电子地图可视化

电子地图可视化（通用11篇）

电子地图可视化 篇1

在设计开发的软件中,有时可能需要进行一些空间地理相关信息的显示和处理,这其中电子地图的实现和界面显示是主要内容。大多数情况下,开发者都是选择Mapinfo等一些专业地理信息系统(GIS)所提供的组件和接口,通过内嵌这些组件来实现地图的绘制,这种组件式GIS开发的优点是:省去了编写大量代码的工作量消耗,缩短开发周期,降低综合成本,专业的组件集成很多GIS通用功能,能够针对应用需求进行定制,但它的缺点是可展性差、系统较为庞大,软硬件要求高、初期投资较大,且没有系统的版权。

如果开发的软件有特殊的功能和性能需求时,如独特的显示效果、很快的绘图速率、很高的实时性要求,相反对于地理信息的精度和处理功能要求不高,使用GIS组件开发会因为装载过多无用的数据处理模块浪费系统资源、影响软件的实时性,甚至可能影响其它功能的执行效率,并且封装的显示过程不能进行修改,所以这种开发方式将难以实现软件要求。在这种情况下,需要直接利用高级语言从底层开发整个电子地图可视化过程。

1 电子地图可视化实现

1.1 电子地图文件格式

软件调用的电子地图格式以层的形式保存为ASCII文件,每层对应一组或一类数据,数据对应点、线、多边形等多种对象,地图文件可以从多种途径转换获取,例如专业的GIS软件Map Info,具有生成数字地图的功能,能够将栅格地图数字化,并以需要的格式转出。图层数据文件格式内容见表1:

根据电子地图显示需求,还需要建立图层控制的文件。该文件主要描述使用图层数据进行显示的方式。如点的形状、大小、颜色;线的形状、宽度、颜色;区域的边界形状、宽度、颜色;区域填充的形状、颜色等。并对图层编号,用于提供VC编程控制需要的控制参数。最后建立地图总控文件。该文件主要保存有各图层文件、图层控制文件的位置以及整个地图的边界。

1.2 VC编程实现电子地图绘制过程

建立电子地图文件后,就可以使用VC进行编程实现绘制过程了,为了对电子地图的功能实现进行封装并便于扩充,采用动态链接库的形式进行编程。软件对地图的操作都以函数作为接口。

电子地图绘制过程如图1所示:

封装类主要接口函数如下:

在以上电子地图显示功能基础上,还编程实现了地图缩放、漫游、图层控制、测量、坐标转换计算等功能,可以满足基本的地图操作需要。

2 使用GDI+提高电子地图显示效果

在一般情况下,以上开发的电子地图可以满足要求,但它是利用Windows的图形绘制接口(GD I)编程实现图形显示,由于GDI的局限性,在一些更高的地图显示需求时,需要使用GDI的升级版本GDI+来完成地图显示实现。

与GDI绘图相比,GDI+可以方便的实现图形和文字的反走样、符号和图层的透明和半透明、打开和旋转图片、变形字体显示等功能,可以提高地图的显示效果,但使用这些功能时会影响显示速度,因此也不能过度使用,需要根据系统需求,与GDI绘图结合使用,从而在显示效果和运行效率找到平衡点。

3 使用分形算法改善地图边界显示

在地图边界点数据较少或地图以较大比例放大时,地图边界会产生明显的折线,大大降低显示效果,在没有更大数据量的地图数据文件或不需要更小精度的情况下,可以使用分形算法来明显改善边界显示效果。

使用中点细分内插分形曲线可以用较少的数据产生复杂形态的曲线。在曲线生成过程中,采用了中点随机位移的方法,方法是:首先给出基元线段AB,在AB中点处沿AB垂线方向随机移动一段距离d。然后将新点与AB两端用线段连接,从而得到随机位移后的两个相连线段。在中点处,位移的方向可用控制参数c来控制。当c=1时,中点沿AB左侧移动d距离;当C=-1时,中点沿AB右侧移动d距离。按照这种方法,不断重复对各线段细分下去,并不断产生随机位移内插点,可生成一条中点细分随机内插曲线。

使用中点细分内插分形算法对某岛屿边界进行显示改善的应用实例,如图2所示,可以看出,随着细分维数的增加,显示效果得到了明显改善。

4 结束语

从底层编程开发实现的电子地图可视化过程,存在着很多缺点,如开发有一定困难且开发量大、开发连续性难以得到保障;、对开发人员的技术要求较高,但同时具有基于GIS组件二次开发所无法达到的效果和优势。本文使用VC语言编程实现了电子地图的显示和基本操作功能,满足了实际工作需要,达到了较好的应用效果。

摘要：底层开发实现电子地图的可视化过程,可以满足软件的各种个性化或其它特殊需求,文章根据工作中的实际需求,对基于底层开发实现电子地图可视化的过程和关键技术点进行了分析研究,并通过实际设计的软件对其实现。

关键词：电子地图可视化,GDI+,分形算法

参考文献

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[3]车森,刘海砚,刘辉,等.GDI+在电子地图可视化中的应用[J].测绘科学,2008,33(1):226-228.

[4]路志勇.用分形曲线绘制地图边界曲线[J].无线电通信技术,2004,30(3):45-46.

电子地图可视化 篇2

数字地图出版如何可视化应用

随着社会经济的发展,人们对生活的空间的认识要求越来越强烈,社会大众对地理信息的`需求日益强烈,利用基础地理信息数据编制公开版地图已经成为地图快速更新、出版的一条重要途径.文章从分析数字地图出版对数据的要求及基础地理信息数据应用于出版的欠缺之处出发,探讨了基于基础地理信息数据的数字地图出版若干关键技术.

作 者：周建平作者单位：湖南地图出版社,湖南,长沙,410007刊 名：国土资源导刊英文刊名：LAND & RESOURCES HERALD年，卷(期)：6(7)分类号：P2关键词：基础地理信息数据 数字地图出版 地图印前

电子地图可视化 篇3

1.两大滞后制约概念生成

（1）抽象思维能力发展滞后于概念生成需要。皮亚杰认为，初中儿童，思维从具体运演阶段向形式运演阶段发展，且以形象思维为主[1]。初中物理的概念比较抽象、严谨、深刻。个体的思维发展滞后于概念生成所需的思维能力层次。

（2）物理概念教学方式滞后于个体学习方式改变。随着动漫、视频的日益普及，学习进入读图时代，个体侧重于通过图形、图像等形象的方式进行学习和思考。而目前的概念教学，依然停留于“使词语脱离材料”[2]的传统抽象归纳方式，滞后于学习方式的改变。

两大滞后，给概念生成带来困难。

2.思维地图对两大滞后的克服

思维地图通过图形显示，在形象思维与抽象思维间形成可视化的思维链条，既提供了形象支持以调出有关经验，又进一步推动经验的抽象归纳，有助于“理解感性知觉材料之间的关系……建立起一种逻辑结构”[3]，将“个体的经验”和“纯粹的逻辑”紧紧连接起来，充分发挥两种思维长处，使概念生成“从经验开始，又终结于经验”[3]，大大降低建构难度。

二、何为思维地图的概念生成的可视化表征

思维地图（Thinking Maps）由美国的David Hyerle于上世纪八十年代提出，是继概念图和思维导图后出现的又一种可视化学习辅助工具。用思维地图进行物理概念生成的可视化表征，是根据语义学和认知心理学的原理，按照人天然的思维习惯，用图形的形式，直接画出概念建构的思考过程，促进对概念的建构理解和直观把握。在这里，所画的图形扮演“视觉组织者”[4]的角色，提供视觉支撑，推动思维逐步深入。常见的思维地图有：圆圈图、起泡图、双起泡图、树型图、括号图、流程图、复流程图和桥型图等八种类型（见表1[5]），对应于物理概念的八种基本建构过程。

三、如何用思维地图进行概念生成的可视化表征

1.流程图与概念指向性生成的可视化表征

物理概念越抽象，所需思维指向性越强。思路混乱，无法沿着需要的方向推进，是造成生成困难的主要原因。用流程图，把思考过程一步一步画下，思维能在上一步的基础上自然向下延伸，步步推进，可提高思维指向性，形成完整生成链条。

如浮力的产生，可画出流程图（图1），从浸入液体的位置着手，把思维归束到“压强、压力、压力差”这一指向路径，步步向前，最后生成“浮力”是向上的“压力之差”[6]，水到渠成。

2.桥型图与概念形象性、类比性生成的可视化表征

（1）类比性生成表征。类比是概念建构的重要方法。康德说：“每当理智缺乏可靠论证的思路时，类比这个方法往往指引我们前进。”概念教学中，类比往往流于表面，停在一事一物上，如用“水压”类比“电压”、用“水路”类比“电路”等。深层次类比应是方法的类比：通过类比掌握方法的“相似性”，赋予个体建构概念的新途径，去跨越“从特殊到一般的归纳法和从一般到特殊的演绎法”的“中介途径”，直接产生“更为简捷的推理”[7]，如图2关于浮力是“向上的托力”，可用“手向上托”来类比“水向上托”。把两者画在桥的两边，相似性赫然突显，立即为人洞察：水能产生托力，其大小可等效于手的托力，可用间接测量。这样不但透彻地把握“水托力”的内涵，且能从方法的层面理解类比本质（本案例涉及的是等效替代法的迁移），个体经历了一场“视觉思维”，直观快捷，豁然开朗，产生“巅峰体验”（马斯洛）。

（2）形象性生成表征。以看得见的“手向上托”类比看不见的“水向上托”，突出了“形象性”；以“手上托”的过程类比“水的上托”的过程，具有动态性；以“手上托弹簧示数减小”类比“水上托弹簧示数也减小”，具有钱学森所谓的“具象（托）——抽象（弹力减小）”相融合的“二维性”。此三者，正是物理形象思维的显著特征[8]。用桥型图类比，训练了形象思维。有意突出这点，能使抽象与形象思维互动交融，激发创造性的产生。

3.起泡图与概念完整性、抽象性和反思性生成的可视化表征

（1）完整性生成表征。物理概念往往包含众多要素，构成一个完整的结构，遗漏某一要素，便无法完整生成。教材对浮力概念教学，整整编排了两节课，要素繁多且抽象性高，需要调动记忆和思维的方方面面，初学者要完整建构，难度很大。用起泡图（图3）把其要素——定义、描述、本质、测量，完全展现出来，可快速掌握其完整构成。一目了然，而且落在最佳的记忆范畴（7±2个组块[9]）。

