数字化技术汇总十篇

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化技术范例，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）

中图分类号：U673 文献标识码：A

1.什么是船舶建造数字化

船舶建造数字化是以数据处理、图形图像、虚拟现实、数据库、网络通信、数字控制等数字化技术为基础，将数字化技术全面应用于船舶的产品开发、设计、制造、管理、经营和决策的全过程，使船舶产品的设计和生产向着自动化、精细化、柔性化、智能化的方向发展。通过数字化技术与现代管理思想和先进工程方法的融合，形成船舶制造业信息化的完整体系，实现对造船业的信息化改造，使得造船企业全面提升产品的研发、生产能力，降低生产成本，缩短设计、生产周期，提高产品质量。

2.船舶建造数字化技术的内涵

船舶建造数字化技术主要体现在如下3个方面：

2.1 CAX（计算机辅助技术）

CAX（计算机辅助技术）是CAD（计算机辅助设计）、CAE（计算机辅助工程）、CAM（计算机辅助制造）和CAPP（计算机辅助工艺计划）的统称。

（1）CAD（计算机辅助设计）指在计算机及可视化设备为基础的专业化计算机系统的支持下，帮助设计人员进行设计工作。可以在CAD系统的辅助下完成从合同设计开始的一系列设计工作，建立产品数字模型，进行工程计算和分析，生成和绘制工程图，生成物料清单等。

（2）CAE（计算机辅助工程）是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。

（3）CAM（计算机辅助制造）是将计算机应用于生产制造的过程或系统，其核心是计算机数值控制（简称数控NC）。有狭义和广义两个概念。CAM的狭义概念指的是数控，包括数控机床、数控加工中心、数控生产流水线、数控火焰或等离子切割、激光束加工、自动绘图仪、焊机、机器人等；广义概念还包括制造活动中与物流有关的所有过程（加工、装配、检验、存贮、输送）的监视、控制和管理。

（4）CAPP（计算机辅助工艺计划）是通过计算机进行产品加工的工艺路线制定、工序设计、加工方法选择、工时定额计算，包括工装、夹具设计、刀具和切削用量选择等，生成必要的工艺卡和工艺文件等。CAPP是连接产品设计CAD信息和加工制造CAM信息之间工艺信息的桥梁，是生成各种加工制造，管理信息的重要环节。

2.2 企业业务技术过程与信息管理

通常包括PDM/PLM/ERP/MES/CIMS等。即产品数据管理PDM、产品生命周期管理PLM、企业资源计划ERP、制造执行系统MES、计算机集成制造系统CIMS等。它们通过信息技术与现代管理理念的融合，使人、资源、技术、管理等要素有机地结合起来，从而实现设计及生产过程管理的精细化和企业资源利用的优化。

2.3 数字化装备

软硬件相结合的数字化装备，如NC（数控设备）、FMS（柔性制造系统）、Robot（机器人）等通过数字控制形成的生产自动化装备。这些设备通过离散的数字信息控制设备或传动装置的运行，实现生产加工的自动化。

3.船舶建造数字化技术的发展历程

3.1 单项技术的企业部门级应用阶段

该阶段主要是单项技术，如数值计算技术、CAD/CAE/CAM技术、数控技术以及各种部门级的管理信息系统，如财务、人事、OA、物资等管理系统在企业部门的局部范围内的应用。部门级数字化技术的应用作为一种技术手段对提高设计和生产效率、提高产品质量发挥着重要作用。

3.2 企业内综合应用集成阶段

这一阶段是由企业内的信息集成、过程集成到应用集成。通过信息集成保证了系统间信息的一致性，通过应用集成使企业内部的各种信息系统组成了一个有机的整体，大幅提高了数字化技术应用的整体效益，使得企业设计、生产、经营、管理的各种业务活动得以协调运行，大大提高了企业的生产能力。

3.3 企业间的应用集成阶段

由于互联网技术的快速发展，促使电子商务、供应链管理、协同设计、敏捷制造等一些基于互联网技术的新型管理思想和管理方法得以实施，使得船舶这种具有大量配套设施的高度复杂产品的制造能够实现跨地域的专业化企业间的协同运作，使产品能够快速地、柔性地应对用户的需求。

自20世纪60年代末将计算机用于船舶线型放样开始，我国船舶行业信息化已历经40多年，国内造船业经过不懈的努力，使得造船数字化技术已逐步渗透到造船业价值链的每一个环节，引进或自主开发了各种各样的信息系统，已广泛应用于船舶设计、建造和管理过程中。国内一些骨干造船企业和研究院所已开始引进虚拟仿真技术，开展船舶和海洋工程的产品虚拟设计和建造过程模拟等研究。

4.船舶建造数字化技术体系

制造业数字化技术是以现代设计制造的工程方法和先进制造理论为依据，以数字化技术为手段，面向产品全生命周期，理论方法与应用技术相结合的一个复杂的技术体系。

4.1 现代制造理论与数字化技术基础

主要有计算机集成制造、并行工程、精益生产、敏捷制造、大批量定制等现代制造理论，以及建模技术、仿真技术、优化技术、集成技术等数字化技术紧密结合，形成了其技术理论基础。

4.2 数字化基础环境

主要包括计算机系统及系统软件、数据库管理系统及相关技术、网络系统及相关技术、信息安全体系、信息标准化体系等。

4.3 数字化产品开发设计技术

主要包括产品需求分析、设计开发、生产制造等各个阶段中，为分析和解决产品设计和制造过程中的各种问题而提供的数字化的技术方法和应用工具，如单项应用技术CAD、CAE、CAM、VR等，过程管理和集成平台PDM、仿真及优化应用等。

4.4 数字化制造技术

主要有数字化生产计划与制造执行控制、数字化工艺过程、数字化装备、数字化制造单元、基于数字化的生产系统综合集成等。

4.5 数字化管理技术

主要包括现代企业管理模式、集成化管理与决策信息系统、企业资源计划与管理系统、企业生产项目管理系统、企业间协作的供应链管理与电子商务技术、企业质量管理的相关技术及企业管理系统的应用实施过程及方法等。

船舶建造数字化技术是制造业数字化技术针对船舶制造的特点和具体要求的实际应用。船舶建造数字化技术体系包括现代制造与数字化技术基础、船舶产品的数字化设计技术、数字化制造技术、数字化管理技术和一体化集成技术，此外，还有数字化基础支撑环境与相关技术等。

（1）船舶产品数字化设计技术以三维建模技术、数值计算技术、CAD、PDM、并行协同技术等数字化技术为基础，按照船舶设计不同阶段及不同专业的规范和技术要求，形成船舶各设计阶段的数字化技术。

（2）船舶产品数字化制造技术以MES、CAPP、NC、过程仿真等数字化技术为基础，根据现代造船模式的要求，形成制造执行层面的船舶数字化制造技术。

（3）船舶产品数字化管理技术则是将制造业先进的管理理念和方法与数字化技术相融合，按照船舶生产管理特点，形成船舶制造数字化管理技术。

（4）一体化集成技术则是进一步在设计、制造、管理等数字化技术应用的基础上，实现信息的集成和应用的集成，达到工程的并行和协同。

上述数字化技术的研究、开发和应用需具备相应的基础环境，需要解决一些相关的关键技术，如信息标准化、编码体系、产品数据库、企业资源数据库、集成平台、信息安全体系等。

5.船舶建造集成系统

船舶建造集成系统涵盖船舶建造企业的设计、制造、管理的主要业务过程：

（1）设计方面主要包含船、机、电、舾装、涂装等专业门类的设计CAD系统、船舶设计虚拟仿真系统，以及结合生产工艺要求的各个专业的生产设计系统。设计系统生成的设计数据通过PDM（船舶产品数据管理系统）存放并管理，以PDM作为平台，为船舶制造系统和管理系统提供有关产品信息的共享。

（2）船舶建造和管理系统通常包含工程计划管理、物资与物流管理、成本管理、财务管理、质量管理、企业资源（设备与人力资源）管理，以及MES（制造执行系统）等。

（3）制造执行系统控制车间级的生产制造执行过程，如造船精度管理、资源日程计划、作业安排与执行实绩反馈等。制造和管理系统根据企业经管计划和产品生产设计的要求制订工程计划、采购计划、生产计划和其他生产准备工作，通过制造执行系统贯彻实施生产作业过程。

