数字技术与应用汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇数字技术与应用范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

随着现代社会的迅速发展，数字化、信息化、虚拟化已成为发展的大趋势，而这一趋势是主要通过数字媒体来实现的，因此，数字媒体技术与数字媒体艺术应运而生。

其实数字媒体技术与数字媒体艺术其实是两种截然不同的专业方向，但是两者之间却有着千丝万缕的关系。在实际应用中，技术是艺术表达的最基础的软件操作，而艺术又是技术的内在表现形式，所以，这两者之间确实是分不开的。

数字媒体技术的应用，主要体现在虚拟现实、人工智能、人机互交等方面，它通过一个虚拟的“网线”，把虚拟与现实结合起来，形成一个可以看得见的技术。想象一下，在未来的世界里，人们可以足不出户，坐在电脑前或通过虚拟机器，便可真实的可以触摸的实现周游世界、探索发现、朋友聚会等，当然，这一切要必须通过数字媒体技术来实现。由此可以看出，数字媒体技术在实际应用中的重要性。当前的数字媒体技术主要应用在哪些方面呢？一是远程教育。数字媒体技术已经实现“坐在家里就可以面对老师学习”，学生通过自己的特点和需求，来选择针对自身的教学；二是虚拟交易。用户可以通过一个公平的大众认可的第三平台即可实现买卖双方的交易，方便快捷；三是电子商品。如手机、平板电脑等等，用户不必通过按键等操作方式来实现，只需用手指一点即可达到自己需求的应用；四是生活娱乐。用户通过无线手柄连接电视等载体，实现运动、玩游戏、打电话等目的。数字媒体技术的应用已经相当广泛，它的发展趋势就是由简单的个体用户转向大众用户的互动、枯燥繁琐的操作转向个性简单化、局部的连接转向广泛的连接。数字媒体技术也正慢慢实现真正的虚拟现实化。

篇（2）

1 概念

数字电子技术主要研究各种逻辑门电路、集成器件的功能及其应用，.逻辑门电路组合和时序电路的分析和设计、 集成芯片各脚功能。555定时器等。 随着计算机科学与技术突飞猛进地发展，用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。为了充分发挥和利用数字电路在信号处理上的强大功能，我们可以先将模拟信号按比例转换成数字信号，然后送到数字电路进行处理，最后再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出。自20世纪70年代开始，这种用数字电路处理模拟信号的所谓"数字化"浪潮已经席卷了电子技术几乎所有的应用领域。

2 数字电子技术的发展

现代电力电子技术的发展方向是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学，向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件，表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。

2.1 整流器时代

大功率的工业用电由工频50Hz交流发电机提供，但是大约20%的电能是以直流形式消费的，其中最典型的是电解（有色金属和化工原料需要直流电解）、牵引（电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等）和直流传动（轧钢、造纸等）三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电，因此在六十年代和七十年代，大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。目前全国许多制造硅整流器的半导体厂家就是当时的产物。

2.2 逆变器时代

七十年代出现了世界范围的能源危机，交流电机变频调速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0～100Hz的交流电。在七十年代到八十年代，随着变频调速装置的普及，大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管（GTR）和门极可关断晶闸管（GT0）成为当时电力电子器件的主角。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变，但工作频率较低，仅局限在中低频范围内。

2.3 变频器时代

进入八十年代，大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合，出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世，导致了中小功率电源向高频化发展，而后绝缘门极双极晶体管（IGBT）的出现，又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世，是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。到1995年底，功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上各占一半，IGBT取代GTR已成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率，使其性能更加完善可靠，为用电设备的高效节能、实现小型轻量化、机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。

3 数字电子技术的应用

3.1 一般工业

工业中大量应用各种交直流电动机。其具有良好的调速性能，是由可控整流电源或直流斩波电源供电。近年来，由于变频技术的迅速发展，使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美。大至数千千瓦的各种轧钢机，小到几百瓦的数控机床的伺服电机，以及矿山牵引等场合都广泛采用电力电子交直流调速技术。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机、电镀、电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。电力电子技术还大量用于高频、中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。

3.2 交通运输

电气化铁道中广泛采用电力电子技术。其直流机车中采用整流装置，交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制，其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机，也要靠变频器和斩波器驱动并控制。飞机、船舶需要很多不同要求的电源，它们都离不开电力电子技术。

3.3 电力系统

电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统的现代化离不开电力电子技术。直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。近年发展起来的柔流输电（FACTS）也是依靠电力电子装置才得以实现的。晶闸管控制电抗器（TCR）、晶闸管投切电容器（TSC）、静止无功发生器（SVG）、有源电力滤波器（APF）等新型电力电子装置具有更为优越的无功功率和谐波补偿的性能。在配电网系统，电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，以改善供电质量。

3.4 电子装置用电源

由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了线性电源。各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机、大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源都采用全控型器件的高频开关电源。所以各种电子装置离不开电力电子技术。

3.5 家用电器

家用电器中照明用节能灯、变频空调器、电视机、音响设备、家用计算机、有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器设备的电源都需要电力电子技术。电力电子技术广泛用于家用电器使得它和我们的生活变得十分贴近。

3.6 其它

不间断电源（UPS）、航天飞行器中的各种电子仪器所需要电源都离不开电力电子技术。火力发电、水力发电、核能发电、太阳能发电、风力发电等离不开电力电子技术。超导储能是未来的一种储能方式，它需要强大的直流电源供电，这也离不开电力电子技术。核聚变反应堆在产生强大磁场和注入能量时，需要大容量的电力电子装置提供脉冲电源。科学实验或某些特殊场合，常常需要一些特种电源。以前电力电子技术的应用偏重于中、大功率。现在，在1kW以下，甚至几十W以下的功率范围内，电力电子技术的应用也越来越广。

4 结语

数字电子装置提供给负载的是各种不同的直流电源、恒频交流电源和变频交流电源，它研究的也就是电源技术。在大型风机、水泵采用变频调速方面以及使用量十分庞大的照明电源等方面，电力电子技术的节能效果十分显著，因此它也被称为是节能技术。其广泛的应用激发了许多学者和工程技术人员学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。

参考文献

篇（3）

20世纪末以来，随着数字技术的进步与普及，陶瓷艺术设计领域最大的变化就是数字技术日益广泛的应用。这既是科学进步的需要，更是时代审美理念的体现，因为传统的陶瓷艺术设计方式既费时费力，也无法满足现代人不断更新的审美观念。数字技术主要以计算机辅助设计的方式融入到陶瓷艺术设计中，它以强大的功能，赋予陶瓷艺术设计以全新的、更为丰富的手段，使陶瓷艺术设计具有了无限的发展潜力。

可以说，数字技术是一场陶瓷艺术设计领域的巨大变革，得到了陶瓷艺术设计工作者的全面响应，以传统手工画样方式进行的陶瓷艺术设计活动已经越来越少，代之而起的是以计算机辅助设计软件为主导的数字化陶瓷艺术设计。这对于陶瓷艺术设计者来说，极大地提高了其设计工作效率和水平，即使是非常复杂的画面、造型以及空间形式都可以通过计算机软件完美地呈现出来，各种艺术风格流派和具有丰富想象力的创意性表现也都可以实现，并且数字技术所展现的虚拟图像和模型较传统陶瓷艺术设计的画样和模型更具有逼真效果，不仅呈现其本身，还能模拟其环境效果。正因为如此，当前陶瓷艺术设计工作者日益青睐数字技术的应用，从而使数字技术应用在陶瓷艺术设计中全面兴起。

随着高校毕业生的日益增多，能够应用数字技术进行陶瓷艺术设计工作的人才也日趋增多，这就为数字技术在陶瓷艺术设计中应用的进一步扩展打下了坚实的基础。数字技术在陶瓷艺术设计中应用的兴起，不仅仅从根本上改变了陶瓷艺术设计人才的构成，也悄然改变着陶瓷艺术创作者的创作行为。部分陶瓷艺术创作者根据以数字技术设计出来的画样和模型进行创作，带来与传统的创作行为所不同的创作体验。

数字技术在陶瓷艺术设计中的应用趋势可以说是不可逆转的。不过，不能过度地依赖于数字技术，毕竟数字技术再先进，也只是设计的辅助手段，因此，在当前陶瓷艺术设计的数字技术应用热潮中，一味追求技g手段的方式是不可取的。总之，如何使数字技术与陶瓷艺术设计更加有效地结合，是当前陶瓷艺术设计者必须深入思考和探索的问题，也只有这样，才能使陶瓷艺术设计中方兴未艾的数字技术应用更加健康地向前发展。