（2）抽象性生成表征。填写起泡图，采用“关键词”法，是“在一定精度范围内足够真实但又近似地反映出”[8]概念的本质，是种抽象的再归纳。

（3）反思性表征。如一概念需用4个气泡才能完整表征，若这回想出3个方面，便提醒着去重构遗落的要素。可视化的图式起了“线索”的唤醒作用[10]，唤醒“与学习匹配时”[10]的“有效记忆提取”[10]，表现出思维的反思性特征。

4.圆圈图和概念鉴别性、根源性生成的可视化表征

（1）鉴别性生成表征。爱因斯坦认为物理概念的内涵是“失去了普通语言中所含有的含糊性质，从而获得了严格的定义”[11]。没有提取出这种“本质的特征”，便难以分离出核心要素，造成相近概念的混淆。

如“飘浮”和“悬浮”这两个概念，用语言不易区分。用圆圈图将各自核心要素——“浸入”与“浸没”圈出，从外围要素——“物体”、“停在液体”分离开来，可一眼看出本质的区别，问题迎刃而解。圆圈图发挥了鉴别功能。

（2）根源性生成表征。值得思考的是，“飘浮”与“悬浮”是两个不同的概念，为何却造成巨大的困扰？进一步圈划“浸没”发现，其核心是“浸入”！“浸没”总是跟“浸入”紧紧连接，密不可分！这便是原因。把重点放在浸没与浸入的区分上，便突破了整个教学。

圆圈图界定出概念边界，揭示了深层联系，具有“脱离语境条件的结构组合”和“意义组合”[12]，是其他语用学（哈贝马斯）表征（符号、词、句子）无法代替的，同时还指明教学的关键所在，因此具有根源性的意义。

5.双起泡图与概念辨析性生成的可视化表征

“飘浮”与“悬浮”，还可用双起泡图加以辨析（图5）：先用画出悬浮与飘浮气泡图，再把2个相同点画在两者之间，来强化共性特征；把3个不同点画在两边，进行差异化突显，符合信息加工论原理，在“环境中的新事物或新变化”进行“选择性知觉”重组，去“打破”“心智的瓶颈”[13]，产生了深刻的辨析行为，是一种认知的精加工，有利于形成长期记忆。

6.树型图与概念同化性、顺应性、并列性生成的可视化表征

奥苏伯尔把概念学习分成为上位概念、下位概念和并列概念学习。树型图通过位置排列，将概念放入不同“层次”，准确表达出位次关系。通过位次传递，可直观掌握概念迁移脉络，提高生成的效益。

（1）同化性生成表征。下位概念学习。在力概念系里，浮力从属于弹力，居于第四位次。通过树型图的位次传递，可把第一位次“力”的性质直接迁移给第四位次的“浮力”（图6）。如力是“物体对物体的作用”，需用三要素才能完整描述，那么“浮力”也是“物体对物体的作用”，需用三要素才能完整描述。迁移起来直观快速，毫不费力。

（2）顺应性生成表征。上位概念学习。用树型图抽取下位概念的共同特征，可实现向上迁移。如“浮力等于排开液体的重力”便可如此进行向上迁移。“不同物体在同种液体中，受到浮力等于排开液体的重力”、“同一物体在不同液体里，受到浮力等于排开液体的重力”，抽出的共同特征是——“浮力等于排开液体的重力”。这归纳出“处于结构中的较高水平”[14]的上位概念（图7）。用树型图显化出具体的抽取行为，个体经历了迁移过程，摆脱“浮力”的各种具体常见时空范畴（康德），也就“摆脱常见的时间和空间形式的规约”[15]，概念的生成就有了更深的“脱域”理解。

（3）并列性生成表征。并列概念学习。并列概念是“是包含了很多共同标准属性的相似观念”[14]。用树型图把两者“共同标准属性”表征出来，能快速进行并列迁移。如“液体的浮力”与“气体的浮力”，是两个并列概念，浮力的方向，可用树型图能直接进行相应的并列迁移（图8）。

7.括号图与概念体系结构性生成的可视化表征

布鲁纳认为学习最重要的任务是建起学科的基本结构。初学者难以自觉应用浮力的知识解决相关问题，就是没有建立起良好的学科结构。原因是教材相关的内容照章节编排，较为松散，内在的逻辑不易发现，个体难以把概念之间的联系贯串起来，实现结构整体化，以致形成建构主义所谓的“结构不良问题”（I11-Struetured Problem）[16]。

用括号图（图9）进行两级梳理，通过“浮力的产生原因”把前两节（《认识浮力》[6]、《阿基米德原理》[6]）联系起来，再通过“浮力的大小”把后两节（《阿基米德原理》、《物体的浮与沉》[6]）联结起来，概念间的内在联系便突出显示出来，形成逻辑性强、联系紧密、结构良好的概念体系。

可见，用括号图对章节内概念进行梳理（一级或多级），实际上是搭起“手脚架”，通过“在处理复杂问题中提供必要的支持，从而支持学习者在学习场中的学习”[17]，来揭示概念间的逻辑关系，把相关的内容整合到同一认知范畴，建构出一体化的“良结构”（建构主义），避免形成詹姆逊所谓的“碎片化”的“拼贴”[18]式的“残余零散的东西”[19]，提高了学科结构的整体构成水平。

8.复流程图与概念因果性、创造性生成的可视化表征

（1）因果性生成表征。揭示因果性是物理学的根本任务。牛顿说：“自然哲学的内涵是去发现大自然的架构及其运作……因而推导出事物的因果”[20]，爱因斯坦拒绝量子力学的原因，是因为他认为这理论“把因果律完全废除了”[20]。物理概念生成的过程就是揭示因果关系的过程，面临较大的困难是，因果关系难以厘清，特别是一果多因时，对应关系往往不够明朗。用复流程图进行分析，可借助图形，逐一揭示出对应的因果关系，抽取出内在的普遍性，为概念建构扫平障碍。同时，个体亲历因果性的揭示与再现，更直接切入到概念的深层内涵，把握到问题的本质。

如浮力与什么因素有关便可通过复式流程图（图10），直接看出因果关系，直观生成——浮力跟浸入液体的密度、排开液体体积有关，跟浸没深度无关。

（2）创造性生成表征。用复流程图进行因果性分析，结果不断得以呈现，内在的原因得以不断揭示，思维也不断得以拓展，显示出发散型的特征。概念生成的过程是一种不断探索的过程，是一种发现学习（布鲁纳），是有意义的学习（奥苏贝尔），而教师引导学生进行这种“呈现性”、“发现性”、“发散性”和“创造性”个体学习，正是实施了“创造性教育”[21]。在新课程改革的背景下，意义尤为重大。

参考文献

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[21] 林崇德.教育与发展.北京：北京师范大学出版社，2002.

电子通信分析和可视化 篇4

1. 电子通信技术创新的分析

我国的电子通信技术已经取得了比较大的发展, 在国民经济中的比重也越来越大。但是我国电子通信的发展比较晚, 产业的基础十分薄弱, 在核心技术方面仍然依靠外国的先进技术, 和世界水平相比, 仍然存在较大的差距。我国电子通信产业的创新, 主要是吸取外国的先进技术和优秀经验, 然后模仿着创新, 这就导致了我国电子通信产业的整体竞争力十分差。但是从我国电子通信产业发展的整体看来, 还是比较适合我国相关产业发展的。总体来讲, 我国虽然掌握了比较完善和成熟的电子通信技术, 但是由于自主创新能力的缺失, 核心技术缺失, 我国电子通信产业的发展也遇到了越来越多的困难。因此电子通信技术的创新显得尤为重要。电子通信技术的逐渐发展, 越来越多的企业和国家, 甚至是个人, 他们对电子通信技术的兴趣越来越浓厚, 对电子通信技术的创新也越来越感兴趣。电子通信技术的创新不仅会促进电子通信产业的发展, 而且可以带动与电子通信相关产业的进步, 在信息时代, 能够有效的促进经济发展, 提高综合国力, 这也是为什么世界各国重视电子通信技术的原因。大力发展电子通信技术, 提高电子通信技术创新的能力, 可以有效的提高通信技术方面国际竞争的能力, 提高市场占有率。如今的时代已经步入电子通信的时代, 而电子通信每一次的发展都会给人们带来便利。通信技术的不断发展, 冲时间, 空间来说都取得了很大的突破和成就,

2. 电子通信发展现状的分析

我国信息技术方面发展比较落后, 但是经过多年的发展, 我国电子通信方面发展较快, 发展势头也十分良好。目前已经成为电子通信技术的应用和电子通信制造的大国之一, 而且在电子通信的某些领域取得了世界领先地位。但是就我国整体而言, 自主创新能力较差, 在电子通信整个产业中, 相较其他发达国家而言, 取得利润较少, 附加值少。主要因为我国主要还是利用的是外国的先进电子通信技术, 我国的很多地区甚至是在模仿着发展。地域差距十分大, 我国东部沿海地区电子通信发展快, 技术高, 但是我国广大的中西部地区, 特别是西部地区, 目前仍然处在起步和摸索阶段。这和我国所制定的政策有很大关系, 在电子通信技术方面, 在东部地区的研究无论是科研人员的数量还是资金的投入, 比重相当大, 而且资金和技术的投入逐步攀升。但是我国中部地区科研人员在电子通信技术方面的研究比重却在不断下降。而西部地区在电子通信技术方面, 投入都比较稳定, 调查分析表面, 国家在西部的建设上一直采取鼓励发展的措施, 有大量的国旗和教育机构。

二、电子通信可视化的分析

近年来, 电子通信技术的发展取得了巨大的成就。尤其是电子通信可视化的出现, 逐步发展并完善。目前电子通信可视化广泛的应用于各个领域, 也逐渐受到更多的人关注。电子通信可视化主要是通过图像手段从而清晰有效的传达所沟通的信息。因此, 电子通信可视化不仅能够更加真实, 更加美观的形式传达信息, 而且电子通信的可视化功能更加齐全, 它能够直观的传达通信信息。这是电子通信可视化的一大优势, 它所拥有的简单操作也是能够使电子通信可视化迅速推广并迅猛发展的原因。它较为完善的体现了电子信息交流良好的交互性。由于电子通信可视化更加先进和完善, 尤其是在个人电子通信可视化上面的普及, 在某些领域的电子通信方面, 电子通信可视化得到了很好的应用。例如在社会领域中, 人与人之间不再需要面对面就可以迅速而且快捷的传递信息, 而且信息的直观性和安全性能够得到很好的保障。在商业领域, 电子通信可视化的应用程度更加普遍, 商业领域内, 能够迅速的通过电子通信的可视化分析出用户的通话内容、时间和通信地点, 能够更好的优化商业内部的运营网络结构, 而且在商业会议和决策的制定和实施都有重要的应用。而且在社会安全领域中, 利用电子通信可视化可以提高案件侦破率, 提高社会中的安全保障。但是由于电子通信可视化的普及, 犯罪分子利用电子通信可视化技术进行信息的交换和获取, 也为安全机关的安全保障增加了难度。总而言之, 电子通信可视化技术的发展促进了社会的文明和进步, 也为电子通信产业及其相关产业的发展起到了很大的促进作用, 同时也为国家的经济发展和社会进步做出巨大的贡献。

