序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇三維目標(biāo)論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

比如中職院校課程設(shè)置不合理，大多數(shù)院校對(duì)專業(yè)課程的設(shè)置比較重視，對(duì)其他課程，如人文社會(huì)課程、綜合實(shí)踐課程等方面的投入較少，導(dǎo)致學(xué)生的發(fā)展不均衡；教育教學(xué)管理目標(biāo)的設(shè)置不合理，使得教育教學(xué)的目標(biāo)導(dǎo)向性較差；在教學(xué)過程中與其他院校以及企業(yè)之間的合作較少，很多教師沒有實(shí)踐的機(jī)會(huì)，最終成為理論型教師，在教學(xué)過程中仍然以理論教育為主，違背了職業(yè)教育的宗旨，不利于學(xué)生的實(shí)踐能力的提升。這些都是當(dāng)前中職教育教學(xué)過程中存在的實(shí)際問題，加強(qiáng)中職教育過程中的教育教學(xué)管理，需要加強(qiáng)教育教學(xué)管理目標(biāo)的設(shè)計(jì)，踐行先進(jìn)的教育理念，將理論教育與實(shí)踐教育進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從而促進(jìn)高等職業(yè)院校教育教學(xué)水平不斷提升。

2中職教學(xué)管理三維目標(biāo)的設(shè)計(jì)與實(shí)施

2.1中職教學(xué)管理三維目標(biāo)的設(shè)計(jì)

中職院校在教育過程中設(shè)置合理的三維目標(biāo)，對(duì)于教育教學(xué)質(zhì)量的提升具有十分重要的意義，在進(jìn)行目標(biāo)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該要根據(jù)三個(gè)方面的基礎(chǔ)要素進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，一般說來要根據(jù)中職院校人才培養(yǎng)目標(biāo)、學(xué)校管理的總目標(biāo)以及學(xué)校發(fā)展的現(xiàn)狀為基礎(chǔ)進(jìn)行專業(yè)的目標(biāo)設(shè)計(jì)。學(xué)校管理的總目標(biāo)對(duì)教學(xué)管理目標(biāo)的設(shè)計(jì)是一個(gè)整體的導(dǎo)向，加強(qiáng)學(xué)校管理總目標(biāo)的合理制定，也是制定教學(xué)管理目標(biāo)的前提和基礎(chǔ)。而人才培養(yǎng)目標(biāo)的設(shè)計(jì)則對(duì)教學(xué)管理三維目標(biāo)的確定有更加詳細(xì)的指導(dǎo)作用。在制定教學(xué)三維管理目標(biāo)的過程中，需要對(duì)中職院校的實(shí)際情況進(jìn)行詳細(xì)的了解，根據(jù)學(xué)校的實(shí)際情況制定相應(yīng)的管理目標(biāo)，有更強(qiáng)的針對(duì)性。

2.2中職教學(xué)管理三維目標(biāo)的實(shí)施途徑

2.2.1加強(qiáng)課程設(shè)置的改革在課程的設(shè)置方面，應(yīng)該要根據(jù)當(dāng)前時(shí)代對(duì)人才的需求進(jìn)行全新的構(gòu)建，當(dāng)前很多中職院校在教學(xué)過程中，由于具體的管理目標(biāo)的設(shè)置出現(xiàn)了偏差，因此導(dǎo)致教學(xué)課程的設(shè)置上也出現(xiàn)了缺陷。加強(qiáng)中職院校管理三維目標(biāo)的落實(shí)，需要提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，比如學(xué)生的專業(yè)技能、人文精神面貌、科學(xué)知識(shí)等，都是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)該要掌握的技能。對(duì)此，要對(duì)當(dāng)前教育過程中的課程進(jìn)行重新設(shè)置，加強(qiáng)人文課程、科學(xué)技術(shù)課程、專業(yè)課程、實(shí)踐課程等方面的結(jié)合，使得學(xué)生掌握更多的技能。比如在人文社會(huì)課程的設(shè)置方面，可以加強(qiáng)語言課、思想政治課、體育美育課等方面的設(shè)置，使得學(xué)生可以不斷提高自己的語言能力，可以在日后的工作中奠定堅(jiān)實(shí)的語言基礎(chǔ)。在專業(yè)技術(shù)課程的設(shè)置方面，應(yīng)該要體現(xiàn)中職院校的辦學(xué)特色，對(duì)學(xué)生進(jìn)行專業(yè)技術(shù)能力的培訓(xùn)，尤其是一些動(dòng)手操作技能的培訓(xùn)，更是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中必須要掌握的內(nèi)容。專業(yè)技術(shù)課程的建設(shè)應(yīng)該要充分利用校園和企業(yè)之間的合作，利用各種資源加強(qiáng)專業(yè)課程的實(shí)踐教育，根據(jù)崗位的素質(zhì)要求對(duì)學(xué)生的專業(yè)能力進(jìn)行培訓(xùn)。最后加強(qiáng)綜合實(shí)訓(xùn)課程的設(shè)置，是實(shí)現(xiàn)中職院校教學(xué)管理目標(biāo)的重要步驟，由于中職院校教育的根本目的就是要提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，因此在教學(xué)過程中要加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)課程的設(shè)置，將學(xué)科內(nèi)或?qū)W科間相近的幾門課程相互交叉整合在一起而形成的綜合新型課程，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的綜合能力素養(yǎng)的全面培養(yǎng)，最終實(shí)現(xiàn)中職院校教學(xué)管理的三維目標(biāo)。2.2.2加強(qiáng)教學(xué)評(píng)價(jià)的改革中職教育過程中，考核評(píng)價(jià)是一個(gè)十分重要的方面，科學(xué)的考核評(píng)價(jià)體系可以積極發(fā)現(xiàn)教育過程中的諸多問題，并且采取相應(yīng)的措施進(jìn)行解決，以提高職業(yè)教育質(zhì)量。在當(dāng)前的中職教育過程中應(yīng)該要加強(qiáng)教學(xué)評(píng)價(jià)手段和方式的改革，利用一些全新的理念，對(duì)教學(xué)的目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)結(jié)果進(jìn)行全新的評(píng)價(jià)和考核，使得教師能夠及時(shí)掌握教學(xué)目標(biāo)的實(shí)施狀況，對(duì)當(dāng)前的教學(xué)管理模式進(jìn)行詳細(xì)的了解，從而采取相應(yīng)的措施進(jìn)行教學(xué)手段的變革，最終促進(jìn)教學(xué)效率的提升，同時(shí)促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的落實(shí)。在改革評(píng)價(jià)體系的過程中，可以借鑒國(guó)外職業(yè)教育的一些先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，在考核內(nèi)容方面，要實(shí)現(xiàn)多元化，對(duì)考核的內(nèi)容進(jìn)行改革，強(qiáng)化對(duì)過程的考核，考核的內(nèi)容不僅要涉及到學(xué)生所學(xué)的各種理論知識(shí)，更應(yīng)該要注重對(duì)實(shí)踐過程的考察。與此同時(shí)，還可以加強(qiáng)中職院校與企業(yè)之間的結(jié)合，構(gòu)建企業(yè)本位技能考核評(píng)價(jià)體系，對(duì)教學(xué)管理目標(biāo)的實(shí)施狀況進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià)。2.2.3加強(qiáng)教學(xué)資源的整合在教學(xué)過程中由于各種資源的整合力度不夠，因此導(dǎo)致教學(xué)效率不高，為了提高教學(xué)過程中的三維管理目標(biāo)的落實(shí)，需要對(duì)中職院校教育過程中的各種資源進(jìn)行有效的整合，比如對(duì)教師資源、多媒體資源、教材資源等都進(jìn)行相應(yīng)的整合與管理，最終可以促進(jìn)教學(xué)過程中各種實(shí)際問題的解決效率不斷提升，積極落實(shí)三維管理目標(biāo)。

