可视化技术研究范文
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第1篇
关键词：油田；注水系统；可视化技术
中图分类号：TB
文献标识码：A
文章编号：16723198（2013）01019401
以科学计算可视化作为基础发展起来的可视化技术，其最初主要应用在科学计算与工程测量中。伴随着可视化技术的不断发展，其所应用的领域也成扩大化的发展趋势。本文从油田注水系统的层面出发对可视化技术进行深入的研究与分析。
1可视化技术的应用
可视化技术指的是通过三维表现技术来实现对三维世界物体的再现，进而呈现出三维形体所具有的复杂信息。可视化技术是伴随着计算机图形学的发展而快速发展的新型技术，有着较广泛的应用途径。从现有石油行业的情况来看，可视化技术就被广泛的应用在石油勘探、油田开发以及油气集输等等诸多环节。油田注水系统中通过可视化技术的应用，能够极大的降低运营难度与成本，提高系统的安全性，进而有必要对油田注水系统的可视化技术进行深入的研究。从可视化技术的发展趋势来看，其与互联网、人工智能等等的结合会不断的促进自身技术优势的增加，进而在油田注水系统的优化中发挥更大的作用。
2油田注水系统的提升措施分析
油田注水的目的是为了维持油田能量，确保油层压力，进而促使供液能力的提高，并实现原油递减率的降低。简而言之，油田注水是油田维持地层压力的重要措施。从我国现有油田的实际情况来看，多数油田都处在高含水期，这就使得注水量大的问题导致油田生产投入成本的增加，进而有必要从油田的实际情况出发来确定油田注水系统的提升措施。
油田注水系统效率指的是油田注水到注水井中的总能量在注水泵电动机消耗总能量中所占的百分比。通常情况下，油田注水系统的效率分为电动机效率、注水泵平均运行效率以及管网效率三个部分。其中电动机效率指的是对注水泵电动机消耗能量的描述；而注水泵平均运行效率则是用来对注水泵消耗能量的描述；管网效率则是对管网的摩阻损失进行描述。正因为油田注水效率由这三大部分组成，决定了确定油田注水系统提升措施上也应从提高注水设备效率与调节注水系统参数入手来实现油田注水系统效率的提高。从提高注水设备效率的层面来看，需要加强对电机、泵以及管网等各个环节的优化。电机应用的优化主要指的是应结合油田的实际情况，确定合理节能高效的电机。泵的优化则指的是通过注水泵的优化来提高泵效率。管网的优化主要是指通过合理的布局来降低管网摩擦所导致的损失，合理确定注水管的管径，降低对能源的消耗。从调节注水系统参数的层面来看，主要是进行调节注水速度与节流来促进油田注水系统效率的提高。
3油田注水系统可视化技术的应用策略
在油田注水系统中，可视化技术的应用策略应包括以下内容：
3.1油田注水系统可视化程序的应用
可视化技术的应用需要油田注水系统可视化程序的支持。该程序是以注水系统能量平衡的数学模型、注水系统效率、注水系统能耗及注水系统的水力参数数值进行计算基础上，运用计算机编程技术编写油田注水系统可视化程序。该程序的基本功能是将油田注水站站内数据信息输入到系统中，进而实现油田注水站站内数据以及注水系统整体运行的可视化，同时还通过将连接数据信息、坐标数据信息以及站外数据信息的输入，实现了油田注水系统中注水网系统的可视化。油田注水系统可视化程序的基本操作主要包括数据信息输入、泵机组能耗分析、整个系统能耗分析、管线压力损失计算以及显示超过经济流速管线等等。
3.2油田注水系统可视化技术的应用流程
油田注水系统可视化的应用流程主要为以下几个步骤：
流程一：通过物质守恒原理与流体力学理论的应用，建立了油田注水系统效率与能耗的数学模型。
流程二：在确定出油田注水管网系统数学模型以及计算方法的基础上，以模块为基础构建了油田注水系统流程图，进而建立注水系统数据库。
流程三：对油田注水效率、能好以及注水系统水力参数进行计算的基础上，应用相应的计算机应用技术，编写油田注水系统可视化程序。
流程四：通过油田注释系统可视化程序的运用来进行油田注水系统注入动态以及可视化术分析，进而确定具体的油田注水系统管理的节能措施。
总之，伴随着可视化技术的发展，可视化技术在包括油田注水系统等在内的石油行业中的应用已经成了发展的必然趋势。因而，有必要结合油田的实际情况，不断的优化可视化技术在油田注水系统中的应用，进而促进整个石油行业的快速发展。
参考文献
[1]张卓，宣蕾，郝树勇.可视化技术研究与比较[J].现代电子技术，2010，（17）：133138.
[2]周定照，柳进，罗强，黄朝斌，刘忠军，文涛.可视化技术在石油行业的应用[J].石油工业计算机应用，2012，（11）：25.
第2篇
关键词：可视化技术；图像理解
中图分类号：TP391.4
可视化技术是计算机图形学的一个重要研究方向，是图形科学的新领域。它是指是运用图形学原理和方法，将大规模的科学数据-数值和图像，转换为可视的图形和图。它能够给予人们深刻与意想不到的洞察力，在很多领域使科学家的研究方式发生了根本变化。它涉及的研究领域很广，成为计算机科学研究领域中不可缺少的组成部分，例如计算机图形学、图像处理、计算机视觉等，它也是理解复杂现象和大规模数据的重要工具。
自从1986年可视化概念提出以来，发达国家纷纷开始研究可视化理论、方法，开发可视化工具与环境，它们的研究成果已广泛应用于石油勘探、气象预报、航天航空、核武器研制、医学图像处理等科学与工程领域以及自然科学领域中。
90年代初，我国开始了科学计算可视化技术的研究工作，一般需要使用巨型计算机和高档图形工作站处理庞大的数据量以及相关复杂的图像生成算法。所以，在高水平的大学、大公司和国家级的研究中心才有实力对可视化技术进行研究和应用。近几年来，随着处理器功能的不断提高，可视化技术的飞速发展，它的应用已经扩展到科学研究、工程、军事、医学、经济等各个领域，但是，与国外先进水平还有差距，因此还需要在在医学、地质、海洋、气象、航空等行业加大应用力度。
1 可视化的基本概念
可视化是一种计算技术，它将符号转换成几何，使研究者能观察到他们的研究工作。可视化技术能够将看不见的事物通过计算机变为能够看见的事物，提供了科学发现和展现事物的新途径，改变了科学家原有的研究方式，能够给人们意想不到的启示。
根据可视化技术的交互性、多维性、和可视性的特点，以及考虑结合程度，可视化技术可以分为后置处理，实时跟踪处理和实时绘制及交互控制三个层次。后置处理指的是将计算结果解释或显示为可视化的图形，目前大部分应用软件属于这一层次；实时跟踪处理强调它的实时性，因此要求计算与显示必行同步进行，这样能够随时发现执行中的错误以便日后改正；实时绘制及交互控制一方面强调它的实时性，另外能够根据显示结果随时改变执行过程中的参数以便得到满意的结果，因此具有交互界面。近二十多年来，在美国、德国、日本等发达国家的著名大学都在致力于可视化技术的研究，而且已经重点向实时处理和交互控制方面发展。
2 国内外比较著名的研究成果
2.1 流体可视化软件
这是美国国家超级计算机应用中心（NCSA，National center of supercomputer Application）的研究成果。该软件通过多个相联系的模型，在交互及分布环境下研究暴风雨的形成规律。其中安装在NCSA的超级计算机CRAY-YMP进行模型计算，VGX工作站则用来实现二、三维图形显示，提供用户接口，二者之间使用网络连接。
2.2 医学可视化技术
医学数据的可视化，已成为数据可视化领域中最为活跃的研究领域之一。由于近代非侵入诊断技术如CT、MRI和正电子放射断层扫描（PET）的发展，医生已经可以非常容易获得病人有关部位的一组二维断层图像。因为核磁共振、CT扫描等设备能够产生人体病变区域的多个方面多个剖面的图像，或者重建为具有不同细节程度的三维真实图像，使医生对病灶部位的大小、位置，不仅有定性的认识，而且有定量的认识，从而及时高效地诊断疾病。CT图像打破传统的胶片感光成像模式，借助于计算机重构人体器官或组织的图像，使医学图像从二维走向三维，使人们从人体外部可以看到内部。利用可视化技术软件，能够重构有关器官和组织的三维图像，例如美国加洲的ADAC实验室，约翰.霍普金斯大学等开发出的软件已在许多医院得到应用。利用可视化技术可以以获得心脏的三维图像，并用于监控心脏的形状、大小和运动，为综合诊断提供依据，例如中国协和医科大学等进行的主动脉病变的临床诊断和冠状动脉搭桥术（CABG）后的血管显示等。正是应用了可视化技术，变不可见为可见，从而大大提高了手术的成功率。
耿国华教授实现了医学图象数据库系统MidBASE。在数据库设计、基于内容的图象检索、嵌入三维可视化构件、WEB方式远程查询等方面特色明显。已在多个医院使用，效果良好[1]。
2.3 地学可视化技术
科学可视化应用到地学中，产生了地学可视化。1990年的勘探地球物理学家协会的举办“科学可视化”专题讨论会，促进了地球物理勘探中的可视化研究。进而在1995年举办的“可视化技术用于发现和开发更多的油气资源”会议，使得科学可视化技术在油气工业中的应用成果大放光彩。目前，美国的SGI公司在可视化技术方面是处于世界领先地位，它在地学中主要应用于油田开发、油藏数值模拟、石油地质、地震勘探、钻井、测井、遥感测绘等方面。
2.4 人类胚胎的可视化
这是美国依利诺大学芝加哥分校研制的成果。首先依据美国卫生和医学国家博物馆所得到的胚胎数据重构人类胚胎模型，其次将该模型进行三维显示。这一成果预示着人类可以远程访问人类性态数据，可以进行分布式计算。
2.5 数字博物馆的可视化技术
数字博物馆最突出的特点是：虚拟现实技术。虚拟技术通过计算机图形构成三度空间或把现实环境编制到计算机中去，产生逼真的虚拟环境，从而使得用户在视觉上产生一种沉浸于虚拟环境中的感觉。数字博物馆借助这样的技术，对珍贵藏品进行三维可视化的建模。在追求视觉真实感受的同时，最大限度地保存了物体真实数据。研究者可以直接测量模型得到标本的形态结构信息，为远程标本研究提供可靠翔实的基础，真正地做到了辅助科学研究及数据保存的作用。例如中国地质大学地学数字博物馆、中山大学生物数字博物馆、清华大学美术数字博物馆、西北大学考古数字博物馆、北京航空航天大学航空航天数字博物馆等，这些数字博物馆不仅为学者提供了一个高水平高质量的学习平台，有利于院校之间的学术信息和研究资源的共享，而且满足用户的交互性、参与性和沉浸性。
2.6 大场景及文物的虚拟修复可视化技术
大场景与文物虚拟修复还原和展示的研究涉及多个研究领域，需要综合应用数字图象处理、计算机图形学、模式识别、可视化技术等研究领域。目前，在我国很多研究机构已在与大场景和文物的虚拟修复技术相关的领域内进行了一些研究工作，也取得了一些研究成果。但是，还没有研制出完全自动的虚拟修复和还原系统，并且这些研究成果相对独立，没有一个综合文物复原和大场景虚拟还原展示的系统。
3 结束语
NCSA（美国国家超级计算应用中心）是国际上从事可视化研究的权威单位，一直从事可视化算法如软件的开发研究。而在国内，清华、北大、国防科大、中科院软件所等单位相继开展了可视化算法的研究及可视化工具的开发，都已取得了一大批可喜的成果。随着计算机硬件条件的改善和诸如人工智能、机器学习等可视化算法的成熟，可视化技术一定会产生一个大的飞跃。
参考文献：
[1]荣国栋，孟祥旭.Inspeck3D-DF三维扫描仪在数字博物馆中的应用[J].计算机工程与应用，2002，38（16）：237-239.
