现代生物技术及其应用范文第1篇
一、引言
随着互联网和多媒体技术的普及, 互联网上所传播的数字信息 (例如图像、视频等) 都面临着一个安全问题。这些数字产品的版权保护成了当前研究的一个热点, 数字水印技术就是解决这一问题的有效方法。
二、数字水印的基本原理
数字水印技术, 通过利用人类感觉器官的不敏感性 (即视觉冗余) , 以及数字信号本身存在的冗余 (即数据特征冗余) , 将一定的水印信号嵌入到一个载体信号中, 它从视觉上与原始载体无差别, 而且嵌入的水印信号不影响宿主信号的感觉效果和使用价值。并且通过特殊的方式, 可以从宿主信号中提取出水印或是检测出它的存在性。水印不占用额外的带宽。是原始数据不可分离的一部分, 并且它可以经历一些不破坏源数据使用价值或商用价值的操作而存活下来。
三、数字水印的分类
(一) 按照嵌入的位置
1、空域数字水印:空域数字水印的嵌入是通过直接修改图像的灰度值或是强度值来完成的。
2、变换域数字水印:变换域的数字水印是将图像进行某种变换, 通过修改变换域系数来达到嵌入水印的目的。
(二) 按照水印的检测方式
1、私有水印:私有水印又称为非盲检测水印, 它在检测时需要用到原始的载体图像 (这种检测方式又称为源检测) , 是在分析原始载体图像和含水印图像差别的基础上进行检测的。
2、半私有水印和公开水印:半私有水印和公开水印在检测时仅仅需要待检测的含水印的图像 (这种检测方式又称为盲检测) , 它的检测是独立于原始图像进行的。也就是水印的提取是由含水印的图像来决定的。
(三) 按照水印的抗攻击能力
1、易损水印:易损水印的设计是为了能够检测出对作品的任意篡改。同时它还要能够对篡改进行空间分类和定位。这类水印的要用来进行图像的篡改提示和图像完整性的检测。
2、鲁棒水印:与易损水印相反的。它对常见的图像处理具有较强的抵抗能力, 可以从已被破坏的含水印的图像中提取原始水印, 因此这类水印主要用于作品的版权保护以及真伪鉴别等等。
(四) 按照水印的选取形式
1、序列水印:序列水印所选取的水印是满足一定分布的伪随机序列, 水印检测时只能回答出水印的有无, 并不能够给出水印的特征信息, 通常检测是通过计算相关函数来进行的。
2、标识信息水印:将制作者、产权者以及购买者的标识信息直接作为水印嵌入到载体图像中去, 这也是水印发展的一个趋势.
3、标志图像水印:为了增强水印的说服力增加视觉上的形象性, 可以采用具有一定代表性的标志图像来作为有意义的水印。
(五) 按照水印的可见性
1、可见水印:可见水印的主要用途在于明确标识版权, 防止非法的使用.虽然这类水印对使用降低了作品的商业价值, 但是它却不妨碍对原作品的使用。
2、不可见水印:不可见水印是将水印隐藏到载体图像中, 并保证水印在视觉上不可察觉。它的主要用途是为了版权保护, 在作品被非法使用时, 将利用水印作为起诉非法使用者的证据。
(六) 按照载体数据的性质
数按照载体数据的性质, 可以将数字水印划分为图像水印、音频水印、视频水印、文本水印等等。四、数字水印的应用字水 (一) 版权保护用户在发布她的作品之前将她对作品版权的所有权印的一地标从识中嵌提入取到出作该品标中识, , 而同且时在不发会生产版生权任争何论歧时义, , 她能则唯可
以认为此时嵌入的水印起到了版权保护的作用。
技通常认为, 能起到版权保护作用的数字水印技术应该满足以下一些要求:1、不可感知性。即嵌入水印后的◇术李治媒体鹏棒性。即嵌入水印后的媒体数据在受到一些攻击数据与原始的媒体数据的差别是不可感知的。后2, 、检鲁及张春晏3测水、印端低, 仍的而然虚检能警测从概器该率却受。从虚到警中攻概检击率测的指出媒被水体检印数测的据媒概中体率提实。取际这出没点水有对印嵌于来入作。其 (二) 数字签名为版权保护的水印系统非常重要。
应基于数字水印的签名与密码学中的数字签名有相似的功能, 但保密性能更好, 而且能实现更多的功能。当用然情以, 。起利一到种用数情数字况字签是水名利印的用技作所用术谓, 显的另然半一可脆方以弱面比水还加印以密技定技术位术, 出做一修更方改多面的的可位事
置, 从而使用户可以对接收到的作品区别对待——仅利用没有修改的部分, 而剔除掉修改的部分。而且这些水印既可以是基于产品质量的, 也可以是基于产品内容
的。一种半脆弱水印实现方法是将水印分别嵌入到作品的不同部位, 当某部分不能提取出水印时, 则认为该部分受到了恶意攻击。否则, 可以认为该部分没有受到攻击。因此, 对于这种半脆弱水印, 除了前面提到的基于版权保护的水印所具有的属性外, 还必须有更大的水印负载, 从而能够起到定位的作用。
(三) 数字指纹
如果说前面的版权保护水印系统能够解决作品版权归属问题, 数字签名水印系统能够解决作品来自何处问题的话, 则数字指纹水印系统则解决了作品拷贝出自哪里的问题。由于所嵌入的信息必须能唯一地区分作品的各个接收者, 因此, 人们形象地称这种信息为电子指纹, 也将这种情况下的数字水印技术称为数字指纹。与前面基于版权保护的数字水印系统相比可以发现, 这两者的差别主要是系统中角色改变的问题。在版权保护系统中, 嵌入的是作品所有者的信息, 而在数字指纹系统中, 嵌入的是用户的信息。但这两者对水印的要求是差不多的, 即包括:可感知性、鲁棒性、低的虚警概率以及大的水印负载能力。在半脆弱水印系统中, 大的负载能力用于定位, 而在这里, 大的负载能力用于区分不同的用户。因此, 水印码的数量应该与用户的数量相当。
五、结束语
数字水印正处在迅速发展的过程中, 掌握其发展方向对指导数字水印的研究有着重要的意义。在理论方面, 数字水印的工作包括建立更好的模型, 分析各种媒体中隐藏水印信息的理论容量, 分析算法稳健性和抗攻击等性能。同时, 也应重视对水印攻击方法的研究, 这有利于促进研制更好的数字水印算法。
摘要：本文介绍了数字水印技术的概念和基本原理, 并按照不同的分类方法详细介绍了数字水印的类别以及阐述了数字水印的几个典型应用。并对数字水印的发展与应用前景做了展望。
关键词：数字水印,原理,分类,应用
参考文献
[1] Rangsanseri, Yuttapong, Thitimajshi-a, Punya.Copyright protection of i-ges using human visual-asking onⅨ一based watermarking.Proceedings of SPIE—The International Society for Optical Engineering, V4739, 2002.214-220.
