序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇三維目標(biāo)論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

2中職教學(xué)管理三維目標(biāo)的設(shè)計與實施

2.1中職教學(xué)管理三維目標(biāo)的設(shè)計

中職院校在教育過程中設(shè)置合理的三維目標(biāo)，對于教育教學(xué)質(zhì)量的提升具有十分重要的意義，在進行目標(biāo)設(shè)計時，應(yīng)該要根據(jù)三個方面的基礎(chǔ)要素進行具體的設(shè)計，一般說來要根據(jù)中職院校人才培養(yǎng)目標(biāo)、學(xué)校管理的總目標(biāo)以及學(xué)校發(fā)展的現(xiàn)狀為基礎(chǔ)進行專業(yè)的目標(biāo)設(shè)計。學(xué)校管理的總目標(biāo)對教學(xué)管理目標(biāo)的設(shè)計是一個整體的導(dǎo)向，加強學(xué)校管理總目標(biāo)的合理制定，也是制定教學(xué)管理目標(biāo)的前提和基礎(chǔ)。而人才培養(yǎng)目標(biāo)的設(shè)計則對教學(xué)管理三維目標(biāo)的確定有更加詳細(xì)的指導(dǎo)作用。在制定教學(xué)三維管理目標(biāo)的過程中，需要對中職院校的實際情況進行詳細(xì)的了解，根據(jù)學(xué)校的實際情況制定相應(yīng)的管理目標(biāo)，有更強的針對性。

2.2中職教學(xué)管理三維目標(biāo)的實施途徑

2.2.1加強課程設(shè)置的改革在課程的設(shè)置方面，應(yīng)該要根據(jù)當(dāng)前時代對人才的需求進行全新的構(gòu)建，當(dāng)前很多中職院校在教學(xué)過程中，由于具體的管理目標(biāo)的設(shè)置出現(xiàn)了偏差，因此導(dǎo)致教學(xué)課程的設(shè)置上也出現(xiàn)了缺陷。加強中職院校管理三維目標(biāo)的落實，需要提高學(xué)生的綜合實踐能力，比如學(xué)生的專業(yè)技能、人文精神面貌、科學(xué)知識等，都是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)該要掌握的技能。對此，要對當(dāng)前教育過程中的課程進行重新設(shè)置，加強人文課程、科學(xué)技術(shù)課程、專業(yè)課程、實踐課程等方面的結(jié)合，使得學(xué)生掌握更多的技能。比如在人文社會課程的設(shè)置方面，可以加強語言課、思想政治課、體育美育課等方面的設(shè)置，使得學(xué)生可以不斷提高自己的語言能力，可以在日后的工作中奠定堅實的語言基礎(chǔ)。在專業(yè)技術(shù)課程的設(shè)置方面，應(yīng)該要體現(xiàn)中職院校的辦學(xué)特色，對學(xué)生進行專業(yè)技術(shù)能力的培訓(xùn)，尤其是一些動手操作技能的培訓(xùn)，更是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中必須要掌握的內(nèi)容。專業(yè)技術(shù)課程的建設(shè)應(yīng)該要充分利用校園和企業(yè)之間的合作，利用各種資源加強專業(yè)課程的實踐教育，根據(jù)崗位的素質(zhì)要求對學(xué)生的專業(yè)能力進行培訓(xùn)。最后加強綜合實訓(xùn)課程的設(shè)置，是實現(xiàn)中職院校教學(xué)管理目標(biāo)的重要步驟，由于中職院校教育的根本目的就是要提高學(xué)生的綜合實踐能力，因此在教學(xué)過程中要加強實訓(xùn)課程的設(shè)置，將學(xué)科內(nèi)或?qū)W科間相近的幾門課程相互交叉整合在一起而形成的綜合新型課程，實現(xiàn)對學(xué)生的綜合能力素養(yǎng)的全面培養(yǎng)，最終實現(xiàn)中職院校教學(xué)管理的三維目標(biāo)。2.2.2加強教學(xué)評價的改革中職教育過程中，考核評價是一個十分重要的方面，科學(xué)的考核評價體系可以積極發(fā)現(xiàn)教育過程中的諸多問題，并且采取相應(yīng)的措施進行解決，以提高職業(yè)教育質(zhì)量。在當(dāng)前的中職教育過程中應(yīng)該要加強教學(xué)評價手段和方式的改革，利用一些全新的理念，對教學(xué)的目標(biāo)的實現(xiàn)結(jié)果進行全新的評價和考核，使得教師能夠及時掌握教學(xué)目標(biāo)的實施狀況，對當(dāng)前的教學(xué)管理模式進行詳細(xì)的了解，從而采取相應(yīng)的措施進行教學(xué)手段的變革，最終促進教學(xué)效率的提升，同時促進教學(xué)目標(biāo)的落實。在改革評價體系的過程中，可以借鑒國外職業(yè)教育的一些先進經(jīng)驗，在考核內(nèi)容方面，要實現(xiàn)多元化，對考核的內(nèi)容進行改革，強化對過程的考核，考核的內(nèi)容不僅要涉及到學(xué)生所學(xué)的各種理論知識，更應(yīng)該要注重對實踐過程的考察。與此同時，還可以加強中職院校與企業(yè)之間的結(jié)合，構(gòu)建企業(yè)本位技能考核評價體系，對教學(xué)管理目標(biāo)的實施狀況進行科學(xué)的評價。2.2.3加強教學(xué)資源的整合在教學(xué)過程中由于各種資源的整合力度不夠，因此導(dǎo)致教學(xué)效率不高，為了提高教學(xué)過程中的三維管理目標(biāo)的落實，需要對中職院校教育過程中的各種資源進行有效的整合，比如對教師資源、多媒體資源、教材資源等都進行相應(yīng)的整合與管理，最終可以促進教學(xué)過程中各種實際問題的解決效率不斷提升，積極落實三維管理目標(biāo)。

篇（2）

新一輪課程改革，由于影響的是龐大的社會群體，加之剛性的政府行為推動，已經(jīng)將我國的基礎(chǔ)教育改革推向了新的，必將是一場對社會有限教育資源重新配置的過程。與之配套的是全國教育行政機關(guān)、教學(xué)研究機構(gòu)、專家的強勢能量導(dǎo)向，各學(xué)科的課程改革理念應(yīng)當(dāng)說已經(jīng)滲透到了教師的教學(xué)行為之中，一種課程改革精神正影響著我們的教學(xué)。從教學(xué)行為主體定位到教學(xué)手段多樣化，從互動關(guān)系到多元的評價體系，都給我們的課堂和教學(xué)帶來了新的活力。對廣大教師而言，這場改革也是教師與學(xué)生、與課程資源共度的生命歷程和共創(chuàng)的人生體驗。廣大教師走下講臺，走進學(xué)生，互動交流，教學(xué)氛圍濃厚，師生關(guān)系融洽。特別是在語文學(xué)科中，《標(biāo)準(zhǔn)》關(guān)于“知識與能力、過程與方法、情感態(tài)度價值觀”的三維目標(biāo)的論述，其根本的目的就是“全面提高學(xué)生的語文素養(yǎng)”。新的課堂強調(diào)注重學(xué)生的體驗，因為沒有學(xué)生自己去讀書、感受、理解的過程，任何語文教學(xué)行為都是無效的。在與新課程共同成長中，在感受到課程改革取得初步成功的歡愉中，在對待語文這一帶有濃厚民族文化的學(xué)科教育之中，教師應(yīng)當(dāng)多一些反思和自省。我們必須考慮我們深厚的歷史文化背景。

一、語文教育在傳統(tǒng)文化中的地位

語文到底是什么？向無定論，但是相當(dāng)專家學(xué)者都強調(diào)語文教育有以下幾個層面：①語言文字，主要是語言的實踐和運用；②語言文學(xué)，這是比較高的形態(tài)，關(guān)注學(xué)生的精神、態(tài)度；③語言文化，是讓學(xué)生對世界有獨特的認(rèn)識。不管是哪一種說法，還是幾種說法的綜合，都不可否認(rèn)傳統(tǒng)語文是一種中華民族在長期的歷史長河中創(chuàng)造性想象的沉淀，語文教育不同于其他化學(xué)物理等自然學(xué)科，帶有深深的歷史和民族文化的烙印。作為中華民族文化的延續(xù)紐帶，語文是我們生存生活的一種方式，是根植于我們血液之中的一種民族基因。而文化始終通過語文潛移默化維系著我們的民族文化、禮儀社交、文化教育價值等諸多方面?？墒牵F(xiàn)在一些學(xué)者認(rèn)為要貫徹《標(biāo)準(zhǔn)》，就必須破除舊的傳統(tǒng)理念；認(rèn)為中國傳統(tǒng)的教育思想和教學(xué)方式保守落后，阻礙了學(xué)生的個性發(fā)展，這是非常危險的。傳統(tǒng)只是時間問題而不是落后的代名詞，傳統(tǒng)教育與現(xiàn)代教育并不矛盾，對現(xiàn)代教育有著基礎(chǔ)性的重大意義?？梢哉f，沒有傳統(tǒng)語文教育和語文教育的優(yōu)秀傳統(tǒng)，今天新課程理念就失去參照和基礎(chǔ)，“忘記歷史，就注定要犯歷史的錯誤”，這是有教訓(xùn)的。而且，基礎(chǔ)教育改革也不可能是一場徹頭徹尾的革命，必然是對傳統(tǒng)的繼承和發(fā)展的過程，是取其精華、去其糟粕的過程。

二、新課程理念下，做好語文教育優(yōu)秀傳統(tǒng)的繼承與發(fā)展

陶行知先生的生活即教育的理念已經(jīng)深入人心，其實和現(xiàn)在常說的“大語文教育”的思想是不謀而合的。在實施新課程教學(xué)的過程中，任何輕視忽視語文教育傳統(tǒng)這一中華民族母體文化傳統(tǒng)、割裂歷史傳統(tǒng)與現(xiàn)實的血脈聯(lián)系都是不可能的。我們必須在課程改革中彰顯優(yōu)秀教育傳統(tǒng)，重視民族文化自覺性的回歸。而《標(biāo)準(zhǔn)》的三維目標(biāo)無不體現(xiàn)了語文教育的優(yōu)秀傳統(tǒng)的影響。