第3篇
关键词：智能变电站；安全措施；可视化技术；继电保护；抗干扰能力 文献标识码：A
中图分类号：TM63 文章编号：1009-2374（2016）25-0141-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.25.068
随着科学技术的不断提高，对变电站的要求越来越趋向于智能化。电网规模的不断扩大使得作为电力系统核心关键作用的变电站要接受更大的信息量，对变电站的要求也在不断提高。智能变电站作为新时展的产物，具有可靠性高、集成度高和先进的技术优势，代替传统变电站，提供网络交互和资源共享。通过分析智能变电站的安全措施和相关可视化技术的研究，确保智能变电站运行的稳定性。
1 智能变电站相关概念
智能变电站属于目前较为先进的智能设备，具有可靠与环保等多种功能。智能变电站的基本要求为全站信息数字化、通信平台网络化以及信息共享标准化，从而能够自动地完成信息的采集、测量、控制、保护、计量以及检测等多种基本功能。
智能变电站主要包括两部分：一部分为智能高压设备；另一部分为变电站统一信息平台，智能高压设备主要包括智能变压器以及电子式互感器等。智能变压器与控制系统在运行的过程中主要依靠通信光纤相连，因而可以及时地掌握变压器状态参数以及运行相关数据。当运行方式出现改变时，设备根据系统的电压及功率情况，可以对是否调节分接头起到决定作用；当设备出现问题时，将会发出预警并提供相关的状态参数等，如此便能在一定程度上降低设备的运行管理成本，最大限度地提高变压器运行的可靠性。智能高压开关设备是具有较高性能的开关设备和控制设备，同时配有电子设备、传感器以及执行器，因此在运行的过程中具有监测以及诊断功能。电子式互感器能够有效地克服传统电磁式互感器在运行过程中的问题及缺点。变电站统一信息平台功能有两个：一是系统横向信息共享功能，主要表现为管理系统中能够统一获得各种上层应用的相关信息；二是系统纵向信息的标准化功能，主要表现为各层能够实现透明地对其上层应用支撑作用。
2 智能变电站安全措施
智能变电站技术的安全措施防范模式分为不同的智能安全形式，目前主要的保护系统跳闸方式主要采用：非常规互感器+就地合并单元（MU）+GOOSE跳闸；常规互感器+就地合并单元（MU）+GOOSE跳闸和常规互感器+常规采样+GOOSE跳闸。而以上三种智能模式涉及的设备均不相同，在继电保护过程中涉及到的设备主要包括GPS时钟、保护装置、智能终端和交换机。智能变电站的原理是使用以太技术代替传统的二次接线传递数字信息和模拟信号，解决原有接线处短路问题，将原有的接线装置高度吻合，使得网络数据流畅通无阻地传递下去。智能变电站运用大量的光缆，传输速度比传统的传输速度更快且安全性能更高，运用面向对象的变电站事件（GOOSE），类似于一种快速报文传输机制，是智能变电站的核心技术。通过这种核心技术，将高速网络通信作为基础，提供各个节点以快速可靠的通信方式，解决传统跳闸问题，实现回路之间的智能化检测，为变电站提供可靠的运行模式和智能的管理。
继电保护系统检修模式。目前国内外的电力公司对继电保护系统通常采用事故检修、定期检修、可靠性检修和状态检修四大检修模式进行维护。通过对设备的可靠性评估、定期进行检修和实时在线监测的方式进行检修。本文将其归纳为继电保护停电检修和不停电检修模式，以带电完善设备和停电消除故障两种模式下，总结适用于220kV及以下电压等级的智能变电站的线路保护、主变保护、母线保护和母联保护的典型安全措施。
2.1 线路保护安全措施
在一次设备检修过程中，一般采取的保护措施安全步骤类型分为：（1）采用电子式互感器；（2）采用传统互感器；（3）合并单元缺陷；（4）线路保护装置缺陷。对母线进行保护采取退出GOOSE的操作，保护运行中的线路和智能终端，故合并单元并将回路打开，后期退出软压板的操作，输入光纤取下线路保护背板SV。
2.2 主变保护安全措施
在一次设备检修过程中，主变保护检修校验的典型安全措施如下：（1）采用电子式互感器；（2）采用传统互感器；（3）主变保护检修校验；（4）某侧合并单元缺陷；（5）主变保护缺陷，需做保护功能试验。
2.3 母线保护安全措施
在一次设备不停电情况下，母线保护检修校验的典型安全措施如下：（1）母线保护检修校验；（2）220kV母线保护处理缺陷（只考虑母线保护缺陷，需做保护功能试验的情况）。对于已经投运的变电站，一般不会将全站母线停电进行检修，若出现全站某一电压母线停电的情况，可参考不停电检修的典型安全措施。
2.4 母联保护安全措施
当母联开关处在检修的位置，设备处于停电情况时，母联保护检修教研，典型安全措施如下：（1）采用子式互感器；（2）采用传统互感器。通过对母联进行保护和对智能终端投入检修压板，退出GOOSE启动失灵接收软压板，在母联保护下输入光纤取下，在合并单元段将CT和PT回路打开。而当母联开关处在检修位置，设备并不断电的情况下，采取典型安全措施如下：（1）合并单元缺陷；（2）母联保护装置缺陷，需做保护功能试验；（3）智能终端缺陷。
3 可视化技术研究
可视化技术作为解释大量数据最有效的手段而率先被科学与工程计算领域采用，并发展为当前热门的研究领域――科学可视化。可视化把数据转换成图形，给予人们深刻与意想不到的洞察力，在很多领域使科学家的研究方式发生了根本变化。可视化技术的应用大至高速飞行模拟，小至分子结构的演示，无处不在。在智能变电站的技术投入中也有很多模块是用于可视化技术的研究。通过将技术手段转换成合适的图形显示输出，生成具有真实感觉的图形，对工程师的立体感官具有更好的理解，方便工程师在处理解决实际问题中更加有效地实施方法手段。
4 相关完善建议
随着技术不断发展，智能变电站的开发速度越来越快，对电力企业的运检维修工作更是提出了更高的要求。本文针对发展得日新月异的智能变电站简要地介绍了国内的概况，对安全措施方面进行了总结。随着对智能变电站技术的深入研究和探讨，智能变电站将成为一种全新的先进可靠智能体系，为人们的信息传送提供方便。在研究过程中，仍然有很多不足的地方，本文对以下方面的内容有待于进一步完善：（1）220kV继电保护虚端子的标准化设计研究；（2）不更改220kV母线保护配置的改扩建研究；（3）智能变电站继电保护状态实时监测与可视化系统的开发与集成；（4）智能变电站安全措施可靠性研究与分析。
5 结语
本文通过介绍智能变电站的概况，表明智能变电站已经成为当今电力系统的核心关键和未来发展趋势，新一代的继电保护设备将成为先进的处理器和通信技术的载体。另外，通过分析当前智能变电器的维修工作体系，总结了智能变电器所运用的安全措施，并提出相关安全隐患的解决措施，采用可视化技术手段，形象化给出路径的实现方案和解决手段，得出实施成果。随着对智能变电站研究的逐步深入，我国的智能变电站运营和维修模式将进一步完善，最终实现智能变电站的稳定
运行。
参考文献
[1] 孙志鹏.智能变电站安全措施及其可视化技术研究
[D].华北电力大学，2014.
[2] 赵志新.智能变电站SCD配置管控方案研究[D].华北
电力大学，2015.
[3] 郑众.智能化变电站在220kV文津变的应用研究[D].
第4篇
关键词：真三维 地籍 产权
中图分类号：P273 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（a）-0007-02
1 地籍管理现状
目前我国城镇地籍管理是以宗地为基础的二维平面地籍管理方式，主要记载国土资源在二维平面空间的信息。二维基础数据已覆盖了全国大部分省市，而且在应用上形成了较完善的体系。以地表权利为核心的地籍，其理论基础是同一宗地在垂直方向上的权籍一致性。在二维平面空间，通常采用投影方式或根据建筑面积分摊方式，将三维权利实体投影到二维平面上，以投影或分摊的方式来代表其权益范围进行登记。
2 存在的问题
随着城市和人口的不断集聚，城镇人地矛盾日趋紧张，为集约用地，土地利用的立体化趋势越来越明显。以地表为核心的国土权利法规和地籍管理方式，已经不能满足人们对三维空间的占用与使用，特别是当与同一土地表面、地下相关的空间归属权不同时，基于二维地表的传统土地登记和地籍系统将无法清晰的界定土地的权利空间。几个使用者共同使用一块地并且相互之间界线难以划清的情况定为一宗地，称为共用宗地。大多数的共用宗地只是在水平面上无法划清界线（如地下管线、高层建筑），比如在对城市中林立的高层建筑进行内部权利划分和管理时，利用二维空间数据难以满足应用需求。一方面国土主管部门无法对其权属进行清晰管理，另一方面权属界定由于没有明确的保障，引发了很多权属争议事件。
3 地籍管理新要求
国土资源是一个多维度、多空间的概念，包括了土地、矿产、地质风貌及其所承载的基础设施和生产生活环境。还有其他很多领域，涉及到地表、地上及地下，如城市土地立体利用、立体地价评估、空间权、地下空间权的使用等，都必然会涉及到土地的三维特性，也有必要在国土资源管理中得到反映。从税收地籍、产权地籍和多用途现代地籍的演变过程可以看到国土资源利用模式变迁的轨迹，但这个变迁过程仅停留在国土资源平面利用的范畴。从资源利用效率来看，国土资源利用由粗放型逐渐向集约型转变，这个变化也必然要在国土资源管理中得到体现，而直接体现这一变化的方式就是建立三维国土资源模型。
4 三维技术
目前三维市场主要有3种主流三维构建模式：传统建模、三维实景（街景）、全景真三维建模。
人工建模通过单个建模再场景整合，经过多年发展技术成熟，主要表现在三维场景的美观上。但技术路线决定了数据先天的缺点。（1）由于虚拟建模，造成了大量城市信息缺失，即使精细建模也只是对重要建筑、重要区域进行精细表达，无法做到城市完整信息的真实还原。（2）精细建模的模型可以用Lidar来保证，但其纹理多通过人工拍照获取，对于高层建筑纹理基于通过复制形式贴上去、这就决定了三维模型上每个点的精度无法保障。
三维实景即为街景，2007年goolge为解决虚拟三维建模向真实的三维影像过渡，而提出一项技术。街景是一种通过街景车拍摄街道两旁360°的照片，然后将这些照片经过处理上传至网站，供访问者浏览。这与2D平面地图形成了强烈的对比，使原本无聊的地图更加生动，更有阅读性和娱乐性。但街景作为过渡性技术，其他技术特点也局限了其应用的范围。（1）街景只是沿街的信息，无法对整个城市空间进行完整的体现，如非沿街区域、小区内、院内，即使沿街区域，由于中国城市沿街植被较多的特点，也无法对沿街的信息进行完整的采集。（2）街景做为360°拼接的照片，无法对空间体进行三维旋转浏览、三维空间分析，也决定了其应该范围只能局限在互联网（公众浏览）、城管（沿街部件管理），无法在GIS行业进行深入应用。
全景真三建模通过航空摄影的方式获取多角度倾斜影像和激光点云数据，快速自动化的建立地面三维模型，真实反映城市三维影像，作为近几年快速成熟的新技术，其真实、完整、高精度三维数据受到越来越多地理空间信息应用单位的追捧。
在全景真三维影像建模生产工艺中，机载激光雷达技术（Lidar）是保证数据精度的关键。机载激光雷达技术是集成激光测距技术、计算机技术、惯性测量单元 （IMU）/DGPS差分定位技术于一体，该技术在三维空间信息的实时获取方面产生了重大突破，素有“精度之王”的美誉，作为近几年在测绘领域快速获取空间数据的新型技术，成为三维城市建设的一把利器。激光扫描对天气情况要求低，雾霾天也可以进行作业，这在国内当前天气环境下无疑是最好的选择，其高精度的特点也保证了三维数据精度的可靠性，长久以来三维建设因为没有测绘精度保证，三维应用都停留在展览、显示等层面，没有深度的行业应用。全景真三维技术也真正解决了长久以来三维数字城市建设“中看不中用”的尴尬局面。
基于3种主流的三维技术本身特点，针对大量国土资源土地登记、征收、出让、开发等管理要求，全景真三维建模无论在是数据的精度上保障地籍权属清晰界定、土地登记管理，还是在为其它各部门数据共享、构建国土管理”一张图”，都有先天的技术优势。
5 真三维国土资源管理
5.1 二三维地籍管理
随着城市聚集效应加强，土地利用强度越来越大，城市空间向立体化利用延伸，各综合性大楼、建筑综合体、地下停车场、地下商场、通信设施等遍布地上、地表、地下空间，由于分层开发利用，造成分层属性不同的权利人，给当前基于二维宗地的地籍管理制度提出了挑战。
采用二维地籍与三维地籍的混合管理模式，二维地籍登记中不能解决的复杂权属情况则能够通过三维系统进行登记，形成二维宗地平面与三维体宗地的混合管理方案。
5.2 不动产登记
我国的不动产登记是由土地、房屋、水利、海域、林业及农村承包土地组成的。目前土地登记制度中存在着大量的土地利用登记缺失状况。诸如商业高层建筑内部权属信息复杂、建筑顶部建造的通信设备、日益增多的电缆设施等。
建立基于倾斜影像和Lidar的真三维模型，Lidar直接获取模型三维坐标，三维登记地籍图通过界址点、界址线、界址面描述宗地的立体几何特征，并具有明确的方向性，三维宗地以体宗地为基本单元，用体积度量，精确描述立体空间中的三维产权体。按照不同楼层的实际情况进行地籍登记。通过这种方式将建立三维地籍库，反映三维产权体的基本情况，相比传统二维地籍库的信息要丰富许多，能够清晰的界定地表、地面、地下立体空间的权利，如图1所示。
5.3 三维地籍综合管理
利用三维地籍库，系统能够进行综合查询，实时准确的掌握任意体宗地的平面和空间土地登记情况，当输入土地使用者名称时，系统会自动切换到需要查询的宗地，用三维立体图像展现积宗地土地利用情况，并采用列表方式显示土地使用者名称、土地坐落、宗地面、土地证号等信息。同时，该功能还能显示共用宗地中土地使用者的基本用地信息，如宗地分割登记情况，当鼠标指向小区内某栋建筑物的任意区域时，系统就会自动告知该土地使用者的名称、分摊土地面积、土地用途、土地使用期限等主要信息。该功能将实现空间产权的清晰化管理，能够真实反映土地利用的空间分布情况。
5.4 地籍动态监管
通过实时动态监控系统，能够自动跟踪和监控新增建设用地审批项目，审批地块颜色会随着项目的进展而变化，清晰地显示建设项目获批后，宗地空间内部建筑物及权籍信息的变更过程，在建设方案的建筑高度、容积率等指标与登记信息发生出入后，系统将自动报警，真正有效地实现了对土地利用审批项目的全周期、立体化监管。
6 结语
全景真三维地籍管理作为国土行业最新的信息化手段，按照地理三维坐标组织管理空间信息，将地下、地表、地上等要素的空间信息和属性信息进行准确划分界定，生成真实的三维场景，为建立城市空间信息与国土资源管理登记提供了高效的三维模拟平台。基于三维可视化环境的土籍登记、信息查询统计分析，为业务部门和各级领导提供精细化的工作平台和科学的决策支持，极大提高了国土部门管理水平和工作效率，为城市经济发展和建设发挥着巨大的经济效益。
参考文献
[1] 艾东，朱彤.土地立体利用与三维地籍[J].国土资源科技管理，2007，24（5）：126-131.
