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关键词:倒车影像处理 COMS图像传感器 RGBS信号 视频转换
中图分类号:U463.6 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)03(a)-000-02
随着汽车家庭普及的全球化以及行车停车的拥挤,摄像头辅助倒车系统已经成为了汽车的必备部分。由于COMS图像传感器的低成本、低功耗等优点,使之被广泛应用于车载摄像头中。现今市面上多款车型的原装显示屏是以RGBS信号输入,所以如何将COMS图像传感器输出的YCrCb格式的图像转化为RGBS格式成为该文要解决的重点。
1 总体方案设计
2 系统硬件的设计
2.1 电源电路的设计
由于各芯片所需电压值均不一致,须根据各芯片数据手册选择
合适的电源,满足需求。在本设计中,倒车摄像头中COMS图像传感器芯片选择APTINA汽车级芯片MT9V139。汽车电源为12 V,为给各芯片供电,需要搭建电压转换电路,应用于PCB电路板上的电源转换主要用DC-DC方式。DC-DC转换器的优点是可输出电流大、静态电流小、效率高等,但其开关噪音较大且占用PCB的面积较大,系统较复杂。而线性稳压器LDO的成本低、噪音小、静态电流也较小,电路简单,但其只适合输入输出压差小、输出电流小的电路。根据这两者的优缺点,本设计采用两级电压转换,第一次采用DC-DC,第二级采用LDO。
本设计中选择LINEAR公司的LT3970电源芯片作为电压转换电路的第一级转换,将12 V电压转换为3.3 V。LT3970是一款可调频率、单片式、降压型开关稳压器,它的输入电压范围高达40 V,且只需消耗2.5 μA的静态电流。在低输出电流条件下,低纹波突发模式操作保持了高效率,且其输出文波在典型电路中可抑制在5 mV以下。该器件最大的优点是封装小,易于摄像头内部电路的搭建。第二级电源转换采用LINEAR公司的LTC1844系列电源芯片,将3.3 V电压分别转换为1.8 V、2.5 V、2.8 V。此款芯片输入电压范围很宽:1.6 ~6.5 V,且静态电流很低,不仅减少了对电源的电压要求,而且降低了功耗。
2.2视频转换电路的设计
COMS图像传感器选择MT9V139芯片,它是一款高清感光度图像传感器,此芯片集成了单片机芯片系统,可提供非常出色的低照度效果,最低照度可达到0.01LUX,超过人们对CCD传感器的预期需求,而且在夜视环境下还具有优异的近红外(NIR)响应性能,此芯片还具有体积小、功耗低等优点。
通过COMS图像传感器采集到的图像信息,以YUV格式通过8位输出端传送到CH7026的8位输入端,由LPC11C24对CH7026进行配置后,将YUV格式数字信号转换为RGBS模拟信号,再通过滤波电路对信号进行去噪提取,传送到显示屏上。视频信号转换电路如图2所示。
3 系统软件的设计与调试
本设计软件调试部分的整体思路是通过微控制器LPC11C24对COMS图像传感器及CH7026进行配置,完成图像采集及输出视频信号转换的过程。主要用到总线进行配置及串口通信。
由于本设计需要采用两个总线接口,所以采用LPC11C24的GPIO口模拟总线的方式进行编程。CH7026的接口SCL、SDA分别接LPC11C24的PIO2_7和PIO2_8端口,MT9V139的接口SCLK、SDATA分别接LPC11C24的PIO0_10和PIO0_9端口。
参考文献
[1] 顾晓.基于大面阵CMOS图像传感器的智能相机研究[D].中国科学院研究生院,2005.
[2] 王柏盛.C程序设计[M].北京:高等教育出版社,2004.
[3] 夏路易,石宗义.电路原理图与电路板设计[M].北京:北京希望电子出版社,2002.
【关键词】无人机;遥感测绘;影像处理
无人机与有人机相比,优势主要体现在三个方面:一是,极高的机动性。由于无人机空间的局限性,无人机整体重量不重,在速度、范围上有很大的提升空间;二是,极强的环境适应性。无人机不需要专门的起降场,而且对气象条件的要求也不高,从而使工作效率大大提升;三是,极好的经济性。飞机价格适当,一般的公司都具备购买能力。但是,有优势就有劣势。航拍的质量、重叠角度的误差、漏拍等问题也一直存在。如何把无人机在航拍上的功能充分发挥出来并提高无人机数码遥感测绘系统的准确性,是我们现在研究的重点。
1 系统集成
我国目前的无人机主要分为两种:固定翼无人机和无人直升机。本文所进行研究探讨的无人机是固定翼飞机。平台则是“双发”型无人机飞行平台,飞机的抗风性能好,有效载荷大,能够满足辅助设备的安装所占用的空间。微型无人机遥感系统由于受飞行平台的制约,体积和重量较大的专业的航空摄影机都不能采用,因此,我们一般采用的是数码相机。在选用数码相机的时候,我们主要关注一下几点:一是,CCD分辨率与CCD器件尺寸。CCD器件上像素越多,分辨率就越高。二是,影像质量。由于遥感应用需要高质量的数字影像,所以影像文件的存储应采用TIFF、RAW等无损的文件存储格式。三是,感光度指标。用于航拍的数码相机应该具有较宽的感光度范围。四是,存储介质。应采用可移动储存介质较大的CF卡为主。除此之外,还有很多需要注意的问题,工作人员要具体问题具体分析。如图1所示,微型无人机遥感系统组成。
室内作业和场外作业两部分是微型航空遥感系统运行的主要部分。室内作业设备主要是专业的图像处理设备。而场外作业的目的主要是获取高质量的遥感影像。微型无人机航空遥感系统一般可以完成半径150千米以内的超视距自主遥感业务飞行。
2 飞行试验
在确定好无人机试验的准备工作后,针对不同的地形地貌,进行多次的调试和试验。试验的主要目的是为了研究无人机遥感系统的成像能力,进行了三次试验。第三次总结了前两次的经验,以在某地拍摄获取的400张影像数据为例,飞行速度为80km/h,航高750m,航向重叠75%,旁向重叠为50%,设计航道7条,覆盖面积为3500×2000m?,单片覆盖约725×500m?并装有稳定平台。
按照一般的航空遥感要求,拍摄时航向重叠率在53%到60%之间,旁向重叠率在15%到30%之间,因此,考虑到本次实验中出现的各种问题,我们将航向重叠率为75%,旁向重叠率为50%。而航迹因为天气较好的缘故与预定航线偏差控制在1s内。由于地区的局域性限制,在最后生成的影像中,除去非航道上拍摄的大约140张不能用之外,剩下的250多张的影像在我们的要求范围内。
在无人机进行切换航带时,由于设计的飞行航线太短造成拍摄航带时的航迹角偏差比较大。在后来的第三次飞行中安装了稳定平台。在之前没有安装的时候角度偏差有的达到了8°,当增加了稳定平台后,控制在5°以内,使得影像在处理和拼接有了改进。至此,实验的目的达到。
3 无人机影像的获取及处理
3.1 无人机影像的获取
无人机的遥感系统主要由三个方面组成:空中控制系统、地面控制系统及数据后处理系统。在无人机影像采集时,具体的操作流程有以下四个步骤:一,进行合理的航迹规划,将规划好的航线载入到控制系统;二,控制无人机按照航线飞行,进行拍摄;三,将无人机拍摄的影像进行存储并将数据发回地面控制系统;四,在完成一系列的任务后,结束飞行与拍摄。