3結(jié)語

篇(2)

【關(guān)鍵詞】莫比烏斯圈；主體坐標(biāo)系；從屬坐標(biāo)系；雙重三維坐標(biāo)；非三維物體；合成運(yùn)動(dòng)

一、關(guān)于莫比烏斯圈

1莫比烏斯圈的形成

莫比烏斯圈是由［德國(guó)］數(shù)學(xué)家莫比烏斯先生在150年前公布于世的.

隨后，科學(xué)家就把莫比烏斯圈定位在數(shù)學(xué)領(lǐng)域的拓?fù)鋵W(xué)分支里，其數(shù)學(xué)定義：?jiǎn)蝹?cè)的、閉路的、反轉(zhuǎn)定向的曲面.這樣的莫比烏斯圈最終只剩下一個(gè)“表面”和一條“邊緣”了.（見圖1下部和圖2）

2莫比烏斯圈與普通環(huán)圈不同

經(jīng)過觀察不難發(fā)現(xiàn)：普通環(huán)圈和莫比烏斯圈除了在制作方法和制作過程上完全不同以外，還表現(xiàn)在――如果在普通環(huán)圈和莫比烏斯圈的表面劃線并沿線進(jìn)行裁剪，其裁剪結(jié)果竟會(huì)完全不同.

當(dāng)對(duì)普通環(huán)圈的表面劃線并沿線裁剪時(shí)，能得到也只能得到――若干個(gè)與原圈等周長(zhǎng)的“窄”普通環(huán)圈，而不會(huì)得到其他種類的環(huán)圈.

當(dāng)對(duì)莫比烏斯圈的表面劃線并沿線裁剪時(shí)，其裁剪結(jié)果卻有兩種：

（1）在莫比烏斯圈表面劃一條中線并沿線將該圈剪開，會(huì)得到一個(gè)比原圈周長(zhǎng)長(zhǎng)一倍、比原圈寬度窄一半的普通環(huán)圈（見圖3）.

（2）在莫比烏斯圈表面劃2條平均分布的等距離線條并沿線條將該圈剪開，則不僅能得到一個(gè)比原圈周長(zhǎng)長(zhǎng)一倍、比原圈寬度窄23的普通環(huán)圈，同時(shí)還能在其中心部位再得到一個(gè)單獨(dú)的、比原圈寬度窄23，且周長(zhǎng)與原圈等長(zhǎng)的“窄”莫比烏斯圈（見圖4）.

（以上關(guān)于莫比烏斯圈的裁剪結(jié)果已經(jīng)成為所有中外數(shù)學(xué)書籍里，對(duì)莫比烏斯圈進(jìn)行介紹的一部分）唯此，從莫比烏斯圈和普通環(huán)圈的制作方法與裁剪結(jié)果的不同可以說明，它們并不是同類物體！

二、莫比烏斯圈不是三維物體

為了證明普通環(huán)圈與莫比烏斯圈不是同類物體，下面通過兩種不同的制作和生成該兩種環(huán)圈的方法來比較并進(jìn)一步證明.

1第一種制作和生成方法

制作普通環(huán)圈的方法如前文（1以及圖1）中描述的步驟進(jìn)行.

而制作和生成莫比烏斯圈則需要通過兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的三維坐標(biāo)系統(tǒng)（下文稱雙重三維坐標(biāo)體系）來共同完成的.

首先，看第一個(gè)三維坐標(biāo)系（xOy）（下文稱主導(dǎo)三維坐標(biāo)系）（見圖5）.其原點(diǎn)位置為O，該主導(dǎo)三維坐標(biāo)系x-y平面上有一個(gè)以O(shè)為圓心的“正圓”.該“正圓”就是莫比烏斯圈表面中心位置的基本軌跡線.

其次，看第二個(gè)三維坐標(biāo)系（x′O′y′）（下稱從屬三維坐標(biāo)系）（見圖6）.該從屬三維坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置為O′，處在主導(dǎo)三維坐標(biāo)系內(nèi)的“正圓”與x軸的交點(diǎn)上，從屬三維坐標(biāo)系內(nèi)x′―y′平面上的設(shè)定目標(biāo)可以繞O′進(jìn)行有規(guī)則運(yùn)動(dòng).但該設(shè)定目標(biāo)的有規(guī)則運(yùn)動(dòng)必須按照主導(dǎo)、從屬兩個(gè)三維坐標(biāo)系之間相互依存，對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)、位移、扭轉(zhuǎn)的特殊函數(shù)關(guān)系進(jìn)行.

