空间分析技术

空间分析技术（精选12篇）

空间分析技术 篇1

1 前言

虽然近几年来, 录井技术已经有了很大进步, 录井企业的产值也在不断增加, 但是录井企业的效益却没有得到相应的提升, 无论在技术还是市场等方面都存在许多制约因素[1]。因此, 需要在继承与发扬传统录井技术的优势同时, 还需要不断进行技术开发与更新, 从而不断提高录井企业的经营管理效益水平。

2 录井技术的发展现状分析

现代录井技术以通信网络、传感仪表以及计算机的应用这三大技术为支柱, 带有明显的信息技术的特征。作为油气勘察与开发行业, 录井技术在油气综合评价、工程服务以及信息服务等方面的技术含量持续上升。

2.1 录井技术与相关行业的新技术配套发展现状

录井技术一直是为钻井现场服务, 这是录井行业的主营业务。随着新技术的发展运用, 大位移井、水平井、非常规钻井液钻井以及PDC高速钻井等新技术已经在钻井行业得到广泛的应用, 当前, 通过采用地化录井以及定量荧光等技术有效解决了在钻井液中的石油添加剂问题;利用快速色谱技术提高了快速钻进工程中的地层分辨力;利用岩性显微分析与鉴定技术、岩屑的数字图像处理技术以及自然伽马的岩性识别分析技术等提高了在细岩屑岩性以及含油性的识别判断水平;而利用水平井的地质导向技术则可以保证水平井中的井眼轨迹[2]。此外, 还有振动分析钻具技术、地层压力测试、煤层气的录井技术等, 都为实现油气勘探企业的效益目标提供了坚实的技术支持。

2.2 油气的勘探与评价等技术水平日趋完善

围绕油气勘探与开发的相关需求, 需要融合单项录井技术以综合解释与评价油气水层, 这对钻井现场的随钻分析要求也更高, 在钻井现场的快速解释, 可以有效的识别录井地层, 从而准确的判断油气断层并落实油气显示。结合评价资料, 地质专家可以建立钻井现场的油藏模型, 以指导钻井的现场施工。因此井位测量、岩屑录井、核磁共振、岩屑显微成像以及钻井现场的矿物分析技术的不断完善, 可以进一步提升钻井现场的快速解释与油气层评价水平, 从而促使录井工作准确性与精确度大大提升。

2.3 录井技术的取样与分析发展现状

地质录井中的实物取样通常是以岩屑岩心、井壁取心为主。当前录井技术在常规描述基础之上又引用了显微图像以及岩心扫描等数字成像技术;气测录井中采用了快速色谱分析技术, 大大提高了分析速度水平, 从而扩大了检测范围;工程录井中将收集的钻井工程和钻井液等参数运用到工程异常分析预报领域, 提高了钻井的安全水平;在地化录井技术中, 引入了岩石热解、气相色谱以及轻烃气相等地球化学领域相关分析研究方法, 分析岩石烃类等物质, 以判断储集层的流体性质, 这已经是评价水淹程度工作中必不可少的评价手段;定量荧光技术的采用提高了在复杂条件下寻找轻质油气层的几率;核磁共振等录井技术则可以快速评价钻井现场的储集层物性。同时, 元素录井技术已经开发了三年, 在川东北元坝工区得到了广泛的应用, 从而在复杂钻井背景下, 为岩性的识别分析探索了一条新途径。

2.4 钻井工程中的信息化与智能化水平分析

当前在钻井工程领域, 信息化与智能化技术的发展已经取得了很大效果, 以信息技术作为代表的当代科技应用出现, 极大的影响了录井技术的发展。当前, 数据收集传输与处理分析工作已经呈现多层次、多方位的特点, 结合网络信息化建设, 已经建立了一套比较完善的录井信息系统平台。针对物探钻井以及测井、测试等多方渠道汇集的已经有了一定的发展。对作业现场的数据收集、远程传输与监控、资源共享等信息服务系统, 进一步提高了录井技术的现代化水平。

3 录井技术的空间拓展与发展建议

3.1 完善相关资料的标准化处理方式

要统一管理与校正相关录井资料, 促进录井资料的标准化建设。针对在地层过程中遇到的噪声要调整与清除干净, 或者可以将这些噪声影响资料以数字曲线方式和原始资料并存在一起, 以方便不同的资料使用人员提取需要的信息。将全部资料进行标准化校正以后, 结合地球物理相关测井资料共同以连续曲线图形或者以数字形式进行展现与保存。根据不同的地层描述模型, 以三维形式展现同一个区块内不同的井层资料, 以实现资料的透视、横向、纵向以及切片比较, 从而促使不同地区与人员、不同层位与时间在不同的钻井条件下所收集的资料具备可比性, 并且可以利用井场信息数据平台及时对外发布相关资料[3]。

3.2 定量化取代定型化分析方法

当前定量荧光、核磁共振、地化录井以及定量气体检测技术都在面临由定性化向定量化转变的趋势。随着录井技术的未来发展趋势, 已经定量化了的相关参数将变得更加准确与灵敏, 而之前没有定量化的录井参数及项目, 也会在新的技术与方法的引入前提下不断进行定量化。

3.3 录井相关设备将转向小型化的发展方向

科学技术的发展, 促使录井装备的制造加工工艺不断革新。当前技术工艺发展趋势是数字技术正在替代模拟技术, 高度集成正在替代模块, 无线替代了电缆, 在这种形势下, 录井技术的设备小型化的趋势越来越突出。例如, 在录井设备中, 浮子式的液位传感器被超声波的液位传感器所取代, 加拿大一家录井企业全套录井仪器只要一个大箱子就能装下。此外, 当代录井仪器的数量不断增加, 仪器的科技含量也在不断上升, 从而促使录井设备向着抗干扰性强、稳定性高以及操作方便简易的方向发展。

3.4 录井应用领域由地面向地下发展

传统的录井作业领域是实时检测地面状况。随着科技的不断更新与发展, 录井作业领域应当实现由地面转向井下发展。井下参数也是当前录井工作中的重要参数, 井下参数的收集与应用可以及时的反应与监测井下情况, 从而获得更加真实与准确的地层信息。随着现代钻测量技术与随钻录井、振动分析以及地震分析等技术的运用, 为录井作业由地面向井下发展提供了良好的技术支持。钻井液气体检测技术在井下的运用, 促使气测录井技术打破了传统局限, 从而可以在第一时间获取及时与准确的气体参数。因此, 录井作业除了在传统地面进行以外, 还需要包括井下的压力检测、流体温度以及密度电阻等方面。

4 结语

纵观全文, 可以发现, 录井技术为油气的勘探与开发做出了巨大贡献, 为勘探工程提供了必要的数据与作业支持。当前面临地质环境日益复杂, 钻井技术快速更新给录井工作的开展带来了更大的挑战。因此, 在录井工作中, 需要不断进行探索与创新, 积极地推进新技术的开发与应用, 从而充分地发挥出录井技术的优势, 为石油勘探企业的目标实现创造条件。

摘要：当代社会科技的迅猛发展, 极大的带动了石油工业的发展。当前, 油气勘察开发的规模在不断扩大, 给录井行业的发展提供了新的机遇与挑战。本文从录井技术的研究背景出发, 分析了录井技术在实践中的应用现状, 同时针对录井技术应用过程中的问题提出了相应的建议。

关键词：录井技术,石油行业,油气勘探,空间拓展

参考文献

[1]方锡贤, 王华, 张淑琴.录井技术现状及空间拓展探讨[J].录井工程, 2010 (09) :28-32

[2]李兆群.录井技术现状及发展趋势[J].石油科技论坛, 2010 (06) :07-12

[3]刘应忠, 李一超, 刘振江.中国录井业务现状及发展对策[J].录井工程, 2012 (02) :01-07

空间分析技术 篇2

摘 要：学者们在基本农田划定方法创新、农用地分等成果运用等方面做了积极的探索。但是目前基本农田的划定仍然存在为凑足指标而重数量不重质量、空间布局零散等问题，没有达到基本农田优化布局、集中连片的要求。该研究以南宁市某县为例，结合该县农用地分等定级成果资料，引入“耕地连片性”、交通可达性和居民点辐射度等概念，运用ArcGIS的空间分析功能，对优化该县基本农田的空间格局进行了积极的探讨。

关键词：基本农田 划定 ArcGIS 空间分析

中图分类号：F321 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）01（c）-0036-03

基本农田是指“根据一定时期人口和社会经济发展对农产品的需求以及对建设用地预测，依据土地利用总体规划确定的不得占用的和基本农田保护区规划期内不得占用的耕地”。前人着眼于耕地的质量状况、区位条件、生态适宜度、环境影响等，对基本农田的研究形成了一套相对完善的指标体系。新一轮的土地利用总体规划首次要求将农用地分等定级的成果运用到基本农田的空间布局中去，并要求调整后的基本农田空间布局在质量上不低于调整前的水平。基本农田规划应将优质高产、集中连片、区位交通便利的耕地优先划入基本农田保护区，这对基本农田划定提出了更高的质量要求，为优化基本农田的空间布局提供了新的路径。本研究以南宁市某县为例，结合该县农用地分等定级成果资料，引入“耕地连片性”、交通可达性和居民点辐射度等概念，运用ArcGIS的空间分析功能，对优化该县基本农田的空间格局进行了积极的探讨。研究方法

多因素加权法：将参与耕地质量评价的因素赋予不同的权重和分值，通过多因素加权法得到耕地的等级，高等级耕地优先划入基本农田。基于ArcGIS的空间分析法：利用ArcGIS强大的空间分析功能，使用邻近分析、距离分析、缓冲区分析和栅格统计分析等方法得到基本农田的最优布局。特尔菲法：充分征求相关专家的意见，判断各因素的重要程度，得到各指标的权重。技术路线

2.1 耕地初始等级划定

基本农田规划首先要考虑将质量好、连片性高的耕地优先划入保护区，满足其“优质高产、集中连片”的要求；另一方面也要兼顾耕地距离居民点和交通干线的远近，便于耕作。

2.1.1 耕地质量评价

（1）农用地分等定级。

农用地分等采用因素分等法，以光温生产潜力和气候生产潜力为基础，采用模块化的体系结构，具体分解为农用地自然质量系数、土地利用系数、土地经济系数3个模块。应用该体系进行农用地分等，可以得到3个分等指数：农用地自然质量等、农用地利用等、农用地经济等。

（2）评价指标的选取和权重确定。

该研究选取8个指标评价耕地的质量，指标的分值和权重参照《农用地分等规程》（TD/T 1004-2003）和研究区域所在的指标区综合确定。该县地处《农用地分等规程》一级区，二级区属于低中山区，因此该研究参照低中山区确定该县各指标的权重。

采用加权求和的方法，计算各分等单元的定级指数，表达式为：

式中：为分等单元指定作物的农用地自然质量分；i为分等单元编号；j为指定作物编号；k为分等因素编号；m为分等因素的数目；为分等因素的权重；为第i个分等单元内第j种指定作物第k个分等因素的分值。经统计，该县农用地分等单元的定级指数介于52.24～90.09之间。