二、陶瓷艺术设计中数字技术应用特点

应用数字技术正日益成为陶瓷艺术设计的主流，它能够呈现出具有很强交互性的虚拟画面、造型等设计方案，在体积、大小、空间、色彩、材质等方面都有非常精确的数据，。各类常见的辅助设计软件，如PS、3D、Illustrate、AutoCAD等，都具备了各种丰富的功能，能够全面满足设计需要，从优势上来说，便捷性是陶瓷艺术设计数字技术应用最大的特点。

这种便捷性首先表现在设计方案可以不断优化。传统的陶瓷艺术设计依赖于手工制图，仅作品的效果图描绘就需要耗费大量的时间与精力，细节的描绘更是费时费力，并且所能提供的备选方案有限，在绘图过程中，对不满意之处难以进行修改。但是，应用数字技术，设计者则可以轻松地对效果图进行任意修改与完善，并且每一步骤都是可逆性的，所有问题都能得到及时的修整，所呈现的效果图也更加美观、逼真，特别是动态效果是手工效果图所无法做到的。这种便捷性还表现在设计方案设计者与客户之间可以方便地进行更有效的沟通，设计者可以随时依据客户的需求进行修改，直到达到令客户满意的程度为止。

除显著的便捷性优点以外，直观性也是陶瓷艺术设计数字技术应用突出特点之一。这种直观性首先表现于图像呈现的直观性。运用数字技术设计的陶瓷艺术作品图像，可以是二维的画面，也可以三维以及动态效果的立体模型，并可以对其可能的展示空间环境进行模拟，包括展厅布置、光照条件等，各方面都可以做到仿真的呈现。这种直观性还表现在设计思想的直观性。运用数字技术设计陶瓷艺术作品尽管具有便捷性，但是设计者同样需要付出很多的心血，甚至有可能因为精益求精而付出更多的劳动。数字技术所设计出来的陶瓷艺术作品包含了设计者丰富的思想感情，是其设计理念的集中体现。一件成功的设计方案图，观者可以从设计图中清晰地看到设计理念。

由于数字技术借助计算机，可以获得更为广泛的资源和素材，这就使之较传统陶瓷艺术设计具有更强的综合性，因此，综合性也是陶瓷艺术设计数字技术应用的重要特点之一。而由于综合性特点，陶瓷艺术设计者往往需要从海量的网络资源中，选取各种设计素材并将其整合至其所设计的作品中，以集中表达设计者的创意思维。

三、陶瓷艺术设计中数字技术应用策略

应用数字技术进行陶瓷艺术设计工作，对于设计者而言当然是如虎添翼，但是如果设计者不采取积极策略进行设计，其仍然无法设计出优秀的作品。所以，陶瓷艺术设计者应当遵循必要的设计原则并采取适合的策略才能够使作品设计更加成功、完善。

首先，必须有明确的设计目标。设计者在应用数字技术进行陶瓷艺术设计之前就应该对所设计的作品有明确的目的，包括其形式内容、主题立意、思想内涵等，而不能够仅凭一点感觉就开始设计。在设计过程中，设计者仅凭个人喜好和习惯，甚至仅仅依赖于电脑软件所形成的偶发随机的新奇效果，这些显然都是不对的。只有明确了设计目标，才能在设计过程中有的放矢，避免设计的盲目性，达到事半功倍的效果。

其次，必须有创新的设计思维。设计者如果应用数字技术仅仅是用来复制和模仿他人的创意甚至作品，或者只是稍加改动，这显然不是一种真正的设计行为。设计者应当在吸取传统与现代艺术精华的基础上不断进行革新与创造，开发与拓展新的陶瓷艺术形式，并赋予其新的思想。不过，数字技术本身的精确特性，使得陶瓷艺术设计者的创意空间受到一定束缚，设计者应不受到电脑软件的约束，充分展现思想和灵感。

第三，必须有整体的设计意识。应用数字技术来进行陶瓷艺术设计，可以获取的素材非常多，而设计者如果仅仅是将选取来的素材简单地堆砌在一起，或者只是进行一些夸张变形，热衷于新奇的混搭效果显然是不可取的。这种追求视觉感官刺激的投机取巧并非真正设计师所为，陶瓷艺术设计者应当利用数字技术在集成方面的便利条件，注重各部分之间的组合，使之产生整体的审美效果。

篇（4）

数字林业技术指的是利用数字化技术真实再现林业情况，该数字化系统主要由两种涵义构成：第一，基于3S技术构建数字化的林业信息，即通过RS技术进行图像信息的采集，以CIS技术对林业信息进行空间定位。第二是对数字信息进行传输、处理、储存与应用。

一、浅析数字林业

数字林业以林业信息网络为基础，以智能、虚拟和3S技术为主要表现形式，其具有无缝多级和三维显示的数据共享系统。该技术的应用为林区建设提供了一个更加形象化和广泛化的资源处理环境，推动了林区生产各环节的信息化程度，为林区与我国社会发展提供了信息化的服务，保证了我国社会和林区的快速健康发展。

数字林业是在数字地球大框架指导下，应用可视、遥感、计算机、数字、网络和智能等技术，将各个林区的信息用区位坐标标记并串连起来，实现了数据共享与标准化数据采集和更新的一个过程。

二、数字林业创新途径研究

（一）制定科学完善的技术创新方案

为确保创新数字林业技术的有序性与合理性，我国相关单位应构建科学合理的创新方案，该方案应紧紧围绕数字林业的相关单位进行，并辅以相关各大高校与研究机构的研究成果，与此同时，应合理利用政府和社会机构的帮助，开展科学传播与技术应用活动。该方案虽只是我国林业技术创新体系中的一部分，但其同样要求相关团体的积极配合。

（二）需建立相关法律法规保护数字林业技术的创新

自我国《森林法》颁布以来，我国林业实现了健康、快速、持续的发展目标，该法规的出台具有较强的现实意义和历史意义，表现出我国高度重视林业技术创新的态度。但是要想保证林业技术更快更好发展与更早应用，则必须建立更加完善的法律体系。

（三）运用科学方法创新数字林业技术

现阶段我国对林业经济与林业科技方面的研究主要停留在林业体系的内部经济构架调适阶段，但是为了满足我国市场经济变化的要求，应将其转到相关学科与林业间的研究工作中。要想使林业技术得到快速发展，实现科学有效的管理我国林业的目标，创新科学技术是最主要的工作，通过创新数字林业技术，可以从根本上解决林业管理方面出现的经济运行阻滞问题，才能快速推动我国林业发展，实现林业经济发展的规划目标。

（四）加大林业技术创新人才的培训力度

人是所有产业发展中最主要的经济创造元素，要想快速推动我国林业发展，就必须培养一大批素质过硬，技术熟练的优秀的工作人员，创新技术人才的匮乏成为我国林业面临的主要问题，当前我国很多林业从业人员仍持传统的老旧知识体系，更不具备符合现代市场经济需求的综合素养，因此，如何加大创新型人才的培养力度成为创新数字林业技术的关键。持传统知识的人力资源无法满足新型的科技含量较高的工作要求，因而无法推动林业技术的快速发展。这样效率过低的人资不仅不能成为现代林业建设的中坚力量，而且还会成为数字林业技术创新的障碍，因此，要想使林业产业更稳定、快速的发展，就必须切实培养一批专业水平过硬、综合素质较高的人资作为创新数字林业技术的动力与资源。人才推动林业发展，反之，数字林业技术的创新也会加快人力资源开发速度，全面提升林业工作者的整体素质和技能水平。

（五）政府机构应着力建设数字林业技术创新制度

该制度必须囊括数字林业技术创新的整个流程规定，因此，在该流程中，所有相关的政府机构与科研教育组织都必须作为该流程运行过程中的某一主体，确保流程顺利开展与有序进行。从当前我国林业发展的实际状况看，盈利机构并不是创新数字林业技术主要的单位，也不是培养创新型人才的主要基地，但盈利机构却担任着创新技术应用的关键角色，这种情况是盈利机构追求利益最大化所导致的。盈利机构通过招聘有关人才或利用其他的社会机构对市场经济活动进行充分的评估，在制定盈利方案后，盈利机构为获得更好的人才优势而招聘技术过硬的人才，因此，这些流程可以由相关的盈利机构完成。当创新技术投入使用且帮助盈利机构获得经济效益时，那么就说明该项创新技术体系已经初步建成，并可以很好的投入到林业经济管理应用工作中。