必須明確的是：主導(dǎo)和從屬三維坐標(biāo)系在立體空間具體的相對(duì)位置關(guān)系上是相互平行或垂直的（見圖5，6），其中（xOy）的三個(gè)參數(shù)（xn，yn，zn）為自變量，（x′O′y′）的三個(gè)參數(shù)（x′n，y′n，z′n）為因變量，且主體和從屬三維坐標(biāo)系之間應(yīng)服從（x′，y′）=F（x，y）的對(duì)應(yīng)關(guān)系.

這就建立了具有相互依存關(guān)系的雙重三維坐標(biāo)系統(tǒng).在該系統(tǒng)里，整個(gè)從屬三維坐標(biāo)系是主導(dǎo)三維坐標(biāo)系里的一個(gè)整體運(yùn)動(dòng)單元，隨主體三維坐標(biāo)系做有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)――公轉(zhuǎn)；而從屬三維坐標(biāo)系里運(yùn)動(dòng)單元自身的運(yùn)動(dòng)，則與主導(dǎo)運(yùn)動(dòng)有著嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)受控運(yùn)動(dòng)關(guān)系――自轉(zhuǎn).因此，處在該系統(tǒng)內(nèi)設(shè)定目標(biāo)的最終運(yùn)動(dòng)形式為合成運(yùn)動(dòng).（既有公轉(zhuǎn)，又有自轉(zhuǎn)）

圖7是從屬三維坐標(biāo)系整體在（xOy）x―y平面上，沿“正圓”軌跡移動(dòng)的示意圖.（圖中未畫出0°~45°等處對(duì)應(yīng)圖形）

在圖8里有一個(gè)左邊帶小圓圈的“”形符號(hào)，該符號(hào)中的豎直線是一條起始于O′點(diǎn)，且垂直于x′軸，同時(shí)，它又是一條既平行于（xOy）z軸，也平行于（x′O′y′）y′軸的直線.另外，該符號(hào)中左邊帶小圓圈的橫線是一條既平行于（xOy）x軸，也平行于（x′O′y′）x′軸，且屬于該x′軸的一條直線，并且該直線的中點(diǎn)過（x′O′y′）原點(diǎn)坐標(biāo)O′，且垂直y′軸的直線.

下面就以圖8中“”形符號(hào)作為基本單元來描述生成莫比烏斯圈的過程：當(dāng)從屬三維坐標(biāo)系整體在（xOy）x―y平面內(nèi)繞O旋轉(zhuǎn)2°（或1°）的同時(shí)，（x′O′y′）內(nèi)x′―y′平面上過O′的直線也對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)1°（或0.5°）.當(dāng)從屬三維坐標(biāo)系整體沿（xOy）x―y平面上的基圓旋轉(zhuǎn)、位移一周（360°）回到起始點(diǎn)O時(shí)，左邊帶小圓圈的“”形符號(hào)也在x′―y′平面上繞O′旋轉(zhuǎn)半周（180°）回到起始位置O′，此時(shí)該符號(hào)卻正好被顛倒過來（見圖8）.如果將雙重三維坐標(biāo)體系中被逐漸位移、旋轉(zhuǎn)的“”形符號(hào)的空間中各點(diǎn)依次順序連接起來，就可以生成標(biāo)準(zhǔn)的莫比烏斯圈.（用“”形符號(hào)的目的是使讀者易于觀察）

由此看出：生成莫比烏斯圈必須由相互依存的雙重三維坐標(biāo)體系共同完成，單獨(dú)的三維坐標(biāo)系無法生成莫比烏斯圈.（理由一）

2第二種制作和生成方法

制作和生成普通環(huán)圈可以用下面的方式：先在主導(dǎo)三維坐標(biāo)系的x―y平面內(nèi)生成以原點(diǎn)O為圓心的“正圓”，然后在z軸的“正、負(fù)”方向上對(duì)“正圓”進(jìn)行拉伸，就可以制作和生成普通環(huán)圈（見圖9）.

制作和生成莫比烏斯圈可以這樣完成：以x軸和“正圓”的交點(diǎn)為（x′O′y′）的原點(diǎn)O′，將已生成的外表面是藍(lán)顏色的、內(nèi)表面是紅顏色的普通環(huán)圈剪開.

在（x′O′y′）的x′―y′平面內(nèi)，以原點(diǎn)O′為扭轉(zhuǎn)中心，對(duì)普通環(huán)圈的一個(gè)端頭進(jìn)行有規(guī)律的對(duì)應(yīng)扭轉(zhuǎn)，其對(duì)應(yīng)扭轉(zhuǎn)規(guī)律為：（x′O′y′）沿（xOy）在X―Y平面內(nèi)連續(xù)旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，將（x′O′y′）內(nèi)x′―y′平面上的普通環(huán)圈肌體的對(duì)應(yīng)段進(jìn)行對(duì)應(yīng)扭轉(zhuǎn)；當(dāng)（x′O′y′）整體沿（xOy）基圓在x―y平面上旋轉(zhuǎn)、位移一周（360°）回到起始點(diǎn)O時(shí)，普通環(huán)圈的肌體也在x′―y′平面上繞O′扭轉(zhuǎn)半周（180°）回到起始位置O′，該環(huán)圈的肌體表面正好被翻轉(zhuǎn)過來，也就生成了莫比烏斯圈.（圖10是電腦用此法生成的莫比烏斯圈）

從圖10中可以看到：設(shè)定目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)結(jié)果是由雙重三維坐標(biāo)體系中各坐標(biāo)軸參數(shù)之間相互影響、連續(xù)變化的結(jié)果.正是這個(gè)相互影響和連續(xù)變化，才使得莫比烏斯圈的肌體上根本無法找到二維、三維線段或曲線.唯此足可以證明：莫比烏斯圈不是三維物體！（理由二）

三、莫比烏斯圈是“非三維”產(chǎn)物

下面用圖5，6，7，8，9，10來進(jìn)一步證明莫比烏斯圈不是三維產(chǎn)物.

（1）在圖5的雙重三維坐標(biāo)體系中（xOy）的三個(gè)平面與（x′O′y′）的三個(gè)平面之間有著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系.