（3）耕地质量状况分级。

根据耕地的定级指数做频率分析，选择频率突变值作为耕地质量状况分级的界线，将耕地质量划分为4个级别，即。

2.1.2 耕地连片性及分析方法

基本农田规划不能片面追求耕地的数量、质量要求，只做到“保优不保劣，保近不保远”，忽略“优质集中”的要求，使基本农田保护区中的耕地地块分布零散，不便于规模作业。为实现基本农田的集中管理和规模化作业，该研究将耕地连片性概念引入基本农田规划。

（1）耕地连片性的判断。

耕地连片性是指一定质量或等级范围内地块的相连程度，两地块空间距离越小，其连片性越高，当两地块的距离小于一定阈值的时候即可被认为是连片的，阈值可以根据实际情况来定。耕地连片性可细分为绝对相连和相对相连。一个地块与其他地块有一条以上共同边界或有一个以上公共点时，称为绝对相连；而一个地块与另一地块不是绝对相连，但是距离小于某一阈值时称为相对相连。该研究利用ArcGIS的缓冲区分析（Buffer）和叠置分析（Spatial Join）功能，设定一定的缓冲距离D，如果地块缓冲D/2距离之后空间上是绝对相连的，则认定它们是连片的。GIS空间叠置分析法是将有关主题图层组成的各个数据层面进行叠置产生一个新的数据层面，其结果综合了原来两个或多个层面要素所有的属性。

（2）耕地连片性分析在ArcGIS中的实现。

①基本参数设定。分析中涉及两个基本参数，即基本农田保护目标和地块缓冲阈值D。基本农田保护目标的确定有利于在总量的控制下对全县耕地展开空间分析，实现入选耕地质量最优、空间布局最合理。缓冲阈值则为判断地块的连片性提供依据。基本农田保护目标的确定以上级下达的指标为依据。以该县为例，重庆市国土房管局下达的指标为46 500 hm2，因此该研究确定基本农田保护面积不少于46 500 hm2，即该县基本农田保护率在85.69%以上。缓冲阈值的确定与研究区域地形地貌、路网疏密、地块破碎度以及基本农田保护目标等因素息息相关，需根据研究区的实际情况决定。该研究根据该县实际情况需要，在平坝区、中山区和低山区各选取两处典型基本农田保护区，测定地块之间的距离，选定连片地块中距离最大的值为缓冲距离，最终确定该县耕地连片性测度的距离为20 m，即D/2=20m。

②耕地连片性的计算耕地连片性计算方法很多，该研究采用面积大小作为衡量耕地连片性的主要指标，认为定级单元在集中连片地块中的面积比重越大，其连片性越好，表达方法如下：

式中：为定级单元i的连片性得分；为定级单元i的面积；为集中连片地块的面积。

2.1.3 耕地初始等级

耕地初始等级是耕地自然质量和连片性的综合反映。该研究采用以下方法来表达：

式中：为第j个集中连片地块的初始等级；为集中连片地块中第i个定级单元的质量等级；为集中连片地块中第i个定级单元的连片性得分；n为集中连片地块中定级单元个数。在ArcGIS中确定耕地地块的初始等级，首先需要按照上文确定的阈值对地块进行缓冲区分析；其次应该对缓冲后的地块进行图斑融合，生成集中连片地块并标记具有唯一性的标识码；最后使用ArcGIS的空间链接功能和不同图层地块之间的逻辑关系，实现图层间属性的传递。

2.2 耕地的交通可达性和居民点辐射度分析

耕地入选基本农田不仅要考虑其质量和集中连片状况，还要分析耕地的区位条件。不同的区位条件，意味着耕地投入成本和耕作便利程度的差异，在其它条件相同的情况下，距离交通干线和居民点较近的耕地所需投入的劳动和时间成本也较小。《基本农田保护条例》中明确规定，铁路、公路等交通干线附近，居民点周边的耕地应优先划入基本农田保护区。因此，耕地图斑与交通干线和居民点的距离是耕地是否适宜划为基本农田的衡量因素。相关调查表明，当耕地距离交通干线在1 km以下，被认为非常适合划入基本农田；而距离大于5 km则很不适合划入基本农田。

因此，耕地交通可达性可以按以下公式计算：

式中：为地块交通可达性指标分值；X为地块与主干线的距离。与居民点距离小于0.5 km的耕地，很适合划入基本农田；距离大于1 km则不适宜划入基本农田。因此，耕地的居民点辐射度分值可以按以下公式计算：

式中：为耕地的居民点辐射度指标分值；X为地块与居民点的距离。

2.3 基本农田空间格局划定

基本农田空间布局的好坏直接关系到其耕作效益的高低，因此要以“优质集中，方便耕作”为划定基本农田的基本要求。耕地的初始等级是耕地自然质量和连片程度的综合反映，而耕地的交通可达性和居民点的辐射程度很好地反应了耕地入选基本农田的区位条件。因此，该研究结合上文得出的耕地初始等级、交通可达性、居民点辐射度，综合确定基本农田的空间格局，使用Spatial Analysist Tools下的Weighted Overlay和Weighted Sum可以对多个栅格图层进行叠加分析，对耕地的适宜性进行分析。结果与分析

3.1 研究区概况

该县农用地分等数据显示，该县土地总面积约244 920 hm2，其中耕地面积54 263.13 hm2，约占土地总面积的22.16%。根据该县的DEM数据，将全县分为平坝区、低山区、中山区3类区域。

3.2 数据来源与处理

3.2.1 数据来源

该研究涉及的数据主要来源于农用地分等定级资料及成果图、新一轮土地利用总体规划中的耕地数据及基本农田保护图、第二次全国土地调查数据及其变更数据、地质灾害相关资料、该县基础地理资料、该县统计年鉴等。

3.2.2 数据处理

结合该县耕地质量分级和连片性计算，按照公式（5）确定耕地的初始等级。统计发现，该县耕地图斑融合后集中连片地块共605个，地块的面积介于1.03～2 055.80 hm2之间；初始等级介于1～4之间，即=[1，4]。使用ArcGIS的Near工具条分别测量耕地地块至交通干线和居民点的距离。

绘制耕地初始等级、交通可达性和居民点辐射度栅格图（图1），为基本农田空间格局划定奠定基础。

3.3 该县基本农田空间格局划定

对耕地图斑按照初始等级分值、交通可达性分值、居民点辐射度分值进行栅格化，得到对应的栅格图（图1），将3种栅格数据进行叠加分析即可得到每个地块的综合等级。按照综合等级从高到低筛选耕地，直至满足基本农田保护目标。经统计，该县耕地的综合等级介于1.20～5.96之间，结合该县基本农田保护目标，将综合等级为3.30～5.96的耕地划入基本农田保护区，共划定基本农田面积46 799.18 hm2。

3.4 该县基本农田划定合理性分析

入选基本农田保护区的耕地必须满足质量高、布局优、耕作方便的要求。对比分析划定前的一般农田和本次划定的基本农田在自然质量、连片度以及区位条件方面的差异，可以得知入选基本农田保护区的耕地在质量、布局、区位等方面是否明显优于划定前的一般农田，以此来判断基本农田空间格局的合理性。对比分析一般农田和基本农田发现，耕地质量方面，入选基本农田的耕地中1级和2级地比例明显上升，而3级和4级地所占比重显著下降，说明该次规划基本农田满足“优质”的要求；耕地连片性方面基本农田中分布于平坝区和低山区耕地比例比一般农田有显著增加，分布于中山区耕地的比例则大幅下降，而平坝区和低山区耕地连片性优于中山区，因此入选基本农田耕地较好地满足了“集中连片”的要求；耕地的区位条件上，基本农田与交通干线和居民点的距离都比一般农田有所缩短，说明该次入选基本农田保护区的耕地利于耕种。可见本次划定基本农田在质量、布局和区位条件方面明显优于划定前一般农田，基本农田空间格局合理。结论

（1）基于地理信息系统和农用地分等理论，该研究设计了耕地入选基本农田的定量评价体系。引入“耕地连片性”、“交通可达性”和“居民点辐射度”等概念，力求在满足耕地数量质量要求的同时，使基本农田的空间布局更加合理，耕作效益有所提升。（2）该县本轮划定基本农田面积46 799.18 hm2，占全县耕地面积的86.24%，满足国家规定的基本农田占耕地总面积85%以上的要求。对比分析划定前一般农田和本次划定基本农田发现，入选此次基本农田保护区的耕地中1级和2级耕地比例上升，连片性更好的平坝区和低山区耕地数量更多，耕地与交通干线和居民点距离更近。（3）基本农田保护目标具有时效性，与建设用地增加和人口增长具有紧密联系。该研究直接采用省国土局下达给该县的基本农田保护目标，寻求在这一既定目标下基本农田的合理布局，如结合对未来建设用地增加和人口增长的预测，优化基本农田空间格局，还有待深入研究。

参考文献

国民技术:下跌空间被封死 篇3

可信计算在国内处于起步阶段，未来发展前景广阔。根据我们的了解，目前使用了可信计算芯片的PC及NB主要用于公共领域，包括政府机关、公共事业、教育单位、邮电系统等，整体出货量较小。而在日本等一些发达国家，基本所有的NB都会配置可信计算模块。如果未来国内可信计算模块能渗透到个人PC及NB领域，发展前景将非常广阔。

新业务打开公司业绩增长空间。继2.4G有望成为国家移动支付标准的利好后，公司在可信计算领域也取得重大进展。未来公司还有手机PA、CMMB内置芯片、社保卡、金融IC卡、TD-LTE等多种新业务及新产品有望进入或推出，业绩增长潜力良好。

基于多源空间数据融合技术分析 篇4

随着社会经济的快速发展以及现代科学技术的不断进步,遥感技术、地理信息系统和卫星定位技术因其数据检测精度高、更新速度快等优势,被广泛应用于现代工业、建筑工程、城市规划等领域。由于不同部门涉及的地理信息以及相关数据种类不同,其数据信息处理的方式亦不同。比如卫星图像、海图以及其他各种类型的地图采集的数据几何位置不同、数据模型标准不同,这就需要探索一项可以跨越时间领域和空间领域的数据融合技术,结合来自不同空间数据模型处理的数据的差异性,达到加快信息更新速度和提高信息处理效率的目的[1]。

1 空间数据融合的概念

数据融合的概念产生于20世纪70年代,但是直接促使其发展是进入20世纪90年代以后。就数据融合的概念界定还没有达成统一的看法。数据融合技术最初被应用于军事,为军事活动所服务。但是随着社会经济的快速发展以及现代科学技术的进步,数据融合技术逐渐被广泛运用于农业、工业、地质分析、城市规划等各个领域。