三、3S数字林业技术的应用研究

RS（遥感）是上世纪六十年代兴起的一项综合性的探查技术，人们通过探查地面表层物体对电磁波的反射及其发射的电磁波，提取相关物体的信息，可以完成较远距离识别物体的目标。利用RS技术可以廉价且快速的得到地面表层物体的属性数据和空间位置。在数字林业技术体系的应用中，RS技术被广泛应用于林业经营管理、林业资源调查和林业成图等方面。

数字林业技术体系中，RS技术的应用范围十分广泛，上世纪七十年代，人类开始利用RS图像编制林业绘图，其具有成图迅速的特点，能够大量节约成图所需的物力和人力。利用RS技术进行林业调查采用的主要方法是森林双重、多阶抽样、分层、不等概调查方法；航空相片的数量化蓄积量表方法以及回归估测的调查方法。在利用RS技术开展林业经营管理工作时，其管理内容主要包括林业资源监测、植被分类和土地利用率监测、侵蚀与土地沙化监测、病虫害与森林火灾监测，同时对林业生态进行调研，编制森林土地的合理利用图、木材生产与管理方案。

CIS（地理信息系统）是将各种信息与地理位置有关的图像结合在一起，并应用数据库与图形技术来输出、分析、转换、显示、编辑、存储和采集地理属性数据与地理图形。CIS不但可以为林业调查监控提供丰富数据流，同时还可以分析统计、设计规划、经营管理森林资源。CIS改进了当前森林资源的管理方式，将传统林业资源管理的静态模式转化成动态模式，实现了林业资源的图像与数据一体化管理目标。

GPS 技术在确定林区面积，估算木材量，计算可采伐林木面积，确定原始森林、道路位置，对森林火灾周边测量，寻找水源和测定地区界线等方面，都可发挥其独特的重要作用。在林区中，常规的测量方法很难有效测量林区的各种资源数值，而利用GPS技术，就可以精确的测定出林区面积与位置，能够将林区资源优势充分发挥出来，它可以十分精确的绘制出林区分布示意图，是林区资源统计与测量作业中最主要的应用工具，如果广泛应用GPS技术，能够将林区的社会效益和经济效益充分发挥出来。

总结

积极建设数字林业，有针对性的解决当前我国存在的林业管理问题，及时更新我国林业管理的技术措施。与此同时，数字林业技术在保证林业快速发展的同时，也能够促进社会进步和经济发展，在我国林业经济建设方面发挥着积极作用，因此，创新并积极应用数字林业技术是加强我国林业管理，确保管理有效性和科学性的关键。

参考文献：

[1]郑红，罗为检，刘晓农. 浅谈现代林业建设中信息技术的应用研究与展望――以云南省晋宁县森林资源管理及森林防火系统建设为例[A]. 第二届中国林业学术大会――S3 森林经理与林业信息化的新使命论文集[C]. 2009 .

[2]张旭，李增元，邓广，陈艳，雷振宇，范东璞，杨彦臣. 数字林业平台技术研究与实现[A]. 中国数字农业与农村信息化学术研究研讨会论文集[C]. 2005 .

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Abstract: This article from the "3S" technology, network technology, database technology and application examples of several aspects that the digital land engineering technology and application.

Keywords: network technology; database;

中图分类号： F204 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

数字国土工程包括管理决策、总体规划、信息系统以及动态监测报警等方面内容，不仅是国土资源信息化的表示也是国家经济与社会发展基础信息资源的平台。数字国土工程以国土资源信息化为目标，为国土资源合理利用提供理论依据，促进经济可持续发展。数字国土作为数字地球的一部分，起到发展精准农业逐步走上农业现代化的道路、加强水资源等监护、进行合理开发和利用等重要作用，在我国综合国力持续提升的今天有着重要的意义。

1.1网络技术

网络从产生到高速发展的速度是惊人的，也带动了社会发展的脚步，在数字国土资源的推进中也扮演着不可或缺的角色。因特网速度以十兆、一百兆甚至一千兆接入学校、居民区及办公大厦，速度飞跃发展不仅提高了使用效率也降低了上网费用。各种远程功能和电子商务的普及可以沟通连接在不同地点工作的人们，资源的上传和下载也让更多的资源共享，拓宽了信息来源和散向面，让信息的传递障碍最小化。信息高速公路解决了数字国土资源要求的海量数据传输能力制约的问题，扫清了数字国土工程发展的前期障碍，为数字国土资源发展打下良好基础。

宽带网络是数字国土工程的骨架，担任着各个系统模块和数据库之间的沟通者和联系者，掌握着系统模块的生命线，也通过宽带网络实现向社会服务的功能。

1.2“3S”技术

“3S”技术是对GIS、RS、GPS三种技术的总称。

GIS是Geographic Information System的简称，即为地理信息系统。利用计算机对地理信息进行存储和处理，在计算机软硬件的支持下将繁杂的资源信息与环境参数以空间和地理的坐标划分编码存储，使用时再转换输出，以计算机语言存储信息，实现了人-机交互信息，满足了信息系统的需求。

RS是Remoto Sensing的简称，即为遥感技术。利用飞机、卫星、飞船等载体搭载摄影成像仪，根据光谱的反射特性记录不同地区光谱信息，转换成人类可以读懂的地理信息，进而区分和判定不同信息，完成对信息的分析功能。

GPS是Global Positioning System的简称，即为全球定位系统。该系统由覆盖全球的二十四颗卫星组成卫星系统，以四星定位的方式在地球上任意位置都可以采集该位置的经度、纬度、高度信息，不仅不受采集时间和采集地区的限制，还能够提高效率，是目前先进技术的体现。

三种技术之间可以结合应用，构成GIS\RS、GIS\GPS、RS\GPS集成等。

在数字国土工程应用中以土地管理和灾害防治为例，首先数字国土和卫星遥感技术的结合构建对全省的土地实施动态的监测，包含宏观与微观两个方向，宏观监测是从整体的角度进行总量监测，如大区域耕地、森林、草地等；微观监测是从地块角度进行监测，以一个地块为单位跟踪地块变化，及时反馈监测数据结果，较早发现灾害趋势，做出正确的判断和预案，将灾害造成损失降低到最小。

数字国土工程也可以对农作物的生长状况和水肥条件、生态环境、病虫灾害方面进行规律的信息提取，并针对信息分析判断，提出具体耕作计划，达到提高农田作物的产量与品质的目的。

1.3数据库技术

数据库技术的蓬勃发展也推动了GIS的发展，数据库存储地理数据，并以可视的方式通过地图或者其他界面显示出来，除了应用在地理中也广泛适用于和地理相关的各领域。数据库技术不仅快速处理事物型数据也几乎可以满足所有数据管理的要求，在开发效率和数据处理优化、系统管理简化等方面具有优势，空间地理数据库框架建立在关系型体系结构基础之上，保持了系统的安全性、可靠性、一致性、高性能、快速恢复等诸多优势。

我国国土幅员辽阔，包括陆地、海洋、地上、空中在内的范围都是数据测定的部分。有国土规划、区域地质、矿产资源、环境地质、地球物理、水文地质、海洋地质等数据类型。包含数据图层、文档、影像、数字和其他多媒体数据，由基于数据库之间的软件实现相互联通，数字国土基础数据库包括土地资源数据库、矿产资源数据库、辅助决策数据库和法规标准数据库四方面的内容。

1.4应用举例

一：城市水资源信息系统

水资源信息指城市之中地表水、地下水和各种水利实施。流经市区主要河流的水位、水温、含沙量、流速、流量等各个水情元素动态和非动态的信息数据均包含在系统之内。在调节覆盖区域内的防洪、灌溉、供水、旅游、供电、生态环保等方面发挥重要作用。将管理水平与能力推向科学化和现代化，为水资源的合理利用提供有效参考和技术支持。

二：土地市场交易与评估信息系统

土地市场交易和评估信息作为城市基本土地资源信息的组成部分，是社会信息的一种叠加，能够促进对土地有偿使用的方式流程化和规范化发展。建立各类土地交易的基准价格，通过评估的方式确立价格因子，然后生成整体的城市地价信息图，可以查询区域的土地级别数据，公开土地价格，开发地价评估，预测市场信息变化走向等。使信息的共享逐渐区域完善化，科学的调控土地供应，防止非法的土地交易，使土地的转让、抵押和出租等活动合法化，程序简单化，引导土地使用权进入有形市场公开交易。

结束语

数字国土工程技术的应用要利用新的科学技术成果，从全局角度出发，稳步推进实施，制定切实可行的整体目标和阶段方案，相信在不断的努力和发展中数字国土工程技术的明天会越来越辉煌。

参考文献：

[1]卫树斌，刘波.浅谈数字国土工程技术与应用[J].华北国土资源，2002(27)：323-325.

