)：53-55.w

[2]劉濤，崔春龍.論古城的更新與保護[J].西南科技大學高教研究，2003(04)

[3]胡明星，董衛. GIS技術在歷史街區保護規劃中的應用研究[J]. 建筑學報，2004(12):63-65.

[4]張劍濤.城市形態學理論在歷史風貌保護區規劃中的應用[J].城市規劃匯刊，2004(06)：58-65.

[5]趙勇，張捷，盧松，劉澤華．歷史文化村鎮評價指標體系的再研究-以第二批中國歷史文化名鎮(名村)為例[J]．建筑學報，2008(3)．64-69.

[6]鄭煒．西安明城區城市肌理初探[D] ：[碩士論文]．西安：西安建筑科技大學，2005.

[7]歷史文化名城保護規劃規范，GB 50357-2005. 北京:中國建筑工業出版社，2005.

[8]阮儀三. 舊城新錄. 同濟大學出版社，1998.

[9]蘇勤，林炳耀.基于文化地理學對歷史文化名城保護的理論思考[J].城市規劃匯刊，2003(04):38-94.

[10]楊馳.GIS空間分析建模構想[J].測繪通報，2006(11).

[11]韓筍生，彭震.GIS在國外城市規劃中的應用[J].國外城市規劃，2001(01).

[12]胡明星，董衛.基于GIS的古村落保護管理信息系統[J].武漢大學學報，2003，36(3):53-56.

[13]史慧珍，鄧奕，韓昊英.基于空間數據庫的北京舊城文物場所性量化分析初探.中國建筑學會2003年學術年會暨學會成立50周年紀念，2003.