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现代大地测量研究进展论文

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现代大地测量研究进展论文

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可以参考下。测绘科学技术。

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测绘科技信息工作在波澜壮阔的测绘体制改革大潮的推动下,取得了长足的进步。这是我为大家整理的测绘科技论文3000字,仅供参考!

数字地球与现代测绘科技的发展

[摘要]本文通过对数字地球和现代测绘科技的深入分析,对数字地球与现代测绘科技的发展进行了详细阐述,以供同行探讨。

[关键字] 数字地球 现代测绘 科技

[中图分类号]P2 [文献码] C [文章编号] 1000-405X(2013)-2-117-1

0引言

所谓的数字地球也即是指一个用地球坐标为依据,同时具有多分辨率的海量数据以及多维显示的地球虚拟系统。数字地球看成是"对地球的三维多分辨率表示、它能够放入大量的地理数据"。而现代测绘科技则是以计算机技术和光电技术以及网络通讯技术,同时加上空间科学和信息科学为基础的科学技术,而随着全球定位系统的不断完善,以全球定位系统和遥感以及地理信息系统为技术核心,并且将地面原有的特征点以及界线都通过测量手段获得反映地面现状的图形和位置信息,供工程建设的规划设计和行政管理之用,从而为社会的生产和发展创造了有利的条件。而随着科学技术的发展,在当前社会的各领域和行业中,各种技术和理论都得到了长足的发展,并且还涌现出了大批先进的技术和理论,而在当前的数字地球和测绘科技中也不例外,随着大量先进技术以及理论在数字地球和测绘科技中的应用,极大地提高了数字地球和现代测绘科技的水平,从而为社会经济的发展奠定了坚实的基础。然而就数字地球和测绘科技的实际情况而言,其中还存在着一些较为严峻的问题,这些问题不仅影响到数字地球和测绘科技的发展,还制约了社会经济的发展。

本文从测绘学的现代发展出发,对数字地球和现代测绘科技进行了深入的分析,然后对数字地球与现代测绘科技的发展进行了详细阐述。希望能够起到抛砖引玉的效果,使同行相互探讨共同提高,进而为我国数字地球与现代测绘科技的发展起到一定的促进作用。

1测绘学的现代发展

随着社会的发展,人类改造自然的能力也不断提高,因此人们迫切的需要加深对地球的认识,从而才能够更好的改造自然,从而促进人类社会的可持续发展。

测绘学是人类认识自然和认识地球的重要手段,随着测绘学的发展,人们对地球的认知水平也得到了大幅度提高。尤其是随着近几年来计算机技术的高速发展,在测绘领域中也加大了对计算机技术的应用力度,从而使得现代测绘水平得到了进一步提升。我国幅员辽阔,国土面积达到了九百六十万平方千米,而利用现代测绘学将测绘我国的地图就能够大幅度缩短工期,从而解放了许多劳动力,进而有效地节约了成本。

今天,光缆通讯、卫星通讯、数字化多媒体网络技术可使测绘产品从单一纸质信息转变为磁盘和光盘等电子信息,产品分发可从单一邮路转到"电路"(数字通讯和计算机网络传真),测绘产品的形式和服务社会的方式由于信息技术的支持发生了很大变化,实现了信息化的发展。当前,随着我国经济的高速发展和经济所有制成份和运行体制的改革,需要开放民用国家测绘产品;从技术方面看,西方国家卫星测地技术可制作全球几乎任一地区1m分辨率(相当1∶1万比例尺)的地图,卫星上的GPS又可将这种地图纳入全球参考框架和转换为他们的国家坐标系,中、小比例尺国家地图的保密价值已大大降低;对于军事敏感的重力数据,卫星重力技术所发展的低阶全球重力场模型已足够用于他们的远程战略导弹发射。

2数字地球和现代测绘学

地球上一切事件都发生在一定的空间位置,人类社会经济活动所需要的信息绝大部分(约80%)都与地理位置相关。中国21世纪议程62个优先发展项目中,约有40个需要建立或应用地理信息系统。数字地球是利用海量地理信息(即地球空间数据)对地球所做的多分辨率、3维数字化描述的整体信息模型,便于人类最大限度地实现信息资源的共享和合理使用,为人类认识、改造和保护地球提供一种新的手段,这里在数字地球的概念中突出显示了地理坐标的框架作用,因此NSDI是数字地球的基础设施,要求提供(地球)空间数据框架,包括大地测量控制框架(国家定位网和重力控制网)、数字正射影像、数字高程模型、道路、水系、行政境界、公共地籍等基础地理数据集。在此框架上加载各类地球自然信息和人类社会经济活动等一切所需要和感兴趣的人文信息。为数字地球提供上述地球空间数据框架是测绘业本身的"专职",但又对测绘学提出了更高层的技术要求。

3测绘学和地球空间信息学

在本文第一部分已谈及测绘学在新的技术进步推动下的现代发展趋势。

从现代信息论的观点看,测绘学本质上就是一门关于地球空间信息的学科,传统的测绘受地面测量技术、时空尺度和精度水平以及投入的局限,其产品主要是单一的地形图和在地形图基础上编绘的专用地图。它不能反映、至少不能及时反映地球表面形态的变化,特别是大范围和全球变化。其产品制作周期长,已不能满足地区经济和全球经济高速发展的多种需要。信息技术加快了人类社会的运行速度。

测绘学应该是提供人类生存空间自然环境及其变化信息的学科,它的学科内涵发生了巨大的变化,因此如何界定测绘学的含义,已是世界各国测绘工作者所关注的问题。于是从90年代开始,国际上将测绘学(Surveying and Mapping)更改为一个新词,以准确反映学科实质,Geomatics一词由此应运而生。随后,有关Geomatics的提法在我国学术界,主要是地学界成为热门话题,由于对其含义理解不同,其中文译名也是五花八门,现在将它译成"地球空间信息学",已基本得到认同。不管人们对Geomatics的含义如何理解,但根据ISO的标准定义和国际测绘联合会(IUSM)对"测绘学"的定义,两者的含义是基本类同的,只不过Geomatics所涉及的地球空间信息的范围更宽一些。Geomatics更准确地描述了测绘学在现代信息--通讯社会中的地位和作用,适应了现代社会对地球空间信息的极大需求的特点,因而发展和提高了测绘学的研究和工作领域,符合现代测绘学发展的实际。

4结束语

随着这些测绘技术以及测绘理论的应用,使得现代测绘科技水平得到了有效地提高,从而为帮助人们认识地球和促进经济的发展奠定了坚实的基础。通过本文对数字地球与现代测绘科技的深入分析,同时加上对数字地球与现代测绘科技发展的详细阐述,相信读者对其也有了更深刻的认识。

总而言之,数字地球与现代测绘科技是促进社会发展的重要手段,因此,为了进一步提高现代测绘的水平,还必须要加大对其的分析研究力度。

如何促进测绘地理信息科技事业快速发展

[摘要]"十二五"期间为我国测绘地理信息事业的发展指明了方向,即构建数字中国,监测地理国情,发展壮大产业,建设测绘强国。刚召开的党的明确指出要建设美丽中国,实现中国硬件、软件的两手共同发展,测绘地理信息科技事业要根据社会发展的趋势走向,结合经济发展的动态,科学谋划我国测绘地理信息的发展蓝图,丰富测绘地理信息的资源,加大开发力度,加快实现自主创新的脚步,健全信息安全保障体系,完善基础设施建设,充分发挥测绘在国家信息化建设中的作用。

[关键字]测绘 地理信息 科技事业 发展

[中图分类号] P2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-3-114-1

0 引言

测绘工作国家经济、文化建设和社会发展的一项前提保障性工作,是一个国家地信信息产业的基础组成部分。它为国家经济建设和社会发展提供与地理位置有关的各种专题性和综合性的基础信息,其成果是进行资源调查、环境监测、农田建设、能源、交通、水利等大型工程建设、城乡规划建设、土地开发利用、重大灾害监测预报和科学研究、国防建设以及国家宏观管理决策必不可少的基础资料。从八十年代初期,测绘业开始着手对传统测绘手段和生产工艺进行技术改造,开展了数字化测图、机助地图制图、地图数据库、地理信息系统(GIS)、人卫激光测距(SLR)、全球卫星定位系统(GPS)、遥感(RS)等方面的基础研究和应用研究。尽管我国测绘业取得了长足的进步,但是,其整体技术水平同国际测绘先进水平相比,存在较大差距,远远满足不了国家经济建设与社会发展的需要,这主要表现在:数字化测绘技术体系的若干关键技术问题尚未解决,完整的数字化测绘生产技术体系尚未形成;测绘生产中生产速度慢、更新周期长、产品形式单一、地图印刷质量较低等状况尚未得到根本性转变;测绘基础理论研究相对薄弱,尤其是在遥感、地理信息系统、地图制图学等领域,从而严重影响了技术的进一步发展;测绘信息综合开发应用水平较低,测绘高新技术集成化尚处于起步阶段,在国际市场上的竞争能力较弱,参与全球问题的国际合作研究尚待进一步拓展。 本文就如何促进我国测绘地理信息科技事业的发展做以下建议。

1 积极推进基础地理信息资源建设

第一,利用新技术、新工艺,加强对基础地理信息系统的改造和优化升级,积极开展各级各类专题数据库建设。将基础地理信息更新工作摆在更加突出的位置,加紧研究建立新形势、新技术条件下的基础地理信息更新机制,加快信息更新步伐,切实提高基础地理信息的现势性。第二,加强各级各类基础地理信息资源的整合,积极推进各级测绘部门之间以及测绘部门与有关部门之间的信息共享,实现不同数据源、不同类型、不同尺度基础地理信息数据的集成应用。第三,尽快形成中央和地方测绘部门分级管理、标准统一、种类齐全、互联互通的基础地理信息共享平台,为实现测绘部门基础地理信息快速传送和充分利用创造更加有利的条件。

2 创新思维,以新的理念引领测绘地理信息转型发展

测绘地理信息人勇于实践,大胆创新,勇敢地举旗亮剑,提出24 字总体战略,成为测绘地理信息发展新坐标。新理念的形成,让我们突破传统思维的桎梏,实现了由“测绘”向“测绘地理信息”的嬗变;让我们更加与时俱进,推动数字中国向智慧中国迈进;让我们打破了传统的测绘工作模式,开辟了地理国情监测新领域;让我们加快转变发展模式,真正实现了公益性测绘地理信息事业和地理信息产业两条腿走路。只有敢于打破常规,突破惯性思维的束缚,才能形成测绘地理信息文化“快”的灵魂、“干”的精神、“好”的品质,才能发扬好“热爱祖国、忠诚事业、艰苦奋斗、无私奉献”的测绘地理信息精神。

3 加强测绘科技人才资源建设

人才是科技创新和竞争制胜之本,没有人才就没有创新。一流的学术思想、一流的技术成果,需要有一流的人才。测绘科技人才资源建设包括三个方面:一是千方百计稳定现有科技人员,增强科研与生产单位对人才的凝聚力和吸引力;二是有计划地引进和培养优秀测绘科技人才,逐步开展成绩优异高级工程师的选拔评审,充实和壮大测绘科技创新队伍;三是培养和造就一批科技经营管理人才,提高测绘科技创新队伍的整体素质和创新管理水平。建立人才合理有序流动的机制,鼓励测绘生产单位设立特聘专家岗位,吸引优秀人才进入测绘生产一线;鼓励职工开展技术发明、技术革新活动,并作为职工个人业绩考核的重要指标;通过重点学科、重点实验室、工程技术中心和博士后科研工作站的建设、重大科技项目的实施以及在科技项目立项、评审和验收中设置人才培养指标等方式,培养造就一支由科技领军人才、学术技术带头人、科技创新骨干和基层单位技术骨干等组成的测绘科技人才队伍。

4 加强基础研究和软科学研究

跟踪国际测绘学科前沿,发展测绘科学技术理论和方法,积极开展现代大地测量理论和地球动力学、新型数字摄影测量和遥感机理、地理信息科学、地理空间信息网格理论与技术等研究,提高原始创新能力,增强测绘科技持续发展的后劲。结合测绘事业的可持续发展,开展测绘软科学研究,用以指导测绘管理实践,重点加强测绘发展战略、测绘管理理论、测绘管理体制、测绘法律法规、测绘统计指标体系、测绘工程设计管理以及地理信息产业发展政策等方面的研究。

5 总结

坚持以测绘信息化带动测绘事业发展全局,促进测绘工作在完善体制机制、科技自主创新、快速传送信息等方面取得新的突破,全面提高测绘部门的利用、监管、保障和服务水平。以推进国家信息化发展全局为着眼点,以数字中国地理空间框架建设为重点,以地理信息资源开发利用为主线,加快信息化测绘体系建设,健全测绘公共服务体系,逐步实现地理信息的获取实时化、处理自动化、服务网络化和应用社会化,显著提高测绘行政管理的信息化水平。大力促进地理信息产业发展,为全面建设小康社会和构建社会主义和谐社会提供更加有力的测绘保障。

参考文献

[1]记者,周湛.推动地理信息新型服务业态大发展[N]. 中国测绘报. 2011-06-03.

[2]把握大好机遇努力奋发作为全力推动测绘地理信息事业再上新台阶[N]. 中国测绘报. 2011-12-20 (002).

[3] 本报记者 徐红. 国家地理信息公共服务平台建设步伐加快[N]. 经济日报. 2010-01-25.

现代化学研究进展论文

浅谈现代生活与化学的联系 摘 要:21世纪人类的生活与化学有密切的关系,化学在信息与生命科学中有着及其重要的作用,化学学科 与这些学科交叉,会给人类的生活带来深刻的变革。化学与国民经济各个部门、各尖端科学技术领域以及人 民生活各个方面都有着密切联系。21世纪人们越来越多 地享受和依赖化学带给我们生活的方便和高质量。 关键词:化学与生活;生物技术;信息技术 生活中处处有化学,日常生活以及材料、能 源、环境、生命科学等诸多问题,都体现了化学与 人类、社会发展的密切关系以及化学发展的最新 成果 。随着生活水平的提高,人们越来越追求健康、高品位的生 活,化学与生活的联系也日趋密切。只要你留心观察、用心思 考,就会发现生活中的化学知识到处可见。 化学是一门自然科 学,有着丰富的实验内容。化学本应是一门生动的、贴近生活 的、探求自然奥秘的一门学科。生活中充满着化学的踪影,化学 就在我们身边,用化学知识可以解决生活中的实际问题。化学可 以服务于社会,服务于其它学科,服务于人类自身。 21世纪的生活对化学的要求和利用会日益 加大,人们对衣、食、住、行等各个方面新的需求都 与化学紧密相连。基因疗法、转基因食品、干细胞 技术、生态环保型服装、智能材料、生物质洁净能 源、纳米生物技术等,人们要用化学方法不断创造 新的化学产品;创造新药品战胜癌症、艾滋病、 SARS等病毒性疾病;战胜老年性痴呆、心脏病与 中风等影响健康长寿的顽疾。 在21世纪,生物化学领域对于生物结构的研 究已经从静态进入动态,从分子结构进入分子以 上甚至细胞层次的复杂结构研究,对生物功能分 子的结构、性质、功能三者关系的研究从单一分子 进入多分子体系以至细胞体系的研究。现代技术 已经能够分离和鉴定对制造特殊蛋白质有指令作 用的基因,然后把这些基因结合到生物体如酵母 菌中以制造人们所期望的蛋白质。例如对人类有 重要作用的胰岛素或人体生长素,科学家可以通 过化学的方法来改变基因以修饰其序列,生成更 好性质的蛋白质。二十一世纪有一个特别受到关 注的领域,即人体基因组的序列化问题,人体中所 有重要蛋白质都是在基因的指导下制造出来的, 基因组指在细胞核中的遗传性DNA 的全部物 质,它携带着成千上万单独的基因,每一个都包含 有数百个或更多的DNA单元,起着密码信的作 用;人体中有数以亿计的这种单元,要找出人体这 种基因序列并对每种基因中的化学序列进行测 定。进一步了解生命的化学本质和重要性以及对 健康的重要性是十分重要的。在二十一世纪医疗 卫生领域内可能最令人感兴趣的新领域之一是基 因疗法。人体有些疾病并不是由于某种微生物的 侵害而引起的,而是和我们自身的基因缺陷有关。 药物化学家正在尝试着发展一种用向细胞释放 DNA片段的方法,使其替代有缺损的部分;这是 在二十一世纪充满竞争的领域,未来的基因疗法 将有助于目前尚不能解决的与健康有关的问题。 美国前总统克林顿曾向公众展示了未来个性化医 疗的蓝图:如果你到了医院,经过医生和系列化验 诊断为某种疾病,医生只给你提供一组治疗信息 供选择,你只要将带有自己遗传档案的软盘插入 电脑,同时输入疾病和治疗相关信息,电脑就会提 示应该选择什么药、最佳剂量和剂型、服用的效 果。这样,人们将会获得最佳的治疗效果,药物的 毒副作用避免到最小。 进入21世纪,我们正在经历着一场新的技术 革命,其核心和主流是信息科学技术革命,它必将 对我们的生活产生巨大的影响。在信息科学和信 息技术中比较典型的是传感技术、通信技术和计 算机技术。它们大体相当于人的感觉器官、神经 系统和思维器官。将传感、通信和计算机技术连 接成网,融为一体,标志着信息化社会的到来。 传感技术的任务是要精确、高效、可靠地采集 各种形式的信息。因此,需要努力发展遥感、遥测 及各种高性能的传感器、换能器和显示器,如卫星 遥感技术,红外遥感技术,次声和超声检测技术, 各种热敏、声敏、味敏、嗅敏及智能传感系统。 信息技术的发展正日益改变着人们的生活水 平。信息技术与化学的紧密联系集中表现在通过 各种化学合成手段,制造出功能各异的信息材料, 主要包括电子材料和光电子材料。各种电学、磁 学和光学性能不断改进的新材料推动着电子学的 发展。计算机的功能和速度将来会变成什么样 子,是否真的有一天能够达到和人脑相比拟,甚至 于超过人脑的水平?这恐怕要取决于是否能够把 计算机电路的微型化继续做下去,同时不断提高 芯片的集成度。以半导体硅为基础的微电子技 术,遵循着一个非常著名的定律:摩尔定律,即每 经过18至24个月,电路的运算速度大约翻一番, 历经40年的变化后,固态微电子学已经发展到在 面积小到几个平方厘米的硅片上,可以做出几百 万个尺寸为0.18(微米)的晶体管的水平。但是 如果和分子器件相比,它仍然是太大了。假设现 在的晶体管相当于布满文字的一页纸,分子器件 大约只相当于其中的一个句点,即使像现在技术 界提出的,12年内硅晶体管的尺度可能缩小到 12Ohm(纳米)的水平,但是硅芯片和分子器件相 比,仍然要大60o00倍!再者,没有人认为传统的 硅基微电子学会继续按照摩尔定律发展下去,这 和芯片制造专家认为继续做下去经济上不再合算 有关。当把更多的晶体管做在一张芯片上时,杂 散信号、因为器件过于密集而带来的芯片散热问 题以及制造器件本身的困难等等,都将影响到这 项技术的进展。事实上,制造有效的超小型硅晶 体管以及它们之间的连接等技术的革新,已经是 越来越困难了。不少专家认为,当晶体管达到0.1 微米的水平时,挑战将变得更加激烈,因为集成电 路加工技术所遇到的困难是随着晶体管密度的增 加呈指数增长的,但是它的经济效益却不一定能 够达到同样的增长速度。不少专家认为在2015 年左右,芯片的产值将达到2000亿美元,此时它 的不断小型化的势头也将停滞,因为这时用来提 高芯片能力的成本实在太高了。近年来在分子计 算机研究方面的巨大进步,为解决这个问题提供 了另一个可能的方向。虽然目前预言它的成功还 为时过早,但是近年来在这个领域内取得的许多 成果所展示的前景却是极其鼓舞人心的。 总之,在21世纪,化学与国民经济各个部门、 尖端科学技术各个领域以及人民生活各个方面都 有着密切联系。它是一门重要的基础科学,它在 整个自然科学中的关系和地位,正如[美]Pi— mentel GC在《化学中的机会——今天和明天》一 书中指出的“化学是一门中心科学,它与社会发展 各方面的需要都有密切关系。”化学与其他学科的 交叉将是21世纪科学发展的必然趋势,生命科 学、材料科学、环境化学、绿色化学、能源化学、药 物化学、计算化学、纳米化学等众多新兴的交叉领 域将大大地改变传统的化学科学的范畴与意义, 并已经改变且将更大程度上改变社会和个人的生 存、发展及生活方式。