3.2 无人机影像的处理
在获取无人机拍摄的影像资料后,应该先进行检查。检查的步骤具体如下:第一步,确定每一张原始获得的影像数据都能够正常打开并且各方面的数据都是完整的、准确的;第二步,对数据进行抽查。主要检查每张影像是否存在拍摄问题和拍摄中是否受到云或者雾等天气状况的影响;第三步,确定坐标。拍摄地点的坐标有时会与影像中的坐标产生误差,如果遇到这种情况应该及时做好记录,对其作出细致的检查;第四步,对无人机的航向重叠度、旁向重叠度等方面进行检查。
3.2.1 影像的预处理
无人机上搭载的成像设备是数码相机。数码相机内的内方位元素和畸变差对相机的成像效果有着较大的影响。因此,在对影像处理前应该先要对数码相机进行检查,而且还要针对不同的型号的相机进行不同的方法处理畸变差,从而使影像的质量得到较大的提高。
在一系列的检查之后,修正后的影像需要进行均色处理,使影像在亮度、灰度、纹理等方面保持一致。
3.2.2 影像的匹配
处理遥感影像数据的关键步骤之一是对影像进行匹配。进行特征的影像匹配法首先要在每幅影像上提取特征点,然后对不同影像上的特征进行匹配,利用SIFT特征自动匹配法和RANSAC算法对影像进行处理和优化,能够快速得到高质量的影响。
3.2.3 全景影像图的拼接
全景影像图主要是针对无人机进行航拍时有无漏拍或是影像的重叠度能否达到要求而做的检查。而且与正射影像图相比,它能够不依据控制点的数据,只需要影像上的匹配点便可以直接快速拼接出全景影像图。
3.2.4 区域网的空中三角测量
控制点和检查点的精确值可以让我们对所获得整体数据的精准度有一个充分的了解,对区域网的空中三角测量,可以在必要时采取一定的措施来提高整体结果的准确性。
3.2.5 制作正射影像以及精度检查
在完成对空中三角测量后,便可以进行正射影像的制作。利用实验区的DEM配合之前得到的方位数据和匹配点对影像进行处理,最终得到精准的正射影像。在得到正射影像的基础上,我们还要对它的准确度进行检查,找出其中的误差,以便得到正确的正射影像。
在本次的实验过程中,根据无人机采集的遥感影像的数据特点:无框标、无准确的定向,无地理参考等问题,做了以下处理方法:
(1)在每张裁剪后的照片后面加上地理参考;
(2)将影像加上UTM投影信息,使影像的变形率小;
(3)将图片进行高分辨率的处理并放到格网中进行剪裁,结合地面GPS点地形图进行几何定位最后通过mosaic合成一张大图片。
4 存在的问题及改进方法
通过对飞行试验和后续影像处理,我们可以看出以下几点问题:
(1)气象因素的影响。无人机在进行影像采集时受到天气状况的影响是不可避免的,因此,我们应该更好的改进飞机的硬件设施的稳定性。
(2)几何纠正的精准度。几何纠正的精准度在很大程度上影响了野外GCP点的采集情况。因此,我们要提高野外GCP点的利用率,就必须仔细参考实验区域内现有的影像图或者地形图等资料。
(3)自动拼接软件的分辨率过低。我国目前为止对于专业的处理大数据量小飞机航拍的软件相当缺失,致使工作量增大、对于在民用航拍的推广难以进行。
5 结束语
从以上的分析可以看出,无人机在目前只能满足摄影测量的基本要求。在本次的实验中,无人机获取的影像资料加上已有的区域高分辨率率的影像配以大比例的地形图,使区域内达0.1m的高分辨率影像的获得证实了这个实验的可行度。在以后无人机在很多行业都会得到广泛的应用,而影像像幅小、影像倾斜角过大、重叠度不规则等问题研究与改进工作也应当近一步的加深。
参考文献:
[1]毕凯.无人机数码遥感测绘系统集成及影像处理研究[D].中国测绘科学研究院,2009.
关键词:高分辨率遥感 ENVI 图像预处理 解译
中图分类号:P2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)12(c)-00-02
着信息技术的快速发展,卫星遥感技术得到了突破性进展,随着商用卫星IKONOS,QuickBird相继发射成功,卫星遥感突破了米级空间分辨率的局限,极大地促进了各应用行业的科技进步和管理水平。
遥感在国土资源调查评价、土地利用动态监测、土地更新调查以及大中比例尺地形图测绘等方面已取得显著成绩。该文主要介绍高分辨率遥感数据的预处理及图像解译。
1 卫星遥感技术的应用优势
早期的土地整理使用的基础图件为数年前的土地利用现状图,已经变化的土地利用情况则采用实地调查的方式进行部分变更,以变更后的土地利用现状图为底图进行土地整理规划和设计。由于土地利用现状图存在精度不足及时效性的限制,同时受客观条件及主观因素影响,规划和设计的精度较低。目前的土地整理项目对项目区地形图的精度和现势性要求都较高,单靠野外数字化采集数据方法可靠、精度也较高,但外业工作量大,且在地貌起伏大、植被覆盖好的地段施测困难。应用卫星遥感技术可以充分发挥遥感技术的优越性,能够快速及时获取土地整理区域的多时相数据,最大程度地保证监测的及时性及现势性,有效降低人为因素干扰,客观反映实际情况,减少地形、地貌、海拔、气候等自然因素的影响,最大程度地节省人力、物力和财力。随着高分辨率遥感影像的普遍应用以及遥感数字影像分类技术的发展,在专业的地理信息系统软件平台下,通过人机交互解译,根据影像中各地类、地物的色调、形状、阴影、纹理、位置和大小等特征,可直接勾绘出土地整理区域内各地类地物边界,同时赋予所勾绘的地物各种属性,以便进行下一步的数据统计与汇总工作,使工作效率大大提高,这一技术方法具有周期短、精度高、可操作性强、信息提取和更新速度快等特点。
2 研究方法
2.1 总体思路
2.1.1 数据源的选择
首先要根据实际需要购买遥感影像数据源。影像分辨率是决定影像精度的一个重要指标,影像精度要满足相应比例尺地图对于影像识别能力和成图精度要求,同时又要考虑成本。冗余的分辨率会增加卫星影像购买成本和加重数据处理的负担;而若分辨率达不到一定要求,就无法判读细小的地物、降低卫星影像图视觉上形象、逼真的效果,满足不了成图精度。因此我们在选择数据源时,并不是分辨率越高就越好,而是要针对现实情况,综合考虑成本、数据的可得性、成图比例尺等因素。QuickBird遥感影像,重访周期1~6 d,现势性好,地面分辨率高(全色波段为0.61 m,多光谱为2.44 m),空间纹理清晰息。其多光谱波段光谱信息丰富,进行屏幕矢量化时,成图比例尺可达1∶10000或1∶5000;全色波段分辨率高达0.61 m,但因影像上地物颜色比较一致,无法准确分辨地面复杂地物。因此,有必要进行二者之间的数据融合,在保留QuickBird多光谱影像丰富的光谱信息的前提下提高其分辨率,增强图像的视觉效果,提高地物判读准确性,一般来说,融合后的数据可以满足精度1∶2000比例尺图件成图的需要。图1是部分融合后的QuickBird影像图。
其次,遥感影像分辨率的选择除了考虑不同比尺成图对影像分辨率的要求,还要考虑现有可获的遥感影像产品规格,在好几种遥感数据都能满足成图比例尺的情况下,要考虑的是数据源的稳定性、性价比以及选择这种卫星的何种等级的数据产品。