（2）當(dāng)圖6里（x′O′y′）的x′―y′平面上y′軸的數(shù)值發(fā)生變化時(shí)，必然會(huì)影響并導(dǎo)致（xOy）的x―z平面上z軸的數(shù)值產(chǎn)生變化（其余軸類推），最終導(dǎo)致整個(gè)雙重三維坐標(biāo)體系內(nèi)所有數(shù)軸上的數(shù)值發(fā)生變化.

（3）當(dāng)圖7中（xOy）的x―y平面上，以原點(diǎn)O為圓心旋轉(zhuǎn)，則（x′O′y′）里z′軸上的數(shù)值就會(huì)發(fā)生變化，這就必然導(dǎo)致（xOy）里各個(gè)數(shù)軸上的各數(shù)值直接或間接參與了、或發(fā)生了變化！

（4）當(dāng)圖8中的“”形符號(hào)整體沿x―y平面上繞O旋轉(zhuǎn)360°的同時(shí)，還在x′―y′平面內(nèi)繞O′對(duì)應(yīng)扭轉(zhuǎn)180°，如果連接該符號(hào)在空間相互對(duì)應(yīng)的各個(gè)點(diǎn)，就會(huì)產(chǎn)生一種空間弧線.（該空間弧線不能產(chǎn)生于單獨(dú)的三維坐標(biāo)體系.因?yàn)樵趩为?dú)的三維坐標(biāo)體系產(chǎn)生的空間弧線一定是某種對(duì)稱旋轉(zhuǎn)體表面的對(duì)稱母線，而該空間弧線則需經(jīng)受六個(gè)維度上的扭曲變形.）（理由三）

（5）這里假設(shè)圖9所生成的普通環(huán)圈外表面是藍(lán)顏色的，內(nèi)表面是紅顏色的.按照?qǐng)D10的方式對(duì)其進(jìn)行剪斷（假設(shè)剪斷處位于從屬三維坐標(biāo)系的原點(diǎn)O′），將該環(huán)圈的各對(duì)應(yīng)部分在雙重三維坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行有規(guī)律的繞O旋轉(zhuǎn)360°和繞O′扭轉(zhuǎn)180°，并最終回到O′.此時(shí)，該普通環(huán)圈已經(jīng)被變化成莫比烏斯圈.唯此可以證明：“非三維”物體可以由三維物體演變而來，條件是雙重三維坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)維度上的具體參數(shù)必須全部相互影響并參與變化.這是任何一個(gè)三維物體所無法具備的.（理由四）

由于莫比烏斯圈是在雙重坐標(biāo)體系內(nèi)生成的，當(dāng)在三維環(huán)境里對(duì)莫比烏斯圈進(jìn)行裁剪時(shí)，其被裁剪下來的部分就解除了該坐標(biāo)體系對(duì)它的“非三維”約束，其表現(xiàn)為被裁剪下來的是“窄”普通環(huán)圈；而剩余部分仍保留原“非三維”物體的基本形態(tài)，其表現(xiàn)為“窄”莫比烏斯圈.或者說：在莫比烏斯圈的肌體內(nèi)將同時(shí)存在兩種狀態(tài)――普通環(huán)圈（三維狀態(tài)）和莫比烏斯圈（“非三維”狀態(tài)），這種狀態(tài)會(huì)永久存在，且無法用人為干預(yù)的方式將其改變?。ㄏ嚓P(guān)內(nèi)容請(qǐng)查閱論文《莫比烏斯圈的反常現(xiàn)象》）（理由五）

最后引述數(shù)學(xué)泰斗談祥柏先生的判斷來證明莫比烏斯圈不是三維物體.談老曾在《數(shù)學(xué)廣角鏡》P118中明確指出：在現(xiàn)實(shí)世界中克萊因瓶是無法被制造出來的?。ㄆ鋵?shí)該論點(diǎn)的本質(zhì)是：克萊因瓶不是三維物體）數(shù)學(xué)家已證明：每個(gè)克萊因瓶是由兩個(gè)莫比烏斯圈組合而成的.而莫比烏斯圈通體圓潤(rùn)，渾身都是空間曲線，沒有一條二維直線、曲線以及三維直線、曲線.因此，莫比烏斯圈不是三維物體，而是“非三維”物體?。ɡ碛闪?/p>

四、結(jié)論

莫比烏斯圈不是三維物體，而是人類沒有完全認(rèn)知的“非三維”物體！

五、莫比烏斯圈里仍有未解之謎

是的，莫比烏斯圈里仍然存有許多鮮為人知的奧秘，莫比烏斯圈、莫比烏斯現(xiàn)象及其莫比烏斯原理也沒有得到學(xué)術(shù)界的認(rèn)可，但并不影響我發(fā)表一孔之見，我將在專題論文《莫比烏斯圈的反?，F(xiàn)象》和《重新認(rèn)識(shí)莫比烏斯圈》里進(jìn)一步闡述和探討莫比烏斯圈的相關(guān)問題.

當(dāng)然，提交本文的真實(shí)目的是渴望能得到您對(duì)莫比烏斯圈、現(xiàn)象和原理作出更權(quán)威的準(zhǔn)確詮釋和更睿智的思想升華！

【參考文獻(xiàn)】

［1］［德］莫比烏斯（1790―1868），數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家，1858年公布莫比烏斯圈.

［2］［蘇聯(lián)］伏?巴爾佳斯基.拓?fù)鋵W(xué)奇趣.長(zhǎng)沙：湖南教育出版社，1999：43.

［3］華應(yīng)龍.神奇的莫比烏斯帶.北京第二實(shí)驗(yàn)小學(xué)精品課程，2005（1）：11-15.

