引论：我们为您整理了13篇三维数字化论文范文，供您借鉴以丰富您的创作。它们是您写作时的宝贵资源，期望它们能够激发您的创作灵感，让您的文章更具深度。
篇1
1.3地理特征数据库技术FDB的数据组织采用了标准的三级层次结构，分别为数据源（DataSource），数据集（Data－set），要素类（FeatureClass）三个层级。数据源是当前FDB的一个实例，包括了当前FDB实例的所有数据；数据集是数据源的一个逻辑分组，所有的数据使用同一个模型库、贴图库和相同的坐标参考系；要素类是指在数据集中，负责具体组织管理不同的要素。
1.4CityMakerSDKCityMakerSDK采用标准的COM控件技术，提供了3DGIS应用所需的相机控制、三维漫游交互、空间分析、地形分析、特征要素绘制等功能接口，可满足不同用户的开发需要。
2总体技术思路
彬县大佛寺石窟三维数字化档案建设是利用CAD建模技术［7］、三维激光扫描技术、虚拟现实技术等手段完成彬县大佛寺石窟博物馆周边的地理环境、内部各类地物以及各个洞窟的数字化工作，利用CityMaker软件创建三维地理信息数据库，借助CityMakerSDK组件进行三维数字化档案系统研发，形成真实、客观、准确的三维数字化档案，为后期的日常管理、文物立体展示奠定技术基础。包括彬县大佛寺石窟博物馆的三维数字化、数据整合入库、系统研发。
2.1三维模型的创建彬县大佛寺石窟三维数字化档案建设中需要的三维模型数据包括石窟造像三维模型、大佛寺石窟遗址区域地势模型、大佛寺石窟场景模型。石窟寺中含有较多的佛龛造像，并且大小不一，雕刻细致程度不同，为精确记录石窟造像三维数据，采用三维激光扫描仪对其进行精细扫描，基于激光扫描建模方法构建石窟造像模型；为确保数据现势性，采用无人机航空影像数据经加工获取数字正射影像［8］，将其叠加到高精度的数字高程模型得到大佛寺石窟遗址区域地势模型；根据三维激光扫描数据提取建筑物、路灯、广告牌、石凳等场景内地表以上的各类地物立面三维几何信息，结合基础地理信息资料，制作大佛寺石窟场景模型。所有数据均是以已有的1∶500地形图为参考，纹理照片应满足CityMak－er三维模型制作要求。文物工作者对三维数字化的文物要求，主要有以下几个方面：几何精度高；造像神态与实物相符；场景内的各类地物，尤其是标志性建筑，要能表现出深厚的历史文化气息。为创建逼真文物三维模型，提升软件运行效率，需引入贴图烘焙技术，同时在场景中布置合理的灯光，增强模型的显示效果。
2.2数据整合及入库数据制作完成后，需要对数据进行入库前检查，检查的主要内容是模型坐标轴是否置中、单个模型以及纹理文件的大小是否满足要求、模型及纹理的命名、模型的制作效果、坐标是否统一等。地理特征数据库技术采用面向对象的数据组织管理方法，能够真正实现对三维地理特征数据、三维模型和贴图数据的一体化管理［9］。由于数据来源丰富、种类繁多，因此，在三维数字化档案建设过程中，采用地理特征数据库（FDB）技术对各类地理信息数据进行组织管理，真正实现数据的二三维一体化管理（图1）。最终入库时用到的模型数据格式为osg，纹理数据格式为dds，矢量数据格式为shp，栅格数据格式为tif。
2.3入库后数据检查由于不同的软件具备不同的渲染方式，因此，同一种数据在不同软件中的显示效果不同，为了保证三维模型数据在入库前后效果的一致，逼真再现石窟寺原貌，需要对模型显示效果进行对比分析。解决的方法是对建好的模型数据进行烘焙贴图，批量导出为OSG格式的模型数据，然后在CityMakerBuilder中编辑光照信息，增强立体效果。
3系统设计与实现
3.1系统架构系统采用C／S架构，以三维模型数据和基础地理信息数据为数据基础，利用GIS组件提供的GIS应用服务和三维服务研发三维数字化档案系统，实现三维场景漫游、信息查询分析、精确量测和三维展示等功能。
3.2系统开发环境系统采用基于GIS组件的二次开发方法，GIS工具平台采用CityMaker软件，借助于City－MakerSDK组件进行三维数字化档案系统开发，可视化开发平台采用VisualStudio2008，开发语言选用C＃．net。
3.3系统功能彬县大佛寺石窟三维数字化档案系统实现对彬县大佛寺石窟的真三维虚拟展示，为大佛寺石窟的管理和保护工作提供科学的手段，系统功能主要包括用户管理、三维漫游、空间量测、属性查询、信息输出等［10］。（1）用户管理功能记录用户的基本信息及操作信息，对用户的权限、帐号、密码等进行维护记录。（2）三维漫游功能实现在三维场景中不同方式的漫游，包括洞窟内、洞窟外、步行、飞行及设定特定漫游路线等。同时，可以对洞窟外场景数据和洞窟内模型数据进行全方位、多角度的精细查看。（3）空间量测功能对模型数据的几何尺寸进行精确量测，包括长度、宽度、高度、投影面积、体积等。（4）属性查询功能三维数字化档案系统中包含了大量的属性信息，为实现快速查询，系统中提供了根据不同的属性字段对三维数据进行快速查询检索。（5）信息输出功能用户可根据需要，将石窟寺三维模型以图表形式输出，方便日后查询和管理。
篇2
子曰：“父在，观其志；父没，观其行。三年无改于父之道，可谓孝矣”[2]；而在另一处，孔子又重复和强调了这句话：“三年无改于父之道，可谓孝矣”[3]——这里之所谓的“三年”，若按清代学者汪中的意见，“三年者，言其久也”[4]；然而，其中的问题却是，为什么“言其久也”就一定是“三年”？为什么不可以是五年、十年或三十年——要知道，《论语》中并不乏五、十、三十这样的数字，而且这些个数字岂非较“三年”都更为久远？由此看来，这里之所谓的“三年”，似乎并非什么“言其久也”的问题——依本文之见，其理解的关键胥在于，所谓 “三年”，乃是《论语》中的一个十分特殊的数量词，而非仅仅只意味着“三”这样一个单纯的数字；同时，似亦在于，这里之所谓“三年”，为其所指称着的，乃是所谓“三年无改于父之道”中的一个“道”字。换句话说，“三年无改”的，必是所谓“父之道”也——也就是说，“父之道”本是要求“无改”的而且这个“无改”还必须是“三年”——这一点，在孔子看来，是定不可疑、十分严格的，似乎没有半点儿商量的余地。并且在他看来，有且只有这样，才可以谓之曰“孝”、称之为“孝”——而这一点，又正与其当年“适周问礼”之时，乃师老子送给他的那一句“为人子者毋以有己”[5]的话完全一致——其意思则是说，“为人子者”既然身为人子，那自然就要“行无专制，事无由己”[6]，就要“父在，观其志；父没，观其行”了。但其中的问题却依然是，为什么是“三年”？这无疑已涉及到原始儒家之所谓“孝道”、涉及到其所谓“居丧之礼”[7]以及涉及到孔子本人在与其弟子宰予之如下一段对话里所谈到的那个儒学中著名的“三年之丧”理论：
宰我问：“三年之丧，期已久矣！君子三年不为礼，礼必坏；三年不为乐，乐必崩。旧谷既没，新谷既升，钻燧改火，期可已矣。”子曰：“食夫稻，衣夫锦，于女安乎？”曰：“安。”“女安则为之！夫君子之居丧，食旨不甘，闻乐不乐，居处不安，故不为也。今女安，则为之！”宰我出。子曰：“予之不仁也！子生三年，然后免于父母之怀。夫三年之丧，天下之通丧也。予也，有三年之爱于其父母乎？”[8]
在弟子宰予（子我）看来，子女要为死去的父母服丧守孝这当然没有问题，但这一守就要三年，是不是太长了呢？而且若君子三年不为礼的话，则礼必坏；若三年不为乐，则乐必崩。换句话说，“三年之丧”，势必将导致“礼坏乐崩”矣。旧谷业已用尽、新谷亦已登场，甚至那些用来取火的木头更已被更换过了一遍。人生一世，草木一秋。至于守孝服丧之事，大概有一年左右的时间就可以了吧，何必非得要三年呢？而在孔子看来，如果父母死去还不到三年，你就吃那稻米饭、穿那锦缎衣，难道你会心安么？对此，宰予似乎不以为然，于是便一言以蔽之地回答道：“安”。这无疑激怒和惹恼了孔子：如果觉得心安，那么你就那样去做吧！一般来说，君子在服丧期间都会感到食不甘味、夜不能寐，闻乐不乐、居处不安，而且他们也都不会那样去做的。但现在的你却感到心安，那你干脆就那样做好了！非仅如此，甚至在宰予刚走出门去，孔子便破口大骂起来：这个宰予真不是人啊！在他看来，儿女们出生后要经过三年时间，才可能脱离开父母的怀抱；但反过来，为父母服丧三年，又有何不可？况且，“夫三年之丧”，乃是“天下之通丧也”，并不是他自己这一家一派的什么别出心裁，领异标新。这个宰予啊，难道你不曾享有过父母对你的那份“三年之爱”么？由此看来，孔子的确是真生气了。
与此同时，当弟子子张向孔子请教《尚书》中之所谓“高宗谅阴，三年不言”（即殷高宗守孝，三年不问于政事）这句话到底是什么意思时，孔子曾不假思索地回答他说：“何必高宗，古之人皆然。君薨，百官总己以听于冢宰，三年。”[9]为什么仅仅只是高宗，其实古时候的人也都是这样做的。国君死了，继之者从此便三年不问于政事而文武百官则听命于宰相。由此可见，所谓“三年之丧”确实并不是孔子本人及所创立的儒家学派的什么独树一帜、独出心裁，或者独断专行，而是中华民族古已有之的一种有源有流、源远流长的基本伦理精神和重要道德传统；或者说，它是一种“礼”，即所谓“丧礼”或者“居丧之礼”，亦即古之所谓“吉礼”、“凶礼”、“军礼”、“宾礼”、“嘉礼”（即“五礼”）中的“凶礼”。
既然“三年之丧”是一种“礼”，那么它自然就要涉及到祭祀；而当是时也，正是一个所谓“国之大事，在祀与戎”[10]的时代——其中的这个“祀”/“祭祀”，又是当时社会正常生活中最重要的事情，其次才是“戎”，才是征战攻伐的问题。据《史记》载，“孔子为儿嬉戏，常陈俎豆，设礼容。”[11]也就是说，孔子小时候经常做的就是这个，长大后所学及所从事着的也是这个；甚至其整个一生，即其所谓“吾十有五而志于学，三十而立，四十而不惑，五十而知天命，六十而耳顺，七十而从心所欲，不逾矩”[12]，似亦不过如此，概莫能外。对此，即使孔子本人后来也并不回避。当卫灵公问他“军陈行列之法”时，孔子曾十分明确地回答说：“俎豆之事则尝闻之，军旅之事未之学也。”[13]——这大概并不是其什么谦虚或客套的问题。因此若从这个角度上说，“儒家者流”盖源于祭祀，似亦未为不可。同时，众所周知，孔子本人一向是主张“述而不作，信而好古”[14]、“祖述尧舜，文武”[15]的——也就是说，所谓“三年之丧”，作为一种“礼”，同样只是他的一个“发现”而非“发明”；当然，更不是他的什么天纵其智、突发奇想了。
《论语》中曾载有这样一段生活场景。子贡欲去告朔之饩羊。子曰：“赐也，尔爱其羊，我爱其礼。”[16]弟子子贡（端木赐）欲将每月初一祭祀祖庙用的那只活羊弃之不用。孔子在得知此事之后，对他说道，端木赐呀，你爱惜的是那只羊，而我爱的却是那其中的“礼”啊。一只羊，对于一场一月一度的例行祭祀而言，不过只是一个“仪”、一种形式罢了，而“礼”则是其中最重要也最关键的东西——是其中的内容。辩证唯物主义告诉我们，没有形式的内容与没有内容的形式，同样是不可想象的。因而孔子在此，才要明确表示，他既“爱其礼”，又“爱其羊”——既在意其中的内容（礼），又在意其中的形式（羊/仪）。与此同时，尽管祭祀中包含着“形式/仪”与“内容/礼”这两个部分，而且尽管前者十分重要，但其根本用意，却在于“礼”。正如孔子所言“尔爱其羊，我爱其礼”；并且，也许正惟如此，女叔齐才明确对此作出严格的区分：“是仪也，不可谓礼”。也就是说，孔子之所以如此重视所谓“三年之丧”，那是因为它是“礼”而非“仪”；换句话说，也正是因为“三年之丧”乃是“礼”，孔子才会如此重视和强调着它、十分固执地坚守着它，从而也才会在此极其明确而公开地表示说：“我爱其礼”。
孔子的确是十分“爱礼”的，而且当弟子“颜渊问仁”并“请问其目”之时，他还曾作如是说：“非礼勿视，非礼勿听，非礼勿言，非礼勿动”[17]。但问题是，他又何以要如此“爱礼”呢？而且《礼记礼器》中不是说“礼时为大，顺次之，体次之，宜次之，称次之。尧授舜、舜授禹、汤放桀、武王伐纣，时也”么——要知道，这个“礼”原本就是一个与时俱进、变动为居的变量而非常量。既如此，那么宰予要变“三年之丧”、子贡欲去告朔之饩羊又有何不可？问题的答案大概并不在于“礼时为大”本身而在于“礼”的本质与核心；而孔子之所以如此爱“礼”，也并不在于那个时代的某一具体、特定的“礼”本身，而是在于其本身所固有的共同的本质与核心——这一点，在我们深入考察“礼”的时候，当须臾不可忘记。
那么什么是礼的本质与核心呢？《礼记》中有云“中正无邪，礼之质也”[18]，“行修言道，礼之质也”[19]——由此可见，礼的本质与核心就在于一个“中”字——不偏不倚、中正无邪的“中”，不多不少、恰如其分的“中”或者不长不短、恰到好处的“中”以及“过犹不及”[20]、无过不及的“中”。而其本身，则不过只是一个表面上的东西而已，正如《荀子天论》之所云：“礼者，表也。”此外，庞朴先生在其所著《儒家辩证法研究》一书之中，则更说得明白：“礼就是中的化身。”也就是说，礼的价值与意义并不仅仅在于它是“礼”本身，而是在于它的本质与核心是“中”；或者说，是“中道”、“中庸”与“中和”。老子尝有言曰“三生万物”，而《中庸》则亦有云“致中和，天地位焉，万物育焉”；换句话说，只有“三”，或只有“中和”，才能使“生万物”，才能使“万物育焉”——其中，“三”与“中和”，在这两句不同的话里，却处于同一逻辑位置；而且在结果上，也是等效的——即“生万物”，或“万物育”。在此，也许我们还可以更干脆说，“中和”就是“三”，而“三”也就是“中和”——这应当说是基本符合逻辑的。
那么，何以才能“致中和”而使“天地位焉，万物育焉”？一言以蔽之曰：“中庸”。这一点，正有如《逸周书度训》之所谓：“和非中不立。”而其意思，则不过是说，“和”若不是“中”、离开了“中”的话，则势必将“立”不起来的；换句话说，若没有“中”，则所谓“和”是无法实现的。由此看来，欲至于“和”，必当首先致力于“中”。