结语

随着信息技术的飞速发展，制造业的新思想、新方法、新技术层出不穷、日新月异，船舶建造业应该紧跟现代科技潮流，不断创新，以实现船舶建造技术的跨越式发展。

参考文献

篇（2）

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

一、数字化发展的必然与现状

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

二、数字化带来的影响

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

1．高效的数字化技术工具

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

2．新的造型语言及表达方式的出现

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

3．多学科的交融与新学科的兴起

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

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

4．信息交流和资源共享

电脑实现了设计数据的储存及再利用。各种设计素材、设计草图、效果图、制图、图形艺术、模型等资料都可以以数据来储存,并且可以方便地检索。集通讯网络、计算机、数据库为一体的电子信息交换系统网络的出现和远程传输技术的发展，使交流的发生不必受到时间和空间的限制。国际互联网络也拓展了艺术设计的存在空间，使艺术设计走向了更广泛的数字化，让受教育者轻易地接触大量艺术设计资讯，有利于学生形成开阔的、前瞻性的视野。5．对传统教学方式的冲击

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

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

三、艺术教育创新与数字化教学

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

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

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

结语

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

参考文献：

[1]德马丁·海德格尔.林中路.上海译文出版社,1997.

[2]王波.数字化时代的美育思考.山东电大学报，2004年第1期.

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

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

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

篇（3）

去除式加工技术（也称减法加工技术）在工业上是指用车、铣、磨、削等方式将已成型好的材料固体坯料加工成所需形状的方法。口腔用数控加工设备考虑到其加工对象为专用牙科材料，针对牙科材料特性和制作精度的要求，常采用铣和磨的加工方式［3-4］。数控加工（numericalcontrolmachining，简称NC加工）是指用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。现有商品化的牙科数控设备，根据其切削主轴的运动特性，可进一步分为三轴、四轴、五轴等设备。这里轴的概念是指切削主轴的自由度数，主轴的自由度越多，灵活性越好，可加工模型的复杂程度也就越高。三轴数控设备适合批量加工倒凹面积小、形态相对规整的牙科模型（如基底冠桥）；四轴与五轴设备更适合加工精度要求高的复杂形态牙科模型（如解剖形态冠桥、种植基台、正畸托槽等）。典型的牙科多轴设备有CEREC3D（SIRONA公司）、EVEREST（KAVO公司）、T1（WIELAND公司）、LAVA（3M公司）等。近些年，数控加工中心这种在工业上广泛应用的主流数控机床也逐渐引入到口腔领域，它是一种功能较全面、综合加工能力较强的数控机床。

数控加工中心的特点是：机床设置有刀库，刀库中存放着不同数量的各种刀具或检具；坯料一次装夹后，数控系统能控制机床按不同的工序自动选择和更换刀具、检具；机床可自动改变主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其它辅助功能，连续对工件各表面进行多道工序的加工。整个加工过程，最大限度的降低了人手工操作的干预，大大提高了口腔假体的制造精度和生产效率。现有数控加工技术可加工的牙科材料包括牙科金属（贵金属、非贵金属合金、纯钛）、玻璃陶瓷和临时性复合树脂材料，特别是一些传统工艺很难加工或是无法加工的材料，比如氧化锆陶瓷材料，数控加工技术也可以实现。在金属及其合金材料的加工应用方面，数控加工技术可用来制造金属基底冠桥、覆盖义齿连接杆、正畸用个性化托槽等；在陶瓷材料方面，近年来应用广泛的二次烧结软质氧化锆材料是其主要的应用领域，可制造氧化锆基底冠桥、个性化种植基台、一体化桩核等；针对CAD/CAM椅旁系统的配套材料—玻璃陶瓷，数控加工一直是其惟一加工方式，工艺上则以磨削为主，有别于其他材料的铣削工艺，可制造嵌体、瓷贴面以及解剖式全瓷冠；另外，应用数控加工技术生产暂时性或永久性的牙科复合树脂材料，可实现个性化的即刻修复体制作。

增量式加工技术

相对数控加工的“减法加工”技术，快速成型（rapidprototyping，RP）技术被称为“加法加工”技术，即增量式加工技术。其原理是通过离散化将三维数字模型转变为二维数字模型的连续叠加，然后由程序控制按预先确定的顺序将成型材料一层一层堆积成型［5］。RP技术首先被应用于航天工业，用于医学领域最早始于20世纪90年代初。该技术最显著的特点就是克服了传统去除式加工技术的局限性，能够在较短时间内批量制造出各种复杂形态的工件，特别是对有内部结构设计的传统NC加工无法制造的工件，RP技术是较好的解决方案。RP技术的特性很好地适应了口腔医学假体及模型的复杂形态特征，加上其在加工速度、可靠性和成本等方面的优势，该类设备正在成为目前口腔假体及辅助装置制造技术的强力手段［6-13］。目前，应用于口腔医学的RP技术主要有以下几种：粉末材料选择性激光烧结技术（selectivelasersintering，SLS）、粉末材料选择性激光熔融制造技术（selectivelasermelting，SLM）、液态光敏树脂选择性固化技术（也称立体印刷技术，stereolithographyapparatus，SLA）、熔融沉积制造（fuseddepositionmodeling，FDM）、三维打印技术（3Dprinting，3DP）、激光近形成型技术（laserengineerednetshaping，LENS）等。

SLS和SLM技术SLS和SLM技术的成型原理相似，都是在工作台上逐层铺粉，激光束在计算机的控制下按照分层截面轮廓信息对实心部分所在的粉末进行熔融固化，逐渐形成各层轮廓，从而堆积成实体。SLS和SLM技术主要针对金属及其合金材料，装备有惰性气体保护仓的设备还可熔融烧结纯钛粉末，成型出致密度较高的纯钛工件，很好的解决了纯钛铸造缺陷的问题。现有口腔SLS和SLM设备的成型精度比初期产品已有很大提高，成型精度可达到20μm左右，完全可以满足口腔临床对制造精度的要求。但对于成型大尺寸修复体（如多单位基底桥），由于加工过程缺乏足够的外周刚性约束，金属成型过程中的残余应力可能会导致形变，影响精度。往往通过增加支撑分散应力、分段成形和软件预补偿等技术加以改善。此外，SLS和SLM设备的可成型空间往往较大，适合于批量化的大规模生产，制造效率也较数控加工好。SLS和SLM技术在口腔医学领域的主要应用包括：金属（包括纯钛及钛合金）基底冠桥、CAD设计的可摘局部义齿支架、外科手术用钛板以及正畸个性化托槽的数字化制造。典型的设备有EOSM270（德国EOS公司），国内在此方面也有初步的研发成果。SLA技术SLA技术成型原理是使用光源（激光或可见光）投射，分层选择性地固化液槽中的液态光敏树脂，使逐层固化堆积成型。SLA技术主要针对复合树脂类材料的特性而研制，现有技术的成型精度往往比SLS和SLM技术略高，可达到10～20μm的精度，但现有应用于口腔材料的设备成型尺寸没有SLS和SLM设备宽裕，适合制造小批量小尺寸的口腔假体和模型。另外，现有SLA设备中配备有口腔生物性材料的还为数不多。

SLA技术在口腔医学领域的主要应用包括：铸造用基底冠桥蜡型、赝复体蜡型的制造；外科、种植手术用导板的制造；外科手术三维诊断及术前规划设计模型的制造；牙周夹板、可摘义齿树脂基托部分的快速制造。3DP技术3DP工作原理类似于喷墨式打印机的工作方式，采用逐点喷洒黏接剂来黏接粉末材料，或逐点喷洒树脂液滴并同步光固化的方式，最后逐层堆积成型。其打印喷头可以有2个或多个，可同时喷射1种或多种材料，因此有较高的成型速度。这种技术的成型精度与SLA技术相近，最高可达到15μm左右，成型空间尺寸也与SLA设备近似，同样适用于小批量小型工件的制造。3DP技术可成型的粉末材料包括石膏粉末、部分金属粉末，可用于打印牙科诊断用牙颌模型或用于制造CAD全口义齿阴型；可成型的液态树脂光敏材料与SLA的材料近似，同样可用于牙科铸造用蜡型、颌骨支架功能性替代体、颜面部赝复体（义耳、义鼻、义眼）、隐形正畸矫治器、手术导板等治疗辅助装置的制造。此外，3DP技术目前也正在用于三维生物打印，选择与机器相适应的生物支架材料以及细胞，要同步打印形态具有一定空间形态和细胞分布的三维生物体，可用于组织工程（如颌骨、牙齿）的重建或再生。#p#分页标题#e#