改革开放以来,我国化工行业发展迅速,为国民经济发展做出了重要贡献。同时,我国化工行业经营环境也日趋复杂,面临的风险和安全隐患也越来越大。下面是我为大家推荐的化工类 毕业 论文,供大家参考。

化工类毕业论文 范文 一:化学工程学科集群分析

一、我国化学工程与技术专业学科集群现象

经过调查统计,我国共有100多所高校招有化学工程与技术专业硕士研究生,该专业研究方向过多,一个专业出现87个研究方向。研究方向的划分有的甚至是跨学科的。如化学工程与技术专业是属于工学的,应用化学专业是属于理学,可应用化学居然是化学工程与技术专业的一个研究方向。同属于一个研究方向,研究方向的名称也是多样化的,缺乏统一标准,如安徽大学、南昌大学的绿色化学工程,上海大学就称为绿色化学与工艺。为了解决上述问题,我们请教了化工领域的专家,给这87个研究方向做一个归类,分为9个大的方向(表1)。由表1可以发现我国化学工程与技术专业是存在学科集群现象的,表现在:专业的学科建设,已经不单是化学工程的问题,而涉及到了化学化工研究的所有领域,包括应用化学、环境化工、工业催化、资源与材料工程、新能源技术、生物工程与技术、过程系统工程、油气加工及石油化工等。我国化学工程与技术专业学科集群的力度较大,表现在:各个高校的研究方向基本上都比较多,如清华大学、中国矿业大学、北京工业大学、北京理工大学、华南理工大学、华东理工大学、上海大学等高校,其研究方向都是传统与现代并存,传统化学化工的研究方向所占比例较大,如化学工程,包含的研究方向较多。部分代表21世纪化学化工发展方向的研究方向,在很多学校都受到重视,如资源与材料工程,研究方向也比较多。

二、化学工程与技术专业学科集群的创新及竞争优势

本文选择山西省高校做研究,分析其师资力量情况,以分析化学工程与技术专业集群的创新及竞争优势。山西省作为我国化工3大生产基地,化学化工产业是山西省的支柱产业,化学化工专业是山西省高校、特别是工科院校的学科优势之一。选择山西大学、中北大学、太原理工大学的化学化工学院为样本(见表2),按照前文对学科集群的认识,这些学院都有9个以上相关专业和研究方向,已经形成了一定的学科集群规模。其中论文指该学院教师被SCI、EI、ISTP3大检索刊物收录的论文数。中北大学的数据包含了CA论文。山西大学的数据不包括ISTP论文。专著指该学院教师出版的学术专著数,不包括教材。项目及奖项指该学院教师申请的省部级以上项目、经费及省部级以上奖项。发明专利指:该学院教师申请并且授权的发明专利。3所高校的化学化工学院拥有一定数量的教授和博士生导师,博士学位的教师也占到了较大比例。3所学院教师的科研成果也较为可观,被3大检索刊物收录的论文数量较多,出版了一定数量的专著,申请了一定数量的国家自然科学基金项目。山西大学化学化工学院承担了国家自然科学基金的重大攻关项目,以及“863”项目,甚至获得了国家科技进步奖和国家技术发明奖二等奖各1项。中北大学化学与环境学院承担过“973”项目,获得过国家技术发明二等奖1项,三等奖2项,国防科学技术一等奖2项。中北大学和山西大学还拥有发明专利十几项。从师资力量来看,应该说学科集群让山西省高校化学化工领域的创新取得了一定的成就,使得山西省高校化学化工专业在全国具有了一定的竞争优势和影响力。

三、化学工程与技术专业学科集群的协同创新模式

山西大学至今已与国内20余所高校、科研院所建立了学术交流与合作关系;与日本岩手大学、香港浸会大学等国家和地区的高校及科研单位签订协议,开展交流。在校企合作方面,与山西三维集团股份有限公司、太原钢铁(集团)公司、天脊集团等大型企业,在产品研发、岗位培训等多方面进行了良好的合作。太原理工大学与山西化工研究所建立了山西省化学工程技术中心,还与山西焦化集团公司等6个企业建立了长期稳定的产学研合作关系。中北大学安全工程系与航天一院、航天三院、北京理工大学、南京理工大学、第二炮兵工程学院、西安近代化学研究所等科研机构和相关生产企业进行了卓有成效的科研项目合作。从产学研合作角度来看,三所高校都与国内外相关院校、科研院所和企业建立了良好的产学研合作关系。从企业合作的视角来看,在研发方面,与山西省的产业集群密切相关,合作领域主要为新能源技术、环境化工、生物工程与技术。3所高校的化学工程与技术学科集群与山西省的产业集群具有一定的协同关系,构建了学科集群与产业集群协同创新的模式,围绕着山西省的产业特色,为山西省地方经济服务。

四、我国化学工程与技术专业集群的路径

从以上3所高校的情况来看,基本上已经完成了单个高校某个学科的集群,在3所高校内部相关专业之间建立了学科集群,集群的方式是建立化学化工学院,统筹化学化工各个专业,从多学科、多专业、多研究方向的角度,进行学科集群。关于区域性学科集群,即单个高校与该高校所在地高校、研究所和企业之间的集群,3所高校都作出了一定的努力,也取得了一定的实效。集群的方式是产学研合作,与山西省高校、科研院所和企业建立合作关系,从而服务地方经济。关于跨区域性学科集群,即单个高校与该高校所在地之外高校、研究所和企业之间的集群,中北大学有一定的建树,却没有进一步深入。中北大学之所以能够有一定建树的原因是该校原来是部属院校,与其他部属院校具有一定的合作关系。因此,中北大学的跨区域学科集群,仅仅局限于与兄弟院校的合作,还没有进一步深入到与其他省份企业的合作上。

五、结论

第一,我国高校化学工程与技术专业有87个研究方向,扩散性较强,涉及到了化学化工的各个领域,表明该专业的建设具有学科集群现象,并且已经以建院的形式,完成了单个高校某个学科的集群。第二,学科集群有利于团队建设,从而能够产生一定的创新成果,与产业集群一样,使得高校学科建设具有一定的竞争优势和影响力。第三,学科集群与高校所在地产业集群存在一定的协同关系,也就是说,学科集群首先必须与高校所在地经济发展特色密切相关。只有这样,才能实现产学研结合,服务地方经济。第四,从学科集群的路径来看,单个高校某个学科的集群已经完成,区域性学科集群也具有了一定的规模,跨区域性学科集群还有待于进一步发展。当然,我们相信,在区域性学科集群发展到一定程度后,必然会走向跨区域性学科集群。

化工类毕业论文范文二:生物质化学人才培训思考

一、生物质化学工程人才的需求分析

能源是人类社会赖以生存和发展的基础。随着经济的飞速发展,我国能源消耗快速增长,已跃居世界第二大能源消费国。我国能源总量和人均占有量却严重不足,石油供需约缺口1亿吨,天然气供需约缺口400亿标准立方米。而且,由于清洁利用的技术难度较大,化石能源在使用过程中引发了诸多的环境问题。生物质能是第四大一次能源,又是唯一可存储和运输的可再生能源。发展生物质能将缓解能源紧缺的现状和减少化石能源造成的环境污染。我国幅员辽阔,又是农业大国,生物质资源十分丰富。据测算,我国目前可供开发利用的生物质能源约折合亿吨标准煤。国家“十一五”发展规划明确提出“加快发展生物质能”。同时,随着化石资源日益枯竭,化学工业的原料也将逐步由石油等碳氢化合物向以生物质为代表的碳水化合物过渡。目前,世界各国纷纷把发展生物质经济作为可持续发展的重要战略之一。以生物质资源替代化石资源,转化为能源和化工原料的研究受到普遍重视。政府、科研机构和道化学、杜邦、中石油、中石化、中粮等大型企业争相研发和储备相关技术,并取得了一系列重大进展。海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和龙岩卓越新能源发展有限公司,依托我国自主知识产权的生物柴油生产技术,相继建成规模超过万吨的生产线,产品达到了国外同类产品的质量标准,各项性能与0#轻质柴油相当,经济效益和社会效益俱佳。我国对以生物质为原料生产化学品(即生物基化学品)极为重视,已列入科技攻关的重点。例如,生物柴油生产过程中大量副产的甘油是一种极具吸引力的非化石来源的绿色化工基础原料。从甘油出发生产1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和环氧氯丙烷等大宗化工产品,已经实现或接近产业化。新兴产业的发展,最根本的是靠科技的力量,最关键的是要大幅度提高自主创新能力,其核心是人才的竞争。浙江是经济大省和能源小省,能源资源低于全国平均水平,一次能源消费自给率仅为5%;而气候条件优越,是我国高产综合农业区,森林覆盖率达60%,生物质资源居全国前列。浙江省乃至全国的生物质能源产业和生物质化学工业的蓬勃发展,对生物质化学工程人才的需求十分迫切。

二、生物质化学工程人才的知识结构

生物质化学工程(专业)模块是一个新生事物,并未包含在《全国普通高等学校本科专业目录》之中。在《专业目录》中与之接近的是生物工程专业。生物工程专业培养掌握现代工业生物技术基础理论及其产业化的原理、技术 方法 、生物过程工程、工程设计和生物产品开发等知识与能力的高级专业人才。生物工程专业重点关注围绕生物技术进行的工程应用,而生物质化学工程重点关注通过化学工程技术(包括生物化工技术)对生物质资源进行加工利用的工业过程。可见,生物质化学工程(专业)模块与生物工程专业的人才培养目标和知识体系存在着明显差异,其人才培养模式仍处于探索之中。生物质的组织结构与常规化石资源相似,加工利用化石资源的化学工程技术无需做大的改动,即可应用于生物质资源。但是,生物质的种类繁多,分别具有不同的特点和属性,利用技术远比化石资源复杂与多样。可见,生物质化学工程人才必须具有扎实的化学工程基础,并熟悉各类生物质资源的特点、用途和转化利用方式。因此,浙江工业大学将生物质化学工程人才的培养目标定位为:既能把握和解决各种化工过程的共性问题,胜任化工、医药、环保和能源等多个领域的科学研究、工艺开发、装置设计和生产管理等工作;又能将化学工程的基础知识灵活运用于生物质资源的转化利用和生物质化工产品的生产开发等领域,胜任生物质能源和生物质化工等新兴行业的工作。

三、生物质化学工程人才培养的探索与实践

(一)组织高水平学术会议,营造人才培养氛围

2007年4月,浙江工业大学与中国工程院化工、冶金与材料工程学部和浙江省科技厅共同主办了“浙江省生物质能源与化工论坛”。中国工程院学部工作局李仁涵副局长分析了我国能源技术的发展状况,强调了发展生物质能需注意工艺过程的绿色化。浙江省科技厅寿剑刚副厅长介绍了浙江省能源消费状况和新能源技术研发动态,鼓励省内外的科技工作者为改善浙江省能源紧缺现状而努力工作。浙江工业大学党委书记汪晓村回顾了浙江工业大学的发展历程,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域的科学研究特色和人才培养思路。浙江工业大学的计建炳教授和石油化工科学研究院的蒋福康教授主持了学术交流与讨论。闵恩泽、李大东、舒兴田、岑可法、沈寅初、汪燮卿等六位院士分别从我国发展生物能源的机遇与挑战、我国生物质能源产业发展状况、生物质燃料(清洁汽柴油、生物柴油)利用技术、生物柴油联生产物利用技术和以生物质为原料进行化工生产等几个方面进行了精辟论述。2009年4月,浙江工业大学承办了“中国工程院工程科技论坛第84场———生产生物质燃料的原料与技术”。浙江工业大学副校长马淳安教授在开幕式上致辞,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域开展的科学研究和人才培养工作。浙江省可再生能源利用技术重大科技专项咨询专家组组长、浙江工业大学化工与材料学院生物质能源工程研究中心主任计建炳教授主持了学术交流与讨论。国家最高科学技术奖获得者、两院院士闵恩泽做了题为“21世纪崛起的生物柴油产业”的 报告 ,重点阐释了我国发展生物能源和生物质化工的机遇与挑战。在两次会议上,来自石油化工研究院、清华大学、浙江大学、浙江工业大学、浙江省农业科学院、中国林业科学研究院和中粮集团等单位的专家学者分别介绍了生物质原料植物的选育、生物质原料的收储运物流供应体系、生物质原料的梯级利用、生物质液体燃料的制取技术、生物柴油的生产实践及其副产物综合利用和生产生物柴油的反应器技术等方面的研究进展。会议期间,闵恩泽院士等人应邀参加了浙江工业大学化学工程与工艺专业建设暨生物质化学工程专业方向建设研讨会。闵恩泽院士指出,迈入21世纪以来,针对日趋严峻的能源危机和环境危机,国家高度重视能源替代战略的发展和部署,新能源代替传统能源、优势能源代替稀缺能源、可再生资源代替非可再生资源是大势所趋;因此,化学工程与工艺专业根据国家发展需求调整学科设置、进一步促进交叉学科的发展也势在必行。闵恩泽院士认为,在降低能耗和保护环境的时代背景下,生物质能源和生物质化工的产业发展为生物质化学工程人才提供了广阔的发展空间,生物质化学工程(专业)方向的建设思路符合当今化工产业的发展趋势。近距离接触学术泰斗,聆听专业领域的前沿进展,极大地激发了学生们的学习兴趣。通过组织高水平学术会议,浙江工业大学营造了培养生物质化学工程人才的良好氛围。

(二)理论与实验课程体系

根据人才培养目标定位,浙江工业大学将生物质化学工程(专业)模块的主干学科确定为化学工程与技术,针对生物质资源加工利用过程的特点,对化工原理、化学反应工程、化工热力学、化学工艺学、化工设计、分离工程和化工过程分析与合成等主干课程的教学内容进行了梳理。此外,增设了生物质化学与工艺学和生物质工程两门专业课程。生物质化学与工艺学重点讲授糖类、淀粉、油脂、纤维素、木质素、甲壳素、蛋白质、氨基酸等生物质的结构、性质、用途,以及加工转化为化工产品的生产工艺。生物质工程从原料工程学、转化过程工程学和产品工程学等角度出发,为学生讲授生物质资源转化利用过程中的工程原理、工程技术和生产实例。化学工程与工艺国家特色专业综合实验室在中央与地方共建高等学校共建专项资金的资助下,为生物质化学工程(专业)方向增设了酯交换法制备生物柴油和生物质热解制备生物原油两个实验,并在积极筹备开设生物柴油品质测定、淀粉基两性天然高分子改性絮凝剂的制备和易降解型纤维素-聚乙烯复合材料的制备等实验。

(三)实习、实践和毕业环节

生物质化学工程模块依托化学工程省级重点学科和生物质能源工程研究中心建设,师资力量雄厚,拥有专职教师14人。其中,正高职称5人,副高职称7人,11人具有博士学位,7人具有海外 留学 经历。生物质化学工程模块教师的科研成果成功实现产业转化,与企业建立了良好的合作关系。生物质化学工程模块不断加强产学研合作,与宁波杰森绿色能源科技有限公司、温州中科新能源科技有限公司等企业签订了共建大学生创新实践基地的合作协议,设立了企业专项奖助学金,拓展了实习实践 渠道 ;还依托化工过程模拟基地,引入计算机模拟实习、沙盘模拟等方式,丰富了生产实习环节的教学手段。同时,生物质化学工程模块修订完善生产实习教学大纲和教学计划,根据实习厂和仿真软件编写实习手册,强化对实习的质量监控与反馈,建立科学合理的考评体系;增加“内培外引”师资的力量,加快实习指导师资队伍建设;从实习方式、实习内容、考核办法和师资队伍等多个角度出发,确保生产实习教学质量的全面提高,强化学生的工程意识和实践能力,培养学生的创新意识和创新能力。生物质化学工程模块教师承担了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、浙江省科技厅重大招标项目、浙江省科技计划项目和企业委托开发项目数十项。从这些科研和工程开发项目中选取的毕业环节课题,更加贴近科学研究、工程设计或工业生产的实际情况,能够全面检验学生所学的理论知识及其综合运用能力,全方位增强学生结合工程实际,发现问题、分析问题和解决问题的能力,为学生步入工作岗位打下良好基础。依托实践教学平台,从“产品工程”的理念出发,选取若干个恰当的产品,串联实验、课程设计、实习、毕业环节和课外科技活动等教学内容,帮助学生理顺知识体系,建立起绿色化学和节能环保的基本理念。以生物柴油为例,核心反应是酯交换反应,可以采用水力空化等技术强化反应过程;产物需要采用精馏方法分离,生产废水需要采用电渗析等方法加以分离;生产过程中还涉及流体流动和传热等问题;生物柴油这一产品可以将多个实验内容组合成一个有机整体,有效降低实验原料的消耗。教学可以选取其中部分内容作为单元设备设计进行,可以将生物柴油生产车间作为化工设计的教学内容,可以选取部分内容作为学科课外科技项目或毕业环节的研究内容,还可以将生物柴油生产作为创业大赛的竞赛内容。学生可以到生物柴油生产企业进行实习,将工艺革新、过程强化和产品工程融为一体,并通过实验室规模与工业化规模的对比,强化工程意识。