第5篇
GIS可视化技术是当前信息领域中广泛应用的一项技术，实现了文本、图形图像信息相结合的定位、查询、检索模式，信息表达形象化、直观化，操作简便等特点，把GIS技术可视化引入统计数据领域，有助于综合管理和分析复杂的信息数据，给统计领域数据的管理和利用提供更有效的技术手段。
【关键词】GIS 统计数据 可视化
1 统计可视化技术的发展
1.1 传统的统计数据可视化
统计数据可视化是指用图形、报表等方式将数据的分布、趋势直观地展现出来，这样就需要一种有效的可视化方法。传统的统计数据可视化方法主要有两种：报表和统计图形。
报表是将要统计分析的事物或指标以表格的形式列出来，以代替烦琐文字描述的一种表现形式，由行和列单元格组成，可以在单元格中填写文字和插入图片。通过报表可以看到详细的统计数据，数据准确但是具有可视化结果不够直观等缺点。
统计图形是用点、线、面的位置、升降或大小来表达统计资料数量关系的一种陈列形式，并以各种图形方式（如柱形图、条形图、折线图、饼图等）直观的显示出来。从统计图中可以明显地看出统计数据的变化趋势，具有直观、明确、易于接受等优点，已经被广泛采用，但是统计图表的动态生成在网页中实现比较麻烦，需要借助组件以及一些相关技术进行编程才能实现。
1.2 基于GIS的统计数据可视化
GIS可视化技术是当前信息领域中广泛应用的一项技术。它具有人性化设计界面风格，实现了文本、图形图像信息相结合的定位、查询、检索模式，信息表达形象化、直观化，操作简便等特点。
基于GIS的统计数据可视化表现就是把已经获取的各种地理空间数据和属性数据以及统计数据，经过空间可视化模型的计算分析，转化成可以被人们视觉感知的计算机图形或图像，实现对统计数据库内容以及与之相关的图、表进行形象化、直观化的表达，其表达形式可以是统计图形或者专题图。
1.3 统计数据与GIS的可视化技术结合
随着国家信息化的发展，由于统计数据的庞大，分散，复杂，多维等特征，对统计数据的分析和利用带来很大的难度。而把GIS可视化技术与统计数据相结合，把统计数据转化成形象化，直观化的表达方式，能让不同的层次的用户更加容易的阅读和理解数据。本文在GIS的可视化技术的基础上，探索适合统计数据的可视化系统构建和实现，为研制统计领域数据可视化提供参考范例。
2 基于GIS的统计数据可视化处理步骤
如图1，基于GIS的统计数据可视化系统由三部分组成：可视化预处理，可视化图形生成，可视化展现。
2.1 可视化预处理
可视化预处理模块主要包含两个部分：一个是各省市区划空间数据库，用于提供地理信息；另一个是统计数据规整以及统计数据空间化处理模块，用于提供与地理信息关联后的统计数据。
统计数据空间化首先需对统计数据进行预处理，根据行政区划来收集统计型数据，每个指标都有一个地理统计单元与之对应，不同的年份统计指标有所变化而且统计指标的值也会发生变化，即统计数据有统计指标（体系）、时间、空间等属性，可以概括为统计数据的时间维度、指标维度、空间维度3个维度。以温室气体统计数据为例，如图2温室气体统计数据的维度划分。统计数据的时间维度体现在指标所反映的时间跨度上，通常我们采用的时间尺度包括：年、季度和月、旬、日等。统计数据的指标维度主要是指标的分类，每个指标类中包含各种各样的指标。在这个维度，可以指定为温室气体排放类型，如工业排放、建造业、日常生活、机动车和其他各个方面，也可以把指标为度定为温室气体的组成，包括：二氧化碳（CO2）、氧化亚氮（N2O）、甲烷（CH4）、氢氟氯碳化物（CFCs，HFCs，HCFCs）、全氟碳化物（PFCs）及六氟化硫（SF6）。在空间维度上，可以把不同的行政级别区域作为度量单位，也可以把同一行政级别的不同区域作为度量单位，如省级可分为江苏省，浙江省等。在统计数据的可视化中，推荐以时间、地区、指标作为统计的3个维度，进行数据统计和处理。
2.2 可视化图形生成
基于GIS 的统计数据可视化生成主要包含两种类型，一是生成单元素的可视化图形，指仅选择一个统计指标，在GIS地图上对各地区统计指标在某个时间点的数值进行可视化表达，同时支持对该指标的历史数据形成动态可视图形。二是生成多元素的可视化图形，指以统计指标和时间点的组合作为查询要素，在GIS地图上以图表的方式展示出各地区的统计数据情况。两种不同类型的可视化生成流程如图3所示。
2.3 可视化展现
可视化展现分为两种，一种是统计图表，如各省份原煤消费量的饼状图等；另一种是GIS专题图，如各省份在地图原煤消费量的展现。根据用户的选择，可视化表达可以使用其中一种或者二者结合的方式展示内容。
对于常见的统计图形不再赘述。对于 GIS专题图的统计数据展现，通过集成GIS组件，对各种数据源进行空间统计分析，采用GIS颜色渲染方法实现数据的可视化功能。
对各种专题图类型，GIS组件通常会提供一套颜色方案，可以为专题图的所有专题图子项的颜色渲染提供一个配色方案，同时会根据专题图子项的个数来合理分配每一个子项一个渲染颜色。一般支持三种类型的颜色方案，分别是一种颜色的深浅的渐变，两种颜色之间的渐变和多种颜色之间的渐变。推荐采用两种渐变方式的结合，即一种颜色的由浅变深，然后颜色深度达到某种程度即进行颜色之间的渐变。如首先确定整体色调分为两个等级即蓝色和红色，区间范围分别是0到1和1到2，再对区间内进行局部的色彩设计，如颜色深度随统计数据的变大而变大，在标准单位1内从蓝色由浅变深，超过标准1则颜色从红由浅变深，这样即可通过直观的通过颜色变化分辨出数值变化的趋势。
3 统计数据可视化应用
3.1 统计数据分布
系统提供不同等级的统计对象信息的空间定位， 从而可以详细地展示满足条件的某统计现象的空间分布状态与规律。依托GIS直观的地理信息展示方式，使用地图的形式展现各类指标的数值分布。在用户选定指标和时间后，用地图展现该指标在全国各地区的分布情况，并使用不同的颜色进行区分，同时用户可调整色值的区间调整区域的数据显示范围。当用户选中某地区时，可查阅选中指标在选中地区的历史数据趋势，若为省级或地市级地区，则可下钻到下一行政级别的区域进行数据的显示。
3.2 统计数据变迁
通过在地图上用不同深浅的颜色表示数值的大小，随着时间变动展示不同地区的指标数据变迁轨迹。用户也可以自定义时间区间，以某个固定的时间单位如年、月、周等进行数据迁移图层的自动播放。在播放时，用户可以选择在某时间上暂停，查阅该年份的各地区指标具体数据。
3.3 统计数据对比
通过在地图上选择多个地区，指定某项指标后可在地图上进行可视化的数据对比分析。数值的大小可通过颜色的深浅来判断，同时在地图旁生成图表用来对比数据，如用户可以选择折线图、饼图、柱状图等。
3.4 统计数据Top N分析
首先选定需分析的指标和时间，然后在地图上可对不同行政级别的地区如省、市等进行数据统计排序，根据汇总计算后的结果显示数值最大的N个地区或者数值最小的N各地区。每个地区以一个点在地图上显示，用颜色深浅和形状大小代表数值大小，排名越靠前点的形状越大颜色越深。
4 基于GIS的统计数据可视化的应用前景
研究表明，人类获得的关于外在世界的信息80%以上是通过视觉通道获得的，因此统计数据的查询就是要提供象人眼一样的直觉的、交互的和反应灵敏的可视化环境。可见，发展基于GIS的统计数据可视化技术具有重要的意义。
4.1 在企业管理领域的应用
基于GIS的数据可视化技术的广泛应用，使企业管理领域有了新的手段。一些可视化软件相继出现，如GIS与企业ERP系统的应用，把统计数据、地图和思维完美地结合起来，把传统的数据库数据带入到可视化空间，可以弥补统计工作中数据分析的局限性，使管理人员置身于自然和社会环境中.从而使企业管理走上一个新台阶。用户在系统投入后认为，系统为数据分析和辅助决策提供了有效支撑，大大降低了人为主观因素的影响，大幅度地提高了工作效率。
4.2 GIS统计数据可视化应用构件
为了推广和促进基于GIS的统计数据可视化，可以把统计数据可视化应用封装成构件，其功能包括基于GIS的统计数据查询，在地图上显示数据分布和历史数据变迁轨迹，对比不同地区的统计指标数据，按TOP N展示满足条件的地区等。以这种构件复用的方式，来缩减开发统计数据可视化应用的成本，进一步推动基于GIS的统计数据可视化技术的应用。
4.3 国产化的应用解决方案
由于GIS系统涉及大量国家地理等敏感信息，而且国外软硬件系统存在严重的安全隐患，所以设计国产化的GIS应用解决方案也是一项紧迫的任务。可以在基于国产的基础软硬件对开源的GIS系统进行二次开发，解决国产GIS应用的安全性和适配性问题，形成了国产化的应用解决方案，为GIS的统计数据可视化技术的应用进一步奠定基础。
5 总结
基于GIS的统计数据可视化技术正在快速发展，它与虚拟现实技术、大数据挖掘、数字地球、经济趋势等前沿学科领域都有着紧密的联系。如何有效处理和解释这些包含大量信息的统计数据将是一个巨大挑战，同时这也是基于GIS的统计数据可视化技术潜在的巨大机会。
参考文献
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第6篇
关键词：城市园林景观 普查数据 三维可视化
中图分类号：P2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（c）-0015-02
随着计算机信息技术和网络技术的飞速发展，传统的二维数据可视化和查询分析功能已不能满足园林从业人员对城市园林景观的规划、设计、管理等工作需求。
目前，园林景观可视化技术逐渐从平面的手绘透视图、效果图合成照片向三维立体的景观动画、仿真表现发展，本文研究的是仿真应用为目的，基于CAD设计施工图和现状普查GIS数据的城市园林景观三维可视化技术。
三维可视化技术的应用，使得城市园林景观设计和管理统筹突破了二维平面和纯粹展示的限制，在仿真平台上能快速全方位多角度的表现出园林设计对现状城市景观的影响，能根据查询到的现状园林景观信息进行城市园林工作的管理统筹，提高规划设计工作的效率和园林管理决策工作的科学性。
1 研究背景
浙江省某市林业和园林局2010年启动了“数字绿化”管理平台建设，旨在建设精细化、可视化、智能化和一体化的绿化管理平台，提高管理设计工作的效率和科学性。该市林业和园林局三维实景展示项目是其子项目，为“数字绿化”提供直观的城市园林景观三维基础数据库，具体内容为：（1）城市重点园林景观工程模型数据。（2）行道树及绿地附属绿地、古树名木、公园绿地模型数据。基于该数据库，使用者能迅速在绿化管理系统上查看到城市园林景观建设现状及植物种类、树高、胸径、种植面积、管理责任单位等相关信息。
2 基于仿真应用的城市园林景观三维可视化
2.1 数据准备和数据源分析
由于城市公园内既有现状建成的园林景观，也包含正在施工或待建区区域，因而其对应的数据源是现状普查GIS数据库和CAD设计施工图。
CAD设计施工图表达了城市园林景观设计者的设计理念和设计意向，包括地形地貌平面和竖向规划、园林建筑小品平面位置整饰铺装以及绿化植被分布等形态，如图1所示。
现状建成数据来源于现状地形图和普查获取的城市园林景观GIS数据。其中，普查GIS数据按照绿化分类，分成包括大树名木在内的3份点数据、包括公园绿地在内的11份面状数据和对应的4份绿地属性关联子表（公园绿地关联子表、居住区及单位绿地关联子表、道路绿地关联子表和道路附属绿地关联子表），通过“绿地细斑代码”属性字段进行关联，如图2所示。
2.2 技术流程和方法
为了满足客户需求，城市园林景观的三维可视化仿真要素包括：地形地貌、园林建筑小品和绿化植被。
其可视化的主要技术路线有两点：（1）地形地貌、园林建筑小品基于CAD施工设计图和现状地形图，利用3dsmax软件进行多边形建模，结合现场实拍照片进行纹理映射，统一光影和色调烘焙后，通过数据格式转换加载到仿真平台上，利用该平台实时驱动完成三维可视化。（2）对于设计施工阶段的绿化植被，可视化基础来源于CAD设计施工图，在3dsmax中利用ForestPackPro插件进行植被布置，映射符合设计意向的植被纹理；而对于现状建成阶段的绿化植被，则根据普查GIS数据中的公园斑块文件自动生成点位数据，在仿真平台上直接关联植被符号，达到逼真的可视化效果。
其技术流程按照三维可视化仿真要素分述如下。
（1）地形地貌要素的构建，是整个可视化流程的基础，所有园林建筑、小品以及绿化植被都必须无缝接合在地形地貌上。在地形图上提取出等高线和高程点，使用EPS软件生成具有真实高程变化的5米DEM网格，输出VRML格式文件导入到3dsmax中，继而进行人行道等铺地细分，并将经过Photoshop软件处理后的真实环境照片帖图映射到模型上，建成模拟真实的地形地貌模型。
（2）园林建筑小品等要素，按照传统的3dsmax建模方法进行。考虑到局部园林景观的布局需要在人视低点角度进行浏览查询，因此大于1米的建筑构件结构必须通过多边形模型来表现，使建筑模型更贴近真实性。
（3）绿化植被要素，则根据设计施工阶段和现状建成阶段的不同分别进行。设计施工阶段以CAD设计施工图为依据，把设计图布置好的植被通过Photoshop软件处理成一个个白色像素点，形成一张黑底白点的植被分布图。通过3dsmax插件ForestPack Pro关联分布图自动生成跟随地形的绿化植被，纹理映射比例通过插件参数控制，从而快速地进行植被布局；对于现状建成阶段，为了确保植被模型的真实性，以普查GIS数据作为基础数据进行景观三维可视化。由于记载有详细属性数据的公园斑块文件是二维面状数据，必须以斑块范围内的总植物棵数作为依据，通过编程让程序自动生成对应数量且不带属性的二维点状数据，然后在EXCEL中通过VBA编程将植物属性字段列表自动关联到点状数据上。在3dsmax中获取该点状数据对应位置的地形高度值后，根据点对应的植物名称在仿真平台上通过关联植被符号来实现三维可视化。
整个可视化流程如图3所示。
2.3 成果技术指标
不同的城市园林景观三维可视化仿真要素，其主要成果技术指标如表1所示。
2.4 效果截图（如图4）
3 结语
本文叙述了以仿真应用为目的城市园林景观设计施工阶段和现状建成阶段的三维可视化技术方法和流程。通过该技术建立的城市园林景观三维基础数据成果，成功集成到“数字绿化”管理平台上，实现在三维可视化环境下的设计、管理和决策工作，直观真实、有据可依，带来了显著的社会效益和经济效益，对同类项目实施具有一定的借鉴作用。
本文提出的技术方法和流程有效解决了园林景观的三维建库、三维可视化的技术问题，对推进三维仿真技术在林业和园林领域的应用具有现实意义。相信随着我国林业和园林管理理念的发展，林业和园林管理工作推向精细化、可视化、智能化和一体化，三维仿真、可视化技术将为林业和园林的设计管理统筹带来质的飞跃。
参考文献
[1] 毛琼，罗传文，单瑶瑶.结合GIS创建三维可视化园林景观[J].黑龙江生态工程职业学院学报，2007，9，20（5）：21-22.