1.關(guān)于知識與能力。從總體上說，新課程標(biāo)準(zhǔn)實施以來，絕大部分教師改變了傳統(tǒng)教育中只注重知識傳授的不足，而將學(xué)生學(xué)習(xí)能力提到了一個嶄新的高度，這是對傳統(tǒng)語文教育的一大突破。確實，在千年的“學(xué)而優(yōu)則仕”應(yīng)試教育思想的束縛下，傳統(tǒng)語文教育這一塊出現(xiàn)了“繁、難、偏、舊”的局面，老師實施的是“題海戰(zhàn)術(shù)”，有的是“頭懸梁，錐刺骨”的精神，搞的是“口舌生瘡”、“皓首窮經(jīng)”的苦學(xué)。而且在訓(xùn)練的內(nèi)容上，傳統(tǒng)語文重讀重寫而輕視聽說，甚至以“沉默是金”、“口訥不能言”為美德，強調(diào)灌輸，這些當(dāng)然已經(jīng)和現(xiàn)在新的社會發(fā)展要求不相適應(yīng)。但是，我們更應(yīng)該注意到語文教育優(yōu)秀傳統(tǒng)的巨大影響意義。新課程三維目標(biāo)之一就是“知識與能力”，反觀我們的課堂，學(xué)生敢于質(zhì)疑，大膽評議，整個課堂氛圍濃烈，這的確有利于彌補傳統(tǒng)語文教育死氣沉沉的不足，給沉悶的語文教學(xué)注入了新的活力。但是，大部分課堂學(xué)生沒有寫字、沒有練習(xí)，呈現(xiàn)出虛浮的熱鬧。試想：學(xué)生基本功沒有了，還談得上什么能力？華中師范大學(xué)教授楊再隋指出：這些語言訓(xùn)練不落實、不到位的課堂很“虛”。因此，在新課改理念下必須重視學(xué)生寫字，加大對學(xué)生書寫指導(dǎo)，寫字習(xí)慣的培養(yǎng)?，F(xiàn)在學(xué)生識字效率低，學(xué)生字也普遍不好，在家也沒有練字習(xí)慣，如果老師在課堂上再不指導(dǎo)練習(xí)，結(jié)果就無法想像了。我國語文教育傳統(tǒng)有一套訓(xùn)練認(rèn)字識字方法，應(yīng)該將基礎(chǔ)知識重新放到應(yīng)有的地位，否則能力就失去了基礎(chǔ)。可喜的是，新課標(biāo)理念下語文教育重現(xiàn)“書聲瑯瑯”，比以往更加重視寫字，要求“以讀為本，以讀為根”。而且從國家發(fā)行的教材來看，仍有許多我們祖先遺留的精華，比如在小學(xué)就增加了文言文，在課文后面就增加了“我會認(rèn)”、“我會寫”等項目，反映了新課程對語文優(yōu)秀傳統(tǒng)的吸收，這不能不是說一種自覺的對語文教育優(yōu)秀傳統(tǒng)的繼承和發(fā)揚。

2.關(guān)于過程與方法。在“過程與方法”這一塊，可以說這是新課程在提法上不同于傳統(tǒng)教育的最大特色。傳統(tǒng)教育強調(diào)結(jié)果、輕視過程，教學(xué)方法單一。新課程理念下，教師更新了觀念，提升了課程意識，學(xué)生“自主、合作、探究學(xué)習(xí)”，多媒體調(diào)動學(xué)生興趣，不能不說這比傳統(tǒng)的語文教育進步了些。但是，對照《標(biāo)準(zhǔn)》，我們發(fā)現(xiàn)在新課程理念下倡導(dǎo)的教學(xué)思想、教學(xué)過程、和教學(xué)方法對傳統(tǒng)語文教育繼承了更多，或者就是換了另外一種說法。因此，我們更加關(guān)注如何將這些優(yōu)秀的教育傳統(tǒng)滲透于現(xiàn)在的課堂。

（1）《標(biāo)準(zhǔn)》具有濃厚的關(guān)注全體思想，關(guān)注全體學(xué)生，而傳統(tǒng)教育中早有“有教無類”思想。我們要在承認(rèn)學(xué)生個體差異的前提下著重關(guān)注全體學(xué)生和學(xué)生的全面發(fā)展。

（2）關(guān)于個性發(fā)展。傳統(tǒng)教育中的“因教施教”早已成為教師學(xué)生耳熟能詳?shù)脑~語了。古代私塾中更有利于因材施教，現(xiàn)在我們要做的是怎樣將班級授課制和培優(yōu)補差結(jié)合，怎樣組織課外活動來滿足不同學(xué)生發(fā)展的需求。新課程理念下要進一步大力倡導(dǎo)個性化學(xué)習(xí)和個性化評價。

（3）師生關(guān)系。新課程要求每一位教師進行民主教學(xué)，建立良好的師生關(guān)系，進而才有良好教學(xué)的氛圍?？鬃诱f：“三人行必有我?guī)熝?。”他提倡“不恥下問”、韓愈說：“弟子不必不如師，師不必賢于弟子”，這種傳統(tǒng)的思想可以說對后代特別是現(xiàn)在具有深遠(yuǎn)的影響，也正是傳統(tǒng)教育中“教學(xué)相長”思想的體現(xiàn)。在新課程理念下，教學(xué)一定要民主，師生要“對話”，特別是要激發(fā)學(xué)生參與教學(xué)的積極性，實現(xiàn)共生共創(chuàng)，師生互相促進，雙向成才。

（4）學(xué)習(xí)方式和教學(xué)方法。本次課程改革，凸顯了對學(xué)生學(xué)習(xí)方式的重視，提倡自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式，但是現(xiàn)在課堂出現(xiàn)了“虛、假、雜、鬧、偏”的現(xiàn)象，這實際上是對我國優(yōu)秀教育傳統(tǒng)文化的認(rèn)同和吸納不夠。在新課程理念下，一定將基礎(chǔ)知識和基本技能落到實處和注意老師的引導(dǎo)。這也是與語文教育優(yōu)秀的傳統(tǒng)一脈相承的。①啟發(fā)誘導(dǎo)?？鬃诱f“不憤不啟，不悱不發(fā)”，第一原則就是啟發(fā)原則。因此，在新課程理念下要將語文課上得充滿感情，充分激發(fā)學(xué)生興趣，“興趣是第一老師”，要用生活中的例子加上教師與學(xué)生的情感互動，真正將學(xué)生調(diào)動起來。②學(xué)而時習(xí)，溫故知新。在新課程理念下，必須注重新舊知識之間的聯(lián)系，根據(jù)認(rèn)知規(guī)律，強調(diào)“反復(fù)學(xué)習(xí)”，強調(diào)知識再現(xiàn)。③重視文本，挖掘課程資源，擴大閱讀量。隨著課程改革的深入，一些教學(xué)手段多了起來，多媒體教學(xué)擺到了重要的地位。但是不可否認(rèn)，作為課堂教學(xué)最重要的文本卻被置于一旁，這種狀況令人擔(dān)憂。一些專家教師為此進行了呼吁?！稑?biāo)準(zhǔn)》要求“九年課外閱讀總量應(yīng)在400萬字以上”，相比《標(biāo)準(zhǔn)》出臺前，這已經(jīng)是提高了要求。盡管如此，與傳統(tǒng)語文教育的閱讀量相比，還是有很大的差距。傳統(tǒng)語文教育強調(diào)“博聞強識”，朱熹強調(diào)“讀書百遍，其義自現(xiàn)”就是這個道理。從現(xiàn)在的觀點來看，也必須遵守從“積累”到“感悟”的學(xué)習(xí)規(guī)律。人的語文綜合素養(yǎng)的提高必須是在一定的語言材料上積累起來的，如果斥之以“死記硬背”而加以指責(zé)甚至徹底拋棄，既是對傳統(tǒng)的不尊重，也是對《標(biāo)準(zhǔn)》的誤讀。在新理念下，要將各種閱讀方式結(jié)合起來，注重思考，提高學(xué)生語文能力。④接受學(xué)習(xí)與探究學(xué)習(xí)。這兩種學(xué)習(xí)方式都是學(xué)習(xí)的重要方式，在知識獲得方式、師生作用關(guān)系、知識結(jié)構(gòu)水平、學(xué)生年齡等方面都有各自的優(yōu)勢和局限。發(fā)現(xiàn)性學(xué)習(xí)注重學(xué)生對獲得知識的體驗和獲得知識過程中能力的形成，但是由于接受性學(xué)習(xí)的高效性以及發(fā)現(xiàn)性學(xué)習(xí)存在對學(xué)生基礎(chǔ)的要求比較高的局限性，注定了教師要將二者整合，真正貫徹“以人為本”的過去和現(xiàn)在都奉行的思想。

3.關(guān)于情感、態(tài)度、價值觀的問題?！稑?biāo)準(zhǔn)》的核心理念“是全面提高學(xué)生的語文素養(yǎng)”，“其總目標(biāo)是基于人的終身需要和諧發(fā)展所應(yīng)具備的綜合素養(yǎng)而提出來的，它的基本精神體現(xiàn)了人文性與工具性的統(tǒng)一思想，思想性與審美性的統(tǒng)一”?！稑?biāo)準(zhǔn)》精神和傳統(tǒng)教育的價值取向相比，二者是統(tǒng)一的。

（1）都非常重視德育教育。傳統(tǒng)語文教育一個突出特點就是將思想道德放在首位，無論是《三字經(jīng)》、《名賢集》還是《弟子規(guī)》等，相當(dāng)多內(nèi)容都是進行思想道德說教的。當(dāng)然，以孔子《論語》為代表的教育典籍更是如此，其核心是“仁”的思想，他提出“君子務(wù)本，本立而生”，這里的“本”就是做人的根本，做一個能為人民大眾謀福利的人。而《標(biāo)準(zhǔn)》對人的發(fā)展要求不正是從這一思想出發(fā)嗎？可以說，現(xiàn)代教育與傳統(tǒng)教育中，道德的基礎(chǔ)是相同的，但可惜的是，在現(xiàn)在的課堂中，相當(dāng)多的教師并沒有根據(jù)文道統(tǒng)一的原則在課堂教學(xué)中感染滲透。因此，《標(biāo)準(zhǔn)》將“情感、態(tài)度、價值觀”作為一個不可少目標(biāo)，對語文教育優(yōu)秀傳統(tǒng)的傳承，其用意是不言而喻的。

（2）重視教學(xué)情感磨礪志氣作用?！扒橹咀饔谩笔欠侵橇σ蛩?，傳統(tǒng)語文教育對此是非常重視的，“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”，現(xiàn)在也有“興趣是最好的老師”一說，說明興趣和情感是推動學(xué)習(xí)的巨大動力。所以，《標(biāo)準(zhǔn)》特別注意對學(xué)生的激勵性評價，保護學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣。特別是現(xiàn)階段，影響學(xué)生學(xué)習(xí)的不良因素很多，加之學(xué)習(xí)本身就是一項很苦的勞動，如果教師經(jīng)常將 “天行健，君子當(dāng)自強不息”（《尚書》）、“苦其心志，勞其筋骨”、“頭懸梁，錐刺骨”（《孟子》）等身處逆境而奮發(fā)圖強的故事用來激勵學(xué)生，在教學(xué)過程中多以“知識改變命運，”激發(fā)學(xué)生刻苦學(xué)習(xí)的志向，以各種課程資源中的人文精神，融合新穎的教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)語文興趣，“學(xué)以致用，身體力行”，加上教師的言傳身教，一定可以為學(xué)生的不同發(fā)展提供更大的學(xué)習(xí)空間。

當(dāng)然，“書中自有黃金屋，書中自有顏如玉”、“學(xué)而優(yōu)則仕”、賺大錢、娶美女、做官是傳統(tǒng)教育中過分注重功利性的表現(xiàn)，而且在傳統(tǒng)語文教學(xué)過程當(dāng)中，傳授知識方法過于機械，傳授手段過于陳舊，容易讓人封閉保守、墨守成規(guī)而變得迂腐，這的確是與現(xiàn)在社會發(fā)展對人的多方面素質(zhì)的要求是不適應(yīng)的。但是不可否認(rèn)，傳統(tǒng)語文教育無論是道德文化傳承上還是教育思想上的巨大作用，對今天的教育影響是深遠(yuǎn)的。它存在于人們的思想觀念中，今天很多的教育思想和教學(xué)要求其實就是語文教育傳統(tǒng)的另一說法或者是與傳統(tǒng)交融后衍生新的意義。因此，在新課程理念下，我們不僅不能對傳統(tǒng)語文教育理念全盤否定，還要時時刻刻將傳統(tǒng)中優(yōu)秀的思想和做法發(fā)揚。我們要做的就是找到新課程與語文教育傳統(tǒng)的交融點并加以吸收和發(fā)揚，這樣就會實現(xiàn)我國語文教育的優(yōu)秀傳統(tǒng)的自覺性回歸。

參考文獻(xiàn)：

[1]熊開明.小學(xué)語文新課程教學(xué)法[M].北京:首都師范大學(xué)出版社,2005.