化学发展史的五个时期自从有了人类,化学便与人类结下了不解之缘。钻木取火,用火烧煮食物,烧制陶器,冶炼青铜器和铁器,都是化学技术的应用。正是这些应用,极大地促进了当时社会生产力的发展,成为人类进步的标志。今天,化学作为一门基础学科,在科学技术和社会生活的方方面面正起着越来越大的作用。从古至今,伴随着人类社会的进步,化学历史的发展经历了哪些时期呢?1.远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺,主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的,化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。2.炼丹术和医药化学时期。从公元前1500年到公元1650年,炼丹术士和炼金术士们,在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中,为求得长生不老的仙丹,为求得荣华富贵的黄金,开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍,在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化,为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来,炼丹术、炼金术几经盛衰,使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期,出版了一些有关化学的书籍,第一次有了“化学”这个名词。英语的chemistry起源于alchemy,即炼金术。chemist至今还保留着两个相关的含义:化学家和药剂师。这些可以说是化学脱胎于炼金术和制药业的文化遗迹了。3.燃素化学时期。从1650年到1775年,随着冶金工业和实验室经验的积累,人们总结感性知识,认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素,燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程,可燃物放出燃素后成为灰烬。4.定量化学时期,既近代化学时期。1775年前后,拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说,开创了定量化学时期。这一时期建立了不少化学基本定律,提出了原子学说,发现了元素周期律,发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。5.科学相互渗透时期,既现代化学时期。二十世纪初,量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言,解决了化学上许多悬而未决的问题;另一方面,化学又向生物学和地质学等学科渗透,使蛋白质、酶的结构问题得到逐步的解决。这里主要讲述近二百多年来的化学史故事。这是化学得到快速发展的时期,是风云变幻英雄辈出的时期。让我们一道去体验当年化学家所经历的艰难险阻,在近代化学史峰回路转的曲折历程中不倦跋涉,领略他们拨开重重迷雾建立新理论、发现新元素、提出新方法时的无限风光。燃素说的影响可燃物如炭和硫磺,燃烧以后只剩下很少的一点灰烬;致密的金属煅烧后得到的锻灰较多,但很疏松。这一切给人的印象是,随着火焰的升腾,什么东西被带走了。当冶金工业得到长足发展后,人们希望总结燃烧现象本质的愿望更加强烈了。1723年,德国哈雷大学的医学与药理学教授施塔尔出版了教科书《化学基础》。他继承并发展了他的老师贝歇尔有关燃烧现象的解释,形成了贯穿整个化学的完整、系统的理论。《化学基础》是燃素说的代表作。施塔尔认为燃素存在于一切可燃物中,在燃烧过程中释放出来,同时发光发热。燃烧是分解过程:可燃物==灰烬+燃素金属==锻灰+燃素如果将金属锻灰和木炭混合加热,锻灰就吸收木炭中的燃素,重新变为金属,同时木炭失去燃素变为灰烬。木炭、油脂、蜡都是富含燃素的物质,燃烧起来非常猛烈,而且燃烧后只剩下很少的灰烬;石头、草木灰、黄金不能燃烧,是因为它们不含燃素。酒精是燃素与水的结合物,酒精燃烧时失去燃素,便只剩下了水。空气是带走燃素的必需媒介物。燃素和空气结合,充塞于天地之间。植物从空气中吸收燃素,动物又从植物中获得燃素。所以动植物易燃。富含燃素的硫磺和白磷燃烧时,燃素逸去,变成了硫酸和磷酸。硫酸与富含燃素的松节油共煮,磷酸(当时指P2O5)与木炭密闭加热,便会重新夺得燃素生成硫磺和白磷。而金属和酸反应时,金属失去燃素生成氢气,氢气极富燃素。铁、锌等金属溶于胆矾(CuSO4·5H2O)溶液置换出铜,是燃素转移到铜中的结果。燃素说尽管错误,但它把大量的化学事实统一在一个概念之下,解释了冶金过程中的化学反应。燃素说流行的一百多年间,化学家为了解释各种现象,做了大量的实验,积累了丰富的感性材料。特别是燃素说认为化学反应是一种物质转移到另一种物质的过程,化学反应中物质守恒,这些观点奠定了近、现代化学思维的基础。我们现在学习的置换反应,是物质间相互交换成分的过程;氧化还原反应是电子得失的过程;而有机化学中的取代反应是有机物某一结构位置的原子或原子团被其它原子或原子团替换的过程。这些思想方法与燃素说多么相似。舍勒和普里斯特里发现氧气的制法令后人尊敬的瑞典化学家舍勒的职业是药剂师——chemist,他长期在小镇彻平的药房工作,生活贫困。白天,他在药房为病人配制各种药剂。一有时间,他就钻进他的实验室忙碌起来。有一次,后院传来一声爆鸣,店主和顾客还在惊诧之中,舍勒满脸是灰地跑来,兴奋地拉着店主去看他新合成的化合物,忘记了一切。对这样的店员,店主是又爱又气,但从来不想辞退他,因为舍勒是这个城市最好的药剂师。到了晚上,舍勒可以自由支配时间,他更加专心致志地投入到他的实验研究中。对于当时能见到的化学书籍里的实验,他都重做一遍。他所做的大量艰苦的实验,使他合成了许多新化合物,例如氧气、氯气、焦酒石酸、锰酸盐、高锰酸盐、尿酸、硫化氢、升汞(氯化汞)、钼酸、乳酸、乙醚等等,他研究了不少物质的性质和成分,发现了白钨矿等。至今还在使用的绿色颜料舍勒绿(Scheele’s green),就是舍勒发明的亚砷酸氢铜(CuHAsO3)。如此之多的研究成果在十八世纪是绝无仅有的,但舍勒只发表了其中的一小部分。直到1942年舍勒诞生二百周年的时候,他的全部实验记录、日记和书信才经过整理正式出版,共有八卷之多。其中舍勒与当时不少化学家的通信引人注目。通信中有十分宝贵的想法和实验过程,起到了互相交流和启发的作用。法国化学家拉瓦锡对舍勒十分推崇,使得舍勒在法国的声誉比在瑞典国内还高。在舍勒与大学教师甘恩的通信中,人们发现,由于舍勒发现了骨灰里有磷,启发甘恩后来证明了骨头里面含有磷。在这之前,人们只知道尿里有磷。1775年2月4日,33岁的舍勒当选为瑞典科学院院士。这时店主人已经去世,舍勒继承了药店,在他简陋的实验室里继续科学实验。由于经常彻夜工作,加上寒冷和有害气体的侵蚀,舍勒得了哮喘病。他依然不顾危险经常品尝各种物质的味道——他要掌握物质各方面的性质。他品尝氢氰酸的时候,还不知道氢氰酸有剧毒。1786年5月21日,为化学的进步辛劳了一生的舍勒不幸去世,终年只有44岁。舍勒发现氧气的两种制法是在1773年。第一种方法是分别将KNO3、Mg(NO3)2、Ag2CO3、HgCO3、HgO加热分解放出氧气:2KNO3==2KNO2+O2↑2Mg(NO3)2 == 2MgO+4NO2↑+O2↑↑2Ag2CO3==4Ag+2CO2↑+O2↑2HgCO3==2Hg+2CO2↑+O2↑2HgO==2Hg+O2↑第二种方法是将软锰矿(MnO2)与浓硫酸共热产生氧气:2MnO2+2H2SO4(浓)== 2MnSO4+2H2O+O2↑舍勒研究了氧气的性质,他发现可燃物在这种气体中燃烧更为剧烈,燃烧后这种气体便消失了,因而他把氧气叫做“火气”。舍勒是燃素说的信奉者,他认为燃烧是空气中的“火气”与可燃物中的燃素结合的过程,火焰是“火气”与燃素相结合形成的化合物。他将他的发现和观点写成《论空气和火的化学》。这篇论文拖延了4年直到1777年才发表。而英国化学家普里斯特里在1774年发现氧气后,很快就发表了论文。 普里斯特里始终坚信燃素说,甚至在拉瓦锡用他们发现的氧气做实验,推翻了燃素说之后依然故我。他将氧气叫做“脱燃素气”。他写到:“我把老鼠放在‘脱燃素气’里,发现它们过得非常舒服后,我自己受了好奇心的驱使,又亲自加以实验,我想读者是不会觉得惊异的。我自己实验时,是用玻璃吸管从放满这种气体的大瓶里吸取的。当时我的肺部所得的感觉,和平时吸入普通空气一样;但自从吸过这种气体以后,经过好长时间,身心一直觉得十分轻快舒畅。有谁能说这种气体将来不会变成通用品呢?不过现在只有两只老鼠和我,才有享受呼吸这种气体的权利罢了。”普里斯特里一生的大部分时间是在英国的利兹作牧师,业余爱好化学。1773年他结识了著名的美国科学家兼政治家富兰克林,他们后来成了经常书信往来的好朋友。普里斯特里受到好朋友多方的启发和鼓励。他在化学、电学、自然哲学、神学四个方面都有很多著述。1774年普里斯特里到欧洲大陆参观旅行。在巴黎,他与拉瓦锡交换了好多化学方面的看法。正直的普里斯特里同情法国大革命,曾在英国公开做了几次演讲。英国一批反对法国大革命的人烧毁了他的住宅和实验室。普里斯特里于1794年他六十一岁的时候不得已移居美国,在宾夕法尼亚大学任化学教授。美国化学会认为他是美国最早研究化学的学者之一。他住过的房子现在已建成纪念馆,以他的名字命名的普里斯特里奖章已成为美国化学界的最高荣誉。拉瓦锡和他的天平燃素说的推翻者,法国化学家拉瓦锡原来是学法律的。1763年,他20岁的时候就取得了法律学士学位,并且获得律师开业证书。他的父亲是一位律师,家里很富有。所以拉瓦锡不急于当律师,而是对植物学发生了兴趣。经常上山采集标本使他对气象学也产生了兴趣。后来,拉瓦锡在他的老师,地质学家葛太德的建议下,师从巴黎有名的鲁伊勒教授学习化学。拉瓦锡的第一篇化学论文是关于石膏成分的研究。他用硫酸和石灰合成了石膏。当他加热石膏时放出了水蒸气。拉瓦锡用天平仔细测定了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。从此,他的老师鲁伊勒就开始使用“结晶水”这个名词了。这次成功使拉瓦锡开始经常使用天平,并总结出了质量守恒定律。质量守恒定律成为他的信念,成为他进行定量实验、思维和计算的基础。例如他曾经应用这一思想,把糖转变为酒精的发酵过程表示为下面的等式:葡萄糖 == 碳酸(CO2)+ 酒精这正是现代化学方程式的雏形。用等号而不用箭头表示变化过程,表明了他守恒的思想。拉瓦锡为了进一步阐明这种表达方式的深刻含义,又具体地写到:“我可以设想,把参加发酵的物质和发酵后的生成物列成一个代数式。再逐个假定方程式中的某一项是未知数,然后分别通过实验,逐个算出它们的值。这样以来,就可以用计算来检验我们的实验,再用实验来验证我们的计算。我经常卓有成效地用这种方法修正实验的初步结果,使我能通过正确的途径重新进行实验,直到获得成功。”早在拉瓦锡出生之时,多才多艺的俄罗斯科学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律,他当时称之为“物质不灭定律”,其中含有更多的哲学意蕴。但由于“物质不灭定律”缺乏丰富的实验根据,特别是当时俄罗斯的科学还很落后,西欧对沙俄的科学成果不重视,“物质不灭定律”没有得到广泛的传播。1772年秋天,拉瓦锡照习惯称量了一定质量的白磷使之燃烧,冷却后又称量了燃烧产物P2O5的质量,发现质量增加了!他又燃烧硫磺,同样发现燃烧产物的质量大于硫磺的质量。他想这一定是什么气体被白磷和硫磺吸收了。他于是又做了更细致的实验:将白磷放在水银面上,扣上一个钟罩,钟罩里留有一部分空气。加热水银到40℃时白磷就迅速燃烧,之后水银面上升。拉瓦锡描述道:“这表明部分空气被消耗,剩下的空气不能使白磷燃烧,并可使燃烧着的蜡烛熄灭;1盎司的白磷大约可得到盎司的白色粉末(P2O5,应该是盎司)。增加的重量和所消耗的1/5容积的空气重量接近相同。”燃素说认为燃烧是分解过程,燃烧产物应该比可燃物质量轻。而拉瓦锡实验的结果却是截然相反。他把实验结果写成论文交给法国科学院。从此他做了很多实验来证明燃素说的错误。在1773年2月,他在实验记录本上写到:“我所做的实验使物理和化学发生了根本的变化。”他将“新化学”命名为“反燃素化学”。1774年,拉瓦锡做了焙烧锡和铅的实验。他将称量后的金属分别放入大小不等的曲颈瓶中,密封后再称量金属和瓶的质量,然后充分加热。冷却后再次称量金属和瓶的质量,发现没有变化。打开瓶口,有空气进入,这一次质量增加了,显然增加量是进入的空气的质量(设为A)。他再次打开瓶口取出金属锻灰(在容积小的瓶中还有剩余的金属)称量,发现增加的质量正和进入瓶中的空气的质量相同(即也为A)。这表明锻灰是金属与空气的化合物。拉瓦锡进一步想,如果设法从金属锻灰中直接分离出空气来,就更能说明问题。他曾经试图分解铁锻灰(即铁锈),但实验没有成功。拉瓦锡制得氧气之后到了这年的10月,普里斯特里访问巴黎。在欢迎宴会上他谈到“从红色沉淀(HgO)和铅丹(Pb3O4)可得到‘脱燃素气’”。对于正在无奈中的拉瓦锡来说,这条信息是很直接的启发。11月,拉瓦锡加热红色的汞灰制得了氧气。在舍勒的启发下,拉瓦锡甚至制造了火车头大小的加热装置,其中心是聚光镜。平台下面是六个大轮子,以便跟着太阳随时转动。1775年,拉瓦锡的实验中心已从分解金属锻灰转移到了对氧气的研究。他发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量。以前认为可燃物燃烧时吸收了一部分空气,其实是吸收了氧气,与氧气化合,即氧化。这就是推翻了燃素说的燃烧的氧化理论。与此同时,拉瓦锡还用动物实验,研究了呼吸作用,认为“是氧气在动物体内与碳化合,生成二氧化碳的同时放出热来。这和在实验室中燃烧有机物的情况完全一样。”这就解答了体温的来源问题。空气中既然含有1/4的氧气(数据来自原文),就应该含有其余的气体,拉瓦锡将它称为“碳气”。研究了空气的组成后,拉瓦锡总结道:“大气中不是全部空气都是可以呼吸的;金属焙烧时,与金属化合的那部分空气是合乎卫生的,最适宜呼吸的;剩下的部分是一种‘碳气’,不能维持动物的呼吸,也不能助燃。”他把燃烧与呼吸统一了起来,也结束了空气是一种纯净物质的错误见解。1777年,拉瓦锡明确地讥讽和批判了燃素说:“化学家从燃素说只能得出模糊的要素,它十分不确定,因此可以用来任意地解释各种事物。有时这一要素是有重量的,有时又没有重量;有时它是自由之火,有时又说它与土素相化合成火;有时说它能通过容器壁的微孔,有时又说它不能透过;它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色。它真是只变色虫,每时每刻都在改变它的面貌。”这年的9月5日,拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》,系统地阐述了燃烧的氧化学说,将燃素说倒立的化学正立过来。这本书后来被翻译成多国语言,逐渐扫清了燃素说的影响。化学自此切断了与古代炼丹术的联系,揭掉了神秘和臆测的面纱,代之以科学的实验和定量的研究。化学进入了定量化学(即近代化学)时期。所以我们说拉瓦锡是近代化学的奠基者。舍勒和普里斯特里先于拉瓦锡发现氧气,但由于他们思维不够广阔,更多地只是关心具体物质的性质,没有能冲破燃素说的束缚。与真理擦肩而过是很遗憾的。拉瓦锡对化学的另一大贡献是否定了古希腊哲学家的四元素说和三要素说,辨证地阐述了建立在科学实验基础上的化学元素的概念:“如果元素表示构成物质的最简单组分,那么目前我们可能难以判断什么是元素;如果相反,我们把元素与目前化学分析最后达到的极限概念联系起来,那么,我们现在用任何方法都不能再加以分解的一切物质,对我们来说,就算是元素了。”在1789年出版的历时四年写就的《化学概要》里,拉瓦锡列出了第一张元素一览表,元素被分为四大类:1.简单物质,普遍存在于动物、植物、矿物界,可以看作是物质元素:光、热、氧、氮、氢。2.简单的非金属物质,其氧化物为酸:硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素。3.简单的金属物质,被氧化后生成可以中和酸的盐基:锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌。4.简单物质,能成盐的土质:石灰、镁土、钡土、铝土、硅土。拉瓦锡对燃素说和其它陈腐观点的讥讽和批判是无情和激烈的。这使他在创建科学勋绩的同时得罪了一大批同时代和老一辈的科学家。在《影响世界历史的一百位人物》中,在许多有关历史、科学史、化学史的书籍中,作者都对拉瓦锡总是突出自己的人格特点进行低调的描述和评价,指责他在《化学概要》里没有提起舍勒和普里斯特里对他的启示和帮助。但我们得看到,拉瓦锡确实具有非凡的科学洞察力和勇往直前的无畏精神。虽然不是他最先发现氧气的制法,但他通过制取氧气分析了空气的组成,建立了燃烧的氧化学说。氧气因此不同于其它气体,被赋予非凡的科学意义。拉瓦锡十分勤奋,每天六点起床,从六点到八点进行实验研究,八点到下午七点从事火药局长或法国科学院院士的工作,七点到晚上十点,又专心从事他的科学研究。星期天不休息,专门进行一整天的实验工作。拉瓦锡28岁结婚时,他的妻子只有14岁。他们一生没有孩子,但生活非常愉快。她帮助拉瓦锡实验,经常陪伴在他身边。在拉瓦锡的著作里,有很多插图都是他的妻子画的。1789年法国大革命爆发,三年后拉瓦锡被解除了火药局长的职务。1793年11月,国民议会下令逮捕旧王朝的包税官。拉瓦锡由于曾经担任过包税官而自首入狱。极左派马拉曾与拉瓦锡有过激烈的科学争论,心存嫉恨,便诬陷拉瓦锡与法国的敌人有来往,犯有叛国罪,于1794年5月8日把他送上了断头台。对此,当时科学界的很多人感到非常惋惜。著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说:“他们可以一瞬间把他的头割下,而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”这时,拉瓦锡正当壮年,是51岁。