再次,遥感影像的拍摄时间、拍摄时的天气状况也是选择数据源时要考虑的。在土地整理工作中制作项目区地形图,为保证现势性,我们要尽量使用最新日期拍摄的数据为保证地面地物不被遮盖,要尽量选择无云或云量尽可能少的数据源。
2.1.2 遥感数据处理
这里所说的遥感数据处理是指供应商提供的影像到提供给作业员进行影像解译之间的一系列处理,影像处理的质量也直接影响更新精度。影像提供给用户之前一般都会根据用户的要求进行各种不同级别的处理。作为地形图测绘,首先是 要将影像处理成正射影像,这时就需要供应商提供IA级的处理(经过辐射校正、CCD探测器阵列均衡化处理),其它校正由用户
完成。
该文选择ENV图像处理软件对卫星数据光谱特性的分析和图像增强处理。
值得说明的是,在对遥感影像进行正射校正时,包括控制点选择、纠正模型选取、几何纠正精度检查等。纠正计算的方法主要有物理模型、多项式和逐微分纠正几种方式。多项式的校正精度与地面控制点(即GCP)的精度、分布和数量及校正影像的范围有关,对于二次多项式来说,适当地增加GCP的数量可提高几何精校正精度。GCP的均匀分布以及GCP的位置精度高,均可提高几何校正精度。若GCP太少或其自身的定位误差大,或分布不均匀,都会给整个图像校正带来较大影响。在实际工作中,也可以采用RTK技术野外采集控制点的方法来对遥感影像进行校正。
2.2 实现过程
2.2.1 室内解译
该文选择在ENVI软件环境中进行解译和矢量图绘制,解译标志是遥感图象上能直接反映和判别地物信息的影像特征,它是室内解译的依据。主要从目标地物的大小、形状、阴影、色调、纹理、图型和位置与周围的关系等推断出目标地物的属性等相关信息。外业调查是内业解译的基础。通过实地调查,了解研究区的自然、社会、经济状况和水土流失特点、水土保持治理措施等情况,并建立实际地类与影像的对应关系,即影像解译标志。对于QuickBird这样的高分辨率影像的解译标志比较好判断,从图像上基本可以辨别出地物类别。我们在土地整理工作的实际操作也只需要将居民点、道路、沟渠、林地、园地、旱地等地类特征直接沿影像特征的边缘准确勾划出地类界线,进行图斑勾绘。如图2所示。
在进行室内解译时主要遵循以下原则:
(1)多尺度宏观原则:在详细解译之前,首先对影像总体轮廓和研究区生态概况进行研究,以获取整个研究区宏观生态分布类型。
(2)先易后难,循序渐进原则:整个遥感图像目视解译工作往往比较复杂,反复枯燥,工作量较大,需要有足够的耐心,可遵循先易后难,循序渐进的原则。
2.2.2 外业调绘
室内解译过程结束后,要将解译结果带到野外进行实地验证,验证的主要内容是检查解译图各图斑的划分与实际情况的一致性和范围界限的准确性,对解译有误的地方重新进行解译与修改;利用GPS先布设好图根控制点,实测控制点坐标,采集图斑实地边界和新增线状地物的坐标数据及相关几何数据,并实地调查该变化图斑的位置、土地利用状况等属性,将其填写外业记录表上.并绘制外业调绘图。
2.2.3 地形图的制作
将野外采集的各种数据上传至电脑中,在GIS平台下利用数字成图系统,对变化图斑和新增图斑以及新增线状地物进行矢量勾绘,并建立完整的拓扑关系,利用软件相关功能计算出图斑变化面积,再根据外业调查、量测情况,经过添加高程信息,进而编绘生成地形图。主要技术流程见图3。
3 应用中要注意的问题
在利用高分辨率遥感影像数据进行土地整理的地形图制作时,有以下两点问题需要注意:
1)目前土地利用数据信息或图斑变化主要依靠目视解译方法来判读,造成了它易受人为因素影响的局限性,例如:一条干涸的小河流就有可能在卫星遥感图上被误判为一条沙石路;公路两侧的干沟渠被误判为道路等,这就要求作业人员具有丰富的专业知识和作业经验。
2)室内解译完成之后一定要进行外业调绘,尤其是一些新增的线状地物或零星地物,决不能主观臆断,一些在图上难以判断的图斑必须到实地去调查是否变化及测量变化前后的面积,其位置无法在图上直接标出时必须进行实地的野外测量。
4 结语
随着遥感技术的发展,遥感技术将成为土地调查的重要手段,高分辨率遥感影像数据具有现势性好、空间、时间分辨率高等优点,能及时、准确、快速地反映土地利用变化情况,将成为获取土地利用变化的重要信息源。与传统的土地调查方法比较,利用高分辨率遥感影像调查具有快速、省时、省力等特点,能基本满足现代土地利用调查的
需要。
参考文献
[1] 党安荣,王晓栋,陈晓峰,等.ERDAS IMAGINE遥感影像处理方法[M].北京:清华大学出版社,2003.
关键词:软件;ENVI;MODIS;应用
引言
ENVI软件是一种遥感图像处理软件,是处理、分析并显示多光谱数据、高光谱数据和雷达数据的高级工具,直观且功能强大,获2001年美国权威机构NIMA遥感软件测评第一。可广泛应用于地质、林业、农业、模式识别、军事、自然资源勘探、水/海岸资源管理、环境和土地利用管理等部门。EOS-MODIS影像具有36个波段和250~1000m的地面分辨率,利用ENVI软件可对其进行处理和分析。
1遥感图像处理系统ENVI主要功能
1.1数据输入输出格式
在数据接口方面,ENVI支持众多数据格式,可方便的读入信息源和输出成果,在ENVI中处理分析的专题图可在多种常用RS/GIS软件中显示。ENVI支持输入格式:TIFF、JPEG、BMP等通用图像格式;ARC/Info Images(.bil)、ArcViewShape(.shp)、AutoCAD DXF、MapInfo(.mid)等矢量格式;LandsatTM、SPOT、IKONOS、AVHRR、MODIS、Radar、Thermal、Military等遥感数据格式;PCI(.pix)、ERMapper、ERDAS IMAGINE等遥感软件格式;及ASCII、DOQ等数据格式。ENVI支持的输出格式为ARC/Info Images(.bil)、ArcView Shape(.shp)、ASCII、BMP、ERDAS7.5(.lan)、ERMAPPER、GIF、PCI、RGB等。
1.2交互式分析
1.2.1感兴趣区(ROI)
使用提供的多边形、线段和像素工具可交互式定义感兴趣区;允许多个ROIs合并成一个ROI;可将整个ROI区转换成点;可将一幅图像里的ROIs通过地理坐标转换到另一幅图像里;可通过输入带有像元位置或地理坐标的ASCII文件来定义ROI;可用2-D散度图曲线或N-D散度分析器来定义ROI;可用区域生长来定义ROI;在ROI分析功能中,可以计算多个ROIs的交集,并用计算结果定义新的ROI或进行掩膜。
1.2.2N维散度可视化分析
可以显示和输出任意散点或类的光谱曲线,很方便地编辑、分离各类型;给散点窗口中的一类或几类散点增加不同的符号;可用预分类结果进行N-D散度分析,交互式地进行感兴趣区的细化;可将分析窗口与光谱分析工具连结,对光谱曲线和标准光谱库作比较,提供更多依据,改进分类模版,提高分类精度。
1.3矢量处理