现代生物技术及其应用范文第2篇
谈起模式识别，我们首先想到的是人工智能。模式识别是人工智能的一个分支，是计算机应用内容的一部分。要想了解学习模式识别，首先要懂得人工智能。
第一篇 人工智能
什么是人工智能呢?人工智能主要用人工的方法和技术，模仿，延伸和扩展人的智能，实现机器智能。人工智能的长期目标是实现达到人类智力水平的人工智能。(摘自《人工智能》史忠植编著，第一章 绪论)
简单来说就是使机器拥有类人行为方法，类人思维方法和理性行为方法。让机器像人一样拥有自主思维的能力，拥有人的生存技能，甚至在某方面超过人类，用所拥有的技能，更好的为人类服务，解放人类的双手。
简单了解了人工智能的概念，接下来将介绍人工智能的起源与发展历史。说到历史，很多人可能有点不大相信。人类对智能机器的梦想和追求可以追溯到三千多年前。也许你会有疑问，三千多年前，人类文明发展都不算成熟，怎么可能会有人对机器有概念。当然，那时候的机器并非现在的机器概念。在我国，早在西周时代(公元前1066~公元前771年)，就流传有关巧匠偃师献给周穆王艺伎的故事。东汉(公元25~公元220年)张衡发明的指南车是世界上最早的机器人雏形。(摘自《人工智能》史忠植编著，第一章 绪论)现在你也许已经笑掉大牙了。那样一个简易工具竟然说是机器人雏形。但是事实就是这样，现在对机器人的概念依旧模糊，有些人觉得机器人必须先有像人一样的外形。其次是有人一样的思维。这个描述是没有错的，但是有点片面了，只顾及到字面意思了。机器人的概念是自动执行工作的机器装置。所以机器可以自动执行工作都叫机器人。在国外也有案例：古希腊斯吉塔拉人亚里士多德(公元前384年~公元前322年)的《工具论》，为形式逻辑奠定了基础。布尔创立的逻辑代数系统，用符号语言描述了思维活动中推理的基本法则，被后世称为“布尔代数”。这些理论基础对人工智能的创立发挥了重要作用。(摘自《人工智能》史忠植编著，第一章 绪论)人工智能的发展历史，可大致分为孕育期，形成期，基于知识的系统，神经网络的复兴和智能体的兴起。具体时期的主要内容在此不必赘述。
人工智能究竟是研究什么的呢?知道了概念，起源，我想更想知道的应该是它对我们自己究竟有什么用。
人工智能是一门新兴的边缘科学，是自然科学和社会科学的交叉学科，它吸取了自然科学和社会科学的最新成果，以只能为核心，形成了具有自身研究特点的新的体系。人工智能的研究涉及广泛的领域，包括知识表示，搜索技术，机器学习，求解数据和知识不确定问题的各种方法等。人工智能的应用领域包括专家系统，博弈，定理证明，自然语言理解，图像理解和机器人等。人工智能也是一门综合性的学科，它是在控制论，信息论和系统论的基础上诞生的，涉及哲学，心理学，认知科学，计算机科学，数学以及各种工程学方法，这些学科为人工智能的研究提供了丰富的知识和研究方法。(摘自《人工智能》史忠植编著，第一章 绪论)具体内容为： 1.认知建模，人类的认知过程是非常复杂的，建立认知模型和技术常称为认知建模，目的是为了从某些方面探索和研究人的思维机制，特别是人的信息处理机制，同时也为设计相应的人工智能系统提供新的体系结构和技术方法;
2.知识表示，人类的智能活动过程主要是一个获得并运用知识的过程，知识是智能的基础。人们通过实践，认识到客观世界的规律性，经过加工整理，解释，挑选和改造而形成知识。为了使计算机具有智能功能，使它能模拟人类的智能行为，就必须使他具有适当形式表示的知识。知识表示是人工智能中一个十分重要的研究领域。
3.自动推理，从一个或几个已知的判断(前提)逻辑地推论出一个新的判断(结论)的思维形式称为推理，这是事物的客观联系在意识中的反映。自动推理是知识的使用过程，人解决问题就是利用以往的知识，通过推理得出结论。自动推理是人工智能研究的核心问题之一。
4.机器学习，机器学习是研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为，以获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能。只有让计算机系统具有类似人的学习能力，才有可能实现人类水平的人工智能。机器学习是人工智能研究的核心问题之一，是当前人工智能理论研究和实际应用非常活跃的研究领域。
在人工智能研究方面，不仅仅有众多的类别，同时有不同的研究学派。其中有:符号主义学派，连接主义学派，行为主义学派。
符号主义学派，亦称为功能模拟学派。主要观点认为智能活动的基础是物理符号系统，思维过程是符号模式的处理过程。该学派指出：展现一般智能行为的物理系统其充要条件是它是一个物理符号系统。充分性表明智能可以通过任意合理组织的物理符号系统来得到。必要性表明一个由一般智能的主体必须是一个物理符号系统的一个实例。物理符号系统假设的必要性要求一个智能体，不管它是人，外星人还是计算机，都必须通过在符号结构上操作的物理实现来获得智能。
连接主义学派，亦称为结构模拟学派，基于神经元和神经网络的连接机制和学习算法。这种研究方法能够进行非程序的，可适应环境变化的，类似人类大脑风格的信息处理方法的本质和能力，这种学派的主要观点认为，大脑是一切智能活动的基础，因而从大脑神经元及其连接机制出发进行研究，搞清楚大脑的结构以及它进行信息处理的过程和机理，渴望揭示人类智能的奥秘，从而真正实现人类智能在机器上的模拟。
行为主义学派，亦称为模拟学派，认为智能行为的基础是“感知-行动”的反应机制。基于智能控制系统的理论，方法和技术，研究拟人的智能控制行为。
上述三种研究方法从不同的侧面研究了人的自然智能，与人脑的思维模型有着对应的关系。粗略额的划分，可以认为符号主义研究抽象思维，连接主义研究形象思维，而行为主义研究感知思维。研究人工智能的三大学派，三条途径各有所长，要取长补短，综合集成。
最为重要的莫过于人工智能的应用，当前，几乎所有的科学与技术的分支都在共享着人工智能领域所提供的理论和技术。在这里将列举一些人工智能经典的，有代表性和有重要影响的应用领域。
1.专家系统
专家系统是一类具有专门知识和经验的计算机智能程序系统通过对人类专家的问题求解能力的建模，采用人工智能中的知识表示和知识推理技术来模拟通常有专家才能解决的复杂问题，达到具有与专家同等解决问题能力的水平。(摘自《人工智能》史忠植编著，第一章 绪论)
2.数据挖掘
数据挖掘是人工智能领域中一个令人激动的成功应用它能够满足人们从大量数据中挖掘出隐含的，未知的，有潜在价值的信息和知识的要求。对数据而言，在他的特定工作或生活环境里，自动发现隐藏在数据内部的，可被利用的信息和知识。要实现这些目标，需要有大量的原始数据，明确的挖掘目标，相应的领域知识，友善的人-机界面，以及寻找合适的开发方式。挖掘结果共数据拥有者决策使用，必须得到拥有者的支持，认可和参与。(摘自《人工智能》史忠植编著，第一章
绪论)
3.自然语言处理
自然语言处理研究计算机通过人类熟悉的自然语言与用户进行听，说，读，写，等交流技术，是一门与语言学，计算机科学，数学，心理学和声学等学科相联系的交叉性学科。自然语言处理研究内容主要包括：语言计算(语音与音位，词法，句法，语义和语用等各个层面上的计算)，语言资源建设(计算机词汇学，术语学，电子词典，语料库和知识本体等)，机器翻译或机器辅助翻译，汉语和少数民族语言文字输入输出及其只能处理，中文手写和印刷体识别，中文语音识别及文语转换，信息检索，信息抽取与过滤，文本分类，中文搜索引擎和以自然语言为枢纽的多媒体检索等。
4.智能机器人
智能机器人是一种自动化时代的机器，具有相当大的“大脑”，具备一些人或生物相似的智能能力，如感知能力，规划能力，动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。随着人们对机器人技术智能化本质的认识的加深，机器人技术开始向人类活动的各个领域渗透。结合这些领域的应用特点，人们发展了各式各样的具有感知，决策，行动和交互能力的特种机器人和各种智能机器。(摘自《人工智能》史忠植编著，第一章 绪论)
5.模式识别
模式识别是指对表征事物或现象的各种形式的信息进行处理和分析，以便对事物或现象进行描述，辨认，分类和解释过程。模式是信息赖以存在和传递形式，诸如波普信号，图形，文字，物体的形状，行为的方式和过程的状态等都属于模式的范畴。人们通过模式感知外部世界的各种事物或现象，这是获取知识，形成概念和作出反应的基础。(摘自《人工智能》史忠植编著，第一章 绪论)
6.分布式人工智能