然而，在“中”与“和”或“中庸”与“中和”之间，到底又有什么分别呢？在朱熹看来，“变和言庸者”，“以性情言之则曰中和，以德行言之则曰中庸是也。然中庸之中，实兼中和之义”[21]——按照他的意见，“中庸”这一理念，是完全可以包蕴和涵摄着“中和”的；而在《中庸》看来，“中也者，天下之大本也；和也者，天下之达道也”——也就是说，在“中”与“和”之间还是有所不同的。对此，朱熹是这样解释的：“大本者，天命之性，天下之理皆由此出，道之体也；达道者，循性之谓，天下古今之所共由，道之用也”[22]——其意思是说，“中”乃是“道之体也”而且“天下之理皆由此出”；而“和”，则不过只是“道之用也”，同时又是“天下古今之所共由”。由此亦可见，所谓“和”者，无疑乃是“中”之为“用”也，是“用中”——连续不停地“用中”、持续不断地“用中”；或者可以更直接地说，它就是所谓“中庸”。
此外，还是要属董仲舒说过的这样一句话来得切中肯綮、最为到位：“中者，天下之所终始也；而和者，天地之所生成也。夫德莫大于和，而道莫正于中。”[23]在这段话中，董子竟将“中”与“和”，分别提升到了“天下”、“天地”这样一个登峰造极、无以复加的高度，可以说是说到家了。那么什么是“中”？董子在此说得甚为明白：“中者，天下之所终始也”；至于什么是“和”？董子则同样亦交待得十分清楚：“和者，天地之所生成也”。于是乎，所谓“中”与“和”，便由此而最终被提升到了一个最终极的本体论的高度；于是乎，在此，董子则更将“中”与“和”分别与所谓“道”与“德”二者有机结合、完美统一在一起。并且认为，“夫德莫大于和，而道莫正于中”；换言之，所谓“和”，就是“德”而且是其中最“大”的“德”；而所谓“中”，也就是“道”而且是其中最“正”的“道”——他的这一说法，应当说是极为精辟的。至此，何以“致中和”这个问题，便完全可以概而言之曰“中庸”——其实，这也正是先秦儒学本身所固有的本质、核心及其“致广大”、“极高明”的关键之所在[24]。
同时，这个“三”又是如何来的呢？老子说，“道生一，一生二，二生三”；而且，他又说，“人法地，地法天，天法道，道法自然”[25]。也就是说，这个“三”乃是由“自然”/“道”这个“一”，一分为二，派生出诸如天地、乾坤、君臣、父母、夫妇、男女、神明、阴阳、刚柔、冷热、燥湿、盈缺、内外、上下、远近、高低、强弱……等等等等、诸如此类所有的两两既相对立、又相反对的“二”，然后再由这个“二”，合二为一，化生出“三”，进而化生出煌煌宇宙间所有一切、万事万物。同时，孔子亦云：“吾有知乎哉？无知也。有鄙夫问于我，空空如也，我叩其两端而竭焉”[26]。在孔子看来，他本人是“无知”的，只不过是叩两执中、执两用中、处处守中、时时用中或者说是“允执厥中”而已。按照老子的意见是“二生三”，而“两”、“贰”或“二”，从来都是孔子等原始儒家的重要数理概念。这正如唐代学者李观之所言，“二为儒之臂”[27]；甚至可以说，无“二”便无儒——而且即使说有，那恐怕也只能是一个缺失双臂的“儒”、维纳斯雕像式的“儒”——但不知这样的“儒”，是不是也会像那尊绝无仅有的旷世极品那样卓而不群、艳而不妖，静谧而又美丽？须知，即使断臂的维纳斯也是唯一的，儒家者流亦然。
由此可见，不必说“三年”这个极具特殊意味的数量词，即使是“三”这个单纯的数词，便足已叫人语说不尽了——据本文统计，它在一部《论语》之中，举凡18篇、60见，竟占有了其中所有数字份额（189）的近32%，堪称其中出现次数最高的一个——据此以观，这无疑乃是中国古典文献学中的一个极为罕见的文本现象，而且也应当说是中国古代文学史上的一个十分引人注目的话语问题。也许正因为“中和”与“三”此二者间存在着上述那种极为特殊的逻辑关系吧，于是乎，在《论语》中，孔子和他的弟子们才总是要将带有“中和”之意的话语数字化为“三”；于是乎，我们才总是要一不小心就会在那里碰到这个俯拾即是的太多的数字——当然这并不奇怪，谁教孔子曾是那位主张“三生万物”的老子的弟子呢？至于其上述有关于“三年之丧”的一番入情入理的解释，尤其充满了一种十分浓郁的人世、人间、人生、人心、人道、人情和人性之味道——正所谓人同此心、人同此理，而且在这个意义上，一部孔学的确还可以称之为“人学”。
至于孔子之所谓“三年学，不至于谷，不易得也”[28]一句话的字面意思是说，到我这里来付了学费[29]、学习了三年却不想去当官的人，恐怕是不容易找到的；而其潜台词、话外音或言外之意则不过是说，为政治哲人孔子所创立的私学本是一所政治家学园。既如此，入了孔门、学习了三年还不想去做官，则所来何为呢？此外，纵观《论语》，尤其是其中弟子们“千万次地问”，又哪一句不关乎于政治？难怪乎宋宰相赵普当着太宗皇帝的面儿竟会如此底气十足：“臣有《论語》一部，以半部佐太祖定天下，以半部佐陛下致太平”。至于孔子另外一句“苟有用我者，期月而已可也，三年有成”[30]——不知他这么说到底有何把握和胜算，但有一点却可以肯定，至少其绝非虚言。至于在孔子与其弟子子路、曾晰、冉有、公西华之间那段经典对话中流露出的两个“比及三年”[31]，尤其充分地展示了孔门弟子伟大的政治理想和远大的政治抱负；而且即使是这样的理想和抱负，在他们那里，同样有着与乃师一样的自信，只需假以时日，“比及三年”，仅此而已，毋须再多——不多不少、不长不短，就是“三年”，既十分明确（definition）而又十分确定（determination），甚至是毋庸置疑、不容置辩；或者说，是定不可疑的。
为什么是“三年”？这在一部《论语》之中，的确是语说不尽的；但在其中，它无疑又是一个确数或定数——不多不少、不长不短，十分干脆，只是“三年”。尽管其中还有如子曰“加我数年，五十以学易，可以无大过矣”[32]之所谓“数年”、子曰“善人为邦百年，亦可以胜残去杀矣。诚哉！是言也” [33]之所谓“百年”以及子曰“善人教民七年，亦可以即戎矣”[34]之所谓“七年”这样三个有关于“年”的数量词，但从内涵和包蕴着这些数量词的整个语句上看，则无一不明显带有着一种假想、猜测或推断的语气；究其实，则不过是他的一种对未来的想象，既不明确（indefinition）、也不确定（indetermination），似乎是指向彼岸（the other shore）的——然而，终其一生，孔子似乎却又很少去作这种无谓的想象；而且即使曾有过，他也总是会有意通过一种时间上的特别暗示或者意向——通过一种既不明确又不确定的象征性的长时段概念，明确而又确定地告诉他的弟子：此时此刻的他，其实正在想象。那么，在此，在这种语气之下的“数年”、“百年”和“七年”这样的时段，大概便可以援引前面清人汪中的话说，“言其久也”吧？谁知道呢——这一点，至少在孔子那里，并不确知；而且总的来说，对“三年”以外的那些属于未来的事情，他似乎已不再知道些什么。尽管当弟子子张询问起“十世可知也”时，孔子回答说：“殷因于夏礼，所损益，可知也；周因于殷礼，所损益，可知也。其或继周者，虽百世可知也。”[35]——但众所周知，这里子张之所问及孔子之所答的，乃是历史而非未来。而且依本文之见，甚至在孔子那里，未来或者明天的事情，似乎还是难以逆料、不可捉摸的，甚至大有一种只管耕耘、不计收获之意。如季路问事鬼神。子曰：“未能事人，焉能事鬼？”敢问死。曰：“未知生，焉知死？”[36]——相对于“鬼”和“死”而言，“人”与“生”，无疑乃是更生动、更具体也更“此在”（being）的东西——其言外之意，在本文看来，则不过是说，从我做起、从现在做起，最重要的，首先是做好自己眼前的事情、手头上的事情；或者可以一言以蔽之曰：活着，然后才是如何活或怎样活、不活（死）以及“鬼”的问题；若直接用孔子的话说，那就是：先“事人”后“事鬼”，先“知生”后“知死”——“人”之“未能事”，“焉能事鬼”；“生”且不可“知”，“焉知”乎“死”？于是乎，我们注意到，在《论语》之中，有弟子曾通过追忆，明确而简短地记下了这样一行清晰可辨的文字：“子不语：怪，力，乱，神。”[37]
英国大文豪莎士比亚（Shakespeare）最著名的经典中的那个最著名的角色哈姆莱特，曾作如是说：“活还是不活，这是一个问题。”此之谓也。对人而言，这的确是一个问题；但这一问题，似乎却不仅属于哈姆莱特（毋宁说莎士比亚）、属于苏格拉底[38]，而且还属于中国的孔子（Chinese Confucians）。
“活还是不活”，为其所根本揭示的乃是人之成为人、成为其所是的最基本的囚徒困境与二难选择——正如鲁迅先生的那篇奇文《死火》中所深刻展露出的“是冻灭还是烧完”这个进亦忧退亦忧的生命本原现象，对人而言，真是太难了。而且其难就难在：任何人——不管他是谁，也不管他是男是女、是老是少，他都必须在“活还是不活”或者“是冻灭还是烧完”间作出一种选择，二者必居其一；除此以外，他们便不再有其他任何第三条道路可走了——而这岂不是太难了么？好在自古以来，这种困境与选择，便仅仅属于哲学，仅仅只是属于哲人的问题；而且古今中外，也仅仅只有像苏格拉底、莎士比亚、孔子和鲁迅这样的诗性哲人，才会将这样的问题纳入到自己的哲学视阈，才会去思考这样的问题，从而也才会明确提出“三年之丧”、“三年之爱”等等等等……诸如此类根本牵绊着个体生命的重大问题——不管怎么说，哲学总归是一门个人性的学问。而人则既是个体的生命，同时又是群体的生命——但在哲学的诸多分类当中，只有“政治哲学”，才关涉于后者——既关涉于人的个体生命，又关涉于人的群体生命。而苏格拉底、莎士比亚和孔子，究其实，也正是这样的政治哲人。他们的“哲学”不仅为自己，而且也为别人，乃至于为整个人类这一共同的群体。既如此，我们大概可以理解，为什么孔夫子当年面对弟子宰予的一番质疑，竟会如此的大动肝火、大发雷霆，甚至于破口大骂了。但其中的问题是，为什么同为弟子，质疑问难的宰予偏偏要遭此责骂，而那位欲诉诸行动、“欲去告朔之饩羊”的子贡却可以得到那般礼遇？可别忘了，子贡其人，乃是孔门中的“受业身通之徒”，“言语异能之士”[39]——聪明得很。也许正惟如此，那位“学而不厌”、“诲人不倦”[40]以及“因材施教”的孔老夫子，当是时也，才不能不考虑：自己多少得给这位弟子留点儿面子吧？
然而孔子如此待人却是不平等的、不公平的，或至少说是存在着一定过失的。对此，即使他本人，后来也曾公开承认说，“吾以言取人，失之宰予；以貌取人，失之子羽。”[41]——这大概就是“圣人”，一位敢于面对和坦陈自我过失的圣人。当然，这其中也有宰予个人方面的问题：“宰予之辞，雅而文也，仲尼几而取之，与处久而智不充其辩”[42]。尽管孔子之辞也有“雅而文”的时候，但那也只是在他颂习《诗》《书》、演绎礼仪之时；至于平时，大概是不常用的[43]。因而对宰予“雅而文”之辞，他自然要“几而取之”了。而“与处久而智不充其辩”一句话，则告诉我们，宰予这个人之所以说起话来“雅而文”，很可能是因为他还有点儿食古不化、不知而言[44]的毛病——若如此，则长此以往，便很可能会给乃师留下一种学艺不精、无所取用的印象；既如此，则孔子自然也便不会喜欢同其论辩了。但事实却又证明，“以言取人，失之宰予”——在这一点上，孔子显然是搞错了。也许正惟如此，《论语》中的孔子才要作如是说：“君子欲讷于言，而敏于行”[45]、“巧言令色，鲜矣仁”[46]的吧？如此看来，尽管宰予一度曾遭遇过乃师孔子对他的不公平对待，但是他最终还是得到了老人家的刮目相看。而这正应了一句俗语，“路遥知马力，日久常人心”。既如此，又怎见得这对宰予/孔子不是一件好事？
总之，“为什么是三年”这个问题，在某种程度上说，似乎与“活还是不活”以及“是冻灭还是烧完”的问题，是同质的；而且从根本上说，它也是虽“有根”，但却又“无解”的。正如庄子之所谓“天下有大戒二：其一，命也；其一，义也。子之爱亲，命也，不可解于心；臣之事君，义也，无适而非君也。无所逃于天地之间，是之谓大戒。”[47]——在此，庄子竟将“子之爱亲”称为“不可解于心”的“命也”、将“臣之事君”视作“无适而非君也”的“义也”并视之为“生（于）天地之间”、“处于天地之间”[48]、亦“无所逃于天地之间”的人的两条“大戒”，可谓看透了人之成为人、成为其所是的那种相对于完美、全面和永久的不完美性、欠缺性和偶在性。于是乎，一种最黑暗、最冷酷也最恐怖的绝望感便油然而生。然而从另一个角度上说，绝望不也证成着一种最深切的体认和感悟？有鉴于此，或许可以用佛家的话说，绝望原是一种本己或属人的（personal）“大彻大悟”。而且这种“绝望/大彻大悟”并不是什么自怨自艾、自暴自弃，当然也不是什么“知其不可为而不为”（周作人先生语）。它是一个觉醒的开头、一个得救的开始，是一种俯视或鸟瞰（而非仰视或平视）的目光，更是一种“知其不可为而为之”的反抗绝望、积极进取的人生态度——“海到天边天作岸，山登绝顶我为峰”；“山穷水尽疑无路，柳暗花明又一村”。
至此，“活还是不活”、“是冻灭还是烧完”——或者说是“坐以待毙”还是“垂死挣扎”？已不再成为囚徒困境和二难选择。一句话：只管耕耘，不计收获，生如夏花之烂漫，死如秋夜之静美——这是因为，一颗生命的价值，并不在于其最终结果而是在于它曾经活过、曾经烧过或曾经挣扎过，甚至就在于它曾经活过、烧过或挣扎过的那短短的一瞬。或许在此我们还可以进一步或退一步地用哲学的话说，它既“一分为二”过，又“合二为一”过——而这大概也就是老子之所谓“二生三”的“三”或者说是“三生万物”的“三”以及孔子之所谓“三年之爱”、“三年之丧”的“三”吧？
其实，出世入世，总归一世；或出或入，理固已然。儒道同源，密不可分。而中国传统文化原本就是以儒、道两家的思想为主流的。因而断不可蔽于一端、流于一曲，不可顾此而失彼；否则，很可能如庄子之所谓“不幸不见天地之纯，古人之大体”甚至还可能将导致“道术将为天下裂”[49]矣。若如此，则岂不悲夫！这个世界并非什么“没有真理，只有解释”，但“惟有明白真理的人才最会看出真理的类似”，就像古人说的，“观其所以微见其意者，皆圣贤相与警戒之义”[50]。否则，大概就要算作是“庸俗”——而有关于“庸俗”，古希腊人却有这样一个叫做“apeirokalia”的绝妙词汇，并以之来“形容缺乏对美好事物的经历”[51]。
按照《汉书》作者班固的意见，“《论语》者，孔子应答弟子、时人，及弟子相与言而接闻于夫子之语也。当时弟子各有所记。夫子既卒，门人相与辑而论纂，故谓之《论语》。”[52]也就是说，所谓“《论语》者”，本是一部对话集或问答录。因此只有通过子夏之所谓“博学而笃志，切问而近思，仁在其中矣”[53]一句话中的“博学”、“笃志”、“切问”与“近思”，通过细读、玩味、体认和感悟，并且通过设身处地地切实进入到当时的对话语境和话语情境之中，才能得其道德宏旨与微言大义。否则，很可能不是五花八门、不着边际，便是语焉不详，不知所云。子张有曰：“执德不弘，信道不笃，焉能为有？焉能为亡？”[54]——他的这番话，应当说是对的。