第7篇
【关键词】大数据；三维场景；快速可视化；LOD；GPU
1 引言
地理信息系统（Geographic Information System，GIS ）是一种采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术。随着人们对GIS行业越来越深入的了解，伴随着计算机软、硬件技术和通信技术高速迅猛的发展，GIS已然渗透进入国民生产的各个行业和国民生活的各个方面。然而传统的GIS技术仍然存在着明显的缺陷，主要表现为它以处理二维信息为主，把连续分布的三维现实世界抽象成二维的数字信息，不能给人以自然界三维空间真实物体身临其境的感受。三维GIS是GIS技术发展的重要领域，是进行全方位、多层次、多要素时空分析的基础，开发结构简单、功能完善的真三维GIS软件是当前GIS研究人员的重要目标。由于空间数据具有的数据量庞大、内容丰富等特点，使得三维GIS中要处理的空间数据量远远超出了当前计算机硬件所能处理的能力，该特点已经成为了三维GIS可视化的制约性因素。
层次细节（Level Of Detail， LOD）思想提供了一个解决庞大数据量与快速可视化问题A方向LOD技术主要是根据人眼的视觉原理，一个物体距离人眼越远，人眼看到该物体的细节也就越少，因此系统就可以将距离观察点较远的物体用较粗粒度的模型来代替，从而在不降低视觉效果的前提下大幅度降低了计算机需要处理的数据量，解决了系统的实时动态显示效果。在同样大小的显示范围内，采用LOD技术可以使数据处理量基本保持不变，这一特性对海量空间数据的实时三维可视化是非常重要的。
近年来，随着计算机图形处理器（Graphic Processing Unit， GPU）的计算能力的提升，极大的提高了计算机图形处理的速度和图形生成的质量。GPU技术的极速发展一方面提高了图形处理的计算速度，另一方面还促使了一些与图形处理相关的硬件技术的进步，比如：具有可编程的像素处理模块和具有顶点处理功能的图形硬件@染管道。在3DGIS可视化方面，LOD模型正朝着与GPU集成的方向发展，建模的方法已经不再是逐个选择某个多边形进行绘制，而是在大量的多边形组中选择一组进行批量绘制，建立适合于现代GPU处理的LOD框架，不再追求尽可能的减少多边形的绘制，只要能达到硬件的绘制要求即可。
本文基于对LOD与GPU技术的研究，设计并实现了一个3DGIS平台，并利用该平台解决了海量空间数据实时三维可视化问题。
2 LOD金字塔构建
本文使用的LOD金字塔模型是基于四叉树结构，以分层分块的方式构建的。利用这种方式组织的金字塔模型具有以下特点：
（1）对于树中任意相邻的层，从上到下，分辨率呈双倍递增关系，这样可以很方便的使用四叉树索引技术进行快速定位。
（2）树中每个节点对应一块区域，这样可以直接提供不同分辨率的数据而无需实时重采样。
在构建金字塔时，首先把原始栅格数据作为金字塔的底层，并对其进行分块，形成底层瓦片矩阵。在底层的基础上，从左下角开始，从左至右、从下到上按每2×2个像素合成一个像素的方法生成像素矩阵，并进行分块，形成上一层瓦片矩阵。
分层分块后的文件命名要能反映出数据所在层数和数据的坐标信息，本文采用如下命名规则：Dataset Name＼Level of LOD＼FileX＼ FileX_FileY.abc，其中，Level of LOD为数据所在金字塔模型的层号，FileX为块的行号，FileY为块的列号。利用该规则可以实现文件名与文件坐标之间的换算。
3 GPU高速并行计算
图形处理器（Graphic Processing Unit，GPU）是一个专门用于图形渲染的微处理器，它可以快速的操作和改变内存以加快输出帧缓存中的图像。
在GPU处理器出现以前，显卡只负责图形渲染的操作，大部分的运算处理都由CPU来实现。在GPU出现以后，主流计算机中的处理器大都包含CPU和GPU，由CPU和GPU协同结合来完成大数据量运算和图形@染的工作。CPU和GPU协调工作，CPU负责处理逻辑性强的事务处理和串行计算，GPU则专注于执行高度线程化的并行处理任务。与CPU相比，GPU在运算能力和存储器带宽上具有明显的优势，它可以通过增加并行处理单元和存储器控制单元的方式来提高计算机的并行处理能力和存储器带宽。与CPU相比，GPU具有很多优势：
（1）高度并行性：GPU具备多个@染管道，能并行处理多个顶点和像素数据，具有很高的并行性；
（2）GPU具有向量运算架构，使得其在处理大规模向量运算时性能更佳；
（3）只读高速缓存：GPU中的缓存是只读的，其主要功能是用于过滤对存储器的请求，减少对显存的访问，这使得它比CPU更适合于流处理计算，处理逻辑分支简单的大规模数据并行任务。
4 3DGIS平台设计与实现
本文结合LOD与GPU技术，通过C++语言，使用Microsoft Visual Studio 2012开发工具开发了一套3DGIS软件平台，其功能设计如图1所示。
如上图所示，配置文件中存储一些系统相关参数，如默认图层等，系统初始化时通过配置文件模块读取配置文件内容并创建默认对象；场景控制模块负责事件监听，并保存事件触发后相关场景参数的修改；数据调度模块使用基于四叉树的瓦片检索算法检索当前场景的可见瓦片，并负责在缓存或服务器中获取数据；渲染模块通过构建地形网格和纹理贴图产生三维场景。测试结果显示，当三维窗口大小为800×600时，平均帧频为24.8帧/秒。
5 结束语
本文利用LOD金字塔与GPU的高度并行计算能力和可编程性解决了3DGIS中大数据量场景的快速可视化的问题，并取得了良好的实验效果。本文的主要创新点是将LOD与GPU两项技术相结合，并成功应用到3DGIS软件的开发中。
系统在实现时，为了明确系统目标，降低编码工作量和数据整理搜集的工作量，仅从局部角度考虑三维GIS的快速可视化，没有像Google地球和NASA的WorldWind那些从全球的角度来实现系统的三维可视化，这也是本文下一步考虑解决问题。
参考文献
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第8篇
关键词：异构计算机；软件移植；可视化仿真；指令系统
微机已经广泛应用于各种控制系统、智能仪器仪表、智能家电等领域。单片机性价比的提高，使单片机成为嵌入式系统的主流芯片。
目前，控制系统开发的常用方法是在PC机上编写和调试单片机系统程序。虽然，国内外有不少单片机开发系统，但由于单片机与PC机体系结构不同，用单片机指令编写的程序无法直接在PC机上运行，因此，系统开发时要有仿真器、编程器等专用设备，程序运行不能脱离单片机开发装置。因此，基于单片机的系统开发，源程序调试工作非常复杂，操作繁琐，调试结果的显示不够直观。针对上述情况，研究异构计算机软件移植可视化仿真技术，设计独立于单片机开发装置的可视化仿真系统，应用于控制系统和嵌入式系统的开发和实验具有重要的意义。本文在研究异构计算机软件移植可视化仿真技术的基础上，实现了在IBM-PC机上运行51系列单片机指令的可视化仿真系统，该仿真系统完全独立于单片机开发装置。
1 软件移植概述
1.1 软件移植方法
计算机系统层次模型[1]说明了各层次之间的关系及程序的执行情况。指令在计算机中执行的过程，实际上是指令由系统的高层逐级向低层转换的过程，从应用语言级直到微程序语言级，最后产生各种控制命令，驱动计算机的硬件完成指令功能。高层语言转换为低层语言的实现方法有翻译法和解释法：翻译法是将高层程序变换成低一层等效程序，其处理流程可描述为
while(excutingFlag)
{ 取指令；
分析指令；
转换成本层指令并保存；
}
执行转换后的指令；
上述流程中变量excutingFlag为执行程序是否结束标志，其值为0表示程序结束。翻译法又分为动态翻译和静态翻译。动态翻译在程序运行过程中，将被仿真的指令逐条转换成仿真程序代码；静态翻译是代一次将所有被仿真的程序转换为仿真代码后执行。解释法是低层机器仿真高层机器级语句或指令，即对高层机器级语言进行解释并执行。其处理流程可描述为
while(excutingFlag)
{取读指令；
分析指令；
解释执行；
}
翻译法速度快，但编程和调试困难；解释法易实现和调试，但速度慢。异构机之间的软件移植实际上也可以看成是将一台机器上所描述的语言在另一台机器上从高层向低层转换的过程。要实现异构机之间的软件移植，可以采用模拟和仿真两种方法[1]。模拟就是用一台机器（宿主机）的机器语言解释另一台机器（虚拟机）的指令系统来实现软件移植方法。但是这种方法运行速度显著降低、实时性差、编写程序困难。仿真是用微程序（宿主机）直接解释另一种机器（目标机）指令系统的方法。这种方法速度快，但微程序机器结构依赖于传统机器级结构，开发人员需要了解微程序机器的逻辑结构，当两种机器结构差别较大时很难仿真。
1.2 软件移植步骤
在实际应用中，为了解决异构计算机之间软件移植问题，可以根据设计人员的需要开发指令仿真系统。指令仿真系统开发的一般步骤为
(1) 分析仿真计算机和被仿真计算机的系统结构、指令系统、指令功能和指令结构；
(2) 需求分析，编写程序模块和各模块流程图；
(3) 选择合适的编程语言并编写程序；
(4) 程序调试和优化；
2 数据结构描述
数据结构描述关系到程序运行效率。在实际应用中，我们设计的仿真系统主要解决在IBM-PC机上执行由MCS51系列单片机指令系统所编写的汇编源程序，在分析MCS51单片机内部结构[2]的基础上，根据C语言的特点，同时兼顾程序运行的效率，合理地描述了系统设计所需的数据结构。
2.1 程序存储器结构
MCS51内部虽然只有4kB的程序存储器，但在实际应用中可以在外部扩展至64kB，其内部有一个16位的程序计数器PC可寻址64kB以访问程序存储器。根据单片机指令结构[2]及C语言的数据类型关系，并考虑到程序仿真时并不会用到所有的存储单元，因此采用链式存储结构。程序存储器的数据结构描述如下：
typedef struct progMEM
{ char opCode;
unsigned label;
//该条指令如果有标号，则存放其地址
char opNum1;
char opNum2;
char opNum3;
pMEM recAddr;
//存放当前指令的地址
pMEM nextIs;
//指向下一条指令的地址
}MemData， *pMEM;
pMEM PC;
在结构体中，几个字符型变量分别用于存放指令的操作码和操作数，并用结构体指针变量存放当前指令及下一条指令的地址。仿真系统将单片机源程序翻译成目标代码放在程序存储器（结构体）中，通过结构体类型的指针变量可以访问程序存储器中的指令。
2.2 数据存储器结构
MCS51将工作寄存器、端口和数据存储器统一编址，存储空间为256B。堆栈区设在30H~7FH，由堆栈指针SP指向栈顶。内部RAM，除了工作寄存器、位标志、堆栈以外的单元，其余都可以当一般数据寄存器使用。如果内部数据存储器不够用，可以外接数据存储器，扩展至64kB。内部数据存储器在程序调试时需经常查看单元内容，且数量不大，因此将内部数据存储器定义为数组，堆栈指针定义为整型，并初始化为30H。
char dataRAM[256];
int ramSP=0x30;
数据存储器单元的地址和数组的下标对应，这样在程序调试时，如果要查看内部数据存储器的内容，只要查看数据相应元素的值即可。另外定义一个结构体类型，模拟外部扩展的数据存储器，结构体定义如下：
typedef exDataRAM
{ char data;
unsigned addrRAM;
//存放存储单元的地址，用于查询
exRAMpt exDataP;
}RAMdata， *exRAMpt;
如果用到外部数据存储器，则将数据存在动态链式存储结构中，由于仿真程序运行时使用本机的存储器，因此其地址与仿真的单片机的地址不同，用一个变量addrRAM存放数据存储器的地址，以便于地址单元内的数据查询。
3 软件移植的可视化仿真
软件移植可视化仿真系统，不仅要完成汇编指令的功能，而且应该根据要求查询程序执行后各寄存器的内容、端口的状态和运行结果。在系统开发过程中，我们详细分析了单片机指令格式[2]和计算机执行指令的过程[3]，并根据仿真的速度要求，通过比较各语言的特点，选用Visual C++语言和80x86汇编语言，采用C语言环境下的在线汇编技术，用解释法实现可视化指令仿真系统。
3.1 软件移植过程
解释法完成异构机指令仿真，需要对源程序中的每一条指令执行如下操作：