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【关键词】数字电子 技术 单片机 应用实例

1 数字电子的技术前景

1.1 数字信号

对于电子电路的处理，往往是利用电信号，包括：数字、模拟等信号。所谓数字信号，是指在一定的时间、数值方面，能够进行离散而产生的一些信号。而对于计算机，所传递的那些信号，往往是属于数字化的，相反，对于模拟的信号来说，尤其是在时间和数值上，往往表现出的信号具有连续变化等特点，例如：在电流、电压等方面。

1.2 数字电路

对于数字的电路来说，在进行传递、处理这些数字的信号时，往往形成的是具有电子信号的电路。而在这样的电路下，能够完成一系列信号的过程，即信号的产生、信号的放大、信号的整形、信号的传递、信号的控制、以及信号的存储和计算等。我们在分析、设计数字电路时需要选择一定的工具，往往工具具有的特征是：具有逻辑性的、代数的，这也是组成数字电路的一个根本的单元，而对于电路本身而言，是一个具有逻辑特征的电路。

1.3 数制与代码

对于一个数字电路，其基础是输出和输入的信号作为研究的对象，在其之间存在对应的、逻辑的关系，我们为了分析其主要的作用，往往利用其逻辑性的关系。

在现实中，对于数字设备，往往按照二进制代码来运算、处理的，而对于电子技术来分析，利用二进制数是显得尤为重要，所谓的单片机，是指：把计算机的一个个部件都汇聚到一块芯片之中，这就构成了一个微型的系统。而数字电子技术对于单片机来说，也能够促进其发展。

对于二进制数来说，采用的是两个数码，即零和一，而其基数是二，而技术规律为：“逢二就进一”的原则。在二进制数的各位，其位权是20、21、22……等，而任何一个二进制数，是以其数2为底，作为冥来求和，通过这个数来表示。

除了采用二进制外，在计算机系统中，还使用的是“八进制、十进制 、十六进制”等。往往二进制是用于机器内部来处理数据。而八进制和十六进制不同，是用在书写、程序方面，尤其十进制用来输出运算的结果。

1.4 逻辑代数的基本定律

对于逻辑代数来说，具有以下的规律，即：0-1的规律、交换规律、结合规律、分配规律、互补规律、重叠规律、还原规律、反演规律或者摩根定律、以及吸收规率、隐含规律等。

1.5 数字电路的特点及分类

和模拟电路比较，其数字电路特点比较突出，从以下几个方面来说：

第一、结构简单，能够进行集成化、系列化生产，比较方便，而且成本低，使用方便。

第二、具有抗干扰性强、可靠性高、精确度高、稳定性好等优点。

第三、在处理功能方面较强，除了能实现数值的运算，还实现逻辑运算和判断。

第四、能够进行编程数字电路，很好地实现在各种运算方面的灵活性。

第五、通过数字信号的应用，更方便进行存储、加密、压缩、传输。

2 单片机技术

2.1 单片机的定义

对于单片机的定义，往往是指把计算机的一个个部件都汇集到一块芯片之中，这就组成的一个微型的系统。而单片机的设计，是为了控制其应用而设计的、以及制造其固有的构造，在国际上，也叫微控制器。

2.2 基本结构及特点

在单片机芯片内，往往包括以下几部分：CPU部分、ROM部分、RAM并行I/O部分、串行I/O部分、定时器计数器部分、中断控制系统时钟部分、A/D即模数转换器部分和D/A即数模转换器部分、以及WDT监视定时器等部分。

对于单片机，其特点为：1、功能多。2、品种多。3、占用空间少。4、系统所需器件少。对于单片机的应用，包括4大类：第一类：智能仪器仪表;第二类：在工业方面进行测控的;第三类：在民用方面的是一个具有智能型的电子品;第四类：在设备方面是属于计算机的一个外设及通信的设备。

3 结合数字电子技术与单片机的应用实例

3.1 数字电子钟

20世纪末，随着电子技术的发展，现代电子产品已经出现在社会的各个地方，这样就带动了社会的发展，即社会变得信息化，以及提高了现代电子产品的性能化。

目前，随着单片机的发展，使其变得高性能化、多品种化，这就逐渐转化为CMOS，最终实现了“功率比较低、体积比较小，容量特别大，性能特别高，价格特别低的设备，在电路方面，其具有了内装片的设备。这种技术属于微控的一个技术。而在单片机模块中，最普边的是数字钟的使用。对于数字钟，是利用数字电子技术而实现的，即能进行分秒来计时的装置，这与机械式时钟不同，其准确性和直观性较高。

对于电子钟，往往按照数字电路来进行的，用时、分、秒的数字来显示，属于一个计时的装置，其应用比较广泛，大部分是出现在每个家庭、车站，码头等地方。对于人们的日常生活来看，也是一个必须的、具备的产品。对于数字钟及其扩大应用的研究，这是具有很重要的意义。

3.2 由数字电子钟组成的单片机的选择

在电子时钟里，对于单片机的选择，往往是以AT89c52为核心的，即作为一个电子时钟的硬件部分。在AT89C52片内，往往利用的是FLASH ROM， 在3V的超低压下而运行的。其存储空间具有8KB 的ROM，而在线编程中，随时可以进行擦除，也不会对芯片产生伤害。一旦把AT89C51作为核心部件，就会对芯片产生伤害。

总而言之，在数字电子技术和单片机的发展前提下，对于我们的生活来说，是有了许多的方便。随着单片机在智能化方面的应用，使得该系统变得规模小、功能多，操作简单、造价低、应用广泛。在数字电子技术与单片机的结合使用，使得单片机的技术发展很快，即具有几十年的发展过程。所以，我们研究其发展是有着重要的意义。

参考文献

[1]杨立隆.循环水旋转滤网的改造[J].浙江电力，200I（06）：l1-13.

[2]李松生，陈胜利，郑建涛.EDF 18H 型耐海水二次滤网设计、制造及应用[J].电站辅机，2000（04）：19-21.

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中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012) 05-1033-02

随着现代人对便利程度需求的与日俱增，信息网络技术在世界范围内得到迅猛发展。与此同时，随之而来的副作用也慢慢显现出来。例如，许多作品并没有得到所有者授权，就已经在Internet网络上被一些个人或者团体进行恶意的传播，甚至恶意的破坏。许多网络上的音频、视频作品的版权遭到了严重的侵害。再比如，很多电子商务网站的客户信息也被一些网络黑客进行恶意的盗取，甚至进行违法的金融行为。因此，在网络与计算机技术飞速发展的今天，实施有效的版权保护和信息安全，以保护作品与个人的信息安全，就变成当前一个迫在眉睫的现实问题。

1数字签名简介

进入二十一世纪以来，世界各国的信息产业部门、军事部门甚至政府部门都加强了对信息安全技术的关注与研究，并投入大量精力建立起了较为完善的安全密码体制。例如，Peyravian与Zunic在2000年针对保护式通行码传输(protecting password transmis? sion)与保护式通行码更新(protecting password change)提出了两个方法。Hwang与Yeh在2002年指出Peyravian与Zunic所提出的方法和一般通行码验证方法一样无法抵御通行码猜测攻击(password guessing attack)、服务器欺骗攻击(server spoofing attack)、及窃听服务器资料攻击(server data eavesdropping attack)。Hwang与Yeh为了要抵御上述的三项攻击，也提出了一个基于服务器公钥的改进方法。然而，使用公钥就会需要凭证(certificate)，如此一来会造成额外的负担。然而，除了身份验证及密钥交换协议外，有许多确保安全及提供便利的应用被提出，这就是数字签名(digital signature)技术。