分布式人工智能研究一组分布的，松散耦合的智能体如何运用他们的知识，技能和信息，为实现各自的或全局的目标协同工作。20世纪90年代以来，互联网的迅速发展为新的信息系统，决策系统和知识系统的发展提供了极好的条件，它们在规模，范围和复杂程度上增加极快，分布式人工智能技术的开发与应用越来越成为这些系统成功的关键。(摘自《人工智能》史忠植编著，第一章 绪论)
7.互联网智能
如果说计算机的出现为人工智能的实现提供了物质基础，那么互联网的产生和发展则成为人工智能提供了更加广阔的空间，成为当今人类社会信息化的标志。互联网已经成为越来越多的“数字图书馆”，人们普遍使用Google，百度等搜索引擎，为自己的日常工作和生活服务。(摘自《人工智能》史忠植编著，第一章 绪论)
8.博弈
博弈是人类社会和自然界中普遍存在的一种现象，如下棋，打牌，战争等。博弈的双方可以是个人，群体，也可以是生物群或智能机器，各方都力图用自己的智慧获取成功或击败对方。博弈过程可能产生惊人庞大的搜索空间。要搜索这些庞大而且复杂的空间需要使用强大的技术来判断备择状态，探索问题空间，这些技术被称为启发式搜索。博弈为人工智能提供了一个很好的实验场所，可以对人工智能的技术进行检验，以促进这些技术的发展。(摘自《人工智能》史忠植编著，第一章 绪论)
人工智能大的方面介绍暂且到此为止。接下来重点介绍模式识别技术。
第二篇 模式识别
模式识别已经成为当代高科技研究的重要领域之一，它已发展成为一门独立的新科学。模式识别技术迅速扩展，已经应用在人工智能，机器人，系统控制，遥感数据分析，生物医学工程，军事目标识别等领域，几乎遍及各个学科领域，在国民经济，国防建设，社会发展的各个方面得到广泛应用，产生了深远的影响。像前一篇一样我们先来介绍模式识别的概念。
模式识别就是机器识别，计算机识别或机器自动识别，目的在于让机器自动识别事物。(摘自《模式识别与智能计算——MATLAB著 第1章 模式识别概述 )
技术实现》杨淑莹识别是对各种事物或现象的分析，描述，判断。模式识别是指在某些一定量度或观测基础上，把待识别模式划分到各自的模式中去，即根据模式的特性，将其判断为某一类。(摘自《模式识别技术及其应用》杨帮华著 第1章 模式识别简介 )
例如手写数字的识别，结果就是将手写的数字分到具体的数字类别中;智能交通管理系统的识别，就是判断是否有汽车闯红灯，闯红灯的汽车车牌号码;还有文字识别，语音识别，图像中物体识别，等等。该学科研究的内容是使机器能做以前只能由人类才能做的事，具备人所具有对各种事物与现象进行分析，描述与判断的部分能力。模式识别是直观的，无所不在的，实际上人类在日常生活的每个环节，都从事着模式识别的活动。人和动物较用意做到的模式识别，但对计算机来说确实非常困难的。让机器能识别，分类，就需要研究识别的方法，这就是这门科学的任务。
模式识别的基本组成： (1)数据获取;
用计算机可以运算的符号来表示所研究的对象，这些可表示的符号包括：二维图像，如文字，指纹，地图，照片等;一维波形，如脑电图，心电图，机械振动波形等;物理参量和逻辑值，如体温，化验数据，参量正常与否的描述。
(2)预处理;
去除信号中噪声，提取有用信息，使信息纯化，或者是对输入测量仪器或其他因素所造成的退化现象进行复原。预处理这个环节内容很广泛，与要解决的具体问题有关，例如，从图像中汽车车牌的号码识别出来，就需要先将车牌从图像中找出来，再对车牌进行划分，将每个数字分别划分开。
(3)特征提取和选择;
要对预处理信号进行交换，得到最能反映分类本质的特征。同时，对特征进行必要的降维处理，将维数较高的测量空间转换到维数较低的特征空间，对所获取的信息实现从测量空间到特征空间的转换。
(4)分类器设计和决策。
分类器设计是指依据特定空间分布，设计及决定分类器的具体参数。主要是指对输入的训练样本，进行预处理，特征提取及选择，在样本训练基础上，确定某判决规划规则或判决函数，使得按这种规则对被识别对象进行分类，所造成的错误识别率最小或引起的损失最小，在设计阶段判决函数需要多次反复进行，直到误差达到一定条件。分类决策是指依据分类器设计阶段建立的预处理，特征提取与选择及判决函数模型，对获取的未知样本数据进行分类识别，把被识别对象归为某一类，输出分类结果
模式识别的特点：
(1)模式识别是用机器模仿大脑的识别过程，设计很大的数据集合，并自动地以高速度做出决策。
(2)模式识别不像纯数学，而是抽象加上实验的一个领域。他的这个性质常常导致不平凡的和比较成效的应用，而应用又促进进一步的研究和发展。由于它和应用的关系密切，因此它又被认为是一门工程学科。
(3)学习(自适应性)是模式识别的一个重要的过程和标志。但是，编制学习程序比较困难，而有效地消除这种程度中的错误更难，因为这种程序是有智能的。
(4)同人的能力相比，现有的模式识别能力仍然是相当薄弱的(对图案和颜色的识别除外)，机器通常不能应付大多数困难问题。采用交互式别法可以在较大程度上克服这一困难，当机器不能做出一个可靠的决策时，它可以求助于操作人。(摘自《模式识别技术及其应用》杨帮华著 第1章 模式识别简介 )
模式识别的主要方法： 1.统计决策法
(1)参数方法。主要以贝叶斯决策准则为指导。其中最小错误率和最小风险贝叶斯决策是最常用的两种方法。
(2)非参数方法。沿参数方法这条路走就要设法获取样本统计分布的资料，要知道先验概率，类分布概率密度函数等。然而在样本数目不足条件下要获取准确的统计也是困难的。这样一来人们考虑走另一条道路，即根据训练样本集提供的信息，直接进行分类器设计。这种方法绕过统计分布状况的分析和参数估计，而企图对特征空间实行划分，称为非参数判别分类法，即不依赖统计参数的分类法。这是当前模式识别中主要使用的方法，并且涉及人工神经元网络与统计学习理论等多方面。 2.结构模式识别
结构模式识别是利用模式的结构描述与句法描述之间的相似性对模式进行分类。每个模式由它的各个子部分(称为子模式或模式基元)的组合来表示。对模式的识别常以句法分析的方式进行，即依据给定的一组句法规则来剖析模式的结构。当模式中每一个基元被辨认后，识别过程就可通过执行语法分析来实现。选择合适的基元是结构模式识别的关键。 3.模糊模式识别
所谓的模糊模式识别就是解决模式识别问题时引入模糊逻辑的方法或思想。同一般的模式识别方法相比较，模糊模式识别具有客体信息表达更加合理，信息利用充分，各种算法简单灵巧，识别稳定性好，推理能力强的特点。 4.人工神经网络模式识别
模拟动物神经系统的某些功能，采用软件或硬件的办法，建立了许多以大量处理单元为结点，处理单元间实现(加权值的)互联的拓扑网络，进行模拟，称之为人工神经网络。这种方法可以看作是对原始特征空间进行非线性变换，产生一个新的样本空间，使得变换后的特征线性可分。同传统统计方法相比，其分类器是与概率分布无关的。人工神经网络的主要特点在于其具有信息处理的并行性，自组织和自适应性，具有很强的学习能力和联想功能以及容错性能等，在解决一些复杂的模式识别问题中显示出其独特的优势。 模式识别的典型应用和发展： 1.文字识别
目前，汉字输入主要分为人工键盘输入和机器自动识别输入两种。其中人工键入速度慢而且劳动强度大;自动输入又分为汉字识别输入及语音识别输入。从识别技术的难度来说，手写识别的难度高于印刷体识别，而在手写识别中，脱机手写体的难度又远远超过了联机手写识别。到目前为止，除了脱机手写体数字的识别已有实际应用外，汉字等文字的脱机手写体识别还处在实验室阶段。 2.语音识别
语音识别技术所涉及的领域包括信号处理，模式识别，概率论和信息论，发声机理和听觉机理，人工智能等。 3.指纹识别
指纹识别的方法有很多，大致可以分为四类：基于神经网路地方法，基于奇异点的方法，语法分析地方法和其他方法。 4.细胞识别
基于图像区域特征，利用计算机技术对显微细胞图像进行自动识别越来越受到大家的关注，并且现在也获得了不错的效果。 5.医学诊断
在癌细胞检测，X射线照片分析，血液化验，血液分析，染色体分析，心电图诊断和脑电图诊断等方面，模式识别已取得了成效。 6.军用目的的自动识别 如雷达探测目标的自动识别，自动跟踪，卫星照片的自动识别等。 7.生物认证技术
生物认证技术是21世纪最受关注的安全认证技术之一，它的发展是大势所趋。人们愿意忘掉所有的密码，扔掉所有的磁卡， 凭借自身的唯一性标识身份与保密。 8.数字水印技术
IDC预测，数字水印技术在未来的5年内全球市场规模超过80亿美元.