[2]竇桂梅.玫瑰與教育[M].上海:華東師范大學(xué)出版社,2005.

[3]語文課程標(biāo)準(zhǔn)研制組.全日制義務(wù)教育語文課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗稿）解讀[M].武漢:湖北教育出版社,2002.

篇（3）

一、三維激光掃描技術(shù)的特點

三維激光掃描技術(shù)與傳統(tǒng)測量技術(shù)相比具有如下一些特點：

（1）非接觸測量

三維激光掃描技術(shù)采用非接觸掃描目標(biāo)的方式進行測量，無需反射棱鏡，對掃描目標(biāo)物體不需進行任何表面處理，直接采集物體表面的三維數(shù)據(jù)，所采集的數(shù)據(jù)完全真實可靠。可以用于解決危險目標(biāo)、環(huán)境（或柔性目標(biāo)）及人員難以企及的情況，具有傳統(tǒng)測量方式難以完成的技術(shù)優(yōu)勢。

（2）數(shù)據(jù)采樣率高

目前，采用脈沖激光或時間激光的三維激光掃描儀采樣點速率可達(dá)到數(shù)千點，秒.而采用相位激光方法測量的三維激光掃描儀甚至可以達(dá)到數(shù)十萬點/秒?？梢姴蓸铀俾适莻鹘y(tǒng)測量方式難以比擬的。

（3）主動發(fā)射掃描光源

三維激光掃描技術(shù)采用主動發(fā)射掃描光源（激光），通過探測自身發(fā)射的激光回波信號來獲取目標(biāo)物體的數(shù)據(jù)信息，因此在掃描過程中，可以實現(xiàn)不受掃描環(huán)境的時間和空間的約束。

（4）高分辨率、高精度

三維激光掃描技術(shù)可以快速、高精度獲取海量點云數(shù)據(jù)，可以對掃描目標(biāo)進行高密度的三維數(shù)據(jù)采集，從而達(dá)到高分辨率的目的。

（5）數(shù)字化采集，兼容性好

三維激光掃描技術(shù)所采集的數(shù)據(jù)是直接獲取的數(shù)字信號，具有全數(shù)字特征，易于后期處理及輸出。用戶界面友好的后處理軟件能夠與其它常用軟件進行數(shù)據(jù)交換及共享。

（6）可與外置數(shù)碼相機、GPs系統(tǒng)配合使用

這些功能大大擴展了三維激光掃描技術(shù)的使用范圍，對信息的獲取更加全面、準(zhǔn)確。外置數(shù)碼相機的使用，增強色彩色信息的采集，使掃描獲取的目標(biāo)信息更加全面。GPS定位系統(tǒng)的應(yīng)用，使得三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用范圍更加廣泛，與工程的結(jié)合更加緊密。近一步提高測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（7）結(jié)構(gòu)緊湊、防護能力強適合野外使用

日前常用的掃描設(shè)備一般具有體積小、重量輕、防水、防潮，對使用條件要求不高，環(huán)境適應(yīng)能力強，適于野外使用。

二、掃描技術(shù)于金屬礦中的應(yīng)用

1、設(shè)計掃描方案和獲取數(shù)據(jù)

基于黑色露天炭的反射率只有10～15%，其最大的測距只有450m，所以要分多站架設(shè)儀器。經(jīng)考察，確定在視野比較開闊的6個地方架立儀器對礦區(qū)進行激光掃描，每個測站分別采用近距離標(biāo)準(zhǔn)測量和遠(yuǎn)距離精密測量兩種模式，標(biāo)準(zhǔn)模式一周用時4min，精密測量模式一周用時12.5min。把整個礦區(qū)測完大約只要2.5h，若是兩臺全站儀則至少需要兩天的時間才能測完，可見3D掃描儀的速度有多快。

2、處理數(shù)據(jù)和建立三維模型

（1）平滑掃描數(shù)據(jù)。均勻化點與點之間的距離，使得測量距離的誤差變??；平滑分為連續(xù)和不連續(xù)表面平滑兩種，不連續(xù)的表面是在較遠(yuǎn)的距離上有前景的數(shù)據(jù)和對象，而連續(xù)的表面是指其所有的點都處于其上面的平面；因此，樹和燈柱等適合用不連續(xù)平滑，而墻則更適合是連續(xù)平滑。

（2）過濾數(shù)據(jù)。用孤點過濾，其中過濾點的間隔菜單會有提示，在通常情況下我們都是選取2m，也就是，假如在一個點的方圓2m之內(nèi)不存在其他的點，則將會被過濾掉；接著，進行最小間隔的過濾，在實際中，考慮到金屬礦上所要求的精度，20cm，則意味著兩點的距離最小要求在20cm。在軟件的過濾選項中，其實還有很多的內(nèi)容，我們在操作的時候，可以根據(jù)實際的情況和自己的需要進行選擇。其后，再進行數(shù)據(jù)的修剪，把那些沒用的點全都刪除掉，最后進行孤點的過濾，形成彩色的點陣圖。

（3）平面三角化點云。在進行三角化的時候，要注意確定三角網(wǎng)的最小角和最大邊，控制TTN 的精度和結(jié)構(gòu)。在進行建立表面模型的時候，有球面三角化和平面三角化兩種形式，平面三角化就是于X—Y平面中創(chuàng)建三角網(wǎng)，就是用于創(chuàng)建激光掃描點的二維三角網(wǎng)；然而，對于帶有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的單個掃描數(shù)據(jù)，則采用球面三角化比較適合。上述就是一個站上模型的建立過程，多站激光掃描數(shù)據(jù)需要經(jīng)過坐標(biāo)登記和坐標(biāo)糾正后，才能建立多測站的整個測區(qū)的統(tǒng)一模型。

3、坐標(biāo)的登記以及坐標(biāo)的糾正

基于當(dāng)次激光掃描的是指測站不是在已知點上進行的，所以，被掃描出來的一幅掃描點云圖的坐標(biāo)系是任意的，利用它不能夠直接的建立整個露天礦測區(qū)的模型，精確的將多幅點云圖納入到統(tǒng)一的坐標(biāo)系，這樣一種方法我們將它稱之為坐標(biāo)的匹配。

坐標(biāo)的糾正，是把點云納入至地面測量坐標(biāo)系統(tǒng)的方法。其的操作過程是，與掃描區(qū)域附近或掃描區(qū)域之中的控制點設(shè)置標(biāo)靶，進而使得相鄰的激光掃描點云圖上有3個以上的控制點標(biāo)靶，通過對控制點進行的強制符合，就可以將相鄰的掃描點云圖統(tǒng)一至相同的一個特定坐標(biāo)系之中，這被稱之為全局方式的坐標(biāo)糾正，這樣可以有效的防止在進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換時的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換誤差的積累。而球形標(biāo)靶，則是利用反射率比較高的材料做成的圓球，將其置于控制點之上，其球心可以通過礦山測量的坐標(biāo)得到，在進行測量時，每個激光掃描站至少要掃描到兩個以上的標(biāo)靶球，在計算出標(biāo)靶球的掃描坐標(biāo)之后，按照三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換對其進行糾正。

4、挖礦體積的測量原理

對礦體的體積量的計算，其原理非常簡單。舉個比較簡單的例子，有一個碗壁很薄的碗，我們想知道它的容量，我們先給碗盛滿水，則碗身與水面所圍成的體積就是該碗的容量。這是，一個人喝了一部分的水，問這人喝了多少水？其實就會喝水的前后碗體本身和水面圍成的體積。而礦的每月挖方量的原理也是如此，就是本月與前個月礦體表面圍成的體積。

5、金屬礦開采量的計算的應(yīng)用

為了方便，將修剪、過濾和平滑統(tǒng)為修剪，而且每一次的測量全都進行了6站激光掃描。經(jīng)過2種處理方法形成總點云，可以先坐標(biāo)糾正后修剪，也可以先修剪后坐標(biāo)糾正。每一個模型都可以計算“表面圍成的體積”，被計算處理的體積是相對于基準(zhǔn)面礦體范圍內(nèi)的體積。

三、結(jié)語

綜上所述，應(yīng)用全數(shù)字三維激光掃描技術(shù)來開展露天礦山測量工作，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的礦山測量技術(shù)，為我們提供了可靠、快捷、方便、安全的技術(shù)解決方案，是目前露天礦山地質(zhì)測量中最有效、最快捷、最經(jīng)濟、最安全的技術(shù)手段，它必將在露天礦山測量中得到廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

篇（4）

外業(yè)數(shù)據(jù)采集：

中圖分類號：C37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1、首先對場景周邊信息進行仔細(xì)的現(xiàn)場踏勘，確定待測范圍，選擇最佳設(shè)站位置，初步制定施測線路。

2、選擇通視效果較佳的位置擺放標(biāo)靶并將標(biāo)靶進行固定，然后使用RTK進行標(biāo)靶真坐標(biāo)的采集。

3、架設(shè)三維激光掃描儀按照初定施測線路進行場景點云數(shù)據(jù)的多站采集及全景拍照。在儀器作業(yè)過程中我們盡可能的避免人為因素干擾儀器視野而影響掃描數(shù)據(jù)質(zhì)量。

4、現(xiàn)場繪制測量過程草圖。對于范圍大或地形復(fù)雜的場景，繪制架站點及標(biāo)靶位置的草圖可以保證內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)拼接處理時不發(fā)生錯誤。

5、對場景拍攝連續(xù)可拼接的照片，便于配合掃描草圖了解場景概況。

圖1 場景照片

點云數(shù)據(jù)處理：

1、多站數(shù)據(jù)的拼接及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

在外業(yè)進行的數(shù)據(jù)采集的多站數(shù)據(jù)是每站獨立的坐標(biāo)系統(tǒng)，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的時候通過外業(yè)采集的各站之間標(biāo)靶信息及標(biāo)靶的真坐標(biāo)在Cyclone軟件中進行自由坐標(biāo)與真坐標(biāo)之間的拼接轉(zhuǎn)換。拼接完成后對點云數(shù)據(jù)進行抽稀及障礙地形數(shù)據(jù)的剔除。

2、Truview制作

在Cyclone軟件中利用采集的點云數(shù)據(jù)及架站點信息及掃描儀拍攝的全景照片制作可在IE中瀏覽的Truview數(shù)據(jù)。

圖2 Truview瀏覽

3、場景DEM制作

在MicroStation V8中使用Terra scan工具對導(dǎo)出的點云數(shù)據(jù)進行最優(yōu)化的坐標(biāo)分類建立地面模型并進行點云數(shù)據(jù)篩選處理。