其他数字化制造技术

篇（4）

起死回生的数字化技术

回想200多年前，大多数的人甚至连一张死去亲人的照片都没有；现在，我们已经能够通过鲜活丰富的影像资料回忆我们逝去的亲人。不久的将来，我们将可以通过模拟技术准确地仿造那些已经逝去的人，并像他们仍然活着那样与之进行交流互动――这将不再仅仅属于科幻小说的范畴。

未来，你可以委托专门的数字化公司收集和分析你爱人的数据种子，以便创作一个数字肖像。他（她）的声音、步态、特质、言谈举止以及笑声起伏――所有这些都能够被以近乎完美的相似度进行复制。与你的数字化重生的配偶共度美好时光，将会成为你日常生活的一部分。

随着智能手机和其他便携式电子设备的使用，我们正在步入量化自我的科技潮流。我们的起床时间、步行步数、阅读内容、生活路线等都会以数字化的形式记录下来。通过对大量在线数据的采集，就可以大致推断出一个人的生活行为习惯，这些数据收集将会是创建模拟死者的基础。

这样的系统需要有灵魂吗？需要有意识吗？或许这些问题是无关紧要的。人们只需要计算机模拟能够进行以假乱真的交流，使自己的心灵得以慰藉就可以了。

你愿意沉浸在这个虚拟世界中吗？

篇（5）

Abstract: This paper analyzes the digital cadastral surveying and mapping technology characteristics, introduces its work flow, and finally, studies and discusses the application of the digital mapping technology in the cadastral survey.

Keywords: digital; cadastral surveying and mapping technology

中图分类号：P623文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）

数字化地籍测绘技术具有人力及物力资源消耗少、工作效率高、劳动强度低、精度高、数据量丰富、成图美观、易于修改等优点，且存储形式为计算机存储的矢量图，便于利用、管理和共享。因此，数字化地籍测绘技术是融地籍测量外业、内业于一体的综合性作业系统，可以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。

1 数字化地籍测绘技术的特点及分类

1.1 数字化测绘的优越性

与传统的测绘技术相比，数字化测绘技术的优越性体现在以下几个方面：

1.1.1 它改变和弥补了传统测绘方法中线条、符号、数字和文字等信息揉杂在一起，必须具有一定专业知识的人才能读懂的缺陷。通过计算机摸拟，可以在屏幕上直观生动地分层反映出地形、地貌特征以及地籍要素，一目了然。

1.1.2 通过对数字化测绘各种技术要素进行不同的组合，可以得到不同用途的图件。此外，还可以随意对图形进行缩放、拼接以满足不同用户更为广泛的需求。

1.1.3 由于计算机的应用，测绘生产作业的自动化、科学化、规范化程度被大大提升，数字化测绘的应用水平也达到了新的高度。如土地资源开发规划和城市道路网的设计等就可以利用数字化地形、地籍测绘成果在计算机上进行各种规划与设计，还可以方便地进行许多方案的设计与比选，对各种要素的统计、汇总、叠加、分析也方便、准确。

1.1.4 数字化测绘还能通过计算机的储存与管理来实现即时打印服务，其在使用、维护和更新上非常方便与快捷，而且经济实惠。

1.2 数字化地籍测绘技术的分类

目前，数字化测绘已成为绘制大比例尺地籍图或地形图及其他专业图的主要途径。其又可以分为野外数字化地籍图测绘和对原有地籍图进行室内数字化两种类型。

1.2.1 野外数字化地籍图测绘就是通过专业设备和数字化成图软件，在测区作业现场进行全解析法测绘，最终得到数字化地籍图成果。其具有地籍图现实性强、信息完整度和精度高等优点，但投入的软硬件设备都比较高昂，成本较高。

1.2.2 将已有地籍图在室内进行数字化就是利用专业软件，将其转换成数字化测绘成果。这种方式优势在于投入比较少，数字化成图周期也较短，但缺点在于地籍图的现实性较差，信息完整度和精度也比较差，最多只能维持原图的表示精度。

2 数字化地籍测绘的作业流程

地籍测绘作业流程是否科学，不仅关系到地籍测绘工程的进度、数据的安全性，还会对最终成果的质量和精度产生影响，以下对数字化地籍测绘的主要流程进行介绍。

2.1 外业作业

2.1.1 控制测量。控制测量一般采用由 GPS 接收机和随机数据处理软件组成的全球卫星定位系统，定位方式为静态、快速动态定位。点位一般选在空旷地带或道路主干道旁，这是为了方便利用实时动态GPS(RTK)、全站仪进行界址点和碎部点的测量。此外，要注意点位应远离微波站、强功率电台、变电所、电视发射台、高压电线等。

2.1.2 碎部（界址点坐标）测量。采用 GPS(RTK)、全站仪配合的草图方式测图，将关键部分绘制在草图上。草图的清晰、明了对内业工作至关重要（包括四至名称、房屋层数、房屋结构、房屋权属、院落门牌号、街坊等），草图绘制的比例尺不宜过小，地物之间的相对关系大体能够得到体现。在进行界址点测量之前，为了提高工作效率，对测图范围内的所有界址点要进行分析和统计，一般将其分为三种类型。

第一种类型，十分隐蔽的死角，只能借助与其他点、线之间的几何关系来确定其位置。有时界址点之间的距离难以量取实际距离，而我们能看得见，在这种情况下，应该采用具有免棱镜功能的全站仪进行测绘，这样克服了人无法到达且无法司镜的问题。

第二种类型，界址点位于开阔地带，或位于一般建筑物的房角或墙角处，或在较容易到达顶部的高大建筑一角的地方。这类界址点和碎部点应用RTK技术（实时动态全球定位系统）进行测量。

第三种类型，当建筑物层数较高且不宜到达顶部或较为隐蔽的界址点和碎部点，则首先利用 RTK 测设一组图根点，然后再利用全站仪进行测量。对于高层建筑物或较为隐蔽的地区，RTK接收机接收条件不好，测量状态无法固定时，则应用全站仪进行界址点和碎部点测量。

2.2 内业编绘

每天外业结束后，应及时把电子手簿中的数据传送到微机中，利用大比例尺绘图软件进行编辑。在编辑过程中，绘图员应对草图中的标注和微机中的标注进行校核以保证准确无误。连图过程中需对地物编码准确应用，应随时进行检查，并在后期到实地进行查图和补测。经实地校核的地籍图绘成后，组成两人一组的作业组，带着作业原图和调查成果，走家串户，一宗地一宗地的进行核实，做到实地、调查表、地籍图三对照。

2.3 面积分类统计

地籍测量最繁琐、最重要的一步就是按分幅控制、逐宗汇总来进行面积分类统计。随着计算机技术的快速发展，面积量算也摆脱了传统的方法，可以在微机内进行，并且有较高的精度。尽管如此，在面积量算时仍应按照由高级控制到低级，再由低级向高级逐级汇总，也就是说应由测区到街道、由街道到街坊、由街坊到宗地，然后再倒过来逐级汇总，这样做有利于提高精度和准确性。

3 应用实例分析

受某市国土资源和房屋管理局委托，对某规划中的工业园区进1:500 数字化地籍测量,测量面积约为14km2，经过宗地权属调查、野外数据采集，完成了地籍调查和地籍测绘任务,并建立了该工业园区的地籍管理信息系统,整个地籍测量成果已通过验收。