模式识别的发展，模式识别是一个交叉，综合的科学技术领域，不仅与其他信息学科而且还包括数理科学，生命科学，地球科学，工程与材料科学，管理科学，环境科学的相互作用和渗透越来越高，其科学界限很可能随着发展而逐渐模糊。其发展离不开应用和工程，离不开国家目标。因此，其科学技术内涵与外延应该与时俱进，更新和扩展，研究的方向与内容应该更具有综合性，交叉性，更强调国家目标的实现，解决国家急需的重大问题，重大关键技术攻关和社会发展中的科学技术难题和基础理论问题。
模式识别从20世纪20年代发展至今，人们的一种普遍看法是不存在对所有模式识别问题都适用的单一模型和解决问题的单一技术，我们现在拥有的只是一个工具袋，所要做的是结合具体问题把统计的和句法的识别结合起来，把统计模式识别或句法模式识别与人工智能中的启发式搜索结合起来，把人工神经网络与各种已有技术以及人工智能中的专家系统，不确定推理方法结合起来，深入掌握各种工具的效能和应有的可能性，互相取长补短，开创模式识别应用的新局面。
现代生物技术及其应用范文第3篇
1.1 单一膜技术分类及应用
目前, 单一膜技术主要有以下几种: (1) 反渗透 (RO) 膜技术。反渗透 (又称高滤) 过程是渗透过程的逆过程, 推动力为压力差, 即通过在待分离液一侧加上比渗透压高的压力, 使原液中的溶剂被压到半透膜的另一侧。反渗透技术的特点是无相变、能耗低、膜选择性高、装置结构紧凑、操作简便、易维修和不污染环境等。 (2) 纳滤 (NF) 膜技术。纳滤技术是超低压具有纳米级孔径的反渗透技术。纳滤膜技术对单价离子或相对分子质量低于200的有机物截留较差, 而对二价或多价离子及相对分子质量介于200～1000的有机物有较高脱除率。纳滤膜具有荷电, 对不同的荷电溶质有选择性截留作用, 同时它又是多孔膜, 在低压下透水性高。 (3) 微滤 (MF) 膜技术。微滤膜是以静压差为推动力, 利用筛网状过滤介质膜的筛分作用进行分离。微滤膜是均匀的多孔薄膜, 其技术特点是膜孔径均一、过滤精度高、滤速快、吸附量少且无介质脱落等。主要用于细菌、微粒的去除, 广泛应用在食品和制药行业中饮料和制药产品的除菌和净化, 半导体工业超纯水支配过程中颗粒的去除, 生物技术领域发酵液中生物制品的浓缩与分离。 (4) 超滤 (UF) 膜技术。超滤是以压差为驱动力, 利用超滤膜的高精度截留性能进行固液分离或使不同相对分子质量物质分级的膜分离技术。其技术特点是:能同时进行浓缩和分离大分子或胶体物质。与反渗透相比, 其操作压力低, 设备投资费用和运行费用低, 无相变, 能耗低且膜选择性高。在食品、医药、工业废水处理、超纯水制备及生物技术工业领域应用较广泛。 (5) 电渗析 (ED) 膜技术。电渗析是一个电化学分离过程, 是在直流电场作用下以电位差为驱动力, 通过荷电膜将溶液中带电离子与不带电组分分离的过程。该分离过程是在离子交换膜中完成的。主要应用于海水淡化, 苦咸水脱盐, 海水浓缩制盐, 乳精、糖、酒、饮料等的脱盐净化, 锅炉给水、冷却循环水软化, 废水中高价值物质回收与水的回用, 废酸、废碱液净化与回收等。 (6) 双极膜 (BPM) 技术。双极膜是由阴离子交换膜和阳离子交换膜叠压在一起形成的新型分离膜。阴阳膜的复合可以将不同电荷密度、厚度和性能的膜材料在不同的复合条件下制成不同性能和用途的双极膜。主要应用于酸碱生产、烟道气脱硫、食盐电解等。 (7) 渗透蒸发 (PV) 膜技术。渗透蒸发是一个压力驱动膜分离过程, 它是利用液体中两种组分在膜中溶解度与扩散系数的差别, 通过渗透与蒸发, 达到分离目的的一个过程, 其设备投资和运行费用较低。近年来, 对渗透蒸发技术的研究虽然进展很快, 但它单独使用的经济性并不好。
1.2 膜技术的集成应用
在实际生产过程中, 仅仅依靠一种膜技术完成例如废水深度处理或精细物料分离之类的任务, 其结果往往难以令人满意。集成各种膜技术, 优化各种膜的分离性能, 可以达到一种膜技术根本无法实现的效果。
2 我国膜技术发展
我国在分离膜几乎所有的领域都开展了工作, 全国从事分离膜研究的院所、大学近100家, 膜制品生产企业有300多家, 工程公司近1000家, 膜技术从以前掌握在少数企业的现象发展到现在逐步飞入“寻常百姓家”。经过50多年的发展, 中国膜产业逐渐走向成熟。市场分析指出, 我国今后10年内膜法水处理工程将以40%的年增长率高速发展, 膜产品年增长率将达到20%以上, 大大高于国际平均水平。在中国节能减排巨大压力下而产生的商业机遇, 许多跨国公司已经开始加速布局中国膜产业市场。我国的膜行业的特点是发展快, 需求量高, 在环保领域和水务领域, 膜技术大显身手。
3 膜技术前景
如今, 膜技术已经进入了一个高速发展的时期, 膜产业也在快速成长壮大。目前, 中国膜市场已经成为全球市场中的重要部分, 中国的膜企业也必须加入到这个全球性市场的激烈竞争。中国膜产业界的某些著名企业已经引入了风险投资、产业投资等战略投资, 加速资源整合, 并背靠中国巨大的市场空间, 使得这些公司大大缩减了与世界一流膜企业的差距, 并开始在全球膜产业界占据重要地位。 (1) 国家出台的一些政策促使排污企业为了获得良性运行加大膜技术的使用。《水污染防治法》的颁布刚性地把水环境保护提到桌面上来;《生活饮用水卫生标准》的修改大幅度提高了饮用水卫生标准, 对自来水公司水处理和净化技术提出了更高的要求;《十一五建设节水型社会的目标》和《中国节水技术政策大纲》明确指出要建立节水型工业, 提高工业用水的重复利用率, 实现“增产不增水”的可持续发展目标;《海水利用专项规划》规划以大幅度提高海水利用规模和水平为目标, 促进沿海地区经济社会可持续发展。这无疑给膜技术应用带来极大的商机。 (2) 随着国家的执法力度越来越强, 废水排放的要求也越来越严格, 这直接涉及到企业的生存与发展。很多企业还面临着很多项目用水在增长, 一方面国家政策不允许他们通过打井等措施获取新水源, 另一方面水价又在不断增长, 这些企业只能选择膜技术进行废水回用, 这也是企业发展循环经济的需要。 (3) 廉价、高效是水处理膜的发展趋势, 膜工业的进一步产业化将对价格的调低更加有利。新型膜材料的开发和膜过程的改进将为膜技术开辟更为广阔的应用空间, 许多新型膜材料分离显著, 且能够在强酸、强碱、高温等苛刻的环境下使用, 这极大地推动着膜技术的改造和膜工业的发展。
摘要：本文通过对膜技术的分类介绍, 阐述了膜技术应用, 并总结了膜技术的发展前景。
关键词：膜技术,应用,前景
参考文献
[1] 周正立等.反渗透水处理应用技术及膜水处理剂.北京:化学工业出版社, 2005, 6.