篇(3)

關(guān)鍵詞：空載激光掃描測(cè)量；發(fā)展現(xiàn)狀；河道測(cè)量；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TV85文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1激光掃描測(cè)量技術(shù)簡(jiǎn)介

LIDAR是LIGHT DETECTION AND RANGING的首字母組合，即激光探測(cè)及測(cè)距系統(tǒng)，它是采用單個(gè)激光脈沖量測(cè)從激光源到目標(biāo)，再回到激光接收器的時(shí)間，同時(shí)結(jié)合飛機(jī)上傳感器定位、定向數(shù)據(jù)，精確量測(cè)出被測(cè)物體（目標(biāo)）的三維坐標(biāo)。

LIDAR數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由安裝于同一個(gè)飛行器上的以下幾個(gè)部分組成：

1）機(jī)載GPS，為飛機(jī)提供精確的三維坐標(biāo)。

2） 慣性測(cè)量系統(tǒng)，為激光束提供準(zhǔn)確方向。

3） 激光發(fā)射、接收裝置。

4） 反射鏡，用于將發(fā)射的激光束反射到地面。

LIDAR數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)收集到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，經(jīng)過誤差改正、求參數(shù)等，處理后可以得到高精度的數(shù)字高程模型、三維模型。采集流程如圖1.

2 激光掃描測(cè)量技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著LiDAR硬件設(shè)備的提高，DGPS高精度差分系統(tǒng)、高精度三維姿態(tài)感應(yīng)等技術(shù)的發(fā)展，LiDAR的產(chǎn)品體積、重量都在不斷減小，工作成本也繼續(xù)下降，使得此項(xiàng)技術(shù)真正步入實(shí)用階段。經(jīng)過數(shù)多年的研究發(fā)展，LiDAR的測(cè)量精度也達(dá)到了一個(gè)相當(dāng)高的水平，其水平測(cè)量精度達(dá)到15cm，垂直精度達(dá)到10cm?，F(xiàn)在全世界范圍，已經(jīng)有三十多種系列產(chǎn)品投入使用。

2l世紀(jì)是3s技術(shù)時(shí)代，國(guó)家大力投入、發(fā)展“數(shù)字海洋”、“數(shù)字地球”、”數(shù)字城市”，同時(shí)也對(duì)測(cè)繪工作提出了更高的要求。而激光掃描測(cè)量技術(shù)，更具有高效率、高精度、全時(shí)空測(cè)量的特點(diǎn)。

目前，激光測(cè)量做為一門新興技術(shù)在測(cè)量行業(yè)正逐漸被廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)的三維空間信息采集手段相比，LiDAR技術(shù)除了較高的精度之外，它還不受天氣，太陽光照射的影響，所采集到的數(shù)據(jù)，可以很輕松的進(jìn)行分類提取，等等這些都是普通航測(cè)無可比擬的。因此，利用LiDAR系統(tǒng)，快速獲取大面積三維地物和地形數(shù)據(jù)，繼而生成數(shù)字高程地形模型已經(jīng)成為應(yīng)用廣泛的測(cè)量手段。

3在河道測(cè)量方面的應(yīng)用

由于激光掃描測(cè)量技術(shù)可以在大的測(cè)量區(qū)域提供高密度、高精度的測(cè)量數(shù)據(jù)且能夠識(shí)別重要地物，使得它在河道測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用。

河道地形測(cè)量，長(zhǎng)期以來由于江河兩岸地形復(fù)雜，條件艱苦，現(xiàn)有的陸地、船載測(cè)量?jī)x器難以有效使用，特別是在植被茂盛的山區(qū)，GPS接收機(jī)衛(wèi)星信號(hào)差，無線電傳輸距離有限，使得現(xiàn)在的GPS-RTK難以得到固定解，測(cè)量技術(shù)效率不高，若采用全站儀，通視情況又不佳，勞動(dòng)強(qiáng)度大，危險(xiǎn)性高，工作效率、測(cè)量精度也難以保障，迫切需要新的測(cè)量手段和技術(shù)設(shè)備來改變這一現(xiàn)狀。

激光掃描測(cè)量技術(shù)能夠獲得高精度、高密度的高程數(shù)據(jù)，在高精度的可連續(xù)運(yùn)行參考站技術(shù)和三維姿態(tài)技術(shù)的支持下，無需大量地面控制點(diǎn)，就可生成高精度的數(shù)字高程模型（DEM）和DTM。

水深測(cè)量部分，在激光測(cè)量技術(shù)之前，船載聲波測(cè)深系統(tǒng)是最為有效和常用的手段。LiDAR水深測(cè)量系統(tǒng)，依靠藍(lán)綠激光發(fā)射和接受設(shè)備，可以分別獲得水面和水底的高程數(shù)據(jù)。 與傳統(tǒng)的船載聲波測(cè)深系統(tǒng)相比，LiDAR測(cè)深系統(tǒng)具有很多的優(yōu)勢(shì)：首先，它不受淺水區(qū)域和陸地的影響；測(cè)深精度和幾何分辨率高，由于激光脈沖可以壓縮到很窄的時(shí)間寬度內(nèi)，向水中以納秒級(jí)脈寬發(fā)射，因此測(cè)深點(diǎn)密度高，精度高，水下地形圖質(zhì)量好；而且節(jié)約時(shí)間，它可以快速的對(duì)大面積水域進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于一些山區(qū)性河流，船只無法航行的水域，LiDAR測(cè)深技術(shù)將提供高效的服務(wù)。研究人員指出，LiDAR測(cè)深技術(shù)是一種極具誘惑力的測(cè)深技術(shù)，必將開創(chuàng)一個(gè)嶄新的局面。

4建議

激光測(cè)量系統(tǒng)的研究在我國(guó)引來了眾多學(xué)者的重點(diǎn)關(guān)注，相信不久的將來，現(xiàn)在已經(jīng)很成熟的硬件設(shè)備還會(huì)得到進(jìn)一步發(fā)展，LiDAR系統(tǒng)數(shù)據(jù)后處理軟件的研發(fā)將是又一個(gè)關(guān)鍵。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，將越來越多的應(yīng)用到測(cè)量行業(yè)中。我們應(yīng)該時(shí)刻關(guān)注此項(xiàng)技術(shù)的新發(fā)展，積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)，勇敢的創(chuàng)新，為推動(dòng)河道測(cè)量事業(yè)的新發(fā)展做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

5參考文獻(xiàn)：

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〔中圖分類號(hào)〕 G633.2 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕 A