3.1 测区概况和设备

调查及测区面积为14km2，测区地势较为平坦，地面平均高程约为 6.5m。测区内用地类型错综复杂，有住宅、工业、商业、行政事业用地等，交通较拥挤，小巷多，通视条件差，地籍测量难度大。采用的仪器有：Leica 公司生产的 GPS1230 接收机和随机数据处理软件4 台；Topcon 全站仪 5 台；南方测图软件 CASS8.0 一套；惠普台式电脑和笔记本电脑各 5 台及相关的通讯设备。

3.2 作业实施过程

3.2.1 控制测量。控制测量采用的全球卫星定位系统由 4 台GPS 接收机和随机数据处理软件组成，定位方式为快速静态定位。以测区附近的 20 个 D 级 GPS 控制点作为本次控制测量的起算点,在约14km2的测区内均匀布设了140个 F 级 GPS 控制点，其平均了密度为10/km2个 F 级以上的控制点。为方便利用实时动态 GPS(RTK)、全站仪进行界址点和碎步点测量，点位一般选在高层建筑物上或主干道路旁，所有点位均做到稳固可靠、便于到达、使用方便和可长期保存。内业计算为采用随机软件严密平差，并将其平差值直接建立控制点数据文件，以备测图与绘图之用。

3.2.2 碎部测量。本测区利用增城市 2004 年摄制的正射影像图作为工作底图。为了注记必要的数据和信息，出图时影像图的色调要偏淡一些，这样可以使外业效率大大提高。

3.2.3 内业数据处理。晚上利用全站仪通讯软件把数据下载到计算机；通过编辑将数据存为 *.dat 格式，在计算机上用 CASS8.0 成图软件展绘碎部点，结合白天所画草图和预设编码进行初步成图，以检查所采集数据的完整性和正确性，做到当天的图当天绘完，以免事后遗忘，影响成图的准确性或返工重测，并为图形编辑做好准备。

3.2.4 数字地籍图编辑和地籍管理信息系统的建立。通过内业检查全面审核是否有漏测及处理不当的地方，并加以修改，如注记房屋的层数与结构、单位名称、道路、河流的名称等。确定无误后根据初步地籍图利用钢尺对测量精度进行审核。这一步是质量控制的

关键所在，工作尽量做到细致、耐心。如果发现错漏，则应立即补改。此时由流水编号以后的界址点坐标数据文件，生成界址点成果表、宗地面积汇总表、正式地籍图，主要给土地管理部门审查，审查完毕后，作为编辑宗地图及地籍图的基础资料。最后，利用南方公司的CASS8.0 地形、地籍数字化成图软件进行成图的工作。

4 结束语

数字化测绘技术的精度越来越高，在工程实践中获得了更为广泛的应用。实践证明，数字测绘技术的应用除了大大减少了外业的工作量，还带来了巨大的社会效益和经济效益，未来必将会得到更为广泛的应用。

参考文献：

篇（6）

目前市面上主流的拼版软件有海德堡Prinect Signa Station、柯达Preps、DynaStrip、方正文合、崭新印通等。这些软件的使用步骤基本相同，包括查分建入出折等几个环节。下面笔者将具体介绍各个步骤。

1.查

在制作大版前，需要了解客户要求、印刷厂设备等信息，具体来说，有以下几个方面值得注意。①成品信息：成品尺寸、总页码数；②纸张信息：纸张类型、定量、厚度；③印刷机参数：最大印刷幅面、进纸尺寸（最大、最小）、印刷方式（双面、单面，自翻、天地翻、正反版）等；④折页机参数：折页类型（垂直交叉折、平行折、混合折）、折页精度、折页面积（最大、最小）；⑤裁切机：裁切精度、裁切面积（最大、最小）；⑥装订方式：胶装、骑马订、精装。

2.分

为了使印刷和印后工序高效进行，需根据成品（包装盒、杂志、教科书等）用途确定拼版方式（折手拼或自由拼）；根据成品信息，把成品分为封面和书芯，根据拼版单帖内的总页数把书芯分为整帖和散帖，建立散帖模板时应特别注意综合考虑纸张、版材、印刷机开机成本等信息。

3.建

根据上述信息新建模板。拼大版软件虽然多，但过程大致相同，即先确定大版的基本信息（名称、储存位置等），再确定单页文件的摆放布局，最后添加标记。其中确定单页文件的排列顺序是最复杂的，这是由折页机的折页方式、折页模块的排列顺序等决定的，制作前须认真了解折页机的各个折叠模块，制作模板时根据成品信息选用适当的折叠模块进行组合。当单页文件在大版页面中排列紧凑时，可以考虑适当减少出血、拖梢尺寸，甚至借用叼口位（但必须确保留足印刷机咬纸牙到纸边的距离，一般为13mm，不得小于10mm）。最后保存模板。

4.入

把经过认真校对、预飞检查的单页文件导入模板。预检主要包括以下内容：①图像有无链接、是否被压缩、是否被遮、裁或隐藏，图片格式、分辨率是否符合印刷要求，是否对图片做了旋转、缩放等复杂的后期效果，图片尺寸是否正常等；②字体是否与客户要求一致，文字是否转曲，是否有缺字、移位、出现乱码等现象；③颜色模式是否符合规范流程要求，渐变处理的颜色是否能达到印刷要求，专色是否转四色等。

5.出

导出经过模板拼合而成的大版文件，如数字化流程中的jt文件、pdf文件，或者驱动打印机打印蓝纸或打样稿。

6.折

将打印的蓝纸按一定顺序折叠，仔细校对文字，检查图片处理是否得当，拼版顺序是否正确，大版标记是否完整等。

轮转拼版和单张拼版的主要区别

由于商业轮转印刷的印刷机结构、印刷方式、折页方式等与单张纸印刷有一定的区别，导致其大版上各页面元素的布局与单张纸印刷机也有较大差异。此外，由于商业轮转印刷具有速度快、开机成本高等特点，而且目前商业轮转印刷机大多配有自动装版、自动套色、自动裁切纠编、密度在线测量等装置来提高自动化程度，因此，为了实现这些高自动化功能，在拼大版时就要对相应的元素进行合理的选材和布局。

1.开料尺寸

受裁切滚筒周长和门幅的限制，轮转机的开料尺寸有一定的局限性――开料的宽度是由印刷裁切滚筒的周长决定的，因此在轮转开料上可以进行变化的只有宽度方向，也就是我们常说的卷筒纸的门幅，目前商轮常用的卷筒纸门幅有546mm、578mm、610mm等几种，使用的卷筒纸宽度小于或等于门幅都可。

相对而言，单张纸印刷机的开料就灵活得多，其不但可以选择对开、四开、八开等，在特殊情况，还可以进行大小开（也就是全开纸开成一大一小两种规格），而且当不同产品的用纸相同时，还可以灵活地选择搭版印刷，只要搭版在最大进纸尺寸与最小进纸尺寸之间即可。而这些灵活的变化都是轮转印刷比较难做到的。当然，轮转印刷的高速以及印刷与折页同步完成的优势也是单张纸印刷较难达到的。

2.自动套准标记

轮转印刷机的自动套准方式为定位检测系统扫描印张上的套准标记得到测量数据，将测量数据与标准样张的数据进行对比，利用差异值对相应的滚筒进行轴向、周向调节；而单张纸印刷机由前规和侧规完成纸张的定位，随后抽取样张、再在放大镜下观察套准标记、手动调节滚筒轴向与周向来确保套印的准确性。图1为轮转机的自动套准标记和单张纸印刷机的套准标记。

3.折手顺序

轮转机有连线自动折页功能，当轮转机裁切滚筒的扫描装置识别到自动裁切标记时，就会驱动裁切刀完成一次裁切，裁切滚筒的重复性工作便是将纸卷裁切成单张纸，单张纸经过连线折页装置后便完成了折页工作；而单张印刷的折页工作是印刷完成后、由折页机完成的。

轮转机折页单元与折页机不同，造成了轮转模板与单张模板折手顺序也不同。轮转机的折页单元一般由翻杠折、三角板折、滚折式折、冲撞式折组合构成（图2为ROTOMAN 55的折页单元示意图，由于视角不便、翻杠折未示出），工作时根据成品信息，选择适当的单元组合、完成折页工作。而单张纸折页机一般分为刀式折页机、栅栏式折页机、混合折页机（刀式和栅栏式共同组成）。