step1 对指令从右向左扫描，如果有注释，则去掉注释；
setp2 对指令从左向右扫描，如果有标号，则去掉标号，并记录标号所在位置；
step3 将无标号和注释的指令从左向右逐步分离出操作码和操作数；
step4 保存操作码和操作数；
step5 分析操作码的功能并执行该指令。重复执行以上步骤直到程序结束，对分离出的操作码和操作数存入结构体progMEM定义的变量中。实现这一过程的函数结构如下：
pMEM StringSplit(char *IstructionString)
{ IsCode_Num=new MemData;
⋯
if(scan_char==’;’)
{ 去除分号后的内容; }
if(scan_char==’:’)
{ 保存该指令所在单元地址; }
if(scan_char==’ ’)
{ 保存空格前的字符串; }
//得到的第一个字符串为操作码
⋯
return(IsCode)
}
该函数入口参数为指令字符串，返回指向保存该指令的结构体变量的指针。生成目标代码和执行指令的过程可以用switch语句或事先设计函数跳转表实现[4]，本文采用switch语句实现，实现函数结构如下：
void GetCode(pMEM inCode)
{ ⋯
switch(opCode)
{ case code1: excuCode1()；break;
case code2: excuCode2(); break;
⋯
case codeN: excuCodeN();break;
}
⋯
}
以上代码中excuCodeN的入口参数为指令的操作码和相应的操作数。
3.2 可视化仿真的实现
可视化仿真系统应该提供一个集成开发环境，在此环境下可以编辑新的汇编程序和打开已经存在的源程序，并能将用被仿真计算机语言所编写的源程序汇编（编译或解释）成IBM-PC所能识别的代码及执行所需的操作，根据需要查询相应存储器单元的内容和端口的状态并显示查询结果。本系统在实现集成开发环境时，设计一个文本窗口，在窗口内输入的每条指令占用一行，程序输入后，选择工具菜单中的“执行”命令，则对窗口内的指令逐行扫描，完成对程序的解释执行。程序执行分单步执行和连续执行，如果是单步执行，则执行一条指令后显示相应存储单元或寄存器的内容。连续执行，则在执行完所有的指令后，弹出一个对话窗口，根据实际，可以查看所有数据存储器和特殊功能寄存器的内容，或者输入要查看的寄存器或内存单元的地址，显示相应单元内容，结果显示采用十进制或二进制。对于端口状态，显示数据为二进制形式。结果的可视化查询对于存储器和寄存器采用不同的技术，为每一个寄存器设置一个文本框，用以显示对应寄存器的内容，而所有程序中涉及到的存储单元的内容显示在同一个文本窗口中。
4 结束语
本文介绍的可视化仿真系统的开发技术，使用图形用户界面（GUI），实验结果表明，该方法显示直观、结果查询方便，而且应用VC环境下在线汇编技术，编写的程序代码占用系统资源少，又能保证系统运行效率。虽然本文以IBM-PC和单片机作为应用实例，但是详细分析其它异构计算机的体系结构和指令功能，使用本文提出的软件移植的可视化仿真技术，不仅可以解决各种系统开发中的难题，而且可以解决各种异构计算机之间的软件兼容性和移植性问题。
参考文献
1 张吉锋， 徐炜民， 严允中. 计算机系统结构.北京：电子工业出版社，1997
2 徐君毅，张友德，余宝洪等.单片微型计算机原理与应用.上海：上海科学技术出版社，1990
第9篇
【关键词】物联网；可视化；沙盘
随着时代的发展和科技的进步，对电子沙盘的需求也随之大大增加。沙盘也向着功能多样化、智能化、艺术化、人性化的方向发展。结合多媒体软件技术，触摸屏技术，触控一体机生产技术，电路智能控制技术，模型设计技术塑造了新一代的智能电子沙盘模型。电子沙盘相对于传统沙盘可以融合更多的设计和新鲜元素，可以满足更多客户的个性化需求，并且更新速度更快。认为充分体现了交互化、科技化、智能化。
在交互性视角，电子沙盘展示手段先进，大量运用高科技展示手法，集声、光、电、互动项目、三维动画、影视等现代视觉效果之大成，结合趣味性、互动性与知识性，寓展于乐，实现了与观众的“互动革命”。在科技化视角，电子沙盘设有中央控制系统，包括总体控制，厅内照明、灯饰、计算机、电视机、操作台以及空调等强弱电系统按照预先编制的运行程序自动运行，从开启电源到并闭电源，都不需要人为控制，自动运行。在智能化视角，电子沙盘可以针对企业中高层经理人设计，模拟企业产品研发、生产、预算、营销、渠道、决策分析、人力资源管理等各个运营环节，从而为智能管理效用进行展示。
从上述三个角度，目前电子沙盘技术可以分为交互式触摸屏沙盘、智能化网络模拟沙盘、数字化三位数字化沙盘。然而，这三种沙盘技术均存在与仿真环境中真实物体对象数据脱节，虽然生动的进行了模拟，但是无法反映物体对象实时真实的动态数据。与此同时，物联网就是将各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。其目的，是让所有的物体都与网络连接在一起，方便“感、传、控”，也就是“The Internet of things”。因此，本文提出了一种基于物联网的可视化沙盘技术，给出动态场景的可视化解决方案。
一、物联网概述
我国物联网应用总体上处于发展初期，许多领域积极开展了物联网的应用探索与试点，但在应用水平上与发达国家仍有一定差距。目前已开展了一系列试点和示范项目，在电网、交通、物流、智能家居、节能环保、工业自动控制、医疗卫生、精细农牧业、金融服务业、公共安全等领域取得了初步进展。国内已形成基本齐全的物联网产业体系，部分领域已形成一定市场规模，网络通信相关技术和产业支持能力与国外差距相对较小，但传感器、RFID 等感知端制造产业、高端软件与集成服务与国外差距相对较大。仪器仪表、嵌入式系统、软件与集成服务等产业虽已有较大规模，但真正与物联网相关的设备和服务尚在起步阶段。
二、基于物流网的可视化沙盘
可视化模式是指利用物联网技术将物体设备进行虚拟化展示，并实现与现实物体设备数据的同步。
物联网沙盘技术，立足于物体设备的多种可视化展现。沙盘技术解决方案利用GPS/北斗卫星定位技术、无线通信技术等多种技术集成应用于电子沙盘领域。
（1）全球定位技术（GPS）
对物置的跟踪定位；对物体状态的监控；在物体上安装GPS系统，结合地理信息系统，实现上述沙盘位置动态化需求。
（2）无线通讯技术（3G/WIFI）
该项技术是本系统的数据传输的主要技术，应用于物体已识别数据的传输，包括3G视频数据的传输、GPS数据的传输、物体状态数据传输、任务分配与命令传输。
三、应用案例
为更好的体现，本文所述基于物联网的可视化沙盘技术，选择案例企业两个个实施案例进行分析说明，包括：智能物流可视化、智能灾害可视化等。具体说明如下：
（1）智能物流可视化项目
智能物流解决方案利用RFID技术、GPS/北斗卫星定位技术、传感器技术、蓝牙技术、视频识别技术、M2M技术等多种技术集成应用于现代物流领域，实现现代物流中的各种感知与控制。以物流管理为核心场景，实现物流过程中运输、存储、包装、装卸等环节的一体化和智能物流系统的可视化。
（2）智能灾害可视化
智能灾害能够有效检测自然灾害、减少次生灾害。水位监测，实时传输水位信息，如果超过系统设定的水位，产生报警信息；流量监测，实时传输水流量信息，如果低于系统设定地水量流速，产生报警；雨量监测，实时传输雨量信息，超过系统设定的雨量，产生报警；视频监测，实时传输视频信号，可以远程操作视频头；远程控制，可以实时路况信息到桥边的指示屏，可以实时打开排水设备；可以实时打开立交桥掉头闸门；泥石流监测，实时传输土壤水份变化，如果超过系统设定的阀值，产生报警信息。
四、总结
基于物联网感知技术和最新传输技术及多种通讯方式上，本文提出了基于物联网的可视化沙盘技术，成功的应用在多个实施项目上，取得了良好的效果。把前端信息展示为电子沙盘，有助于更好地展示物联网的集成效果。同时也为电子沙盘融合真实数据感知和再现能力。物联网沙盘将成为今后电子沙盘的发展趋势。
参考文献
[1]郭岚，杜建丽.电子沙盘的概念及其制作方法的比较与分析[J].测绘科学，2009年S1期
[2]杨敏，徐友宁，乔彦军，王显炜.利用MAPGIS软件制作电子沙盘系统初探——以小秦岭某地电子沙盘系统为例[J].国土资源科技管理，2009年03期
第10篇
摘 要：可视化是当前计算机领域发展的重点。本文对可视化的发展现状、发展中的难点以及可视化技术在不同领域的应用进行分析、综合，并展望了可视化发展的前景。
关键词 ：计算机科学 可视化技术 应用
可视化这一概念自1986年提出以来，在自然科学领域得到了快速发展，它是帮助自然科学研究者理解复杂现象和分析处理大规模数据的重要工具。目前可视化研究成果广泛被应用在了航天技术、石油勘探、天气预报、医学等多个领域。随着图形、图像等传输设备的性能日益提升，可视化已成为计算机领域发展不可或缺的必备条件。
一、可视化概念
可视化是将符号转化成几何形状，使研究者能够观察到他们研究工作的一种计算技术，其改变了科学家原有的工作方式，提供给了科学家发现事物的最新途径，并且不断带给人们惊喜。
在计算机领域实现可视化的基本途径一般都包括三个方面：首先，将计算数据进行采集、组织、交换和压缩；其次，将处理过的计算数据进行几何图元的提取，并且对几何图元构建可视模型；最后，将图形绘制并显示。
二、可视化发展的难点
在计算机中实现图形的可视化，首先是要将需要可视化的系统组建模型，其次分析寻找描绘组建好的模型的最佳方案，最终呈现可视化效果。
但在现实中面临的难点就是很难组建需要可视化对象的模型，例如很多抽象的概念就无法进行物理模型的组建，在计算机中也无法对其进行模拟。
三、可视化研究成果
1.流体可视化软件
流体可视化软件是在多个相联系的模型下，在交互分布环境下研究暴风雨的形成规律。这是美国国家超级计算机应用中心研制出来的，其工作原理是将安装在NCSA的超级计算机CRAY-YMP与VGX工作站之间进行网络连接，其中超级计算机CRAY-YMP复杂模型计算，而VGX则提供用户可接入口，进行二维图形和三维图形的显示。
2.可视化技术在地质勘探中的应用
计算机可视化研究成果已被广泛应用到地质学研究中，实现地质可视化。地球物理勘探过程中应用到了可视化技术。美国SGI公司的油田开发、油藏数值模拟、石油地质等方面都引进可视化技术，并遥遥领先于世界同行业中的其他竞争者。
3.可视化技术在人体胚胎学中的应用
这主要是依据美国卫生和医学博物馆的胚胎数据进行人类胚胎模型的重构，并将结果以三维数据的形式展现，这是医学史上的一大进步，预示着人类可以远程访问人类形态数据，并且可以对其进行分布式计算，将医学研究推向一个新的高度。
4.可视化技术在医学上的应用
近代在医学领域广泛使用的CT、MRI以及PET都是医学数据的可视化技术。这些设备能够扫描产生人体病灶进行多个方位多个剖面的图像，使得医生能够清晰地判断病人病灶的大小、位置，帮助医生准确诊断病因。而且CT与传统的胶片感光成像不同的是，能够借助计算机直接对人体器官或者组织图像进行重构，帮助医学图像实现二维向三维的迈进，方便医生直接从体外观察病人病灶的内部结构。
5.可视化技术在数字博物馆的应用
数字博物馆就是依靠虚拟技术对藏品进行建模，实现三维可视化，在真实反应事物数据的同时，达到传递信息的目的。数字博物馆为不同区域院校师生提供了学习平台，并且有利于全国各地的学者之间的信息互换以及信息资源共享。
6.还原修复可视化技术
这主要应用于考古工作中，例如对于已经破坏的古建筑场景以及出土的破损文物，可以通过虚拟修复进行还原。这一过程需要将可视化技术与数字图像处理、计算机图形学、模式识别等技术综合应用。
四、小结
目前，国际上可视化研究的权威机构就是美国的国家超级计算应用中心（NCSA）。早在19世纪80年代美国就进行了大量的可视化技术研究，取得了可喜的研究成果，并且致力于将可视化技术推向更高的发展阶段。随着我国加快国际交流的脚步，国内的清华、北大以及中科院软件所等单位也相继进行可视化技术的研究。但目前，可视化发展程度较低，更高阶段的可视化研究尚处于探索阶段，因此，不断完善更新计算机硬件设施是促进可视化技术快速发展的保证。
参考文献：
[1]韩祯祥,吕捷,邱家驹.科学计算可视化及其在电力系统中的应用前景[J].电网技术,2012(2).
[2]韩丽娜.计算机科学领域的可视化技术研究[J].计算机光盘软件与应用,2013(20).