三、电子通信分析和可视化发展及总结

当今的时代可以说是信息时代, 电子通信技术发展十分迅速。电子通信产业也是一个具有巨大发展潜力的产业, 作为高新技术产业, 电子通信的发展决定了未来电子通信产业的水平。尤其是在我国, 电子通信发展较世界来说比较落后, 电子通信的地域发展也非常不平衡, 在电子通信的创新方面, 自主创新能力不足。在电子通信方面, 要根据电子通信发展的实际情况, 结合自身问题进行具体的分析, 并指定科学的发展政策。在电子通信可视化方面, 要大力发展科学技术, 努力提高自主创新能力, 并充分发挥电子通信优势方面。为我国的信息事业作出贡献。

参考文献

[1]余晓辉.《对我国通信技术创新发展的思考》[J].现代电信科技.2007 (01)

[2]张洋, 邢峰, 陆承杰.《无线通信技术的发展与展望》[J].硅谷.2010 (23)

[3]李仲贤.《我国无线通信技术的现状和发展前景》[J].信息与电脑 (理论版) .201 (107)

电子地图可视化 篇5

时间：2009-08-17 09:42:12 来源：电子技术应用 作者：

一种以AT89S52单片机为核心，利用驻极体式声音传感器实现的心音数据采集系统，利用图形液晶模块实现显示的新型可视电子听诊器。介绍了电子听诊器的 系统结构图，给出了硬件电路原理和软件流程。该系统在进行常规心脏听诊的同时可通过液晶显示屏直观地显示心率和心音波形。

心音是能反映 心脏正常或者病理的音响，它是由于心脏搏动过程中各瓣膜的开闭以及心肌和血液运动所产生的震动形成的。心音听诊是诊断心脏疾病的重要依据。传统的方法是采 用听诊器听诊心音，诊断的依据主要是医师的经验。这种方法比较简单，但由于人耳对声音的感知是声强与频率的综合效应，因而有些病理特性难以捕捉，且准确性 较差。设计一种新的电子听诊器对听诊音进行定量、准确的分析很有必要。目前，国内电子听诊器产品的价格和功能与国外相比还存在较大差距，多数只是将心音采 集后放大，虽然在一定程度上改良了听诊器，但是还不能很好地反映心音波形。本文研制的可视听诊器实现了这一功能。它集听诊和心电信号监测功能于一体，可以 实时记录并显示心率及心音图，使诊断更准确，且便于医学教学。同时具有可存储、实时显示、简单易用、成本低、体积小等优点。本文对该可视听诊器的结构及工 作原理作了较详细的介绍。1 硬件设计

可视听诊器的系统结构图如图1所示。该可视听诊器由采集处理和波形显示二部分组成，具体由声音传感器、信号调理采样电路和键盘显示电路组成。

1.3 信号采样

心音频率f在20Hz～600Hz之间，根据香农（Shannon）采样定理，只要采样的频率高于或等于原来频率的2倍，就可以完整地重现原波形，因此选择的A/D转换器的转换速率应在1 200Hz以上，故设计中选用了串行A/D转换器TLC0831。

信号采样电路的工作原理：把调理电路的模拟输出信号用A/D转换器变成数字量后，再由单片机送到液晶显示屏显示。1.4 键盘显示 本系统选用了精电蓬远的QH12864T点阵式液晶显示(LCD)模块。该模块由控制器T6963C、列驱动器T6A39、行驱动器T6A40及与外部设备的接口等部分组成，它既能显示字符（中文和西文字符），又能显示图形，还能够将字符与图形混合显示。

LCD与单片机的接口方法分为直接访问方式和间接控制方式。直接访问方式是把液晶模块作为存储器接在CPU的数据线、地址线和控制线上，同时把它的数据总 线接在89S52的P0口上，片选以及寄存器选择信号线由P2口提供，读写操作由单片机的读写操作信号控制。这种方式是以访问存储器的方式来访问液晶显示 模块。间接控制方式不使用单片机的数据系统，而是利用它的I/O口来实现与显示模块的通信，即将液晶显示模块的数据线与单片机的P0口连接作为数据总线，另外3根时序控制信号线通常利用89S52的P3口中未被使用的I/O口来控制。这种访问方式不占用CPU的存储器空间，它的接口电路与时序无关，其时序 完全靠软件编程实现。间接控制方式的速度较直接访问方式快，所以本设计中采用的是间接控制方式，具体连接如图3所示。

一个正常人的心音图如图4所示，其中s1是第1心音，s2是第2心音；Systole代表心脏收缩期，Diastole代表心脏舒张期。

经过信号调理电路后的心音变成如图5所示的波形。3 系统软件设计

系统选用的LCD是在图形工作方式下，通过建立坐标系，利用位操作实现对心音波形的逼真显示。下面详细介绍液晶显示屏绘图编程的算法和波形连续显示。

3.1 绘图编程的算法

系统选用的是128×64点阵式图形液晶显示模块。要绘制心音波形只要根据A/D转换来的数据在液晶显示器的对应位置上绘点显示。首先在液晶平面上建立如图6所示的显示坐标系。

图中画出了液晶显示器在图形工作方式下液晶平面的每一处所对应的显示缓冲区地址情况，数据为十六进制，并建立以左下角为坐标原点的坐标系。这样坐标(X，Y)的值都为正值，简化了算法。其中X表示1～128个点，Y表示各个点所对应的幅值。由于A/D采样的数值为0~255，而LCD的行取值为 0～63，所以把幅值缩小一定的倍数，即Y=D/B，D为A/D采集的数字量，B为该数缩小的倍数。由图可以看出幅值Y加1，显示缓冲区地址K就减少 10H，从而得到缓冲区地址的表达式：K=X/8-10H*Y＋0BF0H。而缓冲区地址字节中对应X除以8的余数的位就正好是要绘点的位置。只要利用位 操作命令对它置位就可实现绘点。3.2 波形显示

把采集的数据存放在RAM中，RAM共存了8KB波形数据。而液晶显示器1次只能显示128个点，因此可以通过改变在RAM中读数间隔来控制波形的横向显示，即每显示完1个数据，RAM地址加N，通过改变N的大小来拉开或回缩信号波形，以便于观察。

如果相邻2个点的幅值稍有不同，2个点的距离就会分开，造成显示不连续，影响视觉效果。因而怎样使波形显示连续，是显示信号波形中一个很重要的问题。本系 统中对这一问题的解决方法：在LCD上每显示完1个点后，判断它与前1个点的幅值差距，即Y值值差，若大于8，就要在2点之间插入若干点(X值不变，只变 Y值)，使2点连续起来，然后再进行下1个点的显示。利用这种方法，可很好地实现心音波形的显示。波形显示程序流程图如图7所示。结束语

电子地图可视化 篇6

关键词 文献计量学 可视化分析 CiteSpace HistCite 电子政务

分类号 G250.252

Analysis of the Functions of the Two Bibliometrics Visualization Softwares based on the E-government Research

Li Yanbo

Abstract Under the purpose of the two bibliometric visualization tools CiteSpace and HistCite comparative analysis， eight bibliometric indicators are designed as the comparative indicators for the functions， and 1388 papers on e-government research are download from the Web of Science during 2003-2012 as the experimental literature sample. Based on these， functions of these two tools are compared by this paper. It compares their functions from the analysis functions， the knowledge mapping readability and the data format.

Keywords Bibliometric. Visualization analysis. CiteSpace. HistCite. E-government.

1 文献计量可视化工具研究现状

从1926年洛特卡定律的发现[1]，到美国化学家格罗斯兄弟文献学史上的第一次引文分析研究[2]，再到1934年布拉德福定律[3]和1948年齐普夫定律[4]，国外学者二十世纪二十年代到六十年代为文献的定量研究做出了重要贡献，但这些先驱者早期的定量研究均是分散、不系统的。直到1969年，英国情报学家阿伦·普里查德发表《文献统计学还是文献计量学？》一文[5]，首次使用“文献计量学”这一术语，取代了“文献统计学”。这就将研究对象从期刊扩展到所有的书刊文献，使有关文献的定量研究统一在文献计量学学科之下，至此文献计量学研究逐渐走向系统化、广泛化。为适应文献信息量的增加，计算机、数学等方法在文献计量学中的应用研究逐渐展开，由此便产生了文献计量可视化的研究。20世纪50年代开始，加尔菲德开发的科学引文索引开始大规模的商业性应用，为文献计量可视化的发展奠定了坚实的基础。大量的文献计量学研究转向基于引文分析的可视化研究中，这其中的先驱当属加尔菲德对DNA研究历史图的产生，是在1964年用手工绘制的[6]。从那以后，文献计量可视化研究逐渐成为计算机科学、图书情报学研究的热点。经过近70 年的发展，在引文分析理论、复杂网络与社会网络分析理论、信息可视化技术的推动下，信息可视化逐渐成为国内外文献计量学一个崭新的研究热点[7]。文献计量可视化工具是文献计量可视化研究的具体实现手段，总体来说，时下常用的文献计量可视化工具主要源于三大领域。一是计算机科学领域的数据、信息、知识与知识域可视化研究；二是图书情报领域的引文分析可视化、知识地图和知识网络等研究；三是复杂网络系统和社会网络分析的研究。目前三者的研究方向和内容正在走向融合。文献计量可视化工具可以分为两类：一类为各种文献数据库附带的文献计量工具，（如Web of Science、中文社会科学引文索引、中国知网等），但可视化功能较弱；另一类为提供文献计量功能的软件，如美籍华人陈超美开发的CiteSpace、加菲尔德开发的HistCite、佩尔松开发的Bibexcel、Vladimir Batage lj和Andrej Mrvar开发的Pajek、印第安纳大学开发的Science of Science、荷兰莱顿大学开发的VOSViewer等，而这其中CiteSpace、HistCite由于其较强的可视化功能被国内外学者所广泛使用。