图3和图4分别为16开16页的轮转拼版模板和单张拼版模板。图3模板的折页工作先后由1个三角板折、1个滚折式折、1个冲撞式折配合完成，图4模板的折页工作一般由1个栅栏式、2个刀式配合完成。

4.印刷方式

轮转机的印刷滚筒多是按B-B型排列的，这就决定了其是双面同时印刷的，即建模板时需构建正反两套模板。而单张纸印刷机既有单面印刷机，也有双面印刷机。单面印刷机在实现双面印刷时，可采用天地翻或自翻版方式，它们是通过翻转滚筒完成正反面的先后印刷的，正反面共用一套模板，因此只需构建一套模板；而如果采用正反版方式实现双面印刷，则需构建正反两套模板。

5.其他

篇（7）

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

测绘数字化成图技术应用研究使用了国际上最为先进的GPS全球卫星定位系统技术和全站仪进行控制和碎部测量，利用数字化地形地籍成图软件和先进的绘图仪或打印机进行成图和绘制各种成果表格，使测图技术得到飞速发展，成为目前和将来最值得推广和应用的测图技术。

1 数字化地形测图的主要作业方法

将具体操作方法和使用仪器的不同作为依据，可以将数字化地形测图分为以下三种方式：

1.1 原图数字化。将计算机、数字化软件、绘图仪和数字仪运用在现在地形图中，这就是原图数字化，具体的关注方法主要有以下两种：手扶跟踪数字化和扫描矢量化后数字化。站在精度和工作效率的角度上分析，后者要高出前者很多。但是与原图的精度相比，选择这种数字方法的数字地图会显得差很多，而且它只能表现出成图的时候地表上的地物和地貌。为了在使用这种方法的时候可以有更高的精度，修测和补测的方法是可以选择的，这样的话，在测量过程中，精确度就会更高，然后再用现在所测得的精确度将之前代替，精度必定会得到一定的提升。

1.2 航测数字成图。航空数字摄像机在这个方法所使用的仪器中是尤为重要的，这种方法主要就是将地面的影响用摄像机记录下来，并且再通过计算机和航测软件将数字模型建立起来，然后再利用专门的绘图软件，这样的话，数字地图就绘制成功了。选择这种方法最大的优点就是将本来属于野外的测量工作可以直接在室内完成，并且成图也比较均匀，也有相当快的速度，精度也能够达到一定的高度。另外，因为在室内需要完成大量的工作，所以，季节和气候的条件是完全不会产生任何影响的，在城市密集地区的大面积成图中就会发挥其自身的优点。

1.3 地面数字测图。GPS卫星、全站仪和计算机都是其中所包含的仪器。这个方法通过计算机模拟，在屏幕上会显示出各种地形、地貌特征和地籍要素。在底图中，这些数字化地形和地籍的测绘成果发挥着尤为重要的作用，需要进行规划设计的时候，计算机就可以起到辅助的作用，在统计、汇总、叠加各种要素的时候，就会更为准确。利用计算机辅助软件的帮助，可以大幅度提高测绘作业的规范化、科学化及自动化程度，数字化测绘产品的精确度也达到了全新的高度。

2 数字化地图测绘技术的优越性

数字化地图测绘技术的优越性主要体现在以下几个方面：其一，数字化技术的应用，从根本上简化了传统手工绘图复杂、繁琐的作业流程，大大降低了测绘人员的劳动强度。数字化成图主要是利用计算机及其相关软件进行绘图，一旦在成果验收时发现问题，能够及时进行更改，节约了大量的人力、财力和物力，并且有效地避免了手工作业中多工序误差积累的对精度的影响，缩短了成图周期，大幅度提高了工作效率；其二，测量精度高。RTK或者全站仪是数字化地图测绘主要采取的方法，然后在进行碎步点的数据采集，因为在距离测量中，光电测距技术发挥着最大的优势，而且所测得的精度是比较高的，因此，在进行碎步点测量中，它也能够使其最终结果的精度达到一定的高度；其三，便于图件的更新。随着城市发展速度的不断加快，城市中的建筑物和结构经常会发生变化，采用地面数字化测图技术能够有效地克服白纸测图连续更新的困难，在进行实地房屋改扩建、变更地籍和房产时，仅仅需要输入相关的信息，由计算机进行数据处理，便可完成更新和修改，能够始终保持图面整体的现势性和可靠性。

3 软硬件环境

3.1 仪器设备及其用途。（1）GPS接收机。南方静态GPS，用于高精度控制测量，其相对定位精度为静态基线±(10mm+2×l0﹣6)；高程±(10mm+2×l0﹣6)；南方动态GPS(RTK)精度为平面精度±(20mm+2×l0﹣6)，高程精度±(40mm+2×l0﹣6)，作业半径15km，可测地形碎部点和图根点。全球定位系统(即GPS)是美国从20世纪70年代开始研制，到1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，给测绘领域带来一场深刻的技术革命，被成功地应用于测量、资源勘查等多个领域，使测绘工作者从繁重的外业劳动中解脱出来。GPS接收机硬件、机内软件以及GPS数据的后处理软件包，构成完整的GPS用户设备。（2）南方全站仪。标称精度为±(5mm+3×10﹣6)，它是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成三维坐标测量系统，测量结果自动显示，并能与设备交换信息的多功能测量仪器，可快速测定水平角、竖直角和距离。它用电磁波测距仪代替光学视距经纬仪，使得测程更大、测量时间更短、精度更高。它和装载测图精灵软件的掌上电脑连接可实现快速自动地测图和现场自动成图。（3）掌上电脑、普通电脑和电子手薄掌上电脑、普通电脑可根据市场产品购配，电子手薄是南方测绘仪器公司开发的以PC-E500型微型计算机为载体的地籍和地形测绘专用电子记录手薄(NFSB)，它的基本功能是在外业测量过程中接收速测仪观测数据，立即计算出待测点的空间坐标X、Y和高程H并储存下来，输人微机以备作图使用。它还提供了多种测算扩展功能如放样等。

3.2 软件。解算软件。它能对GPS接收机野外采集回来的卫星数据进行解算处理，求出未知测站点的三维坐标。过程为读入数据——解算基线求闭合差——网平差及高程拟合。解算时一般选择“双差固定解”。处理全部基线，如有不合格基线，则改变基线解算条件(包括改变卫星高度角、采样间隔、删除经常失锁的卫星或历元段过短的星历)。如果再不合格或较多基线的方差比太小，则应重测该基线。基线全部合格后，应对其闭合环的闭合差进行检验，特别要注意异步环的检验，各点坐标闭合差必须符合GPS测量规范和行业测量规范的要求。

3.3 测图精灵。测图精灵和全站仪配套使用，能把全站仪测得的原始数据输人并马上自动把数据换算为坐标值，还能根据所选图式现场直接自动绘图。

3.4 CASS6．1。CASS6.1选用了AutoCAD2004平台，确保了系统界面的美观实用以及用户操作的灵活性，借助于Auto-CAD2OO4的强大功能优势和南方公司在测绘仪器、电子手簿等领域的传统优势，可以实现与市场上几乎所有全站仪的连接，适合电子手簿自动记录、电子平板等地图数字化模式，实现与GIS接口、地图绘制，地籍表格制作、图幅管理等数字地图应用与地籍管理功能。该软件具有完备的数据(图形)采集、数据处理、图形生成、编辑、输出等功能，能方便灵活地完成数字化测图的各种工作，还具有与地理信息系统GIS接口等数字地图应用与管理功能。CASS6.1在成图效率、地物编辑、电子平板、骨架线技术、objectARX开发技术、DTM建模及等高线绘制、地图应用功能、数字地图与GPS集成等。

参考文献：

篇（8）

中图分类号：P231.5文献标识码： A 文章编号：

随着科技的发展，计算机的普及，数字化测图技术给测量工作带来极大的变化, 它能提高成图的质量及速度, 减轻劳动强度, 其图形产品具有现势性和开发性的特点正日益为人们所接受, 使地形图的应用范围更加广泛, 同时数字化地形图更是建立GIS 地理信息系统最基础的资料、是测绘技术变革的重要标志。