一、化学的来由 化学的英文词为Chemistry,法文Chimie,德文Chemie,它们都是从一个古字、即拉丁字chemia,希腊字Xηwa(Chamia),希伯莱字Chaman或Haman,阿拉伯字Chema或Kema,埃及字Chemi演化而来的.它的最早来源难以查考.从现存资料看,最早是在埃及第四世纪的记载里出现的.所以有人认为可以假定是从埃及古字Chemi来的,不过这个名字的意义很晦涩,有埃及、埃及的艺术、宗教的迷惑、隐藏、秘密或黑暗等意义。其所以有这些意义,大概因为埃及在西方是化学记载诞生的地方,也是古代化学极为发达的地方,尤其是在实用化学方面。例如,埃及在十一朝代进已有一种雕刻表示一些工人下在制造玻璃,可见至少在公元前2500年以前,埃及已知道玻璃的制造方法了。再从埃及出土的木乃伊看,可知在公元前一、二千年时已精于使用防腐剂和布帛染色等技术。所以古人用埃及或埃及的艺术来命名“化学”。至于其它几种意义,可能因为古人认为化学是一种神奇和秘密的事业以及带有宗教色彩的缘故。 中国的化学史当然也是毫不逊色的。大约5000-11000年前,我们已会制作陶器,3000多年前的商朝已有高度精美的青铜器,造纸、磁器、火药更是化学史上的伟大发明。在十六、十七世纪时,中国算得上是世界最先进的国家。“化学”二字我国在1856年开始使用。最早出现在英国传教士韦廉臣在1856年出版的《格物探原》一书中。 二、化学的几个发展阶段 远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺,主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的,化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。 炼丹术和医药化学时期。从公元前1500年到公元1650年,炼丹术士和炼金术士们,在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中,为求得长生不老的仙丹,为求得荣华富贵的黄金,开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍,在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化,为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来,炼丹术、炼金术几经盛衰,使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期,出版了一些有关化学的书籍,第一次有了“化学”这个名词。。 燃素化学时期。从1650年到1775年,随着冶金工业和实验室经验的积累,人们总结感性知识,认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素,燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程,可燃物放出燃素后成为灰烬。 定量化学时期,既近代化学时期。1775年前后,拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说,开创了定量化学时期。这一时期建立了不少化学基本定律,提出了原子学说,发现了元素周期律,发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。 科学相互渗透时期,既现代化学时期。二十世纪初,量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言,解决了化学上许多悬而未决的问题;另一方面,化学又向生物学和地质学等学科渗透,使蛋白质、酶的结构问题得到逐步的解决。 这里主要讲述近二百多年来的化学史故事。这是化学得到快速发展的时期,是风云变幻英雄辈出的期。让我们一道去体验当年化学家所经历的艰难险阻,在近代化学史峰回路转的曲折历程中不倦跋涉,领略他们拨开重重迷雾建立新理论、发现新元素、提出新方法时的无限风光。 三、化学学科在探索中成长 化学的发展可以说是日新月异,尤其是它的边缘学科或者说是它的分支学科,譬如生物化学、物理化学、晶体化学等等,令人目不暇接。就眼下炒得过热的基因工程、克隆技术以及共轭电场论等,更是令人眼花缭乱。而古往今来,有多少化学家为化学的发展做出了难以估量的贡献。你想了解他们吗?化学名人风采将带您走近他们。 燃素说的影响 。可燃物如炭和硫磺,燃烧以后只剩下很少的一点灰烬;致密的金属煅烧后得到的锻灰较多,但很疏松。这一切给人的印象是,随着火焰的升腾,什么东西被带走了。当冶金工业得到长足发展后,人们希望总结燃烧现象本质的愿望更加强烈了。 1723年,德国哈雷大学的医学与药理学教授施塔尔出版了教科书《化学基础》。他继承并发展了他的老师贝歇尔有关燃烧现象的解释,形成了贯穿整个化学的完整、系统的理论。《化学基础》是燃素说的代表作。 施塔尔认为燃素存在于一切可燃物中,在燃烧过程中释放出来,同时发光发热。燃烧是分解过程: 可燃物==灰烬+燃素 金属==锻灰+燃素 如果将金属锻灰和木炭混合加热,锻灰就吸收木炭中的燃素,重新变为金属,同时木炭失去燃素变为灰烬。木炭、油脂、蜡都是富含燃素的物质,燃烧起来非常猛烈,而且燃烧后只剩下很少的灰烬;石头、草木灰、黄金不能燃烧,是因为它们不含燃素。酒精是燃素与水的结合物,酒精燃烧时失去燃素,便只剩下了水。 空气是带走燃素的必需媒介物。燃素和空气结合,充塞于天地之间。植物从空气中吸收燃素,动物又从植物中获得燃素。所以动植物易燃。 富含燃素的硫磺和白磷燃烧时,燃素逸去,变成了硫酸和磷酸。硫酸与富含燃素的松节油共煮,磷酸(当时指P2O5)与木炭密闭加热,便会重新夺得燃素生成硫磺和白磷。而金属和酸反应时,金属失去燃素生成氢气,氢气极富燃素。铁、锌等金属溶于胆矾(CuSO4·5H2O)溶液置换出铜,是燃素转移到铜中的结果。 燃素说尽管错误,但它把大量的化学事实统一在一个概念之下,解释了冶金过程中的化学反应。燃素说流行的一百多年间,化学家为了解释各种现象,做了大量的实验,积累了丰富的感性材料。特别是燃素说认为化学反应是一种物质转移到另一种物质的过程,化学反应中物质守恒,这些观点奠定了近、现代化学思维的基础。我们现在学习的置换反应,是物质间相互交换成分的过程;氧化还原反应是电子得失的过程;而有机化学中的取代反应是有机物某一结构位置的原子或原子团被其它原子或原子团替换的过程。这些思想方法与燃素说多么相似。 舍勒和普里斯特里发现氧气的制法 :令后人尊敬的瑞典化学家舍勒的职业是药剂师--chemist,他长期在小镇彻平的药房工作,生活贫困。白天,他在药房为病人配制各种药剂。一有时间,他就钻进他的实验室忙碌起来。有一次,后院传来一声爆鸣,店主和顾客还在惊诧之中,舍勒满脸是灰地跑来,兴奋地拉着店主去看他新合成的化合物,忘记了一切。对这样的店员,店主是又爱又气,但从来不想辞退他,因为舍勒是这个城市最好的药剂师。 到了晚上,舍勒可以自由支配时间,他更加专心致志地投入到他的实验研究中。对于当时能见到的化学书籍里的实验,他都重做一遍。他所做的大量艰苦的实验,使他合成了许多新化合物,例如氧气、氯气、焦酒石酸、锰酸盐、高锰酸盐、尿酸、硫化氢、升汞(氯化汞)、钼酸、乳酸、乙醚等等,他研究了不少物质的性质和成分,发现了白钨矿等。至今还在使用的绿色颜料舍勒绿(Scheele’s green),就是舍勒发明的亚砷酸氢铜(CuHAsO3)。如此之多的研究成果在十八世纪是绝无仅有的,但舍勒只发表了其中的一小部分。直到1942年舍勒诞生二百周年的时候,他的全部实验记录、日记和书信才经过整理正式出版,共有八卷之多。其中舍勒与当时不少化学家的通信引人注目。通信中有十分宝贵的想法和实验过程,起到了互相交流和启发的作用。法国化学家拉瓦锡对舍勒十分推崇,使得舍勒在法国的声誉比在瑞典国内还高。 在舍勒与大学教师甘恩的通信中,人们发现,由于舍勒发现了骨灰里有磷,启发甘恩后来证明了骨头里面含有磷。在这之前,人们只知道尿里有磷。 1775年2月4日,33岁的舍勒当选为瑞典科学院院士。这时店主人已经去世,舍勒继承了药店,在他简陋的实验室里继续科学实验。由于经常彻夜工作,加上寒冷和有害气体的侵蚀,舍勒得了哮喘病。他依然不顾危险经常品尝各种物质的味道--他要掌握物质各方面的性质。他品尝氢氰酸的时候,还不知道氢氰酸有剧毒。1786年5月21日,为化学的进步辛劳了一生的舍勒不幸去世,终年只有44岁。舍勒发现氧气的两种制法是在1773年。第一种方法是分别将KNO3、Mg(NO3)2、Ag2CO3、HgCO3、HgO加热分解放出氧气: 2KNO3==2KNO2+O2↑ 2Mg(NO3)2 == 2MgO+4NO2↑+O2↑↑ 2Ag2CO3==4Ag+2CO2↑+O2↑ 2HgCO3==2Hg+2CO2↑+O2↑ 2HgO==2Hg+O2↑ 第二种方法是将软锰矿(MnO2)与浓硫酸共热产生氧气: 2MnO2+2H2SO4(浓)== 2MnSO4+2H2O+O2↑ 舍勒研究了氧气的性质,他发现可燃物在这种气体中燃烧更为剧烈,燃烧后这种气体便消失了,因而他把氧气叫做“火气”。舍勒是燃素说的信奉者,他认为燃烧是空气中的“火气”与可燃物中的燃素结合的过程,火焰是“火气”与燃素相结合形成的化合物。他将他的发现和观点写成《论空气和火的化学》。这篇论文拖延了4年直到1777年才发表。而英国化学家普里斯特里在1774年发现氧气后,很快就发表了论文。 普里斯特里始终坚信燃素说,甚至在拉瓦锡用他们发现的氧气做实验,推翻了燃素说之后依然故我。他将氧气叫做“脱燃素气”。他写到:我把老鼠放在‘脱燃素气’里,发现它们过得非常舒服后,我自己受了好奇心的驱使,又亲自加以实验,我想读者是不会觉得惊异的。我自己实验时,是用玻璃吸管从放满这种气体的大瓶里吸取的。当时我的肺部所得的感觉,和平时吸入普通空气一样;但自从吸过这种气体以后,经过好长时间,身心一直觉得十分轻快舒畅。有谁能说这种气体将来不会变成通用品呢?不过现在只有两只老鼠和我,才有享受呼吸这种气体的权利罢了。”普里斯特里一生的大部分时间是在英国的利兹作牧师,业余爱好化学。1773年他结识了著名的美国科学家兼政治家富兰克林,他们后来成了经常书信往来的好朋友。普里斯特里受到好朋友多方的启发和鼓励。他在化学、电学、自然哲学、神学四个方面都有很多著述。 1774年普里斯特里到欧洲大陆参观旅行。在巴黎,他与拉瓦锡交换了好多化学方面的看法。正直的普里斯特里同情法国大革命,曾在英国公开做了几次演讲。英国一批反对法国大革命的人烧毁了他的住宅和实验室。普里斯特里于1794年他六十一岁的时候不得已移居美国,在宾夕法尼亚大学任化学教授。美国化学会认为他是美国最早研究化学的学者之一。他住过的房子现在已建成纪念馆,以他的名字命名的普里斯特里奖章已成为美国化学界的最高荣誉。 拉瓦锡和他的天平: 燃素说的推翻者,法国化学家拉瓦锡原来是学法律的。1763年,他20岁的时候就取得了法律学士学位,并且获得律师开业证书。他的父亲是一位律师,家里很富有。所以拉瓦锡不急于当律师,而是对植物学发生了兴趣。经常上山采集标本使他对气象学也产生了兴趣。后来,拉瓦锡在他的老师,地质学家葛太德的建议下,师从巴黎有名的鲁伊勒教授学习化学。拉瓦锡的第一篇化学论文是关于石膏成分的研究。他用硫酸和石灰合成了石膏。当他加热石膏时放出了水蒸气。拉瓦锡用天平仔细测定了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。从此,他的老师鲁伊勒就开始使用“结晶水”这个名词了。这次成功使拉瓦锡开始经常使用天平,并总结出了质量守恒定律。质量守恒定律成为他的信念,成为他进行定量实验、思维和计算的基础。例如他曾经应用这一思想,把糖转变为酒精的发酵过程表示为下面的等式: 葡萄糖 == 碳酸(CO2)+ 酒精 这正是现代化学方程式的雏形。用等号而不用箭头表示变化过程,表明了他守恒的思想。拉瓦锡为了进一步阐明这种表达方式的深刻含义,又具体地写到:“我可以设想,把参加发酵的物质和发酵后的生成物列成一个代数式。再逐个假定方程式中的某一项是未知数,然后分别通过实验,逐个算出它们的值。这样以来,就可以用计算来检验我们的实验,再用实验来验证我们的计算。我经常卓有成效地用这种方法修正实验的初步结果,使我能通过正确的途径重新进行实验,直到获得成功。”早在拉瓦锡出生之时,多才多艺的俄罗斯科学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律,他当时称之为“物质不灭定律”,其中含有更多的哲学意蕴。但由于“物质不灭定律”缺乏丰富的实验根据,特别是当时俄罗斯的科学还很落后,西欧对沙俄的科学成果不重视,“物质不灭定律”没有得到广泛的传播。 1772年秋天,拉瓦锡照习惯称量了一定质量的白磷使之燃烧,冷却后又称量了燃烧产物P2O5的质量,发现质量增加了!他又燃烧硫磺,同样发现燃烧产物的质量大于硫磺的质量。他想这一定是什么气体被白磷和硫磺吸收了。他于是又做了更细致的实验:将白磷放在水银面上,扣上一个钟罩,钟罩里留有一部分空气。加热水银到40℃时白磷就迅速燃烧,之后水银面上升。拉瓦锡描述道:“这表明部分空气被消耗,剩下的空气不能使白磷燃烧,并可使燃烧着的蜡烛熄灭;1盎司的白磷大约可得到盎司的白色粉末(P2O5,应该是盎司)。增加的重量和所消耗的1/5容积的空气重量接近相同。”燃素说认为燃烧是分解过程,燃烧产物应该比可燃物质量轻。而拉瓦锡实验的结果却是截然相反。他把实验结果写成论文交给法国科学院。从此他做了很多实验来证明燃素说的错误。在1773年2月,他在实验记录本上写到:“我所做的实验使物理和化学发生了根本的变化。”他将“新化学”命名为“反燃素化学”。 1774年,拉瓦锡做了焙烧锡和铅的实验。他将称量后的金属分别放入大小不等的曲颈瓶中,密封后再称量金属和瓶的质量,然后充分加热。冷却后再次称量金属和瓶的质量,发现没有变化。打开瓶口,有空气进入,这一次质量增加了,显然增加量是进入的空气的质量(设为A)。他再次打开瓶口取出金属锻灰(在容积小的瓶中还有剩余的金属)称量,发现增加的质量正和进入瓶中的空气的质量相同(即也为A)。这表明锻灰是金属与空气的化合物。 拉瓦锡进一步想,如果设法从金属锻灰中直接分离出空气来,就更能说明问题。他曾经试图分解铁锻灰(即铁锈),但实验没有成功。 拉瓦锡制得氧气之后: 到了这年的10月,普里斯特里访问巴黎。在欢迎宴会上他谈到“从红色沉淀(HgO)和铅丹(Pb3O4)可得到‘脱燃素气’”。对于正在无奈中的拉瓦锡来说,这条信息是很直接的启发。11月,拉瓦锡加热红色的汞灰制得了氧气。在舍勒的启发下,拉瓦锡甚至制造了火车头大小的加热装置,其中心是聚光镜。平台下面是六个大轮子,以便跟着太阳随时转动。1775年,拉瓦锡的实验中心已从分解金属锻灰转移到了对氧气的研究。他发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量。以前认为可燃物燃烧时吸收了一部分空气,其实是吸收了氧气,与氧气化合,即氧化。这就是推翻了燃素说的燃烧的氧化理论。与此同时,拉瓦锡还用动物实验,研究了呼吸作用,认为“是氧气在动物体内与碳化合,生成二氧化碳的同时放出热来。这和在实验室中燃烧有机物的情况完全一样。”这就解答了体温的来源问题。空气中既然含有1/4的氧气(数据来自原文),就应该含有其余的气体,拉瓦锡将它称为“碳气”。研究了空气的组成后,拉瓦锡总结道:“大气中不是全部空气都是可以呼吸的;金属焙烧时,与金属化合的那部分空气是合乎卫生的,最适宜呼吸的;剩下的部分是一种‘碳气’,不能维持动物的呼吸,也不能助燃。”他把燃烧与呼吸统一了起来,也结束了空气是一种纯净物质的错误见解。1777年,拉瓦锡明确地讥讽和批判了燃素说:“化学家从燃素说只能得出模糊的要素,它十分不确定,因此可以用来任意地解释各种事物。有时这一要素是有重量的,有时又没有重量;有时它是自由之火,有时又说它与土素相化合成火;有时说它能通过容器壁的微孔,有时又说它不能透过;它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色。它真是只变色虫,每时每刻都在改变它的面貌。” 这年的9月5日,拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》,系统地阐述了燃烧的氧化学说,将燃素说倒立的化学正立过来。这本书后来被翻译成多国语言,逐渐扫清了燃素说的影响。化学自此切断了与古代炼丹术的联系,揭掉了神秘和臆测的面纱,代之以科学的实验和定量的研究。化学进入了定量化学(即近代化学)时期。所以我们说拉瓦锡是近代化学的奠基者。舍勒和普里斯特里先于拉瓦锡发现氧气,但由于他们思维不够广阔,更多地只是关心具体物质的性质,没有能冲破燃素说的束缚。与真理擦肩而过是很遗憾的。 拉瓦锡对化学的另一大贡献是否定了古希腊哲学家的四元素说和三要素说,辨证地阐述了建立在科学实验基础上的化学元素的概念:“如果元素表示构成物质的最简单组分,那么目前我们可能难以判断什么是元素;如果相反,我们把元素与目前化学分析最后达到的极限概念联系起来,那么,我们现在用任何方法都不能再加以分解的一切物质,对我们来说,就算是元素了。”在1789年出版的历时四年写就的《化学概要》里,拉瓦锡列出了第一张元素一览表,元素被分为四大类: 简单物质,普遍存在于动物、植物、矿物界,可以看作是物质元素:光、热、氧、氮、氢。简单的非金属物质,其氧化物为酸:硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素。简单的金属物质,被氧化后生成可以中和酸的盐基:锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌。简单物质,能成盐的土质:石灰、镁土、钡土、铝土、硅土。拉瓦锡对燃素说和其它陈腐观点的讥讽和批判是无情和激烈的。这使他在创建科学勋绩的同时得罪了一大批同时代和老一辈的科学家。在《影响世界历史的一百位人物》中,在许多有关历史、科学史、化学史的书籍中,作者都对拉瓦锡总是突出自己的人格特点进行低调的描述和评价,指责他在《化学概要》里没有提起舍勒和普里斯特里对他的启示和帮助。但我们得看到,拉瓦锡确实具有非凡的科学洞察力和勇往直前的无畏精神。虽然不是他最先发现氧气的制法,但他通过制取氧气分析了空气的组成,建立了燃烧的氧化学说。氧气因此不同于其它气体,被赋予非凡的科学意义。拉瓦锡十分勤奋,每天六点起床,从六点到八点进行实验研究,八点到下午七点从事火药局长或法国科学院院士的工作,七点到晚上十点,又专心从事他的科学研究。星期天不休息,专门进行一整天的实验工作。拉瓦锡28岁结婚时,他的妻子只有14岁。他们一生没有孩子,但生活非常愉快。她帮助拉瓦锡实验,经常陪伴在他身边。在拉瓦锡的著作里,有很多插图都是他的妻子画的。1789年法国大革命爆发,三年后拉瓦锡被解除了火药局长的职务。1793年11月,国民议会下令逮捕旧王朝的包税官。拉瓦锡由于曾经担任过包税官而自首入狱。极左派马拉曾与拉瓦锡有过激烈的科学争论,心存嫉恨,便诬陷拉瓦锡与法国的敌人有来往,犯有叛国罪,于1794年5月8日把他送上了断头台。对此,当时科学界的很多人感到非常惋惜。著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说:“他们可以一瞬间把他的头割下,而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”这时,拉瓦锡正当壮年,是51岁。 四、化学学科的发展前沿 中国运动医学杂志000124 基因工程也叫遗传工程(Genetic Engineering),是20世纪70年代在分子生物学发展的基础上形成的新学科。基因工程就是在分子水平上,用人工方法提取(或合成)不同生物的遗传物质,在体外切割、拼接和重新组成,然后通过载体把重组的DNA分子引入受体细胞,使外源DNA在受体细胞中进行复制与表达。按人们的需要产生不同的产物或定向地创造生物的新性状,并使之稳定地遗传给下代[1]。基因工程技术主要包括分离基因、纯化基因和扩增基因的技术,其核心是分子克隆技术。它能帮助人们从各种复杂的生物体中分离出单一的基因,并把它纯化,再把它大量扩增,用于研究。 20多年来,基因工程技术得到了迅速地发展,特别是限制性内切酶、DNA序列分析及DNA重组技术等三大技术的发现和应用,不仅把分子生物学提高到了基因水平,而且也把生物学与医学中的其他学科引上基因研究的道路,并取得了许多揭示生命秘密和生命过程的重大成就 ......