2 CiteSpace与HistCite功能分析

2.1 CiteSpace核心功能

CiteSpace软件主要基于共引分析理论和寻径网络算法等，对特定领域文献（集合）进行计量，以探寻出学科领域演化的关键路径及其知识拐点（以关键论文为代表），并通过一系列可视化图谱的绘制来形成对学科演化潜在动力机制的分析和学科发展前沿的探测。其所应用的主要数据包括Web of Science论文、Derwent 专利、Scopus等外文数据库论文，近几年由于国内用户的广泛使用，该软件又通过增加数据格式转换模块而实现了中文CSSCI、CNKI数据库格式的计量分析。CiteSpace软件的核心功能是探测和分析学科研究前沿的历时性变化趋势以及研究前沿与其知识基础之间的关系，陈超美博士在软件中设计了四个核心分析指标以实现这一功能，见表1。

表1 CiteSpace核心分析指标

2.2 HistCite功能

该软件系SCI的发明人加菲尔德开发，能够用图示的方式展示某一领域不同文献之间的关系。可以快速帮助我们绘制出一个领域的发展历史，定位出该领域的重要文献，以及最新的重要文献。HistCite目前用于分析的文献信息只能来源于Web of Science数据库（以下简称WoS），HistCite核心分析指标见表2。

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表2 HistCite核心分析指标

3 CiteSpace与HistCite功能实验比较研究：以国际电子政务主题文献为例

3.1 数据来源

在WoS数据库中获取电子政务相关的研究性论文（包括期刊论文、会议论文和综述）1388篇。本文主要采用CiteSpace与HistCite两种可视化软件对电子政务这一主题的八种文献计量学指标进行比较分析，见表3。

表3 文献计量学指标

3.2 作者、机构和国家及其合作分布

3.2.1 CiteSpace的发文量和合作关系分析功能

（1）发文量及合作关系分析功能。CiteSpace可以形成作者、机构和国家及其合作分布可视化分析图谱。其中每一个结点代表一个作者、机构或国家，结点大小反映的是发文量的多少，结点年轮颜色反映的是发文时间分布，色调由暖及冷指的时间由近及远，点击在任何一个结点上通过点击鼠标右键，便可具体了解某个结点所代表的作者、机构或国家的发文按时间分布的具体数值。结点之间的连线反映的是作者、机构或国家具有合作关系。CiteSpace的这些功能不仅有助于研究者发现相关主题的权威研究作者、机构或国家，而且对研究者挖掘该主题的研究团队、跨越机构或国家的合作具有十分有效的帮助，这为考察该主题的知识流动及共享提供了一个清晰的线索。而且由CiteSpace生成的图谱颜色丰富、信息量大。

（2）作者共被引分析。CiteSpace可以根据作者发文被引及共被引情况，生成作者共被引分析图谱。其中结点大小反映的是该结点所代表的作者被引频次的高低，结点的年轮颜色反映的是该作者被引历史，通过在该结点点击右键可以具体了解该作者的被引频次随年度变化数值；结点之间的连线代表作者之间具有共被引关系（以下同）。结点外圈的颜色若是紫色，则代表该结点的中心性≥0.1（以下同），点的中心性是一个用以量化点在网络中地位重要性的图论概念，它是指网络中经过某点并连接这两点的最短路径占这两点之间的最短路径线总数之比。中间中心性高（在CiteSpace可视化图谱中，中心性≥0.1便认为较高）的点往往位于连接两个不同聚类的路径上，是十分重要的结点，需重点考察其研究内容。CiteSpace的作者共被引分析可以使众多的著者按照同被引关系形成一个著者相关群，揭示出学科专业人员的组织结构、联系程度，进而反映出学科专业之间的联系及其发展变化状况[1]。

3.2.2 HistCite的发文量及其被引分析功能

HistCite可以显示阈值范围内（即本研究中设置的被引频次≥30次的论文）的总作者数、机构数和国家数。也可以对作者、机构和国家的发文量、作者发文当前主题内被引频次、WoS被引频次三个文献计量学指标的分布进行分析，而且通过点击■、■、■三个按钮可以分别对这三个指标进行排序，这些功能有助于研究者通过不同指标识别电子政务研究的发文情况、相关重要论文以及在WoS范围内具有较高影响力的论文，为发现重要的作者、机构和国家和经典文献提供线索。但是该工具无法直接对作者、机构、国家发文的文献计量学指标进行可视化图形分析，只能在数据基础上借助EXCEL作图分析。而且该工具无法进行合作分析。为节省篇幅，仅列出作者发文分布分析，见表4。

表4 HistCite的作者分析二维表

3.3 期刊及其共被引分布

3.3.1 CiteSpace的共被引分析功能

期刊的共被引关系强弱反映了期刊的亲疏远近关系，通过期刊共被引分析可以挖掘学术期刊之间的关系并且进行期刊分类，考察学科的内部知识结构和联系情况[9]。CiteSpace可以按期刊被引情况生成期刊共被引分析图谱，由此可以揭示对某一主题研究具有重要推动作用的期刊以及期刊的共被引关系。但是，CiteSpace无法实现期刊载文量分析。

3.3.2 HistCite的载文量及其被引分析功能

表5显示了HistCite对电子政务研究主题的期刊载文分布结果。这一功能与前述作者、机构和国家分布分析所具有的功能一致。但该工具只提供了期刊的主题内和WoS范围内的被引分析，未能提供期刊的共被引分析。

表5 HistCite的期刊发文及被引分析二维表

3.4 学科分布及共现关系

CiteSpace是根据WoS数据库的学科划分标准而对相关主题的研究学科进行划分的，而WoS数据库的学科划分是依据期刊所属学科进行划分的。因此，CiteSpace学科共现图谱中结点较大的学科说明这个学科的相关期刊上发表这一主题的论文较多。学科之间的连线同样是学科共现关系的揭示，通过这种学科共现考察可以了解跨学科研究情况。

3.5 关键词及其共现分布

3.5.1 CiteSpace的关键词频及其共现分析功能

一般认为词汇对在同一篇文献中出现的次数越多，则代表这两个主题的关系越紧密。统计一组文献的关键词或主题词两两之间在同一篇文献出现的频率，便可形成由这些词对关联所组成的关键词共现网络，关键词共现分析可应用于研究领域的识别和热点分析、横向和纵向分析领域、识别学科的发展过程和特点、找出领域或学科之间的关系等[10]，同时可以了解某一特定主题的微观研究领域。CiteSpace不仅能够揭示高频关键词，还能够揭示具有共现关系的关键词，这为深入、细致的研究某一主题提供了十分有效的途径。CiteSpace生成的关键词共现图谱可以将具有共现关系的关键词按其研究的主题进行人工聚类分析。

3.5.2 HistCite的关键词频分析功能

HistCite的关键词分布分析是以“words”（即单个关键词）进行统计分析的，而且不具备“words”之间共现关系的分析，只能按“words”的词频数、当前主题内被引频次、WoS被引频次三项指标定量统计（见表6），而且无可视化的图谱，只能以二维表格的形式呈现。HistCite由于不能反映关键词的共现关系，因此在微观主题揭示方面具有较明显的缺陷，如表3列出了按词频排序的前5位电子政务有关的“Word”，其中的很多单词专指性很低，如GOVERNMENT、BASED、INFORMATION等，这使得无法通过这些高频词进行微观主题的分析。

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表6 HistCite的关键词词频及被引分析二维表

3.6 文献被引分析

3.6.1 CiteSpace的文献共被引分析功能

CiteSpace除可以生成文献共被引图谱以揭示文献被引频次高低和文献间的共被引关系外，还可以生成时间线图谱和时区图谱。时间线图谱可以将研究主题各微观知识领域进行聚类，同一聚类排在同一水平线上，并根据时间顺序进行排列，从而展示研究主题各微观知识领域的历史成果，从中可以研究主题的重要奠基性文献。时区图是另一种侧重于从时间维度上来表示知识演进的视图，可以清晰地展示出文献的更新和互相影响情况，它将结点定位在一个二维坐标系中。根据结点首次被引用的时间，结点被放在不同的时区中，并且所放位置的高度依次增加。一个从左到右，自下而上的知识演进图就直观的展示出来，位于坐标系靠左、靠上的结点可以认为是该知识领域的研究前沿。

3.6.2 HistCite的文献被引分析功能

HistCite可以通过对从WoS下载的文献依据被引频次编制引文编年图，这也是该工具的主要功能。点击HistCite主界面最上方的“Tools”-“Graph Maker”-“Make Graph”按钮，即可得到相应的引文编年图。引文编年图可以从GCS和LCS两个角度进行编制，如果引文编年图编制时选择所有文献，则用GCS和LCS编制的结果是一样的；在实际绘制过程中，以 LCS 为依据编制引文编年图更能体现研究的外延和分析的针对性，因此选择LCS较为合适。图1为采用HistCite编制的引文编年图，每一个圆圈表示一篇文献，圆圈大小代表文献被引频次的多少。被引频次越高，圆圈就越大。带箭头的连线代表文献节点之间的引用关系，箭头指向的文献是被引文献，圆圈内所标数字指明该节点文献在文献集合中的顺序号。引文编年图以从上到下的空间顺序表示由先到后的时间顺序，各文献按照其发表年份的先后给予序号并安排在图中相应位置。通过HistCite生成的引文编年图，可以清楚地观察到电子政务研究的历史沿革、研究文献之间的继承关系以及在各研究阶段的发展程度。图中，2010—2012年的文献节点是空白，表明在这个时间段内没有具有一定影响力的经典文献，这与文献被引与时间的累积性相关。而较大的结点如158、220、324、343、225等代表的文献具有较高的被引频次，因此可以认为是电子政务研究中较经典的文献，通过对这些经典文献的分析，可以一定程度上了解电子政务研究的知识基础与研究前沿。

然而，被引频次仅仅是文献影响力高低的反映，而文献的共被引却能够反映文献与文献之间的研究方向或研究主题的关联，两篇文献共被引的频次越多，说明它们学术研究方向的关联性越强。由此推而广之，由多篇文献间的共被引关系形成的文献共被引聚类，反映了聚类文献之间共同的研究方向和关注的热点主题[11]。HistCite无法实现文献共被引分析，因此通过该软件提供的引文编年图不能够实现文献的聚类，也就无法从引文分析的角度揭示解释热点主题以及知识结构。

3.7 两种工具比较结果

表7 两种可视化工具的比较结果

CiteSpace和HistCite均是基于引文分析的文献计量可视化分析工具，因此其基本的原理依据是一致的。CiteSpace的核心特色是可以实现文献计量学指标网络结构的揭示（共现、共被引网络），相对而言，HistCite无法揭示网络结构，其核心特色表现在可以实现各文献计量学指标的文献集内和WoS两种范围的被引频次分析，而CiteSpace的被引频次分析只限于考察主题的文献集内。具体来讲两种工具在功能上存在以下差异，如表7所示。

4 结语

通过CiteSpace和HistCite两种可视化工具的比较可知，CiteSpace的功能更加丰富，而HistCite功能较为单一。但无论使用多么智能的可视化工具，在进行某一主题研究时，可视化工具只能提供我们一个研究线索，在具体研究时需要我们辅以深入、全面的文献调研和专家咨询才能使研究结果更科学。笔者认为，未来文献计量可视化研究重点一方面要在知识单元间的测度更加精确与合理上下功夫。例如，通过计算机语义理解，解决一词多义和一义多词等词形与词性问题等；另一方面要进一步实现方法的融合与改进，进一步完善相关算法。例如，在共引分析中，根据两被引文献（或作者等）在同一文献中的共被引强度给予不同的权值。

参考文献：

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oductivity[J]. Journal of the Washington Academy of Sciences，1926，16（12）：317-323.