1．地形图比例尺

地形图比例尺是指地形图上某一线段的长度与地面上相应线段的水平距离之比。比例尺用分母为整数，分子为1的分数表示。设图上任意两点距离为d，地面上相应的水平距离为D。则该图比例尺为：一般写成1：M 的形式。式中，分母M 越大，值越小，则比例尺就越小。反之，比例尺越大。

按照正常的分辨能力，人眼在图上能分辨出的最小距离为0.1mm。因此，绘图或者实地测绘时，最多只能达到图上0.1mm 的精度。 我们把图纸上。1mm 长度所代表的实际水平距离称为比例尺精度。例如要测绘1:1000的地形图，其比例尺精度为0.1m，根据比例尺精度的定义可知，实际测图时，距离精度只要达到0.1m 就足够了。因为若测得再精细，图上也是表示不出来的。 又如工程设计中，为了能反映地面上0.1m 的精度，所选地形图的比例尺就不能小于1:1000。（表1）

表1 地形图比例尺精度

比例尺精度愈高，其表示的地形地貌就愈详细，精度亦愈高，但其测绘工作量因此会成倍地增加。所以，采用何种比例尺，应根据实际的工程需要而定。

2. 数字化测图

数字化测图（digital surveying and mapping,简称DSM）系统是以计算机为核心，在外连输入输出设备硬件、软件的支持下，对地形空间数据进行采集、输入、成图、绘图、输出、管理的测绘系统。其基本思想是将采集的各种有关的地物和地貌信息转化为数字形式，通过数据接口传输给计算机进行处理，得到内容丰富的电子地图，需要时由计算机图形输出设备绘出地形图或各类专题地图。(工作流程见图1)

图1 数字化测图工作流程

与传统的测图方法相比，数字化测图有如下优点：

(1)自动化程度高。自动记录、解算、处理和成图，效率高、劳动强度小，错误几率小，图面规范、美观。

(2)精度高。因为它是用全站仪或RTK 来记录关键点坐标，故其能直接体现外业测量精度，且应用时无精度损失。

(3)现实性强。对已经测绘完成的数字化地形图可据地貌地物的变化情况及时补测与更新。

(4)适应性强。不固定比例尺，可根据需要在绘图软件上调绘出各种比例尺的数字化地形图。

(5)以数据代码反应各类地理属性特征，以磁盘、光盘等为信息载体，便于传输和共享。

3. 大比例尺数字化测图

目前，测绘单位运用最多的大比例尺数字化测图方法是全野外数据采集成图法。一般分为外业数据采集并绘制草图和内业数据处理与成图两个工作程序。

3.1 外业数据采集包括控制测量和地形特征点(碎部点)采集

3.1.1 控制测量一般本着用户使用方便、利于保护的思想，所选点位应避开高大建筑、视野开阔，远离大功率无线电发射源，障碍物高度角小于15°，通视良好，相邻点至少有两点相互通视，且要求地基稳定。选好的点位应使用双频静态接收机施测(标称精度应≥5mm+2×10D)，同步静态相对定位，每点观测时段数≥2，观测时段长度＞60min，及时进行数据传输和基线处理。外业全部结束后，采用GPS 后差分数据处理软件对各基线进行基线预处理，进行约束平差，求出各GPS 控制点的平面坐标。精度符合现行行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》CJJ73—97的规定。 各GPS 控制点的高程数据要用三等或四等水准联测，观测时采用往返观测，利用电子水准仪或电子手簿实地记录，尽可能减少观测记录的中间环节。资料记录真实可靠，很大程度避免了常规手工记录所造成的差、错、漏。用平差软件计算平差，实施整网平差计算，求出各GPS 控制点的高程值。

3.1.2 地形特征点(碎部点)采集的常用方法有：

(1)GPS 法,即通过GPS 接受机进行野外数据信息采集；

(2)航测法，即通过航空摄影测量和遥感手段采集地形点的信息数据；

(3)大地测量仪器法,即通过RTK、全站仪、测距仪、经纬仪等大地测量仪器实现野外数据采集。目前大比例尺数字化测图主要使用全站仪与RTK 采集野外数据。

建筑物密集、GPS信号易受干扰的地段多采用全站仪采集数据，建筑物稀少、地势变化较大且GPS信号较好的地段多采用RTK 采集数据。 使用全站仪采集数据应对测区进行图根点的加密，图根点加密，可采用“辐射法”和“一步测量法”。辐射法就是在某一通视良好的等级控制上,按全圆方向观测方式一次测定几个图根点,无须平差计算便可直接测出坐标。 一步测量法就是将图根导线与碎部测量同时作业，即在一个测站上，先测导线的数据,接着就测碎部点。这是一种少安置一轮仪器、少跑一轮路，大大提高外业工作效率的测量方法。

全站仪法一般需要1名观测员、2名跑尺员和1名绘草图员，也可以不用绘草图人员，每组只需1名观测员和几名跑尺员，观测员仅负责仪器操作，跑尺员负责现场跑点和画草图，内业绘图由跑尺员完成，这样既可以节省人力、提高室内绘图效率，又可以减少一名组员，同时画多名跑尺员的草图容易出现错误。 全站仪作业员进入测区后各司其职。观测员、绘草图员、跑尺员要密切配合、并勤于联系。一般来讲，施测的第一点选在某已知点上(全站仪中要事先输入)。测后从以下几方面进行检查：已知点、定向点的点号是否正确；坐标是否正确；所调用于检查的已知点的点号、坐标是否有误；仪器、设备是否存在故障等。绘草图时必须把所测点的属性显示出来。草图的绘制要遵循清晰、易读、相对位置准确、比例一致的原则。在野外采集时，能测到的点要尽量测到,实在测不到的点可利用皮尺或钢尺量距，利用内业绘图软件的间接量算功能生成这些点的坐标。在一个测站上所有的碎部点测完后，还要找一个已知点重测，以检查施测过程中是否存在因误操作、仪器碰动或出故障等原因造成的错误。检查确定无误后，才能关机、搬站,到下一测站进行施测。

3.2 内业数据处理与成图

在野外数据采集工完毕后，要进行内业数据处理与成图工作。有的测绘单位采用内外业一体工作方法，既白天进行野外数据采集，晚上即处理当天的数据，如处理不完则留在全部外业工作完毕后在集中处理内业；也有的测绘单位采取专职外业和专职内业的工作方式。大比例尺数字化测图的内业工作一般应首先将存储在全站仪或RTK 中的野外数据传输到计算机上，然后对数据进行处理，使其满足各类内业成图软件的格式需求。处理数据后打开内业成图软件，把处理好的数据展点号到软件的操作界面，然后对照草图先绘制房屋、道路等地物，绘制完地物后利用野外数据的高程信息绘制等高线。最后对已绘制好的地形图进行修饰语分幅，现在有些地区的数字化地形图为了使用方便不需要分幅，对于这类情况要根据用户要求而定。

4. 数字化测图精度分析

数字化测图已成为今后地形图的主要生产方式，数字化地形图是以数字形式贮存的,即以数字坐标表示地物和地貌点的空间位置,以数字代码表示地形符号、说明注记和地理名称注记。面对高度自动化的数字地图与成图过程,如何结合实际分析地物平面位置和高程的精度,是个重要的现实问题。以1∶500 数字化测图为例分析地物点精度,以大体了解和完善数字测图质量。

4.1 平面精度

①图根点,相对于图根起算点的点位中误差不得大于实地±5cm(图上±0。1mm)。

②地物点相对于邻近图根控制点的平面位置中误差应≤±10cm。

③极坐标法测定的碎部点数占总点数的比例应大于80%,采用极坐标法进行数据采集时,每个测站上除了观测一个后视已知点作为起始方向外,还须观测另一已知点作为方向和距离的检查值。