现代医学研究进展论文

中西医结合医学论文范文篇2 浅论新时期中西医结合 21世纪必将是中西医结合医学蓬勃发展的世纪,也是全人类传统医药与现代医药相结合的“结合医学”蓬勃发展的世纪。促进和实现中西医结合,是我国医学发展的方向和远大目标,是我国医药卫生工作者及科技工作者共同承担的历史使命。 中西医结合医学的定义是:“综合运用中西医药理论与方法,以及中西医药学互相交叉渗透中产生的新理论与新方法,研究人体结构与功能、人体与环境(自然与社会)的关系,探索并解决人类健康、疾病及生命问题的科学。”中西医结合是我国独具特色的一门学科,它是建立在中国传统医学与现代医学的基础上,且在两者之间相互兼容、相互渗透、相互结合后形成的一门新兴学科。 中西医结合的内涵,应该是通过比较中西两种医学体系在医疗实践中所采用的思维方式、认识手段和应对措施的异同,吸收各自的长处,逐步做到在理论体系上融会贯通,在临床实践中优势互补。现代科学可以帮助理解和阐明深奥复杂的中医理论,而中医药学对人体生命现象的独特认识和对疾病独到的治疗手段又能丰富和充实现代生命科学的内涵。中西医结合是我国医学事业发展的特色和亮点,也是我们缩短与医学发达国家之间的差距,并以自己的特色赶上和超过世界先进水平的优势所在。 目前国外对“结合医学”的研究和投入呈逐年上升趋势,美国NIH1992年用于整个替代医学的研究经费仅200万美元,而近年仅哈佛大学麻省总院用于中医药的科研经费已超过1亿美元。广东等省政府都已明确将中医、中西医结合研究列入全省重点工作之一。这些都为我们积极谋求中西医结合的发展提供了良好的机遇。面对这样一个大好的时机,中西医结合工作要做的事情还很多。 一、中西医结合的意义 1.疾病预防。如在传染病的预防当中,中医学在这方面办法不多,而西医学“疫苗”方法就很有效而且简单方便。 2.疾病诊断。中医在诊断上是笼统的、抽象的、理论性的,而西医在诊断上是具体的、准确的、实在的。如高血压脑血管意外患者,中医说是“中风”、“肝风内动”等所致,这的确不好理解,患者也不易接受。要明确诊断该病,就需要应用现代化设备,即西医检查手段,如CT、MRT或DSA。 3.疾病治疗。对某一种疾病,采用中西医结合方法思考,明确中医治疗疗效好还是西医治疗疗效好,然后应用疗效好的方法治疗,以尽量减少患者痛苦,减轻患者负担。 4.疾病康复。许多疾病,西医只能采取加强营养、增强功能锻炼等措施,靠人体自身恢复,而中医可以采用针灸、理疗等康复措施,这时中、医康复治疗措施就是最好的。 二、理论互补发展 建国初期制定的“团结中西医”的卫生工作方针,以及1954年以后中西团结合作的真正实现,是中西医结合迈出的第一步。在中西医结合的研究过程中,“西学中”人员是中西医结合研究的主体。后来随着中医院校正规教育的发展,通过进一步学习西医而由中医成长为中西医结合人才者逐渐增多。这类人才与“西学中”相比,虽有西医学基础不够坚实的缺陷,但在“系统学习,全面掌握”中医学方面,却又表现出一定的优势。确立现代科学方法为中西医结合研究方法,是中西医结合研究工作的关键。现代科学方法当然包括现代医学方法。一般而言,生命科学不过是物理、化学、数学等非生命科学在生命研究领域中的应用。由于方法论的统一性,现代医学与不断发展的现代自然科学的高度亲和性,是传统医学所无法比拟的。 近两百年来,现代科学的进展带来西医的飞速发展。西医一直致力于从微观角度探讨生理、病理,从而带动新的疗法及药物的发明。在后基因组学时代,生物医学界认识到基因并不能决定一切,因此又有了蛋白组学、代谢组学等帮助人们了解从基因到蛋白再到组织和器官,直至人体这一复杂系统的运作方式。其治疗手段的发展可归结为以基因或某些分子为目标的靶向治疗、代表药物等。 因此,多数学者认为中医应当向西医学习,打开黑箱,探求脏腑经络阴阳的本质,各相当于西医的何种系统、器官、功能乃至分子,方药治疗不仅能表现为临床疗效,而且要从分子机理上进行实验验证,从而说明中医的某一理论是科学的,并且把这当作中西医结合的首要任务。从20世纪70年代以来,中、西医界一直在做上述努力,并取得不少的成果,如肾本质的研究、阴阳的物质基础、经络的实质等。 三、用西医的方法评价中医疗效 具体而言,就是用队列研究、循证医学的方法评价中医疗效,规范中医的“辨证”。例如冠心病全都归于数种乃至一种证型,并以固定的方药施治,再以随机、双盲、对照的方法判断疗效。多数学者认为这种以病统证,及于方药的治疗及评价体系,有助于中医证的客观化及疗效的可重复性。 这种方法将中医辨“证”的特点纳入到了西医诊“病”的体系之中,简化了中医的思维,易于掌握,方便西医运用中成药,例如治疗心衰用参麦针,治疗发热用清开灵,等等,但同时也失去了中医个体化治疗的优势。中医诊断和治疗的核心环节是证。通过患者的表现,归纳出属于何证,便可制定相应的法、方、药,如药证相符,即可收到预期的效果。否则,即需进一步思考辨证、用药是否正确。成功治疗一例患者后,以后遇到类似的患者就会考虑以相同的理法方药略作调整加以应用,同一类证可以用同一类方,《伤寒论》即为代表,这就是中医疗效的可重复性。 中西医结合可以理解为把中医学理论和西医学理论相联系,各取其优势,做到优势互补,然后应用到疾病的预防、诊断、治疗和康复过程中,实现更好地为人民健康服务的目的;为了推广中医药,证明中医药的疗效,对中药进行有效成分研究,即中药的西药化研究,这也是中西医结合的一部分内容。 参考文献: [1]沈自尹.从肾本质研究到证本质研究的思考与实践――中西医结合研究推动了更高层次的中医与西医互补.上海中医药杂志,2005,34(4):47. [2]北京中医学院.中医学基础[M].上海:上海科技出版社,. 猜你喜欢: 1. 中西医结合医学毕业论文范文 2. 大学生医学论文范文 3. 本科医学毕业论文范本 4. 大学医学论文范文

投稿须知凡是和生物医学有关或者是生物科学最新研究领域的论文均可投稿,因为我们旨在办一个以生物医学为主的综合性生命科学杂志。我们会在最短时间内对来稿做出录用与否的答复,欢迎从事自然科学领域的各个专业科研人员、研究生踊跃投稿,我们将为广大的研究人员提供相对较高的稿酬。 文稿要求◆基本要求:1.本刊重视论文的原创性、科学性、先进性、实用性,强调新颖性与创新点。2.投稿论文应论点明确,资料可靠,结构完整、逻辑严密、层次清晰、图表规范、描述客观、论据充分、论证严谨、文字精炼。全文字数一般不超过5 000字(包括摘要、图、表和参考文献)。3.来稿一律进行检索查重,正文中连续30个字与已发表文献雷同且未明确注明出处,即视为抄袭;抄袭率超过10%,直接退稿。请在投稿前严格按照本刊《投稿须知与写作模版》整理全文。★文中所有数字、英文字母均须采用TimesNewRoman字体,字号与其所在段落的字体设置保持一致。全文段落采用倍行距,两端对齐(除图、表外)。l论文题目:三号宋体&TimesNewRoman,加粗,应简明确切地反映文章的主题,一般不超过25个字。l作者及单位:采用五号宋体&TimesNewRoman,姓名在文题之下,排好顺序,通讯作者用△(上标)标注。单位写在姓名下方,若各作者为不同单位,则需在姓名右上角以序号表示,工作单位应写全称,注明科室,后加省、城市、邮政编码和国籍。作者姓氏的英文字母需全部大写。英文单位书写格式为:科室/专业,医院/学院,所属高校/部门,城市,省份,邮编,国籍。l摘要和关键词:采用五号宋体&TimesNewRoman,字数不得少于300。关键词一般3-5个,之间用分号(全角)隔开。ABSTRACT要求实词一般不少于300个。l 基金项目:标明基金类别、项目名称及基金编号。作者简介:姓名(出生年-),性别,学历,职称,主要研究方向,电话,E-mail。通讯作者:姓名,性别,学历,职称,主要研究方向,E-mail。l正文格式及层次:全文采用五号宋体&TimesNewRoman字体。一级标题采用四号宋体,加粗;二级标题采用小四号宋体,加粗;三级标题采用五号宋体,加粗(标题最好不多于三级)。一级标题与二级标题后回车,空两格书写正文;三级标题后空三格直接书写正文。各标题下的内容用五号宋体&TimesNewRoman书写,标点符号使用中文全角。l正文中的表格:采用小五号宋体&TimesNewRoman,居中。表格必须为三线表格,表名位于表格上方;注释位于表格下方,左对齐、小五号TimesNewRoman。表名(表文题)需中英文对照,表内文字与表下注释只需显示英文形式(不要出现中文)。“表1”用“Table1”表示。l正文中的图片:采用小五号宋体&TimesNewRoman,居中,图名(图文题)和图序必须提供中英文对照(加粗),图内文字与注释只需显示英文形式(不要出现中文)。“图1”用“”表示。图片应保证良好的清晰度和对比度(像素300以上)。图片应标注缩放标尺。公式需要自行编辑,不得复制图片等格式的公式,且公式后面需用圆括号注明公式编号,示于公式行右端,全文公式统一依前后顺序编号。文中公式、表格、图的编排方式需统一。文中引用时仅需交代为“由或见图、公式、表…”。l符号用法:标点符号遵照国家标准GB/T15834-1995标点符号的用法。量和单位采用国际单位制遵照国家标准GB3100-3102-93。如:统计学符号t检验用小写“t”,F检验用英文大写“F”,卡方检验用希文小写“χ2”,样本相关系数用英文小写“r”,自由度用希文小写“υ”,样本数用英文小写“n”,概率用英文大写“P”(非斜体)等。文中所有计量单位与数字之间必须空一格,如50g,μ,10%。l参考文献:必须以作者亲自阅读的近2-3年发表的学术类论文为准,通常引用与论文观点或数据密切相关的国内外最新研究进展。本刊要求论著参考文献不得少于20条,综述不得少于30条。近5年发表的文献应占70%以上,其中近3年发表的文献比例不低于30%。对于已被某一期刊采用而尚未刊出的文章,可列入参考文献,但必须提供作者姓名、文献标题、期刊名称、年份(如有卷号,也需提供),然后加“[Epubaheadofprint]”。“参考文献(References)”(居中,五号宋体&TimesNewRoman)。本刊要求参考文献均统一采用英文撰写,中文文献必须写出其相应的英文翻译(可在国际、国内检索系统下载原文),标点符号均用英文半角。引文序号须用中括号“[n]”表示(在文中需置于文字的右上角)。引文作者姓名的第一个字母需大写,姓和名之间空一格,少于三位作者的应全部列出,之间用逗号隔开(英文半角);三位以上作者只列出前三位,其余用“etal.”表示,“etal.”后加引文题目,题目后加文献标识符,标识符后加“.”,然后空一格加期刊名称。例:[1]WangPeng,YuMin,WangJia-jun,–9andSystemicInflammationResponseSyndrome[J].ProgressinModernBiomedicine(现代生物医学进展),2012,12(5):998-1000[2]李友邕,周碧燕,覃李线,等.急性呼吸道感染患儿白细胞计数、内毒素、C反应蛋白水平变化及临床意义[J].现代生物医学进展,2012,12(18):3522-3445LiYou-yong,ZhouBi-yan,QinLi-xian,[J].ProgressinModernBiomedicine,2012,12(18):3522-3445[3]ChapmanPB,HauschildA,RobertC,[J].NEnglJMed,2011,364(26):2507-2516[4]HumphrisJL,JohnsAL,SimpsonSH,[J].Cancer,2014,14.[Epubaheadofprint][5] 徐光, 郭凌晨, 石莎, 等. 治疗阿尔茨海默病的新策略:脑啡肽酶[J]. 现代生物医学进展, 2009, 9(6): 1151-1153Xu Guang, Guo Ling-chen, Shi Sha, et al. New Strategy of Alzheimer’s Disease Treatment: Neprilysin[J]. ProgressinModernBiomedicine, 2009, 9(6): 1151-1153[6] 方玉. 用于增生性疾病的中频微电场/电流治疗技术研发[D]. 北京: 清华大学, 2010Fang Yu. The Development of intermediate Frequency Micro-Electric Fields/ Current Therapy Technique for Proliferative Diseases[D]. Beijing: Tsinghua University, 2010[7] 中华人民共和国国家档案局. 科学技术研究课题档案管理规范(DA/T2-1992)[Z]. 1992-07-20The State Archives Bureau. Scienceand Technology Research Archives Management Practice (DA/T2-1992)[Z].1992-07-20[8] 档案馆建筑设计规范(JGJ25-2010)[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2010Code for Design of Archives Buildings (JGJ25-2010)[S]. Beijing: China Construction Industry Press, 2010注:中图分类号采用《中国图书馆分类法》(第5版)进行分类。多个主题的文章可标识2个或3个分类号。文献标识码:论著类用“A”,技术方法类用“B”,管理性文章“C”,报道性文章“D”,文件、资料用“E”。

大地测量学的研究与发展论文

测绘学研究测定和推算地面几何位置、地球形状及地球重力场,据此测量地球表面自然形态和人工设施的几何分布,编制各种比例尺的地图的理论和技术的学科。测绘学的发展在世界上古史时代,就有利用测绘学智丽尼罗河泛滥后农田边界整理的传说。公元前7世纪,管仲在其所著《管子》一书中已收集了早期的地图27幅。公元前5世界至3世纪,我国已有利用磁石制成最早的指南工具“司南”的记载。公元前130年,西汉初期便有了《地形图》和《驻军图》,为目前所发现我国最早的地图。学科分支摄影测量学 普通测量学 大地测量学 工程测量学 地物波谱学 遥感技术 海洋测绘 地图学 研究测定和推算地面点的几何位置、地球形状及地球重力场,据此测量地球表面自然形状和人工设施的几何分布,并结合某些社会信息和自然信息的地理分布,编制全球和局部地区各种比例尺的地图和专题地图的理论和技术学科。又称测量学。它包括测量和制图两项主要内容。测绘学在经济建设和国防建设中有广泛的应用。在城乡建设规划、国土资 源利用、环境保护等工作中,必须进行土地测量和测绘各种地图,供规划和管理使用。在地质勘探、矿产开发、水利、交通等建设中,必须进行控制测量、矿山测量、路线测量和绘制地形图,供地质普查和各种建筑物设计施工用。在军事上需要军用地图,供行军、作战用,还要有精确的地心坐标和地球重力场数据,以确保远程武器精确命中目标。发展简史 测绘学有着悠久的历史。古代的测绘技术起源于水利和农业。古埃及尼罗河每年洪水泛滥后,需要重新划定土地界线,开始有测量工作。公元前21世纪,中国夏禹治水就使用简单测量工具测量距离和高低。公元前3世纪,亚历山大的埃拉托斯特尼采用在两地观测日影的办法,首次推算出地球子午圈的周长,也是测量地球大小的弧度测量方法的初始形式。724年中国唐代的南宫说等人在张遂(一行)的指导下,在今河南滑县至上蔡实测了约300千米的子午弧长。并在滑县、开封、扶沟、上蔡测量同一时刻的日影长度,推算纬度1°的子午弧长,这是世界上第一次弧度实测。1617年荷兰的W.斯涅耳首创三角测量法进行弧度测量,克服了在地面上直接量测弧长的困难。1687年英国I.牛顿根据力学理论,提出地球是两极略扁的椭球体。1690年荷兰C.惠更斯也提出地球是两极略扁的扁球体。后为法国在南美洲和北欧进行的弧度测量所证明。结束了历时半个世纪的有关地球形状的争论。1743年法国.克莱罗发表《地球形状理论》,奠定了用物理方法研究地球形状的理论基础。1849年英国Sir .斯托克斯提出利用地面重力的测量结果研究大地水准面形状的理论。1945年苏联.英洛坚斯基创立了研究地球自然表面形状的理论,并提出“似大地水准面”的概念。测绘学是技术性学科,它的形成和发展在很大程度上依赖测量方法和仪器工具的创造和改革。17世纪以前,人们使用简单的工具,如绳尺、木杆尺等进行测量,以量测距离为主。17世纪初发明了望远镜。1617年创立的三角测量法,开始了角度测量。1730年英国的西森制成第一架经纬仪,促进了三角测量的发展。1794年德国的.高斯发明了最小二乘法,直到1809年才发表。1806年法国的.勒让德也提出了同样的观测数据处理方法。1859年法国的A.洛斯达首创摄影测量方法。20世纪初,由于航空技术发展,出现了自动连续航空摄影机,可以将航摄像片在立体测图仪上加工成地形图,促进了航空摄影测量的发展。20世纪50年代起,测绘技术朝着电子化和自动化发展。1948年起各种电磁波测距仪出现,克服了量距的困难,使导线测量得到重视和应用 。大约与此同时,电子计算机问世,加快了测量计算速度,改变了测绘仪器和方法,出现了解析测图仪,促进了解析测图技术的发展。1957年第一颗人造地球卫星发射成功后,在测绘学中开辟了卫星大地测量和航天摄影测量新领域。随后发展起来的甚长干涉测量技术、惯性测量技术,使测绘学增添了新的测量手段。学科分支测绘学主要研究对象是地球及其表面形态。在发展过程中形成大地测量学、普通测量学、摄影测量学、工程测量学、海洋测绘和地图制图学等分支学科。大地测量学 研究和测定地球的形状、大小和地球重力场,以及地面点的几何位置的理论和方法。普通测量学 研究地球表面局部区域内控制测量和地形图测绘的理论和方法。局部区域是指在该区域内进行测绘时,可以不顾及地球曲率,把它当作平面处理,而不影响测图精度。摄影测量学 研究利用摄影机或其他传感器采集被测物体的图像信息,经过加工处理和分析,以确定被测物体的形状、大小和位置,并判断其性质的理论和方法。测绘大面积的地表形态,主要用航空摄影测量。工程测量学 研究工程建设中设计、施工和管理各阶段测量工作的理论、技术和方法。为工程建设提供精确的测量数据和大比例尺地图,保障工程选址合理,按设计施工和进行有效管理。海洋测绘 研究对海洋水体和海底进行测量与制图的理论和技术。为舰船航行安全、海洋工程建设提供保障。地图制图学 研究地图及其编制的理论和方法。地图绘制 地图出现于上古时代,那时人类从事生产和军事活动产生了对地图的需要。考古工作者曾挖到公元前25世纪至前3世纪画在或刻在陶片、 铜板或其他材料上的地图。据文字记载,中国春秋战国时期地图已用于地政、军事和墓葬等方面。公元前3世纪亚历山大学者埃拉托斯特尼最先在地图上绘制经纬线。168 年,中国西汉绘制在帛上的地图(1973年湖南省长沙马王堆汉墓出土),已注意到比例尺和方位。150年古希腊的C.托勒密所著《地理学指南》一书 ,提出了地图投影法。265年,中国西晋的裴秀总结出制图六体的制图原则,从此地图制图有了标准,奠定了中国古代制图的理论基础。17世纪起,西方一些国家用三角测量法进行大地测量,根据实地测量结果绘制国家规模的地形图,这些地形图有准确的方位、比例尺和较高的精度。中国清康熙四十七年至五十七年(1708~1718)完成的《皇舆全图》,是中国历史上首次以实地测量结果绘制的地形图。20世纪初兴起的航空摄影测量方法,加上照相平板彩色胶印技术的应用,促进了地图制图的发展。20世纪60年代以后,地图制图正向计算机辅助制图方向发展。