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[ 3 ] Bradford S C. Sources of information on specific subj-

ects[J]. Engineering，1934，23（3）：85-88.

[ 4 ] Zipf G K. Selected studies of the principle of relative frequencies of language[M].Cambridge：Harvard Univ-

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[ 5 ] Pritchard A. Statistical bibliography or bibliometrics？[J]. Journal of Documentation， 1969，25（4）：348-349.

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[ 9 ] 王贤文，刘则渊.基于共被引率分析的期刊分类研究[J].科研管理，2009（5）：187-195.

[10] 吴晓秋，吕娜.基于关键词共现频率的热点分析方法研究[J].情报理论与实践，2012（8）：115-119.

[11] 潘黎，侯剑华.国际高等教育研究的热点主题和研究前沿：基于8种SSCI高等教育学期刊2000—2011年文献共被引网络图谱的分析[J].教育研究，2012（6）：136-143.

地图中的数据可视化设计 篇7

关键词：信息可视化,地图,数据

一、地图中的可视化设计要素

地图具有明显的数据化特征,必须依据明确的数学法则和科学的理性对数据文本进行分析,以此为依据构建合理的信息结构和逻辑系统。信息的最终呈现都表现出视觉化的语言特征,在遵循清晰、精确、科学的前提下通常会追求视觉表达的优化,文字、版面、图形、色彩的合理安排,以视觉设计的手法作为信息传达的辅助手段,借鉴设计心理学、人体工程学的基本理论,帮助信息更高效地传递。地图的最终目的是要完成一定量的信息传递结果,对某地理区域的基本情况或某领域内的数据变化有明确量化的信息传递和接收,否则就失去了其存在的价值和意义。

二、案例分析

(一)死亡地图(1854年,John Snow)

19世纪欧洲大城市霍乱横行,伦敦由于垃圾堆积、水源污染、排水系统薄弱,成为疾病滋生的地点。人们认为土壤中散发的有毒气体侵害了人体,如果呼吸到“瘴气”或接触到霍乱患者,就会染上这种疾病。医生John Snow不相信这种说法,决心通过彻底调查疾病的根源来证实自己的怀疑。他将发病人的地点进行了统计,用标点地图的方式分别标注当地井水和霍乱患者的分布,地图清晰地反映了两者之间的关系,即Broad大街的公共水泵供水范围内霍乱罹患率明显较高,凭此判断出霍乱爆发的源头。

在这幅流传后世的“死亡地图”中,黑色圆点代表霍乱爆发地点,十字叉代表水井,通过这两个变量,以视觉的形态明确表明了水泵和疾病之间的关系,体现出以地图形态为基础的视觉化信息设计手法从庞杂的数据中找出重点和秩序的能力。

(二)拿破仑东征路线图(1861年)

1812年6月24日,拿破仑率领欧洲历史上最大规模的部队,开赴莫斯科,等他们到达那里,莫斯科已成为空城,所有供给被中断,军队不得不撤回。归程中天气恶劣,供给缺乏,军队伤亡惨重,没了装甲大军团的小分队在Vyazma、Krasnoi和Polotsk被俄国人击溃,在渡贝尔齐纳河时遭俄军两面夹击。直到1812年12月14日大军惨败被逐出俄国领土,只剩下约22,000人幸存。

这一历史时刻被法国工程师Charles Joseph Minard转换成了信息视觉化的先驱作品,也被Edward Tufte誉为是迄今为止最好的统计图表。(1)该图包含几个个独立变量:线条的宽度实时地指代着军队规模;整个线条标明了军队移动所到之处的经纬度;不同的颜色区分了军队移动的大方向,棕色表示前进,黑色表示撤退;军队在某些特定日期的所在地点被标注;图表下部标明撤退途中的温度变化,每一次大规模降温都与图表中黑色撤退部队人数的急剧减少相关。

三、价值及展望

以上两个经典案例中,显示出数据与方位的关系,以地图作为信息呈现的基本构架,必然因其数据所反映的内容与方位有关,即为信息的视觉呈现提供了展示的地基,也能使纷乱的信息在空间中自动合理排列,解决秩序问题。

案例呈现了单纯用文本难以解读的庞杂的数据信息,展示出视觉语言从庞杂的数据中找出重点和秩序的能力,使其在信息传递过程中的重要性再次得到体现。在信息设计中,地图的视觉化表达并不要求绝对的精准,而着重强调某一方面的特征和相对适合的比例,甚至要求更加地概括,突出重点,省略不必要的细节,体现了地图作为形象语言本身隶属于信息设计范畴的概念。

随着技术进步,地图的承载媒介早已不再局限于二维平面的表达,Google Earth等卫星图像软件可以直接模拟3D地球影像,甚至深入海底探究地球内部面貌,介于此,与地图相结合的信息视觉化设计势必有更大的发展空间和更轻松、灵活、人性化的表现手法。数据与图像、科学与艺术、技术与设计是本文一直在探讨、围绕的话题,新时代下的视觉化信息设计将会有更多的可能性。

参考文献

[1](美)Edward Tufte.Visual Display of Quantitative Information[M].Graphics Press出版社,2001.

[2](美)Edward Tufte.envisioning_information[M].Graphics Press出版社,1990.

[3](美)简·维索基·欧格雷迪(O'Grady.J.V.).信息设计(《The Information Design Handbook》)[M].凤凰出版传媒集团,译林出版社,2009.

电子地图可视化 篇8

随着我国经济的飞速发展, 电子生产企业在每年也表现出对高素质生产人才的强烈需求。而在目前条件下, 广大职业院校的专业教学水平与现场要求还有种种差距, 导致校园与生产实践的对接存在种种障碍。

从目前职业教育的现实来看, 用人单位对学生职业技能的要求越来越高。对于一线部门, 除了希望让学生掌握专业知识外, 还希望学生尽可能具职业素养。而目前的课程体系将实践分割到不同的课程当中, 学生在分属于不同课程的实践学习中, 能零散接触到实际生产技能。但由于没有现场工作的整体概念, 学生的学习犹如盲人摸象。即使掌握大量的知识及相关基本技能, 但对实际生产过程一无所知, 当学生在工作中面对实际生产问题时, 会表现出强烈的不适应。而用人单位也往往因此对学校的培训质量产生怀疑。所以对原有的实践环节进行改革, 是大势所趋。改革需要培养学生职业素养与生产技能, 在目前体制下, 往往受到了多种客观条件的制约, 而采用计算机图形模拟技术的可视化模拟生产培训系统可以一定程度突破制约, 提高实践教学效率, 成为现有实践模式的有益补充。

2 技术实现

2.1 利用计算机虚拟技术进行电子生产设备模拟

常见实验室设备能较好的完成实践训练项目。但大多数实验室使用专业实验设备, 即使使用现场设备, 但台位数无法满足要求, 而且运行成本高昂。目前计算机虚拟技术相对成熟, 可以利用计算机及模拟技术组成模拟设备。一定程度上模拟实际设备的运行过程及操作特性。利用虚拟技术, 完成虚拟生产、虚拟质检、虚拟质量分析及生产反馈。这样在虚拟设备上可以模拟实际生产面对的许多问题及突发情况, 培养培训者实际问题分析处理能力。对于电子设备模拟而言, 例如波峰焊机, 虚拟设备应有虚拟显示观察窗, 虚拟设备调控面板, 虚拟参数调节, 以及参数反馈。并且还可以利用计算机图片提供虚拟的成品显示及故障判别, 而计算机上的数据库可以记录所有虚拟生产的产品, 虚拟出一定比例故障元件, 同时记录生产质量情况。可以根据这些数据完成故障分析, 推断硬软件故障。

2.2 利用环境模拟方式

实验室可以比较顺利的培养学生的专业知识与技能, 但难以培养学生的职业素养。在实验室环境下, 设备比较密集, 同一设备至少有两到三名同学一起操作。遇到实际问题同组同学或相邻组同学可以互相请教讨论, 这样有助于相互帮助共同提高, 但没有锻炼出学生独立思考, 独自分析解决问题的能力。而实际工作中, 工位上往往只有一人, 所有问题要独立判断, 所以除了在实验室进行专业知识技能培养外, 也需要进行职业素养锻炼。这种职业素养包含了独立现场分析解决能力, 认真仔细的工作习惯等。

进行职业素养培训, 在真实的工作环境中实习是效率最高的, 但是由于客观条件的限制, 有限的时间、经费都不可能保证每门课程都有合适实习机会。如果能找到一种突破时间经费限制, 较好模拟工作现场的方式, 将极大提高实习效率。我们可以将实践模拟设备按照现场环境布置, 设置实训项目时也尽量依照现场工作工序, 即使模拟设备无法生产真实成品, 但可以模拟出现场工作工序, 现场故障处理方法及解决手段, 进行工作过程分析等训练, 让学生适应一线生产的能力大幅度提高。采用与现场一致的管理模式, 能让学生提前熟悉生产氛围。如有条件还可以模拟多班倒, 设立虚拟管理岗位, 多方位多层次提高学生的综合职业素养。