④极坐标法测定的地物点,角度施测半测回,距离单次测定,2c 值不得大于20″,i 值不得大于26″。

篇（9）

中图分类号：P624文献标识码：A

引言

随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的智能化，特别是全球定位系统技术全面用于大地测量定位，全数字化测图系统、影像扫描系统、全数字摄影测量工作站等数字化测绘技术装备以及地理信息系统基础软件和应用软件相继问世，实现了地理信息获取、处理、管理和分发服务全过程数字化，测绘生产力水平和生产效率大大提高。作为地质勘查专业单位，山西省地球物理化学勘查院（简称山西物化院）已经全面涉入了数字化测绘生产技术，具备了空间定位（GPS系统）、数据采集、外业一体化数字成图与建库等技术生产能力。从事控制测量、地形地籍测量、房产测绘工程与精密工程测量、航空摄影测量、地理信息工程、立体模型制作，服务领域涉及土地管理、水利工程、城市建设、房地产开发、公路与铁路交通、国防建设、基础测绘、地质找矿与矿山开发。作为一名测绘工作者，笔者简要谈一下对数字化测绘技术和地质工程测量发展应用的认识。

一、数字测图的优点

大比例尺数字测图有力地冲击着传统的平板仪或经纬仪的白纸测图方法，大有取代白纸测图之势，这是因为数字测图具有诸多的优点。

（一）测图用图自动化。

传统测图方式主要是手工作业，外作业测量人员人工记录，人工绘制地形图，在图上人工量算所需要的坐标、距离和面积等等。数字测图则使野外测量自动记录，自动解算，使内业数据自动处理，自动成图，自动绘图，并向用图者提供可处理的数字地形图软盘，用户可自动提取图数信息。

（二）图形数字化。

用软盘保存的数字地形图，存储了图中具有特定含义的数字、文字、符号等各类数据信息，可方便地传输、处理和供多用户共享。数字地图不仅可以自动提取点位坐标、两点距离、方位以及地块面积等，还可以供工程、规划CAD计算机辅助设计使用和供GIS地理信息系统建库使用。数字地图的管理，既节省空间，操作又十分方便。

（三）便于成果更新。

数字测图的成果是以点的定位信息和属性信息存入计算机，当实地有变化时，只需输入变化信息的坐标、代码，经过编辑处理，很快便可以得到更新的图，从而可以确保地面的可靠性和现势性，数字测图可谓“一劳永逸”。

（四）避免了因图纸伸缩带来的各种误差。

表示在图纸上的地图信息随着时间的推移，会因图纸的变形而产生误差。数字测图的成果以数字信息保存，避免了对图纸的依赖性。

二、数字化技术在矿区地质勘查中的应用

（一）数字化测绘工作方法。

基础控制部分，D、E级GPS的布设及选点埋石：根据煤矿区视野开阔，通视良好的实际情况D级GPS网在三等三角点之间布设为点连式、边连式相结合的GPS网，每个点至少有4条基线与其相连。D级GPS点共布设点位50+，平均边长1．5km。E级GPS点的布设在D级CPS的基础上采用点连式的方法进行布设两已知点问最多布设5个三角形，边数不超过8条，共布设E级GPS点60+。D、E级平面控制网均采用GPS静态相对定位测量布网，网形大多由三角形单点连接，少部分三角形边连接。GPS控制点在测区内分布较均匀，网形合理，强度较高。

外业观测：数据采集利用美国三台阿什泰克M单频接收机标称精度5mm+2ppm。D进行观测，观测时段D级>～60min，E级>～45min，数据采集间隔10s，同步接收卫星频数最少为5颗，绝大部分为7-8颗，卫星高度角大于15°，接收机与卫星的图形强度良好。

数据处理：GPS外业数据处理和基线向量采用GPS接收机随机商用软件“Loucus轨迹处理软件”在笔记本电脑上采用独立基线平差方法进行。GPS网先在WGS-84坐标系中进行三维无约束平差，其目的在于检核GPS网的内部符合精度，亦即处理由于多余观测而引起的网内不符值问题，本次作业所有基线向量无一剔除，顺利通过了检验，然后在基准点已知点的约束下进行二维约束平差，最后提供各点在高斯平面，第33度，带上的1954年北京坐标系坐标和1956年黄海高程系。高精度均符合量规范要求。

数字化测图的工作方法：由于测区的D、E级GPS点的密度能够满足地形图的测绘要求，因此本次测图直接在D、E级GPS点上进行。

（二）常规测图方法和数字化测图的精度比较

野外大比例尺数字化测图的全过程几乎都是用解析法进行的。虽然最后成果仍表现为图解的线划图，但与传统的平板仪测图相比，有着本质的差别。数字化测图不仅在效率上有很大提高，而且大大减轻了野外的劳动强度，更为突出的是地形图数学精度的提高。

三、数字化测绘技术展望

现代测绘技术及测绘仪器向数字化、电子化、自动化方向发展，打破了传统的手工测绘理念，形成目前较好的一套数字化测绘解决方案。但是，目前的测绘技术在地质工程测量中的应用依旧存在着若干问题．需要我们广大测绘工作者的不懈努力，不断提出新的任务、新课题和新要求．有力地推动和促进工程测量事业的进步与发展。目前，数字化测绘技术传统的定位和绘图仍是重要的社会需求，但社会已经对测绘部门提出了新的需求．以前和测绘部门无关或关系小大的属性信息的采集、综合分析利用等也开始要测绘部门承担。由于社会发展和人民生活的各类信息都要以空间定位为基础，由于市场需求的大量涌现，信息化测绘将迅速推动测绘企业的技术进步，测绘企业参与地理信息系统在各方而的应用和开发是总体趋势，也是测绘企业生存和发展的方向。信息化测绘将是我国测绘由传统测绘向数字化测绘转化和跨越之后进入的又一个新的发展阶段，它代表着我国测绘技术总的战略方向。

四、结束语

本单位自数字化测绘技术应用于生产后，生产效率和经济效益得到显著提高。数字化测绘技术的探讨，可使作业人员少走弯路、降低出错率。数字化测绘技术的提高，可为提供数字产品奠定基础，并提高了职工的技术素质。随着数字工程的深入发展，GIS技术的不断成熟、GPS技术在各行各业的广泛应用。大力开展数字化测绘技术是地质测绘单位科技创新的任务和方向、也是提高地质测绘单位自身实力和经济效益的重要手段。

参考文献：

[1]廖立新，对数字化测绘技术在地质勘查中的应用探讨[J].广东科技，2009，4.

篇（10）

【Abstract】This paper presents the key feature of advanced manufacturing technology. The relationship of advanced manufacturing technology and digital technology were discussed. The status and development of the digital technology and advanced manufacturing technology were analyzed. Pointing out that digital manufacturing is the core technology of the advanced manufacturing technology. Several key technologies in the digital manufacturing system were specifically discussed.

【Keywords】Digital technology； Advanced Manufactories Technology； Mechanical Manufacture； Informatization

1 先进制造技术的含义

先进制造技术AMT（Advanced Manufactories Technology）是指以提高制造企业综合效益为目的，综合利用信息、能源、环保等高新技术以及现代系统管理技术，对传统制造过程中及产品的整个寿命周期中的使用、维护、回收、利用等有关环节进行研究并发行的所有适用技术的总称[1-2]。

相对传统制造技术，数字化制造技术是一项融合数字化技术和制造技术，且以制造工程科学为理论基础的重大的制造技术革新，是先进制造技术的核心。数字化先进制造是在计算机和网络技术与制造技术的不断融合、发展和广泛应用的基础上诞生的。它是对制造过程进行数字化的描述，将制造信息采用数字化的表征、存储、处理、传递和加工，从而在数字空间中完成产品的制造过程[3-6]。

2 数字化是先进制造技术的基础

2.1 先进制造技术的基本特征

先进制造技术包括以下五个基本特征。

（1）先进性。制造工艺作为先进制造技术的基础，必须是经过优化的先进工艺。先进制造技术的基础必须是优质、高效、低耗、清洁工艺，它从传统制造工艺发展起来，并与新技术实现了局部或系统集成。