[2] 黄维菊, 魏星.膜分离技术概论.北京:国防工业出版社, 2008, 3.
现代生物技术及其应用范文第4篇
一、证明作用
《房屋所有权证》是以政府的公信力颁发的，其目的是向社会公示房屋的所有权。公示的内容即《房屋所有权证》记载的内容应该包括：房屋归谁所有、房屋在什么地点、建筑面积、建筑结构等。以上内容若完全用文字表述，存在下列困难：
1.房屋坐落(路、街、门牌号码)在城市中的“名字”容易变动，尤其是拆迁区域及相邻地段更易变动，登记部门无法控制，给权属登记造成混乱，甚至错误。
2.房屋存续时间长，因房屋毗连或不断分割，相邻关系复杂，用文字表述较为困难，容易产生歧义。
3.房屋平面形状是权利范围的重要特征，也是房屋面积计算的依据，更难用文字表述。
利用平面图直观、可量化、不会变化等特点，用平面记录权属登记时的权利状态，可以克服上述困难。在产权证、产籍资料文字记载情况发生变化后，认定权属困难时，用房产平面图作为证据，追溯权属原状，可起到证明作用。所以证载平面图是《房屋所有权证》的组成部分，是权属登记行政行为的结果之一，具有法律效力。显然，房产测绘与产籍资料核查、权属状况调查是不能分割的。只有如此，才能保证权属证书公示信息的准确、规范，维护政府的公信力，房产平面图的证明作用更显重要。
二、天平作用
商品在市场流通时，其数量与总价有直接关系。房屋这种商品的数量就是房屋面积，与房屋总价也息息相关。显而易见，房屋面积测绘这项专业性技术工作，对房屋这种商品的数量起着天平的作用。
房产作为不动产，其数量的准确性应能经得住时间的考验;又因房屋价格高，更显其数量准确性的重要：再因房屋面积测绘成果又是房屋权属登记这种行政行为的依据之一，其确认的所有权人拥有的房产数量，应具有社会公信力。所以，房屋面积测绘是一杆不同寻常的“秤”。
我国自住房制度改革后，住房实行商品化。对每一个家庭而言，其住房不论是否买卖，都存在商品价值问题。进而言之，都存在房屋面积是多少的问题，所以，房屋面积测绘成果涉及到每一个家庭的利益。它的天平作用，要求准确、合法;它涉及到社会大多数人的利益，要求公正。
三、统计作用
政府管理一个城市必须对房屋总体情况做适时的统计，反映城市房屋分布情况及各种产别、结构、用途的房屋数量，为城市规划、旧城改造等提供决策依据，此项“房屋基本状况统计”工作是房屋权属登记机关的职责。该项工作量大面广、动态性强，必须从科学方法和现代技术来保证。该项工作的关键环节是利用房产平面图作载体，将调查结果附着在每一幢房屋上，再汇集成城市房屋数据库，根据需要进行统计与分析。
四、编码作用
当前各地权属登记部门存储的权属资料可用“浩繁”二字形容，对其管理事实上已经成为一项永无止境的信息工程。房屋信息有两个重要特征：其一，房屋信息与实地房屋存在一一对应关系：其二，房屋信息除面积差异外，个体特征不明显。所以，《房产测量规范》为解决这个问题提供了有效方法，那就是在房屋坐落之外，给房屋另起名字——地理编码(区号-图幅号-丘(地)号-幢号-单元号-室号)。这种编码具有唯一性，可准确识别房产。地理编码是通过房产平面图为载体来完成的，与房产平面图共同起纽带作用，将房屋信息与实地房屋建立起一一对应关系。
在一个城市建立完整、准确的地理编码体系，必须有完备的房产测绘作支撑，笔者认为要点有三：
1.测绘先行，分幅图覆盖城市建成区，不论房屋是否登记，各权属单元都有固定的地理编码，摆脱房屋坐落易变带来的影响。
2.必须统一，避免重叠、疏漏、规则不一，出现编码混乱会导致信息系统不稳定。
3.必须遵从编码规则，局部增减编码要符合权属登记的要求。
五、防范风险作用
近年来，部分城市建立了GIS(地理信息系统)，笔者认为，在房屋权属登记部门建立GIS，主要目的应该是防范风险。当前，司法查封、冻结的房产与日俱增，登记部门注销的产权证及遗失产权证也在不断增加，登记机构的风险不断增大，这种情况大、中城市比小缄市严重。笔者认为存在三个方面的原因：其一，信息量过大，难以监控;其二，过于依赖计算机，因计算机是硬性识别，一字之差可能铸成错件;其三，因信息量大而未能有效地关联各种信息，经常出现查此漏彼。如何有效地防范风险，是当前摆在权属登记部门最大的难题。笔者认为：
1.权属登记部门应先追求工作质量可靠，再追求高科技，在一些重要环节应该人工结合计算机。
2.信息有效地关联，是防范风险的主要方面。为此，应利用房屋位置固定不变的特点，首先，制作楼盘表，在表上给每套房屋设定一方格，方格的排列是把楼房立体排列的单元、室号转化到表格的屏面上，方格内按需求设定项目，关联信息。填表不仅仅是商品房，而是全部房屋，把既往登记发证，限制性信息全部填入楼盘表。这样就把信息关联起来了。其次，每张表记录一幢房屋的权属登记情况，通过地理编码与分幅图建立对应关系。再次，将分幅图、楼盘表输入计算机，从测绘、登记收件到审查、审批甚至发证，都可以从网上直接调阅房屋登记情况。
如此设计GIS，是将房产测绘与房屋登记信息结合起来，实现从“房屋”查询登记情况，改善单纯从“人”查登记情况的不足，实践证明，成效显著，可防范重证、遗漏限制信息、坐落易变等风险。这样设定的 GIS，当然兼备其他功能。
显然，做到这一点，对房产测绘的完整性、及时性、规范性要求很高，尤其是分幅图上的幢号不能随意变动。综上，测绘在房屋权属登记中处于基础地位，必须高度重视。
房屋权属的审查与确认，是指有管辖权的房屋产权登记机关代表人民政府，对当事人申请房屋产权登记的申报及其提交的证明、房屋产权归属和产权状况的证件进行审查，并确认是否受理其申请和是否准予其登记，及发放房屋所有权证的工作过程。
在审查和确认产权之前，当事人必须持房屋的图纸及相关资料，通过房产测绘部门，按
照《房产测量规范》和相关规定进行实地测量，测绘出房产图，获取房屋空间信息和属性信息的数据，以房产分丘平面图或房屋分层分户平面图作为房产证的附图，并准确测算出房屋面积，方可全面确认房屋的产权归属和权属界线。尤其是房产面积的测算，不能有细微的遗漏，任何差错都会给产权人带来权益上的损害，也就是说在房产测绘中，面积测算即使有1%的错误，也会给权利人造成100%的损失。所以房产面积的测算要求精确度高和达到100%的正确率。只有依据房产测绘提供的数据资料和房产图，才能正确办理房屋产权登记。
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2要求：. 负责房产测绘人员的培训与考核。经培训考试合格者发给房产测绘上岗资格证书》。负责建立测绘信誉等级的组织评议考核制度。
2. 负责制定房产测绘作业要求和技术细则，制定委托房产测绘合同格式文本、规范房产测绘管理流程。
3. 按照《房产测绘管理办法》的要求，对施测单位房产测绘成果的适用性、准确性、面积测算依据与方法等内容进行审核。审核后的房屋面积测绘成果，用于房屋权属登记。
4. 负责对房产(GIS)地理信息系统的开发与管理，审核后的房产测绘成果可作为相关数据进入房产(GIS)地理信息系统使用。负责做好房产测绘与房产基础管理的对接，为政府实施对房地产宏观管理提供技术保障。