圖3 模型的建立

4、場景三維點云和大場景DEM融合

利用三維激光掃描儀可以迅速獲取場景TIN模型及等高線數(shù)據(jù)，將生成的TIN模型或者等高線數(shù)據(jù)和已有的大場景DEM進行融合，從而獲取場景最新現(xiàn)狀數(shù)據(jù)。

圖4 融合到大場景里(效果圖)

經(jīng)驗總結(jié)：

1. 做好現(xiàn)場注釋，規(guī)劃圖和掃描日志。詳細(xì)的現(xiàn)場注釋，規(guī)劃圖和掃描日志對于所有的掃描操作都是非常重要的?，F(xiàn)場注釋或規(guī)劃圖應(yīng)該包含掃描區(qū)域的一個計劃草圖，顯示掃描儀和標(biāo)靶的位置，以及包含每站中標(biāo)靶位置的標(biāo)靶信息列表。另外，應(yīng)該畫出具有透視關(guān)系的規(guī)劃圖，顯示從掃描儀的位置看到的掃描的景象，以及掃描出的對象和標(biāo)靶?，F(xiàn)場注釋，規(guī)劃圖和掃描日志能讓你有序地記錄所有的掃描和掃描中生成的標(biāo)靶，這些信息也非常有助于后期的拼接和建模。

2. 在有些環(huán)境條件不允許的情況下，無法進行RTK測量標(biāo)靶坐標(biāo)的時候，可以利用掃描儀進行標(biāo)靶信息的傳遞，建立測站之間聯(lián)系。

篇（5）

一、關(guān)于莫比烏斯圈

1莫比烏斯圈的形成

莫比烏斯圈是由［德國］數(shù)學(xué)家莫比烏斯先生在150年前公布于世的.

隨后，科學(xué)家就把莫比烏斯圈定位在數(shù)學(xué)領(lǐng)域的拓?fù)鋵W(xué)分支里，其數(shù)學(xué)定義：單側(cè)的、閉路的、反轉(zhuǎn)定向的曲面.這樣的莫比烏斯圈最終只剩下一個“表面”和一條“邊緣”了.（見圖1下部和圖2）

2莫比烏斯圈與普通環(huán)圈不同

經(jīng)過觀察不難發(fā)現(xiàn)：普通環(huán)圈和莫比烏斯圈除了在制作方法和制作過程上完全不同以外，還表現(xiàn)在――如果在普通環(huán)圈和莫比烏斯圈的表面劃線并沿線進行裁剪，其裁剪結(jié)果竟會完全不同.

當(dāng)對普通環(huán)圈的表面劃線并沿線裁剪時，能得到也只能得到――若干個與原圈等周長的“窄”普通環(huán)圈，而不會得到其他種類的環(huán)圈.

當(dāng)對莫比烏斯圈的表面劃線并沿線裁剪時，其裁剪結(jié)果卻有兩種：

（1）在莫比烏斯圈表面劃一條中線并沿線將該圈剪開，會得到一個比原圈周長長一倍、比原圈寬度窄一半的普通環(huán)圈（見圖3）.

（2）在莫比烏斯圈表面劃2條平均分布的等距離線條并沿線條將該圈剪開，則不僅能得到一個比原圈周長長一倍、比原圈寬度窄23的普通環(huán)圈，同時還能在其中心部位再得到一個單獨的、比原圈寬度窄23，且周長與原圈等長的“窄”莫比烏斯圈（見圖4）.

（以上關(guān)于莫比烏斯圈的裁剪結(jié)果已經(jīng)成為所有中外數(shù)學(xué)書籍里，對莫比烏斯圈進行介紹的一部分）唯此，從莫比烏斯圈和普通環(huán)圈的制作方法與裁剪結(jié)果的不同可以說明，它們并不是同類物體！

二、莫比烏斯圈不是三維物體

為了證明普通環(huán)圈與莫比烏斯圈不是同類物體，下面通過兩種不同的制作和生成該兩種環(huán)圈的方法來比較并進一步證明.

1第一種制作和生成方法

制作普通環(huán)圈的方法如前文（1以及圖1）中描述的步驟進行.

而制作和生成莫比烏斯圈則需要通過兩個相互關(guān)聯(lián)的三維坐標(biāo)系統(tǒng)（下文稱雙重三維坐標(biāo)體系）來共同完成的.

首先，看第一個三維坐標(biāo)系（xOy）（下文稱主導(dǎo)三維坐標(biāo)系）（見圖5）.其原點位置為O，該主導(dǎo)三維坐標(biāo)系x-y平面上有一個以O(shè)為圓心的“正圓”.該“正圓”就是莫比烏斯圈表面中心位置的基本軌跡線.

其次，看第二個三維坐標(biāo)系（x′O′y′）（下稱從屬三維坐標(biāo)系）（見圖6）.該從屬三維坐標(biāo)系的原點位置為O′，處在主導(dǎo)三維坐標(biāo)系內(nèi)的“正圓”與x軸的交點上，從屬三維坐標(biāo)系內(nèi)x′―y′平面上的設(shè)定目標(biāo)可以繞O′進行有規(guī)則運動.但該設(shè)定目標(biāo)的有規(guī)則運動必須按照主導(dǎo)、從屬兩個三維坐標(biāo)系之間相互依存，對應(yīng)旋轉(zhuǎn)、位移、扭轉(zhuǎn)的特殊函數(shù)關(guān)系進行.

必須明確的是：主導(dǎo)和從屬三維坐標(biāo)系在立體空間具體的相對位置關(guān)系上是相互平行或垂直的（見圖5，6），其中（xOy）的三個參數(shù)（xn，yn，zn）為自變量，（x′O′y′）的三個參數(shù)（x′n，y′n，z′n）為因變量，且主體和從屬三維坐標(biāo)系之間應(yīng)服從（x′，y′）=F（x，y）的對應(yīng)關(guān)系.

這就建立了具有相互依存關(guān)系的雙重三維坐標(biāo)系統(tǒng).在該系統(tǒng)里，整個從屬三維坐標(biāo)系是主導(dǎo)三維坐標(biāo)系里的一個整體運動單元，隨主體三維坐標(biāo)系做有規(guī)律的運動――公轉(zhuǎn)；而從屬三維坐標(biāo)系里運動單元自身的運動，則與主導(dǎo)運動有著嚴(yán)格的對應(yīng)受控運動關(guān)系――自轉(zhuǎn).因此，處在該系統(tǒng)內(nèi)設(shè)定目標(biāo)的最終運動形式為合成運動.（既有公轉(zhuǎn)，又有自轉(zhuǎn)）

圖7是從屬三維坐標(biāo)系整體在（xOy）x―y平面上，沿“正圓”軌跡移動的示意圖.（圖中未畫出0°~45°等處對應(yīng)圖形）

在圖8里有一個左邊帶小圓圈的“”形符號，該符號中的豎直線是一條起始于O′點，且垂直于x′軸，同時，它又是一條既平行于（xOy）z軸，也平行于（x′O′y′）y′軸的直線.另外，該符號中左邊帶小圓圈的橫線是一條既平行于（xOy）x軸，也平行于（x′O′y′）x′軸，且屬于該x′軸的一條直線，并且該直線的中點過（x′O′y′）原點坐標(biāo)O′，且垂直y′軸的直線.

下面就以圖8中“”形符號作為基本單元來描述生成莫比烏斯圈的過程：當(dāng)從屬三維坐標(biāo)系整體在（xOy）x―y平面內(nèi)繞O旋轉(zhuǎn)2°（或1°）的同時，（x′O′y′）內(nèi)x′―y′平面上過O′的直線也對應(yīng)旋轉(zhuǎn)1°（或0.5°）.當(dāng)從屬三維坐標(biāo)系整體沿（xOy）x―y平面上的基圓旋轉(zhuǎn)、位移一周（360°）回到起始點O時，左邊帶小圓圈的“”形符號也在x′―y′平面上繞O′旋轉(zhuǎn)半周（180°）回到起始位置O′，此時該符號卻正好被顛倒過來（見圖8）.如果將雙重三維坐標(biāo)體系中被逐漸位移、旋轉(zhuǎn)的“”形符號的空間中各點依次順序連接起來，就可以生成標(biāo)準(zhǔn)的莫比烏斯圈.（用“”形符號的目的是使讀者易于觀察）

由此看出：生成莫比烏斯圈必須由相互依存的雙重三維坐標(biāo)體系共同完成，單獨的三維坐標(biāo)系無法生成莫比烏斯圈.（理由一）

2第二種制作和生成方法

制作和生成普通環(huán)圈可以用下面的方式：先在主導(dǎo)三維坐標(biāo)系的x―y平面內(nèi)生成以原點O為圓心的“正圓”，然后在z軸的“正、負(fù)”方向上對“正圓”進行拉伸，就可以制作和生成普通環(huán)圈（見圖9）.

制作和生成莫比烏斯圈可以這樣完成：以x軸和“正圓”的交點為（x′O′y′）的原點O′，將已生成的外表面是藍(lán)顏色的、內(nèi)表面是紅顏色的普通環(huán)圈剪開.

在（x′O′y′）的x′―y′平面內(nèi)，以原點O′為扭轉(zhuǎn)中心，對普通環(huán)圈的一個端頭進行有規(guī)律的對應(yīng)扭轉(zhuǎn)，其對應(yīng)扭轉(zhuǎn)規(guī)律為：（x′O′y′）沿（xOy）在X―Y平面內(nèi)連續(xù)旋轉(zhuǎn)的同時，將（x′O′y′）內(nèi)x′―y′平面上的普通環(huán)圈肌體的對應(yīng)段進行對應(yīng)扭轉(zhuǎn)；當(dāng)（x′O′y′）整體沿（xOy）基圓在x―y平面上旋轉(zhuǎn)、位移一周（360°）回到起始點O時，普通環(huán)圈的肌體也在x′―y′平面上繞O′扭轉(zhuǎn)半周（180°）回到起始位置O′，該環(huán)圈的肌體表面正好被翻轉(zhuǎn)過來，也就生成了莫比烏斯圈.（圖10是電腦用此法生成的莫比烏斯圈）

從圖10中可以看到：設(shè)定目標(biāo)的運動結(jié)果是由雙重三維坐標(biāo)體系中各坐標(biāo)軸參數(shù)之間相互影響、連續(xù)變化的結(jié)果.正是這個相互影響和連續(xù)變化，才使得莫比烏斯圈的肌體上根本無法找到二維、三維線段或曲線.唯此足可以證明：莫比烏斯圈不是三維物體！（理由二）

三、莫比烏斯圈是“非三維”產(chǎn)物

下面用圖5，6，7，8，9，10來進一步證明莫比烏斯圈不是三維產(chǎn)物.

（1）在圖5的雙重三維坐標(biāo)體系中（xOy）的三個平面與（x′O′y′）的三個平面之間有著一一對應(yīng)的關(guān)系.

（2）當(dāng)圖6里（x′O′y′）的x′―y′平面上y′軸的數(shù)值發(fā)生變化時，必然會影響并導(dǎo)致（xOy）的x―z平面上z軸的數(shù)值產(chǎn)生變化（其余軸類推），最終導(dǎo)致整個雙重三維坐標(biāo)體系內(nèi)所有數(shù)軸上的數(shù)值發(fā)生變化.