萌芽阶段17世纪以前,大地测量学处于萌芽状态。公元前3世纪,埃拉托色尼首先应用几何学中圆周上一段弧的长度、对应的中心角同圆半径的关系,计算地球的半径长度。公元724年,中国唐代的南宫说等人在张遂(一行)的指导下,首次在今河南省境内实测一条长约300千米的子午弧。其他国家也进行过类似的工作。但当时测量工具简陋,技术粗糙,所得结果精度不高,只是测量地球大小的尝试。大地测量学形成1687年I.牛顿发表万有引力定律之后,1690年荷兰c.惠更斯在其著作《论重力起因》中,根据地球表面的重力值从赤道向两极增加的规律,得出地球的外形为两极略扁的扁球体论断。1743年法国A.一C.克菜罗发表《地球形状理论》,进一步给出由重力数据和地球自转角速度确定地球扁率的克莱罗定理。此外,17世纪初,荷兰的w.斯涅耳首创三角测量。随后望远镜、测微器、水准器等发明,测量仪器精度大幅度提高,为大地测量学的发展奠定技术基础。17世纪末,大地测量学形成至卫星大地测量的出现,这一阶段的大地测量学通常称为经典大地测量学。主要标志是以地面测角、测距、水准测量和重力测量为技术手段解决陆地区域性大地测量问题。弧度测量、三角测量、几何高程测量以及椭球面大地测量理论的发展,形成几何大地测量学;建立了重力场的位理论并发展了地面重力测量,形成物理大地测量学。弧度测量1683~1718年,法国卡西尼父子(和)在通过巴黎的子午圈上用三角测量法测量弧幅达8°20’的弧长,推算出地球椭球的长半轴和扁率。由于天文纬度观测没有达到必要的精度,加之两个弧段相近,以致得出了负的扁率值,即地球形状是两极伸长的椭球,与惠更斯根据力学定律作出的推断正好相反。为了解决这一疑问,法国科学院于1735年派遣两个测量队分别赴高纬度地区拉普兰(位于瑞典和芬兰的边界上)和近赤道地区秘鲁进行子午弧度测量,全部工作于1744年结束。两处的测量结果证实纬度愈高,每度子午弧愈长,即地球形状是两极略扁的椭球。至此,关于地球形状的物理学论断得到了弧度测量结果的有力支持。另一个著名的弧度测量是.德朗布尔于1792~1798年间进行的弧幅达9°40’的法国子午弧的测量。由这个新子午弧和1735~1744年间测量的秘鲁子午弧的数据,推算了子午圈一象限的弧长,取其千万分之一作为长度单位,命名为一米。这是米制的起源。从18世纪起,继法国之后,一些欧洲国家也都先后开展了弧度测量工作,并把布设方式由沿子午线方向发展为纵横交叉的三角锁或三角网。这种工作不再称为弧度测量,而称为天文大地测量。中国清代康熙年间(1708~1718)为编制《皇舆全览图》,曾实施大规模的天文大地测量。在这次测量中,也证实高纬度的每度子午弧比低纬度的每度子午弧长。另外,清代康熙皇帝还决定以每度子午弧长为200里来确定里的长度。几何大地测量19世纪起,许多国家都开展全国天文大地测量工作,其目的并不仅是为求定地球椭球的大小,更主要的是为测制全国地形图提供大量地面点的精确几何位置。这就推动了几何大地测量的发展。①为了检校天文大地测量的大量观测数据,求出最可靠的结果和评定观测精度,法国A.一M.勒让德于1806年首次发表最小二乘法的理论。事实上,德国数学家和大地测量学家.高斯在1794年已经应用这一理论推算小行星的轨道,此后又用最小二乘法处理天文大地测量成果,把它发展到相当完善的程度,形成测量平差法,至今仍广泛应用于大地测量。②椭球面上三角形的解算和大地坐标的推算,高斯于1828年在其著作《曲面通论》中提出椭球面三角形的解法。关于大地坐标的推算,许多学者提出了多种公式,高斯于1822年发表椭球面投影到平面上的正形投影法,这是大地坐标换算成平面坐标的最佳方法,至今仍在广泛应用。③利用天文学大地测量成果推算地球椭球长半轴和扁率,德国.赫尔墨特提出在天文大地网中所有天文点的垂线偏差平方和为最小的条件下,解算与区域大地水准面最佳拟合的椭球参数及其在地球体中定位的方法。以后这一方法被称为面积法。物理大地测量自1743年克莱罗发表了《地球形状理论》之后,物理大地测量的最重要发展是1849年英国的.斯托克斯提出的斯托克斯定理。根据这一定理,可以利用地面重力测量结果研究大地水准面形状。但它要求首先将地面重力测量结果归算到大地水准面上,由于地壳密度未知,这种归算不能严格实现。尽管如此,斯托克斯定理还是推动了大地水准面形状的研究工作。大约100年后,苏联的.莫洛坚斯基于1945年提出莫洛坚斯基理论,它不需任何归算,便可以直接利用地面重力测量数据严格地求定地面点到参考椭球面的距离(大地高程)。它避开了理论上无法严格求定的大地水准面,直接求定地面点的大地高程。利用这种高程,可把大地测量的地面观测值准确地归算到椭球面上,使天文大地测量的成果处理不因归算不准确而带来误差。伴随着莫洛坚斯基理论产生的天文重力水准测量方法和正常高系统已被许多国家采用。这是在卫星重力测量技术出现以前,由地面重力测量研究地球形状和确定地球重力场的理论和方法,称为经典物理大地测量。现代大地测量经典大地测量由于其主要测量技术手段(测角和测边)和方法本身的局限性,测量精度已近极限,测量范围也难于达到占地球面积70%的海洋和陆地自然条件恶劣的地区(高原、沙漠和原始森林等)。1957年第一颗人造地球卫星发射成功后,利用人造卫星进行大地测量成为主要技术手段,从此发展到现代大地测量。其标志是产生卫星大地测量,突破了米级测量精度,从区域性相对大地测量发展到全球的大地测量,从测量静态地球发展到可测量地球的动力学效应。卫星大地测量1966年美国的.考拉发表《卫星大地测量理论》一书,为卫星大地测量的发展奠定基础。同时,对卫星跟踪观测定轨技术得到迅速发展,从照相观测发展到卫星激光测距(8LR)和卫星多普勒观测。20世纪70年代美国首先建立卫星多普勒导航定位系统,根据精密测定的卫星轨道根数,能够以土1米或更高的精度测定任一地面点在全球大地坐标系中的地心坐标;90年代美国又发展了新一代导航定位系统,即全球定位系统(GPS),以其廉价、方便、全天候的优势迅速在全球普及,成为大地测量定位的常规技术。俄罗斯发展了全球导航卫星系统(GLONASS),欧洲正在启动伽利略全球卫星导航定位系统(Galileo)。卫星大地测量不仅广泛用于高精度测定地面点的位置,还用于确定全球重力场,并形成一门新的大地测量分支,即卫星重力学。卫星重力测量卫星激光测距对卫星的跟踪测量可以精确测定卫星轨道的摄动,当分离出占摄动主要部分的地球引力摄动,由此推算地球引力位球谐展开的低阶位系数。20世纪70年代开始卫星雷达测高,后又研制和发展了多代卫星测高系统,用于精确测定平均海面的大地高,确定海洋大地水准面,并反求海洋重力异常,分辨率优于lO千米,精度优于分米级。动力大地测量SLR和甚长基线干涉测量(VLBI),可以厘米级或更优的精度监测板块的运动速率、极移和地球自转速率的变化。GPS更能以毫米级精度测定板块内地块的相对运动及地壳形变,还广泛用于监测断层和地震活动、极地冰原和陆地冰川的运动和变化以及冰后回弹现象。海洋大地测量卫星测高已成为确定高分辨率全球海洋大地水准面的最廉价有效的手段,GPS也成为海洋导航定位的主要工具,定位精度比传统的天文导航和无线电导航精度提高1~2个数量级,多波束声呐测深相对精度已达到或接近111000。海底大地控制网和海底地形测量的规模和精度在不断提高。[2]

摄影测量学研究进展论文

摄影测量与遥感技术发展论文主要通过对摄影技术与遥感技术的发展进行了研究,并对其在各个方面的运用进行了论述。

摄影测量与遥感技术发展论文【1】

摘要:随着经济的不断发展,科学的不断进步,摄影测量与遥感技术因其运用范围广、作用大而走上了逐渐发展的道路,并且对国民经济生活起着重要的影响。

关键词:摄影测量;遥感技术;发展;应用

摄影测量与遥感技术被划分在地球空间信息科学的范畴内,它在获取地球表面、环境等信息时是通过非接触成像传感器来实现的,并对其进行分析、记录、表达以及测量的科学与技术。

3S技术的应用、运用遥感技术以及数字摄影测量是其主要研究方向。

在多个领域内都可以运用遥感技术与摄影测量,比如:自然灾害、勘查土木工程、监测环境以及国土资源调查等。

随着我国经济的不断发展,运用到遥感技术与摄影测量的领域也在逐渐的增多。

在人类认识宇宙方面,遥感技术与摄影测量为人类提供了新的方式与方法,也为人类对地球的认知以及和谐共处提供了新的方向。

遥感技术和摄影测量可以提供比例不同的地形图以服务于各种工作,并且还能实现基础地理信息数据库的建立;遥感技术与摄影测量与地图制图、大地测量、工程测量以及卫星定位等构成了一整套技术系统,是测绘行业的支柱。

一、摄影测量与遥感技术的发展

从摄影测量与遥感技术的发展来看,摄影测量与遥感技术在近30年的时间里已经涉及到城市建设、水利、测绘、海洋、农业、气象、林业等各个领域,在我国的经济发展中起着至关重要的作用。

摄影测量从20世纪70年代后期从模拟摄影中分离出来,并逐渐步入数字摄影阶段,摄影测量正在逐渐的转变为数字化测绘技术体系。

(一)摄影测量与遥感技术有利于推动测绘技术的进步

我国的摄影测量从上世纪70年代后期经历一个系统的转变。

在经历了模拟摄影测量以及解析摄影测量阶段之后,摄影测量终于步入了数字摄影测量的阶段,这也成为我国传统测绘体系解体,测绘技术新体系兴起的标志。

首先,从数字影像的类型来看,当前我国已经建立了数字栅格图、数字高程模型以及数字正射影像,土地利用与地名数据库也随之建立起来,摄影测量与数据库的多样性在一定程度上为生产运用提供了可能,从而进一步推动了测绘技术的发展。

其次,由于摄影测量与遥感技术的飞速发展,也逐渐被国家所重视,并利用这两项技术来完成了各种地理比例尺地形图的绘制。

此外,还推动了诸多具有全国界别的基础地理信息数据库的建立。

比如:比例尺级别为1:50000,1:1000000等的国家级地理信息数据库;除开国家级的,还有省级、县级等的地理信息数据库等。

(二)摄影测量与遥感技术有利于提升空间数据的获取能力

我国获取空间数据的能力在经过五十年的发展,有了较大的提升。

对具有自主知识产权的处理遥感数据平台进行了研发,从而推动了国产卫星遥感影像地面处理系统的建立,并在摄影测量方面积极进行研究和探索,为我国独立处理信息、获取观测体系的建立提供了坚实的基础。

首先,从获取数据的能力方面来看,传感器在国家863以及973计划的支持上成功被研制出来,成功发射了对地观测的包括通信卫星、海洋卫星、气象卫星以及资源卫星等五十多颗卫星,并推动了资源、风云、环境减灾以及海洋四大民用对地观测卫星体系的建立,实现了从太阳和地球同步轨道对地球多传感器、多平台的观测以及对地球表面分辨率不同的雷达和光学图像的获取,并将这些获取的数据用于对海洋现象、大气成分、自然灾害以及水循环等各个方面的监测。

其次,从数据储备方面来看,数据积累已经成功的覆盖了全国海域、陆地以及我国周围国家和地区的包括一千五百万平方公里的地球表面数据。

二、摄影测量与遥感技术在国民经济各项领域中的运用

(一)摄影测量与遥感技术在应对自然灾害中的运用

在发生自然灾害时,为了能够第一时间了解灾情的具体分布,获取高分辨率灾区遥感影像,可以采用低空无人遥感、航天、航空遥感等方式,对灾区原有的地理信息以及尺度进行整合,推动地理信息服务平台的建立,将多尺度影像地图制作出来,及时、有效的提供地理信息以及地图数据支持,为及时制定出应对自然灾害的措施提供了依据。

比如在汶川地震时,在灾区道路交通与通信严重受损的情况下,通过摄影测量与遥感技术在第一时间获取了灾区的详细信息与资料,并利用航空遥感技术和无人机连续、动态的实现对灾区的监测,并对道路交通以及房屋倒塌等情况进行分析,建立起灾区地理信息综合服务平台,将灾区的地理信息数据进行整合,比如水系、居民地以及交通等,为各级抗震救灾指挥部门作出正确的决策以及救援人员的搜救工作提供了及时有效的灾情信息。

在灾区的救援工作中,发挥着至关重要的作用。

(二)摄影测量与遥感技术在气象中的运用

在气象方面中,摄影测量与遥感技术主要运用在对各种气象灾害的.预报和监测两方面。

在热带天气系统的监测方面,气象卫星发挥着极其重要的作用,尤其是对于台风的预报和监测。

在我国的春、夏季中,雷雨、暴雨等作为多发性的灾害性天气,在监测和分析方面,如果运用常规的气象观测资料是非常困难的。

利用具有高空间分辨率和高时间密度特点的卫星云图以及卫星产品,可以对对流系统的演变、发生、移动以及发展过程进行全方位的监测,从而为对流天气的分析和提前预警提供了非常重要的信息。

三、结语

摄影测量与遥感技术的应用已经逐渐步入信息化阶段。

随着我国航空航天技术的不断发展,如何将各行各业的发展与摄影测量和遥感技术相结合从而推动我国经济的发展,已经成为未来摄影测量和遥感技术发展的主要方向。

【参考文献】

[1]张景雄.地理信息系统与科学[M].武汉:武汉大学出版社,2010:108―114

[2]张剑清.潘励.王树根.摄影测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2009:89―93

[3]李德仁.王树根.周月琴.摄影测量与遥感概论[M].北京:测绘出版社,2008:131―137

[4]乔瑞亭.孙和利.李欣.摄影与空中摄影学[M].武汉:武汉大学出版社,2008:178―182

[5]窦超.李兆钧.浅谈摄影测量与遥感的发展应用[M].青海国土经略,2011(06):29―31

摄影测量与遥感技术的新特点及技术【2】

摘要:本文主要分析了近年来我国摄影测量与遥感技术表现出的许多新的特点,分别从航空摄影自动定位技术、近景摄影测量、低空摄影测量、SAR数据处理、多源空间数据挖掘等方面进行了总结与论述。

关键词:电子科技论文发表,科技论文网,自动定位技术,近景摄影测量,低空摄影测量,SAR数据处理,多源空间数据挖掘

前言:摄影测量与遥感是从摄影影像和其他非接触传感器系统获取所研究物体,主要是地球及其环境的可靠信息,并对其进行记录、量测、分析与应用表达的科学和技术。

随着摄影测量发展到数字摄影测量阶段及多传感器、多分辨率、多光谱、多时段遥感影像与空间科学、电子科学、地球科学、计算机科学以及其他边缘学科的交叉渗透、相互融合,摄影测量与遥感已逐渐发展成为一门新型的地球空间信息科学。

1、航空摄影自动定位技术

近年来,随着卫星导航和传感器技术的进步,遥感对地目标定位逐步摆脱了地面控制点的束缚,向少控制点甚至是无控制点的方向发展。

利用基于载波相位测量的GPS动态定位技术测定航空影像获取时刻投影中心的3维坐标,以此为基础研究了GPS辅助空中三角测量理论和质量控制方法,在加密区四角布设地面控制点的GPS辅助光束法区域网平差的精度可满足摄影测量规范的精度要求,大量减少了航空摄影测量所需的地面控制点。

研究成果已大规模用于国家基础测绘,产生了显著的社会和经济效益。

开展利用在飞机上装载IMU和GPS构成的POS系统直接获取航摄像片6个外方位元素的多传感器航空遥感集成平台研究,可实现定点航空摄影和无地面控制的高精度对地目标定位。

研究成果表明,在1:5万及以下比例尺的4D产品生产中,可直接使用POS系统测得的像片外方位元素进行影像定向,基本无需地面控制点和摄影测量加密,从而改变了航空摄影测量的作业模式,并使无图区、困难地区的地形测绘和空间信息数据的实时更新成为可能。

2、近景摄影测量技术

近景摄影测量的研究应用领域已涉及空间飞行器制造、航空工业、船舶工业、汽车工业、核能工业、化学工业以及医学、生物工程、公安刑事侦破、交通事故及其他事故现场处理、古建筑建档和恢复、大型工程建设监测等方面。

利用数字相机与实时数字近景摄影测量技术相结合建立相应的工业零件检测系统。

该类系统使用高重叠度序列图像作为影像数据源,利用较多同名特征的冗余观测值成功地进行粗差剔除,根据2维序列图像导出物体不同部位的3维信息,然后将这些3维信息融为统一的表面模型,实现了高精度3维重建。

利用数码相机与全站仪集成形成一个全新的测量系统——摄影全站仪系统。

尽管传统近景摄影测量近年来得巨大发展,但必须在被测物体表面或周围布设一定数量的控制点,摄影测量工作者心中的“无接触测量“没有真正实现。

全站仪作为一种高精度测量仪器在工程测量中被广泛接受,本质上它是一种基于”点“的测量仪器。

将它与基于”面“的摄影测量有机地结合起来,形成一个全新的测量系统——摄影全站仪系统。

在该系统中,量测数码相机安装在全站仪的望远镜上,测量时利用全站仪进行导线测量,在每个导线点利用量测数码相机对被测物体进行摄影。

每张影像对应的方位元素可以由导线测量与全站仪的读数中获取。

3、低空摄影测量技术

近年来随着低空飞行平台(固定翼模型飞机、飞艇、直升机、有人驾驶小型飞机)及其辅助设备的进一步完善、数码相机的快速普及和数字摄影测量技术的日趋成熟,由地面通过无线电通讯网络,实现起飞、到达指定空域、进行遥感飞行以及返回地面等操作的低空遥感平台为获取地面任意角度的清晰影像提供了重要途径。

建立基于无人驾驶飞行器的低空数字摄影测量与遥感硬件系统。

硬件平台包括无人驾驶遥控飞行平台,差分GPS接收机,姿态传感器,高性能数码相机和视频摄像机,数据通讯设备,影像监视与高速数据采集设备,高性能计算机等等。

需要深入研究无人驾驶飞行平台的飞行特性,并研制三轴旋转云台、差分GPS无线通讯、视频数据的自动下传、自动曝光等关键技术。

研究无人驾驶飞行平台的自动控制策略。

在飞行器上搭载飞控计算机,由差分GPS数据得到飞艇(相机)的精确位置,在此基础上对较低分辨率的视频序列影像进行匹配,结合姿态传感器的输出信号实时自动确定飞行器的姿态,从而进行飞行自动控制,并将所有数据同时下传到地面监控计算机。

研究多基线立体影像中连接点的多影像匹配方法与克服影像几何变形的稳健影像匹配方法。

数字表面模型与正射影像的自动获取及立体测图。

4、SAN数据处理技术

SAR成像具有全天时、全天候的工作能力,它与可见光红外相比具有独特的优势。

随着我国SAR传感器研制技术的进一步发展,先后研制了不同波段,不同极化方式,空间分辨率达到 In的传感器,并在SAR立体测绘方面设计了不同轨道和相同轨道的重复观测,为我国开展SAR技术的相关研究奠定了数据基础。