注 释：
[1]《老子四十二章》。
[2][46]《论语学而》。
[3][43]《论语里仁》。
[4]《论语正义学而第一》，
[5][11][13]《史记孔子世家》。
[6]《韩诗外传》卷七。
[7]有关于此，《礼记曲礼（上、下）》之中，多有记述，十分庞杂，而且其中更多的却又是女叔齐之所谓“是仪也，不可谓礼”（《左传昭公五年》）。因与本文无涉，故兹不赘述。
[8][45]《论语阳货》。
[9]《论语宪问》。
[10]《左传成公十三年》。
[12][35]《论语为政》。
[14][32][37][40]《论语述而》。
[15]《中庸》。
[16]《论语八佾》。
[17]《论语颜渊》。
[18]《礼记乐记》。
[19]《礼记曲礼上》。
[20][31][36]《论语先进》。
[21][22]《中庸章句》。
[23]《春秋繁露循天之道》。
[24]参见米继军，《“和合学”辨正——与张立文先生商榷》，《学术前沿》（香港）2005（7）。
[25]《老子三十五章》。
[26]《论语子罕》。
[27]李观，《通儒道说》，《全唐文》卷五百三十五，中华书局1983年影印本。
[28]《论语泰伯》。
[29]据《论语述而》中之所谓“自行束修（即十条干肉）以上，吾未尝无诲焉。”
[30][33][34]《论语子路》。
[38]据说苏格拉底临终之前尝作如是说，“我去死而你们去活，到底谁会更好，只有天知道”。
[39][41]《史记仲尼弟子列传》。
[42]《韩非子显学》。
[43]据《论语述而》，“子所雅言，《诗》、《书》、执礼，皆雅言也。”
[44]《韩非子初见秦》，“臣闻不知而言不智”。此句正可解释其中“智不充其辩”一语。
[47]《庄子人间世》。
[48]《庄子知北游》。
[49]《庄子天下》。
[50]苏轼，《留侯论》。
篇3
the Application and Research ofWorkflow Model in the Construction of Digital Estate Management
System
SUN De-chao, SHEN Xu-dong
(Ningbo real estate property section, Ningbo315100, China)
Abstract: This article takes the paper file digitization as a starting point, through the establishment based on digital image's three dimensional file virtual system model, utilizes the technology of imagery processing, WEB application and virtual reality and so on, realizes the function of the digital image gathering input, processing, the memory and the three dimensional virtual call, and this function supports the B/S pattern .
Key Words: Virtual reality; Data acquisition; File digitization
1 引言
信息技术的快速发展与广泛应用给档案工作带来新的契机和新的研究课题。档案作为一种原生的信息资源，其重要性正日益凸显出来，采用先进的信息技术对档案进行管理，开展档案数字化系统建设势在必行。目前国外的档案数字化建设在档案管理信息系统的建设方面比较成熟，关于网络环境下的数据库、搜索引擎、检索服务、信息资源共享、三维虚拟等方面技术在档案管理中的应用研究比较活跃，已经达到新的。相比较，国内的档案数字化建设相对滞后，在档案管理信息系统的建设方面尚处在起步的阶段， WEB技术与虚拟现实技术方面在档案管理中的应用非常局限，虽有虚拟档案馆一词，但仅仅停留在展示方面，还未真正达到有效虚拟管理作用的目的，有关档案管理的三维虚拟现实方面的课题研究刚处在起步阶段。因此，建立档案管理的三维虚拟现实系统有重要的现实应用，将对档案管理模式产生深远的影响与变革。
目前中国许多档案部门着手进行挡案的数字化工作，档案整理工作量庞大，设计一套有效的档案数字化模型是非常必要及时的，对档案数字化工程的推进有着非常重要的意义，通过数字图象三维虚拟系统模型的建立，可保护实物档案形成电子档案，有助于电子查阅和网上浏览，降低办公成本，提高档案管理效率，而且使用直观方便，接近现实世界。
2 系统实现
2.1 主要内容介绍
系统深入研究档案数字化进程中的档案三维虚拟现实管理问题，包括纸质档案的拍摄或扫描采集录入系统与档案电子库房的三维虚拟管理如虚拟档案袋与档案架的创建、上架下架位置排列与虚拟档案袋的调阅等问题，充分利用理论、硬件、软件与技术应用相结合，对档案的三维虚拟现实管理方面进行独特而全面的研究。
系统主要运用Visual Studio 2005和.Net框架建立一套基于B/S模式的数字图象三维虚拟现实系统模型，主要分成两大块：电子档案数字图象的采集录入系统与三维档案虚拟现实系统。系统实现工作流程如图1所示。
图1 系统工作流程
电子档案数字图象的采集录入系统主要是通过录入系统程序客户端运用USB接口控制技术控制数码相机或高速扫描仪进行档案纸质材料的拍摄或扫描录入，以TIFF/JPEG等主要图象格式进行数字图象的分布式存储并上传到文件目录服务器与数据库服务器，为三维虚拟现实管理系统提供数据来源；三维虚拟现实系统主要建立三维虚拟档案袋与虚拟档案库，根据档案的空间位置信息与上架信息，通过虚拟档案袋载入数字图象信息，自动形成三维图形展示的档案库房密集架直观图，通过该图可以直接定位档案的具置，可以直接对该卷电子档案进行操作，如调阅、迁出、销毁、借阅登记等，实现三维电子档案的模拟实物查询与操作，以简化档案管理的业务工作环节。
2.2 关键技术
(1)USB接口控制数码相机技术：支持JPEG、GIF、PDF、BMP、DWG、DXF、TIFF等多种图象格式，支持黑白二值、灰度和彩色拍摄或扫描录入，支持多种数码相机或高速扫描仪的录入接口，支持远程服务应用，能进行拍摄或扫描模板及参数的设置。
（2）数字图象处理、图象存储安全与图象压缩技术：能对图象进行缩小放大、去噪去污等处理，以保证图象质量；鉴于档案种类繁多，数据量庞大，考虑到虚拟现实管理的实时性与快速性，本系统具有高效图象处理的功能，并采用LZW无损压缩算法对彩色数字图象进行高比例无损压缩存储，以满足数字图象访问速度的需要，具有良好的实时性、扩展性和伸缩性。
（3）虚拟电子档案袋建立技术：将文本数据与图象数据关联，存取在虚拟电子档案袋中，形成完整的电子档案；
（4）三维虚拟现实技术：能形象逼真地模拟档案的查询与调阅；三维虚拟现实提供电子库房虚拟管理和虚拟档案的调档查阅，具有生动逼真和模拟实物档案管理的效果。同时，具有虚拟档案位置信息大变动调整速度比实物档案位置信息大变动快的得多。。
（5）数据库存取与数字多媒体技术：能实现图象文件的分布式存储 ，能快速读取图象数据；支持声音，实现多媒体漫游；
3 结论
该系统针对数字化档案工程，提出了用三维虚拟现实技术、USB接口技术、图象处理技术和WEB技术相结合来解决电子档案数字图象采集、存储、三维虚拟调阅等问题的方案，给档案数字化管理提供了有力的应用工具，有利于信息共享，大大提高了数字化效率,图2为系统在宁波数字化档案管理使用过程中虚拟现实的图片。该作品具有较好的前瞻性和实用性，不仅局限于档案领域，可以扩展到多种行业多种领域，具有很好的使用价值、社会效益和市场前景。
图2 虚拟现实系统
参考文献
[1] 胡西伟.基于三维动画与虚拟现实技术的理论研究[D].武汉大学硕士论文,2005,4.
篇4
0.引言：科学技术的新成就，电子计算机技术等新技术的发展与应用，以及测绘技术和科技的不断发展，工程测量技术近年来发生了很大的变化；水利水电工程施工测量技术的面貌日新月异。
1．全站仪测量放样技术
全站仪替代光学经纬仪和电磁波测距仪的应用．足地面测量技术进步的重要标志之一。全站仪具有测量精度高，仪器的集成化、自动化和智能化程度高等优点，为施工测量提供了极大的方便。已大量应用于各类工程的施工测量中。电子全站仪自动改正仪器轴系统差、自动归化计算、角度测量自动扫描、消除度盘分划误差和偏心差，自动记录存储、实时测量三维坐标、与双向数据通讯功能，为测图和工程放样向数字化发展开辟了道路。目前全能型和智能化方向发展的电脑型全站仪都带有丰富的软件，可以直接进行坐标放样、导线测量、程序测量、悬高测量、道路放样、对边测量、面积测量、高程传递、参考线放样，故能提供高速高精度的观测成果，又能高效地完成多种测量作业。带马达驱动和程序控制的全站仪可以结合激光、通讯及CCD技术，能实现测量的完全自动化，被称作自动化测量器械。为工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利的条件。
2．数据库技术与GIS技术
测量工作者如何更好更好地为工程建设服务，其最有效的方法是利用数据库技术或GIS技术建立数据库或信息系统。其同的是把大量的测量数据或信息进行科学的存储．建立三维数字地形模型，提高测量数据利用率，减少重复劳动，以便于检索、分析、分发和利用。实现管理和服务的科学化、现代化。将GIS应用于水利水电工程建设，虚拟显示施工总布置三维全景，直观反映各组成部分空间上和时间上的相互关系并实现各种信息可视化查询、分析、统计计算，实现建筑物施工全过程动态仿真演示。以信息的数字化、直观化、可视化为出发点，直观清晰地描述复杂工程建设的施工动态过程，为全面、准确．快速地分析掌握工程施工全过程提供有力的分析工具，实现工程信息的高效应用与科学管理。
3．GPS定位技术
随着GPS的出现和不断发展完善，测绘定位技术发生了革命性的变革。长期以来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术，正在逐步被以一次性确定三维坐标的、高速度、高效率、高精度、大范围的GPS技术所代替，同时定位范围已从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间；定位方法已从静态扩展到动态；定位服务领域已从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的应用前景。GPS接收机已逐渐成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用。将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起，称超全站仪或超测量机器人。它将GPS的实时动态定位技术与全站仪灵活的三维极坐标测量技术完美结合，可实现无控制网的各种工程测量。水电工程施工区域大，控制点传算工作量大，精度衰减快；高山峡谷之中，山脉蜿蜒曲折，造成上点和通视困难；河流阻隔，致使交通不便，前后视须迂同前进。利用GPSRTK技术进行碎部点测绘与放样不需要与基站保持通视，也无需进行后视作业，误差不累加，精度分布均匀，精度衰减每公里只有lmm。10--15km的作业半径不需要设置过渡控制点，更长距离的测绘可通过设置中继电台转发电测波解决。大幅度地提高工作效率。
4．程序型计算器辅助计算技术
程序型计算器（如CASIO fx-4800P/fx-4500PA）以其功能强大、经济实惠、方便携带的特性受到了各行各业工程技术人员的欢迎，尤其是测绘方面的技术人员进行工程放样计算的有力工具。水利水电工程庞大而复杂。工程细部的放样往往牵涉到几十个公式的数学计算，尤其是在施工现场，严寒、酷暑、噪音、灰尘很难让人时刻保持清醒的头脑，计算的速度和结果的正确性大打折扣，严重影响放样的质量和效率。利用编程计算器事先编制好所需放样部位的计算程序，在施工现场最多只需输入测点三维坐标X，Y，Z的数据即可迅速计算出所需要的放样数据，结果准确率大大提高。全站仪实现了测点坐标的随测随得，编程计算器实现了放样数据的即输即得，大大加快了工程放样的速度。
5．数字化测绘技术
大比例尺地形图和工程图的测绘，是工程测量的重要内容和任务。常规的成图方法是一项脑力劳动和体力劳动结合的艰苦的野外工作，同时还有大量的室内数据处理和绘图工作，成图周期长，产品单一．难以适应飞速发展的现代化工程建设的需要。把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来，形成―个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统。实现大比例尺基本图、工程地形图、带状地形图、纵横断面图、地籍图、地下管线图等各类图件的自动绘制。系统可直接提供图纸，也可提供电子数据，为专业设计自动化建立专业数据库和基础地理信息系统打下基础。数字化成图技术住现代工程中的应用不仅提高了工作效率，并保质保量提交成果。仅内业制图部分可节约经费50%，节约时间60％。
6． AtuoCAD辅助设计技术