3 系统构成

3.1 系统基础设备

本模拟生产系统方案主要有两大部分组成。模拟软件部分是集视频播放, 界面模拟, 数据库管理于一体的软件系统, 并可以通过网络与中心服务器连接。视频播放与界面模拟采用flash技术实现。而数据库管理利用SQL记录生产数据, 通过图片数据库模拟显示成品与故障瑕疵。

硬件系统由计算机与外壳构成, 由计算机显示屏构成现实界面, 控制面板可以独立通过串口连接至计算机也可以由软件构成虚拟面板显示。外壳由塑料构成, 内置支架放置计算机, 外形和体积近似模拟实际设备。其中由于对计算性能要求不高, 院校可使用闲置计算机安装模拟软件来降低成本。外壳和支架需重新添置, 如有条件, 外壳可以更换以模拟不同设备。

3.2 系统环境

设备安放设置尽量贴近生产一线以提高拟真度。各个机位之间要有一定空间, 而周围环境布置要具备拟真度, 减少不必要的环境干扰。

3.3 系统网络环境

由于每一台或多台构成模拟生产线, 所有计算机通过网络连接至中心服务器上, 中心服务器可以监察各个生产线的工作状态, 并动态更改不同模拟设备台位的工作状态与故障率。

3.4 系统运行模式

指导教师通过中心服务器设置各个生产线的工作状态。然后学生按照班组进入实训环境, 监控并操作虚拟设备, 观察虚拟成品, 完成质量检测, 并填写故障等单据。连续完成一个班次时间后, 通过对比数据库记录核对各班组查错等情况, 并完成故障分析及故障处理的训练。这样通过虚拟设备的运行既加深了理论知识的理解, 又锻炼技能, 还增加实践经验, 综合提高职业素养。

5 结语

整个系统技术基础成熟, 技术难度低, 总成本低廉。而可以一定程度上取代数百万的实际生产设备供学生完成生产实习, 培养实践技能, 并可以在校内模拟生产实践环境, 取得部分生产实践的知识。而且系统建立在可视化的基础之上, 通过视频, 可视化交互操作等多种手段帮助学生加深理解实际生产过程与生产技术要点。本系统的不足是整个系统仍然建立在虚拟生产的基础上, 与真实生产, 真实环境还是有一定的差距。所以系统不能完全取代现场实习, 只能作为现场实习的有益补充。只有与普通实训, 现场实训有机结合起来, 才能发挥本系统的最大功效。

参考文献

[1]李利花, 李迟生.浅析单片机实验教学仿真系统实现的关键技术, 中国科技信息, 2009, 13.

[2]尹子民, 孙辉, 魏颖辉.情景模拟教学法的初探, 辽宁工业大学学报 (社会科学版) .

[3]唐汝元, 唐春霞, 王红梅.网络仿真实验系统设计与实现, 装备制造技术.

电子地图可视化 篇9

日本知识地图的研究现状

为掌握知识地图在日本的研究现状, 笔者依次在日本CiNii (CitationInformation by NII) 学术信息数据库、JAIRO (Japanese InstitutionalRepositories Online) 、KAKEN (科学研究费助成事业数据库) 上以知识地图为检索词对题名、关键词、摘要等循环组合检索。

通过检索发现在CiNii中有64篇相关度较高的文献, 而JAIRO上仅检索到4篇 (其中2篇与CiNii重复) , 在KAKEN上检索到相关已立项的项目为11项。研究文献具体如下页表所示, 文献数目最多的是教育支援类, 占总体的48.4%, 其次是信息处理类, 占32.8%, 最后是经营经济类, 占18.8%, 从比例上看可见知识地图主要是应用在教育支援方面, 比较多见的是采用计算机信息技术构建系统和数据库。例如, 《基于知识提示学科关系的学习履历系统》 (池田, 2009) 将理工专业本科课程中出现的知识点以知识地图方式进行构建, 然后与对应的履修科目和学习成绩进行关联, 对学生和教师提供自我分析、知识分析等功能;《基于WEB的协同学习条件下采用手机终端的形成性评价系统的开发与验证》 (永井, 2004) 则是采用知识地图构建基于BBS的学习支援系统, 对中小学生数学和计算机课程进行协同学习的实践研究, 特点在于采用手机终端对学习的知识点进行形成性评价。此外, 还有数学、医学、理科等学科的教学辅助实践研究, 部分文献还涉及焊接加工等职业技术学习、电子教材开发、电子学习档案等内容。由此可见日本比较重视利用信息技术支援教育实践内容, 侧重于将知识地图置于具体的学科中进行研究。

在信息处理类文献中, 除涉及系统和数据库外, 还有涉及本体 (ontology) 研究、多媒体处理、信息检索等方面, 侧重点在于知识的结构化和可视化。例如, 《日语本体词典系统Ontolopedia的构建与兴趣抽取方法的应用探析》 (宫城, 2009) 采用Wiki百科作为语料库开发日语本体词典系统, 根据用户在Twitter上的投稿信息进行兴趣倾向分析, 以知识地图进行系统评价实验。

经营经济类的文献相对偏少, 主要涉及企业管理、经营模型、知识资产等方面, 采用信息技术构建知识地图进行分析、评估。例如, 《提高企业实力的公司内部信息流通和利用方法——构建知识地图达成经营课题的战略领域》 (田中, 2005) 就提出采用知识地图提高企业在经营分析和信息沟通方面的能力。

从图1的时间分布上可见, 最早的知识地图研究在1994年, 之后逐年递增, 到2008年为顶点, 其后又开始减少。究其原因在于知识地图构建主要应用于信息学、计算机技术等方面, 需要依据严谨的构建步骤, 对于各个节点的名称、内容等信息需要复杂规范化定义, 研究应用面相对概念地图、思维导图等递增状态。

另外, 在科研立项上, 由日本文部科学省和日本学术振兴会所立项的课题中涉及知识地图的有11项, 其中教育支援为9项, 数据处理1项, 几何学分析1项。教育支援方面主要有教育课程开发、教辅支援系统开发、教材开发、学习实践分析等内容, 如利用数据挖掘和知识地图开发知识连锁体验教育课程, 利用学习辅助系统提供知识关联地图和活动场所提高协同活动的效率促进问题的解决, 以知识地图表现知识结构的E-Learning, 以知识地图构建系统促进科学概念理解能力开发科学教育课程, 基于学习活动中的分散知识研究自我效力感发展情况, 以学习履历和知识地图分析探究型学习过程等。由此可见, 科研立项的侧重点也是与上述文献分析结果相同, 即积极利用信息技术构建知识地图以促进教育实践。

日本知识地图的商业化应用

由于知识地图最大的特点就是能够以地图形态可视化和结构化地展示信息, 因此除在教育实践方面进行探索外, 日本还将知识地图应用于商业模型、企业信息管理、社交网络服务、公益活动、宣传展示中。商业应用上有日本Knowledge Produce股份公司提出创建历时性的知识地图, 以“KONISHI方法”在知识地图上通过分析、综合、关联、类推、创意、决断、模拟等步骤后认识对象领域中存在的各类情况策划剧本, 强调以相关性构建整体结构, 记录并保留各类信息源和相关信息到最后一步, 信息要以客观事实为中心, 在信息的配置和关联上再以主观进行分析 (如下页图2) 。

将知识地图作为可视化的工具比较具有代表性的就是“ShareWis”, 它是一个基于社交网络的开放性教学资源系统, 利用地图的可视化方式做用户界面, 辅以基于Facebook、Linkedin等的SNS功能, 这样不仅将知识关联起来, 也将学习者的交流关联起来, 并可以保留学习履历和社交记录 (如图3) 。目前开发有Web网页版和手机APP应用版, 用户可以在免费注册后学习和发布课程, 现有外语、数学、会计、计算机程序、设计等数十种课程, 类似MOOC (Massive Open Online Courses, 大规模开放在线课程) 。该系统的特点在于将知识内容以课程形式予以展示, 所有课程均以地图方式构成, 同类课程构成一个区间, 放大后逐层显示。具体操作就是需要在地图上通过放大缩小选择课程, 以主节点为课程名称, 节点边有课程简要文字介绍, 点击主节点可放大进入该课程的所有单元一览页面。除在地图上缩放选择课程外也可以直接在搜索栏输入关键词检索课程。每个课程下由简到难分为多个单元, 每个单元的学习时间均控制在5~30分钟左右, 一个单元学习完后提供选择、排序、判断等以客观题为主的自测练习题, 学习过程中可以随时和其他用户进行SNS互动, 系统提供课程管理、学习历史记录、学习提醒等功能, 学完的课程会以不同颜色显示。

这套系统还支持用户自己创建课程, 支持图片、文字、声音、视频、链接等多类元素, 创建时系统会自动引导用户非常容易地建立一套完整的课程, 包括课程单元设置、教学内容展示、练习题设置, 等等。虽然目前大部分课程都为用户个人或者公司团体制作, 带有免费宣传做广告的倾向, 但是所有课程均是免费开放的, 实现了基于社交网络的开放教学资源的社会化共享。

除上述应用案例外, 还有用于癌症宣传的公益性知识地图, 用于职业技术考试的技术知识地图等, 这些案例都突出了知识地图在可视化和结构化上的特点, 具有一定的参考价值。

后记

知识地图由于定义比较模糊, 容易让人从字面上误解为简单的知识点的关联性排列, 而忽略了知识结构化表征的这个特点, 而知识地图构建最难的地方恰恰在于结构化。因此, 日本的知识地图相关研究主要采用了狭义上的知识地图, 采用科学严谨的方法以数据库和可视化手法构建知识地图, 相关文献比较少, 而商业化应用上则多采用广义上的知识地图, 实际上则是类似概念地图或思维导图等的表现手法, 很少见到能从狭义上对知识地图进行数据构建, 对知识节点进行标准化抽取和描述的案例。今后日本在知识地图的研究和应用趋势还有待继续深入探讨, 如知识地图在大数据分析、本体研究、数据挖掘方面就具有非常重要的研究和实践价值。

参考文献

[1]CiNii http://ci.nii.ac.jp/.

[2]JAIRO http://jairo.nii.ac.jp/.

[3]KAKEN http://kaken.nii.ac.jp/.

[4]ShareWis http://share-wis.com/.

[5]ナレッジマネジメントhttp://home.att.ne.jp/sea/tkn/Issues/Issue-KM.htm.