（3）當(dāng)圖7中（xOy）的x―y平面上，以原點O為圓心旋轉(zhuǎn)，則（x′O′y′）里z′軸上的數(shù)值就會發(fā)生變化，這就必然導(dǎo)致（xOy）里各個數(shù)軸上的各數(shù)值直接或間接參與了、或發(fā)生了變化！

（4）當(dāng)圖8中的“”形符號整體沿x―y平面上繞O旋轉(zhuǎn)360°的同時，還在x′―y′平面內(nèi)繞O′對應(yīng)扭轉(zhuǎn)180°，如果連接該符號在空間相互對應(yīng)的各個點，就會產(chǎn)生一種空間弧線.（該空間弧線不能產(chǎn)生于單獨的三維坐標(biāo)體系.因為在單獨的三維坐標(biāo)體系產(chǎn)生的空間弧線一定是某種對稱旋轉(zhuǎn)體表面的對稱母線，而該空間弧線則需經(jīng)受六個維度上的扭曲變形.）（理由三）

（5）這里假設(shè)圖9所生成的普通環(huán)圈外表面是藍(lán)顏色的，內(nèi)表面是紅顏色的.按照圖10的方式對其進行剪斷（假設(shè)剪斷處位于從屬三維坐標(biāo)系的原點O′），將該環(huán)圈的各對應(yīng)部分在雙重三維坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)進行有規(guī)律的繞O旋轉(zhuǎn)360°和繞O′扭轉(zhuǎn)180°，并最終回到O′.此時，該普通環(huán)圈已經(jīng)被變化成莫比烏斯圈.唯此可以證明：“非三維”物體可以由三維物體演變而來，條件是雙重三維坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)各個維度上的具體參數(shù)必須全部相互影響并參與變化.這是任何一個三維物體所無法具備的.（理由四）

由于莫比烏斯圈是在雙重坐標(biāo)體系內(nèi)生成的，當(dāng)在三維環(huán)境里對莫比烏斯圈進行裁剪時，其被裁剪下來的部分就解除了該坐標(biāo)體系對它的“非三維”約束，其表現(xiàn)為被裁剪下來的是“窄”普通環(huán)圈；而剩余部分仍保留原“非三維”物體的基本形態(tài)，其表現(xiàn)為“窄”莫比烏斯圈.或者說：在莫比烏斯圈的肌體內(nèi)將同時存在兩種狀態(tài)――普通環(huán)圈（三維狀態(tài)）和莫比烏斯圈（“非三維”狀態(tài)），這種狀態(tài)會永久存在，且無法用人為干預(yù)的方式將其改變?。ㄏ嚓P(guān)內(nèi)容請查閱論文《莫比烏斯圈的反?，F(xiàn)象》）（理由五）

最后引述數(shù)學(xué)泰斗談祥柏先生的判斷來證明莫比烏斯圈不是三維物體.談老曾在《數(shù)學(xué)廣角鏡》P118中明確指出：在現(xiàn)實世界中克萊因瓶是無法被制造出來的！（其實該論點的本質(zhì)是：克萊因瓶不是三維物體）數(shù)學(xué)家已證明：每個克萊因瓶是由兩個莫比烏斯圈組合而成的.而莫比烏斯圈通體圓潤，渾身都是空間曲線，沒有一條二維直線、曲線以及三維直線、曲線.因此，莫比烏斯圈不是三維物體，而是“非三維”物體?。ɡ碛闪?/p>

四、結(jié)論

莫比烏斯圈不是三維物體，而是人類沒有完全認(rèn)知的“非三維”物體！

五、莫比烏斯圈里仍有未解之謎

是的，莫比烏斯圈里仍然存有許多鮮為人知的奧秘，莫比烏斯圈、莫比烏斯現(xiàn)象及其莫比烏斯原理也沒有得到學(xué)術(shù)界的認(rèn)可，但并不影響我發(fā)表一孔之見，我將在專題論文《莫比烏斯圈的反?，F(xiàn)象》和《重新認(rèn)識莫比烏斯圈》里進一步闡述和探討莫比烏斯圈的相關(guān)問題.

當(dāng)然，提交本文的真實目的是渴望能得到您對莫比烏斯圈、現(xiàn)象和原理作出更權(quán)威的準(zhǔn)確詮釋和更睿智的思想升華！

【參考文獻(xiàn)】

［1］［德］莫比烏斯（1790―1868），數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家，1858年公布莫比烏斯圈.

［2］［蘇聯(lián)］伏?巴爾佳斯基.拓?fù)鋵W(xué)奇趣.長沙：湖南教育出版社，1999：43.

篇（6）

中圖分類號： R814 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

引言

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

一、三維激光掃描儀的概念

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

二、地面型三維激光掃描系統(tǒng)工作原理

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

圖1采用脈沖測距法的三維激光點坐標(biāo) 圖2 目標(biāo)物體傾斜引起測距偏差

二、點云數(shù)據(jù)的誤差來源及分析

從誤差理論來分析，徑向掃描系統(tǒng)測量誤差可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差。系統(tǒng)誤差引起三維激光掃描點的坐標(biāo)偏差?？赏ㄟ^公式改正或修正系統(tǒng)予以消除或減小。測量系統(tǒng)的偶然性誤差是一些隨機性誤差的綜合體現(xiàn)。

三維激光腳點測量誤差的影響因素較多。大致可分為三類：儀器誤差、與目標(biāo)物體反射面有關(guān)的誤差、外界環(huán)境條件。儀器誤差是儀器本身性能缺陷造成的測量誤差，包括激光測距的誤差、掃描角度測量的誤差；與目標(biāo)物體反射面有關(guān)的誤差主要包括目標(biāo)物體反射面傾斜的影響和表面粗糙度的影響；外界環(huán)境條件主要包括溫度、氣壓等因素。

2.1激光測距的影響

激光測距信號處理的各個環(huán)節(jié)都會帶來一定的誤差，特別是光學(xué)電子電路中光脈沖回波信號處理時引起的誤差，主要包括掃描儀計時的系統(tǒng)誤差和測距技術(shù)中不確定間隔的缺陷引起的誤差。脈沖計的系統(tǒng)誤差造成循環(huán)、混淆現(xiàn)象與測距的凸角誤差相類似，測距技術(shù)中不確定間隔更可能造成數(shù)據(jù)突變，目前，可運用一些較好的技術(shù)（如頻率倍乘、微調(diào)作用）處理這些突變的誤差。激光測距誤差綜合體現(xiàn)為測距的固定誤差和比例誤差，可以通過儀器檢定確定測距誤差的大小。

2.2掃描角的影響

掃描角的影響包括水平掃描角度和豎直掃描角度測量的影響。掃描角度引起的誤差是掃描鏡的鏡面平面角誤差、掃描鏡轉(zhuǎn)動的微笑震動、掃描電機的非均勻轉(zhuǎn)動控制誤差等因素的綜合影響。目前掃描角測量可達(dá)到很高的精度，如徠卡的HDS2500三維激光掃描儀的掃描角精度達(dá)到±0.5″。

2.3目標(biāo)物體反射面傾斜的影響

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

（2）

式中，S為激光發(fā)散點到物體表面上激光角點中心之間的距離。

當(dāng)掃描目標(biāo)物體傾斜時，則出現(xiàn)掃描目標(biāo)物體表面法線與激光光束方向不重合。當(dāng)表面切平面法線與激光光束方向的夾角為α，根據(jù)圖2，存在如下幾何關(guān)系：

（3）

則引起激光角點的位置的最大偏差ds

（4）

由于y/2很小，則siny/2=y/2，所以

（5）

2.4目標(biāo)物體反射表面粗糙程度的影響

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

2.5溫度、氣壓等外界環(huán)境條件的影響

溫度、氣壓等外界環(huán)境條件對激光掃描的影響主要表現(xiàn)為溫度變化對精密機械結(jié)構(gòu)關(guān)系的細(xì)微影響、掃描過程中風(fēng)的震動、激光在空氣中傳播的方向等。較差的外界環(huán)境條件對三維激光掃描數(shù)據(jù)的影響也較大。

徑向三維激光掃描儀測量的主要誤差來源于測距誤差或掃描角誤差。由于測距誤差包含固定誤差和比例誤差兩部分，其影響具有一定是規(guī)律性。如HDS2500儀器的測距誤差在50m以內(nèi)為6mm，超過50m后儀器測距誤差隨距離線性增加，在200m時達(dá)到42mm.掃描角的誤差是一種與距離有關(guān)的誤差，掃描角對掃描點的影響隨距離增大而增大。

目前，基于TOF測距技術(shù)的三維激光掃描儀已經(jīng)成為測繪領(lǐng)域的一個新的研究熱點，但是，對三維激光掃描儀的儀器設(shè)備及測量誤差的研究還很少。本文在對三維激光掃描儀的分類基礎(chǔ)之上，對徑向三維激光掃描儀器的測量誤差影響因素進行了較為全面地理論分析，并指出了測距誤差和掃描角誤差是三維激光掃描誤差的主要誤差源之一。

結(jié)束語

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

參考文獻(xiàn)

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

[2] 楊偉,劉春,劉大杰.激光掃描數(shù)據(jù)三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的精度分析[J].工程勘察,2004.

篇（7）

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-0432（2012）-11-0262-2

課程體系是實現(xiàn)高校人才培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)，是促進教學(xué)系統(tǒng)整體優(yōu)化的過程。課程體系是否科學(xué)合理，各個環(huán)節(jié)能否有效配合、協(xié)同作用，直接關(guān)系著高校人才培養(yǎng)質(zhì)量，因此研究和探索課程體系的建設(shè)與改革意義重大。2008年3～4月我校聯(lián)合中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、河北農(nóng)業(yè)大學(xué)組織開展了農(nóng)業(yè)院校課程體系及其運行狀況的調(diào)查工作，調(diào)查結(jié)果顯示我校課程體系存在以下幾個突出問題：一是學(xué)生上課門數(shù)多、課程結(jié)構(gòu)化程度低，理論學(xué)時偏多、實踐學(xué)時偏少，課內(nèi)學(xué)時偏多、課外學(xué)時偏少，必修學(xué)時偏多、選修學(xué)時偏少，課程對人才培養(yǎng)目標(biāo)的支撐程度不夠；二是課堂教學(xué)中學(xué)生主體作用發(fā)揮不充分，教學(xué)方法手段相對單一，學(xué)生對此滿意率不高；三是考核評價過于強調(diào)統(tǒng)一、彈性不足，監(jiān)控過于傾向檢查、引導(dǎo)功能沒有充分發(fā)揮，過于注重外在評價，被評價者對評價結(jié)果缺乏認(rèn)同等。學(xué)校對上述問題及存在的原因進行了深入分析，提出了一系列解決措施和辦法，取得了顯著效果。

1　啟動全校本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案修訂工作，構(gòu)建“三維目標(biāo)”為導(dǎo)向的課程體系及其運行機制