数据融合作为一种数据综合和处理技术,是建立在各种传统学科和技术基础之上,是一种集成技术[2]。从广义角度看,数据融合技术包括通信技术、决策论、计算机科学、神经网络等。由此可见,数据融合涵盖的内容较多,无法对其进行一个统一的定义。一些权威部门是这样进行界定的:美国国防部认为数据融合的过程就是各种学科、各种技术相互融合的过程,从而实现数据技术的现代化、自动化。在相互融合过程中,数据融合技术可以对各个领域的信息进行有效处理、检测。Mandolins则认为数据融合只是作为一门简单的技术,作为处理庞大数据的工具,从而达到提高数据处理的效率这一目的。有些部门则把数据融合称之为信息融合。信息融合是指对以计算机作为主要工具,将来自传感器的探测信息按照一定的时序和准则进行分析与处理。这是一种对多种信息进行不断融合、协调的过程。数据融合技术的实质就是对各种信息进行综合处理。Wald在1998年采用了一个更加普遍的定义,即数据融合是形式上的框架。在框架下,要想在规定时间内将各种数据信息进行综合处理,就需要借助现代化、自动化的工具,采用科学有效的融合方式,实现提升数据融合效率和数据处理结果的精确性[3,4]。这一界定的优点在于:一是它强调了数据融合技术不再是一个简单的工具或者处理信息的方法,而是一个框架结构。二是这个界定注重强调数据融合效率和结果的精确性。

结合空间数据的特点,可以认为空间数据融合实际上是指:将不同来源的数据信息,对其进行归类处理。根据数据的类型选择合适的处理方式,进而达到改善物体几何精度这一效果,促使提高数据质量的实现。

2 多源空间数据融合技术

2.1 数据融合的层次

空间数据的来源不同,其融合方式不同。这就决定了融合层次的多样性和层次性。融合层次主要包括象素融合、决策融合和特征融合三层次。象素融合可以采取图像分析以及多源图象符合技术实现数据的融合。特征融合可以直接反映出数据的综合特征,为决策者提供科学化、专业化的决策信息。决策融合是一种相对高级的融合方式,它不仅可以帮助决策者提供完整的图象信息,还可以对来源不同的数据进行识别、分类和检测[5,6]。三者之间的差异性如表1所示。

2.2 矢量数据融合技术

矢量数据融合是采用地理数据转换方法,构建科学化、专业化的数据模型,在这个模型中对来源不同的数据进行分类分级,实现几何位置的融合,达到丰富数据属性的目的。换而言之,这是一种去伪求真、去粗求精的数据处理过程。

矢量数据融合的最终目的是消除以下差异:

第一,数据模型的构建是将不同来源的数据进行综合处理、几何位置的融合。但是采用不同的融合方法其产生的要素属性会存在差异性。

第二,来自不同空间数据模型处理的数据会存在描述上的差异。

第三,来自不同空间数据模型处理的数据会存在几何位置上的差异。

矢量数据融合的研究内容主要包括:融合规则、数据模型的构建、分类不同来源的空间数据、融合方法分析。

首先,融合规定的制定。分析数据和处理数据的前提条件是提取数据,提取数据之后才可以从模型中得出要素。比如行政区划可以从比例为1 250 000的图中提取,道路可以从比例为110 000的图中提取。对于相同比例尺的地形图和海图而言,需要对沿海地带的陆、海部分进行表示。地形图和海图的结合部是岸线和滩涂。需要在模型中注重表示这两种图。但是由于这两种图获取的数据几何位置不同,在不同空间数据模型处理中会存在很大的差异性。相对而言,地形图要更加详细。因此在融合数据时,注重提取地形图数据。

其次,制定具有层次化的矛盾处理原则。可以参考精度高精度航片和卫片,从而提高几何位置的精确性。在没有参考资料可以参考时,可以制定移动原则。属性数据可以通过网上查找方式提取。

2.3 栅格数据融合技术

栅格数据融合的表现形式有:地图图象、遥感影像数据。其融合阶段可以分为以下几个阶段:

第一阶段,图象融合。主要是针对图象通道,利用算术方法实现。比如色彩变换法(主要针对象素级融合)、调制法、统计法、代数法、分辨法等。这些方法较为简单,操作起来较为容易,因此被广泛运用于工业、制造业等各个领域。

第二阶段,20世纪80年代,模型的构建。塔式算法的基本思路是:分解原始图像—融合图像—通过塔式反变换获得融合图像。

第三阶段,90年代以后,小波变换应用到图像融合领域。在这一时期,塔式算法逐渐被小波多尺度分析法代替。多尺度分析法是一种介于函数和频率之间的数据融合结果的表达方式。无论是在时间领域还是在空间领域,都具有良好的局部化性质。能够同时将不同数据层分解成多个独立的空间信号,同时又不与时间部分重叠,又可以帮助决策者及时找到原信息的几何位置,从而找到正交基。

3 多元空间数据融合应用

3.1 遥感图形

遥感图像之间的融合包括传感器数据融合、不同时相遥感数据融合。来源于不同遥感器的数据特点不同,其几何位置不同,这样借助数据的多样性和差异性提高图像分析的分辨率。比如将TM与SPOT遥感数据进行有机结合,不仅可以提高图像信息的处理效率,还可以促使光谱信息的多元化发展。而不同时相的遥感数据融合对于提高工程实时监控效率具有重要的推动作用。比如洪水检测、气象检测等等。

3.2 地图图像

地图图像具有精度高、更新速度快等特点,但是也存在更新费用高的弊端。专题地图是指在一个模型中构建一个以“地图”为主体的地图内容。比如有关于城市旅游的“专题地图”、城市规划“专题地图”等。但是专题地图相较于地形地图而言,其精度不高。这就需要将两者进行有机融合,达到提高数据精确度和降低地形图更新费用的目的。

3.3 遥感图像与地形图像

遥感技术可以快速在不同数据模型中提取需要的数据信息,其数据检测的准确度高、定位较为准确。地形图虽然精度高,但是数据更新的费用较多、数据更新的速度快。将遥感图像与地形图象进行有机结合,可以有效避免两者的缺陷,实现优势互补。可以利用同一地区的地形图将遥感图像纠正为正射影像,再用以更新地形图。

4 结语

多源数据融合技术的发展与进步需要以现代科学技术、数据标准化作为基石,以计算机作为数据处理的主要工具,达到逐渐消除来自不同空间数据模型处理的数据差异性目的。当然,数据共享的标准化推广、数据模型的构建、地形图像与遥感图像之间的有机融合,都需要数据操作技术的支撑,将数据操作技术的原理和方法引进多源空间数据融合技术领域,进一步推动我国数据融合技术的发展与进步。所以,对于相关工作者而言,必须要认清这些技术的关键所在,在日常的工作中加强研究,推动多源数据融合发展。

摘要：文章主要以空间数据融合概念作为出发点,分析了多源空间数据融合技术,并探讨了空间数据融合技术的具体应用,以期为降低处理数据成本、提高数据处理效率提供一些参考和意见。

关键词：多源数据,空间数据,融合技术

参考文献

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[3]陈换新,孙群,肖计划.空间数据融合技术在空间数据生产及更新中的应用[J].武汉大学学报(信息科学版),2014(1):117-122.

[4]朱靖,栾学晨.面向导航电子地图制作的多源地理空间数据融合技术[J].地理空间信息,2014(4):147-149.

[5]缪彩练,南建设,郭娜.基于多源数据融合技术的情报侦察系统效能评估体系[J].电讯技术,2012(4):429-434.

空间测控卫星技术进展 篇5

空间测控卫星技术进展

根据国际发展和国内需求,对空间测控卫星系统的技术进展进行了简要的综述,重点从总体设计角度对其主要技术特点和关键技术攻关内容进行了深入的.剖析,以期对相关技术的研究和设施建设能有所启示和推动.

作 者：周志成 ZHOU Zhicheng  作者单位：中国空间技术研究院,北京,100094 刊 名：航天器工程  ISTIC英文刊名：SPACECRAFT ENGINEERING 年，卷(期)： 17(2) 分类号：V474.2 关键词：总体设计   卫星   动力学  

未来建筑：技术变革与空间进化 篇6

建筑最早出现在自然之中，成片的建筑组成族群、村、镇，最终形成城市。从古至今，人类对建筑的基本需求从未改变——在建筑中吃饭、睡觉、洗澡、购物、办公或聚会……

一直以来，建筑和空间都在随着技术的进步而改变。IT技术和互联网经济的快速发展，让这种改变有了新的故事，让建筑的服务属性有了新的内涵和价值。

人与自然

人们的短期需求曾改变了全球各地的建筑风格，比如二战后全球范围的大规模恢复性建设，要求“飞快”地建造建筑。“20多年前上海住房最紧张的时代，一些楼房的楼板只有6、7公分厚，当时安全不是最重要的，有没有房子才更重要。”悉地国际设计副总裁、上海区域总建筑师钱平回忆道，这种被称为“稻草阁楼”的楼房是物资极端匮乏时代的选择，建筑的服务属性被严重忽略了。

随着经济的发展，高密度超高建筑群开始出现，很多奇观式的地标性建筑被建造出来展示发展的雄心，这些追求“新、大、怪、异”的建筑耗资巨大，能耗巨大，又过于独立，与城市鲜有互动。

“在经济腾飞阶段，这种建筑冲动可以理解，但这样的时代终将过去，所谓的建筑奇迹也会被人们逐渐淘汰。”维思平建筑设计有限公司首席设计师吴钢说：“建筑从来都不应当是城市的主宰力量，建筑是附属存在的，主宰城市的是人和自然。”

在思考未来建筑如何更好地服务人类的时候，吴钢和钱平不约而同地将目光投向了成百上千年的过去。

吴钢曾实地调研欧洲、日本的老建筑，这些建筑具有良好的服务属性，采用了成熟而通用的技术，拥有理性的造价，且低耗能。

中国大量传统建筑也都如此，比如北方的四合院、福建的土楼，原材料都从本地获取，均采用了被动式节能设计，节约资源（土地、材料、能源和水），保护环境，为使用者提供了健康、安全的空间。被动式节能技术指一系列低碳化的设计，诸如：建筑朝向的合理布置、建筑围护结构的保温隔热、有利于自然通风的建筑开口等，实现建筑采暖、空调、通风等能耗的降低，这些设计不一定采用高科技，也不会花费太多成本，但行之有效，这也是吴钢所言的理性设计。主动式节能技术指通过机械设备干预手段，为建筑提供采暖、空调、通风等舒适环境控制，以优化的设备系统设计、高效的设备选用，实现节能。

一般认为，主动式设计往往会增加建筑耗能和环境负担。一次偶然的经历，让钱平证实，更自然的被动式设计确实更优。

2007年，钱平承接了上海虹桥科技产业楼项目，当时这个项目中第一栋楼的现场施工已经开始，业主希望在已有项目中增加一栋楼，并达到两栋楼都建成绿色建筑的目的。钱平重新设计了方案——由于第一栋楼已打好桩，无法做太多改变，钱平采用了主动式设计思路，后期增加维护设施以达到绿色建筑标准；在第二栋楼，他采用了更多被动式设计，包括：改变朝向，令采光性更好；在楼层之间更替使用倾斜的玻璃墙以及太阳能板，让大楼采光更佳，并为楼里输送光电转换动力；采用光通道将花园中的光线引到地下室，使得地下室白天不用开灯。项目建成后，钱平对两栋楼的耗能进行计算机模拟，同样气候条件下使用同等时间，第二栋楼的能耗比第一栋楼节省10%左右。

合理的窗帘拉放也会在保证使用体验的同时，降低楼内照明及空调等设备的能耗。一家提供智能化遮阳系统的制造商对建成后的两栋楼里的窗帘拉放及时间进行了测算，结果表明第一栋楼采用此方法节省的能耗远远高于第二栋楼，原因是第二栋楼凭借被动式设计已经降低了不少耗能。