ENVI支持的矢量文件格式有ArcView SHAPE、ARC/Info Interchange、Autocad DXF、MapInfo、Microstation DGN、USGS DLG、USGS SDTS等。在Available Vectors List中能编辑矢量层名,编辑和转换矢量投影,可进行光栅-矢量相互转换,具有灵活的矢量编辑功能,矢量属性查询及属性编辑功能,缓冲区分析,掩膜工具里可输入ENVI矢量文件,并可将输出的矢量文件转换为ArcView SHAPE文件。
1.4普通遥感图像处理
1.4.1地图投影与制图
ENVI具有丰富完备的投影软件包,有38种投影类型。可进行坐标转换、地图投影转换、地图标记等,支持汉字注记、影像旋转和网格线旋转。在制图模版QuickMap中可快速进行图幅整饰。
1.4.2数据预处理与定标
对遥感图像可进行空间和波谱重采样,图像立方体可按新的波长和分辨率重采样,可进行图像旋转及镜象处理,图像格式转换及数据查询,对遥感影像进行坏行替换和去条带处理。可针对TM和MSS进行特殊预处理,可按AVHRR的头信息,对其进行大气精校正、地形建模和海平面温度计算等。定标工具中有内部平均相对反射率定标、平面场定标和地面定标,可进行传感器通道电平及增益校正、原始TIMS数据的辐射率校正,运用参考通道法、发射率标准化法和α剩余法可计算热红外IR数据,可利用用户提供的值、值的范围或掩膜修正DEM文件坏值。
1.4.3图像校正与镶嵌
可按照图像到图像,图像到地图(或矢量图)交互式定义GCP并做出预测,利用GCP文件对图像进行校正。同时,ENVI具有对航空数据和SPOT数据进行正射校正的功能,还可用卫星数据自带的经纬度信息对遥感影像进行校正(如:AVHRR、SeaWEFS、MODIS传感器数据)。在镶嵌菜单中,具有交互式图像镶嵌及多个波段的交互式图像镶嵌功能,可基于像素点镶嵌,基于地理坐标镶嵌,进行边缘直方图匹配操作,实现无缝镶嵌。
1.4.4图像滤波
有多种滤波工具可对图像进行处理,包括卷积滤波(图像平滑和边缘提取)、形态学滤波、纹理分析、自适应滤波、交互式Fourier变换、Landsat7 ETM滤波等。
1.4.5图像空间变换
可进行波段比值计算、主成份分析及MNF分析、RGB到HSV、HLS和Munsell HSV彩色空间变换及反变换、HIS增强及饱和度拉伸、NDVI植被指数及缨帽变换等。
1.4.6图像分类
对遥感影像可进行非监督分类和监督分类(加入了波谱角分类法――Spectral Angle Mapper和神经网络分类法――Neural Net),分类后处理包括类别合并、面积滤波、类别统计、集群分析、分类叠合、混淆矩阵等。监督分类灵活性更强,能达到更好的分类结果;后处理中规则分类交互式更强,用户可以随机改变每类的阈值、类型、颜色,可更快速查询分类结果。
1.5高级遥感图像处理
1.5.1高光谱遥感图像处理和波谱分析
波谱工具中,有波谱库的管理与编辑、波谱分割、运算、归一化处理。高光谱遥感图像处理中具有MNF变换、像元纯净指数(PPI)、样本空间管理、分类和亚像元分类等工具,并具有多光谱和高光谱分析向导工具,从定标、噪声分析、像元纯度分析、N-D散度分析到提取终端单元的流程都有详细的提示,易于使用。
1.5.2雷达数据处理
用ENVI完整的集成是雷达数据分析工具,可以快速处理雷达SAR数据,提取CEOS信息并浏览RADARSAT和ERS-1数据。用天线阵列校正、斜距校正、自适应滤波等功能提高数据的利用率。纹理分析功能还可以分段分析SAR数据。ENVI还可处理极化雷达数据,幅度图分析及相位图分析和交互式极化信息分析及提取。
1.5.3三维地形可视分析及动画飞行
在地形分析工具中,可进行DEM分析,地貌特征提取,创建山坡阴影图像等。利用DEM建立3D立体图,悬挂遥感影像在DEM上,能按指定路径飞行,允许将动画序列输出为MPEG文件。
2EOS-MODIS数据资料
美国地球观测卫星(EOS)系列中的第一颗上午太阳同步Terra卫星携带的中分辨率成像光谱仪MODIS是EOS卫星系列上的最主要和最有特色的仪器。MODIS具有较高的光谱分辨率,为36个波段,地面分辨率分别为250m(1~2波段),500m(3~7波段),1000m(8~36波段),扫描观测宽度达2330km,影像数据可以每天上、下午获取,并免费接收。MODIS资料可用于气象、环境、林业、渔业、港口、交通、自然灾害监测等领域。MODIS数据采用的数据格式是HDF格式。HDF数据结构是分层式数据管理结构,一个HDF文件可以包含多种类型的数据,信息丰富,如栅格图像数据、科学数据集、信息说明数据。
3ENVI在MODIS数据处理中的应用
3.1数据的读入
ENVI能接收大量的遥感传感器数据,可直接读取EOS-MODIS的HDF数据格式,并能识别其中包含的所有文件信息,将图像信息、属性信息和文本信息作为波段列于一个波段列表中,波段信息包括波段名称、图像波段波长、波段大小、数据类型及文件内插方法等。
3.2影像几何校正
MODIS数据本身带有详细的经纬度波段信息,是1km分辨率MODIS数据中对应象素点的经纬度信息,以波段的形式存放。ENVI软件提供了用既定地理信息校正影像功能,可利用MODIS数据中的地理信息对影像进行几何校正,无需再选地面控制点,缩短了校正时间,精度比选地面控制点的方法更高。值得一提的是,在选择参数(Pixels Between Lat/Lon Values)时,应按不同分辨率区别对待,250m分辨率的波段取4,500m分辨率的波段取2,1000m分辨率的波段取1,以保证校正精度。
3.3监督分类选用
根据已知信息,可运用ROI工具建立分类模版,并不断对其编辑、修改和完善。然后在Classificatin菜单中,可选用最大似然法和波谱角分类法分别进行监督分类,对分类结果进行比较。
3.4制图
利用制图模块中提供的工具,可对图像编辑、修改、旋转,可很方便的加图例、网格线、比例尺、指北针、注记等。
关键词:图像处理;发展;农业生产
图像是储存信息的重要手段,也是现代社会各行各业的人们获取信息的一个重要手段。图像以各种形式出现,有的比较直观,易于人们直接读取信息,有的比较抽象或者不可视,但无论是哪种图像都可以通过图像处理来进行分析研究。
1.前言
1.1概念
计算机图像处理(也称影像处理)(image processing)是指利用计算机技术对所采集图像进行分析、处理进而得出其中所蕴含信息的技术。其内涵就是将图像转化为计算机可以识别的数字矩阵存放在计算机中,并利用数学中的各类算法对其进行处理,从而得出被分析图像所含的信息供研究所用。
1.2图像的分类
研究计算机图像处理技术,首先有必要对图像的种类进行归类。图像根据是否数字化可以分为两大类:一类是模拟图像,包括由照相机直接拍摄得到的照相图像、光学图像及由摄像机录制的电视图像等。这类图像虽然具有处理速度快,输出比较简单,但精度和灵活性差,其应用受到一定的限制。另一类是数字化、离散化的图像。它是通过专业软件将连续的模拟图像离散化后转变为计算机能够辨识的点阵图像。这类图像是伴随着科学技术的快速发展、计算机软件和硬件的高速发展的产物。因为没有计算机这一平台,也就无从谈起数字化图像,该类图像具有精度高、处理方便和重复性好等特点。