〔文章編號(hào)〕 1004―0463（2014）17―0083―01

新一輪《普通高中思想政治課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》確定了“三個(gè)維度”的教學(xué)目標(biāo)，即知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀。三維目標(biāo)是本次新課改的靈魂與核心，但在具體的教學(xué)實(shí)踐中還有較大的困難。經(jīng)過三年的教學(xué)實(shí)踐，筆者認(rèn)為，要有效整合思想政治教學(xué)中的三維目標(biāo)，需掌握三個(gè)具體策略。

一、創(chuàng)設(shè)情境整合策略

創(chuàng)設(shè)情境整合策略就是指教師針對(duì)政治課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，通過創(chuàng)設(shè)問題情境激起學(xué)生探究的興趣，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行方案設(shè)計(jì)、收集證據(jù)、分析證據(jù)、得出初步結(jié)論，再經(jīng)過討論交流，教師價(jià)值澄清，最后得出結(jié)論，使學(xué)生在探究、體驗(yàn)的活動(dòng)過程中達(dá)到三維目標(biāo)的有效整合的教學(xué)策略。下面以經(jīng)濟(jì)生活中的“價(jià)格變動(dòng)對(duì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的影響”為例。

1.創(chuàng)設(shè)情境，提出焦點(diǎn)問題。“讓利銷售”、“降價(jià)促銷”、“吐血大甩賣”這類從廠家和商家口中喊出的字眼，其背后實(shí)質(zhì)是一場(chǎng)無硝煙的價(jià)格戰(zhàn)，作為消費(fèi)者的我們非常熟悉。假如你是企業(yè)的負(fù)責(zé)人，你應(yīng)怎么看待與應(yīng)對(duì)價(jià)格戰(zhàn)？在設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)時(shí)，教師需注意探究的問題要源于現(xiàn)實(shí)生活的真實(shí)環(huán)境，要符合學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和水平，要能激起學(xué)生的好奇心與探究欲望。

2.圍繞焦點(diǎn)問題，開展探究活動(dòng)。教師引導(dǎo)學(xué)生把各自的探究結(jié)果進(jìn)行相互討論、交流，形成初步結(jié)論，即價(jià)格變化會(huì)促進(jìn)企業(yè)調(diào)節(jié)生產(chǎn)、促使企業(yè)改進(jìn)技術(shù)、改善管理、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，促使企業(yè)生產(chǎn)適銷對(duì)路的高質(zhì)量產(chǎn)品。在這一環(huán)節(jié)中，關(guān)鍵要鼓勵(lì)學(xué)生能進(jìn)行獨(dú)立思考、要有創(chuàng)新思維，在探討中拓展思路，完善觀點(diǎn)。教師要當(dāng)好顧問與參謀，成為學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者與促進(jìn)者。

3.教師價(jià)值澄清，并達(dá)成目標(biāo)。價(jià)格變化不僅有上述三方面作用，其實(shí)價(jià)格變化還會(huì)促使企業(yè)優(yōu)勝劣汰，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置。同時(shí)教師還要引導(dǎo)學(xué)生明白應(yīng)該樹立競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)、科技意識(shí)、效率意識(shí)、企業(yè)家意識(shí)等。在這一環(huán)節(jié)中，教師要對(duì)學(xué)生的探究性結(jié)果進(jìn)行總結(jié)性、指導(dǎo)性評(píng)價(jià)，對(duì)討論的問題進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、加以補(bǔ)充，拓展學(xué)生的思路，讓他們樹立正確的情感態(tài)度與價(jià)值觀。

二、合作探究整合策略

合作探究整合策略是指在明確學(xué)習(xí)主題的前提下，教師指導(dǎo)學(xué)生在課前進(jìn)行閱讀教材、收集相關(guān)材料、撰寫小論文、撰寫演講稿等；課中小組進(jìn)行合作討論、交流反饋，然后教師再進(jìn)行點(diǎn)撥、評(píng)價(jià)而達(dá)成三維目標(biāo)的一種教學(xué)策略。這就要求教師在思想政治課教學(xué)過程中要重視學(xué)生的自主發(fā)現(xiàn)與意義重建，要提倡自主、親歷、合作與分享等的學(xué)習(xí)方式，以達(dá)成三維目標(biāo)的有效整合。以經(jīng)濟(jì)生活中“樹立正確的消費(fèi)觀――做理智的消費(fèi)者”這一教學(xué)內(nèi)容為例：教師可以確定“如何做一個(gè)理智的消費(fèi)者”這一主題，在課前布置學(xué)生閱讀相關(guān)材料并撰寫講稿，這些材料可通過查閱報(bào)紙、書籍、上網(wǎng)、問卷調(diào)查等方法收集；課中，把學(xué)生分四組討論，讓他們進(jìn)行質(zhì)疑、交流、反饋，然后在教師的點(diǎn)撥下綜合與完善講稿，并推薦一位代表上臺(tái)演講；之后，教師依次分析若干值得倡導(dǎo)的消費(fèi)原則；最后，教師做出評(píng)價(jià)，組織檢測(cè)，并虛擬條件，讓學(xué)生制定一份消費(fèi)計(jì)劃，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的消費(fèi)觀，以達(dá)成三維目標(biāo)。

三、引導(dǎo)分析整合策略

引導(dǎo)分析整合策略就是指教師通過設(shè)置先行組織者呈現(xiàn)學(xué)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析、討論，然后造成價(jià)值沖突進(jìn)而達(dá)成三維目標(biāo)的一種教學(xué)策略。此策略的目的就是要在學(xué)生的新知識(shí)與原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中建立起有意義的、實(shí)質(zhì)性的聯(lián)系，從而讓學(xué)生理解新知識(shí)的意義。而實(shí)現(xiàn)有意義的政治學(xué)習(xí)，教師可以給學(xué)生推薦相關(guān)的引導(dǎo)性材料，以幫助學(xué)生在分析、比較、歸納、推理等思維過程中建立起新、舊政治知識(shí)之間的聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)生對(duì)新知識(shí)本質(zhì)與規(guī)律的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而達(dá)成三維目標(biāo)的整合。下面以經(jīng)濟(jì)生活中“我國(guó)的經(jīng)濟(jì)制度――以公有制為主，多種所有制并存與共同發(fā)展的必要性”為例。

1.設(shè)置先行組織者。教師引導(dǎo)學(xué)生回憶初三學(xué)過的知識(shí)，即生產(chǎn)力的含義與內(nèi)容、生產(chǎn)關(guān)系的內(nèi)容、生產(chǎn)力與生產(chǎn)關(guān)系之間的關(guān)系等。

2.呈現(xiàn)學(xué)習(xí)材料。教師通過投影展示學(xué)習(xí)的目的，即以公有制為主體，多種經(jīng)濟(jì)成分并存與共同發(fā)展的原因。

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[關(guān)鍵詞] 三維激光掃描 測(cè)量誤差 精度

[Abstract] This article first introduces the measurement principle of the 3D laser scanning. After considered the effects in the ways of instrument，reflector and scanning environment，making a accuracy analysis of it.