概括的说，数字签名技术就是采用密码学理论中的信息加密方法与技术，借助于某个加密技术中的信息加密与解密算法体制，对要传输或保护的信息报文实施数字签名，以达到在接收端所获取的信息的完整性(integrity)及版权专属(ownership)。数字签名技术的研究早在上个世纪七十年代就已经开始。1976年，两个科学家迪菲和赫尔曼首次提出了数字签名的概念[1]，数字签名技术开始逐渐引起了学术界的广泛重视，吸引了大量学者从事该领域的研究，推动了其规范化的进程。1984年9月，国际ISO组织开始着手为数字签名技术立项，指定由SC20下属的WG2组织来负责制定数字签名的技术标准。之后的几年，数字签名技术得到了数学界、信息学界与计算机界众多学者的广泛关注，使得数字签名技术得到了快速的发展。1988年5月，针对使用Hash函数的数字签名，SC20又提出了一个新的建议草案，即DP9796草案。不仅在美国，在欧洲的一些国家里，也投入了对该研究极大的热忱。世界各国都加紧了自己的数字签名的标准化工作。随着新技术的不断出现，1991年NIST又推出了自己国家的数字签名算法标准，命名为DSA/DSS数字签名算法标准。进入上世纪九十年代，随着信息网络技术的飞速发展和广泛应用，数字签名技术获得了更加广泛的研究和应用。Girault在1991年提出自我验证公钥(self-certified public key)，如此一来，便不再需要额外的凭证[2-3]。这也极大的促进了数字签名技术的发展。在2000年，Shieh等人提出了多个多重数字签名(multisignature)方法，这些多重数字签名方法都是基于一个新的满足了一些行动系统的特殊要求的数字签名方法，且不再需要额外的讯息。不久之后，Hwang及Li指出Shieh等人的方法无法抵御伪造攻击(forgery attack)，且他们宣称仍需要额外的信息来抵御这些特定的攻击。

2数字签名方案分类

按照不同的标准，数字签名技术有不同的分类方式，但目前最广泛采用的还是SC20所给出的分类方案。规定根据SC20的规定，目前的数字签名可以大致分为三类：使用Hash函数的数字签名、带印章的数字签名、以及带影子的数字签名。从信息加密密钥的角度，也可以对数字签名技术进行不同的分类。根据加密密钥和解密密钥之间的关系不同，目前的密码学体制可以分为对称密钥密码和非对称密钥密码体制。相应的，数字签名技术也可以分为两大类：对称加密（单密钥体制）数字签名和不对称加密（公钥密码体制）数字签名。在对称加密数字签名中，数字签名的加密方案是由一组加密变换和一组解密变换组成。信息加密后，可以借助密钥进行解密变换，进而恢复信息。在该方案中最为重要的就是密钥的设计，因为密钥是信息得以保密传输的关键。与此不同，非对称加密数字签名体制是一种保密密钥体制(secret key cryptography)，其含义是：信息无法通过一组加密变换和解密变换得到保护 与恢复，对于每一对加密和解密密钥来说，其双向的恢复都是非常“不容易”的，即难以从解密密钥获得加密密钥，也难以从加密密钥中获得解密密钥。

1976年，斯坦福大学的两位研究人员Diffie和Hellman提出了一种全新的具有不同加密密钥和解密密钥的密码系统，称为非对称加密体制系统，又称公钥体制。在这种系统中，要求每个使用者拥有两个密钥：一个公钥(简称公钥)和一个私有密钥(简称私钥)。当其他用户给某用户发送加密信息的时候，他们使用该用户的公钥；当这个用户需要解密信息的时候，他使用自己的私钥。因此，在这种体制下不可能很轻易地从加密密钥推导出解密密钥。此外，还有一种系统，它采用对称密码算法加密数据文件，而用公钥密码算法来传送对称密码算法所使用的密钥。这样就既能利用对称密码算法的速度，又能有效解决密钥分发问题。与此同时，它能保证每次传送都可由发送方选定不同的密钥进行，更好地保证了数据通信的安全性。它使得普通网络用户采用“强”加密技术保护自己的信息安全成为可能。

对应于这三类系统，目前数字签名方案主要有三种：对称密钥签名，公钥签名和基于消息摘要的数字签名。

3用于数字签名的算法

加密（cryptography）是一套用于加密和解密数据的数学技术，借助于它资料可以被安全的传送，并且无法被未经授权的个人和团体解译[4-5]。加密将算法结合密钥来保护数据，而密钥（key）是指用来加密或解密信息的数值。即使算法是公开的，安全性也不会受到威胁，因为在没有密钥的情况下，数据是无法读取的。换言之，密钥提供了安全性，而不是提供算法，算法只提供了密钥套用的基础架构。

目前，已经发展起来许多著名的加密算法，每一种都支持不同的安全性操作[6]。常用的非对称算法是以RSA算法最为代表。这种算法在一开始的时候产生两个极大的数字（512bit~或更大），我们称之为密钥对（公钥与私钥）。私钥由使用者保存，公钥由第三人机构留存或由特定第三者签署凭证，当签署者以私钥对电子文件作加密（签署）后，可透过第三者机构所留存的公钥对签章加以验证，以确认是由签署者所签署，达到不可否认性。除了使用非对称算法之外，还会使用到哈希（Hash）算法[7]，这种算法可以将大量的数据以极少的字节来表示，且无法预知在何种数据的情况下会产生同样的哈希值，以达成数据完整性。表1列出了几种著名的加密算法：

表1几种著名的加密算法

4数字证书与PKI

目前我们最常使用的电子文件签章方式是以PKI（Public Key Infrastructure）技术为基础的数字签名方式[8]。PKI是通过包括由私钥及公钥组成的在线安全机制，借助加解密且不使用同一把钥匙，可确保网络上信息流传输过程中的安全；其中公钥是公开的，而私钥则由使用者持有保管。这一对密钥其中一把对数据进行加密后透过网络进行传输，使得在传输过程中一旦数据被窃取时，窃取者仍无法轻易将数据进行解读；另一支密钥则作为解密用途，以获得原始资料内容。这二把钥匙皆由几何方法产生一定位长度（如64、128 bit），确保被破解的难度，依安全程度不同，目前私钥储存型态或方式有：计算机软硬盘、IC卡、智能卡（Smart Card）等组件。

公钥基础设施被视为现阶段网络交易最安全的一种方式，它是以公钥密码学技术为基础而衍生的架构，在电子数据通过网络传递与交换过程中，提供电子数据身分的确认性、数据的完整性、交易的不可否认性、数据的隐密性等信息安全应具备的四大需求功能。

除了公私钥技术之外，PKI最重要的核心为凭证中心CA（Certification Authority），CA必须是一个公正的第三者（包括政府、银行、一般法人等）来成立，公钥透过CA来进行认证，私钥则由交易双方中的一方向另一方提出要求取得，不得分享第三者。CA所进行的认证程序就如同在国内，不管是政府或私人企业向户政事务所申请印鉴证明，使用在不动产交易契约及字据等重要事项。在网络交易环境里，也必须建立类似签名或盖章的信赖机制，数字签名技术构建的电子认证机制，可以提供类似网络身份证或电子印鉴的功能，满足网络交易所需的身份鉴别、数据防伪及不可否认等安全需求。

参考文献：

[1] Diffie W,Hellman M.New Directions in Cryptography[J].IEEE Transactions on Information Theory,1976,22:644-654.

[2] Michael Myers,Rich Ankney,Ambarish Malpani,Slava Galperin,and Carlisle Adams.X.509 Internet Public Key Infrastructure Online Cer? tificate Status ProtocolOCSP[C].IETF RFC 2560,June 1999.ietf. org/rfc/ rfc2560.txt.

[3] Satoshi Koga,Kouichi Sakurai.A Distributed Online Certificate Status Protocol with a Single Public Key[C].PKC 2004,LNCS 2947, pp.389-401.

[4]郑羽.加密与解密实践入门[M].北京:电子工业出版社,2006.

[5] Atul Kahate.密码学与网络安全[M].北京:清华大学出版社,2005.

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中图分类号： P901 文献标识码： A 文章编号：

从人类文明的诞生开始，人们在千百年的自然环境中寻求自然的真理，探索自然的奥秘。席地而居、入洞为室，人类的居住空间不断的发生了变化。如今我们居住的星球，这个有限的空间不仅在只是一个遮风避雨，繁衍子孙的场所这么简单，它更多的是容纳我们人类赖以生存的伙伴。这个生存空间容纳了我们多彩的生活，是人类工作之余精神休憩的良好场所。生活本来是多元且复杂的，随着世纪经济的发展，物质基础已经不能满足人们对高品质的居住环境的需求。景观设计和建设不能准确把握地域人文特质，实现景观特有性，多样性、舒适性的环境需求。如何运用及整合新的设计表现手段来解决景观设计中的不足以成为景观设计行业的一道新难题。“数字景观”采用高仿真模型系统与计算机软硬件系统相结合的工作模式，根据人机结合的方式指导并检验设计项目。这一系统不仅要通过设计师、规划师及决策者从视觉上对设计项目进行检测，同时，还需要采取计算机数据分析处理的形式得出最终检测报告。对设计规划项目的可操作性、与周围环境的协调性、设计项目建造尺度、比例、色彩搭配等方面具有强大的现实指导意义。