计算机辅助没计(Computer Aid Design简写CAD)足20世纪80年代初发展起来的一门新兴技术型应用软件。如今在各个领域均得到了普遍的应用。它大大提高了工程技术人员的工作效率。利用AutoCAD配合AutoLisp语言，可以编制一些常用的计算程序，得到定制的计算结果。在水利水电工程上有许多体形复杂的计算，尤其是各种不同体形衔接处的相交线，需要用空间解析几何的方法解算。单靠计算器手工计算，非常繁琐，工作量大，准确性也不好保证，用AutoCAD建立数字化模型，执行点坐标查询功能就可以了。也可以对所编写的程序的计算结果进行正确性验证。AutoCAD的特性提供了测量内业资料计算的另外一种全新直观明了的图形计算方法。另一方面是各种工程横断面、纵断面网的绘制，以及断面面积的计算和其它一些需要的图纸的绘制。从而大大减轻我们内业的工作强度和工作量。．
7．数字摄影测量技术
摄影测量技术由于可以提供实时的三维空间信息，无需接触被测物体，以及野外工作量少、效率高和成果品种多等优点，具有广泛的应用前景。随着全数字摄影测量系统的应用，摄影测量的产品将从影像图、线划图向数字化系列产品――4D产品转化。产品应用与服务领域更广，并为建立各类专业信息系统和基础地理信息系统提供可靠的数据保障。在水利水电工程。利用数字摄影测量技术可以迅速获取制作大比例尺影像图、地形图、立面图、等值线图和断面图图库，建立DTM(数字地面模型)和DEM(数字高程模型)模型数据库，建立并永久保存高分辨率建基面三维影像数字地面模型数据库。检查陡坡地段的开挖质量和工程竣工部位的形体资料，记录工程在施工过程中各个项目地理地貌信息，形成各种数字信息产品，并可通过网络方便快捷、及时地提供给各个部门使用。
8．工程测量数据处理技术
随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化，工程测量领域技术的发展趋势和方向是：测量数据采集和处理的自动化、实时化、数字化；测量数据管理的科学化、标准化、规格化；测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中，并发挥其主导作用。
9．结束语
科学技术的新成就，电子计算机技术、微电子技术、激光技术、空间技术等新技术的发展与应用，以及测绘科技本身的进步，为工程测量技术进步提供了新的方法和手段；水利水电工程施工测量技术的面貌也发生了深刻的变化。施工测量的速度与准确度得到了空前的提高。
参考文献
1. 陈向平 浅议水利工程施工的几种施工测量技术[期刊论文]-轻工设计2011(3)
2. 王立业 浅谈水利水电工程中的测量技术[期刊论文]-中华民居2011(10)
篇5
三维激光扫描技术与传统测量技术相比具有如下一些特点：
（1）非接触测量
三维激光扫描技术采用非接触扫描目标的方式进行测量，无需反射棱镜，对扫描目标物体不需进行任何表面处理，直接采集物体表面的三维数据，所采集的数据完全真实可靠。可以用于解决危险目标、环境（或柔性目标）及人员难以企及的情况，具有传统测量方式难以完成的技术优势。
（2）数据采样率高
目前，采用脉冲激光或时间激光的三维激光扫描仪采样点速率可达到数千点，秒.而采用相位激光方法测量的三维激光扫描仪甚至可以达到数十万点/秒。可见采样速率是传统测量方式难以比拟的。
（3）主动发射扫描光源
三维激光扫描技术采用主动发射扫描光源（激光），通过探测自身发射的激光回波信号来获取目标物体的数据信息，因此在扫描过程中，可以实现不受扫描环境的时间和空间的约束。
（4）高分辨率、高精度
三维激光扫描技术可以快速、高精度获取海量点云数据，可以对扫描目标进行高密度的三维数据采集，从而达到高分辨率的目的。
（5）数字化采集，兼容性好
三维激光扫描技术所采集的数据是直接获取的数字信号，具有全数字特征，易于后期处理及输出。用户界面友好的后处理软件能够与其它常用软件进行数据交换及共享。
（6）可与外置数码相机、GPs系统配合使用
这些功能大大扩展了三维激光扫描技术的使用范围，对信息的获取更加全面、准确。外置数码相机的使用，增强色彩色信息的采集，使扫描获取的目标信息更加全面。GPS定位系统的应用，使得三维激光扫描技术的应用范围更加广泛，与工程的结合更加紧密。近一步提高测量数据的准确性。
（7）结构紧凑、防护能力强适合野外使用
日前常用的扫描设备一般具有体积小、重量轻、防水、防潮，对使用条件要求不高，环境适应能力强，适于野外使用。
二、扫描技术于金属矿中的应用
1、设计扫描方案和获取数据
基于黑色露天炭的反射率只有10～15%，其最大的测距只有450m，所以要分多站架设仪器。经考察，确定在视野比较开阔的6个地方架立仪器对矿区进行激光扫描，每个测站分别采用近距离标准测量和远距离精密测量两种模式，标准模式一周用时4min，精密测量模式一周用时12.5min。把整个矿区测完大约只要2.5h，若是两台全站仪则至少需要两天的时间才能测完，可见3D扫描仪的速度有多快。
2、处理数据和建立三维模型
（1）平滑扫描数据。均匀化点与点之间的距离，使得测量距离的误差变小；平滑分为连续和不连续表面平滑两种，不连续的表面是在较远的距离上有前景的数据和对象，而连续的表面是指其所有的点都处于其上面的平面；因此，树和灯柱等适合用不连续平滑，而墙则更适合是连续平滑。
（2）过滤数据。用孤点过滤，其中过滤点的间隔菜单会有提示，在通常情况下我们都是选取2m，也就是，假如在一个点的方圆2m之内不存在其他的点，则将会被过滤掉；接着，进行最小间隔的过滤，在实际中，考虑到金属矿上所要求的精度，20cm，则意味着两点的距离最小要求在20cm。在软件的过滤选项中，其实还有很多的内容，我们在操作的时候，可以根据实际的情况和自己的需要进行选择。其后，再进行数据的修剪，把那些没用的点全都删除掉，最后进行孤点的过滤，形成彩色的点阵图。
（3）平面三角化点云。在进行三角化的时候，要注意确定三角网的最小角和最大边，控制TTN 的精度和结构。在进行建立表面模型的时候，有球面三角化和平面三角化两种形式，平面三角化就是于X—Y平面中创建三角网，就是用于创建激光扫描点的二维三角网；然而，对于带有复杂结构的单个扫描数据，则采用球面三角化比较适合。上述就是一个站上模型的建立过程，多站激光扫描数据需要经过坐标登记和坐标纠正后，才能建立多测站的整个测区的统一模型。
3、坐标的登记以及坐标的纠正
基于当次激光扫描的是指测站不是在已知点上进行的，所以，被扫描出来的一幅扫描点云图的坐标系是任意的，利用它不能够直接的建立整个露天矿测区的模型，精确的将多幅点云图纳入到统一的坐标系，这样一种方法我们将它称之为坐标的匹配。
坐标的纠正，是把点云纳入至地面测量坐标系统的方法。其的操作过程是，与扫描区域附近或扫描区域之中的控制点设置标靶，进而使得相邻的激光扫描点云图上有3个以上的控制点标靶，通过对控制点进行的强制符合，就可以将相邻的扫描点云图统一至相同的一个特定坐标系之中，这被称之为全局方式的坐标纠正，这样可以有效的防止在进行坐标转换时的坐标转换误差的积累。而球形标靶，则是利用反射率比较高的材料做成的圆球，将其置于控制点之上，其球心可以通过矿山测量的坐标得到，在进行测量时，每个激光扫描站至少要扫描到两个以上的标靶球，在计算出标靶球的扫描坐标之后，按照三维坐标转换对其进行纠正。
4、挖矿体积的测量原理
对矿体的体积量的计算，其原理非常简单。举个比较简单的例子，有一个碗壁很薄的碗，我们想知道它的容量，我们先给碗盛满水，则碗身与水面所围成的体积就是该碗的容量。这是，一个人喝了一部分的水，问这人喝了多少水？其实就会喝水的前后碗体本身和水面围成的体积。而矿的每月挖方量的原理也是如此，就是本月与前个月矿体表面围成的体积。
5、金属矿开采量的计算的应用
为了方便，将修剪、过滤和平滑统为修剪，而且每一次的测量全都进行了6站激光扫描。经过2种处理方法形成总点云，可以先坐标纠正后修剪，也可以先修剪后坐标纠正。每一个模型都可以计算“表面围成的体积”，被计算处理的体积是相对于基准面矿体范围内的体积。
三、结语
综上所述，应用全数字三维激光扫描技术来开展露天矿山测量工作，明显优于传统的矿山测量技术，为我们提供了可靠、快捷、方便、安全的技术解决方案，是目前露天矿山地质测量中最有效、最快捷、最经济、最安全的技术手段，它必将在露天矿山测量中得到广泛的应用。
参考文献：
篇6
传统工程测量技术的服务领域主要包括水利、交通、建筑等行业,随着计算机、网络技术的发展、测量仪器的智能化,数字化测绘技术得到了广泛的应用,而全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、摄影测量与遥感(RS)以及数字化测绘和地面测量先进技术的发展,测量数据采集和处理的逐渐自动化、实时化和数字化,工程测量的服务领域也应进一步延伸,以满足不断提高的社会需要。
一、数字化技术在原图处理中的应用
(一)原图数字化处理
在建立各种GIS系统时,需要对原有地图进行数字化处理,对于原始地图,若其现势性、精度和比例尺能满足要求,就可以利用数字化仪对其进行数字化处理工作。当前主要有手扶跟踪数字化和扫描矢量化、GPS数据输入三种方法,手扶跟踪数字化需要的仪器为计算机,数字化仪及相关软件,是较早的一种数字化输入方法,输入速度较慢,劳动强度也较大。扫描矢量化是通过扫描仪输入扫描图像,然后通过矢量跟踪,确定实体的空间位置。随着扫描仪的普及和矢量化软件的不断升级,其作业方法越来越趋于自动化,它是一种省时,高效的数据输入方法。GPS输入是依据GPS工具能确定地球表面图形精确位置,由于它测定的是三维空间位置的数字,因此不需作任何转换,可直接输入数据库,目前主要是应用RTK(RealTimeKinematics-实时动态)技术,它是在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,通过将1台GPS接收机安装在已知点上对GPS卫星进行观测,将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上,再通过基准站电台发射出去;流动站在对GPS卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时,也接收由基准站电台发射的信号,经解调得到基准站的载波相位观测量,流动站的GPS接收机再利用0TF(运动中求解整周模糊度)技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度,最后求出厘米级精度流动站的位置。应用这种测量方法测量可以不布设各级控制点,仅依据一定数量的基准控制点,便可以高精度快速地测定图根控制点、界址点、地形点、地物点的坐标,利用测图软件可以在野外一次生成电子地图。同时,也可以根据已有的数据成果快速地进行施工放样。而实际应用得较多的主要是数字扫描矢量化软件,针对大比例尺地形图,大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息,高效、便捷、保真的对地图进行数字化处理。下面简单介绍MAPCAD软件的原图数字化处理作业流程。
(二)数字化原图作业流程
由于MAPCAD软件扫描矢量化输入方法具有图像清晰、编辑方便、易于转换等特点一般外设精度都能满足,所以地形图的精度主要取决于人工跟踪精度和输出设备精度,而人工跟踪精度主要取决于作业人员的技能掌握熟练程度和工作态度,所以必须在加强作业人员基本技能培训上下工夫,要求工作人员严格按矢量化方案作业,确保图件的精度和质量高于国家现行数字化测图规范所规定的数字化精度和质量。在工程测量实践中,要做好地形图外业测点与数字化图缩放相结合、符号图层的划分子图、线型符号库的设计等工作保证满足工程进度的同时又节约项目经费,设计出的数字地图简单易用、美观整洁、易于使用地形图的工作人员判读。
二、数字化绘图
(一)数字化绘图的特点
大比例尺地形图和工程图的测绘是传统工程测量的重要内容,数字化绘图克服了手工绘图存在的许多弊端,如工作量大,作业艰苦,作业程序复杂,烦琐的内业数据处理和绘图工作,成图周期长,产品单一等缺点,符合现代飞速发展的工程需要。目前,数字化成图技术主要有内外业一体化和电子平板两种模式。内外业一体化是一种外业数据采集方法,主要设备是全站仪、电子手簿等,其特点是精度高、内外业分工明确、便于人员分配,从而具有较高的成图效率。具有以下的特点:
1.一测多用:如在一些综合性较强的工程中需要对同一地形图绘制不同比例尺的地形图,过去的平板测图方法则需要重复工作,而数字化测图则可以同时根据完成的地形图绘制不同比例尺的多个地形图,因为往往小比例尺包含了大比例尺地形图测图范围。仅需先测大比例尺图范围,再补充小比例尺测图范围即可满足各不同专业人员对不同比例尺的地形图的需要。
2.精度高:数字化成图系统在外业采集数据时,利用全站仪现场自动采集地形地物点的三维坐标,并自动存储,在内业数据处理时,完全保持了外业测量的精度,消除了人为的错误及误差来源,而且外业工作省略了读数、计算、展点绘图等外业工序,减少了作业人员,外业工效大大提高,时间缩短,直接生产成本大幅度下降。
3.劳动强度:小数字化成图的过程,减轻了作业人员的劳动强度,使生产周期大大缩短,能及时满足用户的要求。
4.便于保存管理及更新方便:数字化产品既可以存储在软盘上,也可以通过绘图仪绘在所需的图纸上,线条、线划粗细均匀,注记、字体工整,图面整齐、美观。且便于修改,能更好地保证图形的现势性和不变形性,避免重复测绘造成的浪费,增加地形图的实用性和用户的广泛性。
(二)外业数据的采集
在采集数据时,数据采集人员要准确应用地物代码,以免在内业成图时出现错误;在观测开始时,相关工作人员需严格按照要求应对测站点进行检查,跑尺人员应严格按照自动成图的要求作业,确保能完整地描述地形地貌的特征点,必须通过绘制草图来表明各个地物碎部点的属性及相互关系,测量坎子时,要量取坎子比高,坎下也要进行地形点采集。当一个测区完成后,如果有必要可把数据备份。
(三)绘制内业数据处理
无论是工程进程各阶段的测量工作,还是不同工程的测量工作,都需要根据误差分析和测量平差理论选择适当的测量手段,并对测量成果进行处理和分析。
三、工程测量中的数字摄影测量技术