2.计算机图像处理研究方向
由于图像处理技术现在已经比较成熟,在很多领域和行业得到了广泛的应用,如刑侦技术、卫星遥感、气象、农业、通讯技术、工业生产、生物医学、军事领域等。
2.1图像数字化
通过仪器将模拟图像离散化,变为计算机所能识别的形式。图像数字化需要采样和量化两个步骤将模拟图像变成便于计算机处理的数字形式。
量化则是就是将取样后图像的每个样点的取值范围分成若干区间,并仅用一个数值代表每个区间中的所有取值。如果取值范围越大, 则意味着图像可以拥有更多的颜色,所蕴含的信息更加丰富,可以取得更加趋向于真实、更为细致的图像效果。但是, 也同样必须占用更大的存储空间。如1000张分辨率640*480,量化位数为8位的图片需要的存储空间为1000*640*480=307200KB=300M,1000张分辨率1024*768,量化位数为8位的图片需要的存储空间为1000*1024*768=786432KB=768M,可以看出后者的取值范围大,视觉效果更佳,但对磁盘的要求大幅提高。所以在图像数字化之前就要决定是图像质量第一位还是存储空间是第一位,即视觉效果与存储空间的取舍问题。
在采样与量化处理后,一张数字化的图像就产生了,再运用计算机图像处理软件(Photoshop、CorelDraw等)的各种技巧, 对图像进行修饰或者转换, 方能进一步达到所希望的图像效果。
2.2图像的增强和复原
主要目的是增强图像中的有用信息,削弱干扰和噪声,使图像清晰或将转化为更适合分析的形式。
2.2.1图像增强
图像增强的目的是使数字化的图像更加细致,使得图像更容易被计算机所识别及分析,图像增强强调的是图像的清晰度。与图像复原不同,图像增强并不要求忠实地反映原始图像。增强图像中的有用信息,这种有用的信息可以是图像全部也可能是研究者感兴趣的一个局部图像,在特定的环境下通过图象增强可以将原图中模糊的但又是研究者所重点关注的部分清晰度提高,以提供给研究者想要的有用信息。图像增强方法有:1、灰度等级直方图处理:主要针对一些灰度分布相对密集或对比度不强的图像通过灰度等级直方图处理后使加工后的图像在某一灰度范围内有更好的对比度,从而使得一些细微局部变得更加清晰,便于更好地研究;2、干扰抑制:通过低通滤波、多图像平均、施行某类空间域算子等处理,抑制叠加在图像上的随机性干扰;
2.2.2图像复原
在图像进行拍摄的过程中不可避免的会受到外界环境(摄像系统与被摄物之间的相对运动、电子或光学系统的噪声和介于摄像系统与被摄像物间的大气湍流)、拍摄设备(光学系统的像差或离焦)等因素造成原始图像的不清晰或者失真。这种原始图像的缺陷如果不进行复原就进行研究,可能对得出的信息产生较大的误差甚至是错误的结果。通过对图像进行复原使之逼近理想的图像结果,将误差降到最小遥感图像资料进行大气影响的校正、几何校正以及对由于设备原因造成的扫描线漏失、错位等的改正,将降质图像重建成接近于或完全无退化的原始理想图像的过程。
2.3图像编码
图像编码是指在特定需求的前提之下(信噪比的要求或主观评价得分),以比较少的字节来图像或图像中所包含信息的技术。该种技术可以应用于图像数据压缩、图像传输和特征提取等方面。其基本原则为:①尽可能的删除图像中研究者不感兴趣的多余信息,这样可以大大提高传输效率与缩短传输时间,利用图像固有统计特性进行编码;②利用人们视觉心理特性进行编码。常用方法有预测编码、变换编码和混合编码等。
2.4模式识别
图像处理的主要最终目的是要进行识别。如:指纹鉴别,人的指纹由于存在的断点、图案和交叉点的差异形成了唯一性,就像身份证,所以借助这项技术研发的指纹考勤系统比原来的刷卡考勤就严格了很多。
2.5计算机图像处理技术发展趋势
计算机图像处理技术发展趋势
(1)高清晰、实时动态图像技术将是计算机图像处理技术发展的必然趋势。这种技术将结合高速传输、成像技术、人工智、计算机技术等方面将会发挥重大的社会作用,产生较大的社会效益,同时将对图形学、机器人等学科产生极大地推进作用。
(2)功能集成化也将会成为研究的热点。如果能够将图像处理的功能集成固化在芯片上 ,会使应用更方便。
(3)完善现有算法,研究新的算法也将提高图像处理的处理速度、处理精度,会将计算机图形处理推向一个新的高度。
近几年来图像处理领域, 一些新的算法, 如小波分析 (Wavelet)、 分形几何 (Fractal)、 形态学(Morphology)、蚂蚁算法、小生境遗传算法、人工神经网络等(Artificial neural networks)的出现为研究计算机图形处理提供强大的工具与理论基础, 这也会成为研究者的一个热点。
3.图像处理技术的应用
3.1木材加工业
将计算机图像处理技术应用于木材加工,就可以对原木外型轮廓如直径等数据进行实时采集和数字化测定,这对木材的后续加工将产生极大的促进。如果再结合无损检验就可以大大提高原木的利用率,单板出板率、锯材出材率和原木检测的精度和速度,将具有极大经济效益和社会意义。
3.2果实采摘机器人
农业机器人一种多技术、多学科集于一身的高科技产物,涉及到人工智能、图像处理技术、传感器、精密仪器及系统整合等学科与领域。其中图像处理技术中主要是对果实的识别和为机器人提供导航。在果实采摘机器人采摘果实过程中,首先要准确定位,然后将成熟的果实从背景当中区分出来,进行采摘。如果果实是红色的,如草莓、西红柿等,其背景的绿色差异较大,比较容易识别。但如果果实颜色与背景颜色相近,如黄瓜等,就需要从轮廓、色彩强度差异等方面进行识别,这比前面的果实采摘机器人就要复杂。
3.3在纺织业的应用
纺织工业在生产之前首先要对原料进行检验、分析,以判断其质量;在生产中半成品以及最终的成品的也要进行分析与评价,以控制产品质量,防止残次品进入销售环节。一般首先要将分析的原料或者纺织样品利用CCD录入计算机,然后将获得的图像进行数字化处理,通过分析,来确定其中缺陷,以进行改进。
随着计算机科学的飞速发展、计算机图形处理技术的突飞猛进,也使得图像处理技术在纺织工业的应用出现了一些新的趋势。1、特征识别模式将逐渐取代传统纺织品的主观评定法。2、随着神经网络、遗传算法、拓扑理论及模糊理论的发展与完善,在纺织品的生产和质量控制、产品评定等方面得到了广泛的应用。3、对织物的图像分析将从先前只适用于素色及简单组织织物向印花及复杂组织织物发展。4、在线质量检测作为计算机集成制造系统(CIMS)重要环节在纺织工业中获得应用。这样就将原料检测、半成品、成品的检测全部纳入自动控制之中,形成完整的网络监控体系。
3.4计算机图形处理技术在公共安全领域的应用
公共安全管理方面,计算机图像处理技术的应用也十分广泛。如机场在通关检测时对通关货物进行无损安全检查,可以快速、准确地对行李箱内或者集装箱内的东西检测,以防走私货物或者危险物品被运到飞机上;在公安机关进行破案侦查时可以通过指纹、掌纹、人脸等生物特征的增强处理来较快确定嫌疑人的身份,以缩短破案时间等;计算机图形处理技术应用到交通监控中,比如在交通逃逸案中可以利用图形增强来确定肇事车辆的车型、牌号,为尽快锁定目标提供有力证据。
参考文献:
[1]赵元富.计算机图像处理技术的发展及未来展望[J].读与写杂志,2009(11)
[2]李庆义.计算机图像处理技术综述[J].科技情报开发与经济济,2007(11)
胞外钙的作用
1.1胞外钙在植物采后生理和衰老过程中有4个作用
一是参与组成细胞壁结构;二是通过影响质膜外表面的膜磷脂和蛋白排列,维持膜的结构与功能;三是提高胞外Ca2了,以补充胞内Ca2;四是调节质膜与细胞壁内表面的离子环境。
1.2胞外Ca2的另外两个作用
这些胞外Ca2的作用是相互联系的,人们大多注意了Ca2对细胞壁和细胞膜的保护作用,并把之归为Ca2延缓衰老的生理机制,而忽略了胞外Ca2的另外两个作用:
(1)外源Ca2作为Ca2贮存库(pool)即使仅10-6mol/L水平的胞外Ca2,调节胞内信号传递与反应方面也发挥重要作用。胞外Ca2不足,会引发苹果果实苦痘病(Bitterpit)发生,促进衰老,特别是在细胞内Ca2不足时,胞外Ca2调节的信号系统失活,细胞功能受伤害。
(2)a2调节细胞间隙的离子环境Ca2减免低PH、有毒离子、营养不平衡造成的不利作用。组织中K、Mg2与竞争作用位点,在Ca2不足时,K、Mg2取代Ca2代谢功能,导致Ca2缺乏症状。
外源Ca2处理不仅增加胞外Ca2,改变细胞间隙离子环境;而且调节细胞活力,从而在一定程度上起到延缓衰老的作用。但不同浓度Ca2的作用机制不同,高浓度Ca2处理时,关闭质膜Ca2通道,此时Ca2积累于细胞膜外表面,对细胞壁和膜具保护作用;而低浓度Ca2则进入细胞质内,参与细胞功能。
2钙作为一种大量的营养元素,密切关系到植物的生长发育,不仅是影响果实品质最重要的矿质元素之一,而且钙在延缓果蔬的衰老和控制生理病害方面有较好的效果。近年来研究表明,钙用在水果上特别明显,特别是呼吸速率、乙烯和一些酶类等衰老指标被降低;钙也能降低叶绿素和蛋白质降解的速率,对果蔬的衰老有显著性影响。细胞膜完整性丧失是植物衰老的特征,这可以从外组织降解的进程和渗透率的增加得到证明。实验证明采前喷钙或采后浸钙可以延缓果蔬的衰老。
3钙与果实成熟衰老
3.1外源钙抑制完整果实的呼吸作用
钙与果实呼吸作用的关系因钙使用方法、果实生理状态等差异而有一定差别。生长期喷钙可以有效提高苹果Ca2含量,降低苹果呼吸。采后浸钙可以降低苹果呼吸速率,减少内部腐烂发生率。之后,在鳄梨、芒果、梨、柿等果实上均证明钙处理可以降低呼吸强度。此外,还推迟鳄梨呼吸跃变高峰出现,甚至高浓度钙处理时完全抑制了呼吸跃变。上述现象的原因可能在于(1)Ca2抑制了呼吸基质的代谢,减低线粒体活力;(2)改变了果实内部CO2和O2的比例与浓度。渗钙增加了苹果果皮对O2的扩散阻力,加大了果皮至果肉间O2的浓度梯度,形成了外界环境与果肉内部CO2与O2的交换障碍,还增加果肉CO2水平,降低内部O2水平。这种处理条件下形成的果肉组织的微气调状态,会限制组织对O2的吸收及其对呼吸基质的反应,反过来拮抗CO2的产生,抑制了呼吸作用。
在某些情况下,采前喷钙、采后渗钙、浸钙对呼吸作用的影响不大。这种现象产生的原因可能在于果实Ca2含量较高,足以防止膜完整性的丧失,进一步加钙对呼吸的效果不大。
3.2外源钙抑制完整果实的乙烯生成
采后果实经钙盐(主要是CaCL2)浸渍或渗入处理,可以有效降低其乙烯释放率,而且,渗钙推迟鳄梨的乙烯峰出现。一般说来,采后钙处理浓度提高,乙烯生成的受抑程度增强。
钙调控果实乙烯生成的代谢过程因果实而异。采后渗钙可以降低苹果果肉的1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylicacid,ACC)含量,抑制ACC氧化酶(ACCoxidase,ACO)的活性,同时降低贮藏后早期果实的蛋氨酸含量,但增加N-丙二酰ACC(N-malonyl-ACC,MACC)含量。在猕猴桃果实上,浸钙虽抑制乙烯生成,但对于ACO的活性作用不大。在梨果实上,钙抑制乙烯生成,主要是由于降低ACO活性所致,但组织积累较多的ACC。此时可能由于Ca2维持细胞膜与细胞壁结构的完整性,使ACC与ACO的区域分割保持完好,两者不能有效接触反应。因此,限制了乙烯的生成。
另外,采后钙处理可以提高贮藏过程中苹果的精胺、亚精胺水平。由于S-腺苷蛋氨酸(S-adenosinemethionine,SAM)是多胺和ACC的共同前体,多胺水
平的提高,意味着SAM向ACC转化受抑,从而限制乙烯生成。钙降低果实含量,进而对减少乙烯释放有积极作用。对促进细胞壁物质的交连有积极意义。
3.3外源钙对酶类的影响
钙与果实酶系统的关系受果实本身的生理状态及钙处理的浓度、使用方法的影响很大。李金雨等证明,不同浓度Ca2对杨梅果实氧化酶POD、PPO、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbicacidperoxidase,AsA-POD)的活性作用效果不同,低浓度时无效,高浓度时刺激,中等浓度时抑制。POD参与细胞壁中多种结构成分的螯合作用,参与保护反应和清除过氧化物的毒害作用,但Ca2的调节作用因处理浓度、时间而异。如(1),钙抑制衰老苹果的苹果可溶性POD酶活性。实验证明,Ca2在提高苹果果肉硬度的同时,显著提高了细胞壁离子键与共价键结合的POD活性,尤以10mmol/LCa2的处理最显著,这种POD活性的提高,对促进细胞壁物质的交连有积极意义。
4采后浸钙
同一果实不同部位的钙含量不同,关系到生理失调(Physiologicaldisorder)的发生。在苹果中,果心区钙含量相当低时易发生水心病(watercore)和衰败(Breakdown);果皮和果肉的钙含量相当低时,则易发生苦痘病。发生苦痘病的病果萼洼部附近果肉与梗部果肉钙含量的比例,远低于健果。在鸭梨中,果肉钙含量低时,发生黑心病。此外,低钙往往会导致与衰老有关的桃顶腐烂(Fruittopnecrosis)、柑橘浮皮(RindPuffing)等发生,加速其发病进程。在理论上,人们可以利用钙含量来预测生理病害的发生;在实践上,采取人为增钙技术,尤其是采后浸钙,可明显改善果实贮存品质,以及抑制病菌侵染导致的果实腐烂。钙处理可减轻苹果的苦痘病,减少桃顶腐烂和柑橘浮皮,另外对鳄梨、芒果、梨、柿、黄瓜、杨梅、卷心菜等果蔬均有延缓衰老的作用。
5结语
综上可见,钙对果蔬衰老的调控机理是多方面的,他们之间是相互联系的。胞外Ca2的功能主要是保证质膜的稳定性,使质膜具有较好的离子选择通透性,还可能对一些胞外酶或膜蛋白起调节作用。要真正了解外界因素使如何被植物接受并发生反应的,则要从信息传递入手。
鉴于上述情况,今后的研究应注意以下几个方面:一是深入了解植物衰老与钙吸收分配的关系及其调控;二是进一步研究钙延缓植物衰老的生理机制。我们相信随着人们对钙研究的日益深入,必将在揭示植物衰老的机理方面取得新的突破与进展。
[参考文献]
王贵禧,韩雅珊,于梁.浸钙对猕猴桃果实硬度变化影响的生化机制[J].园艺学报,1995,229(1).
李金雨,黄维南.钙处理对杨桃果实采后四种氧化酶活性的影响[J].热带作物学报,1996,17(2).