第11篇
[关键词] SSCI； 教育技术； 可视化； 热点； 前沿； 高影响力
[中图分类号] G434 [文献标志码] A
[作者简介] 胡小勇（1978—），男，江西奉新人。教授，博士，硕士生导师，主要从事信息化教育、信息化教师专业发展等研究。E-mail：。
一、研究背景
一直以来，教育技术领域的国际学者（如加涅、乔纳森、汉纳芬等）和学术组织（如AECT等），对我国教育技术的发展有着深远影响。关注国际教育技术发展热点与动态趋势，成为我国教育技术学者们最重要的学术活动之一，意义重大。
《社会科学引文索引》（SSCI），是国际上社会科学最权威的研究引文索引。SSCI的来源期刊都经过了科学方法的层层筛选，其发表的研究文献都反映了国际研究的主流和前沿。[1]鉴于此，本研究结合国际教育技术研究的发展历程，对SSCI所收录的教育技术五本核心期刊《British Journal of Educational Technology》《Computers & Education》《Education Technology & Society》《International Journal of Computer-Supported Collaborative Learning》《Australasian Journal of Educational Technology》，从2002至2012年相关的论文进行文献分析，可视化呈现近11年来国际教育技术研究的热点和前沿，为国内研究提供参考依据。
二、研究设计
（一）方法、工具与数据源
本研究采取定量研究为主、定性研究为辅的方法，采用词频分析法对文献进行定量研究，并在可视化结果上进一步定性分析。词频分析法，是指利用能够揭示或表达文献核心内容的关键词或主题词的频次高低来确定该领域研究热点和发展动向的文献计量学方法。[2]
在工具选择上，本研究所采用的CiteSpaceⅡ，是一种科学知识图谱中的引文分析软件。它是美国德雷克赛尔大学信息科学与技术学院的陈超美博士开发，基于Java编程语言的信息可视化软件。CiteSpaceⅡ能够有效探索学科知识领域的演进与研究前沿，并进行可视化分析，使得文献计量学分析易于呈现历时性的动态，[3]并具有以下基本功能：（1）通过引文网络分析，找出学科领域演进的关键路径；（2）找出学科领域演进的关键节点文献（知识拐点）；（3）分析学科演化的潜在动力机制；（4）预测学科或知识领域研究前沿。[4]
以Web of Science（WOS）为数据源，检索SSCI收录的上述五本教育技术期刊的论文信息，时间选择是从2002-01-01到2012-12-31。CiteSpaceⅡ可直接对WOS的数据进行提取研究关键术语的操作，并开展词频分析及引文分析。
（二）分析思路
第一，对样本文献中高频度、高突变和高中心性的关键术语进行分析，形成研究热点的可视化知识图谱，初步判断国际教育技术领域11年来的研究重点和热点。同时利用CiteSpaceⅡ绘制的关键术语时间序列图谱，呈现11年来国际研究热点的变迁，得出近年来衍生出的新研究主题和方向。第二，在CiteSpaceⅡ中利用词频探测技术进行分析，明确突变专业术语，并生成代表研究前沿的可视化知识图谱，进而深入分析该领域的研究前沿。第三，通过对作者及文献的共被引分析，生成可视化知识图谱，分析国际研究中具有重要地位和贡献的学者，以及对近年来教育技术领域具有高影响力的经典文献。
三、国际教育技术研究热点与变迁
（一）研究热点的可视化分析
1. 研究热点的可视化呈现
使用CiteSpaceⅡ以关键词为节点，时间分区为一年，设置top N% per sliced值为30%，采用Pathfinder算法，绘制高频关键术语共现网络（即研究热点知识图谱），如图1所示。
研究热点知识图谱
在该图谱中，年环大小代表频次，内部不同年轮的颜色代表相应的年份。外部年轮为紫色的年环（箭头所指）表示具有高中介中心度的关键节点。数值高的中介中心度节点，对其他节点之间的联系起到控制作用，体现了其在整个网络中的重要地位。[5]由图1可知，2002—2012年间国际教育技术领域的研究热点包括：“teaching/learning strategies（教与学的策略）”、“interactive learning environments（互动学习环境）”、“pedagogical issues（教学法话题）”、“improving classroom teaching（提高课堂教学）”、“students（学生）”、“computer-mediated communication（计算机媒介通讯）”、“cooperative/collaborative learning（合作/协作学习）”、“education（教育）”、“technology（技术）”、“media in education（教育媒体）”、“secondary education（中等教育）”、“elementary education（初等教育）”、“applications in subject areas（学科领域应用）”、“post-secondary education（专科教育）”、“multimedia/hypermedia systems（多媒体/超媒体系统）”和“human-computer interface（人机界面）”。
将这些频次100以上的关键术语进行中介中心度的二次统计，如表1所示。从频次排序看，“Teaching/Learning Strategies”最高，其节点年环明显最大。从节点中介中心度看，“interactive learning environments”和“multimedia/hypermedia systems”两个节点的紫色年环最大，其中心度最高，占该领域研究的核心地位。综上所述，2002—2012年间国际教育技术领域中，“teaching/learning strategies”相关研究最广泛，但是相对突出的研究热点是“tnteractive learning environments”、“multimedia/hypermedia systems”、“students”和“secondary education”等的相关研究。
2. 研究热点的讨论
在国际教育技术领域中，“teaching/learning strategies”的研究最为普遍。随着教育理念从“教”向“学”的转变，教学策略也逐渐向学习策略转变。在学生为主导的教学环境背景下，对“students”的研究具有重要的意义。在国际教育技术研究领域，对“学生”的研究主要包括学习方式、学习策略、学习态度、学习效果、认知能力、认知风格、社会关系等主题。学习环境建设也是国际教育技术领域研究的一个重点。社会的信息化发展，对学习环境变革提出了新诉求，学习环境必须能够促进学习者主动的、有效的学习。国际教育技术学者在关注对学习环境的“interactive（互动性）”研究时，无论是面对面授课，还是网络远程授课，都强调必须在师生间、生生间搭建良好的互动交流环境。媒体系统的演化，则展示了媒体与人类学习的密切联系。从“multimedia”到“hypermedia”，反映了教育对网络技术的采纳。“hypermedia systems”能够将用户引入包含相关信息的页面，其作为促进教与学的工具，在教育中有着广泛的用途。
（二）研究热点变迁的可视化分析
1. 研究热点变迁的可视化呈现
基于上述分析基础，利用CiteSpaceⅡ对研究热点分布再作进一步的时间线图分析，如图2所示。
从时间线图来看，国际教育技术领域的各研究主题，在2005年或更早之前就已基本成熟化，呈现出相对的静态稳定性。在2005—2012年间，少数巨大影响力的新研究热点出现，而主要还是对之前研究热点的继续深化。但是，从时间线图的总体方向来看，几乎每年都会衍生出一些新的研究主题，例如“self-efficacy（自我效能感）”、“self-explanations（自我解释）”、“virtual reality（虚拟现实）”等，说明国际教育技术领域的研究具有与认知心理学领域研究相结合的态势。其中术语“virtual reality”在2007年左右出现，词频分布比较均匀，说明它可能成为研究的一个新热点。
另外，本研究针对总频数和中介中心度均较高的关键术语（包括“interactive learning environments”、“multimedia/hypermedia systems”、“students”、“secondary education”）作了激增分析，得出总频数和中介中心度均居高的关键术语的各年频数基本上都呈现增长趋势，且结点年份与起始年份的频数相比，差异明显。这些关键术语近11年来的频数增长曲线，体现了所对应主题的研究具有良好的发展态势。
2. 研究热点变迁的讨论
在2005年前后，国际教育技术领域的研究已趋于成熟，而此后几年中衍生的研究主题大多与认知心理学相关，如“self-efficacy”、“self-explanations”等。美国Robert Zheng和Matthew McAlack等学者在2009年发表的文章《Effects of Multimedia on Cognitive Load， Self-Efficacy， and Multiple Rule-Based Problem Solving》，对“multimedia on cognitive load（多媒体认知负荷）”和“self-efficacy”的关系进行了深入研究；[6]2006年，Silke Schworm和Alexander Renkl两位学者在文章《Computer-Supported Example-Based Learning： When Instructional Explanations Reduce Self-Explanations》中对“Computer-supported example-based learning（计算机支持的案例学习）”与“self-explanations”之间的关系进行了论述。[7]随着网络技术的发展和应用，相关研究内容呈现上升趋势。其中“virtual reality”作为一个新的研究领域，营造了“自主学习”的环境，并能节省成本、规避风险、打破时空限制。在教学中应用“virtual reality”技术对师生来说都越来越具有吸引力；但美国Kami Hanson和Brett E. Shelton两位学者在文章《Design and Development of Virtual Reality： Analysis of Challenges Faced by Educators》中也指出，基于虚拟现实技术的教学活动具有一定的难度和挑战性，必须综合各方面因素开展适当的教学设计。[8]
四、国际教育技术研究前沿
（一）研究前沿的可视化呈现
在CiteSpaceⅡ中，同样以关键词为节点，时间分区为一年，选择突变专业术语类型为“burst term”，设置top N% per sliced值为30%，阀值设置（c，cc，ccv）的值分别为{（1，1，20），（2，2，20），（2，2，20）}，同时标出突现点，得到图3所示的知识图谱。其中代表突现点的节点变成红色的（箭头所指）。并生成“summary table”，对节点的Σ值进行整理，见表2。可知代表研究前沿的术语有：“distributed learning environments（分布式学习环境）”、“learning communities（学习社区）”、“computer-mediated communication”、“architectures for educational technology system（教育技术系统的体系结构）”、“teaching/learning strategies”和“collaborative learning”。
（二）研究前沿的讨论
深度分析上述术语，可将国际教育技术领域的研究前沿方向概括为四类：理论研究类、环境资源类、策略方法类、媒体技术类。结合关键术语共现的可视化知识图谱以及词频统计结果：（1）在理论研究类方向，主要是对“architectures for educational technology system”开展研究，具体包括“evaluation of CAI systems（计算机辅助教学评价系统）”、“intelligent tutoring systems（智能教学系统）”、“distance education and telelearning（远程教学）”、“e-learning（数字化学习）”和“construction（建构）”等主题内容；（2）在环境资源类方向中，重点研究的主题是“学习环境”，其中“环境”包括“interactive learning environments”、“distributed learning environments”、“learning communities”和“classroom（教室/课堂）”；（3）在策略方法类方向中，主要是对“teaching/learning strategies”开展研究，具体主题包括“improving classroom teaching（提高课堂教学）”、“cooperative/collaborative learning”、 “evaluation methodologies（评价方法）”、“communication（交际）”、“tools and methods（工具和方法）”和“navigation（导航）”等，此外，还针对“elementary education”、“secondary education”、“post-secondary education”和“adult learning（成人学习）”等教育阶段的教学方法策略进行研究；（4）在媒体技术类方向中，主要是针对以计算机网络为代表的新技术开展相关研究；包括“computer-mediated communication”、“human-computer interface”、“virtual reality”、“Internet”和“computer”等信息技术在教育中的应用。
五、国际教育技术领域高影响力的学者与文献
（一）高影响力的学者
运行CiteSpaceⅡ，将节点类型选择为“Cited author”，设置top%为30%，阀值设置（c，cc，ccv）的值分别为{（2，2，20），（2，3，20），（2，3，20）}，得到关于作者共现信息 从图4和表3可以看出，共现频次及节点的中介中心度最高的学者是Vygotsky，L.S.（维果斯基），其次是Jonassen D.H.（乔纳森）。另外，中心度较高的学者还有Salomon，G.（所罗门）、Chi MTH（季清华）和Brusilovsky，P.（彼特·布鲁斯洛维奇）。中介中心度较高的这些学者，在教育技术知识网络中起着重要的节点作用，构成了教育技术领域的主流结构。其中，有些学者已经逝去（维果斯基、乔纳森等），有些文献发表的年份也都较早，但仍具有如此高的频次和中心性，说明这些学者及其经典著作作为教育技术研究的理论来源和知识基础，对教育技术的发展起着重大的促进作用。图表中显示的高影响力学者大多是基于心理学开展教育技术研究，这在一定程度上说明了心理学对教育技术的理论支撑作用。突变用于检测一个学科内研究兴趣的突然增长。[9]通过数据分析，具有突变值的学者有Brusilovsky，P.、Bandura，A.（阿尔伯特·班杜拉）和Dillenbourg，P.（皮埃尔·狄隆伯格）。通过对三位学者的突变文献进行检索，分别是：Brusilovsky，P.的《Using A Style-Based Ant Colony System for Adaptive Learning》、Bandura，A.的《Social Cognitive Theory： An Agentic Perspective》和Dillenbourg，P.的《Over-Scripting CSCL： The Risks of Blending Collaborative learning with instructional design》。这些学者共同关注的焦点是“协作学习”，这是近十多年来教育技术研究的热点主题。可以说，这些学者及其重要文献为近十多年来“协作学习”研究的兴盛奠定了重要的理论基础。
（二）高影响力的文献
将节点类型改为“Cited Reference”，其他设置不变，得到关于共引文献信息的知识图谱，如图5所示。将统计得出的高频共引文献进行整理，选择频次大于40的共引文献，并统计其中介中心度等信息，如表4所示。
上述统计的高影响力共引文献包括著作和文章，都是教育技术领域的经典之作，距今数十年不等。Vygotsky，L.S.（维果斯基）的高级心理技能和社会心理学理论，Davis，F.D.（弗戴维斯）的感知理论和技术接受模型，Brown，J.S.（约翰·布朗斯）的教学模式和资源改革理念，Wenger，E.（安提拿·温格）的实践社区
理论，Mayer，R.E.（理查德·梅耶）的多媒体学习认知理论，Bandura，A.（阿尔伯特·班杜拉）的社会学习理论与行为矫正技术，Fishbein，M.（莫里斯·费许班）的信仰、态度、意图和行为的理论研究等，为教育技术领域的各项研究提供指导思想。这些经典著作建构了教育技术领域的理论体系，具有很大的开创意义，成为众多后续研究工作的基础性文献资料，影响力高。
六、研究结论
（1）近年来国际教育技术领域研究广泛，包括教与学的策略、教学设计、学习环境等方面的理论研究，以及相关技术研究和应用研究。各种主题内容的研究，基本上都是基于计算机和网络来开展设计和实施的。
（2）近年来国际教育技术领域研究的热点包括对学习环境、媒体系统、教学策略方法和学生等方面的理论研究和实践操作，具体有“interactive learning environments”、“multimedia/hypermedia systems”、“students”、“secondary education”和“teaching/learning strategies”等。
（3）近年来国际教育技术领域研究热点变迁的情况是：各热点研究方向在2005年左右就已基本成熟化，呈现出相对的静态稳定发展，但在后期研究中会衍生出如 “self-efficacy”、“self-explanations”和“virtual reality”等新的研究主题。
（4）近年来国际教育技术领域研究的前沿包括理论研究类、环境资源类、策略方法类、媒体技术类等四类方向，具体内容包括“architectures for educational technology system”、“distributed learning environments”、“teaching/learning strategies”和“computer-mediated communication”等。
（5）在教育技术高影响力学者与文献的可视化分析中，维果斯基、乔纳森等教育技术领域著名学者的思想理论，对教育技术研究起着指导性作用。一些学者在前人研究的基础上也提出了适应时展的研究焦点并得到良好发展，如彼特·布鲁斯洛维奇、阿尔伯特·班杜拉等提出的协作学习理论。此外，教育技术领域的经典著作和文献资料，仍然被当今学者广泛引用，作为教育技术研究的重要参考依据。
学术研究既要有本土化行动，更要有国际化视野。本研究分析了国际教育技术领域的发展热点与动态趋势，并还将对国内外教育技术领域在各个时期的发展特点进行比较，以期为国内学者与国际研究相接轨提供参考和借鉴。
[参考文献]
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[4] 侯剑华.工商管理学科演进与前沿热点的可视化分析[D].大连：大连理工大学，2009.
[6] Robert Zheng， Matthew McAlack， Barbara Wilmes， Patty Kohler-Evans and Jacquee Williamson . Effects of Multimedia on Cognitive Load， Self-Efficacy， and Multiple Rule-Based Problem Solving[J]. British Journal of Educational Technology， 2009，40（5）：790～803.
[7] Silke Schworm， Alexander Renkl. Computer-Supported Example-Based Learning： When Instructional Explanations Reduce Self-Explanations[J]. Computers & Education， Volume 46， Issue 4， 2006，46（4）：426～445.