課程體系是否科學(xué)合理、各門課程之間銜接是否緊密，取決于課程結(jié)構(gòu)是否合理。課程結(jié)構(gòu)主要分為兩種類型：一是學(xué)科課程為中心的課程結(jié)構(gòu)，強調(diào)課程縱向性、條理分明、功能穩(wěn)定和便于執(zhí)行。　二是綜合化的課程結(jié)構(gòu)，強調(diào)課程橫向性、富有包容性和彈性且滿足多元化需要[1]。為提升課程結(jié)構(gòu)的綜合化程度，使課程體系更適應(yīng)社會需求的變化和人才培養(yǎng)需要，學(xué)校自2009年起利用一年的時間，對2006版人才培養(yǎng)方案進行了全面修訂。制定了《本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案修訂工作實施方案》和《吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案修訂的指導(dǎo)意見》，完成了全校56個本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案修訂工作，進一步優(yōu)化了課程結(jié)構(gòu)體系，充分滿足了大眾化階段農(nóng)業(yè)院校學(xué)生多樣化和個性化需求。

以知識和技能，過程和方法，情感、態(tài)度和價值觀，此“三維目標(biāo)”為導(dǎo)向，全面構(gòu)建課程體系，形成了以“三維目標(biāo)”為導(dǎo)向的課程體系及運行機制。該體系共分為目標(biāo)體系、實施體系、評價體系和保障體系四個子體系，其中以目標(biāo)體系為統(tǒng)領(lǐng)和核心，以實施體系為主體，以評價體系為導(dǎo)向，以保障體系為基礎(chǔ)和條件，四個子體系相互支撐、相互作用，共同構(gòu)成課程體系動態(tài)生成與調(diào)整機制。

1.1　目標(biāo)體系

主要包括三個層面：一是，宏觀的課程目標(biāo)確定層面，根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)將課程目標(biāo)分解為上述三個維度的目標(biāo)；二是中觀的課程設(shè)置層面，課程框架中基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程和素質(zhì)拓展課程三個平臺分別以上述三個維度的目標(biāo)來設(shè)計，每個平臺、每門課程均承擔(dān)實現(xiàn)三維目標(biāo)的任務(wù)，只是不同課程承擔(dān)的任務(wù)量和相互組合的比重不同；三是微觀的課程實施層面，通過問題解決、批判性思維、創(chuàng)新思維等方式將三個維度的目標(biāo)以問題或案例、實踐的形式進行整合，使三個維度的目標(biāo)形成科學(xué)、穩(wěn)定的立體結(jié)構(gòu)，相互交融，相輔相成。

1.2　實施體系

即課程教學(xué)體系，包括理論教學(xué)體系和實踐教學(xué)體系。理論教學(xué)體系由基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程、素質(zhì)拓展課程三個平臺課程構(gòu)成，實踐教學(xué)體系由實驗課程、實習(xí)、畢業(yè)論文或設(shè)計、學(xué)生創(chuàng)新實踐活動等環(huán)節(jié)構(gòu)成。我校新修訂的培養(yǎng)方案在理論和實踐教學(xué)體系方面具有以下幾個特點：

1.2.1　突出基礎(chǔ)+個性化的課程設(shè)計　突出強調(diào)了對學(xué)生構(gòu)建合理的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)起關(guān)鍵和支撐作用的核心課程，選修課比例在25%～35%之間，其中素質(zhì)拓展課程最低選修學(xué)分為15學(xué)分。課程總學(xué)時得到有效控制為突出個性選擇提供了可能。全校絕大多數(shù)專業(yè)控制在2400～2500學(xué)時之間。各專業(yè)畢業(yè)所修總學(xué)時平均壓縮107學(xué)時，壓縮基礎(chǔ)課程學(xué)時總量194學(xué)時，壓縮課內(nèi)學(xué)時總量258學(xué)時。

1.2.2　體現(xiàn)縱向延伸與橫向融合相統(tǒng)一　一方面，在課程設(shè)置中，將反映農(nóng)業(yè)科技發(fā)展和生命體成長過程的縱向鏈條向前后延伸，拓展課程內(nèi)容的歷史跨度，清晰體現(xiàn)課程內(nèi)容脈絡(luò)；另一方面，在課程內(nèi)容、方法、手段及課程與課程之間關(guān)系的橫向鏈條上，將相互聯(lián)系緊密、能夠支撐相同目標(biāo)的內(nèi)容進行有機整合，減少交叉重復(fù)，尋求課程之間的無縫對接與各種方法手段的融合變通。

篇（8）

中圖分類號：TV85文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

1激光掃描測量技術(shù)簡介

LIDAR是LIGHT DETECTION AND RANGING的首字母組合，即激光探測及測距系統(tǒng)，它是采用單個激光脈沖量測從激光源到目標(biāo)，再回到激光接收器的時間，同時結(jié)合飛機上傳感器定位、定向數(shù)據(jù)，精確量測出被測物體（目標(biāo)）的三維坐標(biāo)。

LIDAR數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由安裝于同一個飛行器上的以下幾個部分組成：

1）機載GPS，為飛機提供精確的三維坐標(biāo)。

2） 慣性測量系統(tǒng)，為激光束提供準(zhǔn)確方向。

3） 激光發(fā)射、接收裝置。

4） 反射鏡，用于將發(fā)射的激光束反射到地面。

LIDAR數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)收集到的點云數(shù)據(jù)，經(jīng)過誤差改正、求參數(shù)等，處理后可以得到高精度的數(shù)字高程模型、三維模型。采集流程如圖1.

2 激光掃描測量技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著LiDAR硬件設(shè)備的提高，DGPS高精度差分系統(tǒng)、高精度三維姿態(tài)感應(yīng)等技術(shù)的發(fā)展，LiDAR的產(chǎn)品體積、重量都在不斷減小，工作成本也繼續(xù)下降，使得此項技術(shù)真正步入實用階段。經(jīng)過數(shù)多年的研究發(fā)展，LiDAR的測量精度也達(dá)到了一個相當(dāng)高的水平，其水平測量精度達(dá)到15cm，垂直精度達(dá)到10cm?，F(xiàn)在全世界范圍，已經(jīng)有三十多種系列產(chǎn)品投入使用。

2l世紀(jì)是3s技術(shù)時代，國家大力投入、發(fā)展“數(shù)字海洋”、“數(shù)字地球”、”數(shù)字城市”，同時也對測繪工作提出了更高的要求。而激光掃描測量技術(shù)，更具有高效率、高精度、全時空測量的特點。

目前，激光測量做為一門新興技術(shù)在測量行業(yè)正逐漸被廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)的三維空間信息采集手段相比，LiDAR技術(shù)除了較高的精度之外，它還不受天氣，太陽光照射的影響，所采集到的數(shù)據(jù)，可以很輕松的進行分類提取，等等這些都是普通航測無可比擬的。因此，利用LiDAR系統(tǒng)，快速獲取大面積三維地物和地形數(shù)據(jù)，繼而生成數(shù)字高程地形模型已經(jīng)成為應(yīng)用廣泛的測量手段。

3在河道測量方面的應(yīng)用

由于激光掃描測量技術(shù)可以在大的測量區(qū)域提供高密度、高精度的測量數(shù)據(jù)且能夠識別重要地物，使得它在河道測量中得到廣泛應(yīng)用。

河道地形測量，長期以來由于江河兩岸地形復(fù)雜，條件艱苦，現(xiàn)有的陸地、船載測量儀器難以有效使用，特別是在植被茂盛的山區(qū)，GPS接收機衛(wèi)星信號差，無線電傳輸距離有限，使得現(xiàn)在的GPS-RTK難以得到固定解，測量技術(shù)效率不高，若采用全站儀，通視情況又不佳，勞動強度大，危險性高，工作效率、測量精度也難以保障，迫切需要新的測量手段和技術(shù)設(shè)備來改變這一現(xiàn)狀。

激光掃描測量技術(shù)能夠獲得高精度、高密度的高程數(shù)據(jù)，在高精度的可連續(xù)運行參考站技術(shù)和三維姿態(tài)技術(shù)的支持下，無需大量地面控制點，就可生成高精度的數(shù)字高程模型（DEM）和DTM。

水深測量部分，在激光測量技術(shù)之前，船載聲波測深系統(tǒng)是最為有效和常用的手段。LiDAR水深測量系統(tǒng)，依靠藍(lán)綠激光發(fā)射和接受設(shè)備，可以分別獲得水面和水底的高程數(shù)據(jù)。 與傳統(tǒng)的船載聲波測深系統(tǒng)相比，LiDAR測深系統(tǒng)具有很多的優(yōu)勢：首先，它不受淺水區(qū)域和陸地的影響；測深精度和幾何分辨率高，由于激光脈沖可以壓縮到很窄的時間寬度內(nèi)，向水中以納秒級脈寬發(fā)射，因此測深點密度高，精度高，水下地形圖質(zhì)量好；而且節(jié)約時間，它可以快速的對大面積水域進行測量。對于一些山區(qū)性河流，船只無法航行的水域，LiDAR測深技術(shù)將提供高效的服務(wù)。研究人員指出，LiDAR測深技術(shù)是一種極具誘惑力的測深技術(shù)，必將開創(chuàng)一個嶄新的局面。

4建議

激光測量系統(tǒng)的研究在我國引來了眾多學(xué)者的重點關(guān)注，相信不久的將來，現(xiàn)在已經(jīng)很成熟的硬件設(shè)備還會得到進一步發(fā)展，LiDAR系統(tǒng)數(shù)據(jù)后處理軟件的研發(fā)將是又一個關(guān)鍵。隨著技術(shù)的進一步發(fā)展，將越來越多的應(yīng)用到測量行業(yè)中。我們應(yīng)該時刻關(guān)注此項技術(shù)的新發(fā)展，積極主動的學(xué)習(xí)，勇敢的創(chuàng)新，為推動河道測量事業(yè)的新發(fā)展做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

5參考文獻(xiàn)：

[1] 肖雁峰機載激光雷達(dá)技術(shù)(LiDAR)在航測中的應(yīng)用實踐 2010

[2]李樹楷.劉彤.尤紅建機載三維成像系統(tǒng)[期刊論文]-地球信息科學(xué)2000(1)

[3]王健. 移動激光掃描數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用研究2006

[4]劉經(jīng)南.張小紅激光掃描測高技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀[期刊論文]-武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版)2003(2)

篇（9）

【關(guān)鍵詞】區(qū)域分析 指尖檢測 增強現(xiàn)實 交互應(yīng)用

1 基于區(qū)域分析的指尖檢測算法

1.1 改進的圖像差分算法

在傳統(tǒng)的鄰幀差法主要是通過前后兩幀的灰度值來檢測圖像中變化的區(qū)域，這種算法在目標(biāo)運動并且背景靜止的情況下是很有效果的，但是當(dāng)目標(biāo)停止運動時鄰幀差法就會失效。而背景消減法主要是通過把當(dāng)前幀和參考圖像相消減來獲取靜止的目標(biāo)物體。所以能否準(zhǔn)確分割的關(guān)鍵取決于如何選擇與更新參考圖像。

1.2 指尖的檢測識別

1.2.1 指尖模型

指尖模型包括二維模型和空間三維模型?？臻g三維手指模型可以通過提供詳盡的建模使得后面的手勢識別有很高的精確度。但是手指動作隨時都在變化，手指的空間三維模型還是很復(fù)雜而且實時計算代價很高，所以我們通過利用指尖二維平面位置檢測法來解決以上問題。