建筑依赖自然，有时候又不得不屈从于自然条件。“减少建筑物对土地和自然资源的依赖也是未来趋势。”钱平介绍了为了节约土地的漂浮式设计，悉地国际设计的深圳大梅沙·万科中心将主体使用空间抬升至距离地面15m的空中，底部形成连续的大空间，不仅为使用空间提供开阔视野，也尽可能实现了还绿于民，如算上屋顶绿化，整个场地绿化率大于100%，且完全向城市开放。

两个范例

吴钢在苏州有一项令人兴奋的尝试——他主持设计的苏州生物纳米科技园管理中心借鉴了苏州园林的建造理念，将自身融入到了整个苏州的建筑文化意境之中。

苏州生物纳米科技园管理中心建成后，被命名为“巨型花架”，其主体建筑是两栋平行布置的办公楼，两栋办公楼之间是广场，一个巨大的铝镁合金穿孔遮阳篷覆盖了两栋建筑和中间广场。遮阳棚底部一层架空，人们可以从广场两侧自由进入和穿行遮阳篷区域。被覆盖的广场上空，阳光可以从多孔板洒射进来。在广场上竖立着若干两两交叉的铝镁合金柱，寓意为交错的竹丛，同时也种植了大量真实竹丛和植物，与之呼应并弱化硬柱结构。

据吴刚介绍，遮阳篷可解决园林广场和建筑立面遮阳问题，过滤多余阳光和强风，使内部形成小气候，空气舒适，并为爬藤植物提供生长框架。“巨型花架”建造技术简单，成本低廉。

支付宝大楼是吴钢的另一个尝试。杭州黄龙时代广场是由A、B两座大厦组成的L型建筑，A座东西向，B座南北向，支付宝公司租用了B座。大厦造型非常薄，又都通体采用了玻璃幕墙，看上去十分“轻盈”又“温润通透”。吴钢介绍说，薄板楼设计更重要的目的是通风和采光。因为薄，两栋建筑中每层都只有两排办公区，春秋两季可以更多开窗依赖自然风，这节省了1/3的空调能耗；同时，所有办公区域都能够实现自然采光，全年下来，两栋楼的采光费用是其他同等面积办公楼的1/10。

玻璃幕墙是两栋建筑的外面一层“皮”，在幕墙之内还有另一层“皮”，即传统建筑立面。玻璃幕墙中间有缝，方便窗户通风。吴钢表示，之所以用釉面玻璃做幕墙：一是高层建筑不允许直接开窗，二十层以上高空形成的漩涡风会把窗户吹掉，有了幕墙，任何一层窗户都可以打开；二是为了抵消太阳辐射，玻璃幕墙的每一面都有釉点，经过严格计算，釉点密度和大小在幕墙的不同方向各有差异，以便在采光和抵消热辐射中找到最佳平衡。

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两座建筑构成的L型围合出了外部广场和内部庭院，外部广场让大厦远离城市主干道，闹中取静；内部庭院为大厦中的人提供了休息的景观场所，二者均实施了绿化园林设计。建筑的底层是餐厅、银行、超市、酒吧等底商。A、B座交接的地方有一道抗震缝隙，还有一个从底部穿过的空洞，空洞连接到的内部庭院处，设计了下沉的小商业区。阳光从缝隙照到下沉商业区的通道中，小商业区中间有水潭，水潭四周是一些休闲的餐饮和娱乐场所。

正如各种ICT技术集成到智能手机上，建筑这个超级终端，在愈演愈烈的信息时代，也发生了一些改变：建筑正在变得越来越智能，例如，人们将建筑中的各个组成单元用网络连接，安保、温度、湿度、能耗及建筑中的人等各种数据被广泛布置的传感器所收集，信息在后台系统处理，空调、电灯、门窗、冰箱、电视等建筑中的各种设备，依据信息反馈和后台系统预设的程序做出自动反应，人们也可以通过PC或智能终端直接向建筑发出指令。

“这是对使用管理方式的改善。”吴钢解释道，IT和互联网经济对建筑的改变更像是一种缓慢的化学反应，而不像汽车、电梯、抽水马桶的出现，直接在物理层面给建筑带来巨大变革，IT技术以及由IT技术催生的互联网经济，会通过一系列建筑空间的量变到质变，最终赋予建筑新的价值。

模糊边界的价值

谭善隆分析，IT技术模糊了建筑空间的边界，释放了人的自由。

国外一些图书馆开始为读者提供自助服务。得益于物联网及无线定位技术的使用，读者不需要再在前台排队，拿到一本书后就可以自动完成借阅登记等事情，读者可以将书带出房间，来到图书馆的室外园林中阅读，或者去更远的地方。

在维思平建筑设计总监隋鲁波看来，读者看书的方式改变了，未来图书馆的建造应当更多地提供这样无障碍的空间体验，除了透明的光线、舒适的温度等基本需求之外，图书馆将更加开放，有了更多想象的空间，传统图书馆的物理边界会极为模糊。移动互联网、物联网的快速发展，改变了人们的生活和商业，对建筑的无障碍空间体验提出了要求。在空间边界模糊，空间环境被改变之后，商业也将获得新的价值。

中环是香港的繁华商业地段，香港政府在这个区域内将不同地块用步行天桥连接在了一起，人车分流，让不同购物中心和办公楼中的人流实现了交汇和连通，购物中心中二层和三层的商业价值实现了翻倍增长。

尽管打破空间边界的是传统技术而非IT，但移动互联网技术从一出生就具有着随时随地的移动本质，这使得建筑师们对由IT和互联网经济所改变的未来空间的价值充满期待。

商业街区的未来

街区式的商业以及体验式的商业是未来商业大的发展方向。

过去的百货商场，往往不需要开窗，也没有很亮的光，在里面购物，不需要知道外面是白天还是黑夜，是晴天还是下雨。维思平建筑设计总监尚懿说，像大悦城这样的购物中心越来越考虑人的感受，体验消费概念的引入，使得购物中心里出现了大量餐饮、娱乐、健身、美容等业态，而在空间设计上，也更加开放，更加轻盈，甚至还会通过空间的安排，引导人流的走向，使顾客与特色商品有更多的接触可能，为商场创造更大价值。在他看来，VILLAGE作为一种开放式的购物街区会比购物中心更有生命力，因为它的空间体验更好。“在未来，人们在周末与朋友或父母开车出游，可能不会再去一个大型购物中心，而是会去VILLAGE，因为这里有阳光、空气和音乐，有嗅感和触感，有丰富的空间感官体验。”

隋鲁波描述了他心目中未来商业空间的一种可能：被有机组织的一群建筑，从外面看是一个完整的整体，走进去，则是被切割的一个个小的街道，所有建筑的楼门都是街道的一部分，建筑的一层都临着街道，并且全部开放给城市，变成诸如书店、影院、服装店、理发店、小超市等各种类型的消费场所。这群建筑的二层通过天桥彼此连接，二层有商业空间，也有园林空间，街道、一层和二层构成了一个立体的消费休闲场所。这群建筑的三层以上是真正的居住环境。通过合理的交通管理以及权限设置，来购物的人，能够自如在街道和一二层之间穿行，而居住者，也能很快速地从街道回家，建筑空间中人和商业的效率都得到了保障。

城市的回归

随着北京、上海这样的超级城市规模越来越大，多数建筑成为了巨大城市中散乱存在的独立个体。相互割裂的建筑带来了割裂的城市——人们居住在城市的一角，去城市另一边工作，再在城市的腹地消遣，割裂的城市功用本身就意味着高能耗和不经济。

城市需要尽快采取新的发展模式，使得经济增长与资源消耗逐步解耦，埃森哲大中华区可持续性服务董事总经理李广海对面临严重发展困境的中国城市给出建议：产业和市场的跨界与融合、商业模式的创新、居民生活和消费行为的改变等。在实现这些建议的众多路径中，将城市中的建筑组织起来是一种有效方法。

吴钢说，每座建筑都有自己的城市属性，建筑形成的空间应当能被城市中的人享用，好模版之一是老北京的胡同。“为什么很多人休息时喜欢去后海？为什么很多老人即使子女已经搬迁到郊区的楼房中，仍旧喜欢生活在胡同中？因为胡同是一个功能混合的街区，与城市环境融为一体，对于人们的吃喝玩乐各种需求都能够以某种方式给予满足，人们在胡同中生活会感到舒适。”

在传统的中国城市中，院落、街道和城市之间有着极为亲密的关系。北宋时期张择端的《清明上河图》描绘了当时的场景：酒肆、茶楼、勾栏、瓦舍以及形形色色的各种店面都沿街或在巷中开设，甚至居所的大门内外也可以摆摊设点，沿街叫卖，乃至桥上也有市场；卖艺的游艺场沿街巷而立，城内更有通宵营业的地方，形成夜市和晓市。当时，北宋首都开封的人口达到百万以上，商业之繁华远胜秦汉隋唐。宋代之前，中国城市的“坊”（居住地区）与“市”（商业地区）有明确区分，宋代拆除了坊墙，居民众多的小巷不再相互隔离，而直通大街，居民区与商业区连成一片，实现了“街”与“市”的有机结合。

“建筑被理性组织的城市不仅便于生活，甚至是一个经济体，是一个能够产生价值的‘公司’。”吴钢总结道，通过对人的关注、对建筑的合理组织，最终会实现城市的低碳。“更有组织，更有脉络将是未来建筑的发展方向。”

空间分析技术 篇7

1 空间卫星光通信链路关键技术

捕获、对准与跟踪子系统、通信子系统以及辅助功能子系统是激光通信终端的重要组成部分。在建立空间激光卫星通信链路中, 信号光束的发散角非常小, 大约在10~20μrad之本文间, 故对准与跟踪技术是空间卫星光通信链路的关键技术, 对准与跟踪技术的跟瞄精度直接影响着光通信系统的通信质量。距离远、码速率高以及误码率低是空间卫星之间的通信的主要特点, 这也使得空间卫星光通信子系统对光通信光源的功率要求相对较高。加上受到对准与跟踪技术跟瞄精度限制以及系统对体积、质量和功耗的限制, 信号光的波束宽度太小无法满足通信需要, 同时接收天线增益的限制和光源功率需求的增加也是空间卫星通信链路的关键技术。

出于对光学系统的制造、装校产生的偏差、准直能力的约束以及最佳光束发散角的限制的考虑, 实际光学系统仍然与理想衍射极限光学系统在性能方面存在一些差异。通过构建和分析光通信发射激光传输模型, 可以将接收端机探测器上接收到的功率Pd用以下公式表示:

其中, Dr表示接收天线孔径, Pt表示激光光源发射功率, θ表示发射光束发散角, L表示卫星间的通信距离, ηt表示发射天线效率, ηr表示接收天线效率。由以上公式可以得出, 接收功率Pd与激光发散角平方成反比, 同时与激光发射功率成正比, 并Pd也与接收天线孔径平方成正比。