第12篇
【关键词】创新数据；可视化方法；管理研究
视化技术使得人们不再局限于通过文本或关系数据表来观察和分析数据信息，转而以更直观的方式研究数据并发现其中隐藏的关系，将单调乏味的数据及其内涵关系美观形象地展现在人们面前。根据实现原理的不同，数据可视化方法可以划分为基于几何的技术、面向像素的技术、基于图表的技术、基于层次的技术、基于图像的技术和分布式技术等。
目前，数据可视化技术已经在电子商务、数据仓库、社交网络、计算机网络等信息领域得到了普及应用。由于信息可视化技术及其应用范围非常广泛，在本文中，我们仅侧重于网络数据的可视化技术研究（这儿的网络数据是指通过网络测量、网络管理和安全等研究工作所取得的原始数据），主要介绍几种典型的网络数据可视化方法和相关的应用实例。
一、计算机信息领域可视化技术的需求
随着网络技术的发展和网络规模（特别是Internet）的不断扩大，网络已经成为人们日常生活的必不可少的一部分。同时，人们对网络服务质量（QoS）的要求也越来越高。因此，网络性能监测、网络管理、网络安全等已经成为网络技术研究和应用的重要组成部分，而网络数据可视化技术在其中所起到的作用也越来越关键。
首先，为了实现性能监测的目的，管理人员必须即时对网络中设备的工作负荷，即数据流量、链路利用率、丢包率、延时等各项性能参数进行定量评价。因此，网络性能的可视化是网络运行中重要的组成部分；其次，在针对园区网、骨干网以及因特网的管理和研究过程中，网络拓扑、IP地址和AS域分布范围的可视化也一直是研究人员的重中之重；最后，针对网络安全的恶意攻击行为，如扫描、蠕虫、病毒等造成的安全事件、异常流量及影响范围和演化趋势的可视化也具有非常重要的实际意义。
与其他领域的可视化需求相比，网络数据的可视化具有三个特点：一是网络数据与时间紧密相关，因此时间序列数据的可视化是其重要研究内容；二是由于网络数据的海量性和复杂性，需要快速实时地进行数据处理和分析来获得可视化结果；三是网络数据的可视化以真实性为首要目的，在保证正确显示数据的基础上实现可视化结果的美观性。目前，CAIDA、IEPM、SecViz等测量和研究组织和团体已经提出并实现了许多适用于网络数据可视化的方法和工具。概括来说，网络数据的可视化主要以基于图表和基于图像两种可视化技术为基础，其中基于图表的可视化技术主要用于网络性能的可视化，包括折线图、散点图、柱状图、饼图等多种方法，基于图像的可视化技术主要用于网络管理和安全研究数据的可视化，包括气象图（WeatherMap）、热图（Heat Map）以及三维图像可视化等许多方法。总之，通过网络数据的可视化，可以实现：
1.方便快速地获取更多的网络性能、网络状态等参考信息；
2.深入了解和分析已知的网络现象和规律；
3.能够从繁杂的数据中找出其中蕴含的关系，发现新问题并提出解决方法。
因此，深入研究和使用数据可视化技术对于开展网络监测、网络管理以及网络安全等研究工作具有重要意义。下面我们将通过实际的图例来详细介绍几种典型的网络数据可视化方法及其应用。
二、计算机基于图像的可视化技术
网络气象图
网络气象图是一种直观的显示网络拓扑、设备节点和链路状态等网络数据信息的可视化工具。网络气象图最早是由Panagiotis Christia实现的一个基于Perl的开源的可视化工具，以后Howard Jone又在功能、界面等方面进行了许多改进，发展成为一个受到普遍欢迎的网络数据可视化技术。
目前，网络气象图在国外许多网络中得到了实际部署与应用，国内的CERNET、中国科技大学等也都使用网络气象图作为一种网络拓扑显示和监测的方法，网络气象图能够实时显示网络节点状态、链路利用率等信息，实现网络拓扑、网络设备和链路状态的实时监控。随着网络技术和应用的发展，网络气象图开始与Flash动态显示技术、Google Maps等新的可视化方法相结合，从而能以更加直观友好的方式显示丰富的网络状态信息，典型的代表是GlobalNoc的RealTime Atlas项目。这里面的数据管理，又称为“数据资源管理”，包括所有与管理作为有价值资源的数据相关的学科领域。对于数据管理，DAMA所提出的正式定义是：“数据资源管理是指用于正确管理企业或机构整个数据生命周期需求的体系架构、政策、规范和操作程序的制定和执行过程”。这项定义相当宽泛，涵盖了许多可能在技术上并不直接接触低层数据管理工作（如关系数据库管理）的职业。
参考文献：
第13篇
关键词：装配 可视化 三维模型
中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（a）-0102-02
传统的发动机装配工艺设计可以分为发动机装配工艺规划、装配工装的设计和装配工艺规程编制，主要依赖工艺人员的技术水平、经验以及对发动机二维图纸等资料的理解来完成。二维工程图纸的不直观性，给复杂结构的发动机装配工艺设计带来了很大难度。随着三维设计软件的引入，各型号发动机三维模型和型号装配所需的工装模型均已基本齐全，发展可视化装配技术的时机已经成熟，可以应用可视化装配技术解决传统发动机装配工艺设计中存在的问题。
1 传统装配工艺设计中存在的问题
传统装配工艺设计是指在二维图纸基础上的发动机装配工艺设计方式。其特点在于通过二维图纸传递发动机结构和装配关系信息；实物装配检验作为唯一的装配性检验手段；复杂装配过程设计一次成功率不高。总结传统装配工艺设计中存在的问题如下。
1.1 工艺规划周期长，优化程度低
传统的工艺规划为二维规划，工艺人员需要查阅大量图纸和文件，消化吸收，这需要一个长期过程，因此在工艺规化阶段很难形成多套工艺方案加以比较寻优。此外由于二维图纸不够直观，工艺人员在规划时很难统筹思考各方面、各层次的工艺问题，很难对最终规划进行全局优化。
1.2 工装设计一次性成功率低
二维设计环境不具备三维检测能力，对工装中一些干涉或不合理处缺少有效的检测手段是导致工装设计一次性成功率的根本原因。工装是发动机装配的重要保证，工装设计一次性成功率低直接增加了装配成本，影响了发动机装配进度。
1.3 装配工艺规程可理解性差
传统装配工艺规程以二维图纸和说明文件为主要内容，这种方式需要经过一定装配技术培训的操作者才能顺利理解。工艺规程可理解性差，主要原因有：（1）二维工程图表达装配信息，直观性差，不得不借助大量文字表达装配信息，导致了规程生涩难懂。（2）装配操作者整体技能及专业知识储备不足，难以直接从二维图中获取装配所需信息。装配工艺规程是指导发动机装配的重要文件，其可理解性直接影响着发动机装配质量与效率。
1.4 缺乏有效的培训手段
目前的培训手段主要是工艺人员依据二维图纸、装配工艺规程反复讲解。这种培训方式周期长，见效低。发动机结构复杂，装配操作者需要一定的经验和技能，熟练掌握经验和技能是个长期过程。缺少生动直观动态示教手段缩短这个过程，直接导致了人工成本的上升。
2 基于可视化技术的装配工艺设计
装配工艺可视化设计是在产品三维实体模型的基础上，利用计算机技术，信息技术和人工智能技术，来规划装配工艺与仿真实际装配过程。其通过建立一个虚拟的装配环境，可视化地分析各种可行装配方案，最终得到一个合理、经济、符合人机工程的装配方案，达到优化工艺设计、避免或减少实物制造、缩短研制周期、降低成本、提高装配操作人员培训速度、提高装配质量和效率的目的。它克服了传统发动机装配工艺设计中主要依赖于人的装配经验和知识以及设计难度大、效率低、优化程度低等问题。
针对目前发动机装配工艺中存在的问题可以利用三维规划技术、干涉分析技术、三维图解技术、仿真动画技术等可视化装配关键技术予以解决。
3 可视化装配关键技术的应用
3.1 三维规划技术
三维规划技术利用发动机三维数模与设计BOM在计算机中直接进行发动机装配工艺规划，制定零部件模型装配顺序及装配路径，并通过仿真，验证装配序列及装配路径规划的可行性与合理性。
目前主要采取“可拆即可装”的装配序列规划方法，通过拆卸装配体模型来确定产品的拆卸顺序，以拆卸顺序的逆序为产品的装配顺序。
中央传动齿轮箱装配序列规划时，将中央传动齿轮箱总成模型，依次拆分成图1所示的八个零组件（2～9），其中组件6（主动齿轮组件）依次拆分为四个零件（10～13），组件8（从动齿轮组件）拆分为九个零组件（14～22），逆序后求得各零组件装配序列。依照拆卸结果，将整个装配划分为从动齿轮组件装配（装配顺序如蓝色线路显示）、主动齿轮组件装配（装配顺序如绿色线路显示）、中央传动最终装配（装配顺序如红色线路显示）三大工序，二十一个工步。（如图1）
通过三维规划技术，可大大提高装配规划的效率，并且能够快速得出多种方案，逐一对比实现装配规划的优化设计。
3.2 干涉分析技术
干涉碰撞分析是判定工装设计是否合理的重要手段。现实表明装配工装设计失败，大都因为存在干涉，干涉直接影响着工装设计的合理性，工装设计定型前必须消除。
干涉可分为静态干涉和动态干涉两类。静态干涉主要由于设计失误，零件几何形状及尺寸存在缺陷，导致装配体内部零件与零件之间存在干涉。动态干涉是指机件运动过程与装配体其余部件发生的碰撞。
干涉分析技术可直接用于判断工装设计是否合理。工装模型与发动机模型组装后，通过间隙检查可以直观检测工装与发动机模型间是否存在静态干涉；通过工装功能的动态仿真，利用交互式冲突碰撞检查可以直观检测工装使用过程中是否与发动机模型发生动态干涉。
图2为高涡转子叶片外撑工装的间隙检查结果，干涉处以带颜色线条显示。分析表明由于压块设计不合理，压块与转子叶片存在相交干涉，需对压块进行切角处理。（如图2）
干涉碰撞分析可以帮助工艺人员在设计阶段就能发现工装设计中存在的缺陷或错误，这对于提高工装设计一次性成功率有着极大的意义，节约了工装设计成本的同时保证了型号装配周期。
3.3 三维图解技术
三维图解是利用可视化装配仿真软件输出的具有立体感的高清图片。采用三维图解技术，可以形象表达发动机结构信息及装配工装使用方法。
三维图解中，轴向爆炸图可以大致说明装配体各大小零件先后装配次序；三维立体剖切图用于表达装配体内部结构及大小零件相对位置关系，三维标注可以精确表达各零件相互安装位置及外形大小；局部放大可以表达装配体细节特征，透视或透明化处理可以看清装配体内部结构。这些手段的综合运用可以直观描述发动机装配信息。
装配工艺规程中采用三维图解（如图3所示），替换原来的二维图解将大幅度提高工艺规程的可理解性，避免了因理解偏差导致错装、漏装现象的发生。
3.4 仿真动画技术
三维仿真动画可以直观演示发动机装配真实过程。
发动机机件繁多，其装配动作基本都是平动、旋转、变形三种动作及其复合。时序上，装配序列、装配动作配合视角的调整（方便观察）、必要的渲染及装配要点提示，形成相应的装配动画演示发动机机件装配过程，指导现场装配。
4 结论
综上所述，可视化装配四种关键技术可以解决目前发动机装配工艺中存在的问题：（1）通过三维模型进行装配规划，减少了大量图纸查阅时间，规划结果可以通过模型直观验证，大幅度地提高了装配工艺设计效率与质量。（2）二维设计环境中难以发现的结构干涉可以通过三维模型直观显示出来，提高了工装设计的一次性成功率。（3）发动机复杂的装配信息可以通过三维图解直观传递，大幅度提高了工艺规程的可理解性。（4）采用三维动画对装配操作者进行培训，直观、形象、高效，节约了大量培训成本。
参考文献
第14篇
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2016. 23. 032
[中图分类号] F232 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2016）23- 0057- 04
成本管理的研究从科学之父泰勒时代一直到今日已有一百多年的发展历史，对成本管理进行研究不仅可以促进成本管理理论的发展，同时对提高企业、各单位的核心竞争力，保证企业，事业单位等健康持续的发展也具有重要指导意义。中国对于成本管理方面的研究从未间断，从现如今的研究动态与现状看来，成本管理的发展和被重视程度远远跟不上企业及事业单位管理的发展速度。目前，国内学者对成本管理的研究难免出现研究方向时而集中、时而散乱，限制了成本管理在管理会计中的发展与在企业及事业单位中的应用。因此，笔者通过研读大量可视化分析相关文献，发现可视化技术分析将会从直观上把握目前我国成本管理研究的现状。
1 成本管理研究的发展
1.1 成本管理理论
追溯成本管理理论的文献，定性分析成本管理理论重心的变化。成本管理理论是由企业最初对成本核算的需求逐渐形成的，有些历史久远的理论较为成熟，比如事后成本核算理论，事后成本费用分配理论等，有些理论是随着社会经济发展的需求逐步形成，如质量成本管理、人力资源成本管理、作业成本管理等。虽然各个理论的成熟度不同，但都是成本管理理论的代表性主题，为成本管理的研究奠定坚实的理论基础。
第一类是事后成本核算理论。泰勒于1911年发表的《科学管理原理》一书中提到：“以计件工资和标准化工作原理来控制工人生产效率”的思想。在此之后便产生了“差异分析”、“标准成本”和“预算控制”等成本核算方法。余绪缨（1950）结合我国实践经验深入研究前苏联会计理论与方法，详尽的对成本核算原理进行研究。
第二类是事中成本控制理论。周长保，傅兰台，郭之和（1962）在改进成本管理研究中提出健全原材料的定额管理、按车间分配材料费用等。王允孚（1987）也提出在三个方面对成本核算进行改革：首先扩大成本核算内容；其次完善成本核算程序；最后结合成本核算与成本控制、分析、考核。王庆成（1984）将成本管理的意义扩大，从广义的角度进行成本管理定义，他认为“成本管理的意义不仅在于降低成本，更在于加强企业成本管理，成本管理的内容应该从单纯的成本核算扩大到成本预测、计划、控制、考核等内容”。