根据不同应用目的的SAR图像与可见光图像的融合。

利用SAR和可见光反映地物不同特性的特点,在提取不同土壤性质以及洪水监测和灾害评估方面采用不同的融合方法,取得了一定的理论成果,并完成了国家和部门的科研课题。

SAR图像噪声去除方法。

由于SAR的成像特点,造成了SAR图像的信噪比低,噪声严重。

提出了自适应滤波思想,基于图斑的去噪方法以及噪声去除方法的评价等。

机载和星载重复轨道的SAR立体测图技术以及星载的InSAR技术和D—InSAR的突破。

完成了星载InSAR生成DEM及D—InSAR形变检测的相关软件开发,利用极化SAR数据提取地物目标,开展极化干涉测量的研究。

5、多源空间数据挖掘技术

多源空间数据挖掘技术主要研究应用数学方法和专业知识从多源对地观测数据中,提取各种面向应用目的的地学信息。

从遥感图像数据中挖掘GIS数据。

在统计模式识别的基础上,通过神经网络、模糊识别和专家系统等技术实现图像光谱特征自动分类。

基于纹理分析的分类识别。

包括基于统计法的纹理分析、基于分形法的纹理分析、基于小波变换的纹理分析、基于结构法的纹理分析、基于模型法的纹理分析和空间/频率域联合纹理分析等。

遥感图像的解译信息提取。

把计算机自动识别出来的影像,结合GIS数据库或解译员的知识,确定其对应的地学属性。

包括基于GIS数据的图像信息识别、基于地学知识辅助的图像信息识别、基于专家知识辅助的图像信息识别、基于立体观察的图像信息识别、基于矢量栅格转化的信息提取和基于多源数据融合的信息识别等。

摄影测量与遥感的现状及发展趋势【3】

摘 要:随着信息时代的来临,人类社会步入全方位信息时代,各种新兴的科学技术迅猛发展,并广泛应用于人类生活中去。

摄影测量与遥感技术被广泛应用于我国测绘工作去,本文探讨了我国摄影测量与遥感的发展现状以及展望了发展趋势。

关键词:摄影测量;遥感;现状

随着信息时代的来临,人类社会步入全方位信息时代,各种新兴的科学技术迅猛发展,并广泛应用于人类生活中去。

摄影测量经历了模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量三个阶段。

而在这期间,从遥感数据源到遥感数据处理、遥感平台和遥感器以及遥感的理论基础探讨和实际应用,都发生了巨大的变化。

数字地球(digitalearth)的概念是基于信息高速公路的假设和地理空间信息学的高速发展而产生的,数字地球为摄影测量与遥感学科提供了难得一遇的机会和明确的发展方向,与此同时,也向摄影测量和遥感技术提出了一些列的挑战。

而摄影测量和遥感学科是为数字地球提供空间框架图像数据及从数据图像中获得相关信息惟一技术手段

一、国内外摄影测量与遥感的现状

(一)摄影测量现状

摄影测量经历了漫长的发展过程,随着计算机技术以及自动控制技术的高数发展,进入20世纪末期的时候,基于全数字自动测图软件的完成,数字摄影测量工作站获得了迅猛发展并普遍存在于测量工作中。

进入21世纪后,科学技术的提升帮助摄影测量进入了数字化时代,数字摄影测量学学科与计算机科学有了大面积的知识交叉,摄影测量工具也变为较为经济的计算机输入输出设备,这种革命性的变革,使得数字摄影测量提升到了另一个台阶,数字摄影测量的语义信息提取、影像识别与分析等方面均产生了从质到量的变化。

目前我国各省测绘局均已广泛应用了数字摄影测量,建立了数字化测绘生产基地,实现了全数字化摄影测量与全球定位系统之间的有机合成,并且应用与测量实际工作中。

(二)遥感技术现状

目前遥感技术主要应用在日常的天气、海洋、环境预报及灾害监测、土地利用、城市规划、荒漠化监测、环境保护等方面,为社会带来了巨大的经济利益。

尤其要提出的是航天遥感,是利用卫星遥感获取各种信息是目前最有效的方法。

在实现数字地球概念,卫星遥感技术具有很重要的地位。

数字地球的实际意义就是将地球转为一个虚拟的球体,以数字形式来表达地球上的不同种类的信息,实现三维式和多分辨形式的地球描述。

数字地球是一个数量庞大的工程,从长远来看,信息量的更新一集信息的收取都需要卫星遥感技术提供可靠的信息源,换句话说,卫星遥感是实现数字地球的必要手段,也是其他手段不能够替代的。

二、摄影测量与遥感的应用与主要技术

(一)摄影测量与遥感在地籍测量中的应用

应用数字摄影测量与遥感模式进行地籍测量前景非常广阔。

航空航天事业的飞速发展,为高分辨率卫星遥感影像技术为空间地理信息提供主要的数据元。

主要以激光成像雷达、双天线SAR系统等三维数字摄影测量系统。

利用卫星遥感进行土地资源调查和土地利用动态监测,为快速及时的变更地籍测量做好参照,同时还能顺利的完成地籍线画图的测绘,还可以得到正射影像地籍图、三维立体数字地籍图等附属产品。

数字摄影测量主要以大比例尺航空像片为数据采集对象,利用该技术在航片上采集地籍数据,实行空三加密。

数字摄影测量与模式得到的地籍图信息丰富,实时性强;大部分工作均在室内完成,降低劳动强度与人工成本,还能大幅度提高工作效率,是一种非常实用的地籍测量模式。

(二)摄影测量在三维模型表面重建的应用

三维物体的重建技术可广泛应用于古建筑重建和文物保护、医学重建、工业量测、人脸重建、人体重建及程勘察等方面,这种技术主要通过手持量测数码相机进行操作,得到一组具有短基线和多度重叠的图片,通过立体匹配获取可靠的模型点数据。

基于短基线多影像数字摄影测量的快速三维重建技术能够解决静静摄影测量中不能同时兼顾变形早点近景和远景的问题,在操作过程中采用量测数码相机以及手持拍摄方式,使得这种技术简单快速,并且具有高度自动化的有点。

(三)遥感自动定位技术的应用

遥感自动定位技术能够确定影响目标的实际位置,并且准确的解译影响属性,在GPS空中三角测量的基础上,利用惯性导航系统,形成航空影响传感器,实现高精度的定点摄影成像。

在卫星遥感条件下,精度甚至可以达到米级。

遥感自动定位技术的应用,有助于实现实时测图和实时数据更新的作业流程,能够大量减少野外像控测量的工作量。

三、摄影测量与遥感发展展望

目前,摄影测量与遥感技术在数据获取与处理、信息服务和数据分析方面都有了新的进展,数据获取装备发展迅猛,数据处理系统自动化程度相应的提高,航空摄影测量软件实现模块化和标准化,实现了内外一体化的航空摄影测量方法,遥感影像信息管理能力增强。

除此之外,还可以看到测绘领域的全球化进程日益加剧。

四、结语

虽然现在摄影测量与遥感技术相对发展迅速,并且已经广泛应用与测绘工作中,逐步实现数字化与智能化。

在我国目前,摄影测量与遥感装备存在产品种类单一、生产效率低等实际生产问题,这是与飞速发展的信息产业背道而驰的,达不到国际水平。

需要国家发展测绘仪器制造业和专业软件开发能力,跨学科展开合作,集中优势力量,通过政府出台政策来引导市场发展,我国想要在摄影测量与遥感上取得更大的飞跃,还有一段很长的路要走。

参考文献:

[1]李德仁等.地球空间信息学与数字地球[C].空间数据基础设施与数字地球论文集,1999.

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[3]郑立中,陈秀万.中国卫星遥感与定位技术应用的现状和发展[A].中国遥感奋进创新二十年学术论丈集[C].北京:气象出版社,2001.

工程测量技术论文

测量也是一项精确的工作,通过测量学的学习和实习,在我的脑海中形成了一个基本的测量学的轮廓。如下是我给大家整理的工程测量技术论文,希望对大家有所作用。

我国工程测量科技进步很大,发展很快,取得了显著成绩;但是发展还很不平衡,尚跟不上国民经济建设发展和社会进步的需要。摆在我们面前的任务是:大力促进工程测量技术方法与手段的更新换代,积极推动新技术的推广与应用,充分利用控制测量技术、地形图测绘技术、全站仪野外数字测图、摄影测量技术、高分辨率遥感技术等等,把传统的手工测量向电子化、数字化、自动化方向发展。

一、全站仪野外数字测图

全站仪大比例尺数字测图实现了从野外数据采集、处理到绘图过程的自动化和一体化。国内已研制和开发了许多各具特色的大比例尺野外成图软件,比较有代表性的包括清华山维公司的EPSW系统、南方测绘公司的CASS系统、广州开思测绘软件有限公司的SCSG系统。这些系统已在国内生产单位中得到比较广泛的应用。论文参考网。

近年来测绘界提出的“高端全站仪”,要求它不仅能适用于各种测量工作,而且还能用作“单人全站仪”,即只需一人便可进行测图作业,而且在观测点处作业。在这种情况下,为获得高质量的观测成果,对仪器就要提出新的要求。

二、摄影测量技术的发展及其在大比例尺地形图中的应用

当测绘的面积较大或测区条件困难时,使用摄影测量技术包(括航空摄影测量和地面摄影测量进)行地形测绘是一种常用的方法。最近若干年来,摄影测量技术有了两个重大突破,第一是数字摄影测量技术趋于成熟并实际投入应用;第二是GPS的出现使得摄影测量的外业控制变得简单。它们都使得摄影测量方法的经济性和效率大大提高,竞争力和生命力进一步加强。

数字摄影测量也称为软拷贝摄影测量,它从根本上改变了摄影测量对价格昂贵、光机结构复杂的专门测图仪器的依赖,是摄影测量领域的一次革命。论文参考网。基于微机的数字摄影测量系统目前可以高效率、高质量地完成自动定向、空中三角测量、自动数字地面模型生成、自动正射影像图制作和交互式数字测图以及三维景观模型采集等一系列作业,精度与通常的解析测图仪相当。虽然现在的系统尚存在不少缺陷,但数字摄影测量已成为摄影测量的技术主流。

三、高分辨率遥感技术在大比例尺测图中的应用

遥感技术在资源与环境、灾害监测、小比例尺制图等领域均有成功的应用。但由于遥感图像的分辨率较低,难以用于大比例尺制图。近年来,由于新型高分辨率卫星遥感图片的出现,为城市或区域大比例尺制图提供了一种新的数据源。IKONOS卫星于1999年9月24日发射成功,是世界上第一颗提供高分辨率卫星影像的商业遥感卫星。可以提供地面分辨率达1m的IKONOS数字图像,该图像可以用于制作1∶10000比例尺的数字正射影像图、数字地面模型和数字线划图。QuickBird是Digital Globel公司于2001年10月18日在美国发射成功的高分辨率商业遥感卫星,QuickBird在地面的分辨率为,能够满足更专业、更广泛应用领域的遥感用户,为用户提供更好、更快的遥感信息源服务。2007年9月18日,Digital Globel公司宣布在加州的范登堡空军基地成功发射了一颗级分辨率的商业卫星W:orldView-1,WorldView-1为当今世界最具敏捷性的一颗商业卫星,这是2007年波音航空公司为Digital-Globel公司继QuickBird后成功发射的第二颗商业卫星,该图像完全满足制作11∶0000比例尺的数字正射影像图、数字地面模型和数字线划图,也可望在15∶000地形图的修测中发挥积极的作用。

四、其它的地形测图技术

其它的地形测图技术主要是指将GPS与其它传感器集成于一定运载工具上而形成的数字测图技术及直接利用GPS测图的技术。主要包括:

1(机)载激光雷达系统。论文参考网。激光雷达技术是近数十年来摄影测量与遥感领域最具革命性的成就之一,是目前最先进的对地摄影测量系统。在DGPS、IMU支持下,激光扫描系统通过激光扫描器和距离传感器,经由微计算机对测量资料进行内部处理,显示或存储、输出距离和角度等资料,并与距离传感器获取的数据相匹配,经过相应软件进行一系列处理来获取被测目标的表面形态和三维坐标数据,从而进行各种量算或建立立体模型。该技术的最初目的主要是获取困难地区的数字高程模型(DEM数)据。在这些困难地区,例如森林,沙滩等,使用常规摄影测量方法费时、费力,很难获取高精度的地面高程模型数据。使用机载激光雷达系统,可以高效、高精度地直接获取地面的数字高程模型数据。

2(水)下测绘系统。该系统是一种移动测绘系统,主要由GPS接收机、自动测深仪、数据采集软件和通讯设备等组成,平面测绘精度取决于GPS的作业方式和接收机的性能,高程精度则与测深仪有关。它们已在大比例尺水下地形测量实践中得到了广泛的应用,国内代表的产品有中海达水下测绘系统、南方水下测绘系统。3(R)TK数字测图技术。随着实时动态差分RTK技术的进一步完善,人们提出了RTK测图的设想,就是将RTK当成全站仪,配置相应的支持软件直接用于测图,该方法在地物稀少、植被覆盖不厚的测区中具有良好的应用前景。

五、结语

GPS已成为建立平面控制网的一种常用手段。可以说,GPS技术的发展和应用是本世纪测绘领域最辉煌的.成就之一。随着差分GPS定位技术的发展与应用,不仅是高等级的首级网和加密网,就连图根点和航空摄影测量像控点的测定也广泛采用了GPS。在许多地形测量项目中,光电测距导线早已成为一种最基本的控制测量方法。特别是当使用全站仪时,可以将低等级的图根控制与细部地形测量同步进行,从而提高总体作业效率。徕卡公司最新推出的全站仪与GPS完美结合,是集成了GPS功能的高性能全站仪(超站仪,)无需控制点、长导线和后方交会等工作,直接使用GPS确定该点的三维坐标,然后就可以使用全站仪进行测图、放样等工作。高程控制测量过去一直沿用几何水准测量的方法,这种方法耗时费力,效率较低。本世纪六七十年代以来,随着电磁波测距技术的发展,产生了电子测距三角高程测量,国内外在这方面均做了大量的理论研究和实验论证工作,目前电子测距三角高程测量已可以代替三、四等水准测量,大部分规范也已采纳了这些成果。电子测距三角高程测量无疑是几何水准测量很好的补充手段。同时,随着GPS在平面控制测量上日益广泛的应用,关于GPS在高程控制测量领域的应用研究也掀起了热潮。大比例尺地形图主要指的是15∶00~1∶10000比例尺的地形图。传统的地形图一般均是指线划图,这里不仅指线划图,而且还包括另一种极具应用潜力的图种:影像图D(EM、DOM、DTM等。)目前,数字地形图包(括数字线划图、数字正射影像图等)已取代传统的模拟地形图,成为地形测量的主要产品。

参考文献

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[2] 王颖,袁铭,严勇,凡亦文. 苏州市GPS水准拟合方法的研究[J]苏州科技学院学报, 2006,(04) .

[3] 熊小莉,吴迪军. GPS高程拟合模型的精度分析[J]铁道勘察, 2007,(02) .

摄影技术是进行艺术摄影创作的重要基础条件。艺术摄影通过照相机表达作品的情感和意境,利用摄影技术增加摄影作品的艺术性,没有摄影技术,艺术摄影就无法实现。下面是我为大家整理的艺术摄影系 毕业 论文 范文 ,供大家参考。

《 浅谈民俗摄影创作 》

[摘 要]:民俗摄影创作,是用民俗摄影这个手段来记录人类 文化 的丰富性和多样性,直接或间接地反映民族文化和地域文化,记录社会和变革,记录人类进步的历史。最终以摄影来关心人类的生存环境,生活状态,这必将为人类社会的发展起着一定的积极作用。

[关键词]: 民俗文化 民俗摄影 民风民俗 文化内涵

民俗摄影是以民俗事象为主要拍摄对象,通过视觉艺术特有手段,形象记录民俗,并展示民俗独特的文化内涵及风采的记录性摄影。

要想拍摄出具有文化价值的民俗摄影作品,首先要深入了解研究民俗摄影的文化内涵;其二是要掌握民俗摄影创作的基本特点;最后应在作品中突显出民俗摄影的文化价值。

一、民俗摄影的文化内涵

历史发展到今天,人类社会已步入信息化时代,单一学科的发展将阻碍人类的进步,而民俗摄影这种即写实又详细的记录方式,以其自身的优势受到越来越广泛的欢迎,民俗摄影因不受民族地域、国度、文化背景的限制,被中外摄影界称誉为不用翻译的“通用世界语”。民族摄影作为一门新近兴起的艺术门类,正以它强大的内在潜力吸引着广大摄影工作者,人们在研究它的同时,潜移默化地增强了人类对自身的发展历程的认识,这对我们更加理性地认识我国五千年的悠久历史及灿烂文化,领略56个民族及世界 其它 各民族丰富多彩的生活及文化具有极其重要的意义。

1、民俗摄影的文化意识。

民俗摄影只有具备文化意识才有了其独特的艺术品格,它主要表现在两个方面。一是要注重摄影本身,而不是从固有的艺术教条出发。应从大文化的范畴中去寻求新的艺术因素和艺术感觉。二是努力在作品中注入大量的文化信息,让观赏者在大文化范畴中得以全新的感受。而民俗摄影中的情节、服饰、活动不再只是摄影艺术,而是一种实实在在的文化符号,而不是那种表面的形式。民俗的要求只能从这些“真”的呈现中,从文化信息的角度去体验,去感知,不要强制用概念化的艺术欣赏程序来理解和认识民俗摄影。民俗摄影所以能留住我们的目光引发我们的联想,最重要的因素显然不在于摄影的技艺,而在于强化的摄影对象的文化意味。民俗民情的纪实方式没有流行歌曲那种愉悦,而类似于严肃文学,是一种特殊的精神产品,因它记录的是历史。而我们的摄影工作者是从人类文化学的角度,把摄影看作是对人类社会活动的一种文化关照方式。只有将摄影与人类文化发展的进程联系起来的时候,摄影才会产生巨大的震撼力。

2、民俗摄影的本质

随着工业文明的到来,传统风俗将会一天天消失,社会进步的同时,将不得已舍弃某些不该舍弃的东西,现实中就有部分人来抵制这种舍弃,是合乎人类本身和人类社会利益的,它表现社会理性和人类良知的犹存,在社会发展的同时总有一批文人置身潮流之外,站在超现实的立场上观察社会,研究人类,反应人类文化,重建人类精神的家园。摄影作为文化的行为方式来关照人类的发展是有着其重要的职责。以民俗民情为题材的纪实摄影工作者,如何去把握民俗摄影的实质,在真实的基础上显示独特的拍摄风格和文化点,以文化的思考来把握作品的厚度,加强作品的冲击力。当然在民俗民情中有着很多落后的原始的乃至愚昧的东西,但它又蕴含着一些质朴、良知、温馨、宁静和平和。而这些正是人类精神追求中不可缺少的。在我们渴望现代文化的同时,也应记住人类不能彻底用现代来毁掉自己,所以用摄影来做这方面的记录研究是非常必要的。摄影给我们留下的是今天拥有明天不会再来的东西。

二、民俗摄影的创作特征

1、要了解民俗内涵。

民俗摄影的焦点是民俗,因此、要求民俗摄影工作者在开展民俗摄影之前,首先要读一些 民俗学 著作或一些相关民俗的专著,通过学习、了解民俗的连续性和传承性以及民俗的发展态势。只有这样才能做到有的放矢,准确地把握与判断拍摄对象,拍出具有真正的民俗风味与内涵的作品。