1数字景观技术

20世纪以来，伴随着科技的进步发展，计算机信息得到了广泛的的推广。计算机网络在我们的生活中扮演着至关重要的角色。21世纪的今天，我们生活在充满信息资源的世界，计算机网络已经成了人们相互联系的密切工具了。CUDI国际城市发展GIS空间运行模型研究院认为城市人与地的关系系统的数字化是城市的信息化的实质，它为了使城市的既能能更好的发挥其作用，便以人为本，通过城市信息化来体现城市的运作系统，将城市中的人与地亲密的结合在一起，实现了系统的优化性。信息数字化在景观设计过程中产生了重大变革，人机交流、数字模型创建、多媒体表现。核心的理念是用数字化的手段来处理景观设计过程中呈现的问题，从而达到优化资源的分布及利用，通过对海量地理数据的获取，实现其多分辨率、及三维图对环境的描述，以此来支持和改善和提高人类的生活质量。同时，设计本身则又多了一门表现的语言。新一轮的设计思潮更注重的是生态应用,结构更合理，新材料的融入，能源的节约。艺术与技术的结合，能产生意想不到的效果。景观数字化将通过虚拟现实、参数化控制、生态模拟，遥感监控等技术的有机的整合,并开发和应用数据库对设计进行评估，规避设计风险，节约资源，实现可持续发展。这对于实现数字化的识别及重现有着莫大的作用。居住区环境景观的构成可分为自然要素和人工要素，自然要素包括构成居住区原生景观的树木、绿地、河流、地形地貌等。人工要素是居住区景观的主要构成要素，包括广场、道路、铺装、水体、雕塑、凉棚、座椅、灯光、果皮箱等等。对设计师而言，是对居住区住宅周围或住宅和住宅之间环境要素的整体考虑和设计在现在的科学领域阶段，信息源会产生较多种类的信息数据，人的力量还不足以对这些数据进行分析。由于没有专业有效的数据分析手段，许多的数据资料被浪费，这对科学研究来说，是一笔很大的损失。计算机技术在现在的景观设计过程中，扮演着越来越重要的角色。可视化数字技术是计算机技术中的佼佼者，对于景观设计与表达发挥了极大的作用，使景观设计走向一个新阶段。可视化（Vi sualization)是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计等多个领域，成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系列M题的综合技术。景观环境模拟由场地三位景观空间的构建始，集中在地形、植被、水体、建筑和空气等景观要素的模拟与仿真逐步深化到场地的四位景观(景观的日变化、季相和景观的多年变化的动态研究)，在此基础上对景观规划要素进行叠加，预测景观的作用特种系列和后效特征。对景观系统进行模拟与仿真，研究景观各种因素相互间的作用规律和作用过程，同对景观发展演变趋势进行预测研究。景观要素的模拟。景观设计中，常用制作三维模型的软件为3ds Max、Sketchup、ylcad、Rhino等。它可以对设计对植物、水体、地形、建筑、园林小品、动物等想法进行实现。这些工具使得设计师的想法不再存在于我们的脑海中，而是以更加直观的方式出现在了我们的眼前，它更具多视角、多逼真，同时能对细部进行更加深刻的描绘。它现在已经是设计们创意表达和引导的好帮手。在现代技术应用下的景观创意与规划思想表达充分发挥人的主观能动性，而规划过程则变得更加客观和科学。

2 数字景观技术与城市发展的影响

我们现在都倡导和谐社会，人与自然的关系犹如毛与皮，人皮之不存，毛将焉附？人类赖以生存的地球正在遭受严重的生态破坏。据调查，目前有十大环境因素困扰着地球：二氧化硫排放过度；全球生物多样性减少；酸雨快速蔓延；全球森林面积锐减；土地荒漠化加剧：大气污染日益严重；城市污水污染率加重等。这些污染使得地球的“自净能力”和“自卫能力”大大降低，从陆地到水下的生物都遭到了严重的破坏，人类活动，有利也有弊，若不能做好环境资源的保护，反过来对人类的生产、生活和生存也会产生危害的作用。其中，全球气候变暖给地球带来了严重的后果，例如：南极冰雪受热融化，海平面升高，直接威胁着沿海国家以及世界上30多个海岛国家的生存和发展。我国目前也承受环境污染和生态恶化所带来的危害。多数城市空气污染超标，年酸雨量增加，荒漠化扩张的势头日益加剧。为了生存，为了脱贫致富，长期以来，滥垦、滥樵、滥牧等加重了本就十分脆弱的生态负担，导致水蚀、风蚀加剧，形成恶性循环。生态环境的保护，仅仅依靠环境保护领域来解决是远远不够的，唯有全方位的综合生态环境整治才是根本出路。在进行居住区环境景观设计时，需要考虑到的因素有：居住区的地理特征、地域文化背景和居住区周边环境状况，以及居民的习惯和喜好，从而达到居住区的风格与环境相协调。现在有许多人引用欧洲的建筑几何对称、开阔、壮观的风格。国内出现了欧陆风格、草坪风格等风格的住宅小区。许多人甚至不懈追求西方皇家园林的豪华气派，如洛可可庭园、多利亚宫廷园林等园林风格，还有那些欧式罗马住宅、欧式喷泉等等。居住环境中可以适当参考国内外居住区环境景观的一些特点，针对有特别需要的人群适当营造一些欧式居住环境，可以丰富我们的居住区风格样式，满足多元化的居民审美需求。但是不应追求极端的“风气”和“时尚”。例如，欧式的园林中运用了过多的中国园林式风格，中国园林式风格中融入了过多的欧陆风格，就形成了“四不像”工程，现代许多富家人群追求豪华，但又想中国式风格，所以在未调查环境特点与当地风特殊时就沿用一些前卫的设计方案，造成了许多啼笑皆非的案例，此处就不多赘述。设计师在设计的过程中需要将地域文化与居住区的环境进行详细的调查后方可给出可实操的方案，以免造成风格与环境不相协调的设计作品。现在有许多居住区的风格注重绿林草地，但却忽视了乔、灌、草复层植物生态群落需要进行合理的营造，致使居住区的生态植被结构单一，生态效率低下，并且在遮荫与透光、扩大绿地面积与营造活动空间、围和与通透等矛盾冲突未被解决。而且，大面积草坪的养护需越是要付出昂贵的费用。很多人认为生态居住区就是有绿化面积越大，就越显得“生态”，生态效率就越高。从而引起了越来越多的人则更重视居住区的绿化，开发商也顺应了这种潮流，掀起了居住区绿化热的现象，大量盲目追求绿化效果和绿化率。一些设计师本以为超大的绿地面积能给人带来恢弘的气势，但却南苑被，这些设计作品被冠以单调、乏味之名。同过大的绿化率不仅占用居住区内其他功能用地，还会增加居民的物业支，与生态居住区节约能源和资源的要求截然相反。

3 结束语

作为未来的城市规划设计师，我们要为今后的城市环境深思，在地球环境日益恶化的今天，以我们微薄的知识去做一点切实的改变，为全球的生态环境和子孙后代的资源共享献出微薄的力量，在可持续发展的道路上，我们还需不断努力探索。

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中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)24-6029-03

The Application and Research of Digital Technology in Civil Aircraft Design

LIU Ning

(Shanghai Aircraft Design and Research Institute, Shanghai 200232, China)

Abstract: To analyze digital technology in respect of virtual reality, three-dimensional modeling, visualized post-processing, digitalized management platform. The development of computer digital technology brings new research method and way of working to the progress of design, technology demonstration and marketing. It also brings the process rationality, humanity and efficiency. Civil aircraft, as the representative of the high-end product, shows the future of the technology development. The greatest value of civil aircraft is marketing promotion, recognition and reputation by customs and clients. These are the keys to improve the international competitiveness of China.