数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理,应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法。就摄影测量本身而言,从测绘的角度上来看数字摄影测量还是利用影像来进行测绘的科学与技术;而从信息科学和计算机视觉科学的角度来看,它是利用影像来重建三维表面模型的科学与技术,也就是在“室内”重建地形的三维表面模型,然后在模型上进行测绘,从本质上来说,它与原来的摄影测量没有区别。因而,在数字摄影测量系统中,整个的生产流程与作业方式,和传统的摄影测量差别似乎不大,但是它给传统的摄影测量带来了重大的变革。
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1 设计方法
（1）立体构成
在进行产品体量关系探索的立体构成方法中，主要有分割与积聚两种方法。分割主要有对体的立体分割及体面之间的空间分割；积聚的具体方式是有群化、重复、渐变、及结集等。例如积木就是利用体的积聚来产生多种形态的。在工业造型设计中，体的分割与积聚的运用，可以产生丰富的形态效果，在设计实践中尤为重要。
（2）语意差异法
语意差异法是一种测量消费者对产品印象的方法。语意差异法利用产品的形容词汇，通过调研的方法找出消费者的感性认知与对象的关系，并进行定量和定性的分析。通过语意差异法设计师就可了解：消费者在面对具体产品时会从哪些方面去解读产品，影响他们认知产品内涵性语意的因素是什么，进而了解构成具体语意意象的产品设计元素等，并以此作为产品设计开发时的参考。
2 设计平台
（1）建模平台
逆向构思数字化工业设计方法的建模平台选用alias系统的Studio Tools组件，alias的Studio Tools可谓是当今工业设计软件平台的领导者，与众多的CAD， CA工D软件相比，Studio Tools具有非常强大的数字化草图绘制技术、NURBS曲面建模系统、快速且高质量的物理渲染引擎、专门针对工业设计的模块化材质库和物理灯光库。
Alias Studio Tools为可扩展软件解决方案，专门针对工业设计任务而开发。从概念设计一直到设计细化，它包括使用素描、图片、真实感渲染、动画及三维产品模型开发和交流设计概念的构思过程和概念设计功能，以及可快速创建、灵活修改和精确显示的曲面和细节设计的工具，可以有效控制整个工业设计流程。
（2）设计评审平台
在设计评审中，选用与Studio Tools具有良好的无缝对接功能的Portfolio Wall。Portfolio Wall使得工业设计师及相关设计人员能够高效地组织、查看、注释和管理二维及三维的可视化数字设计资源，Portfolio Wall也可用于产品三维模型的评估、演示和审查。
（3）数字化草图绘制平台
数字化草图绘制工具分两种：软件工具及硬件工具。要求具有如下功能：适应设计早期创意阶段，不仅能够在数字化环境中表达草图创意，更重要的是能够真正适应设计师的创意思维活动，能够自由快速地表达原始概念，通过工业设计师习惯的传统交互方式验证各种创意，并能在有新的创意时灵活地填充设计细节。
软件草图绘制工具采用Alias公司的Sketch Book软件，Sketch Book是一种使用方便的高品质绘图程序，专为随数字化手绘板一起使用而设计。该软件以友好和基于手势的用户界面为特色，用户界面构建在Alias的Marking Menu专利技术之上，绘画过程无需使用任何菜单。只需轻点画笔，即可访问该软件的高级绘画工具：高效的压感性铅笔、马克笔和笔刷；钢笔图层；背景模板；随意更花的笔尖形状及大小。
草图绘制的硬件工具采用日本WACOM公司的数字手绘板与压感笔。WACOM压感笔是为设计师所设计的完美的数字化草图绘制工具。压感笔可以提供的6个维度的控制：左右方向、上下方向、压感、倾斜角度、倾斜方向、旋转。结合支持此功能的Sketch Book软件，一支压感笔就可以制造几乎所有类型的笔刷效果或笔触，设计师只要移动手腕并且旋转笔就可以产生平滑优美的线条。Sketch Book及手绘板系统将纸上手绘草图和数字化设计工具支持的设计两种模式相结合，优势互补，提供一种数字化设计工具支持的真正适应草图绘制特征的智能化概念设计平台，让工业设计师可以在直接进行自由手绘的数字化设计环境下进行创意工作，并能自动平稳地过渡到进一步的详细设计，对于发挥设计创意和提高设计效率具有重要意义。
（4）真实感数字渲染平台
高效的产品真实感渲染工具应具有的功能包括：①体积光，工业设计的效果图对照明要求准确无误，但传统的数字渲染工具中都只能构建点光源或线光源，不能很好地表达产品的真实感。真正能构建物理体光源的只有Cinema 4D设计平台；②智能GI，全局照明主要是解决间接光照、“染色”等真实感问题；③模块化的材质预制功能及实时交互式的渲染方式等。④快速并且准确的算法。
结束语[HT]
基于逆向设计思维与正向设计的数字化工业设计方法是处于产品设计开发过程上游的一种系统化工业设计方法，基于逆向构思的数字化工业设计方法是根据工业设计实践，在对数字化设计工具的特点及数字化工业设计方法进行深入分析的基础上，提出的实践性强并且切实有效的数字化工业设计方法。其从三维形体构思开始设计、细节与整体并行设计等设计方式，提高了设计师设计产品时的创意能力。此方法在提高工业设计师的创意质量、增强产品的美感等方面，具有较强的可行性。
参考文献
［1］ James A， Landay， Brad A. Myers. Interactive Sketching for the Early Stages of User Interface Design［J］.Denver: of Human Factors in Computing systems，CHI 2008:43-50.
［2］David g. Ullman， Stephen Wood， Mechanical Design Process［J］.David Craig. The Importance of Drawing in the Computer & Graphics，2008，2(12):263-274.
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1．2数字化技术应用的优势在园林设计中，数字化技术的应用使得设计师减少了重复劳动，提高了工作效率，最大限度地减少错误的发生以及降低设计成本，最实际的就是设计的图纸更利于保留和存档。例如，在园林绿化装饰的过程中，经常会出现由于道路景观亭、消防设备的安装等导致空间高度与现场情况不符的现象，设计师就要根据实际情况去修改和调整设计方案。遇到此类问题，如果沿用传统的手绘效果图，设计师需要重新绘制设计图，无形中增加了设计的工作量，并且耽搁了大量的劳动时间［12］。而运用数字化表现技术绘制效果图，就可以避免以上情形的发生。设计师只需要回溯到建模流程中对空间高度数据进行修改和调整，让计算机自动重新进行一次渲染计算就可以出图，不仅节省了大量的人力物力，而且能够方便快捷地完成所要修改的设计图纸。大多数的客户并非专业人士，面对传统的手绘设计效果图，可能大多数客户看不明白，在交流过程中难免会出现分歧。但是使用数字化的表现技术，就可以帮助客户和施工方更直观地理解设计师的设计意图，当双方产生矛盾的时候也便于双方及时的沟通和解决。这样不仅能够在有效的时间内将设计方案最直接的表达，而且避免了各个工种之间由于沟通不畅而导致工作衔接出错的情况。数字化技术表现方式的应用，使得设计师和客户、施工方之间的沟通交流更为有效和便捷，不仅如此，数字化技术还能为园林绿化装饰工程项目的预算、造价及实施提供高度可靠、集成、实时的信息。
1．3数字化技术应用于设计领域的发展趋势城市绿化建设已经越来越受到各省市的广泛重视。“进一步加强环境保护和绿化建设，改善城市生态环境，坚持污染防治和生态建设并重，走可持续发展之路”已成为许多城市建设的目标。随着城市建设和绿化建设的推进，城市环境和绿地资源分布情况不断地发生变化［13］。如何实时了解城市现有的绿地资源总量和分布情况，如何制定适合城市市情的绿地规划，如何进行城市绿化的科学化管理等，这些都对数字化园林技术设计提出了更高的要求。数字化软件经过近20a的发展，已经延伸出越来越多的功能，并且表现形式和语言也日趋多样化，数字化表现技术出现了从静态图像向动态和交互的三维场景发展的趋势。如2008年奥运会场馆工程和上海世博会场馆工程，其设计方案的展现所运用的就是三维虚拟表现技术。伴随计算机软硬件技术限制的突破，三维虚拟表现技术很可能会全面覆盖园林设计表现领域［14］。
2数字化技术应用于园林设计的意义
2．1有利于国家重要文化资源的保存与利用将园林设计的各种规划图纸进行数字化，然后分专题、分层次建立相应的数据库，便于园林部门保存设计方案，同时便于工作人员查询和检索。将年代已久、濒临破损的园林规划设计旧图纸数字化，取代和保存了原件，从而防止国家重要文化遗产的流失。
2．2便于用户和网民游览和欣赏园林实景将园林实景进行三维仿真模拟，制成网页，建立网站，用户和网友只需点击网址，便可全方位、多层面地在线游览园内各景点，使整个园林景观尽收眼底。
2．3有利于园林部门对园林信息实现数字化管理园林部门可通过数字化园林虚拟变现形式，能够比较容易地探究和获取管理园林的大量信息，研究与建立全国风景名胜和公园、动物园、植物园、游乐园等信息系统，并根据动、植物园信息建立生物多样性研究中心，可对园林信息实现数字化管理，例如英国皇家植物公园、美国密苏里植物园等。
2．4实现资源共享通过把已建有的不同类型的风景名胜、森林公园、自然保护区、动物园、小游园、专用绿地、城市道路广场绿化、主题公园等实际项目的有关园林规划设计案例上传到网络数据库，实现资源共享，可使园林专业的学生及园林系统广大同仁从一些优秀的园林规划设计案例中得到借鉴和启发，以便相互学习，取长补短，从而创造出更新、更富有特色的园林规划设计作品。
3数字化技术在上海市陆家嘴花园洋房园林绿化项目设计中的具体运用
3．1设计创意分析前文讨论和分析了数字化技术在园林设计中的运用，现就上海市陆家嘴花园洋房园林绿化项目进行具体的探讨和分析。在园林设计时，尤其注重让入住者感受城市和谐这一主题，以打造“生态小区、科技小区、人文小区”为目标。设计的创意定位，是让人们用心去探索生活中的艺术;是借助当代的艺术观念和技术手段，从空间展示和视觉穿透力等方面，帮助客户更直观地去感悟小区的园林绿化项目。数字化的表现技术不再是说教式的被动展示，而是形成一个可以让客户身临其境地去体验园林设计精神和文化艺术品的空间艺术场。在园林设计的创意方面，主要考虑了将园林绿化装修的档次定位在中高层次上，小区的自然生态环境会更加注重以人为本理念的渗透;在选材和用料方面，更注重自然环保，多选用易于提升整体效果但价格不高、施工快捷的材料，如木材、石材及相应的施工材料等;在营造小区植被方面，多选用较为名贵的树种和草皮;在空间布局定位上，充分利用园林绿化空间，并将其作为建筑空间的延续，让客户充分体验到建筑与绿化的完美融合。
3．2小区灯光数字化小区灯光采用数字化技术。数字化灯光与传统灯光的色温理论是一致的，但数字灯光的色温是无极可调的，可以在任何时间、场合保持恒定的色温。如果需要，数字灯光又可设定为象霓虹灯一样，随着时间任意改变色温，使小区场景变幻莫测。小水池周边使用灯带进行重点照明，更加突出空间光色引导的效果。小区数字化灯光照明的色彩组合更加注重人们的心理感受，主要采用和自然相协调的色彩组合方式，不仅给人以温暖感，更使人对空间产生一种舒逸感，使得住户在小区里也能感受到大自然的绿化氛围。
3．3小区植物条码化管理花园小区的园林数字化管理不仅体现在创意设计与铺装，而且还把小区里的植物都带上了“身份证”，小区居民可在手机或其他联网设备中安装一个“QuickMark”软件，对着“身份证”拍照便可进入网络数据库直接读取其中的信息，真正实现了“生态小区、科技小区、人文小区”的目标，让人们更多地了解小区里的绿化植物，增强了爱绿、护绿、共享绿色的意识［17］。小区植物条码化管理系统有2种形式，一是一维条形码，主要用于行道树和道旁散树的管理，记录植株的品种、科属、养护人员等基本信息，可以实现移栽、砍伐等数据的动态更新;二是二维条形码，主要用于小区公共绿地的树木管理，不仅包含树木基本信息还有养护情况，实现精细化管理。
3．4小区实景数字化小区实景数字化就是小区实景三维模拟图像，将小区园林实景以图像化、图形化的方式展现出来。利用小区的摄像头结合定位系统、遥感技术将复杂的自然景观图形化。通过Internet、Web的集成，链接声音、照片、遥感影像、视屏动画等，使人们在三维虚拟的小区中看到多视角、全方位、多层面的小区景观，具有身临其境的感觉。另外，利用Photoshop等软件支持多种Web使用文件格式及互联网络Homepage的功能，园林设计师可以通过互联网，把设计完成的作品传输到世界各地进行交流，还可实现不受地域影响的异地合作设计，将园林绿化效果图设计与数字技术更科学合理地交互运用［18－19］。
4数字化技术在园林设计中的发展方向
4．1数字化技术在园林设计中充分运用人们需要增加对设计效果的可预见性，需要大量的设计图和信息化资料来表达园林设计的意图。利用已有的各种规划设计图纸进行数字化，建立相应的数据库;应用绘图软件进行园林设计，从而实现园林设计真正意义的数字化。在园林设计的同时制作三维模拟园林，以全面、详细地描述园林整体的美学特征和环境氛围。数字化技术可在园林规划设计、建立数据库、三维建模、显示立体效果、设计反馈确定空间关系、材质设定、增强艺术感染力、以及最后处理，即应用PhotoShop软件，进行图像后期处理等方面得到充分的运用。
4．2有效利用数字化技术园林设计师如何能有效地利用数字化技术，成为今后广泛关注的问题。在景观园林设计的过程中，设计师不能只停留在设计制作的表层工作，单纯地为了完成工作任务而制作［20］，更不能为了单个小区的美观而破坏整体生态环境。现代园林设计师在设计过程中，需要实地考察小区周边的环境和地形地貌，结合数字化技术选择“天人合一”的设计立意。此外，还要不断地去尝试开发利用新技术、新产品，不要停留在旧有的思维定式中，充分发挥设计师的主观能动性，创造科学合理、有效可行的数字化园林设计表现方式［21－22］。园林设计数字化要在设计实践中，不断充实和完善数据库，以便在以后遇到相似的园林设计与建筑设计时，可作多方案比较，取其精华去其糟粕，优中选优，避免过去的不足在今后的设计中出现。