5. 负责委托对无图无系数的房产面积测绘工作。
6. 负责统一编排房产管理号。按照《测绘法》第13条的规定做好房产测绘的备案登记工作。
7. 负责对我市1：500航测数字化房产图的动态管理进行修测、补测以及相关数据采集。
8. 配合测绘行业主管部门对房产测绘资质与设备的年审年检。 加强对房产测绘单位及执业人员的考核管理。
9. 负责组织房产测绘先进技术的推广和应用，促进房产测绘 科技水平的不断提高。
10. 负责受理对房产测绘成果及收费等相关问题的举报投诉。
三、工作程序
1. 房产测绘单位在与委托人签订委托测绘合同后，应到房产测绘管理部门办理房产测绘登记备案。
2. 房产测绘管理部门根据测绘单位申报的规划位置图，统一编排房产管理号。
3. 房产测绘管理部门根据规划位置图的坐标，用数字化仪补测到图上。相关要素变化时还需到实地测绘。
4. 房产测绘单位应统一使用房屋面积测算与分摊系统V1.0版软件，进行测算。便于测绘成果统一管理使用。
5. 施测单位对房屋面积测绘后，负责把每套房屋的分户图绘出, 供发证机关配图使用。
6. 房产测绘单位将测绘成果报送房产测绘管理部门审核。上报资料内容包括:房屋面积测绘报告书(带有作业员、审核员、领导签名和测绘单位印章)一式三份、建筑平面图低(平面图、剖面图)、房屋面积测算光盘或软盘。
7. 房产测绘管理部门按照《房产测量规范》的技术标准对测绘成果进行审核，合格后取费盖章，测绘成果生效。
8. 房产测绘管理部门将审核合格后的测绘成果，转换为GIS数据格式，进入房产(GIS)地理信息管理系统。
9.房产测绘管理部门将测绘成果输入微机管理系统。整理光盘或软盘、图纸及有关资料经审核人员签字后归档管理。 记者：这几年，厦门房产测绘纠纷一直比较突出。这次《办法》的出台，是否能够很好地解决这个问题?
专家：是的。之前存在这样的状况：开发商按照设计的图纸来预算，业主签订合同时也大多还处于图纸阶段，等房子验收后实测，便发现和图纸有区别，出现“面积缩水”问题;有些开发商在建设中途变更了设计，也会造成误差。这几年，购房人与开发商因预售建筑面积与最终产权面积差异而引发的纠纷不断。对此，过去也有解决的办法，但是处于有制度、无操作性的状态。这次出台的《办法》就有针对性地补充了房产测绘管理内容。
记者：这次如何让房产测绘变得可操作?
专家：《办法》明确了房产测绘的法定情形，规定申请产权初始登记的房屋，自然状况发生变化的房屋以及房屋权利人或者其他利害关系人要求测绘的房屋，都应当进行房产测绘。房产测绘成果，要实行二级检查和最终验收制。
《办法》还增加了公示和异议处理机制。房产测绘成果中，房屋分户面积明细表要公示。明年1月1日前，有关部门将组建一个专家组，当事人对房产测绘成果有异议的，可以委托专家组鉴定。 最近，据一些地方司法部门反映和我们检查发现，一些地方颁发的房屋所有权证上配制的房地产分户平面图，只有房屋平面图，没有标出宅基及院落用地面积、四邻界址、所绘制的图幅没有严格按照有关房地产地籍测绘要求执行。有的只是示意图，有的权证上土地使用面积一栏没有填写，很不规范，极不严肃，势必造成今后的产权纠纷，给产权管理、规划和司法部门的工作带来困难。房屋所有权证是人民政府(或其职能部门)颁发给房屋所有权人的具有法律效力的凭证，所有内容都必须认真填写。为使房屋所有权证规范化，保持其权威性、严肃性，现将有关事项通知如下：
一、房屋建筑在土地上，土地是房屋的载体，二者密不可分，房屋的所有权与土地的使用权必须一致。房屋所有权证上关于使用土地栏目必须认真填写。所绘制的房地产分户图上必须绘制房屋诸要素和使用土地诸要素。
二、根据建设部(88)城房字57号《关于加强房地产测绘工作的通知》，房地产地籍图的测绘，在国家正式标准规范颁发前，应以建设部房地产地籍平面图教材(即开封培训班教材)规定的要求作为规范，严格遵照执行。
三、请各地对房屋所有权登记发证的质量进行一次全面检查，对不符合要求的，应采取取措施分批予以纠正。
四、按照建设部(1987)城住字第24号文《关于加强城市房地产资料管理的通知》中关于：“城市房地产管理机关应按任务大小，建立相适应的房地产资料档案和房地产测绘队伍，配备适当的专业技术人员以保护工作的需要”的要求，健全测绘队伍，并保持其稳定。
现代生物技术及其应用范文第5篇
(一)促进教学观念的变化
传统的教学观念主要是“传道、授业、解惑”,它决定了教学组织形式和教学方法,即以教为主,教师是教学的中心,由教师决定教学内容、结构、教学方法及教学进度,而学生始终处于被动的学习环境中。现代化的教学方法追求教与学的合作化,以讲授引导思维,以教导激发创新,并赋予学生学习的主动性。虚拟现实教学有利于创造这样的环境,以教师为中心的授课形式将会被改变,以学生为中心的个性化教学、合作化教学和虚拟现实环境中的自我探究得以真正实现。虚拟现实正是在现代教育思想指导下,使用新技术改进教学方法的尝试。把虚拟现实技术引入到教学中,从多媒体虚拟现实系统的组织形式看,虚拟现实是非线性的网络结构,逼真的虚拟环境可提供良好的人机交互功能,在这个基础上教学内容的组织安排将特别强调由学生主动参与来构建知识结构,变学生的“被动听讲”为“主动学习”,由“要我学”转变为“我要学”。在这种情况下,教材的意义也将由传统的“教材控制”转变为“学习者控制”,教学内容外在形式的生动化与内在结构的科学化将更紧密地结合起来,这种环境将极大地促进教学观念发生变化。
(二)促进教学内容的变化
教学内容是教学过程中传递的教学信息,是学生获取知识、掌握技术、发展能力的主要源泉。多媒体虚拟现实技术的引入使教学内容无论是外在形式还是内在结构都产生了很大的变化。
1.教学内容外在形式的变化
学生的技术水平和动手能力是在实验、实训中培养出来的,在传统的实践教学中,实验课内容主要是学科性的理论验证和学会使用设备、仪器,并从中归纳、总结出规律。这些年来,随着教育技术的发展,从原来只是用录音、录像来辅助文字教材进行教学的方式发展为使用具有人机交互的多媒体技术。多媒体的信息类型有静态的、运动的、超级链接的视觉和听觉信息,媒体信息形式通过计算机的集成处理,提供了超文本、图形、图像、图表、音频、视频和动画。多媒体信息表现形式多样,对于抽象的、概括的概念和原理,除了用文字和语音协同描述以外,还可以用三维实景虚拟现实过程,对于不可视的变化、无法触摸的物体或有危险的场所,甚至自然界或现实生活中不可能存在的事件,也可以通过虚拟现实技术去展现。多媒体技术存贮信息量大,教学内容可以用最有效的方式来表现;而且,同一教学内容还可以用多种信息形式来表现,这就有利于克服单一媒体表现及难以协同表现的弊端。虚拟现实所提供的人机交互的特点尤其适用于个性化教育,因人施教、因材施教,培养高素质的综合型景观设计人才。
2.教学内容内在结构的变化