Key words: civil aircraft design; digital technology; virtual reality; three-dimensional modeling; visualized post-processing; digital graphic art and design

1 数字化技术的定义

数字化技术指在一定的硬件基础上，通过计算机软件的运算方式来实现产品的设计研发、可视化术分析、虚拟产品展示等过程。这种过程可以简单称之为数字化技术。数字化技术以其丰富全面的功能在航空航天、科技、制造、多媒体等领域中得到了广泛的应用。

2 国内外航空业数字化技术的发展

2.1 国外数字化发展现状

国外数字化技术是随着信息技术、互联网技术、计算机硬件技术、CAD/CAE/CAM等技术的发展而逐渐发展起来。它主要以产品的数字化设计、协同平台管理、虚拟现实等技术为主要标志，促进了传统工作模式到数字化工作模式的根本性转变。随着产品制造模式的变化，这种工作模式在国外民机设计领域也得到了广泛的应用，极大提高了工作效率，节省了人力成本和硬件成本。

2.2 国内数字化发展现状

国内航空业近年逐渐开始应用数字化技术，经过近数年的努力取得了显著成效,集中体现在以下几个方面：

1）虚拟现实技术：利用数字化技术实现三维模型的可视化、建立数字样机。在详细设计阶段进行结构件和部分系统件的三维数字模型、预装配、干涉检查与运动模拟效果，并利用渲染技术体现了产品的外形轮廓、材质的表达、环境的渲染等。模拟效果逼真。

3）数字化管理平台：绝大多数飞机制造企业引进了产品数据管理（PDM）平台。部分企业还制定了数字化设计/制造管理标准。

4）在数字化技术推广应用：各航空企业对数字化设备均有着较大的投入，从整个行业来看，数字化类固定资产已占到固定资产原值的三分之一以上；工作站、服务器已达几千台；CAD等各类软件已达千余套；数控设备五百余台；产品数据管理（PDM）终端用户超过500个。

5）以数字化技术为前提的数字化艺术：利用三维设计软件(如Pro Engineer、Caxa、Alias studio、Maya等)，展示了优美的飞机外形、优雅的飞行姿态、美观的喷涂设计等。利用三维软件结合虚拟现实软件(如Division Mockup)对飞机的内部结构、管路、电气等的设计情况进行分析、利用数字化平面设计软件展现飞机舒适的内饰环境和美轮美奂的灯光效果等。这种全新的视觉效果对飞机的宣传工作都起到了至关重要的作用。

3 虚拟现实技术

3.1 虚拟现实技术的定义

虚拟现实技术是近年信息技术迅速发展的产物, 是一种创建和体验虚拟世界的计算机系统。它通过计算机硬件和软件系统共同实现。虚拟现实是在虚拟的数字空间中模拟现实世界中的事物,这是现实世界的事物在数字空间中的可视化和感官化的表现。

3.2 虚拟现实技术的特点

1）Immersion（沉浸感）、Interaction（交互性）：对于产品展示，传统表现模式无疑受到了空间和时间的条件的束缚。而想要在真实产品前就可以评估其设计的合理性，需要的时间和人力成本将是十分巨大的，而虚拟展示设计具有感官上的真实性的特点。一个受测试者置身其中，通过操作一定的设备如手套、头盔、立体眼镜等，不仅能获得身临其境的感觉，而且其交互性使用户有着强烈的主动式的体验。在人工虚拟建成的数字世界中，用户的得到了类似置身实际场景的真实体验。

2）准确性：虚拟的展示设计一般通过纯数字化、模型化、图表化的来展示。依托于数据生成的模型、数据结果保证了可视化结果的准确性。各相关领域的专业人员通过行业认可的计算手段进行数据计算、分析。通过可视化分析结果，分析产品设计的合理性。例如飞机模型展示、模拟装配、场景展示，使研发工作人员及市场研究人员对飞机的设计的进展情况有着充分的了解，可以做到及时发现问题，解决问题。为设计人员节省了繁琐的人工劳动。

3.3 虚拟现实技术发展趋势

如今，虚拟现实技术的发展成为数字技术发展最为迅速的领域之一，也是目前信息技术产业的热点之一。全世界很多发达国家虚拟现实技术在很多行业都得到了广泛的应用并取得了很大的发展，给企业带来了良好的社会效益和经济效益。未来，虚拟现实技术将从借助外部设备式的被动立体实现裸眼式的主动立体，效果将更加逼真、运算过程更加迅速；利用全球协作，将轻松做到分地实时渲染、数据同步更新。目前已有国内航空企业开始使用虚拟现实技术进行研发设计、技术分析。如Division Mockup。

4 数字化三维建模技术

4.1 数字化建模技术定义

基于数字化模型的建模技术是由专业人员通过使用专业CAD/CAE/CAM技术的应用，运用计算机图形学、几何学以及自身的专业知识，搭建出物体的三维模型。三维建模技术给工程设计领域带来了根本性的变革，帮助设计师从传统的、枯燥的绘图方式中解脱出来，设计师可以不再花费大量的时间和精力去测量模型的尺寸、公差等设计特征本身，更好的理解和观察设计对象，优化产品设计。

4.2 数字化建模的原理

三维设计软件模块众多，覆盖面广泛，软件功能强大，界面友好、操作方便。软件提供最基本的单元几何造型模型库，如球体、圆柱、圆锥等。创立简单的零件，可通过对其结构进行分析，将其分解成若干基本体，再对基本体进行三维实体造型，之后再对其进行交、并、差等布尔运算，便可得出零件的三维实体模型。对于较复杂的图形，软件提供草图工具，设计人员可以通过它先勾勒出截面，再拉伸出较复杂的几何形体。为了满足人们不断提高的审美要求，目前主要流行的几款三维设计软件基本都提供面片模块，该模块为设计人员提供了非常方便的曲面设计工具。对于具有大块曲面的零件，设计师可以方便地对单个面或片体进行变形处理，以达到需要的曲面。

4.3 数字化建模的应用

三维数字化模型可以更准确地对产品的数据进行定义，帮助相关专业人员对产品设计进行评估，并行地完成相关工作。更重要的是三维数字模型可以实现产品信息的数字量传递，直接作为制造加工的依据。

如今的航空领域，数字化技术中的建模技术已经应用的非常广泛。利用CAD软件，飞机的设计完全可以实现无纸化设计。为民机研发设计人员提供了极大的方便。

三维数字化模型同样可以与虚拟现实技术相结合，它是产品设计过程中最基本、最重要的工作之一。如图1、图2所示。

5 工程可视化后处理软件

5.1 可视化后处理软件

目前在航空领域可视化后处理软件有很多。其中Ensight为其中之一，它是一套适用于各种工程和科学的后处理与计算结果可视化与协同软件。在工业、科研、产品设计等领域应用广泛。可支持各种类型的工程分析数据。全球众多工程师、科学家及科研工作者都使用其来查看、理解、交流各种计算机处理数据结果。可处理百万甚至上亿的结点单元，具有并行处理与渲染的优势，并支持VR 系统环境以及实时协同等功能。通过Ensight可以将模拟计算飞机各种运算的数据进行可视化。

5.2 可视化后处理软件的特点

1）支持图形质量和输出选择

2）动画功能

3）不限制的脚本实现批处理模式

4）虚拟现实的功适合演示

5）深度的右键单击选项，能够交互操作视图

5.3 可视化后处理软件的应用

可视化后处理软件在航空业的起步较晚，在汽车行业，后处理软件已较多的运动在气动外形分析、动力分析等方面。国内航空业已有企业利用可视化后处理软件对飞机设计的进行计算、分析（如图4）。今后可视化后处理软件将越来越多的应用航空领域。

6 数字化管理平台

目前国内航空业主流的数字化平台品包括PTC公司和法国Dassault Systemes公司的PLM系统。其中美国PTC公司的产品是基于Windchill内核技术，该平台的主要作用是管理飞机产品数据及流程，用于进行主制造商与供应商之间有实现在线协同设计等，该公司具备多年丰富的技术积淀和航空领域项目实施经验，全球很多航空企业是其合作伙伴。VPM是基于ENOVIA技术，用于管理飞机初步设计阶段的数模，与CATIA的无缝集成，是其在全球航空领域得到广泛应用的重要因素之一。

达索为各种企业提供电子商务解决方案，帮助企业实施数字化战略。ENOVIA专注于帮助企业管理数字化产品、流程和资源的综合性模型、协作模型及分布式模型。其核心优势主要是在数字化制造解决方案，不仅仅提供了生产过程的仿真，同时还提供了车间和生产线的仿真，人机工程等。

6.1 PLM产品的发展趋势

1）进一步和CAD/CAM集成实现数字化生命周期管理；2）贯穿从市场开发到后续产品运维的整个产品生命周期管理；3）进一步加强PLM产品研发和SCM供应链管理两大核心业务的集成和协同；4）真正的将前端的市场和产品规划，组合计划过程和后续的产品研发集成起来。

7 数字化平面艺术

如今，数字化技术越来越广泛的被运用在平面设计上，电子数码产品、多媒体产业、电子信息处理系统成为新技术的核心，平面设计成为数字化革命的实验田之一。数字化的平面技术带了艺术形式的新的表达形式，产生了数字化的平面艺术。