通過對手指在二維平面上各種動作的觀察，我們發(fā)現(xiàn)在手指運動并且變換各種動作時其指尖形變部位相對較小，所以我們可以把指尖的狀態(tài)看做是一個圓和一組平行線的組合?；谶@種情況，我們設(shè)計一個模型作為指尖模板，如圖1所示。在圖中，d表示的時手指的寬度，這個寬度由攝像頭和手指之間的距離來確定。

如果在二值化后，前景圖像中的目標(biāo)是1，背景是0的話，我們可以看到在指尖區(qū)域有兩個特點：

（1）在指尖的中心被一個圓包圍，這個圓是由一圈圈像素填充所繞成的，其半徑可以定義成手指的寬度；

（2）如圖1所示，在圓外的特定搜索區(qū)域內(nèi)，指尖部分是被0像素和連續(xù)的1像素所包圍。

根據(jù)形狀匹配思想，主要是通過按一個度量標(biāo)準(zhǔn)來對比匹配的物體間的相似程度來進行形狀匹配。根據(jù)這個思想，如果要想對某一模式進行識別，那么就要先準(zhǔn)備好與之相對應(yīng)的模板。因為考慮到要識別的模式其大小、方向等外部特征會發(fā)生改變的可能，所以需要對于每一種變化后的模式都要有對應(yīng)的模板，這樣才能保證真確識別。因為指尖會有各自動作變化或者會有部分被遮擋，而且不同人的手指也存在大大小小的不同，所以我們采用的指尖模板要能夠伸縮、平移以及保證旋轉(zhuǎn)時不變。

1.2.2 指尖檢測

因為攝像頭和人手之間的距離一般都是相對固定了，所以我們將手指寬度設(shè)定為5和15之間，通過一些實驗，結(jié)果表明這個值的設(shè)定對于大多手指都是適用的。在搜索區(qū)域中，其邊長相比于手指直徑，一般都要大兩到三個像素。如果這個邊長的值設(shè)置的比較大，那么計算代價就會比較大，這樣就會導(dǎo)致檢測的精度不夠高。公式1.4中的Max和Min是對前景像素在搜索區(qū)域方向上個數(shù)的限制，一般來說Min的值等同于手指寬度d，Max為Min的兩倍。

結(jié)合上述內(nèi)容，一個像素點只有同時滿足三個條件，才可以被判斷為指尖。這三個條件如下：

（1）在這個像素點得周圍區(qū)域里的前景像素一定要達(dá)到一定數(shù)量。

（2）在以這個像素點為中心的搜索區(qū)域邊界上的前景像素和背景像素各自的比例一定要合適。

（3）在搜索區(qū)域邊界上的前景像素一定要能夠直接連通。

1.2.3 指尖檢測實驗結(jié)果與分析

在實驗中，我們通過手指在投影墻壁上移動來測試以上算法能否準(zhǔn)備檢測出指尖位置。在開始的時候，我們將背景設(shè)置為藍(lán)色，手指進入背景后緩緩移動，我們可以檢測到指尖位置，用黑色的十字叉將其表示出來。

當(dāng)我們將背景從藍(lán)色變換成白色時，這時因為起始設(shè)置的藍(lán)色背景圖沒有來得及迅速更新，這時就會導(dǎo)致前景分割出現(xiàn)錯誤，當(dāng)白色的背景穩(wěn)定后，設(shè)置的背景圖片進行更換后，就可以檢測出之間的位置，如圖3所示。

2 增強現(xiàn)實中的人機交互判定與反饋

與虛擬對象交互的判定以及虛擬對象對用戶的反饋是交互模塊中主要實現(xiàn)的功能，也是系統(tǒng)中手指虛實交互的最后一個環(huán)節(jié)。

當(dāng)過以上指尖定位算法，我們能夠比較精確地檢測出指尖的位置，可以得到指尖與虛擬對象交互的有效區(qū)域，這個交互區(qū)域也就是指尖和虛擬對象相交的區(qū)域。再通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，將交互區(qū)域的二維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為空間三維坐標(biāo)。我們通過設(shè)定一個處理動作觸發(fā)的時間來對指尖動作進行判定，一般這個觸發(fā)時間是在0.5秒到一秒之間。當(dāng)指尖的觸發(fā)時間在設(shè)定的時間之內(nèi)并且指尖位置沒有很大變化的時候，就判定指尖對虛擬對象進行了觸發(fā)動作，通過程序處理，虛擬對象會根據(jù)指尖的動作做出相應(yīng)地反饋。

3 基于區(qū)域分析的指尖檢測算法在AR系統(tǒng)中的應(yīng)用

通過實驗驗證，利用基于區(qū)域分析的指尖檢測算法在大多情況下能夠準(zhǔn)確地檢測出指尖的位置，從而有效的判斷了手指與虛擬對象的交互區(qū)域。實驗運行結(jié)果如下：圖4所示為系統(tǒng)識別標(biāo)識物呈現(xiàn)出來的虛擬對象，人手指點擊虛擬對象的邊角并且拖動后，圖5為手指點擊并拖動后的交互效果。

4 結(jié)束語

手勢作為一種直觀的動作表示，在人機交互中有著無可比擬的優(yōu)勢，目前也是模式識別、計算機視覺等組多領(lǐng)域的研究熱點。但是目前的算法還是有諸多不足，包括本文介紹的基于區(qū)域分析的指尖檢測算法，也會出現(xiàn)一些誤檢情況。隨著人們研究的深入，一定會有更加高效的算法。通過高效的指尖檢測算法，未來的AR系統(tǒng)的交互將更加的實時、準(zhǔn)確，也會促進AR技術(shù)的高速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]周國眾.移動增強現(xiàn)實關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用[J].測繪與空間地理信息，2012，35（9）：140-144.

[2]唐笑.增強現(xiàn)實技術(shù)在移動互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用[J].華章，2013（2）：330-331.

[3]羅穎.基于增強現(xiàn)實的交互界面設(shè)計研究[D].華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，2012（5）.

[4]周俊威.手機增強現(xiàn)實虛實注冊關(guān)鍵技術(shù)研究[D].華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，2011.3.

[5]程志，金義富.智能手機增強現(xiàn)實系統(tǒng)的架構(gòu)及教育應(yīng)用研究[J].技術(shù)與運用，2012.8：134-138.

[6]李可歆.手持設(shè)備上基于增強現(xiàn)實的虛實交互技術(shù)的研究與應(yīng)用，青島大學(xué)碩士學(xué)位論文[D]，2010（6）.

[7]梅萍華.基于手勢的人機交互和指尖檢測算法的研究[D].中國科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，2010.

[8]顏浩.增強現(xiàn)實系統(tǒng)的人機交互技術(shù)研究與應(yīng)用[D].青島大學(xué)碩士學(xué)位論文，2011.

作者簡介

篇（10）

【中圖分類號】 R-33 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 1007-8231（2011） 08-0644-02

引言

護士長是護理系統(tǒng)的基層領(lǐng)導(dǎo)干部，是科室護理工作的具體領(lǐng)導(dǎo)者和指揮者。如何提高護士長領(lǐng)導(dǎo)效能也放在了重要的位置。目前的研究成果表明，提高護士長管理效能的各因素大多與轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)行為的子行為有很高的契合度。本文從系統(tǒng)的角度出發(fā)，把影響護士長領(lǐng)導(dǎo)效能較高的各因素歸納整合在一個系統(tǒng)里面來思考，構(gòu)建了轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)行為下護士長領(lǐng)導(dǎo)效能的三維模型結(jié)構(gòu)。本模型便于直觀地分析領(lǐng)導(dǎo)效能，加入目標(biāo)函數(shù)也可進行量化的數(shù)值分析。

1基本構(gòu)念的內(nèi)涵、特征

1.1轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)理論

轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)理論源自Dowmton (1973)的研究，領(lǐng)導(dǎo)者對部屬的影響方式是基于交易或部屬承諾等不同層次上，二者分別是交易型和轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)理論的源頭。Burns認(rèn)為交易型領(lǐng)導(dǎo)者是以交換權(quán)利換取部屬的服從；而轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)者是以自身魅力，給部屬愿景并給以激勵、人本關(guān)懷，讓部屬自愿跟隨，建立相互信任的氛圍促使部屬完成目標(biāo)。Bass[16]（1985）在Burns的基礎(chǔ)上，提出了轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)理論，認(rèn)為轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)包括四個重要成分：魅力領(lǐng)導(dǎo)、精神激勵、個體化關(guān)懷、智力激發(fā)。

1.2領(lǐng)導(dǎo)效能的內(nèi)涵與特征

對于領(lǐng)導(dǎo)效能的定義，因研究者所關(guān)注的不同而有很大的差異。臺灣學(xué)者邱勝濱(2000)側(cè)重于組織目標(biāo)完成的程度及成員的滿意程度，鄭智文(2002)指出領(lǐng)導(dǎo)效能是指客觀的評量組織的表現(xiàn)、組織成員對領(lǐng)導(dǎo)者的知覺與態(tài)度，以及組織成員在組織中的認(rèn)同及滿足感為評估的層面。夏明（2001）認(rèn)為領(lǐng)導(dǎo)效能就是一個群體執(zhí)行其基本分配任務(wù)所取得成功的程度。因此，研究領(lǐng)導(dǎo)效能就是研究尋求一種有效的領(lǐng)導(dǎo)。[10]秦夢群(2000)指出領(lǐng)導(dǎo)效能是領(lǐng)導(dǎo)行為最終的結(jié)果，應(yīng)包含組織氣候、生產(chǎn)成果、目標(biāo)達(dá)成率與部屬滿意度。臺灣學(xué)者蘇國禎(2000)定義領(lǐng)導(dǎo)效能為在其責(zé)任范圍內(nèi)，透過其領(lǐng)導(dǎo)行為，影響部屬和組織所有活動，達(dá)成目標(biāo)的程度。也有學(xué)者僅以領(lǐng)導(dǎo)結(jié)果或成效為領(lǐng)導(dǎo)效能的標(biāo)準(zhǔn)。Reddin (1970 )就將領(lǐng)導(dǎo)效能界定為完成任務(wù)的成功程度。[11]但歸結(jié)起來其最終目的還是在評估其組織目標(biāo)完成的程度與成員的滿意程度。

本文選擇這個定義，即領(lǐng)導(dǎo)效能是指領(lǐng)導(dǎo)者實施領(lǐng)導(dǎo)的行為能力、工作成績及其工作與投入所取得的整體效率，即實現(xiàn)領(lǐng)導(dǎo)目標(biāo)的領(lǐng)導(dǎo)能力和所獲得的領(lǐng)導(dǎo)效率與領(lǐng)導(dǎo)效益的系統(tǒng)綜合。[12]

2護士長轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)行為下領(lǐng)導(dǎo)效能三維模型的構(gòu)建及分析

根據(jù)對轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)理論和領(lǐng)導(dǎo)效能兩個構(gòu)念的界定和闡述，回顧目前對護士長管理研究，發(fā)現(xiàn)研究者所涉及的范圍多從屬于領(lǐng)導(dǎo)效能的范疇，而綜述結(jié)果也顯示，護士長的有效管理中的領(lǐng)導(dǎo)行為和轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)行為有很高的契合度。筆者在此基礎(chǔ)上建立護士長轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)行為下領(lǐng)導(dǎo)效能的三維模型（見下圖），包含三個維度：護士長綜合素質(zhì)維、轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)行為維、領(lǐng)導(dǎo)效能評價維。下文將結(jié)合相關(guān)研究，詳述各維度構(gòu)念的內(nèi)容及對護士長管理方面的意義。