[摘要]钙作为一种大量的营养元素,不仅影响果实品质,而且在延缓果蔬的衰老方面有较好的效果。近年来研究表明,钙能抑制水果的呼吸速率,延缓叶绿素和蛋白质的降解速率,降低乙烯和一些酶类等的衰老指标,对果蔬的衰老有显著性影响。实验证明采前喷钙或采后浸钙可以延缓果蔬的衰老。
乡土,顾名思义就是指家乡、故乡,但也指地方。我国不同时期的地理教学对乡土的范围规定也是不同的。乡土可以是以一个省、市或地区为单位,也可以是以一个县、区或乡为单位。乡土地理教学是地理教学的一部分,可以讲述本省地理情况或者是本地区地理情况。
2.乡土地理教学原则
2.1经济性原则。
在实际乡土地理教学中,教师可以事先在课前制作一些简单、直观、实用的教学工具,方便课堂教学。进行乡土地理教学,就必须带领学生走出校园,进入大自然和社会,亲身体会。这一实践性活动必然产生一些费用,就需要学校和学生一起承担,并秉承节约理念,做到低成本高效益,花较少的钱学更多的知识。学校组织的实践活动要充分考虑到时间和距离,不能过多占用学生的学习时间,路程上也不应太远,采取就近考察的方式。学生走出校园进行实践活动时,学校一定要考虑到学生的安全,把学生的安全放在首位,平安出校,平安返校。
2.2选择性原则。
乡土地理教学可以激发学生学习地理的兴趣和求知欲望,是一种行而有效的教学方法。在乡土地理教学中要遵循选择性原则,不仅要选择具有乡土气息的,能和教材内容紧密结合的乡土地理知识,还要选择学生感兴趣的、贴近学生生活实际的、有探索性的地理知识。教师在选择时,要充分了解当地的地理情况,满足学生的兴趣。
2.3引导性原则。
教师进行乡土地理教学时,忽略了对学生的引导。在新课程的倡导中,要形成学生为主体、教师为指导的教学理念和教学模式。引导性原则要求教师在教学中过程中,充分发挥教师的指导作用,让学生充分感受到乡土地理教学的魅力。学生有不清楚或不明白的地方,教师要及时进行引导,拓展学生的发散性思维,改变知识的单项输出模式,改为教师和学生互动,共同学习的新模式。
2.4因地制宜原则。
不同地区的自然地理特征都不一样,南方和北方、东部和西部、沿海和内陆。除了自然地理特征不一样,人文景观也不尽相同,少数民族地区和汉族地区、城市和乡村等。对于初中地理教学的乡土地理教学这一部分,教师所展现的乡土地理教学要有一定的侧重点,尽可能贴近学生的日常生活,展现所在地的风貌。教师选择的乡土地理要因地制宜,根据学校所在地的地理情况进行选择。如果学校在东北平原,那么就可以讨论东北的农业发展状况,东北平原盛产的作物、农业生产时间、当地的气候条件等等。
3.乡土地理的利用策略
3.1提高教师专业素养。
很多的中学教师对于乡土地理教学仅限于课堂理论教学,并没有带领学生走出校园,深入实践学习乡土地理知识。教育部门和学校要大力支持和引导,鼓励教师和学生走出校园,深入了解乡土地理知识,用实际行动去感受乡土地理的魅力。教师要转变教育理念,树立理论与实践相结合的新型教育观念,转变教学方式方法。教师的专业素养特别重要,决定着乡土地理教学的范围、质量等。初中地理教师队伍中,大部分的教师虽然毕业于师范类院校,但不是地理专业,教师队伍的专业性比较低。农村地区的地理教育水平与城市相比较存在较大的差距,所以教育部门要大力提高农村地理教师的专业水平和素养,为初中地理教学配备高素养的教师团队。此外,教师队伍不固定,每学期都会发生一定的变动,这给教学工作带来了一定的难度。初中地理教学的教师往往不是地理专业的教师来担任,有些地理教师甚至是年纪比较大的。学校要对地理这一门课引起重视,选择具有地理专业素养的教师来担任地理教师,改变任何教师都当地理教师的现状,提高教师队伍的专业化水平。
3.2改善地理教学条件。
城市的学校和农村的学习相比,不仅在师资力量上占有优势,还在教学硬件设备上占有优势。农村学校的硬件设备落后,已有的教学设备使用率低,教师受自身因素影响,不能很好的使用教学设备,造成教学设备的闲置和浪费。现代化的教学设备能够帮助学生加深对知识的理解,使课堂更加生动有趣。然而多数的学校并没有配备多媒体设备,而是采用传统的板书教学。在这种情况下,教师可以制作一些简单实用的地理教学工具,以此来弥补多媒体教学设备缺失的不足。
3.3完善现行考试制度。
初中地理并不像高中地理那样,它的要求比较低,只要求学生地理能通过会考。这个会考对于学生来说很简单,不与升学挂钩,所以学生和学校对地理并没有很大的重视。有些学校甚至出现减少地理课时的现象,把大量的学习时间留给数学、英语等主科。在追求中考升学率的大环境下,地理学科受到冷落,而乡土地理教学更本就是口头一说罢了,没有真正落到实处。学生在进入高中后,明显感觉到地理知识的匮乏,初高中地理知识衔接上有一定难度,需要耗费大量的时间和精力去学习一些最基础的地理知识。由此可以看出,教育部门要进一步完善初中地理考试制度,使初高中地理知识能很好的衔接。这样做既能减轻学生学习负担,还能提高地理教学质量。
4.总结
关键词:城市污水;处理;现状;环境影响;评价
Abstract: This paper describes the current situation of wastewater treatment in China, and points out the environmental value and significance of sewage treatment project, the environmental impact of city sewage treatment project evaluation content review, for reference.
Key words: city sewage; treatment; present situation; environmental impact assessment
中图分类号:U664.9+2文献标识码: 文章编号:
一、我国污水处理的现状
管理混乱,环保意识不强。一些污水处理项目,从设计、施工到生产运营的整个过程中,由于管理不善,造成项目设计不合理,质量不合格,在施工和运营的过程中,给周边的生态环境造成破坏和污染。甚至一些污水处理企业环保意识低下,只追求经济效益而忘记身上背负的社会责任,将污水或者处理不合格的污水直接排放到自然环境中,造成生态破坏。
设备落后。由于我国废水处理企业大多是处理能力低、规模小的小型企业,没有雄厚的经济能力去购买先进的生产设备。有些企业至今还在使用陈旧落后的工艺设备,而当今世界科技飞速发展,处理技术也日新月异,但是企业领导却由于价格昂贵、成本高等原因没有进行废水处理设备的更新换代。因此一直面临着效益低、处理能力小的困境,形成恶意循环。
国家对污水排放企业的监督力度不够。随着我国经济的发展,越来越多的小型排污企业不断涌现,这些小型企业几乎没有废水处理设备,即便有也是设备简陋工艺落后,另外有关部门不能很好的控制检查,以至于出现一个企业污染一条河流的现象。
二、污水处理项目实施的环境价值
水资源是人类长期生存发展的基本要素,合理分配水资源对生态环境保护有着显著的意义。从社会调查显示数据来看,我国城市现代化建设期间的水资源污染率达35%以上,企业生产污水超过50%,人们日常生活污水超过30%。从这一组概括性的数据可知,社会经济的快速发展对水资源造成了巨大的污染,若依旧坚持以环境污染为代价发展社会经济,对中国社会的可持续发展是不利的。因此,国家责令各地政府加大投资搞污水处理项目,其具备多个方面的环境价值。
1、减少污染来源
社会经济的快速发展促进了工业生产产量的提高,但同时各种污染问题也更加普遍,水污染已经成为制约城市环境改善或经济发展的一大因素。控制水资源的污染量及减少城市污水来源,这是污水处理项目实施的根本目的。通过开展污水处理项目可以对现有的污染源及时清理,尤其是工业生产区域的污水净化处理,大大缩小了污水对城市环境的不利影响。