LEO-GEO的通信距离为4.5×104km, 若通信码速率为1Gb/s, 且通信误码率为10-7, 出于对卫星上质量和体积限制的考虑, 为有效实现卫星间的通信应当选择孔径为250mm的天线。当发射天线效率、接收天线效率、对准与跟踪指向偏差损失、链路储备以及接收机灵敏度分别为-3d B、-7d B、-2d B、1d B以及-40d Bm时, 根据以上接收功率公式Pd可以算出, 当发射光束发散角θ为10μrad时, 激光光源发射功率的需求应当达到5.9W;当发射光束发散角θ为20μrad时, 激光光源发射功率的需求应当达到23W。

在空间卫星通信过程中, 采用减小光束发散角的方式能够可降低对光源发射功率的需求, 然而衍射极限、光束准直能力以及对准与跟踪跟瞄精度等因素直接限制着光束发散角的减小, 对此, 高码率的大功率光源也是空间卫星光通信关键技术。

2 空间卫星光通信链路关键技术解决方案

卫星间激光通信的波长通常800nm、1060nm以及1550nm三个波段中选择, 由于卫星受到质量、体积以及功耗的限制, 卫星间通信的激光光源通常会选择800nm和1500nm波段的半导体激光器。目前, 对于1550nm波段, 由于光放大器技术日趋成熟为光功率的放大奠定了坚实基础, 在对小功率输出的激光器进行调制时, 可以采用调制高码速率方式实现;在对1Gb/s的码速率进行调制时, 可以通过直接调制的方式进行调制;对于更高码速率调制时, 可以通过间接调制的方式实现。在完成调制后, 再利用掺铒光纤放大器将调制得到的信号进行放大, 以获得高码率、大功率的发射光源。对于800nm波段的卫星间激光通信波长, 目前相应的光放大器不完善, 需采用大功率的激光器, 结合直接调制和间接调制实现调制。然而, 随着激光功率大, 对调制带宽和调制深度提出了更高要求, 同时也对调制电压需求提出了更高要求。与1500nm的波段激光器相比, 800nm波段激光器在单纵模和单横模方面特性相对较差, 对采用直接调制的方式进行调制, 会产生较大的啁啾, 对此, 对于800nm波段的调制最好采用间接调制方式。目前, 由于受技术和设备的限制, 难以获得高于1Gb/s码速率高功率激光光源, 可以采用波分复用技术来降低激光的调制速率。

当前, 为更好地实现空间卫星光通信, 仅单纯通过增加系统发射端的发射功率难以实现, 可以采用提高接收机灵敏度的方式, 将接收机灵敏度改善3d B。然而, 高接收灵敏度接收机在设计方面和制造方面均存在较大难度, 因此, 在目前探测器灵敏度有限的情况下, 提高接收机的灵敏度依然是采用空间卫星光通信链路的一些关键技术。

采用高灵敏度探测器能够有效提升接受灵敏度, 但是探测器灵敏度是受技术水平和器件水平的限制。为了进一步提升接收端机灵敏度, 可以采用光学窄带滤波技术降低背景光的影响, 提升空间卫星光通信系统信噪比。同时, 也可以采用对不同分光片参数和干涉滤光片进行科学设计来实现信道收发隔离度的提升。对于1550nm波段接收灵敏度的提升, 可以采用低噪声前置掺铒光纤放大器的方式实现。

3 结束语

在进行空间卫星之间的空间激光通信时, 通信距离相对较远, 码速率相对较高, 同时通常还会受到光束发散角受衍射极限以及跟瞄精度的限制, 使得空间卫星间的通信受到影响。对此, 空间卫星通信系统应当具备较大的光源发射功率和较高的调制码速率, 同时通信系统的接收机必须具备较高的灵敏度, 并克服克服背景光的干扰, 确保空间卫星间的通信质量。

参考文献

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空间分析技术 篇8

大跨度空间钢结构的现场施工是指钢构件在工厂加工、制作、运输到现场后, 采用不同的施工工艺和施工方法将零散的钢构件拼装成满足设计要求的、具有使用功能的最终空间结构的伞过程。施工过程是一个结构从不完整状态逐渐向完整状态转变的过程。整个施工全过程一般都要经历永久支撑结构的施工、临时支撑系统的搭设、永久结构的安装、临时支撑系统的拆除等阶段直至形成可使用的结构。

从力学角度来看, 施工阶段的结构力学分析不同于运营结构, 施工过程是一个变结构 (结构件不断增多, 结构形状不断改变) 、变荷载 (施工荷载是不断变化的、构件自重逐渐增加) 、变边界 (永久约束的不断增多、临时约束的设置与拆除) 的过程。因此, 在对施工过程的不完整结构进行分析时, 必须采用不同于以往的设计阶段的分析方法。

施工过程中, 结构处于不完整状态, 刚度较低、稳定性较差, 必须依赖于临时支撑系统的共同作用以保持足够的刚度和稳定性。而在永久结构拼装完成后, 临时支撑系统必须拆除。何时拆、如何拆?这是在施工阶段必须解决的技术问题。合理的拆除方案才能保证永久结构及临时支撑系统安全与稳定。

设计给出的设计图纸都是结构成形 (完整状态) 时的线形, 施工中间过程不完整结构的线形如何、内力状态如何, 这些是施工阶段必须明确的, 否则, 结构完成时无法达到设计要求的状态。因此, 必须通过力学分析手段, 确定施工中间阶段结构的理想状态, 以在施工过程中提前做出调整, 最终达到设计要求的完整结构。

理论计算毕竟是基于理想状况下的假定, 现场实际情况都或多或少与理论分析有一些差异, 如施工荷载的大小和位置、结构性能的假定 (弹性模量、密度、截面特性) 、构件连接形式 (刚接还是铰接) 、支座的约束形式等。这些差异决定了要准备了解施工阶段的中间结构状态。必须借助于监测技术, 对结构状态进行监测。要监测哪些参数、采用什么方法进行监测、什么时候监测, 这些都是需要研究的。合理的监测方案才能采集到真实、有效的数据, 以便指导现场施工。

上述这些问题就是大跨度空间钢结构施工控制的关键技术问题, 解决这些问题的目的主要在两个方面:1) 保证永久结构与临时支撑结构在施工过程中的安全与稳定;2) 保证结构在施工过程中的状态在可控范围, 并最终达到设计要求的完整结构状态。

2 施工监测技术

2.1 现场监测的必要性

施工监控的目的是通过建立理论分析模型和测试系统, 在施工过程中监测已完成的工程状态, 收集控制参数, 比较理论计算和实测结果, 分析并调整施工中产生的误差, 预测后续施工过程的结构形状, 提出后续施工过程应采取的技术措施, 调整必要的麓工工艺和技术方案, 使建成后结构的位置、变形和内力处于有效的控制之中, 并最大限度地符合设计的理想状态, 确保结构的施工质量和工期, 保证施工过程与运营状态的安全性。

同时由于现场施工实际情况千变万化, 环境因素复杂, 需要建立一套性能稳定、抗干扰能力强、适合于长期观测的测量及测试系统。根据实测数据的反馈, 实时更改计算模型, 进行新的预测及分析, 确保整个施工过程在可控的管理范围之中。

总之, 监测的目的无外乎两个方面:1) 实时掌握结构施工阶段的性能状态, 保证施工过程中不完整结构的安全与稳定;2) 监测结果与理论分析结果进行比较, 使施工阶段的结构按照可控的方向最终达到符合设计的理想状态。

2.2 现场监测的内容

1) 监测的参数。大跨度空间钢结构施工现场监测的参数主要包括:结构的变形、应力, 拉索的于拉力以及构件 (包括拉索) 的温度;

2) 监测的原则。监测的原则与结构的受力特点、施工方案有关, 但一般大跨度应力空间钢结构施工过程的监测必须遵循以下原则:

(1) 实时性原则。监测过程必须实时。施工过程不同于运营过程, 结构形式、荷载条件、边界条件随着施工不断变化, 任一项变化都可能引起施工阶段结构状态的改变, 必须及时、实时跟踪监测。否则就不能完整地、正确地把握结构的状态, 从而可能遗漏重要的信息, 引起施工阶段的结构的不安全;

(2) 全程性原则。监测过程必须从结构构件安装之初就开始, 至达到设计要求的完整结构为止 (这里指施工监测, 如果结构需进行健康监测, 则监测须一直延续下去) 。

根据目前应变监测仪器的特点, 一般只能监测到应变的增量, 而无法监测到结构实际的应变。因此, 须在安装之初, 构件无应力状态时安装测试仪器全程监测;

(3) 全面性原则。监测布点位置必须全面, 这样才能把握结构的整体状态;

(4) 重点性原则。根据监测布点的全面性原则, 当然是布点越多越好。但测点过多, 就会增大现场监测的工作量和工作难度, 往往由于线路过多, 影响现场施工, 同时可操作性也差。因此, 必须有重点监测一些点位。

在监测布点前, 根据理论分析结果, 选择应力较大、应力变化较大, 变形较大、变形变化较大, 索力较大、索力变化较大的点位进行监测。

施工阶段的卸载过程往往是力学转换复杂的过程, 也是施工事故多发的阶段。这个阶段是监测的重点, 除在永久结构布置测点进行应力、变形的监测外, 在临时支撑结构上布置应力测点是非常必要的。

3) 监测的时间。根据监测的原则, 监测的总体时间应该是从结构开始施工到施工结束。具体时间而言, 一般是施工工况改变前后均需进行各项内容的监测, 以收集到变化值与理论分析结果比较。

大跨度空间钢结构受温度影响较大, 往往需要: (1) 通过监测掌握温度对结构变形的影响; (2) 剔除温度对结构变形与应力的影响。因此, 在监测时通常采取以下措施:1) 选取有代表性的几天进行全天24h温度监测, 同时进行应力和变形的监测, 以掌握温度对结构状态的影响;2) 在进行工况监测时, 选取温度变化较小的时间进行监测。

摘要：文章通过对大跨度空间钢结构的现场施工的理论阐述, 说明了保证永久结构与临时支撑结构在施工过程中的安全与稳定;保证结构在施工过程中的状态在可控范围, 并最终达到设计要求的完整结构状态。

关键词：大跨度,空间钢结构,控制技术

参考文献

[1]王嘉琳, 蒙炳穆.关于大跨度空间钢结构施工控制的探讨.建筑施工, 2010, 32 (7) .

[2]李会军, 林桂枫, 柳春光, 冯娇.多维多点激励下大跨度空间钢结构的抗震研究进展, 建筑钢结构进展, 2011, 13 (3) .