護士長轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)行為下領(lǐng)導(dǎo)效能的三維結(jié)構(gòu)示意圖

2.1護士長綜合素質(zhì)維

護士長的角色在過去20年里隨醫(yī)療保健體制的改革產(chǎn)生了很大的改變，護士長是醫(yī)院護理系統(tǒng)中的管理者，具有信息溝通及協(xié)調(diào)科室內(nèi)外關(guān)系的橋梁作用，擔(dān)負(fù)著科室以及所屬病房管理和?？谱o理業(yè)務(wù)技術(shù)的直接導(dǎo)任務(wù)。[1]因此，具有較高的政治素養(yǎng)、嫻熟的業(yè)務(wù)知識技能、優(yōu)秀的管理能力以及良好的人際關(guān)系，是護士長做好護理工作提高護理質(zhì)量必備的綜合素質(zhì)。

1、思想政治素養(yǎng)

第42屆南丁格爾獎獲得者王文珍強調(diào)護士長要有高度的責(zé)任心與細(xì)膩的愛心，而二者對思想政治覺悟都有較高的要求，較高的政治素養(yǎng)是做好護理工作的前提，護士長應(yīng)具有高度的政治覺悟，有熱愛生命的情感和愛崗敬業(yè)無私奉獻(xiàn)的精神，具有高尚的職業(yè)道德和科學(xué)的工作態(tài)度。[2]

2、職業(yè)素養(yǎng)

護士長職業(yè)素質(zhì)是指護士長在其職業(yè)生活中，調(diào)節(jié)和處理與他人、社會、集體關(guān)系所應(yīng)遵守的基本行為規(guī)范和行為準(zhǔn)則。護士長職業(yè)素質(zhì)主要由職業(yè)理想、職業(yè)責(zé)任、職業(yè)技能、職業(yè)作風(fēng)、職業(yè)態(tài)度、職業(yè)紀(jì)律、職業(yè)榮譽和職業(yè)良心等因素構(gòu)成。職業(yè)素養(yǎng)注重強調(diào)護士長的專業(yè)業(yè)務(wù)知識和職業(yè)技能，

3、人際關(guān)系

協(xié)調(diào)人際關(guān)系的藝術(shù)是護士長綜合素質(zhì)的重要內(nèi)容。美國麻省理工學(xué)院的護理學(xué)者提出《面向2020年：未來護理管理者培訓(xùn)計劃》，認(rèn)為人際關(guān)系是護理管理者成功的關(guān)鍵。[13]李秋潔（2010）運用Delphi法分析護士長管理技能的研究表明，良好的人際溝通與協(xié)調(diào)能力對護士長很重要，專家對此意見一致性也很高。而人際關(guān)系的處理多需要有效溝通。

4、管理技能

李秋潔（2010）選取在哈爾濱、沈陽、武漢等地的三級甲等醫(yī)院或護理學(xué)事護理管理工作5年及以上的護理管理專家，運用Delphi法總結(jié)分析了護士長應(yīng)具備的管理技能，其中專家意見較一致的條目為人際溝通與協(xié)調(diào)能力、及時發(fā)現(xiàn)及解決問題能力、突發(fā)事件的應(yīng)急處理能力、時間管理和安排工作重點、指導(dǎo)與監(jiān)督、創(chuàng)建高效率工作團隊和激勵部屬。[1]

2.2轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)行為維

涂海霞（2007）等調(diào)查表明，護士長采取交易型領(lǐng)導(dǎo)方式的頻率高于采取轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)方式，轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)方式下魅力領(lǐng)導(dǎo)、精神激勵、個體化關(guān)懷、智力激發(fā)與護士的工作滿意度呈正相關(guān)，護士對護士長的滿意度增加，對病房工作人員之間的溝通滿意度增加。護理管理者的轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)方式是一種優(yōu)秀的領(lǐng)導(dǎo)方式，不僅可增強護士的組織承諾、提高護士的工作滿意度、降低護士的離職率，而且可預(yù)測護士的工作業(yè)績。[4]護士長管理中，其轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)行為主要有以下四個子元素：魅力領(lǐng)導(dǎo)、精神激勵、個體化關(guān)懷、智力激發(fā)。

1、魅力領(lǐng)導(dǎo)

Bass于1990年提出了魅力型領(lǐng)導(dǎo)的概念，魅力型領(lǐng)導(dǎo)行為主要體現(xiàn)在領(lǐng)導(dǎo)和追隨者有共同的愿景，最近的一些研究中達(dá)成共識，認(rèn)為魅力型領(lǐng)導(dǎo)和轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)間沒有主要區(qū)別，將魅力型領(lǐng)導(dǎo)歸于轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)中，作為轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)行為里面的一個維度。[6]轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)在領(lǐng)導(dǎo)部屬時，會提出較高的倫理和道德標(biāo)準(zhǔn)來影響部屬，與部屬共同分擔(dān)風(fēng)險，更多地考慮部屬的需求而不是個人需求。通過這些行為，轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)獲得下屬的欽佩、尊重與信任。[5]

2、精神激勵

轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)善于鼓舞部屬的工作動機，透過賦予有意義、挑戰(zhàn)性的工作給某些下屬團體，充分激起部屬的工作積極性，培養(yǎng)團隊精神。使小組的團隊精神、工作熱情、樂觀工作的心態(tài)得以展現(xiàn)。胡雁等（1999）的調(diào)查研究表明，護士長主要領(lǐng)導(dǎo)方式是“榜樣作用”和“煥發(fā)民心”，護士長的“激勵作用”是提高護士的組織凝聚力、工作滿意度的重要領(lǐng)導(dǎo)方式，護士長是否能夠“挑戰(zhàn)工作過程”是影響護士工作業(yè)績的重要因素；[3]

3、個體化關(guān)懷

護士長應(yīng)該扮演老師的角色、重視部屬的個別需求，接受并且尊重部屬個別差異，發(fā)揮各自的優(yōu)勢。如今以“疾病”為中心的功能制護理模式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴叭恕睘橹行牡恼w護理模式，更強調(diào)護理中的人本理念、個體化關(guān)懷。徐文揚[14]實證研究表明，護士長對部屬進行個體化的關(guān)懷，利于提高部屬的服務(wù)質(zhì)量和工作效率。

4、智力激發(fā)

轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)為部屬能力的發(fā)揮是組織發(fā)展的關(guān)鍵。護士長應(yīng)該鼓勵部屬以創(chuàng)造性或者革新的方法去解決問題，不對犯錯的部屬提出公開批評，重視部屬解決問題的過程與發(fā)現(xiàn)問題的能力，提倡一個有助于學(xué)習(xí)的組織氣候與環(huán)境讓部屬學(xué)習(xí)、使之能力提升。

2.3領(lǐng)導(dǎo)效能評價維

1、轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)的測量

主要測量工具有MLQ和LPI。MLQ（Multifactors Leadership Questionnaire）于1992年由Bass和B.J.Avolio編制，是一種根據(jù)轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)理論測量領(lǐng)導(dǎo)行為的問卷測量工具，對轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)行為的4個維度，即魅力領(lǐng)導(dǎo)、精神激勵、個體化關(guān)懷、智力激發(fā)得分按行為發(fā)生的頻率，從未有過等于0，總是等于4，MLQ已被應(yīng)用于多個領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)測量。LPI（The Leadership Practices Inventory）是James M. Kouzes和Barry Z. Posner (1987)編制的領(lǐng)導(dǎo)行為量表，LPI量表在國外已成為研究轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)行為的有效工具，以Likert尺度（等距法的尺度）5點計分法。量表共有五個維度，即挑戰(zhàn)陳規(guī)、達(dá)成共識、調(diào)動成員、模范表率、激發(fā)熱情，每個維度包括6個項目，共30個項目。LPI有很好的信度和效度。[4]

2、領(lǐng)導(dǎo)效能評價維度與指標(biāo)

領(lǐng)導(dǎo)效能是實現(xiàn)領(lǐng)導(dǎo)目標(biāo)的領(lǐng)導(dǎo)能力和所獲得的領(lǐng)導(dǎo)效率與領(lǐng)導(dǎo)效益的系統(tǒng)綜合。因此領(lǐng)導(dǎo)效能的評價維度十分復(fù)雜，其包含的范圍非常廣泛，有組織的工作績效與成長、組織應(yīng)付挑戰(zhàn)或?qū)ξC的處理應(yīng)變能力、部屬對領(lǐng)導(dǎo)者的滿意度、部屬對組織目標(biāo)的承諾、部屬的發(fā)展及其心理健康、領(lǐng)導(dǎo)者在團體中高層職位上的任期以及領(lǐng)導(dǎo)者在組織中的晉升等。

3研究結(jié)果和意義。

本文從系統(tǒng)的角度出發(fā)，把影響護士長領(lǐng)導(dǎo)效能較高的各因素歸納整合在一個系統(tǒng)里面來思考，構(gòu)建了轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)行為下護士長領(lǐng)導(dǎo)效能的三維模型結(jié)構(gòu)。本模型便于直觀地分析領(lǐng)導(dǎo)效能，給護士長管理實踐者參考思路，給護士長管理研究者提供新的視角，對于護士長管理的研究和實踐有指導(dǎo)作用。本文不足之處在于對護士長轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)行為下的領(lǐng)導(dǎo)效能的研究中，缺少較多的實證研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 李秋潔,護士長應(yīng)具備的管理技能的研究.護理管理雜志[J],2010年3月10卷3期.

[2] 闞秀芬.淺談護士長素質(zhì)及護理管理技巧.中外醫(yī)療[J],2011 NO.13.

[3] 胡雁,楊英華,馬敏芝,呂探云,王蓓玲,Donna McNeese.Smith.關(guān)于護士長領(lǐng)導(dǎo)方式與護士工作效率的研究.中華護理雜志[J],1999年第8期第34卷 護理研究.

[4] 涂海霞.病房護士長領(lǐng)導(dǎo)方式與護士工作滿意度的相關(guān)研究.中國醫(yī)科大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文.2008.

[5] 侯堂柱.轉(zhuǎn)換型、交易型領(lǐng)導(dǎo)行為與領(lǐng)導(dǎo)效能關(guān)系之研究.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文.2006.

[6] 孟慧,趙娟,俞文釗.轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)、員工自我效能感私績效的相關(guān)研究綜述.人類工效學(xué)[J],2002年12月第8卷第4期.

[7] Bass, B. M. (1985), Leadership and performance beyond Expectations [M].New York: Free Press.

[8] Bass, B. M. (1990).From transactional to transformational leadership: Learning to share the vision. Organizational Dynamics, Winter.

[9] 涂海霞,王艷梅.護理領(lǐng)域轉(zhuǎn)換型領(lǐng)導(dǎo)方式的研究進展.護理管理雜志[J],2007年10期.

[10] 夏明.領(lǐng)導(dǎo)效能理論.探討理論學(xué)刊[J],1998年第4期.

[11] 田佳.高校中層管理者的領(lǐng)導(dǎo)行為與領(lǐng)導(dǎo)效能研究.華中師范大學(xué)學(xué)位論文碩士論文.2007.