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1.引言“数字校园”是继“数字地球”、“数字城市”后提出的概念，它是一种集数字化、信息化、可视化等多种技术为一体的计算机管理应用系统，而数字虚拟校园是其中最重要的部分。
数字虚拟校园系统不仅能将空间信息和非空间信息集成在统一的信息平台上进行管理和分析，而且，以地理空间数据为基础，以地理信息系统中的空间分析方法为手段，还可以开发各种应用模块，为学校的发展规划、资源优化配置、突发事件的处理等提供决策分析方面的支持。因此，建立一个完整的、系统的校园地理信息系统平台就更加重要了。论文参考。
校园地理信息系统的建立，提高了数字校园的集成度，用户不但可以随时获得所需的信息（其中包括基础设施建设信息和应用系统信息等），而且有效地提高了高校的管理水平，这是手工分散管理所无法比拟的。我们正是充分利用GIS这一科学的工具来实现对高校的科学的、动态的管理规划工作，使用虚拟校园系统管理后，将会方便、快捷的实现对校园的管理。利用WebGIS技术将校园信息到网上，方便了同学、老师及其校外人士对校园信息的查询。
2.虚拟现实技术地理信息系统（GIS）是用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达的地理空间数据的计算机信息系统。随着信息技术的发展和人们对GIS需求的不断增加，基于Internet技术的GIS—WebGIS应用而生。WebGIS实际上是在Web上实现GIS的功能，也就是将GIS综合进Web以进行信息。论文参考。从互联网络的任意一个用户上使用浏览器就可以浏览WebGIS站上的空间数据、制作专题地图，进行地理信息的空间分析和空间查询，从而给Web的信息加上了GIS这一直观工具，使人们通过Web浏览查询信息更方便，也使GIS通过Web得到了普及。
GIS技术同虚拟现实技术和科学计算可视化的结合，拓展了多维GIS、特别是三维GIS研究的内涵，提供了全新的空间数据分析模式和新的GIS应用模式。当前国际上把这种结合虚拟现实技术和科学计算可视化而设计的多维GIS称为虚拟GIS（VirtualGIS，简称VGIS）。人们可以充分利用虚拟GIS提供的“逼真”图形显示和高级的交互分析手段，充分发挥人在图形空间思维能力上的优势，探索数据分析，解决地学问题。同时，虚拟GIS拓展了在时间维上的表达能力，结合地学分析模型，虚拟GIS为过去和未来的某一地理场景提供了更为便利的手段，从而为发展高级的空间决策支持环境提供了可能。
与网络相结合是当前虚拟GIS发展的方向。目前网络虚拟GIS主要采用两种架构方式：一种是以网络GIS为基础，将虚拟现实系统同GIS的Client端连接起来，在虚拟现实系统中提供简单的空间分析功能或是将GIS的分析结果转化为虚拟现实系统支持的数据格式，供虚拟现实系统观察；另一种是基于分布式虚拟现实系统，在虚拟现实系统中扩展空间数据类型的支持能力，提供简单的空间分析功能。
3网络虚拟校园GIS的系统设计网络虚拟校园GIS的构建涉及用户、应用程序和数据三个方面。根据上述三者之间的相互关系，可设计系统结构；考虑用户需求，在客户端，可设计用户界面和系统功能；根据系统功能和特征，在服务器端，可设计数据库服务器和应用程序服务器；根据许昌学院网络虚拟校园GIS的数据维数、类型、大小和特点，可设计基于VRML的三维地理对象模型和数据流，同时还应考虑到系统的维护和网络的安全性问题。
3.1 系统结构网络虚拟校园GIS应采用Client/Server结构。在服务器端，包括数据库服务器和应用程序服务器；在客户端，包括HTML浏览器、VRML浏览器和应用程序，其中应用程序包括用户对话交流管理模块、数据量测模块、二维图形显示管理模块等。
用户的任务处理，有的在服务器端执行，有的在客户机端执行。如果在服务器端，服务器接受请求后，运行服务器端应用程序，待处理完成后，就把结果传回到客户端。在客户机端由应用程序执行。用户对话交流管理模块用于管理用户的对话输入、谈话对象实时选择、三维化身表情动作选择等。客户端的HTML浏览器，可以采用InternetExplorer；VRML浏览器可以采用Cosmo Player。它们均可从因特网上免费下载，从而可以把工作重点放在负责地学数据的准备、建模，以及数据查询、分析的应用程序设计上。论文参考。客户端的VRML浏览器与客户端的应用程序的相互通信与交互，可采用VRML EAI(ExternalAuthoring Interface) 方式实现。
3.2 数据库服务器和应用程序服务器网络虚拟校园GIS的服务器端包括数据库服务器和应用程序服务器。而应用程序服务器是网络虚拟校园GIS的核心部分，包括VRML世界生成服务器、数据处理和分析服务器与多用户管理服务器等。
网络虚拟校园服务器在接到用户的请求后，根据显示范围大小，要求的空间分辨率、属性分辨率，显示范围内地理目标的选择等参数，动态地与数据库服务器连接，把相应的地理对象数据取出并转换成VRML世界模型，供用户浏览与交互。数据处理和分析服务器是执行地理对象的查询、增加/删除/编辑后的地理对象管理和地理空间计算与分析（如最佳路径分析）等。
3.3 数据流网络虚拟校园GIS的建立，从数据流角度，包括三维源数据、三维地理对象和VRML世界三个方面。三维地理数据的采集，可以通过野外测量、地形图数字化和数字摄影测量等方法获取。一般应用CAD和GIS等技术获取，但用这些系统表达三维源数据时，由于主要考虑表达地理景观的完备性，而对数据三维显示与处理的效果与效率考虑较少，所以较难通过直接转换应用于VRML世界的构建。对于三维地理对象，我们应用面向对象模型的方法，根据三维源数据，建立三维地理对象模型。三维地理对象的建立，必须考虑VRML世界的实时可视与分析，即需考虑观察者的存在与实时感觉，一般要应用多层次法表达。
3.4系统维护和安全性问题网络虚拟校园GIS运行在Internet-Web上，可能会出现安全问题，所以必须采取一定的安全措施。防火墙作为对系统的访问的控制是十分重要的有效方法，访问控制是由许昌学院网络虚拟校园GIS系统管理中心统一严格管理，属强制性控制。同时可以建立服务器端的用户日志记录，跟踪用户对系统的访问情况；还可以运用信息加密/解密、身份验证等现代密码技术，来保障网络和系统的安全。
4总结与展望
虚拟GIS是在传统多维GIS系统基础上发展起来的新型的GIS系统，虚拟GIS在扩展GIS应用领域的同时，也给GIS设计带来了新的问题，特别是网络虚拟校园GIS的设计更需要研究。本文旨在建立一个网络虚拟校园GIS的设计方案，所做的工作还是比较初步的，还有许多尚待解决的问题。
参考文献
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随着我国改革开放的不断深入，我国经济和科技都得到很快的发展，尤其是近年来，政府不断加快城市化进程，使得相关部门不得不尽快完善城市交通建设，以便人们生活能便利出行。科技水平的提升为公路勘察工作提供保障。数字化测绘技术在高速公路勘察设计中得到很好的应用，其能提升勘察结果数据的高精准度，并且信息数据十分详细，极大地提升了高速公路勘察工作的效率和质量。因此，数字化测绘技术在高速公路勘察设计中的应用具有重要的作用和意义。
1高速公路勘察设计中主要的工程测量工作
高速公路勘察设计施工工程测量工作的重要组成部分，在工程施工前必须要进行勘察工作，为公路路线的合理规划提供精准的数据信息，并且能根据信息资源绘制带状地形图，对公路纵横面进行测量，然后绘制成施工设计图纸。因此高速公路勘察设计工程测量工作十分重要，其具体的工程测量主要表现在以下几个方面。 [1]
1.1勘察设计的准备阶段测量工作
设计前工作人员要进行初步的测量，才能对公路段施工情况有一个具体的了解，才能勾勒出基本的路面地形图，进而才能深入进行下一步勘察设计工作。初步阶段设计工作人员要拟定修建原则，选定设计方案和计算主要工程数量，并且提出施工方案建议和编制工程预算等，这些工作要顺利进行必须要对整个工程项目有初步的了解，通过勘察得知施工基本面积和施工难度，进而才能计算工程基本施工成本。初步设计具有不确定性，一般会根据工作特殊情况，设置两套方案，方案一一般是在1：10000地形图上做多个必选方案，纸上布线完成后，然后再按照1：2000的比例进行地形图测量工作，在1：2000的地形图上进行纸上定线，设置公路通道。在初步设计工作人员需要进行平面高程控制测量、地形图测量以及必要的平纵横测量等工作，这些方面是初步设计工作的主要内容。
1.2施工图纸设计阶段工程测量工作
在初步勘察完成后，工作人员会对施工地形各方面的情况有一个初步了解，在初步设计的基础上，工作人员要确定施工图纸，因此，工作人员要在1：2000比例图上进行方案比选，确定最终施工路线方案。在这个部分工作中，工作人员需要对中线放样进行测量、公路纵横面测量、主要施工点地形图测量以及主要控制地物高等控制测量等方面的工作。这些都是高速公路勘察设计中需要进行的测量工作，其对测量的精度有相当高的要求，而数字化测绘技术的普及和使用，恰好能满足勘察设计测量的需求。[2]
2数字化测量技术在高速公路勘察设计中的应用
2.1控制测量
控制测量主要在高速公路工程地面地形的测量方面，通过测量在地面布设一系列的控制点，然后准确的确定这些点的位置，方便工作人员能顺利进行放线和测量放样等工作。首先要根据设计方案的比例图，根据比例图中初步设定的位置展开测量，工作人员要利用数字测绘工具，搜集相应的路基、构造物等资料，进而能更好的进行控制测量，并且确保测量工作效率和准确性。
2.2坐标系统测量
坐标系统测量主要是地面水准面、参考椭球以及坐标系等方面的测量和确定。地面水准面是接近地球自然表面的不规则椭球曲面，工作人员应该选择比较相近的物体与之接近，然后用简单数学表示的体形来代表，确定坐标位置。一般坐标测量要利用基础的测绘仪器，对高斯平面直角坐标以及坐标分带进行测量。 [3]
2.3独立高等控制测量
独立等高控制测量主要是利用GPS技术测距、定位以及建立三维坐标系统，这方面的工作需要利用GPS卫星高空扫面技术，为勘察设计工作人员提供信息数据。GPS技术操作简单，其精准度非常高，因此，在勘察设计测量工作的运用具有积极的推广意义。
2.4地形图航空摄影测量
地形图航空摄影测量主要是根据公路工程特点，长路线采集，在飞机上安装摄影机，然后对观测地区进行高空摄影，以获得高清的视频图像，然后将摄影图像与地形图进行比对分析，最终能清楚的确定公路工程施工设计方案，避免对周围路面基础的影响。高空摄影获取地形图像后，工作人员还要处理高航摄影的图像，根据控制点的布设，测定公路平面、高程三维坐标，并且纠正航摄中的误差。其次，工作人员还要形成业内图，让勘察设计工作人员能更加清晰的观察地形图。
2.5数字地面模型设计
数字地面模型信息采集施工构建地面模型的重要前提和依据，工作人员要利用数字测绘技术，大量采集地形点三维坐标，按照一定的数学模型分析和联网，最终通过空间点的连接，构建施工设计所需要的地形起伏数字模型。这种模型的建立和使用能提升 施工设计方案的科学性和可行性，进而顺利完成公路工程。数字测绘技术在高速公路勘察设计工程测量工作中的应用范围十分广泛，工作人员要充分利用现代化数字化技术，提升勘察测量结果的精确度，确保设计方案的可行性。 [4]
3结束语
综上所述，数字化测绘技术在高速公路勘察设计中的应用具有重要的作用和意义，并且实践证明数字化测绘技术在高速公路勘察设计中的应用具有很好的效果。数字化测绘技术的高精准度、操作简单以及其能节约大量的劳动力资源等，这些方面的优势使得高速公路勘察工作效率和质量都得到提升。因此，未来我国技术研究工作人员还需要进一步开发新工艺和新技术，不断的完善公路勘察设计工作的基础设备，进一步提升勘察工作的水平和质量。
参考文献：
[1] 窦爱霞,王晓青,袁小祥.基于机载LIDAR的建筑物震害自动识别方法[A]. 中国地震学会空间对地观测专业委员会2012年学术研讨会论文摘要集[C]. 2012
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早期的采矿系下设采矿教研室、地质教研室、凿岩与破碎教研室、通风与安全教研室、岩石力学教研室、井巷教研室和系统工程教研室等。1993年东北工学院复名为东北大学后，1995年在原采矿系及矿物加工系基础上成立资源与土木工程学院，原采矿教研室、凿岩与破碎教研室、系统工程教研室等合并成为现在的采矿工程研究所。
采矿工程主要专业课程分为：金属矿床地下开采、金属矿床露天开采、矿山机械、凿岩爆破、井巷掘进、矿井通风与安全、矿山企业设计基础（选修）等。这些课程的教学以各自的内容体系独立进行，相互之间缺乏有机的联系，学生在每门课中学习了较详细的知识和技术，却不掌握如何运用。例如，在凿岩爆破课上，学习了爆轰理论、炸药性能、雷管构造、起爆方式、爆破网络等详细内容，却不掌握这些知识和技术如何运用在采矿过程；在地下开采课上，只讲采准、切割、回采等工艺过程及其功能，不讲各采矿工艺需要什么炸药、雷管、爆破网络形式等。这样，学生虽然在两方面都学了不少内容，却缺乏实际运用能力。其他方面也类似。这种分散式教学严重影响学生对采矿专业知识的系统性掌握及其应用。
采矿专业课的教学重点是采矿过程的工艺、技术，培养的人才是能把矿石采出来的单一型技术人才。
1.2 教学方法与手段
教学方法基本上是“满堂灌”，课上老师讲、学生记，课下学生背概念、做习题，老师判作业、考前答疑，教学模式与中学没有多大区别。
在教学手段上，大量的平面、剖面图使学生难以建立采矿方法中各种工程的三维空间概念，无法有效掌握各种工程在空间和功能上的相互关系；手工设计不能适应现代采矿的数字化、优化设计的需要。