虚拟现实的应用将带来教学内容结构的变化。教学内容的内在结构就是学科知识结构设计,知识结构是学科知识间的逻辑关系,是学科内含智力因素的信息源。传统的教材及实验指导材料都是以线性结构来组织学科知识结构的,知识内容的结构及顺序都是以教为主,教学顺序性很强,学生只能在教师的讲授下获得正确的概念、原理及逻辑关系。这种形式的学习,学生对教师的依赖性很大,教材也只是一种教授材料,学生利用它学习的自由度不大,灵活性不强,难以促使学生从已建立的知识结构向新知识结构迁移。使用虚拟现实技术以后,多种媒体的信息通过网络化超链接,就可以接近人类认知特点的方式去组织和展示教学内容、构建知识结构,这种网状的信息组织方式是一种非线性结构,链是知识之间的层级逻辑关系。虚拟现实与普通多媒体是多媒体信息处理的高度集成,把信息的组织形式与信息内容呈现的多样性、复杂性结合起来,为学生提供了一种动态、开放的结构化认知形式,它既包括了学科的基本内容,又包括了学科内容之间的逻辑关系,既注重知识的形成过程,又注重知识的结构,凭借视觉、听觉、触觉信息的协调作用使教学内容的统一与灵活性得到了完善的结合。虚拟现实的这种非线性结构有利于学生进行扩散思维,联想原有的知识,获得新知识。
(三)促进教学手段的变化
1.互动启发式教学
虚拟现实有助于启发式教学的开展,在演示教学内容方面能以一种直接的信息传递方式,通过亲临其境的、自主控制的人机交互,由视觉、听觉、触觉获取“外界”的反应,提供生动活泼的直观形象思维材料、展现学生不能直接观察到的事物等,形成知识点。学生则从思维、情感和行为3个方面参与教学活动。
2.发现式教学
发现式教学是以解决问题为中心的教学形式,虚拟现实在实训教学中可以让学生进入问题存在的环境,有针对性地建构虚拟情景,引导学生进行探究。虚拟现实教学提供良好的人机交互,还允许学生出错时,自行了解错误的根由及后果,发现解决问题的方法。
3.协同工作式教学
虚拟现实教学不受空间位置和相互距离的限制,可让远距离的师生或位置分散的学生共处于一个虚拟空间中,通过共同参与,且必须具备协同操作能力才能完成某些项目的设计或训练。
4.情境式教学
虚拟现实技术具有动画虚拟现实的能力,能够把教学中的抽象概念原理、真实的实验过程等形象生动地表现出来,给学生创设真实的学习情境,帮助学生获得示范性的知识,把握概念原理的实质。
(四)实际使用
虚拟现实技术最大的优势在于场景的模拟与再现，一旦场景建成，不再受地理空间、时间的限制。可以随时随地调取已有场景信息。运用在景观教学上，主要可以用在:
一、 古建、古典园林教学板块(适用课程中西方古典园林史、西方现代景观的理论与实践)
实用意义
中国古典园林是中国传统园林的精髓，分布广泛，各有各自的特色。包括北方园林，南方园林、岭南园林、皇家园林、等众多形式。但是由于地域原因、实地考察学习是一件非常困难的任务。费时费力费钱，并不是所有人都有机会实地考察，也不是所有人一次考察就能体会到精髓。
软件功能构造
通过虚拟现实模拟可以
1) 模拟现场建筑、植物、四时、季相变化，现场实际模拟出全部景观。
2) 顶视图搭配结构分析、交通分析、功能分区、区域划分、建筑名称分布等。 3) 同时软件搭配讲解功能，讲解现场石材、建筑由来、古建结构、园林造景手法讲解(全面展示园林造景中的借景、透镜、框景、障景等)、现场全景图展示等。 4) 使用者可以通过各个角度，各个方向进行观赏。实际使用过程中所观赏不到的地方(比如鸟瞰、四时变化、)
优势分析
1) 可以经常性的游览园内场景，体会古典园林的造景手法(以往讲解仅仅局限于图片展示，我们可以模拟现场实际景观，感受体量关系)
2) 模拟现场的四季，实时变化。感受阴晴雨雪、感受植物生长对整个环境空间带来的改变。
3) 恢复已被破坏的景观，提高人们的参与性，提高可到达性。使人们不仅仅局限在人视点的观察。
4) 形象生动的讲述平时口述难以讲清的课程内容。如古建中的斗拱形式，就可以简单生动的展示给学生。
5) 提高学生的接受程度、提高课程兴趣、提高学生的参与度。
二、 景观案例学习
实用意义：
现代景观大师有相当一部分具有代表性的经典案例，而以往我们对这些案例的学习仅仅局限于平面图、CAD、以及部分的效果图。很难感受到实际的比例关系、尺度、景观效果。更感受不到一个方案从其设计构思、到场地周边环境分析、到基地分析、功能分区、再到方案形成的整个过程。 软件功能构造：
1) 将完整的方案信息进行展示，以二维或者三维的方式。介绍场地周围的大环境。同时可通过文字或者动画形式展示整个方案的历史环境，政治背景、以及其历史意义。 2) 将整个设计的骨架信息一层一层展现，包括道路、水体、节点、植物、功能分等。让学生更深入的了解。
3) 方案经典介绍。将方案的经典之处进行展示与介绍。同时进行季相、时间变化。 4) 让学生自行进行设计，之后与经典案例进行比较。 优势分析：
1) 将经典案例通过三维方式进行展示，直观形象。
2) 整合资料，将案例周边环境、历史环境进行详细叙述。 3) 深入的剖析方案的设计构思与形式。加深理解。
三、 植物认知
1) 通过动画形式对植物的基础知识进行介绍，包括树叶、树皮、树干形式名称介绍。 2) 建立植物库，模拟植物的的生长过程，対植物的科属，生长习性，搭配方式进行详细介绍。
3) 对不同科属的植物进行分类，以便植物认知。
4) 按照季相分类，常绿，落叶，观花、观果等进行详细分类。以便植物认识学习，同时便于设计中随时调取使用。
四、 通过增强现实技术辅助设计
1) 在设计领域，虚拟现实技术作为一种独特的技术手段，可以有效的解决抽象思维与其所产生的实体间的联系问题。设计师不仅能够充分发挥其艺术想象力，更能够在前期设计阶段就与实际相结合，缩短设计周期，提高设计质量，节省投资。虚拟现实技术可应用于建筑和艺术信息模型项目全生命周期的信息化管理。
2) 协助设计师科学准确分析设计信息可快速获取复杂建筑模型进行分析，为建筑师提供全局、客观的设计信息理解。
3) 辅助设计在设计过程中，会提出不同的设计方案，对未来的设计形象做多种设想，利用虚拟现实技术建立一个全面、直观、可交互、如实反映设计的三维虚拟模型，便于设计者更直观、全面了解设计，也方便设计师对某个设计细节作局部修改，并实时地与修改前的方案进行分析比较。
2.探索学习
是指通过虚拟现实技术对学生在学习过程中所提出的各种假设进行模拟,直接观察到这一假设所产生的结果或效果。这有利于激发学生的创造性思维,培养学生的创新能力。例如,利用虚拟技术,学生还可以进行温室效应的探索学习,从而分析城市建设对周边环境以及园林绿地和水体对城市小气候的相互影响,探索景观建筑设计新的研究方向。
3.实验实训
是指利用虚拟现实技术建立数字城市与风景园林技术平台,进而方便地创建如规划、建筑、照明、水景、工程机械等各种虚拟实验室,方便师生实验实训。
在虚拟景观建筑实验室里,学生可以对自己设计的景观建筑进行反复的修改和论证,并研究加入“时间因素”后的四维模拟,真实感受时间的艺术,也可以进行建筑环境的分析以及建筑物对周边环境影响的研究。在虚拟照明实验室里,学生可以研究不同电光源在不同配光方式和投光方法下的照明和景观效果,进行道路、广场、建筑、庭院、水景、树木、雕塑、溶洞等各种照明实验。在虚拟的水景工程实验室里,学生可以组装水循环系统,了解工艺流程,研究不同流量和扬程下各种喷头组合的水型效果以及配上灯光后的夜景效果。