第三类是成本战略化管理理论。随着市场中竞争者的增多，企业利用核心竞争力来增强市场地位变得尤为重要，成本管理重心不再只局限于事后成本核算与成本节约，从价值链的源头出发，对成本进行战略化管理的理论成为现阶段成本管理研究重心，战略成本管理是供应链成本管理的理论基础。供应链成本管理是“对供应链中的所有成本进行分析和控制的方法和概念”（Seuring，2001）。近年来众多学者对供应链成本的研究愈加重视，其主要原因有两方面：一方面是供应链间的竞争逐步取代了企业之间的竞争（Christopher，1998）；另一方面是成本优化潜力只能通过管理整个供应链成本来实现（Cooper & Ellram，1993）。
袁天荣，焦跃华（1996）将作业成本管理视为重要的成本管理方法，他们认为在企业成本管理理念与技术上，作业成本管理能提供更精确的成本信息和更准确的成本决策。我国学者阎达五将价值链成本管理视为成本管理理论的一个发展。该理论强调以顾客为本，以顾客价值增值为出发点的价值。
1.2 成本管理研究方法
成本管理作为管理会计研究分支内容，对其研究方法进行梳理的文献少之又少，然而对于管理会计的研究方法却非常丰富，通过对管理会计研究方法的文献回顾，从中梳理涉及成本管理的研究方法。
《Handbook of Management Accounting Research》（Christopher S. Chapman，Anthony G. Hopwood，Michael D. Shields，2007）建立了管理会计研究系列脉络，对管理会计作为一个学科和一种实践的历史发展轨迹进行梳理，明晰了社会科学视角下的管理会计，聚合学术文献分析。书中考察管理会计的研究内容，其中有70% 的文章集中研究控制问题，近20% 关注于成本问题，其余10%研究其他相关问题。研究方法主要包括档案研究、分析研究、案例研究等。本文按研究课题将成本管理研究分离出来，发现以成本管理为主题的研究方法同样包括分析研究、档案研究、案例研究、实验研究、实地研究、框架研究、综述研究、调查研究和模拟仿真等多种方法。
第一种是实地研究方法。卡普兰等主张实证研究，认为管理会计的实证研究需要深入企业组织现场，以期解决管理会计理论和实际脱轨的问题。Anderson（1995）运用实地研究方法研究了通用汽车公司开始决定采用作业成本制度到适应作业成本制度的过程，该研究丰富了作业成本应用的理论文献。我国学者穆林娟，贾琦（2012）对以价值链成本管理为基础的跨组织资源整合进行实地研究，研究结论：实施价值链成本管理可以为企业获得超额收益，价值链成本管理极具研究价值。
第二种是比较研究方法。我国学者张怀玺（2001），曹燕红（2003），赵聚辉（2008）等先后对成本管理进行国内外研究比较，发现国外成本管理重点在于价值链分析、人力资源成本、目标成本、作业成本法等代表性成本管理经验，进而为我国成本管理实践提出宝贵建议。中央财经大学会计学院管理会计研究课题组（2010）对管理会计研究方法体系框架进行中西方比较研究，关于成本管理主题研究发现，国外基于成本管理内容主要集中于成本分配、其他成本会计、成本实践等；而国内集中于成本核算与分配、全面质量管理、战略成本、目标成本、转移定价等。
第三种是实验研究方法。王晔（2013）运用实验研究的方法，将发表在全球排名前五位会计期刊上的73 篇涉及实验研究方法的文献作为研究样本，对管理会计实验研究的主题、学科背景以及实验设计程序进行对比分析。研究发现，成本定价问题作为成本类子课题之一是近十年来成本实验研究类论文关注的重点，该类研究占近十年来成本问题实验研究论文的50%以上。
第四种是案例研究方法。樊行健，杨登伟（2009）运用理论分析和案例研究的方法分析典型企业的内部控制制度，总结我国企业成本费用内部控制的实践经验。
针对于成本管理研究，南京大学会计学系课题组（2001）采用问卷调查的方式对成本管理方法进行研究，研究显示我国企业运用标准成本法的比例为18. 1%，运用计划成本法的比例为38. 9%，运用目标成本法的比例为51.4%，同时按照行业、地区分类分析了成本管理方法的应用。熊焰韧等（2009）调查了国内133 家制造企业运用作业成本法的状况，调查结论发现我国采用作业成本法计算产品成本的企业并不多，但部分企业已经开始接触作业管理，自此可看出作业成本法在我国的应用处于上升趋势。此外，胡奕明（2001）对1985年-1999年关于企业理财先进经验相关报道涉及成本管理方法的信息进行了统计分析，结论是：我国企业中运用目标成本法的有85.19%，只有3.17%的企业运用作业成本法。
2 信息可视化技术的发展
信息可视化方法是通过搜集文献数据信息，将数据信息绘制成科学知识图谱，实现学科知识的可视化的过程。学者可以利用信息可视化方法对科学范式转换、科学增长、学科领域的演进和学科结构等方面进行研究。
陈超美博士（1999）专门对信息可视化进行论述，一直致力于研究开发信息可视化软件，后于2004年开发了专门用于进行信息可视化研究的CiteSpace软件，通过基于文献、引文、作者、关键词等信息的共引分析，实现学科知识领域的可视化研究。怀特（1999）首次通过关键路径的算法，基于作者的共引分析实现锁着共引结构的可视化，进一步验证了基于作者共引的优点。
近年来，国内学者开始逐步关注信息可视化与科学可视化图谱的研究，借鉴国外现有的信息可视化方法，不断学习与进步。刘则渊和侯海燕等（2006）运用主成分分析、多维尺度分析和信息可视化等方法分析了工商管理学科的研究热点、相关学科等问题，绘制出1997-2004年间科学计量学的知识图谱。尹丽春（2007）借助于Netsraw，Pajek等可视化分析软件，利用社会网络分析方法绘制了科学引文网络的可视化图谱，发现科学引文网络同时具有复杂网络的“无标度”和“高聚集”的特征。
在会计学科领域中，杜荣瑞，肖泽忠，周齐武（2009）搜集了1997至2005年间中国18种主要学术期刊上管理会计研究方面的文章共283篇，并对其进行述评，结果发现之前4年和后3年期间管理会计的研究重心有所改变。1997年至2001年间关注目标成本及责任会计的文章较多，2002至2005年间侧重于绩效评价系统、经营预算、业绩计量、价值链分析等。在研究方法里，规范分析方法占多数，其次是调查研究、案例研究、以数据库为基础的实证研究，分析性模型研究极少，而实验研究几乎是空白。
毛洪涛，李诗依（2012）同样利用10份国内核心期刊，对1990年-1999年、2000年-2009年管理会计相关文献进行统计分析，揭示出理论研究热点的变化，并与同时期实务调研报告结果进行对比分析，揭示出理论与实务工作的差异，指出理论与实务工作需要进一步结合的方面。
中央财经大学课题组（2010）通过收集和梳理1980年- 2008年间八家杂志的755篇管理会计研究范畴的论文，基于研究内容、研究方法和研究视角与科学来源的不同角度，对其进行分类统计研究，并初步构建了管理会计研究方法体系框架，简要阐述了该框架对未来研究领域的应用与展望。
3 可视化分析技术对成本研究动态将会产生的意义
3.1 理论意义
可视化分析式的研究是近年新兴的一种研究方式，将大量文本、数字等信息转化成具有内在关系的图形或图谱，通过直观的视觉表现形式，揭示研究对象中隐含的关系或潜在的信息。利用可视化分析方法研究我国成本管理，将会科学地揭示我国成本管理的研究状况、热点前沿和问题现状，也将对我国成本管理研究具有一定的理论意义和参考价值。
不同发展阶段的社会情境将会导致不同理论的研究热点与前沿，正是不断改变的前沿与趋势推动新的理论更新和完善。我国成本管理的发展尚缺乏坚实的理论支撑，笔者认为，通过对文献的可视化分析找到我国成本管理研究前沿与趋势，将明确中国成本管理的研究使命，拓宽成本管理研究视野，也将从全新的科学研究视角丰富了成本管理的研究方法，推动我国成本管理的理论发展。
3.2 实践意义
成本管理研究的目的，不仅要为理论基础服务，更要通过研究结论指导实践。改革开放以来，中国企业不断走出国门，开发新鲜市场，在不断壮大的同时，成本管理与控制对企业绩效具有很大影响，中国企业恰恰需要与之适应的成本管理理论。日本丰田的成本精细化管理与全面质量管理的成功实施使得中国企业不可否认，成本管理在企业发展中占据非常重要的地位。中国企业不仅要学习其他国家的先进成本管理理论与方法，同时更应该把本土先进的成本管理思想运用起来。中国成本管理研究作为中国管理会计的重要内容，需要运用可视化的研究方法对未来的研究趋势进行探寻。因此，本文通过回顾相关理论，浅析运用可视化分析方法将会产生的意义，以期为可视化分析成本管理研究奠定基础。
第15篇
【关键词】三维可视技术；地震资料解释；技术研究
三维技术在地震资料解释中的应用已经有一定的历史，随着该项技术不断的创新和发展，其技术水平得到极大的提高，在地震资料解释中也得到更好的应用。
一、三维可视技术研究
（一）现状
随着三维技术的发展，目前三维技术研究人员已经开发出很多种商业应用软件，并被广泛的应用到实际生活中。如，国外Paradigm公司研发的VolelGeo、Landmark公司发明的GeoProbe以及GeoQuest公司发明的Geoviz、等，这些都是现在三维可视技术应用的最佳技术成果。我国国内科研组在三维可视技术方面也取得一些研究成果，著名的有石油探测局的3DV和保定双狐软件公司研发的三维地震微机解释系统，这些软件都很好的应用了三维可视技术中的三维可视化显示以及成图工具。它们各有各的特点，并且软件功能上也具有独特优势，其基本功能有：①加载地震资料，②显示控制，主要是控制图像的移动、缩放以及旋转，③数据体动画浏览，④多样化的显示方式，一般使用的有：常规2D剖面和切片、盒式数据体以及3D空间的剖面和切片；⑤各种可视化显示参数的调节，如，显示范围、比例大小、透明度、光源、颜色等参数的调节；⑥层位和断层段以及层位面和断层面等时间域资料的显示；⑦子体的定义和剥离；⑧透明体的显示；⑨层面和断层的拾取；⑩种子店定义与自动追踪、岩层位雕刻以及多属性数据体可视化叠合显示等。
（二）技术应用原理
三维可视技术是依靠体素显示和透明度控制的工作平台，它拥有一个三维显示平台，其显示功能的好坏决定着地震资料解释工作的质量，该技术由颜色、透明度、运动以及光线四要素构成，而三维可视化技术运行又由体素显示和透明度控制。因此，在使用过程中尤其要注重体素和透明。首先，体素是一个三维图像，其大小等于采样间隔控制和面元的间距按照一定比例形成的小三维体。三维可视化以体素为基础，每个采样点都被转换成一个体素，并且将每个地震道转化成一个体素队列，每一个体素之间都有一组相对应的三维数据体的值和振幅值，该数据体的值是一个颜色值和透明性变量，然后通过这个透明性变量的调节来改变透明度。其次，透明度调节，在体素中形成的透明性变量数据值能实现可视图透明程度的调节。透明度必须根据地震资料振幅值的分布情况进行调节，由于三维数据体通常只能看到和周边资料，内部资料完全被遮挡，而透明盒能看到其内部情况。如果使用强振幅透明，就会看到弱振幅反映的地质现象；反之亦然。这使解释员可以更全面的对地质构造、地层以及振幅进行综合性解释，透明度的使用极大的提高了三维地震资料解释工作的水平。
二、三维可视技术在地震资料解释中的应用
目前三维地震资料解释工作中，解释员仅仅依靠三维可视化软件进行地震资料解释，其工作结果还不能达到理想标准，还需要与常规三维地震解释方法相结合，这样才能提高解释工作的效果。
首先，加载资料，在计算机中创建地震资料数据格式，对数据进行质量控制，避免数据的丢失影响地震数据质量，从而造成可视化效果不佳。其次，显示、浏览以及观察资料，对三维可视图中提供的三个方向常规剖面和切片图像进行观察，并参考数据的透明性，重点突出某一部分地震数据特征，增加数据的可视效果，一方面，在资料解释初期，剖面和切片图像可以帮助解释员快速了解解释区地质的整体构造形态，另一方面，在工作过程中，解释员还可以通过反复观察解释区地质构成的连续情况，合理的预测地质未来的变化发展趋势，使解释员能更好的了解和掌握地质构造特点，及时发现地质异常变化情况。然后，运用常规三维地震解释方法，解释员依据三维可视化软件中提供的地质构造数据特点和地质异常体，观察和了解地震反射层位、断层和地质异常体等变化情况。然后就是体和子体雕刻，沿层雕刻。雕刻技术是从数据体中选择子体，再调整子体的透明度，并且进行适当的旋转、缩放以及改变颜色。要根据实际情况使用软件中的透明度调整工具，运用强振幅透明看到弱振幅情况下的地质现象，利用弱振幅观察强振幅下地质变化情况，及时准确掌握地质变化发展趋势。然后对其表征进行描述。这一过程将对解释层位、断层以及地质异常等数据值进行三维显示，增强其解释和描述的科学合理性。此外，对地震资料的各种属性进行三维可视化分析。地震属性都有一组数据体，三维数据体就是指地质的振幅属性和其他属性，如，相位、波阻抗、频率以及相干体等通过三维可视化进行分析，将振幅属性与其他属性结合起来解释，最终准确的解释地质层位、断层以及其他地质异常体。最后，解释结果的综合立体显示，将得到的解释结果进行整理、修改或添加处理，得到最终的地震成果图件。
结束语
三维可视技术在地震资料解释中的应用能有效提高地震资料解释工作的质量水平。它能提供直观、清晰以及准确的地震剖面和水平切片图像，并且能将复杂的地震数据通俗易懂的显示出来，让工作人员更好的认识到地质工作的意义，有利于工作人员更专业的进行地震资料解释，更加准确的把握和理解地震勘探结果，提高我国地震勘测工作的整体效率。
参考文献
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[2]张爱印，邱兆泰.三维可视化技术在地震资料解释中的研究与应用[J].中国煤田地质，2012（05）