摄影是一种实践很强的文化方式,因而,有相当多的摄影人只重实践而忽视了理论学习,这对于民俗摄影工作者是不可取的,近年有不少民俗摄影者,因为文化准备严重不足,缺乏民俗理论的指导,导致了对拍摄对象把握与判断的失据,进而对民俗事象的表达失言。往往把裹着小脚等某种不文明的封建残留,也当作民俗精华来宣扬;或者只把焦点锁定在农 村和除汉族以外的少数民族,而独缺城市或汉民族丰富的民俗内容。这样拍出的作品只能是片面的或歪曲地反应民俗、给人以误导,使人产生民俗只是过去的,而不是当代的;只是陈旧的,而不是发展的;只是农村的,而不是城市的误解,甚至精华与糟粕不分。

2、要把握民俗特色

民俗的显著特点是它的地域和群体特征。但是,随着社会的发展和民族的大融合,各民族的民风习俗不断产生了碰撞、交流、逐步走向了融合。原来各民族、各个地域民众在各自不同的环境条件下生存、发展、而产生的不同特点的民俗文化,现在有些已较难区分出其各自的特征。因此,在拍摄之前,对民俗的许多事象和器物进行调查研究,取得相关的第一手资料,并对有关事象和资料进行分析,比较和研究,区辨和掌握拍摄对象的特色,是民俗摄影必要的准备。

做好民俗的调查研究,首先要有针对性地读一些古代典籍、史书、史料等,初步了解民俗事象的概貌及发展演变的历史;第二要细致的开展实地调查,为提交资料的可信度,还要在被调查者的直接交流的基础上,进而深入生活,从生活方式到民族意识,文化心理去感受民俗、了解民俗。第三要将所作的调查、记录和搜集的材料进行整理、归纳、比较、研究,进行历史的分析和结构与功能的分析,梳理出所要拍摄的民俗的特征、特色、在有可能的情况下,还要尽量摸清民俗活动所要经历的几个主要场景,从而使拍摄更富有针对性,更能有效的把握民族文化的精髓;第四要针对民俗事象的主要特征、理清拍摄思路,对整个拍摄过程预先进行构思,从而避免错过有效时机,能更准确的把握瞬间,更深刻地提炼主题,使拍摄的画面获得更高的价值。

3、要真实的再现民俗 真实是民俗摄影的生命、真实的反应民俗事象是民俗摄影的基本要求,只有真实、才能原汁原味地展示民俗风貌,揭示民俗内涵;弘扬民俗的美,讲究真实就是要求摄影者要以科学的、严谨的态度,用影像与文字相结合的方式去记录、整理、研究民俗的内容,结构等等。所拍摄的照片是类似司法上用的“证据”,一样真实可信。艺术性是摄影作品的灵魂,但民俗摄影又不同于摄影的艺术创作,艺术创作可以用纯艺术的技巧来抒发作者的自我感觉,自我意识,而民俗摄影照片中“自我”应是零度表达,当前有些民俗摄影过于强调“艺术性”甚至用编排、导演虚假民俗的手段拍摄“民俗”,这样做,往往会因此导致民俗摄影变味变相。变成有民俗招牌而无传统民俗文化内涵的“文化表现”活动。

三、民俗摄影作品的文化价值

世界因为有了人类才富有生机,人类因为有了各民族悠久灿烂的文化才变得融合美好。民俗摄影作品,就是以独特的纪录形式、以各民族、各个时期的不同民俗民风为切入点,以民族间相互友爱的团结精神为切入点,以各民族为人类的文化贡献,促进社会进步的事象为切入点,反映人民在各种社会生存活动中,生生不息的顽强生存力和丰富创造力。民俗摄影源于对自然对人类对生活的热爱,并不是简单地对过去落后生活的回味,而是作者强烈的责任心,在艰苦的创作过程中用友善的心与民俗去交流对话,才使民俗摄影真正成为民族与民族之间、各民族与整个人类之间的沟通、交往、友爱的桥梁。

在民俗摄影中,民俗专题摄影具有突出文化的价值。那么,什么是民俗专题摄影呢?所谓民俗专题摄影,其实就是民俗摄影的另一种表现形式,有这样一段话可作以准确的说明:“民俗专题摄影是指围绕一个具体鲜明的主题,用一组照片配合一定的文字完整展开的民俗摄影报道。它要求严格遵循真实性的原则,较清晰的时间坐标或坐标线;严格扼要的内容及内在的逻辑结构、形象情节连缀、互映互补、典型生动的视觉张力结构;与图片相辅相承的简要文字叙述。”其实作为民俗专题摄影早在英国探险家斯坦茵来中国后就出现了,当他掠夺完西部瑰丽的文化宝藏后深入我国内地,拍摄整理了大量民间盛行的手工艺作坊的资料带回欧洲,给欧洲的发展带去了许多东方的信息。摄影师作为一种信息传播的载体,关键是我们如何把民俗摄影的文化价值突显出来。2009年我在辽西农村拍摄了一组民俗题材的摄影作品《辽西背阁》(大秧歌的一种)曾获辽宁省摄影展览优秀作品奖。

这组照片就是民俗文化现象最好的体现。通过文图并茂的方式,向人们展示了“辽西背阁”的全貌。在拍摄过程中,我采用特写,仰视以及远景,中景相结合的手法,从近至远多视角反映辽西背阁,从化妆,上芯子,准备道具到演出全过程。特别是在抓取女主角,小仙女在化妆后钻窗户这一典型瞬间,很好的把孩子天真欢快的特点表露无疑。同时清晰的把小女孩身着地域特色的服饰展示出来。秧歌流行于我国广大农村的一种民间舞蹈、每逢喜庆之日,锣鼓喧天,载歌载舞,为广大群众所喜闻乐见。“背阁”又是秧歌这一民间舞蹈形式之一,每个伴像里面都具有很多古老的 传说 和文化符号,有很高的文化价值。在我国具有悠久的传统和广泛的群众性,因此流传之今。

民俗专题摄影逐渐的成熟,为继承传播民俗文化找到了最佳方式,民俗摄影传承保护了民俗,促进了民俗文化的发展,民俗文化增加了民俗摄影创作的题材,它的发展壮大,必将为人类社会的发展起着重要的积极作用。

民俗作为一种传统的民族文化已被越来越多的人所接受和认可。随着时代的发展,社会的进步,人们对民俗的研究已逐渐成为一种风尚。而民俗摄影则成为人类研究民俗的一种有效载体,直接或间接地反映民族文化、反映地域文化、记录社会变革、记录人类进步。

《 民俗摄影入门技巧 》

摘要:民俗摄影,作为一门年轻的摄影门类,与其他摄影虽有不少共性,但又有许多个性即特殊性。民俗摄影的特殊性,决定了它有自身的内在规律。掌握并适应这些规律,就能在民俗摄影实践中取得主权,从而使自己的民俗摄影水平不断进步,有所创新。要搞好民俗摄影需要遵循的原则和注意的问题比较多,如提高摄影技术、技法等,但主要应在以下几个方面下功夫。

关键词:民俗摄影;摄影理论;艺术创作

中图分类号:C45 文献标识码:ADOI:

文章 编号:1672-0407(2012)09-025-04收稿日期:2012-08-23

一、要学点民俗摄影理论

从严格的意义上讲,以民俗事象为题材的摄影作品不一定都是合格的民俗摄影作品。因为,民俗摄影具有极强的学科边缘性,它既是民俗学、社会学的组成部分,又与人类学、历史学、考古学、民族学等学科相联系,其自身也涉及摄影艺术的许多门类。所以,民俗摄影工作者需要具备多方面的知识,具有一种特定的民俗文化的观察力和极强的民俗意识,对具体民俗事象的形成、发展及其与 传统文化 的关系能有较深刻的理解,才能准确地把握民俗事象的深厚内涵,拍出优秀的民俗摄影作品。

就目前我国民俗摄影队伍而言,不论是有一定资历的中老年摄影工作者,还是从事摄影时间不长的年轻人,可以说,绝大多数都是初涉民俗摄影这一领域,对有关民俗摄影的理论知识普遍比较缺乏,对诸如什么是民俗学、民俗学包括哪些内容,民俗摄影的特性、内涵、原则及应具有的技术技法等比较模糊;致使一些同志的创作思路长时间停留在单纯为了猎奇而纪录或囿于唯美的艺术创作。

有的认为,民俗摄影就是到少数民族、边远落后的地方去拍摄,汉族、内地、城市没有什么民俗题材可拍;有的在拍摄过程中,舍本逐末,不得要领,使得许多难以遇到的拍摄良机失之交臂;有的干脆这也拍,那也拍,似无头苍蝇到处乱撞,带有很大的盲目性,结果片子消耗不少,收效甚微;还有的由于不大懂民族政策和当地民俗习惯,到民族地区采访闹出笑话,有的甚至违反当地的民俗禁忌和国家民族政策,引起民族地区的不满,造成了民族矛盾。如此种种,虽现象各异,但却说明了一个共同性的问题:缺乏民俗知识,缺乏民俗意识,一句话,缺乏学习。这就从中得出一条结论:从事民俗摄影,不下一定气力学点民俗知识是绝对不行的。许多颇有摄影 经验 的同志经过一段波折后曾发出这样的感叹:“搞民俗摄影,不学点民俗学知识就不知道哪些该拍,哪些不该拍,应该从哪个角度拍,通过学习才明白,原来民俗摄影的题材如此之广,范围如此之大,既大有作为,又大有学问。”

实践证明,从事民俗摄影须着重学习以下基本知识:一是民俗学,通过学习弄清什么是民俗,民俗学及民俗的范围;二是学习民俗摄影的有关理论知识和拍摄技法;三是学习有关民族政策,了解我国各民族的形成、发展及其主要的民俗民风特征及民俗禁忌,熟悉国家对各民族特别是少数民族的有关政策。应当指出的是,即便是从事民俗摄影有相当资历的同志,在采访前还要先期学习有关民族政策、民族习俗,民族心理。过去由于宣传内容与研究资料的界线不清,本应作为内部学术研究资料的却拿来公开宣传,结果虽满足了一些读者的猎奇心理,扩大了刊物发行量,但却严重伤害了少数民族同胞的感情。

本文之所以不惜笔墨地论述学习的必要性和重要性,正是由于它实在是从事民俗摄影必须的先决条件和最基本的要求,大概也是与从事其他摄影的显著区别之一。

二、要具有两个感情

民俗摄影工作者对事业的感情与对被采访对象的感情,是决定能否克服一切困难,能否拍出感人至深照片的重要因素。

拍摄民俗照片,必须深入民俗活动的生活中去,特别是到那些偏远山区的少数民族地区采访拍摄,需要作者具有吃大苦,耐大劳的坚毅品格与顽强精神,而这些又来源于作者对民俗摄影事业的高度责任感和事业心。很多同志以为民俗摄影首先要解决语言问题,实际,在经济、交通发展迅速的今日,即使再偏远的山寨,也可以找到翻译和向导,而考验民俗摄影工作者意志的正是日常生活中必不可缺的吃饭、睡觉、走路三大要素。入乡随俗,你能到藏区喝酥油茶、吃糌粑吗?在生活艰苦的环境条件下,能一个星期甚至十来天地把土豆又当菜又当饭来与老百姓共处吗?睡眠是恢复工作必不可少的条件,可是在条件较差的山区,没有床甚至没有被还有各类小动物的干扰,或者十多人乃至几十人共享一个大帐篷甚至露宿,你能保持足够的休息来维持连日紧张的工作吗?再说走路:过溜索,骑马,攀越白雪皑皑的山脉,背上几十斤重的摄影器材,连续几天或十几天的步行,所有一切构成了民俗摄影工作者艰辛的工作写照。民俗摄影的收获是要付出巨大的代价,有时甚至是宝贵的生命。如果对民俗摄影事业没有足够的认识和深厚的感情,也许一个跳蚤就会把你吓回去。

至于民俗摄影工作者第二个感情就显得更为主要了。这个感情问题实际也就是立场问题,无论是哪个民族,即使是最贫困、最弱小、最偏远的民族,采访者都应对他们抱着诚恳、平等、尊重的态度,只有这种态度才能被他们接受,才能受到他们的信任。一个人迹罕至的偏远小山寨,来一个外人是会有“轰动效应”的,很久以后,甚至几十年,上百年后都会由爷爷传诫子孙,某某汉人是我朋友,某个汉人是,他们待人的态度是认真的,甚至是刻板的,是凭感情来认识的。对待被采访对象最好的方式是诚意,有诚意就不必怕误会,有诚意就可以交朋友,有诚意就会培养出深厚的感情。一旦与被采访者之间有了感情,你就不会去拍猎奇的照片,哪怕拍一间破茅屋,拍一位衣衫褴褛的劳作者,也会充满了温馨,充满了人情味,你就会从现实的贫困中找出他们和昔日的不同与发展,你就会从相对的落后环境中发现在现代城市里已经难以找到的情感与信任。你就不会嫌脏,你就不会嫌穷,你就会把充满诚意的镜头去寻找能反映他们真情实感的一举一动,去对准他们虽然贫困,但却认真而火热的生活,你也会在这样的采访中获得升华的快感,悟到更多人生的真谛,一切艰难困苦,一切生生死死的威胁都会被你那高于感情的采访热情所溶解。

《 航空摄影测量试析 》

摘要:我国的测量技术随着科技的进步和社会的发展已经有了大大的提高。航空摄影测量已成为测量工程的重要组成部分,我国的经济发展和一些突发事件的发生提供了帮助。笔者就航空摄影测量进行了较为系统的介绍。

关键词:航空;摄影;测量

1. 航空摄影测量的基本该概念及种类

航空摄影测量指的是“在飞机上用航摄仪器对地面连续摄取像片,结合地面控制点测量、调绘和立体测绘等步骤,绘制出地形图的作业”。航空摄影测量单张像片测图的基本原理是中心投影的透视变换,立体测图的基本原理是投影过程的几何反转。利用航空摄影测量技术可以快速获得道路阻断、河流阻塞、城镇的损坏和重要基础设施的破坏情况,为抗震救灾决策指挥提供依据。也可以在城镇规划中提供数据依据。航空摄影测量的作业分外业和内业。外业包括:像片控制点联测,像片控制点一般是航摄前在地面上布设的标志点,也可选用像片上明显地物点(如道路交叉点等),用测角交会、等外水准、测距导线、高程导线等普通测量 方法 测定其高程和平面坐标。综合法测图。内业包括:加密测图控制点,以外业像片控制点为基础,一般用空中三角测量加密方法,推求测图需要的控制点、检查其平面坐标和高程。

2. 解析空中三角测量

在精密立体坐标量测仪或解析测图仪上,立体量测加密点及框标在左右像片上的坐标。当作业人员通过观测系统使左右眼分别观察左片和右片,则可看到重建的立体光学模型。其他建立立体视觉的方法,包括:互补色法,偏振光立体眼镜法;液晶立体眼镜法等。

内定向、相对定向和绝对定向

内定向是指“根据量测的像片四角框标坐标和相应的摄影机检定植,恢复像片与摄影机的相关位置,即确定像点在像框标坐标系中的坐标”。在立体测图仪上的内定向,是通过严格的装片来实现的,即使用对点器(―种精巧的放大镜),分别地将涤纶像片上的框标精确对准承片盘上的相应框标。从而就实现了恢复像片内方位元素.对于解析测图仪,则只需将像片的基线大致平行于仪器的X 轴.像片的内定向,是通过精确量测像片的四角框标,利用严密的解析公式计算求解,同时进行像片的变形改正。

相对定向是指“恢复摄影瞬间立体像对内左右像片之间的相对空间方位”。确定两个像片的相对空间方位需要五 个参数.相对定向的数学关系通常用同名光线共面条件表示,即左右摄影中心至地面点的两条光线共面。相对定向至少需量测六个定向点,利用最小二乘法平差解算。对于模拟型立体测图仪,包括机助测图系统,立体像片对的相对定向,是通过左右像片车架的空间运动来实现的,以便消除立体模型内各点的上下视差,从而实现恢复立体像对左右片在摄影瞬间的相对空间方位。

绝对定向是指“确定立体模型或由多个立体模型构成的区域的绝对方位,也就是确定立体模型或区域相对地面的关系”。绝对定向参数为七个。传统的模拟立体测图仪绝对定向,通常分成高程置平和平面对点两个步骤来完成的.立体模型的绝对定向,通常需要六个已知平高定向点,至少应有四个平高点。解析测图仪和机助测图系统,立体模型的绝对定向,是按三维正形变换算法,利用最小二乘法进行平差解算的。

区域平差和联合平差

区域平差也称“区域空中三角测量”,俗称“电算加密”,是“对整个区域网进行绝对定向和误差配赋”。区域平差目前一般采用独立模型法或光线束法。独立模型法是以单个立体模型为单元,而光线束法则以单张像片为单元。联合平差是指“摄影测量数据与非摄影测量数据的整体联立解算”。联合平差指“带辅助数据的解析空中三角测量”。辅助数据系指大地测量观测数据,例如地面距离、水平角、方位角,像片外方位元素,湖面点等高等条件。目前,联合平差主要是指,摄影测量数据与机载GPS 精确定位数据的同时整体解算。这是解析空中三角测量的一项重要进展,可以实现少地控或无地控空中三角测量。

3. 数据采集―测图

地物采集

作业人员在完成立体模型的绝对定向后,需经专职质量检查人员联机检查,确认精度符合要求后,方可进行地物采集。应参照外业调绘片,在立体模型上仔细辨认,分类进行测绘.对于数字化测图,应按统一的地物编码系统分类进行采集,并且分层进行存储。同时采集的数据还应加上地物属性,以方便于同GIS 建立接口。为了便于在采集和编辑中明显地区分不同的地物,各种现状地物通常赋予相应的颜色。

地貌采集

在传统的模拟测图中,包括机助测图中,地貌采集是由等高线描绘和注记高程点两个部分组成的。等高线的基本等高距,应按规范根据成图比例尺、地形类别及用图需要选定;计曲线则取基本等高距,即首曲线的5 的倍数。高程注记点,一般选在明显地物点和地形点上,依据地形类别及地物点和地形点的多少,其密度规范规定图上每10cm×10cm 为5・20 个点。在解析测图仪上,地貌测绘可以有多种选择方式,除按等高线和高程注记点外,还可采用按程序控制的矩形格网或断面方式采集地形点。

4. 原图编辑及原图清绘

地形原图编辑包括对原图中地物地貌表示不合理之处的处理,相邻图幅的接边处理,以及道路、河流、街道等名称的注记。在传统的模拟测图中,原图清绘的主要任务是在铅笔稿原图上进行清理着色,或者在聚脂薄膜上刻绘。对于数字化测图,在经过图形编辑和审校后,可直接利用高精度绘图机绘制线划地形图,还可用磁介质提供数字地形图产品。航空摄影测量是根据摄影过程的几何反转原理,置立体像对于立体测图仪内,建立起所摄地面缩小的几何模型,借以测绘地形图的方法的。航空摄影测量的主题,是将地面的中心投影变换为正射投影。这一问题可以采取许多途径来解决。如图解法、光学机械法和解析法等。在每一种方法中还可细分出许多具体方法,而每种具体方法又有其特有的理论。其中有些概念和理论是基础性的,带有某些共性,如像片的内方位元素和外方位元素,像点同地面点的坐标关系式,共线条件方程,像对的相对定向,模型的绝对定向和立体观测原理等。

参考文献

肖志婷,郝娜. 数字航空摄影测量数据处理关键技术探讨[J]. 测绘与空间地理信息,2014(07).

刘先林,段福洲,宫辉力. 航空摄影科技发展成就与未来展望[J].2007(03).

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