教学方法与手段落后不仅教学效果不好，而且使学生对专业课学习失去了兴趣。
2.采矿工程专业创新型人才培养教学体系改革与建设
2.1 课程改革与建设目标
以硬岩矿床的采矿方法、工艺为主线，把相关知识和技术融会贯通，形成系统的采矿专业知识体系；更新教学内容，增加国际上在理论、方法和应用上成熟的科技成果，使教学内容与现代采矿科技对知识结构的需求相适应，达到课程内容体系化、时代化。
实施参与式、互动式教学，以课堂研讨（Seminar）和课程论文为主要形式，实现教师讲授与学生参与的有机结合、课本知识与实际问题的有机结合；研发应用三维动画、数字化设计系统、现场影像等，实现教学内容形象化、时空化，拉近课堂与实践的距离；实现教学方法与手段现代化。
通过新的教学内容体系和现代教学方法与手段，配合课外创新实践，实现采矿专业知识传授的同时，培养学生的动手能力、科学思维能力、创新能力、科技论文写作能力、口头表达能力等，使知识传授与能力培养一体化。
2.2 课程体系改革与建设内容及主要措施
围绕上述目标，在充分论证的基础上，2000年正式启动采矿专业课教学改革和课程建设项目。
2.2.1 课程内容体系改革与教材建设
原来的金属矿床地下开采、金属矿床露天开采、凿岩爆破、井巷掘进、矿山企业设计基础等课程，都为采矿服务，都是采矿专业课的组成部分。但几门课程独立设置、分散讲授，造成各部分知识之间联系不紧密，甚至脱节。学生对各部分知识不能形成体系性掌握，知识运用能力差。
针对这一问题，实施课程内容的体系化改革。以采矿方法、工艺为主线，把涉及的矿岩性质、储量评价方法等基础知识和凿岩爆破、井巷掘进等专业技术融会贯通，建立各方面知识的有机联系，形成系统的采矿专业知识体系。
例如，在讲到运输巷道时，结合其功能、布置和规格，讲授这类巷道的掘进和支护方法、工艺过程、常用设备，掘进中的炮孔规格和布局形式、凿岩机具、炸药性能选择、药量、爆破参数等，这样就把井巷掘进与支护、凿岩爆破技术置于具体的采矿工艺环节之中，学生一方面掌握了运输巷道掘进需要应用那些掘进、支护和爆破技术，另一方面掌握了具体掘进、支护和爆破技术在运输巷道掘进中如何应用。对于不同采矿方法的采准、切割、回采时，也是如此，结合每一工艺的功能、工程布置、结构参数，讲授相关的知识、技术和设备。
这样，就形成了以采矿方法、工艺为主线，有机融会相关知识和技术的采矿专业知识体系一采矿学，使学生既掌握各种技术用在采矿的什么环节、如何应用，又掌握各采矿工艺需要那些技术，有效提高学生知识的系统性和运用能力。
同时，设置科研创新教学环节，积极鼓励学生们参加“大学生创新行动计划”及“大学生科研实践活动计划”，开展创新实验以及各项专利发明等，全面培养和提高学生的科研能力及创新能力。
内容更新是课程内容体系改革的另一重要任务。针对现代采矿科技对采矿人才知识结构的新需求，增加了地质统计学、数字化设计、采矿优化方法、市场经济条件下的矿山技术决策、矿山生态等新内容。这样，学生的知识结构不仅满足把矿石采出来的需要，而且满足技术决策和管理、宏观思维以及数字化、生态化、优化开采的需要。
课程内容体系的重要载体是教材。依据上述课程内容体系设置，编著了针对硬岩采矿的《采矿学》教材，该教材第一版被列为国家“九五”规划教材，再版被列为国家“十一五”规划教材。
2.2.2 教学方法改革与手段建设
针对采矿学需要很强的三维空间想象力和实践性强等教学难点，大力推行教学方法改革，开展教学手段建设。
课堂教学采用学生参与、师生互动式教学。以专题研讨（Seminar）和课程论文为主要形式，选择适当的采矿实践问题，让学生自己查阅资料，进行课堂研讨，撰写小论文，上讲台阐述自己的“研究成果”。这一方法有效调动了学生的学习能动性，并培养其研究、解决问题的能力。互动方式可多样化，如针对已讲授的某些内容，布置学生发挥想象力，用形象的幻灯片加以表达，以此加深学生对教学内容的理解，达到牢固掌握的目的。这种看似平常的方法，实现了教师讲授与学生参与的结合、课本知识与实际问题的结合。
教学手段建设的重点之一是课件建设。采矿专业的一大特点是图纸多，各种采矿结构、工程布置都用图纸表述。空间思维能力是采矿人才必备的专业素质。过去用大量的平面、剖面图教学，学生难以建立采矿方法中各种工程的三维空间概念，无法有效掌握其空间和功能上的相互关系，既费学时又效果不佳。计算机虚拟技术为解决这一难题提供了手段。教学团队把单个采矿工艺环节和过程制作成三维动画课件，原来需要一小时讲解的内容，几分钟内学生就看得明明白白，而且影响深刻。课件还包括现场影像短片。
教学手段建设的另一个重要内容是数字化设计方法和手段的应用。发达国家的矿山全部采用专业化设计软件进行设计、计划和管理，计算机辅助优化设计是现代采矿人才必须掌握的重要技能。为此，教学组研发了具有完全自主知识产权的数字化、优化设计软件平台SmartMiner，用于课堂教学和设计实践。例如，对于露天矿采剥计划编制，过去只能讲述概念性的方法和步骤，离实际计划编制相差甚远。利用SmartMiner，一节课就可实际完成一个计划的全过程，看到计划结果，看到按计划开采后采场台阶推进位置的图纸形态和三维实体形态，使学生对计划步骤、相关因素的考虑等有一个全面掌握和深刻理解。再如露天矿最终境界设计，应用该软件不仅很快做出方案，而且可针对不同市场价格、成本等参数进行分析对比，还可使讲授的优化方法得到应用，由于用到的数据全是现场实际数据，大大拉近了教学和实际的距离。
2.2.3 能力培养建设
知识传授不等同于能力培养，知识是能力的基础，但能力培养还需要有效的实践环节。
上述参与式、互动式教学是课内能力培养的重要措施。Seminar培养了学生的查资料能力、科学思维与创新能力、分析解决问题能力、科技写作和口头表达能力，可谓一举多得；数字化设计平台的应用培养了学生的数字化设计手段和方法应用能力。
以课外创新性实践活动进一步培养学生的综合能力。措施主要有：在教师的指导下，由学生自己在课外制作矿体及采矿工艺过程的计算机三维动画模型，就某些方法制作幻灯片进行形象化表述，自选实验，参与科研项目等。这些活动可以充分发挥学生的想象力、创造力和动手能力，同时极大地提高了学生的专业课学习兴趣，丰富了课外生活。
3.改革与建设成效
3.1 教学效果成效
教学内容的体系化提高了学生的知识系统性和运用能力。教学内容的体系化使相关的采矿专业知识和技术实现有机融合，每一项技术都置于采矿工程的整体构架之中，学生既掌握各种相关知识和技术用在采矿的什么环节、如何应用，又掌握各采矿方法、工艺需要那些具体技术，有效提高了知识传授效果和学生的知识关联性、整体性和运用能力。例如，在毕业设计中，过去学生拿到设计任务后不知如何下手，对学过的知识不知道如何应用，需要指导教师再次“讲课”，每一环节都需要具体的指导。改革后，由于掌握了所学知识的关联性，大部分学生知道先做什么、后做什么，掌握每一步需要考虑的主要因素和应用的技术，对结构参数的确定也熟练得多，稍加指导就可完成设计任务。毕业后在较短的时间内就可独立承担重要技术工作。
教学内容的时代化更新了学生的专业知识结构。教学内容的更新，使采矿专业课教学紧跟世界采矿科技的发展步伐，体现信息化、生态化、优化开采和决策需要的知识。学生的专业知识结构和理念得到更新，为在实践中推行新科技的应用奠定了知识基础。这是促进我国矿业向信息化、生态化、优化开采发展并走向国际化的重要条件。
教学方法和手段的现代化使知识传授效果和效率大幅提升。参与式、互动式教学调动了学生思考问题、获取知识的积极性，大大加深了对课程内容的理解和掌握程度；计算机三维动画课件、现场影像、专业优化设计软件等现代手段的应用，不仅使教学内容空间化、形象化，而且大大缩短了课堂与实践的距离。一方面使教学效率大幅提升，过去需要1小时的内容几分钟即可讲明白，现在150多学时教授了过去六门课240多学时的内容；另一方面提升了学生的空间想象力和所学知识与实践的结合度，教学效果显著提高。
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0 引言
三维数字地形图是三维GIS和虚拟现实技术VR的技术与数据基础，是能够实时获取三维空间数据的重要手段，由此可以进一步开展三维空间数据的可视化操作，或者让三维影像地图得以制作出来。较之于传统的二维数字地形图，三维数字地形图是一种使用更加简便，应用更广泛的矢量或线划地形图，它不受绘图空间的局限，促使二维数字地形图被三维的地理空间信息所取代，进而能够从三维空间的角度对真实复杂的客观世界进行理解和表达。
从现实层面来看，现实世界不仅有鳞次栉比的地上高楼大厦，而且还有密如蛛网的低下管线，立体化呈现纵深发展趋势，为了实现立体表达、精细管理和科学决策之目标，就迫切需要三维地理空间对这些“上天入地下海”的现代人类活动进行支撑。三维数字地形图能够使计算机存储、运算、处理信息的能力和屏幕可视化表达的优势得到进一步发展，在具体操作上， 能够通过人机交互方式来便捷地应用于查询、浏览、分析立体地图甚至动态地图信息，并使操作者能够更直观、更丰富地对空间地理环境信息进行模拟再现，因此，在计算机三维可视化发展基础上，用大比例尺针对小区域地理空间信息（例如：物体的空间立体结构、形状以及所处地形的高低起伏细节）进行形象、完整、直观、精细地表达。可见，三维数字地形图是实施获取三维空间数据的一个有效方法。
1 三维数字地形图的主要特征
其一，三维数字地形图不仅能够准确地将制图区域内地表中的微小的高低起伏状态准确定位，而且还能对其地上物的空间立体形状和结构给予准确体现。
其二，三维数字地形图的表达媒介将是电子形式或者数字形式取代传统的纸质形式的模式。
其三，三维数字地形图较之于三维地理信息系统（3DGIS），两者之间既有联系，也有区别，具体而言，三维数字地形图主要用于工程规划和设计，主要关注的是实时获取三维空间信息，并且涵盖三维地形可视化以及地物的绘制等工作，从而使三维数字地形图的可编辑、可操作功能得以实现，而三维地理信息系统则主要侧重于实现三维地理信息的数据管理与分析的功能，侧重于三维空间数据建模领域。
其四，三维数字地形图通过对三维离散点采用矢量或者线划地图的形式来显示地形以及其地上物的空间立体结构，在反映地上物的平面位置以及垂直方向的高度时，比例尺一般为1：1。
其五，三维数字地形图能够对空间地理信息进行较为直观、细致、精确、细致的反映。常用的三维数字地形图比例尺为诸如 1：500、 1：1000和 1：2000的大比例尺。
2 三维空间数据的实时获取技术
三维数字地形图在对地形地物进行精细、直观、形象、完整表现的同时，促使测绘技术面临着更大的挑战。因为三维空间数据对地理信息完整、精细的表达建立在大量和细致的数据采集基础上，因此较之于二位数字地形图，采样点相对更加密集，这就决定了三维数字地形图不但要对地物与地形的特征进行收集，而且还要涵盖地物的高度。所以，下文将具体论述目前常用的三维数字地形图空间数据。
2.1 基于点方式的数据获取技术
1）传统测量技术。
即使在测绘技术快速发展的今天，作为空间定位的基本手段之一的传统测量技术仍然无法被其它手段取代。传统测量技术主要包括全站仪测量技术、数字化水准仪技术、电子经纬仪技术以及被称之为“测量机器人”的全自动电子全站仪测量系统，特别是针对全站仪测量技术来说，它是比较理想的方式，在采集三维数字地形地图方面，不仅可以直接获取2D坐标数据（x，y），还能够直接在自然表面上测量和获得被测点的3D坐标数据（x，y，z）。此外，全站仪测量技术能够针对高程数据z坐标值获取高精度数据，因此适用于大比例尺、小范围的要求高精度的三维数字地形图。因此，全站仪定位测量技术至少包括如下优势：一是效率高，不同于传统的人工数据采集方法，该项技术所采集的全部测量数据能够自动传输到计算机上，并自动成图；二具有很好的经济效益，这项技术能够自动化的实时的对3D坐标数据进行测量，所以在提高工作效率之时有效降低资源耗费；三具有较高的可靠性，因为要观测每一条边长，所以抵抗粗差的能力得到了明显提高；四有较高的精度，全站仪适合用于大比例尺、小范围的精度高的空间数据更新，因为它比同等级的三角锁/网的点位精度提高；五是具有灵活的布点，这项技术区别于三角锁/网要求具备有利的几何图形，所以在矿井、林区等复杂的情况下都能进行定位测量。
2）卫星导航定位技术
卫星定位与全站仪集成的技术会成为未来测量技术发展的重要趋势之一， GPS（Global Positioning System）最初是由美国国防部研制开发的，能够进行授时与导航定位功能，等距分布在6个轨道面上的高度约20200km的24颗卫星构成了它。现今，正在运行的全球定位系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）有俄罗斯的全球定位系统（GLONASS）和美国的全球卫星定位系统（GPS），前者因为经济上存在问题，所以没有连续性的进行实时定位。此外，我国在2001-2002年期间成功研制了” 中国北斗卫星导航广域增强系统”，该系统能够实现中国及周边海域的区域定位导航功能。
在具体工作的实践运行过程中，传统控制测量工作的工作量和工作强度都很大，尤其是在地标不明显以及不具备地面测量控制点的情况下，测量工作面临着极大的困难， GPS定位的优势也就由此得到了体现，在没有遮蔽的条件下实时定位速度快，抗干扰性能好，几乎不受地形、地物、天气的限制，能够在不依靠地面控制点的状态下开展工作，因此大大提高了传统测量工作的效率。
GPS目前在我国已成为控制测量的主要手段，自GPS技术出现之时至今，国内科研人员研制成功了差分GPS 技术，使GPS的定位精度得到进一步提高，应用领域也进一步被拓宽，同时也大大提高了原有GPS的精度。随后又产生了实时动态测量技术（Real Time Kinematic，RTK），但由于该项技术受制于城市中卫星信号接受不足以及高程异常等不利条件的限制，因此在获取地物的高度值h时，还存在一些障碍，这也是今后需要进一步研究的地方。
3）激光测量技术