（2）通用性。先进制造技术不是单独分割在制造过程的某一环节，它覆盖了产品设计、生产设备、加工制造、销售使用、维修服务，甚至回收整个过程。

（3）系统性。随着微电子、信息技术的引入，先进制造技术的驾驭信息生成、采集、传递、反馈、调整的信息流动过程。先进制造技术是可以驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。

（4）集成性。先进制造技术由于专业、学科间的不断渗透、交叉、融合，界限逐渐淡化甚至消失，技术趋于系统化、集成化，已发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术为一体的新兴交叉学科。

（5）技术与管理的更紧密结合。对市场变化做出更敏捷的反应及对最佳技术经济效益的追求，使先进制造技术十分重视生产过程组织管理体制的合理化和最佳化。

2.2 基于数字化的先进制造技术

数字化制造技术符合先进制造技术的上述五个基本特征。先进制造技术时代是数字化信息的时代，数字化技术是数字的生产、采集、存贮、变换、传递、处理及广泛利用的新兴科技领域。制造业从50年代数控机床的发明，标志着机械制造业向着数字化走出了第一步，随后制造信息化沿着三个方面推进，一是现场生产方面，如：NC/CNC/DNC/PLC/FMS/AC等；二是产品和工艺设计方面，如APT/CAD/CAM/CAE等；三是生产管理和集成方面，如MRP/PDM/ERP/CIMS等。可以说信息技术改变了当代制造业的面貌。

3 数字化是先进制造技术发展的核心

3.1 数字化先进制造的核心技术

数字化是先进制造技术的核心，它是在计算机和网络技术与制造技术的不断融合、发展和广泛应用的基础上诞生的。数字化先进制造主要包括以下几个核心技术[4，6]：

（1）制造过程的建模与仿真。制造过程的建模与仿真是在一台计算机上用解析或数值的方法表达或建模制造过程，建模通常基于制造工艺本身的物理和化学知识，并为实验所验证。

（2）网络化敏捷设计与制造。利用快速发展的网络技术，改善企业对市场的响应性。我国企业向国际接轨就必须在此领域开展研究，尽快掌握并赶上国外先进水平。

（3）虚拟产品开发。虚拟产品开发有四个核心要素：数字化产品和过程模型、产品信息管理、高性能计算与通讯和组织、管理的改变。

3.2 数字化对先进制造技术的实现

（1）数字制造的全球实现―网络制造。随着数字化技术、计算机网络技术及交通运输事业的迅速发展，这些企业可利用协同工作技术，在一定的时间、一定的空间内，利用计算机网络，小组成员共享通过数字网络在企业内部传递的知识与信息。

（2）数字制造的动态联盟―敏捷制造。为实现高增值、高产品质量及优质服务，只有借助于高性能计算机和高速网络，在数字化环境中，充分利用其他企业制造过程的信息流和数据库等有用的数字化资源，才能对变化市场做出快速的响应。对于某些产品一个企业不可能快速、经济地独立开发和制造其全部，必须根据任务，由一个公司的某些部门或不同公司按资源、技术和人员的最优配置。于是，一种以数字制造为平台的先进制造技术即数字制造的动态联盟―敏捷制造崭露头角。

（3）数字制造的计算机实现―虚拟制造。数字化表征与传递、建模与仿真是数字制造的核心科学问题。这种能实现制造形状与过程的数字化表征、非符号化制造知识的表征、制造信息的可靠获取及其传递的、由整个制造信息形成的数字空间，为计算机和计算机网络的应用提供了用武之地。

（4）数字制造的快速实现―快速原型制造。制造业面临两个重要的挑战：一是要大大减少开发时间，二是产品的个性化。虽然计算机辅助设计和制造（CAD和CAM）已在很大程度上改善了传统的产品设计和制造方法，但在计算机辅助设计和计算机辅助制造集成实践过程中仍有许多障碍。

虚拟制造技术在计算机上实现了产品实际的制造过程，对缩短产品开发的周期、减少开发费用、提高市场竞争能力做出了重大贡献。通过长期的探索与实践，催生了制造技术上的又一次新的变革―快速成型制造技术。

（5）数字制造的环保化实现―绿色设计与制造。制造业为人类的繁荣昌盛做出了巨大贡献的同时，每年产生了近55亿吨的无害废品和7亿吨的有害废品。因此，为了有效地保护环境，一定要在制造的各个阶段进行污染控制。有必要使用能在各个阶段评估环境被影响的后果的工具和方法学来支持设计和制造，一种具有意识的先进制造技术―绿色设计与制造ECD&M （EnvironmentallyConscious Design and Manufacturing ）。

4 数字化是先进制造技术发展的未来

目前，计算机和网络已成为制造业企业的基础环境和重要手段，目前世界500强企业无一例外地建立了内部网。制造业在知识经济到来时呈现明显的信息化趋势，可以说信息技术在促进当代制造业发展过程中的作用是第一位的，信息技术将在更深层次上渗透和改造传统制造业。

当前，数字化制造正在深入发展，其主要趋势呈以下四点：

（1）由二维向三维的转变―形成以MBD/MBI（Model Based Definition，MBD 基于模型的定义/Model-BasedInstructions，MBI基于模型的作业指导书）为核心的设计与制造。MBD是用集成的三维实体模型来完整的表达产品生命周期各阶段的产品定义技术标准，为设计人员服务，解决的是要制造什么的问题；MBI是以三维模型表达的车间工作规范和方法，为加工、装配、检测人员服务，解决的是怎么制造的问题。MBD/MBI技术将使工程技术人员从繁琐的二维图纸和表格文化中解放出来，可将更多精力转移到需求分析和产品创新研发上。

（2）真正并行和协同的实现-数字化制造中的直观可视化工作环境以及建模和仿真技术，为并行和协同工作提供了友好的协同工作环境及有效的实验验证手段和评估优化工具。数字化制造是制造业信息化发展的新阶段，也是目前制造业的重要发展方向，如精密化、智能化、网络化、极端化等，无一不与数字化制造技术的发展密切相关。

（3）数字化装配与维修的应用―装配是产品生命周期中的重要环节。虚拟现实技术（VR， Virtual Reality）的发展为解决装配序列规划和装配性能仿真提供新的思路和方法，虚拟装配技术可在无物理样机的情况下对产品可装配性、可拆卸性、可维修性和装配过程中的装配精度、装配性能等进行分析、预测和验证，并支持面向生产现场的装配工艺过程的动态仿真、规划与优化。目前虚拟装配技术已从简单的几何装配正朝着考虑精度、物性、过程、环境等多方面因素的装配技术方向发展，这是推进虚拟装配技术实用化发展的重要一步。

（4）数字化车间与数字化工厂―数字化工厂是数字化制造技术在车间和和工厂集成应用和高效运营的全新生产模式。它在三维工艺过程、工艺装备、生产线布局和生产管理综合优化和集成的基础上，实现产品在工厂、车间和生产线上由设计到制造的数字化执行、管理和控制问题，是实现企业挖潜和增效的最有效形式。目前，生产线建模仿真技术和车间布局规划已日益受到重视，它为高效物流实施以及精益生产、可重构制造、单元化制造等先进制造模式提供科学分析工具，尤其对多品种、变批量和混线生产等复杂生产模式具有重要指导意义。

5 结束语

先进制造技术是改造传统制造业的有效手段，为了有效地在我国利用先进制造技术改造传统制造业，需要明确研究、开发和应用先进制造技术的重点。综观以上先进制造技术的现状和发展，可以看出数字制造实为先进制造技术的核心技术，是实施其他先进制造技术的平台。

数字化先进制造技术是席卷全球的数字化浪潮中的重要一环，其本质是支持数字化或信息化制造业的技术。充分运用当代数字化技术，大力发展数字化先进制造技术符合本世纪制造业的发展趋势。

【参考文献】

[1]杨叔子，吴波，李斌. 再论先进制造技术及其发展趋势[J].机械工程学报，2006，42（1）：5-8.

[2]江征风，吴华春.以数字制造为基础的先进制造技术[J].组合机床与自动化加工技术，2005，6：5-7.

[3]张训杰，童伟国，陈林静，胡金泽.先进制造技术与数字化制造[J].装备制造技术，2007，11：106-107.