空间分析技术 篇9

关键词：输电路径测量,空间地理信息,GPS,GIS,RS,应用

引言

近年来, 我们国家在全球定位技术 (GPS) 、遥感 (RS) 、地理信息技术 (GIS) 等领域取得了巨大成就, 特别是随着全球范围内对地观测系统 (EOS) 、国家信息高速公路 (NII) 、国家空间数据基础设施 (NSDI) 等重大计划的实施, 人类对地球不同层面、不同现象的综合观测能力以及信息的处理、传输和应用能力达到了空前的水平。地理空间信息技术已在国民经济建设中的各个领域得到了广泛的应用。目前, 电力系统已将该技术应用到输电线路路径设计的生产实践中, 并取得了可观的经济效益和社会效益。

1 技术简介

1.1 全球定位系统即GPS系统, 主要指通过24颗卫星在地球

上空的六个轨道面进行环绕, 从而对需要确定的方位进行精确定位。其进行定位的基本原理主要是通过卫星不断的对自身时间信息以及星历参数进行发送, 地面用户在接收到该类信息后经计算机处理, 得到接收机相关信息, 即三维方向、位置以及时间和速度信息。通过该系统能够在任何地点、时间对地面点进行位置确定。

1.2 遥感技术也是近两年新型的技术, 即RS技术, 主要指从传

感系统或者影像系统中获取可靠的地质遗迹环境信息, 并通过科学的手段进行测量分析, 并对结果进行表达。通过大量的试验, 人们发现, 所有的物体都会吸收和发射或者反射电磁波, 并且依据物体的不同, 其对电磁波的作用也不同, 这是物体的特性决定的。而RS技术便依照这一原理, 通过对物体表面所发射或者反射的电磁波对物体信息进行获取, 从而达到远距离对物体进行识别的目的。依照波段范围的差异, 通过可监管、红外线湖综合微波对物体进行探测, 从而通过航空航天设备对影响予以获取。并且能够提取非语意信息, 对目标点予以精确的判定, 掌握其属性以及位置。

1.3 地理信息系统即平常所说的GIS系统, 主要用于对地理信

息相关数据进行分析、查询以及综合处理, 并对其结果进行储存, 从而显示出地理空间信息同其他先骨干信息之间的关系。GIS是一种计算机系统, 而起主要依赖于计算机CAD软件, 从而能够对有效的对图形数据进行处理。图形数据具有的位置坐标是图形数据的重要标志, 由于图形之间具有差异, 拓扑关系也根据图形的不同而不同, 无论在连接关系上还是空间位置上。总之, 对空间地理信息进行管理分析以及组织显示的系统即地理信息系统。其组成主要包括了系统软件、计算机设备、数据库和分析应用模型, 此外包括人机交互界面和管理人员。

2 地理空间信息技术应用

2.1 GPS的应用

在进行输电线路设计的每一个环节都能够应用到GPS系统, 并且其功能能够满足大部分工作, 从而降低了工作人员的勘测工作强度, 并将勘测工期有效缩短, 降低了勘测成本。正因为GPS系统在测量工作中具有的巨大优势, 使得该项技术的应用范围更加广泛。

2.1.1 进行外控测量过程中, 通过GPS在路径设计的外控测量

阶段, 可以通过静态测量模式进行操作, 对沿线交叉跨越以及沿线的不良地貌信息进行采集, 同事针对走廊内矿、厂以及其他的建筑物信息进行掌握, 从而避免了由于地形问题或者交通问题对测量工作效率以及准确度等方面的影响。

2.1.2 在进行线路设计定位中, 首先设计人员需要将塔位坐标

提供给勘测人员, 通过定位使用RTK对塔位坐标进行输入, 利用GPS系统对塔位实际位置进行确定。当前所使用的RTK仪器中对整周模糊度的计算大部分都采用了OTF算法, 该方式结算时间较短, 并且通过该种方式进行测量, 能够对定位进行精确, 通过观测手簿对放样点进行精确定位, 以收敛值确定定位精度。观测可以在点位达到要求精度后予以停止, 并将点位坐标进行存储。

2.1.3 在定线阶段, 通过RTK功能, 勘测人员能够进行准确的

定线, 通过将转角塔位的数据输入, 在GPS手簿中进行基准线的建立, 通过相邻塔位坐标数据, 系统能够将主线确定下来并显示出单位圆, 并计算出流动站同主线之间的实际偏离角度和距离, 显示出其实际位置, 以此将流动站向主线上引导, 知道其能够同主线重合。从而对现场两个转角塔之间依照实际状况确定直线塔位置, 并进行数据贮存。

2.2 RS的应用

在线路段设计过程中, RS几乎的应用主要体现在地面信息的获取上, 例如在220KV至500KV的输电线路的设计中, 通过摄影测量的方式作为主要的地面信息获取的海拉瓦测量系统已经得以全面的应用。该系统会生成相应的图形, 通过图形设计人员能够实时量取三维坐标以及相关数据, 实现快速准确的位置比较以及选择, 将输电设计过程中所遇到的障碍以及较为特殊的跨越物进行落实, 并准确的进行塔基地形和风偏验算。

2.3 GIS在输电线路路径中的应用

输电线路路径设计的好坏不仅要考虑技术、设备、设施等因素的影响, 还要考虑自然环境、地方规划的影响等, 所以在设计过程中总是希望找到合适的位置。为了解决这个问题, 由某公司开发的输电线路计算机应用设计系统在部分电力公司得到应用。

2.3.1 系统的特点。该系统使用Arcinfo (GIS底层开发应用软

件) 、TIN (摄影测量空三解算软件) 、GRID (栅格数据处理技术) 、NETWORK等技术, 应用全数字化信息设计输电线路的路径。全面实现线路模拟、显示、查询、处理、分析的一体化;可以通过DEM叠加DOM的方式对整条输电线路路径进行三维漫游显示, 直接模拟线路完成后的真实景观;还可以通过数据库的查询、管理功能, 直接点击杆塔明细表、结构图等信息。应用该系统可以全面提高输电线路数字化和信息化的管理水平。

2.3.2 系统的现实性。该系统是根据输电线路勘测设计的工作

步骤开发出来的。目前, 我国输电线路勘测设计一般分为五个阶段:第一, 大方案设计, 在此阶段, 根据电力供应的长期规划, 确定线路的一些基本要素, 包括线路大致走向、电压等级、单双回、变电站等。第二, 踏勘, 在此阶段, 收集线路经过地区, 关于自然环境条件、地形特征、地方要求等方面的信息, 依据环境、技术、经费等因素的影响, 给出几个比较方案。第三, 初步路径设计, 在此阶段, 根据1:5万地形图, 初步确定被推荐的线路路径的每一级杆塔位置。第四, 准确路径设计, 在此阶段, 沿着确定的大致线路路径进行航摄, 再根据摄影测量结果, 将每一级杆塔的位置确定到地形图上。第五, 线路勘测, 在此阶段进行细致的野外勘测设计, 线路、杆塔、基础都要准确定位。

3 结束语

在GIS设计系统中充分应用地理信息技术是对该输电线路设计系统分析以及集成功能的充分利用, 从而在设计输电线路中实现全面的数字信息化以及规模化, 从而将线路设计工作的科技含量予以提高, 从设计速度、设计精度方面分析, 空间地理信息技术的应用能够有效提高工作效率, 同时还大大降低了资本投入。

参考文献

[1]杜美云, 刘琦, 迁世良, 等.地理信息系统在统计经济数据库中的应用[A].北京市第十三次统计科学讨论会论文选编[C].2006.

[2]谢文辉, 李亿红, 苏诚.跨部门大型地理信息系统构建与实践[A].第十三届华东六省一市测绘学会学术交流会论文集[C].2011.

空间分析技术 篇10

1 建筑结构概述

建筑结构是建筑构成空间的支撑框架, 同时承担了建筑必须承载的重力、风力、内部载荷、震动等等, 同时也会影响建筑的经济性和整体造型, 因此在任何形式的建筑设计中结构设计与技术选择是建筑构成的重要基础。在建筑体系中, 结构的重要作用就是维持建筑的形态, 因此其对建筑空间的影响重大。结构技术首先要保障建筑的安全, 其次就是保障空间, 因此建筑系统中的结构体系包括了力量、形态、材料、构型这四个基本的元素。力与形态、力与结构、形态与结构之间的关系构成了建筑设计的整体系统, 在设计中必须将结构的有效承载与形态之间的矛盾协调好, 这样才能保障建筑的多样性。当代建筑设计已经不仅仅将结构作为建筑的技术性工具, 更将其纳入到建筑艺术创造的范畴, 因此研究建筑形态和空间整合的有机结合已经拓展了结构技术功能, 即要创造建筑空间与结构的有机结合, 从基本构件的认知到建筑整体的构建, 这样才能巧妙的利用结构完成对建筑形态的构建, 以及空间的整合设计。

2 建筑空间整合设计

建筑空间的整合就是在凸显个性的前提下, 使得局部的异构与整体有机的结合起来。结构与建筑整合即在充分考虑安全性的前提下, 将结构协调与建筑体系中, 同时凸显建筑设计和结构设计的有机结合。空间的本质就是从边界上定义面和界线, 其中结构就是界线, 而建筑形态则是面, 按照空间概念, 结构和建筑空间整合的关系是最为重要的演变动力。早起的砖石建筑空间和界面依靠的是梁柱, 古典的结构技术的发展就是结构上的创新和组合, 梁、柱、穹顶等等, 这些结构构成了建筑的空间整合。当代建筑创新和创意成为了主要的设计动力, 空间的组合关系和空间的趣味性成为设计的目标。结构不再是空间构造限制, 而是如果适应空间整合, 帮助建筑设计创新满足安全性目标。当代的建筑更重视的是思维的创新, 打破原有的结构设置和选型的限制, 结构整合融入到空间形态中, 空间限定和界面利用结构件完成, 结构整合使得空间创意成为可能, 成为空间创意的重要基础。因此结构与空间形态整合作为建筑设计的重要策略已经开始被设计者们所重视。

同时应当注意的是建筑空间包括内部和外部, 而外部空间设计也成为了设计者关注的重点。外部空间的设计重点强调的是等级、序列、渗透、层次等等, 公用与私密结合, 凸显建筑功能性。而内部空间的设计和整合则是重视建筑内部的分割、联系、趣味等等, 使得建筑的功能更加灵活和新颖。综合看建筑外部空间和结构的协调就是架空和悬挑关系, 而内部则是对围合与限定空间界面的属性, 二者对建筑空间整合设计都十分重要, 后文将重点对内部空间整合进行分析。

3 结构技术渗透的内部空间整合设计

结构和建筑内部空间的整合就是内部空间设计, 采用的就是结构围合和空间划定, 改变的是空间的界面属性。结构件在建筑内部是不能回避的, 因此空间整合必须考虑结构因素。

结构围合与内部空间的划分就是将结构看做是独立和主要的空间要素, 构成内部空间的界面和边界。结构不仅仅限定了空间大小以及私密程度等, 也帮助空间限定了功能, 实现对空间的引导、分割、连接等等, 更实现虚实的转换, 结构件的组织和分布可以构造和塑造空间氛围和空间属性。结构不同其空间的要素也就不同, 创造无障碍的空间、围合中庭、引导空间、组织空间等, 这些要素是内部空间整合的基础。

3.1 无障碍的楼层形式

对无障碍楼层形式的选择是现代建筑的重要特征一致, 其满足的是不同功能需求, 提供最大限度的灵活性, 无障碍的空间可以自由分割与组合, 满足可持续性的设计原则。从结构系统中看, 实现无障碍的楼层有三种结构思路, 一则减少空间柱的数量, 使之处在外围;二则采用巨型柱梁, 利用大网格的模式在纵向支撑, 形成横向的大空间;三则采用结构外围化的设计, 实现空间的整合。如某个工业园建筑, 建筑平面的设计利用结构主义思路, 办公和服务空间进行隔离, 连廊和办公会所进行串联功能设计, 将多个办公建筑联系起来, 体现了灵活性和空间整合。竖向结构则利用网格化的钢框架结构, 结构件集中在外围, 平面中没有柱结构, 这样的外围化布置的方式, 创造了一个无障碍的楼层, 从而实现内部装饰的自由与灵活, 实现了外部形态的创新与内部功能的实现。