在航空领域飞机的外观和内饰中，平面设计已经是不可或缺的一部分，飞机的外观形象在飞机的宣传和销售过程中其实是非常重要的，国内以往整体效果偏向保守稳重，而近年国内民机的飞机喷涂有了新的变化，如上海世博会期间东航公司的“世博号”喷涂，积极的运用了新颖的图案设计元素，给飞机的整体外观注入了新的活力。国内某支线客机的蓝色图案和红色彩虹主题图案，也分别象征了该型号飞机的大气和活力。给我国自主研发的飞机的宣传起到了积极的作用。内饰方面，国产大型客机展示样机也同样大量的运用了平面设计元素。结合了中国祥云、龙的传统元素，搭配大气端庄的色彩，大型客机展示样机在2010年亮相珠海航展时，得到了国内外一致的好评。

8 结论

数字化技术的应用，为飞机的研制提供高效可靠的设计手段；提高了飞机设计的可靠性和可维护性；通过有效的平台管理，确保了研制过程的高效化、无纸化、保证了数据源的唯一；设计过程清晰可追溯，便于协调；通过工程可视化和后处理软件，测试产品零件的合理性，减少零件间的干涉；减少了因为设计不合理所造成的设计更改，缩短新机研制周期，节省飞机的研制成本；展现了飞机外观内饰的美学设计，提高了飞机的国内外知名度。

因此，数字化技术将有助于我国民机事业的发展。飞机的研发和制造是一项复杂庞大的系统工程，在技术上，未来飞机研制的趋势将更多地运用数字化技术为之服务。在人力上，掌握数字化技术的人才将为飞机设计的研制周期、质量、安全性带来保证。

参考文献：

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[2] 潘云鹤,孙守迁.数字化艺术与设计研究进展[C].杭州:第五届国际CAID&CD会议,2003.

篇（10）

随着国家经济的快速增长，城镇建设的步伐越来越快，相对应的土地利用价值越来越高，怎样提高土地的综合利用率，是政府迫切要求解决的问题。而地籍测量工作的展开，对地籍图的要求也越来越高。地籍测量的工作需要采集大量的数据以及绘制大量的地籍图等，工作繁复复杂，而按照常规的测算方式，想要达到现如今的要求标准，变得非常的困难。随着科学技术的发展，走向数字化与自动化的地籍测量已经成为时代的必然，由于数字地籍图的地籍信息能够完整地覆盖每一个区域，在所形成的地图上详细的标记了每块土地及其附着物的基本情况，所以它不但实现了土地的经济价值，还为政府部门做各项宏观决策提供了基础的资料和科学的依据。

1.现代地籍测绘技术的基本情况

数字化地籍测量是依据计算机为平台，用先进的数字化采集设备采集基本的地籍测量数据，然后将数据输入计算机里，然后在数据处理软件和绘图软件的使用下自动生成地籍图。现代测绘技术是运用到地籍测量中的一些先进的技术和方法，它是融地籍测量外业、内业于一体的综合性作业系统。其最大优点就是在完成地籍测量的同时可建立地籍数据库，并通过一定的途径建立地籍管理系统，为完成“数字国土”工程、实现电子政务和现代地籍管理奠定基础。现代地籍测绘主要是采用自动采集地籍要素的方式，利用全站仪、计算机或PDA采集地籍要素，传输到计算机上，运用专用的地籍数据处理软件，对其进行分析、整理、编辑和入库。

由于采用的是高科技在野外采集初级数据，不经过人工，自动记录存储，并可直接传输给计算机进行处理、绘制地图，不但提高了工作效率，而且有利于以后的信息修补变更工作。另外数字化地籍测量的精度主要取决于最初对采点和地面建筑物的数据采集精度，而其他方面都是通过计算机来进行数据的处理、面积的统计、以及自动绘图等，其误差对地籍测量成果的影响都很小。在成图以后的修改变更时，因为要对所有的构筑物和建筑物依附物进行全面的调绘，所以根据已绘成图的部分进行全面的检查，错误部分就可彻底纠正。而且在修正的过程中，对原有地籍图中的各个部分也进行了自动的测试，从而更正了其中的错误部分。

此外数字化地籍图提供了完整的地形特点以及使用情况，可以使政府相关部门在做出城市发展规划的时候，有切实可靠的信息来做为依据，防止规划的无序性，使其更加科学性，速度化。而且能对城市发展、环境保护以及各个投资项目等方面做出正确的决策。

2.数字摄影测量与遥感模式

应用数字摄影测量与遥感模式进行地籍测量前景非常广阔。随着航空航天影像信息获取手段朝着多平台、多时相、多传感器、高分辨率、高光谱和快速机动的方向发展，高分辨率卫星遥感影像将成为地理空间信息获取与更新的主要数据源，以激光测距系统（LIDAR）、激光成像雷达、双天线SAR系统、数字摄像机、GPS/INS为主体的机载三维数字摄影测量系统等多种数据获取手段的迅速发展，不但能完成地籍线划图的测绘，还可以得到各种专题的地籍图，同时利用卫星遥感进行地籍资源调查和地籍利用动态监测，为快速及时的变更地籍测量作好参照。由于地籍测量的精度要求较高，数字摄影测量主要以大比例尺航空像片为数据采集对象，利用该技术在航片上采集地籍数据，其控制点和目标点主要采用航测区域网法和光束法进行平差，即所谓的空三加密，进而通过专有数字摄影测量的数据处理软件，完成地籍测量的内外业。

数字摄影测量与模式得到的地籍图信息丰富，实时性强，既具有线划地图的几何特征，又具有数字直观、易读的特性；地籍图上的界址点完善。不受通视条件的限制；除要用GPS像控和地籍权属调查外，大部分工作均是在内业中完成，既减轻了劳动强度，又提高了工作效率，是一种广有前途的地籍测量模式。

3.RTK技术应用于地籍控制测量

RTK技术采用差分GPS三类（位置差分、伪距差分和相位差分）中的相位差分。这三类差分方式都是由基准站发送改正数，由流动站接收并对其测量结果进行改正，以获得精确的定位结果，所不同的是发送改正数的具体内容不一样，其差分定位精度也不同。前两类定位误差的相关性会随基准站与流动站的空间距离的增加其定位精度迅速降低，故RTK采用第三种方法。地籍控制测量的精度是以界址点的精度和地籍图的精度为依据而指定的。根据《地籍测绘规范》规定，地籍控制点相对起算点中误差不超过±0.05米。由于地籍图根控制点密度是根据界址点位置及其密度决定的，城镇地区城区控制点的密度一般为每隔100-200M一点，郊区或建筑稀疏区地籍控制点的密度一般为每隔200-400M一点，因此应用RTK技术测绘控制点，效率非常高。

4.GPS RTK应用于地籍细部测量

GPS RTK （Real Time Kinematic，实时动态）技术是在GPS基础上发展起来的，能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果，并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的GPS定位测量方式，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图、各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。

地籍细部测量是地籍调要组成部分，目的是真实准确测定每宗地籍的权属界址点、线、位置、形状、数量等各项地籍要素。地籍调查规程要求，地籍平面控制测量基础上的地籍细部测量，对于城镇街坊界址点及街坊内明显的界址点间距允许误差为10cm，城镇街坊内部隐蔽界址点及村庄内部界址点间距允许误差为15cm。界址点测量是地籍测量的核心，其精度直接影响地籍调查成果质量，准确的测定界址点是管理地籍产权的基本保证，GPS RTK技术标准完全能够保证其精度要求，在适合布设GPS点的开阔测区优先使用RTK技术，能够提供工作效率，节约时间。对于影响GPS卫星信号接收的遮蔽地带，可以用全站仪、测距仪等测量工具，采用解析交会法、极坐标法、图解交会法等进行地籍勘丈，有利于加快地籍细部测量进度，城镇地籍调查规程规定的精度要求如表2所示，界址点对邻近图根点点位误差系指用解析法勘丈界址点应满足的精度要求，界址点间距允许误差及界址点与邻近地物点关系距离允许误差系指各种方法勘丈界址点应满足的精度要求。

5.结语

随着现代测绘技术的发展，高精度、高效率的新型测绘仪器的出现，地籍测量与现代测绘新技术的结合逐渐紧密，地籍测量的仪器和方法都有了较大的改变。传统的地籍测量手段已经难以满足实际工作的需要，现代测绘技术和方法在地籍测量中正发挥着巨大作用。数字化测绘技术带来的测绘技术的革命化变化，具有更加精确、更加高效的测绘能力，是测绘技术在信息化时代进行自我完善的一种表现。随着信息技术和地理信息技术的发展，以及社会经济发展需求的变化，测绘事业正在向测绘地理信息事业转型发展，从生产型向服务型、应用型转变。

参考文献：