电子地图可视化 篇10

教育游戏是当前计算机信息技术和教育界研究的热点,有着广阔的发展前景。所谓教育游戏是指能够培养游戏使用者的知识、技能、智力、情感、态度、价值观,具有一定教育意义的计算机游戏类软件[1]。地图的建设在教育游戏开发过程中扮演着重要角色;精致、符合个性化定制需求的教育游戏地图往往能提高游戏的趣味性,给用户留下良好的第一印象[2]。当前国内的教育游戏多数使用Flash软件来进行开发,如:游戏型课件[3]、网络教育游戏[4]、软件模拟[5]等。同时,XML文件在教育游戏研发领域也得到广泛的认可和使用,例如游戏型课件大多数就是使用XML文件进行数据传输和交换,如杜明明[6]等使用XML文件来制作动态Flash课件相册,田爱奎[7]等使用XML文件来设计Flash教学游戏,刘志广[8]等使用XML文件来构建虚拟实验室等等。

但是,当前多数教育游戏地图的建设仍然是将其资源素材直接嵌入到Flash软件库内部,用户需要了解Flash和XML的相关知识,才能进行游戏地图源文件的修改、编译,从而加大游戏地图修改的复杂性,难以满足用户的个性化定制需求。有关研究表明,使用XML文件存储信息数据存在较大的数据冗余[9],交互过程中占用更多系统资源[10],数据传输效率较低[11]等问题。针对上述问题,作者提出一种基于JSON的设计与开发方法来改进教育游戏地图可视化建设的流程;并开发出一款可视化地图编辑软件,以探究该方法能否满足用户个性化定制需求,降低可视化修改的复杂性,提高数据传输效率和降低交互过程中的数据冗余。

1 相关理论

本文的可视化地图编辑软件的开发主要使用ActionScript3.0脚本编程语言。ActionScript 3.0通常简写为AS3.0是一种强大的面向对象编程语言,它标志着Flash Player演化过程中的一个重要阶段。与其他语言相比,这种语言更为容易编写,安全性更高,代码维护更轻松。同时,它也可以加载、解析、发送、生成和操作外部JSON和XML文档来实现各种人机交互、数据交互的功能,并且广泛应用于多种开发环境,如:Flash、Flex以及AIR等[12]。

该可视化地图编辑软件的数据的交换和存储形式为JSON。JSON是一种轻量级的网络数据交换格式,易于人阅读和编写,同时也易于机器解析和生成。鉴于JSON的值对方式表现数据的优点,基于JSON的数据已被广泛地运用到Web开发中,受到越来越多的教育游戏开发者的青睐。

可视化地图编辑软件的地图场景的投影方式则选择等距投影技术,这是一种快速和有效模拟三维空间的方式,能给用户留下深度视觉感,且不需要计算真实三维场景中的很多角度。因该投影技术主要使用2D的坐标空间来呈现3D场景的深度,所以等距投影又被游戏开发者称为“2.5D”技术。由于等距投影地图主要使用菱形框进行拼接呈现,所以在教育游戏视图中对元件进行交互控制时,需要在平面坐标和等距投影坐标间进行相互转换;又因一个对象有东、南、西、北等不同的方向和角度,所以游戏地图的场景一般都需要使用多张图片素材来展示。

2 建立可视化地图编辑软件

2.1 编辑软件界面结构

编辑软件界面主要包括指登录界面和地图绘制界面。

(1)登录界面

登录界面主要用于验证用户输入的姓名和密码是否正确,其中用户的相关数据信息都以JSON的结构形式进行存储。登录界面如图1所示:主要包括用户名和密码输入框,登录(login)、清除和退出按钮。

(2)地图绘制界面

地图绘制界面(见图2)分为三大区域:顶部主要包含了“导入地图”和“用户信息”两个交互按钮;中部由左边的素材选择交互面板和右边的地图场景绘制框组成;底部包括“退出软件”、“使用帮助”、“导出图片”、“导出地图(JSON)”、“版权信息”等五个交互按钮。用户选择素材后,便可在地图绘制框中通过移动、按下鼠标的操作来绘制地图。用户可以点击“导出地图(JSON)”按钮以JSON文件形式把绘制的地图存储到本机中,也可以通过点击“导出图片”按钮,采用截图的方式以.png或.jpg格式将地图导出存储到本机。同时,用户点击“导入地图(JSON)”按钮,便可将存储在本机中的JSON形式的地图文件导入到软件中进行再次编辑。

2.2 建立网格影片剪辑

网格影片剪辑的建立使用了等距投影技术。

(1)等距投影坐标

在建立的过程中,地图通常会被划分为一系列的小片,一个小片称为一个网格。这些网格用于显示素材并拼接形成整个虚拟场景地图。传统的投影方式把每个网格都设置成方形,并通过X/Y坐标来进行定位;而等距投影地图坐标则可以简单地看成是传统X/Y轴坐标旋转后的坐标,如图3所示。

(2)网格影片剪辑

由上可知,编辑软件是通过网格的形式来呈现等距投影地图,而使用Flash软件,通过几个步骤就可以方便地建立菱形网格影片剪辑(见图4)。

a)在场景中绘制一个正方形;

b)向右旋转所绘制的正方形45°;

c)通过变形工具将旋转后的正方形高压缩到原来的50%;

d)绘制内部的线条;

e)将绘制好的图形转换为影片剪辑(MovieClip)形式,以便控制和使用。

完成网格影片剪辑绘制后,将其命名为gridTile＿mc。用户可根据自身需求把gridTile＿mc缩放到指定宽度和高度,将其作为整个虚拟地图建立的基本单元。为了使网格元件在地图中进行深度排序时更容易,本文把gridTile＿mc的宽度和高度分别设置为48像素和24像素,把gridTile＿mc的原始坐标(0,0)修改为(0,height/2)。gridTile＿mc的宽度(w2)与正方形的宽度(w1)之间具有w1=w2*Sin (45)的关系,如图5所示。

2.3 文档结构布局

文档结构布局设置主要目的是将不同资源进行归类存放,以便有序、高效地进行软件开发。本可视化地图编辑软件的文档结构如图6所示:Project文件下包括photoSource、codeS-ource、display、dataSource四个文件夹。其中,photoSource文件用于存储图片资源,codeSource文件用于存储软件开发的源代码,display文件用于存储发布后的swf文件,dataSource用于存储软件开发中需要使用到的JSON文件。

2.4 JSON文件结构

在可视化地图编辑软件的开发中,JSON形式的文件主要用于用户登录、地图场景数据和地图素材信息存储这三方面。并且,用户均可以根据自身需求来重新定制上述的JSON文件结构。

(1)用户登录信息

用户登录信息JSON文件主要用于存储用户的登录信息。“Users”标签中存储着系统框架中所有用户的信息,其子标签“Name”、“Password”分别表示用户名和密码,用户也可以根据自身需求添加其他的相关属性。

(2)地图场景数据

地图场景数据JSON文件主要用来设置能够绘制的地图的大小。其中,“terrainData”标签表示地图的初始形状,数字“1”表示网格的初始元素类型。

(3)地图素材信息

地图素材信息JSON文件用于存储地图的素材信息。“mapBuildingData”标签中存储着不同类型的素材,其子标签"“size”表示素材所占的网格大小,“name”表示素材的类别,如:草、花、房屋等,“classname”表示该素材的新类名。

3 核心算法及测试效果

在编辑软件游戏地图的开发过程中涉及JSON的加载与解析、实例化二维地图数组、坐标的转换、地图素材的呈现、Z排序算法、场景地图的导出(图片、JSON文件)这六大核心算法。接下来,笔者将分别详细说明这六大核心算法的使用情况;接着,给出该编辑软件的测试效果。

3.1 核心算法

(1) JSON的加载与解析

JSON文件在编辑软件开发过程中扮演着重要角色,其结构的设计和控制是否良好,直接影响可视化地图编辑软件中资源显示的流畅性和可重用性等多方面。由此可知,AS3.0对JSON文件的加载方式必然成为系统核心算法的重要部分之一(见图7)。

算法的实现主要使用了AS3.0提供的URLLoader、URLRequest和JSON这三个类的相关属性和方法。其中,JSON类是adobe公司为开发者提供的as3corelib类库中的一部分。上述的三个类对JSON文件加载和解析完毕后,将JSON文件中的数据保存到相应数据结构中。例如:使用JSON.decode方法来解析加载的JSON文件,使用dataJSON.building[i]的点语法形式来直接获取JSON文件中的数据信息,并通过for循环遍历存储到相应数组(＿sourceDataArr和＿mapSecenDataArr)中。

(2)实例化二维地图数组

在等距投影视图中的元件通过二维数组来存储,如array[0][0]存储第一行第一列的元素,array[2][3]存储第三行第四列的元素。如图8所示,在AS3.0中实例化一个二维的投影地图数组要通过两个步骤:

a)建立一个以地图高为长度的一维数组;

b)在一维数组的网格元件中建立一个以地图宽为长度的一维数组。

(3)坐标转换

开发的编辑软件包含了两个坐标系统,一个是等距离投影地图的坐标系统,另外一个是屏幕坐标系统。游戏地图的绘制过程中,某一点的坐标需要在这两个坐标系统间相互转换。例如,在编辑软件中拖放一个对象,当按下该对象时需要将鼠标的屏幕坐标转换为等距离投影坐标,当释放该对象时也需要将屏幕坐标转换为等距离投影坐标,这样,该对象就能够放置在地图中的正确位置。

与传统的以方形来展示虚拟地图的方式相比,用菱形来显示的等距离投影地图并不适合直接用屏幕的X/Y坐标来呈现,所以它需要通过一个简单的公式来转换元件与屏幕之间的坐标关系。

本文假设＿gridHeight表示元件的高,＿gridWidth表示元件的宽,那么对于一个拥有二维坐标(isoX,isoY)的元件来说,它的屏幕screenX、screenY坐标可以通过如下公式转换得到:

(4)地图素材的呈现

在一个大的虚拟场景中，通过每个菱形网格一行一行地贴图是比较困难的。为了很好地用不同的素材组合来呈现不同的地图场景，本文使用一种动态的方式来展示等距离投影地图。 该方法是将地图素材中的相关数据存储到外部JS0N形式的文件中,通过第三方的AS3.0导航组件来动态地呈现外部地图数据。这样，即使用户不了解相关的Flash知识，也可以简单轻松地添加资源,从而达到降低可视化修改复杂性的目的。