[Key words] 3D laser scanner surveying error accuracy

0.引言

三維激光掃描技術(shù)是繼GPS空間定位技術(shù)后的又一項(xiàng)測(cè)繪技術(shù)革新，將使測(cè)繪數(shù)據(jù)的獲取方法、服務(wù)能力與水平、數(shù)據(jù)處理方法等進(jìn)入新的發(fā)展階段[1]。傳統(tǒng)的大地測(cè)量方法，如三角測(cè)量方法，GPS測(cè)量都是基于點(diǎn)的測(cè)量，而三維激光掃描是基于面的數(shù)據(jù)采集方式。三維激光掃描獲得的原始數(shù)據(jù)為點(diǎn)云數(shù)據(jù)。點(diǎn)云數(shù)據(jù)是一切后續(xù)工作的基礎(chǔ)，在數(shù)據(jù)采集過程中不可避免地會(huì)帶有誤差，為了提高點(diǎn)云數(shù)據(jù)質(zhì)量，需要對(duì)誤差來源進(jìn)行詳細(xì)的分析。1997年wallace等人研究了三角激光掃描儀的深度圖像測(cè)量原理，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了掃描物體的移動(dòng)能導(dǎo)致深度圖像測(cè)量的系統(tǒng)性誤差[2]。2000年吳劍鋒等人詳細(xì)分析了激光三角法測(cè)距的誤差[3]。

1.地面型三維激光掃描系統(tǒng)工作原理

對(duì)地面三維激光掃描儀來說，采用的是儀器坐標(biāo)系統(tǒng)，即所采集到的物體表面點(diǎn)的空間信息是以其自身的坐標(biāo)系統(tǒng)為準(zhǔn)的。系統(tǒng)以激光束發(fā)射處為坐標(biāo)原點(diǎn)；Z軸位于儀器的豎向掃描面內(nèi)，向上為正；X軸位于儀器的橫向掃描面內(nèi)；Y軸位于儀器的橫向掃描面內(nèi)且與X軸垂直，如圖1-1，由此可得點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算公式：

2.點(diǎn)云數(shù)據(jù)的誤差來源及分析

三維激光測(cè)量誤差可分為：儀器誤差、與目標(biāo)物體反射面有關(guān)的誤差和外界環(huán)境條件影響這三類。由（1）式可知，儀器誤差源于儀器本身的性能缺陷，包括激光測(cè)距的誤差（S的誤差）、掃描角度測(cè)量的誤差（誤差）；與目標(biāo)物體反射面有關(guān)的誤差主要是表面粗糙度的影響；外界環(huán)境條件主要包括溫度、風(fēng)、氣壓等因素。在一般地面三維激光掃描作業(yè)環(huán)境下，我們認(rèn)為地面三維激光掃描獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的誤差主要是由掃描儀自身的誤差引起的[4],所以我們有必要弄清楚誤差的來源。

2.1儀器誤差

2.1.1激光測(cè)距誤差

激光測(cè)距在信號(hào)處理各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)帶來一定的誤差[2]?，F(xiàn)在激光測(cè)距的原理有兩種，脈沖式和相位式。脈沖測(cè)距產(chǎn)生的誤差主要是計(jì)時(shí)誤差，相位法測(cè)距產(chǎn)生的誤差主要是調(diào)制光的頻率誤差。在儀器使用過程中，由于電子元件的老化等原因，實(shí)際的調(diào)制頻率與設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)頻率會(huì)產(chǎn)生微小的差別，該影響與所測(cè)距離長(zhǎng)度成正比，稱之為“比例誤差”；另外，由于測(cè)距系統(tǒng)距離起算中心與其安置中心不一致等原因，使得實(shí)測(cè)距離與實(shí)際距離有一個(gè)固定的差數(shù)，稱之為“固定誤差”。對(duì)于“固定誤差”和“比例誤差”，可以通過儀器檢定來確定，從而可確定激光測(cè)距誤差。

記固定誤差為，比例誤差為，則測(cè)距長(zhǎng)度為的測(cè)距誤差為:

2.1.2掃描角的影響

掃描角的影響包括水平掃描角度和豎直掃描角度測(cè)量的影響。掃描角度引起的誤差是掃描鏡的鏡面平面角誤差、掃描鏡轉(zhuǎn)動(dòng)的微小震動(dòng)、掃描電機(jī)的非均勻轉(zhuǎn)動(dòng)控制誤差等因素的綜合影響。

測(cè)角誤差對(duì)測(cè)設(shè)點(diǎn)位的影響公式為：

對(duì)于三維激光掃描儀則有:

式中為測(cè)距，單位為，，為激光對(duì)同一點(diǎn)掃描的次數(shù)。

2.1.3激光光速發(fā)散的影響

在實(shí)際應(yīng)用中，多數(shù)掃描儀系統(tǒng)都是采用基于激光脈沖的時(shí)間測(cè)量來進(jìn)行距離量測(cè)的。由于激光束的發(fā)散特性，使得激光束到達(dá)實(shí)體表面的光斑大小影響著回射點(diǎn)云的分辨率和定位的不確定性[5]。假設(shè)發(fā)射激光束成圓形發(fā)散，最終到實(shí)體表面的光斑用表示，有下式成立：

式中是與激光光束發(fā)射位置有關(guān)的距離參數(shù)。一般而言，光斑的大小是隨著掃描距離增加而線性增大的。發(fā)散的光斑大小可以由一個(gè)掃描距離的線性方程來表示。許多儀器廠家都標(biāo)定了各自系統(tǒng)的光斑發(fā)散值的大小，如Trimble GX200的光斑大小為3mm/50m，萊卡HDS3000為6mm/50m。