3.2 中庭设计

建筑设计中, 中庭是一种可以共享的空间, 可以帮助实现过度和串联的作用, 组织空间的效果较好。同时中庭的设计可以提供良好的空间体验, 也可保障持续设计原则, 中庭可以自然通风以及采光, 降低建筑能耗体现建筑的生态化功能。现代建筑中创造舒适的中庭也是重要的空间整合设计。建筑中庭的采用就需要在建筑中间开口, 因此需要将结构进行调整, 使其载荷分布到外围, 结合外部结构的传导能力, 稳定建筑实现中庭的功能。如高层建筑中的中庭设计应采用外围模式将竖向承载结构件和抗侧力的结构件布置在外围, 以此实现对中庭设计思路和空间整合。

3.3 空间组织与结构引导

结构是界面的重要构成要素, 因此在结构组织和设置上应重视其对空间的引导和组织作用。有效的组织和布置结构界面可以创造空间的差异性, 也是空间整合的重要手段。尤其是建筑内部的空间整合更需要有效的组织与引导, 从而提高空间的趣味性。在某个建筑中, 水平的柱和楼板构件进行重新组合, 从而形成了内部空间的异构, 形成不对称的空间形式, 给人以新颖独特的空间感觉, 满足和设计的创意。

4 结束语

建筑结构设计与空间整合是不可分的, 最初的建筑是建立在结构基础上的, 而当代的建筑设计是结构服务与空间和形态, 因此一些创意建筑的形态和空间都被重新整合, 并选择适应的结构满足其稳定性需求, 这就是结构技术的主动渗透对空间整合的影响。

摘要：结构技术是一种对结构重新组合与设计的技术, 其可以通过对结构的合理组合与承载力平衡满足建筑的形态异构, 因此其对建筑空间整合的意义重大, 任何空间的整合都离不开对结构形式的选择与重置, 也是本文要研究的核心内容。

关键词：结构设计,空间设计,内部整合,设计要素

参考文献

[1]杨丹, 张首正, 王晓冬.福州职业技术学院校前空间整合设计[J].华中建筑, 2014 (03) :10-11.

[2]牛晓燕.对于绿色建筑整合设计理论及其应用的研究[J].黑龙江科技信息, 2014 (4) :22-23.

[3]杨瀚, 卢俊鹏, 梅悦駪.建筑空间的语法结构[J].华中建筑, 2014 (07) :25-26.

[4]王征, 梅洪元, 赵秋阳.当代建筑形态与结构技术的深层关联性研究[J].四川建筑科学研究, 2013 (01) :32-33.

影像技术空间中的电影艺术 篇11

一、 对于影像技术的理解

回顾历史我们会发现，影像技术发展从诞生起就始终伴随着人类文明的进步。人类每个时代发明出来的重要技术，几乎无一例外地被影像技术所吸纳。中国四大发明中的造纸术和印刷术为影像提供了载体和传播方法，而火药则被我们用来制作人类有史以来最为绚烂的影像——烟花。意大利文艺复兴时期的画家大都也是科学家，精通透视、解剖，能通过化学技术合成出富于表现力的颜料。电影作为当代影像技术的集大成者，更是在短短百年里享有了人类自工业革命以来光学、电学、化学、机械学、电子科学、计算机及网络科学等全部丰硕成果。我们的影像从静态到动态，从黑白到彩色，从平面到立体，画面越来越大，清晰度越来越高。那么人们为什么对于影像技术如此着迷呢？对此有学者指出，影像技术是一个科学与艺术交融的中心地带，在这个目前看起来模糊地中心地带里，潜藏着人类生命绵延地不绝的动力。[2]法国著名电影理论家巴赞则认为造型艺术中蕴藏着人类的“木乃伊情节”，即希望复制身体外形使其与时间抗衡，从而在时间的长河里获得永生，“人类降服时间的渴望是难以抑制的，文明的进步只不过是把这种要求升华为合情合理的想法罢了”。[3]加拿大传播学派的奠基人哈罗德·伊尼斯也认为体现在符号/媒介系统中的技术，主要折射出来的是人类欲望的两个向度：生命在空间中的扩展以及在时间中的永恒。[4]

通过上面分析，我们可以发现人类绵延生命的永恒欲望，推动着影像技术不断地向前发展。而电影作为当代影像技术最主要的承载者，其形态和内容也必将深受技术影响。这种影响是复杂的，而对这一复杂性全面解读必将助益于电影内涵的诠释与认知。

二、 以技求艺：影像技术发展的动态分析

可以说，没有影像技术，就没有电影艺术，影像技术在电影发展中起着原动力作用。电影发展史上具有里程碑意义的分期，往往以影像技术发展为先导，如默片时代、有声电影时代、彩色电影时代、数字电影时代、立体电影时代。影像技术推动了电影的变革。

但正如巴赞所说：“技术发明为电影的产生提供了可能性，但据此尚不足以了解电影产生的原因。”[5]电影作为一种内涵丰富的文化形态，其发展是艺术、商业等诸多因素共同作用的结果。电影是不断发展变化的，因此我们也应以发展眼光看待影像技术在电影中的作用。

媒介理论家保罗·莱文森的技术媒介进化论视角可能会对我们有所启示。保罗·莱文森以电影为例分析了技术性艺术发展的三个阶段即玩具—镜子—艺术，或是前现实—现实—后现实。[6]第一阶段：求新，媒介往往是人们的一种小玩意、小聪明，人们更多关注新技术带来的新奇感；第二阶段：求真，媒介技术形式退潮，内容功能高涨；第三阶段：求美，技术性媒介不但要复制现实，而且能够以富有想象力的方式重组现实。

受此启发，我们可以把每一项技术介入到电影的过程分成三个阶段即预备期、初期和成熟期。下面我们具体分析在每个阶段中影像技术、艺术、商业等因素的互动以及对电影带来的影响，从而更加清楚地认识影像技术在电影中的作用。

（一）预备期

电影发展史上每一项新影像技术从其出现、成熟到应用于电影之中，经常会有一段预备期，这段期间影像技术会受到了商业和艺术等因素共同影响。

电影与商业有着千丝万缕的联系，电影诞生便是以第一次进行商业放映为标志。而商业需求往往是某一项技术进入电影的重要原因。以有声电影为例，世界电影史上第一部有声电影《爵士歌王》拍摄于1927年，而在此10年前有声电影所需要的技术就已经成熟，只是因为当时默片正在巅峰，而商人们也不愿意自己的设备过早被淘汰，因此一直对有声电影持观望态度。而华纳公司拍摄《爵士歌王》也是希望借此缓解自身经济困境。宽银幕电影拍摄和放映技术在20世纪20年代末就已经成熟，但出于经济原因，好莱坞制片公司一直对其不感兴趣。直到50年代感受到电视带来的巨大威胁，才将宽银幕作为吸引观众重新走进影院的救命稻草，由皮克斯公司于1953年制作了第一部宽银幕电影《圣袍》。而立体声技术，及今天大行其道的3D技术也大体如此。

另外，电影艺术家在艺术表现力上的追求，也是电影吸纳某项技术的重要推动力。艺术家们总会想尽各种方法来实现其在艺术表现及叙事上的诉求。同样以有声电影为例，在有声电影出现以前，艺术家们便通过现场伴奏等手段来为影片加入音乐，而很多导演则试图通过镜头语言以及剪辑节奏来表现出声音节奏。而这种需求也在很大程度上推动了有声电影的出现，就像电影先驱们在有声电影《宣言》中所承认的：“这一新技巧的发现，在电影史上不是一个巧合，而是无数的电影先驱者们在遇到一系列无望的难题之后找到的出路。”[7]

（二）初期

影像技术进入电影领域伊始，总伴随着一段炫技时期，关注于营造奇观视听体验而忽视了电影叙事以及艺术表达。邓肯·皮特里曾说：“电影是以机械为根本的。在媒体处于初起时期，吸引观众便是新技术而不是它所展示的内容”。[8]电影新技术往往领先于内容而更受关注。从有声电影到彩色宽银幕电影以及今天的立体电影，每一次新技术介入都会为电影注入一针强心剂，以此为卖点吸引观众走进影院，而观众也会沉迷于技术所带来快感之中。这一时期技术因素与商业利益相结合，成为影响电影的主要力量。

在这个阶段技术更像是一个“花瓶”，是用来炫耀的，而不是电影的有机组成部分。电影毕竟是一种内容大于形式的艺术，观众对于新技术营造的视听奇观迟早会产生审美疲劳。由于新技术和原有技术体系及艺术表现手法之间的结构性矛盾，往往会对原有艺术系统带来破坏，出现一段阵痛期，甚至在艺术上出现暂时倒退。有声电影在诞生初期便出现了这样的情况：一方面，有声电影技术还不成熟，与原有技术系统会产生冲突，比如摄影机在拍摄时所发出的巨大响声会干扰到同期声录制，笨重的隔音物又限制了摄影机运动；另一方面，在表现手法上艺术家们也没有做好充分准备，传统剪辑技巧似乎与声音元素格格不入，而默片时代的明星们也都不知该如何表演了。[9]正因如此，有声电影也受到了卓别林等大师强烈抵制，卓别林曾说：“有声电影彻底埋葬了传统的哑剧，而这却是电影艺术的基础。电影演员应该懂得，是镜头在讲述故事，而不是对白。”而事实也的确如此，在有声片初期，那些从头唱到尾或是堆砌大量戏剧化对白的影片很快就成为了人们的笑料。电影《雨中曲》以及《艺术家》都生动地向我们展现了那段历史。但我们需要认识到，这种暂时倒退是事物螺旋形上升发展过程中的一部分，也为技术和艺术进一步融合打下了基础。

（三）成熟期

虽然面临着诸多困难，但电影艺术家们不会“因噎废食”。创作者们不断地探索新技术带来的艺术表现的新可能，对于新技术进行消化吸收，创造新的艺术表现手法及艺术理论，最终将技术追求上升为美学追求。曾经强烈抵制有声片的卓别林并没有对声音一概排斥, 而是谨慎地渐次引入音乐、音响、对白等声音元素，并最终创作出了《大独裁者》这样伟大的有声电影。

当一项新技术所创造的视听效果能够真正为影片叙事以创作者个人思想表达而服务时，这项技术才算彻底融入到了电影之中，成为电影整体的有机组成部分。通过不断的实践，艺术家不仅仅用声音来对白，还用它来表现空间营造氛围，声画蒙太奇也为电影增加了表现的可能；摄影师不但单纯表现运动而是利用运动来叙事、创造节奏；色彩的作用也从还原真实到上升为烘托气氛、刻画人物。正因如此，马塞尔·马尔丹才将1964年的《红色沙漠》称为“电影史上第一部彩色影片”。如果说技术为电影提供了身体，那么艺术则赋予身体以活力。

另一方面，伴随着新技术的不断成熟以及成本降低，制作方和院线也更愿意采用这些技术，这也促进了它们的普及。而这时艺术家和商人也正式成为这些新技术的主宰者，技术升华为艺术。