虚拟现实的沉浸性和交互性,使学生能够在虚拟的学习环境中扮演一个角色,全身心地投入到学习环境中去,这非常有利于诸如园林工程机械操作、园林栽培和修剪等各种职业技能的训练。例如,在虚拟的园林起重机训练系统中,学员可以反复操作仿真控制设备,练习在各种用地环境下操作园林起重机的驾驶、起吊和准确落点等,达到熟练掌握相关技能的目的。而虚拟修剪系统也可以低成本地模拟修剪,掌握各类植物修剪的关键,并可直观地评价修剪后的效果。
虚拟现实技术在规划设计领域的运用已得到国内外学者的重视,在景观规划设计方面,国内研究主要集中在景观建模、可视化表达以及技术运用的介绍性研究成果。在历史文化景观再现研究中,景观所包含的历史和文化的内涵,最终都通过人们的感知而传递。作为一种利用人们的感知和构想,具有三维表现力并且富于交互性,从而可以很好地模拟现实的技术,虚拟现实技术在历史文化景观中的应用将会是激动人心的。
虚拟现实技术改变了人们只能从现实生活中获得感知的方式,通过计算机模拟人类的感知,从而制造一个虚拟世界。如果说虚拟现实技术拓展了人们的感知能力,这样一个虚拟世界则增加了人们的生存空间,改变了人们的生活方式。虚拟现实技术还提供了一种超越时间和空间约束,提供人们逼真体验的手段。从时间上说,虚拟现实技术不仅可以模拟现在存在的,再现以前有而现在不存在的,而且可以通过构想,模拟以后可能有的,甚至可以构造现实生活中不可能有的现象和体验。而从空间上来说,虚拟现实可以在甲地模拟乙地的风景,从而用户在甲地就可以体验到身处乙地的感受。这使得人们生活的空间扩大,可以得到的实践和体验增加,如果说人生的价值在于一种实践和体验,这无疑增加了人生所具有的价值。虚拟现实技术还提供了一种超越时空进行信息传递的方式,分布式虚拟现实中,人们可以与来自地球另外一端的用户相遇在一个虚拟世界中,看到彼此的表情和动作,相互进行语言沟通等。
现代生物技术及其应用范文第6篇
1 环境在线监测技术的内涵分析
环境在线检测系统具体指的是以环境自动分析仪器为中心, 综合运用自动测量技术、传感器技术、自控技术、计算技术以及专业分析软件、通信技术所组成的一个环境在线自动监测和预警体系。
目前, 环境在线检测技术已经广泛地应用于水、土地、大气、噪音和固体废弃物等各种环境污染的监测和预警中, 其所具备的连续性、及时性和自动性的环境监测功能, 为环境污染监测和治理提供了强有力的技术支持, 同时也大大促进了我国环保事业的现代化发展。
2 环境在线监测技术的具体应用
2.1 水质在线检测技术的具体应用
2.1.1 发光菌在水质毒性监测中的应用
由于发光菌具有在一定生理条件下发射可见荧光的生物特性, 并且在实验条件恒定的情况下, 其所发光的强度也是一定的, 当发光菌与有毒、有害物质接触后, 受有毒物质的抑制, 其发光强度会产生变化, 变化程度也会随有毒物质浓度的增加或减少呈线性关系, 以此反映出物质毒性的大小。在环境监测中, 我们利用发光菌的这一生物特性, 用来检测水体毒性的大小, 不仅操作起来简单、快捷, 且效率和效益都比较高。如今, 发光菌毒性监测已被广泛应用于工业废水、污水处理厂、水源水以及地下水、管道水的在线监测和预警中, 在水环境保护中发挥着重要的作用。
2.1.2 生物传感器监测技术的应用
生物传感器监测的原理是:用于环境监测的生物传感器主要用固化的生物活性物质 (比如说生物酶、核酸、抗体、微生物等) 制作成主要功能性识别元件, 通过与待检测物质产生反应 (比如发光、变色或形成复合物) , 经相对应的换能器 (光敏管、氧电极等) 或信号放大装置将反应转换成或变大成可输出的检测信号 (频率、电压等) , 最后对这些信号完成定量或定性检测。
目前, 在水污染检测中, 生物传感器监测技术应用的较为广泛, 且种类也比较多。比如说用聚乙烯醇凝胶包埋方式固定酵母联合溶解氧探头测量水溶液中的BOD等。
2.1.3 紫外荧光光谱技术
紫外荧光光谱技术的监测原理是利用了某些物质被紫外光照射时, 能够发出可以反映该物质特性的荧光, 利用这一方法我们能够有效测定溶解在水中的有机污染物。
2.2 大气在线监测技术的具体应用
2.2.1 空气中重金属的在线监测
化工产业和汽车工业的发展, 使得空气中的重金属污染逐渐加剧, 而大部分的重金属都具有较强的毒性, 同时还具有可累积性和不可降解性。空气中的重金属元素通过呼吸系统进入人体后, 会逐渐沉淀下来, 久而久之便会严重危害人类的身体健康。所以说, 大气中的重金属在线监测和污染治理是刻不容缓的。目前, 常用的大气重金属元素在线监测技术主要有电化学分析技术、X射线荧光光谱分析技术以及原子荧光技术、原子吸收光谱技术等等, 能够监测的重金属元素也囊括了Hg、Ba、Ca、Ni、Se、Ti、Fe等等。
2.2.2 空气中SO2的在线监测
我国的大气污染主要是燃煤型污染, 主要污染物则是二氧化硫、烟尘等, 其中又以二氧化硫的污染最为严重, 带来的危害也比较大, 是形成酸雨的重要原因, 所以空气中SO2 的在线监测意义重大。传统的SO2监测方式是手工取样、全天候连续采样监测, 如今则发展为仪器自动监测, 监测的及时性、全面性、准确性都有了很大程度的提升, 能够更加准确地反映空气中SO2的浓度及动态发展状况。目前, 欧、美等国家多采用紫外荧光法、紫外吸收法等监测系统, 实时监测空气中的SO2;但我国空气中的烟尘含量较高且湿度大, 国外的设备不能完全适用, 而且价格也较为昂贵, 无法广泛使用, 王丽娜等以定位电解法为基础, 研制出了电化学气体传感器, 并将之应用于测量烟气中SO2 的质量浓度, 检测结果稳定、准确, 符合国家的监测标准, 比较适用于我国空气中SO2的在线监测。
2.2.3 空气中挥发性有机物 (VOCs) 的在线监测
空气中的VOCs既是光化学污染物形成的基础物质, 也是空气细粒子中毒害有机物质的重要来源。由于VOCs的浓度较低且活性比较强, 所以其成分监测和相应浓度测量是我们分析研究它的首要前提。目前, VOCs的在线监测技术主要有激光光谱技术、飞行时间质谱技术等。
3 结语
总的来说, 我国研究与发展环境在线监测技术的时间尚短, 各地区间的在线监测水平也参差不齐, 甚至还有部分地区和污染严重的企业不具备环境在线监测的能力, 这就需要我们加强学习和研究, 结合地区和企业的实际环境状况, 尽快构建适合自身需求的环境在线监测系统, 做好环境保护工作, 走绿色可持续发展的道路。
摘要：环境在线监测技术可以尽早发现空间环境的不寻常变化, 迅速对环境污染进行预警, 并且能够实时跟踪污染源, 从而更好地为环境监管、治理提供科学的支持。与此同时, 环境在线检测技术还在一定程度上推动了环境信息网络的科学构建, 使环境监测与治理工作更加的便捷, 大大促进了我国环保产业的现代化发展。本文结合笔者在化工企业的相关工作经验, 主要对环境在线监测技术及其应用展开探讨。
关键词：环境污染,在线监测技术,传感器,发光菌
参考文献
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