2、优化水质质量
保证水质质量是水资源利用的前提条件,早期由于城市水资源净化处理效果不理想,不仅破坏了水资源正常使用的秩序,也造成了大量的水资源浪费。污水处理项目的实施可定期检测城市用水的水质状况,通过相关参数指标的分析找出水资源的缺陷。另外,项目工程里对各种污水的净化处理制定了一套完整的方案,有助于水资源质量的优化。
3、美化城市环境
城市绿化是未来社会发展的主要工程,水资源净化处理是城市新环境建设的关键内容。城市污水处理项目的开展可以积极美化城市环境,先对城市发展中积累的污水源头彻底清理,减少水污染来源。其次,对现有的淡水资源合理调配,制定严格的水资源利用方案。经过污水处理项目的综合调配之后,城市环境的绿化水平将得到明显的提高。
4、创造社会效益
城市污水处理项目不仅是绿化工程之一,也是城市对外招商引资的有利条件 在国内区域经济模式的运营下,招商投资已经成为一个城市快速发展的平台。而投资商实地考察时对城市环境的要求相对严格,改善水资源资料可提升整体环境水平,让投资者乐于将资金集中到城市发展。以环境带动投资,以投资促进经济发展,为城市创造了更多的经济效益。
三、污水处理项目评价的内容
鉴于社会主义科学发展观中对城市环境指标的要求,搞好城市污水处理是环境工程的重中之重。在政府部门的领导下,环境部门联系施工单位广泛开展污水处理项目,以从根本上解决城市污水问题。考虑到污水处理项目属国家投资的市政工程,在项目实施期间必须注重工程质量的控制,确保项目竣工后发挥出预期的污水处理效果。对污水处理项目制定综合性的评价体系有助于环境影响的评价,对污水处理项目实施期间存在的问题及时改进。
1、污水处理质量
质量是任何工程考核的核心指标,质量不达标意味着污水处理项目的失败 评价污水处理项目对城市环境的影响,必须时刻坚持质量第一的原则,把污水净化后的质量标准作为重点考核指标。评价污水处理质量可借助相应的试验,从抽样检测的数据判断污水处理项目的具体效果。如:水质检测人员对某一城市区域的水质抽样检测,通过多个区域抽查,求平均水质标准,以综合判断整个城市的水质情况。
2、污水处理成本
成本是污水处理项目的资金保证,若项目成本失控则会影响到污水处理作业的正常进行。评价污水处理项目期间,财务人员要综合考核污水处理的成本高低,从项目的人力物力财力等三个方面进行。 如:对污水处理厂建设的成本考核,划定一个合理的标准以限制项目资金的不合理运用。环境部门应在保证污水处理质量的前提下,要求污水处理机构严格控制项目成本,从而对项目资金合理调配。
3、污水处理效果
污水处理效果的评估相对于项目质量考核更加严格,这是由于污水处理效果涉及到多方面内容,具有长期性的考核特点。如:污水处理项目完成之后,评估机构应在1—12个月时间段内,有间隔性地评价水资源质量,而不是仅限于某一个短期时间。同时,考虑到水资源处理对城市整体环境也有较大的改善,可从植物绿化水平人员健康指标生活用水质量等多个方面来评价污水处理效果。
4、污水处理周期
尽管污水处理项目具有一定的周期性,但多项目实施的周期过长则会对城市建设改造带来不便,特别是对市政给排水系统的运行会造成阻碍。对污水处理周期综合考核也是环境影响评价的内容之一,可以间接地体现出项目施工单位的业务水平,反映出污水处理项目开展的效益性特点。污水处理项目周期评价必须按照国家标准,即对中小型或大型项目规定的合理周期来进行评价,以免盲目评价造成的不良影响。
四、结束语
城市污水处理项目在提高水资源的利用效率、保护城市生态环境、促进经济的发展方面做出了巨大的贡献,与此同时,加强对城市污水处理项目本身的环境影响评价,不仅可以提高污水处理项目的规范施工和生产,还可以带来城市生态环境的改善。总之,加强城市污水处理项目的环境评价,关乎到人们的切身利益,无论是社会还是个人,都有义务和权力为此贡献自己的一份力量,以此促进城市的可持续性发展。
参考文献:
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[2] 王水. 城市污水处理厂环境影响评价的要点[ J]. 污染防治技术, 2003, 14( 6): 60-62.
关键词:乡土地理;材料;初中;影响
一、结合乡土地理材料能够引起学生学习地理的兴趣和积极性
我们都知道兴趣是最好的老师,并且布鲁纳曾说过:“学习的最好刺激乃是对学习材料的兴趣。”乡土地理的学习都是根据学生周围的环境开展的,因此,也就是说学生本来就熟悉相关的范畴,能够产生一定的地理认知,并且能够将地理事物进一步整合信息并进行相关的分析,很多的内容都是不可言传的,因此需要教师进一步加强引导,乡土材料能够更加贴近生活,因此会让学生觉得简而易懂,容易接受,能够进一步增强学习过程中的地理实践能力,对于学生兴趣的培养有着促进作用。学生对于感兴趣的东西往往会充满求知欲,也就是能够从眼神中看出学生学习的积极性,这样学生就能够进一步增强学习的能力,加强相关的实践操作以便于自身技能的提高,一般来说,很多地理环境经过时间的变化之后都会发生相关的改变,有的要经过几千几百年,而有的甚至要经历几亿年,这样就会出现不同时期的地理变化情况,通过乡土地理材料,我们可以看出地貌变化的相关过程,能够让学生对地貌产生一定的兴趣和学习的积极性。
二、要将相关的材料进行有计划的处理,进一步增强事例的连贯性,能够使学生通过时间的变化而变化,进一步理解地理变化的过程
对于很多学生来说,思维能够起到促进的作用,实现地理教学的实践性,特别需要注意的是,很多问题都是因为概念不明确而形成的,所以要实现直观的材料,就要让学生进一步加强理解。
三、要结合相关的材料展开认知,进一步约束学生的惯性思维,增强学生的观察能力
这样,在教学过程中我们对事物就会有不同的认知,就能够观察相关的内容,能够进一步解决实验的问题,懂得很多地理现象都是相互关联的,能够形成一种依赖的关系。这样就能够将学生周围的信息进行整合,使得乡土材料进一步增强实践性。对于学生来说,要不断明确相关概念,才能够进一步养成观察生活的好习惯。现在,我国正处于社会主义初级阶段,相关的差距还是存在的,主要是结合地理环境的差异来展示,有着对乡土知识的认识不足,进一步能够实事求是,寄托学生的希望,让学生能够加强进取的观念,实现实事求是地艰苦奋斗的思想,让祖国的未来有希望,努力建设家乡和祖国的明天。
四、经过研究和结合相关的材料,教师需要进一步引导,使学生能够充分认识到学习的好处和意义
学生应该实现对地理材料的充分了解,并且也是比较容易接受的,能够进一步展开讨论地理问题,形成总结归纳的好习惯。对于家乡,每个学生应该都有着比较特殊的眷恋之情,只有进一步在这种感情的基础上展开想象,才能够实现对乡土地理的了解,能够让学生进一步激发斗志,能够想到要建设家乡,留意家乡的相关地理特点,能够进行小组讨论,整合相关的信息,完善小论文撰写的工作等等,让学生能够发挥自己的聪明才智,将自己的各种知识服务于家乡的建设,还可以看到学生家乡各方面进程的急速,经济和文化等发展也能够对地理学习实现一定的促进作用,能够对学生产生积极的影响。
综上所述,对于初中地理教学,需要合理引用相关的地理材料,特别是乡土地理材料,进一步增强课堂气氛,完善小组之间的合作,实现和谐共进的模式,进一步培养学生的自主创新和思维能力,完善、观察学生的地理学习习惯。同时还可以增强学生对本乡本土的认识和热爱,能够让学生树立起热爱家乡、热爱祖国的高尚情怀,进一步为建设祖国积累力量。
参考文献:
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