新技术介入以及新艺术表现手法并不意味着原有体系会退出历史舞台，新旧融合，反而会赋予原有表现手法以新的生机。有声电影出现后，电影史上诞生了很多“此时无声胜有声”的经典镜头；在彩色电影出现后，黑白画面往往具有一种历史感，无论是国内的《小花》，还是国外的《辛德勒的名单》《艺术家》，黑白画面在影片中都发挥了重要作用；运动镜头技术越来越先进，但固定镜头也没有消失，并在小津安二郎这样的大师手中产生了独特表意功能和美感；而在今天大行其道的数字后期合成技术其原理是和传统特技中光学特效相通的，只不过是具体实现方式进步了而已。

通过上面的分析可以发现，影像技术在电影中的作用是一个动态变量，需要具体问题具体分析。正如邓肯·皮特里所说：“这样，他们（电影学者）的任务，就不仅仅是简单描述和识别特殊的技术发明、技术方法与技术理论，而是在一个原动力学的透视下去展望它们（电影技术）的发展和变化。”[10]

结语

以上所分的三个阶段是对影像技术与电影关系的总体描述，某一影像技术发展过程中往往会有其特殊性：这三个阶段可能是同步的，融合在一起的，甚至会缺少其中某一阶段。电影“以技求艺”的道路是曲折的，而动态考察影像技术在电影艺术中作用的意义就在于让我们以发展的眼光来审视影像技术及其所带来的变革，面对新技术真正做到“有所为，有所不为”。

近年来，3D电影、4K超高清电影、48帧电影、弹幕电影、交互电影等新兴影像技术及电影形式纷至沓来，如何不为“乱花”所“迷眼”，合理驾驭这些新技术是电影人所面临的重要问题，对此笔者认为应当首先界定出这些技术所处的发展阶段，在此基础上制定针对性策略。

对于互动电影、4D电影这些技术，虽然国内外已有一些学者、公司做过一些理论和实践研究，也创作出一些影视作品，但其仍处于“预备期”无论是技术水平还是商业环境都不成熟，因此对于这些技术，我们应当加大基础研究，重视相关专利申请，争取树立技术标准在未来竞争中抢占先机。

对于48帧电影、弹幕电影等影像技术，我们认为其处于“初期”，虽然已有创作实践，但更多是形式大于内容。对于这些技术，电影人应当努力挖掘其艺术表现力，促进其与叙事融合，但这种探索应多集中在对该技术具备掌控能力的少数创作者手中，切忌一哄而上，以新技术为噱头扰乱正常电影创作。

对于3D电影、IMAX电影等技术，我们认为其已处准“成熟期”，相关技术已经成熟，已经创作出了如《阿凡达》《少年派的奇幻漂流》《智取威虎山》等成熟作品，这些技术已经有机的融入到电影的艺术表现及叙事之中，另外国内3D银幕数量高速增加也为技术普及创造了良好的环境。因此我们应当鼓励创作者在实践中提高对这些技术的掌握，从理论和实践两方面促进该技术的成熟。

[1]屠明非.电影技术艺术互动史：影像真实感探索历程[M].北京：中国电影出版社,2009：1.

[2]梁国伟.跨越时空的影像交流——数字电影的媒介形态[M].北京：商务印书馆,2007：3.

[3][5]安德烈•巴赞.电影是什么[M].崔君衍,译.南京：江苏教育出版社,2005：1-2.

[4]哈罗德•伊尼斯.传播的偏向[M].北京：中国人民大学出版社,2003：5,12.

[6](美)莱文森.莱文森精粹[M].何道宽,编译.北京：中国人民大学出版社,2007：11.

[7][9]黄英侠,王红霞,王婧雅.无声电影向有声电影过渡时期状况研究[J].北京电影学院学报,2010(6)：72.

空间分析技术 篇12

1 空间异型曲面钢结构的应用

21世纪以来, 空间异型曲面钢结构的出现为土建结构领域的发展起到了促进性作用, 日常生活中所常用到的空间异型曲面钢结构主要有空间桁架结构、悬索结构和网壳结构膜结构等。因空间异型曲面钢结构作用于空间内, 因此它的荷载、内力与变形属于三维状态, 是一般二维设计无法与之媲美的。由于以上特点, 空间异型曲面钢结构做到了经济、美观与高效, 它的问世得到了迅速的发展。

管桁架结构利用了钢管自身特有的优越受力性能同时配合美观的外部造型形成独特的结构体系, 以此满足了钢结构在设计上的最新观念, 以承重与稳定作用的构建组合及材料集中使用来发挥其空间性作用。

钢索、边缘构件与下部支承结构共同组成了大跨度屋盖的悬索结构, 在一定的静荷载下, 要先确定完整的悬索结构在原始的荷载作用之下的原始状态, 并计算出荷增量和索支点位移对温度造成的变形。

网壳结构可以由多根杆件组成网格后形成曲线形来实现, 它可以分为单曲和双曲两种形式。网壳可以与网架结合形成双层形态, 这时因节点呈铰接状态, 其杆件受力形式为轴向力。网壳由于曲率, 做出节点, 使杆件能承受附加弯矩或扭矩, 也可以做成单层形态。虽然网壳与网架大小不一、形态各异, 但其材料与截面基本相同, 杆件与节点都是同样类型可以重复使用。这种有利的条件使得许多标准化的网络结构体系得到了很好的开发与应用, 而且形成了其专属的工业化生产线。

20世纪中期逐步发展起来了一种全新型的建筑形式———膜结构, 所用的膜材料则是由涂层和基布这两个部分组成的, 而基布所采用的材料主要为玻璃纤维和聚酯纤维;而涂层选用的材料则主要以聚四氟乙烯和聚氯乙烯为主。其作为一种覆盖结构能够承受一定的外荷。

2 安装中的技术要点

以杭州奥体中心主体育场现场施工为参考, 其安装中的技术要点主要由支座预埋件部分、支座部分主花瓣部分和次花瓣部分的安装组成。

2.1 支座预埋件的安装

支座预埋件的安装主要考虑到其荷载的传递问题。上下两道竖向支座和中间的一道支座提供了它的支撑固定。它主要是从罩棚钢结构与两道竖向支撑来传递。随后竖向支撑把荷载继续传递给混凝土柱子, 再由基地传输到地基。支座预埋件安装时其施工单位要派专人进行监护工作, 其安装跟随土建主体结构进行施工, 必须保证安装精度的合格, 为上部钢结构的安装做好准备。

2.2 支座安装过程

体育场的铸钢支座分上中下三部分。铸钢上支座的安装将与看台土建进行同步施工, 在安装时将其局部预埋在看台里, 与看台劲性柱形成连接, 采用了100 t的履带吊把支座吊安装到固定位置。

钢结构开工之后开始进行铸钢中支座的安装, 其采用焊接与看台楼层侧面的预埋钢板进行连接, 安装时需设置临时的支撑架辅助进行, 当焊接完成后再将临时支撑架拆除。

下支座作为铸钢节点因六支管的交汇而形成, 因铸钢件较重分设4个吊点, 在场外采用400 t履带吊对其进行吊装就位工作, 因下支座在调整到预先设计的坐标后, 要实行双人对称焊接, 架设全站仪对场外的测量点进行测量并对各个管口坐标进行校准测量工作。

2.3 主花瓣的安装

主花瓣的安装需划分为8个单元对其进行现场的拼装和吊装工作, 其主要是整片主花瓣的重量高达300 t所致, 在场地内不可能进行一次性的拼装及吊装工作。而各个单元分段的重量也是有所差异的, 对各个单元的重心问题、结构形式问题和拼装形式的问题进行吊装工作。

2.4 次花瓣的安装

次花瓣的安装是由屋面与里面这两种形式构成。索桁架结构是屋面次花瓣的主要结构, 单层网格结构式立面次花瓣的主要结构, 结构不同导致安装的方法也不同。

立面次花瓣是被上、下2个节点支撑着的。上节点主要与主花瓣桁架进行相贯连接, 而处于主花瓣罩棚下面的下节点则是采用铸钢节点和埋件进行连接, 在进行立面次花瓣安装的时候, 如果首先安装主花瓣桁架, 以后将没有操作空间, 因此要先安装立面次花瓣。立面次花瓣有很高的安装标准, 它处于倾斜的状态, 在安装的时候要通过下部弦杆位置的链接耳板与上端的缆风控制。

3 质量与安全监控

3.1 质量监督

空间异型曲面钢结构在应用中的质量监督方面主要包括原材料的质量监控、生产制作当中的质量监控及施工过程当中的质量监控这三个方面。原材料方面主要是自原材料被运入工厂仓库后对其进行数量清点、重量计算、材料材质及外表质量检查, 对所选用的原材料做严格的筛选工作, 切实保证所需材料的合格, 做完这些工作后, 再由专人进行二次审核, 严格对待原材料的选用, 审核合格后方可投入加工。在生产过程中, 要做好技术交底、质量评定和完善资料等前提工作的安排, 并且在投入生产时, 要注意原材料的保护, 防止在搬运时损坏材料从而影响了生产质量。在现场施工前, 要先对施工时用到的材料做检查工作, 确保所用材料质量达标, 同时在施工的过程中严格监控施工人员的工作, 施工人员在施工时必须严格按照施工要求开展工作。另外在进行全过程的焊接质量控制时, 业主可以委托第三方对钢结构焊缝进行百分百的检测, 以此做到在施工过程中的质量监督。

3.2 安全监督

无论在任何地方任何时候, “安全第一”一直是人们老生常谈的问题。因此在进行土建施工时必须做好监督工作, 安全的一切后果都是由对待安全的态度造成的, 所以必须要抓紧安全工作, 而施工人员必须具备较高的安全意识, 这样才能做到见微知著、防微杜渐。其实说到底, 要保证安全, 人的因素是第一位的, 在进行安全监督管理工作时, 要不断健全和完善安全生产管理制度, 对安全生产实行全员、全方位、全过程的管理。同时加强教育培训工作, 提高员工素质。而空间异型曲面钢结构在应用中的安全监督方面主要是设备在运行中的安全操作, 在建设中的特种作业人员必须执行持证上岗, 经过专项的安全培训并考试合格后方可上岗, 并且在施工过程中, 因为高空作业量较多, 因此在高空作业时必须严格按照安全带的正确佩戴方式系好安全带, 时时刻刻铭记安全才是第一位。要把安全体现到实际工作中, 安全工作最终才有保证。另外在土建施工中, 安全帽的正确佩戴也是必不可少的, 与安全带的佩戴一样, 安全帽的佩戴也要按照其规定来正确使用。

4 结语

目前, 空间异型曲面钢结构在我国各个大型场馆的设计和建设正可谓是蒸蒸日上。作为现代化进程下的结构工程师们, 应当理性的去分析、认知各类结构形式的特点, 在做出方案时就应处理好有关结构概念等方面的设计问题, 排除各类隐患, 为以后的工程进展打下良好的基础。而随着空间异型曲面钢结构在建筑工程中的大量运用, 还必须对其建筑工程质量做好监督管理的工作。

参考文献

[1]汪进, 李扬, 刘明峰, 等.空间异型曲面钢结构安装技术应用例析[J].建筑, 2014 (5) :19-20.

[2]邱继军.异型空间网架结构快速成型[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学硕士学位论文, 2012.