(5) Z排序算法

在Flash里面,每一个影片剪辑都有它自己的深度,Flash管理深度的方法称为Z顺排列,就是用一个数组存放要排序的显示实例,通过数组操作来实现不同的排序功能。一个影片剪辑的深度越高,就会覆盖深度较低的影片剪辑,通过交换影片剪辑的Z排序,就可以较好地布置等距地图中的元素。本文使用冒泡排序算法来比较相邻两个元件之间的等距深度,如图1 1的代码所示。

(6)导出场景地图(图片、JSON)

PNGEncoder或JPGEncoder类是adobe公司为开发者提供的as3corelib类库中的一部分,使用它们可以将地图保存为.png或.jpg格式的图片。PNGEncoder类编码需要一个bitmapData变量数据来生成一个字节数组,核代码如下所示:

·var bitmapData:BitmapData=new BitmapData(10,8);

·bitmapData.draw(stage,new Matrix (1,0,0,1,-5,-5));

·var byteArray:ByteArray=PNGEncoder.encode(bitmapData);

其他类的具体使用方法,读者可参考在线官方网址(http://help.adobe.com/en＿US/FlashPlatform/reference/actionscript/3/index.html)。使用AS3.0提供的File类的相关属性方法(如,FileReference类的browse和save两个方法,具体的操作使用流程,读者可以参看AS3.0的在线帮助文档)可以把导出的JSON地图数据文件存储到txt文件或XML文件中。

3.2 测试效果

完成可视化地图编辑软件开发后,作者测试了该编辑软件的使用效果。

通过修改外部的JSON形式的文件数据,按照编辑软件的操作流程可以进行地图场景的可视化建立,这表明基于JSON的方法能够很好地降低数据冗余和可视化修改的复杂性。

同时,将设置好的虚拟场景地图分别以图片(.png或.jpg)格式和JSON形式的数据文件导出存储到本机;导出的JSON文件可被导入到编辑软件中重现,并可以再次进行编辑、修改,这又证实了基于JSON的方法能够提高资源的可重用性。

测试结果如图12至图14所示。

4 结语

结合AS3.0脚本编程语言的特点,将基于JSON的方法运用到教育游戏可视化地图编辑软件的开发实践中可知:该方法可以提高资源的可重用性、降低可视化修改的复杂性、较好地满足用户个性化定制需求;与XML格式的文件相比,JSON形式的文件数据传输效率更高,冗余更小。

摘要：总结当前基于Flash的教育游戏地图建设中存在的一些问题,如:资源可重用性较低,与XML文件交互过程中存在较大的数据冗余,可视化修改的复杂性较高。针对这些问题,在查阅相关文献资源之后,提出一种基于JSON(JavaScript Object Notation)的设计与开发方法。并结合等距投影技术,运用该方法开发出一款可视化地图编辑软件,以帮助用户根据自身需求快速、可视地进行教育游戏虚拟地图的建设。用户可通过该软件将所建设的地图以图片(png、jPg)或JSON文件格式存储到本机,以供其在后续的教育游戏开发中使用。最后对该软件进行测试,证明使用该方法能够较好地解决上述问题。

关键词：教育游戏地图,JSON,Flash,可视化

参考文献

[1]吕森林.教育游戏产业研究报告[J].中国远程教育,2004(22):44 -47.

[2]李艳辉,李军.基于动态存储结构的地图贴图算法的改进与实现[J].计算机工程与科学,2008(2):49-52.

[3]李勇.Flash游戏型课件物理课件的设计与开发游戏[D].湖南:湖南师范大学,2009.

[4]蔡莉,陈永波,梁宇.基于Flash的教育网络游戏的设计与开发[J].中国电化教育,2009(12).

[5]苏仰娜.基于Flash的汽车模拟驾驶教学系统[J].河南大学学报, 2010(3):307-310.

[6]杜明明,张毅.调用XML中的Flash文件制作动态Flash课件相册[J].计算机应用,2009(12):376-378.

[7]田爱奎,侯强,贾永新.基于数据库的Flash教学游戏设计[J].中国教育信息化,2007(19):46-48.

[8]刘志广,方丽,张永策,等,开放式原子吸收光谱分析虚拟实验室的构建[J].计算机工程与设计,2011(1):341-346.

[9]韩敏,冯浩.基于JSON的地理信息数据交换方法研究[J].测绘科学,2010(1):159-161.

[10]张涛,黄强,毛磊雅,等.一个基于JSON的对象序列化算法[J].计算机工程与应用,2007(15):98-100.

[11]高进,段会川.JSON数据传输效率研究[J].计算机工程与设计, 2011(7):2267-2270.

电子地图可视化 篇11

电子文件是一种现代技术的产物, 与纸质文件相比, 其核心竞争力在于“传递——传输”。《档案学通讯》1988年第1期中的“电子文件管理——即将来临的文件管理革命”一文开辟了我国电子文件学术研究领域的先河。经过近26年的实践, 我国学术界对电子文件理论的研究日趋成熟, 对这一阶段的研究进程与状况进行定量与定性分析以及阶段性总结是十分有必要的。鉴于此, 笔者从中国期刊全文数据库所收录的北京大学《中文核心期刊要目总览 (2012版) 》公布的十种档案学专业核心期刊中发表有关电子文件研究的学术论文入手, 对新世纪以来电子文件研究的学术论文进行文件计量学分析, 旨在反映这一阶段我国档案界对电子文件研究的脉络和现状, 以期为今后我国广大档案工作者对电子文件的进一步研究提供参考。

数据统计

选择中国期刊全文数据库作为数据检索平台, 检索字段为题名“电子文件”, 检索年限为2000-2012年, 期刊来源字段为“中国档案+兰台世界+档案学通讯+北京档案+档案与建设+档案学研究+浙江档案+档案管理+山西档案+档案”, 分别进行精确检索, 检索结果为1096篇, 笔者通过对统计数据进行手工修正, 剔除不相关文献, 实际用于统计分析的文献为1023篇。为了保证数据分析的科学性、可靠性, 将所有题录导入Note Express软件进行数据统计分析。

国内电子文件研究的文献计量学分析

论文年代分布

通过分析2000年以来我国档案学核心期刊电子文件研究文献的数量可以直观地了解我国电子文件研究的发展状况和发展趋势。由检索结果显示, 我国档案界研究电子文件的论文整体上呈现增长的趋势 (如图1) 。2000-2012年发表的论文总数为1023篇, 年均发文量为78.69篇。可见, 我国档案界对电子文件理论研究的产出相对较高, 电子文件的研究引起了我国档案界学者的广泛关注, 尤其是2009年, 电子文件理论的研究达到了新世纪以来论文发表的顶峰。

论文期刊分布

研究论文的期刊分布是了解该领域研究的空问分布特点, 掌握该领域的核心期刊群的最为有效的方法, 有利于该研究领域资料的收集和研究, 促进该领域研究的全面深入发展。

经统计, 我国研究电子文件的档案学十种核心期刊发文量最多的是《兰台世界》 (238篇) , 占十种期刊发文总量的近三分之一, 是发文量最少的《档案》的近4.5倍, 这表明, 《兰台世界》是我国档案界研究电子文件理论的主要阵地。其次是《浙江档案》 (121篇) 、《档案学通讯》 (110篇) 、《中国档案》 (102篇) , 可见, 这四种期刊是档案专业领域内电子文件理论研究的主要情报聚集地。

论文著者分布

根据笔者统计数据发现, 2000-2012年间共有1343位研究人员和档案工作者加入到电子文件相关研究的大讨论中, 根据论文中提供的作者相关情报信息, 笔者发现, 在众多研究人员中, 既有档案学界的知名教授, 也有档案实际部门的工作人员, 还有图书情报界以及文献学专业领域的学者, 其参与研究的范围十分广泛。

核心作者是指在某一学科研究中造诣较深, 获得科研成果较多的学科带头人。本文依据文献计量学领域著名学者普赖斯所提出的计算公式 (m为最低产作者发表论文数, n为所统计的年限中发表文章最多的那位作者的论文数) , 只有那些发表论文数在m篇以上的作者, 才称为核心作者。由计算得m=4.56, 按照取整原则即发文量在5篇及以上的作者即可视为该研究领域的核心作者。由表2可知, 刘越男、张宁、张正强、陈勇、何嘉荪等37位研究人员是该领域的高产作者, 构成了国内电子文件研究领域的核心作者群, 成为该研究领域的领军人物, 且这些研究人员的发文数量超过论文总量的三分之一。

论文主题词频分析

词频分析法是利用能够揭示或表达文献核心内容的关键词或主题词在某一研究领域文献中出现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方法。因此, 如果某一关键词或主题词在其所在的文献中反复出现, 则可反映出该关键词或主题词所表征的研究主题是该领域的研究热点。

从图2可以看出, 电子文件、电子文件管理、纸质文件、电子档案、文件归档、元数据、真实性等词出现的次数较多。目前文件管理研究主要包括电子文件和纸质文件, 电子文件是纸质文件伴随着计算机网络技术产生的一种产物, 所以, 研究电子文件特点、内容时不可避免地涉及与纸质文件作比较。电子文件真实性是电子文件管理活动中一个极为复杂而又关键的问题。自1996年美国著名电子文件专家戴尔·比尔曼在第十三届国际档案大会上提出“元数据”以来, 元数据开始进入档案学界研究人员的视野, 尤其是对电子文件管理元数据的研究, 逐渐发展成为档案学界新的研究热点。

结语

通过以上数据的文献计量分析, 笔者对新世纪以来我国档案工作者对电子文件研究的总体状况有了比较清晰的了解。在此基础上, 对有关国内电子文件研究的现状及未来的发展趋势做出了以下判断:国内电子文件研究的核心作者群已见雏形, 建立了一支比较稳定的研究队伍, 这支队伍成员将成为从事电子文件研究先进理论和技术的引领者和骨干力量;代表档案界比较权威的十种核心期刊对我国电子文件相关情报的吸收也有很大层次的差别, 收录该主题文献量最多与最少的两种期刊之间相差约5倍。笔者推断, 产生这一现象的原因主要有两个方面, 一方面与论文作者投稿喜好的随意性和不稳定性有关, 另一方面与期刊有无开设电子文件研究内容板块也有一定的关系;新世纪以来我国档案工作者对电子文件研究的主题分布集中在电子文件特点内容的管理 (如电子文件的真实性和原始性) 、电子文件与纸质文件的对比研究、国外电子文件管理的经验借鉴、电子文件的管理模式研究等。