激光和电子技术的不断进步，让激光测量技术朝着动态性的实时跟踪测量的方向迈进，并且逐步出现了三维立体量的测量。早在20世纪末，法国的MENSI公司和美国的CYRA公司将激光技术运用在了3D测量领域中。借助于高速激光扫描测量的手段，激光测量技术高分辨率、大面积地被测空间对象表面的三维坐标数据（x ，y，z）进行迅速获取，从而促使物体的三维模型能够迅速构成。由此可见，激光测量技术具有以下优势：一是实时性：激光测量技术不用考虑空间与时间的因素，借助于自身发射的光对相关的空间信息进行真实的获取；二是穿透性：激光扫描技术能够在一瞬间在某区域内能够获取大量的、能够反映目标地物不同层面采样信息的采样点；三是高密集性，借助于对地物目标进行直接扫描的手段，激光扫描技术能够得到空间信息的基本特征，能够得到点距很小的采样点，因此密集程度高；四是不需接触：激光测量技术可以在不用接触被测量的对象的情况下，获取所需要的空间数据信息，因此可以为具有危险性的测量区域的数据采集工作提供了方便；五是迅速性：激光测量技术可以在更大的程度上采集目标空间的数据，然后迅速获取地物目标空间的立体结构。
从实际应用层面来看，机载激光测量技术在目前是一项新兴的应用技术，具体而言，这项技术是继航空摄影测量之后又一项新的先进的对地观测技术，广泛地应用于地球科学领域。从构成要件的角度来看，该技术有三大核心系统，一是GPS全球定位系统，二是激光测距仪，三是惯性导航系统（INS），这就决定了该项技术在获取地面及附属物的数字影像数据以及三维坐标方面能体现出可准确、快速、高效的优势，尤其是在测量地形复杂多样，或地面被被森林大面积覆盖、或因地理条件恶劣二导致人力不能及的特殊地区，技术优势能够体现得更加明显。
2.2 面状方式获取技术
1）遥感技术
作为一门现代科学技术，遥感（Remote Sensing）利用红外、可见光、微波以及干涉雷达等电磁波探测仪器，从外层空间和远距离高空的多种平台上借助于扫描、信息传输、摄影以及信息处理等各项工作流程，对地面物体的形状、所处环境、位置和大小等信息进行获取，并由此进行后续研究。
遥感技术一致被得到广泛应用。从实际层面来看，例如，土地荒漠化的不断演进是全球共同面对的一个重大环境问题，这一生态换进的不断恶化趋势同样也对我国造成了很大的威胁，因此，土地荒漠化检测的重要性也就不言而喻。对土地荒漠化的发生和发展情况予以及时和准确地掌握无疑是有效防止和治理土地荒漠化的首要条件，在这一领域，遥感技术的众多优点也就得到了充分的体现，一是信息监测覆盖面广，二是能够对被检测目标快速获取有效信息，三是信息获取量大，并且，遥感技术能够在具体工作过程中环节人力物力不足等限制因素，因此，在过去的很长一段时间内，遥感技术一直被视为监测土地荒漠化动态演变的重要甚至不可替代的技术手段。
从发展现状分析来看，多分辨率、多波段、多时相以及多种传感器相融合成为遥感技术发展的方向，例如，遥感技术能够和GIS、GPS集成，并由此形成多信息量、高精度的对地观测系统。值得注意的是，因为受到分辨率和精度等的影响，在三维模型的构建之时，遥感技术对大地测量的数据信息具有恒强的依赖性，这就决定了遥感技术适用于对较大场景、较大区域以及精度要求相对不高的地区开展测量工作。
2）摄影测量技术
摄影测量技术是借助于其他传感器或者光学摄影机，采集被测物体的数据信息，并且对所采集的数据进行分析和处理，以获得被摄物体的形状、空间位置、各因素之间的相互关系以及大小等合理的信息。摄影测量技术可按照如下指标进行分类：一是距离指标，包括地面摄影测量技术、近景摄影测量技术，显微摄影测量技术、航天摄影测量技术以及航空摄影测量技术；二是技术方法指标，包括采用光学和机械方法的模拟摄影测量技术、根据被测物像点与相应地面点之间的数学关系的剖解数字摄影测量技术、摄影测量技术。特别是数字摄影测量技术，能够基于计算机对被摄对象的形状、大小、空间位置及其之间相互关系进行高效率、高质量地测量。从目前来看，数字摄影测量技术能够开展空中三角测量、自动正射影像图制、自动定向以及自动数字地面模型生成（辅以交互式编辑）等一系列工作，因此是目前应用较为广泛的一种舌音测量技术。
从实际应用层面来看，水下摄影测量技术是舌音测量技术在空间范围维度的进一步拓展，该技术是近景摄影测量中一种特殊的测量技术，即被测量物体存在于水中、也能够像该物体存在于空气中一样，通过相对便捷地拍摄到所需的图像来精确定位水下被摄目标的几何特性，从而以此对被测物展开进一步研究。因此，海洋工程、水生物研究、水深测量以及海底测图等相关测量工作中，都能够发挥水下摄影测量技术的重要功能。、
3）多传感器集成技术
前文所述的摄影测量技术以及遥感技术有很多的优势，但在三维空间数据的更新与采集方面仍然有很多亟待解决的问题。详细一点来讲，比如，遥感技术尽管可以获取所提供的目标物的空间数据，但缺少空间立体信息，侧重于对目标物顶面信息的采集；再如，尽管激光扫描仪LRS可以运用三维手段描述得到的数据，可是在拓扑关系以及目标物的空间信息方面存在一定难度；又如，地面摄影测量仅仅侧重于提供目标地物的立体造型。可见，如果把上述不同的方法进行整合，将会在更大的程度上提高技术水平，所以，在采集多元数据之时，可以运用多传感器集成技术，并且运用融合手段，建立三维模型，这可以成为现在乃至未来研究的重要课题。
既然多传感器集成技术在采集三维空间数据时，可以借助于多种传感器，这就表明不同的传感器可以组合成多样的多传感器集成空间数据采集系统。基于此，本文对多传感器集成体统进行如下三个层面的分类：一是机载激光扫描系统：这项系统借助于激光测量技术，对目标物的三维坐标（x，y，z）以及数字地面模型DTM进行高分辨率和高精度的测量，结合目标地物的光学成像结构，并进一步获取地表目标物的垂直结构形态，从而显著提高对目标物的识别水平；二是地面车载测量系统：该系统一般由车辆等移动载体、车载计算机、多传感器以及数据采集软件构成，是一种多传感器集成的数字成图系统；三是星载测图系统：星载多传感器集成具有大范围、大比例、高效率优势，该系统由此已成为研究焦点。
2.3图像扫描数字化技术
由于现有的纸质地图对地形表达的手段是图解形式，因此无法被计算机接受和解析，而将现有地形图用数字化仪表达，则其负载的大量信息能够被转换成能够被计算机处理和接受的数字信息。在这一技术前提下，能够检测出地形图中包含的非常重要的数据信息，其一，含有诸如高程点、等高线等3D空间数据所需要的几何信息，二是含有地理目标的平面、高度或层数等不同纬度的坐标数值，三是含有被测物目标的名称、用途、结构等属性信息。
对地图数字化的坐标数据精度的影响，主要来自于三个层面，一是扫描仪的分辨率高低，二是扫描过程的规范性程度，三是地图中数据源本身的精度以及控制点的精度，上述三个因素自然成为了图像扫描数字化技术的约束条件，因此，该尽管能够对被测物的高度获得概略性信息，但在高度准确测量方面却有着较大的困难，因此借助于这种手段无法对三维数字地形图获得较高的精度。所以，测绘机构常用的手段就是运用AutCAD 软件对地形图数据开发和管理，这也是值得在今后继续深入研究之处。
3 结论
较之于侧重于三维空间数据建模的三维地理信息系统（3DGIS），三维数字地形图侧重于对三维空间信息的实时获取以及对三维地形的绘制和可视化表达，由于这项技术还比较新颖，现在还在研究的初期阶段。本文对三维数字地形图获得三维空间数据的相关技术进行了探讨，实际上，今后还有必要针对集成匹配优化技术和地物地形的绘制技术等方面，对三维数字地形图进行更加全面的研究。
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1.1标本选择一经CT、MRI检查无器质性病变,无头部外伤及手术史,发育良好,身材、头围等参数符合中国人体特征的中年男子新鲜尸体一具,要求头部无扭曲及挤压变形。
1.2方法①用红色乳胶行股动脉灌注,待乳胶完全凝固后,平甲状软骨上缘在保持头部自然的情况下呈水平位离断颅脑,获得完整的颅脑。②将头颅置于特制的大小适中的立方体小盒内,其内径为25cm×25cm×25cm,盒的外侧有本论文由整理提供标准的坐标系统。将颅脑放入盒中央,使颅脑下断面与盒底面紧贴,向盒内注入少许清水,排空断面与盒底间气泡后,置于户外(气温低于-20℃)冷冻。待完全冻透后(冷冻1周)观察可见冰层透明、无气泡,头部无位置变化及变形,断面与盒底紧贴,冰块与小盒冻成一体。然后注入清水,放置对位标志,加防尘盖,排空气泡,于户外安全处冷冻。③于冬季室外(气温-20℃以下)用自制刨削机按预先设置的切割线自下而上切制,获得连续断层标本切片图像240张(层厚1mm,用1~240分别编号)。为了防止因摩擦生热而带来的负面影响,采用喷纯酒精的方法进行物理降温,既防止了融化又有效去除了冰晶,提高了图像的清晰度。
1.3实验计算机三维重建系统配置硬件:CPUPentuimⅡ350,内存128M,硬盘30GB,显示器Philips107G,IntelliTouch表面声波触摸屏,扫描仪MicroTekSlimScanC6最大光学分辨率600×1200DPI(dotperinch),数码相机DC-260最高分辨率1536×1024。软件:图片对位软件,边界处理软件,三维重建软件。
2结果
2.1图像输入通过DC—260型数码相机、理光5型光学相机于断端实时拍摄,通过MicrotekSlimscanC6扫描仪按600dpi光学分辨率扫描标本实物,然后统一输入计算机。
2.2图像矫正对个别图片的明暗度、对比度、色彩饱和度等人为造成的差异进行统一处理和修补。矫正后的图片各种组织结构分界清晰,色彩真实,较大血管、晶状体、视交叉、基底核、脑干一些灰质团块及脑室系统各个部分清晰可见,见图1(封2左上)。
2.3对位运用自行研制的图形对位软件在计算机上首先确定4个基准点,4个点排布于正方形的4个顶点,相邻两顶点间距为1000个像素。将输入图像四周的4个标志点分别与4个基准点对齐,由于在实际标本上相邻两点的距离为25cm,这样每4个像素的宽度就相当于1mm,为后来的测量提供了便利,同时解决了图像的平移和旋转问题,使240张图片在大小、位置上相一致,为提取边界并重建提供了必要的前提条件。
2.4建立数据库把颅脑所有组织结构按一定的顺序建立数据库,数据库的名称以相应的组织结构名称命名。
2.5边界提取本文作者采取表面重建法和体素重建法,在重建前将拟重建的器官的边界信息提取并储存在相应的数据库内。由于不同器官或组织之间(特别是颅内组织器官)边界轮廓不是规则的几何图形,很难用1个单一的数学公式进行表达;而且各器官或组织之间的色彩互相含盖,通过色彩和灰度也很难将不同组织器官加以区分,所以通过人工辨认和部分自动标识的方法来识别和提取边界。在边界提取过程中,运用自行设计的边界处理软件,完成了对头部表皮、颅骨、大脑皮质、髓质、脑室、基底核、脑干、小脑等主要结构边界的提取并将信息存入数据库。
2.6三维重建的计算将相邻断面结构边缘轮廓线采用“盖瓦片”方法连接,即用三角面片连接起来构成物体表面,两个层面间距离为1mm,然后经RGB彩色赋值、光照计算、消隐计算,即可进行重建结构的显示。采用体素重建法是把带有一定厚度的断面图像变为无数个小矩形,每个小矩形保留原始图像的所有信息,然后堆积重建颅脑各结构。本论文由整理提供
2.7重建图像经过矫正对位、描边处理、三维重建3个步骤后,在微机显示器上成功地在二维屏幕上显示出颅脑各结构的三维立体形态,结构真实,立体感强,包括虚拟色彩的表面轮廓重建和真实色彩的体素重建,见图2和3(封2中上、右上)。
3讨论
三维重建的方法主要包括两大类:基于轮廓的表面重建法和基于体素的重建法[3]。两种方法相辅相承,各具优缺点,各有其相关的应用领域。重建软件的性能直接影响三维重建的质量和速度。表面显示算法是应用图像分割技术,将原始图像分割成代表不同组织和器官的若干区域,然后构造这些区域边界的表面,从而完成表面重建,可见表面显示算法的前提就是边界的提取。目前图像分割及提取边界的方法主要包括:①人工识别,在断面图片上,各种器官组织分界不明显(如大脑基底核),只能靠人工界定。②计算机灰度识别,即基于CT或MRI扫描图像的三维重建,此种识别方式目前应用较多,其优点是无需人工切片,对位及提取边界都由计算机完成,消除了人为主观因素的影响,提高了重建的精确度。但对于复杂的结构来说,目前的CT、MRI还不能仅仅依靠灰度值的不同进行区分。此外,目前CT、MRI扫描层厚最薄只能达到1mm左右,这也在一定程度上限制其在未来三维重建中的应用。本文作者认为灰度识别对于某些组织(如骨组织等)边界的识别效果明显,而对于整体重建效果不明显。③计算机RGB识别,即依靠断层标中不同组织之间RGB值的差异将各结构加以区分。但由于人体结构(特别是颅脑内的结构)极其复杂,如骨松质、肌纤维、大脑皮质、神经核等结构,在图片显示上都为红棕色,以目前的技术尚无法通过计算机进行区分。而对经过特殊处理(如血管灌注带色乳胶等)的组织,识别效果明显,改善了工作中的劳动强度和精度,但对细小血管仍无法达到满意的识别效果。所以,对于大部分组织来说,人工识别提取边界依然是一种重要手段,目前计算机尚无法取代人工识别组织边界。本实验采用的是在人工识别提取边界基础上的表面重建和体素重建。为了提高计算机的运算速度和边界的平滑度,采用先确定关键点,然后在关键点间用平滑曲线相连的方法。体素重建法是以二维切片图像数据及切片厚度组成三维矩形多面体,利用数据体内的密度变化进本论文由整理提供行物质分离,使密度变化的梯度作为曲面法向,来计算画面的颜色与明暗,用光线投射法直接显示数据场。此显示法的特点是能显示实体的内部结构。在此基础上,可以沿任意角度进行切割,这对于解剖学教学、科研及临床上模拟手术入路等领域具有重要意义。此种显示法的缺陷在于其无法完成整体内部各种器官、组织的拆分显示,要完成此功能必须与表面重建方法相结合。而且数据运算量大,对计算机硬件设备要求很高,很难做到实时显示,所以目前难以普及。随着计算机技术的飞速发展,此种显示法在计算机三维重建中必将得到进一步发展和完善。超级秘书网
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