地面三維激光掃描儀的距離測(cè)量是沿著發(fā)射光束的中心線測(cè)定的。由于激光光束的發(fā)散使得真正的點(diǎn)位難以預(yù)測(cè)[6]。同樣由于實(shí)體掃描在之前，實(shí)體的位置和形狀也是未知的。故需要一個(gè)可靠的模型來量化光束的不確定性水平。設(shè)激光束的直徑為，角度定位變化是。由密度公式推出來的光束寬度的不確定性表達(dá)如下式:

根據(jù)密度方程的等方性和在任意維數(shù)的均值都為0的特性，由經(jīng)驗(yàn)判斷有，激光束的位置不確定性約等于1/4的發(fā)散光斑直徑。如式:

假設(shè)角度采樣間隔在和方向上是相等的。那么推導(dǎo)得到定位中心和實(shí)際目標(biāo)中心一致的可能性與采樣的間隔是有直接關(guān)系的，由密度公式:

給出中心點(diǎn)定位的標(biāo)準(zhǔn)偏移如下:

2.2與目標(biāo)物體反射面有關(guān)的誤差

掃描得到的點(diǎn)云的精度與物體表面的粗糙程度密切相關(guān)。三維激光回波信號(hào)的多值性[7]，使得不同的三維激光掃描系統(tǒng)處理的回波信號(hào)不同。以處理首次回波信號(hào)為例，目標(biāo)物體表面粗糙程度引起激光腳點(diǎn)位置的偏差 接近于物體表面粗糙極值的一半。

2.3外界環(huán)境條件的影響

外界環(huán)境對(duì)一切測(cè)量?jī)x器都會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響，熱脹冷縮會(huì)使儀器結(jié)構(gòu)產(chǎn)生細(xì)微的變化，較大的風(fēng)力會(huì)使儀器顫動(dòng)影響掃描質(zhì)量。較差的外界環(huán)境條件對(duì)掃描數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響較大。

地面三維激光掃描儀的觀測(cè)精度與掃描距離及掃描的精細(xì)程度有關(guān)，針對(duì)Trimble GX200三維激光掃描儀，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)測(cè)量主要誤差來源于測(cè)距誤差和掃描角誤差。在掃描距離為50m時(shí)的測(cè)距精度為1~2mm，單點(diǎn)定位精度為6mm。

3.結(jié)束語

三維激光掃描儀目前廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，是研究的熱點(diǎn)。本文主要研究了三維激光測(cè)量誤差來源――儀器誤差、與目標(biāo)物體反射面有關(guān)的誤差和外界條件影響。通過實(shí)驗(yàn)得知了儀器Trimble GX200的測(cè)距精度和掃描精度。

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篇(6)

[關(guān)鍵字]三維激光掃描儀 點(diǎn)云數(shù)據(jù) 三維立體模型

[中圖分類號(hào)] O348.11 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2013）-5-322-1

0前言

傳統(tǒng)的大地測(cè)量方法，如三角測(cè)量方法，GPS測(cè)量都是基于點(diǎn)的測(cè)量，相對(duì)于傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)，三維激光掃描儀技術(shù)在獲取空間數(shù)據(jù)信息時(shí)能以點(diǎn)云的方式獲取幾乎整個(gè)觀測(cè)目標(biāo)的三維坐標(biāo)，具有實(shí)時(shí)性、主動(dòng)性、適應(yīng)性好等特點(diǎn)。目前該技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域包括快速建立局部城市三維模型、古建筑測(cè)量與文物保護(hù)、逆向工程應(yīng)用、復(fù)雜建筑物施工、地質(zhì)研究、建筑物形變監(jiān)測(cè)等。

對(duì)空間信息進(jìn)行可視化表達(dá)，即進(jìn)行三維建模，通常有兩類方法：基于圖像的方法和基于幾何的方法。基于圖像的方法是通過照片或圖片來建立模型，其數(shù)據(jù)來源是數(shù)碼相機(jī)。而基于幾何的方法是利用三維激光掃描儀獲取深度數(shù)據(jù)來建立三維模型，這種方法含有被測(cè)場(chǎng)景比較精確的幾何信息。

1測(cè)量原理及其關(guān)鍵模型分析

三維激光掃描儀的主要構(gòu)造是由一臺(tái)高速精確的激光測(cè)距儀，配上一組可以引導(dǎo)激光并以均勻角速度掃描的反射棱鏡，如圖1所示。激光測(cè)距儀主動(dòng)發(fā)射激光，同時(shí)接受由自然物表面反射的信號(hào)從而可以進(jìn)行測(cè)距，針對(duì)每一個(gè)掃描點(diǎn)可測(cè)得測(cè)站至掃描點(diǎn)的斜距，再配合掃描的水平和垂直方向角，可以得到每一掃描點(diǎn)與測(cè)站的空間相對(duì)坐標(biāo)。

三維激光掃描儀發(fā)射器發(fā)出一個(gè)激光脈沖信號(hào)，經(jīng)物體表面漫反射后，沿幾乎相同的路徑反向傳回到接收器，可以計(jì)算日標(biāo)點(diǎn)P與掃描儀距離S，控制編碼器同步測(cè)量每個(gè)激光脈沖橫向掃描角度觀測(cè)值α和縱向掃描角度觀測(cè)值β。三維激光掃描測(cè)量一般為儀器自定義坐標(biāo)系。X軸在橫向掃描面內(nèi)，Y軸在橫向掃描面內(nèi)與X軸垂直，Z軸與橫向掃描面垂直，獲得P的坐標(biāo)。

精度的因數(shù)：分辨率、回波、時(shí)間、大氣影響等。通常情況下，儀器與被測(cè)點(diǎn)的距離越近、激光光斑越小、分辨率越高、回波信號(hào)越強(qiáng)，相應(yīng)的測(cè)量精度越高；反之，則測(cè)量精度越低。此外，回波還受目標(biāo)材質(zhì)的反射率和邊緣效應(yīng)影響，而溫度的變化也可令某種激光掃描儀的測(cè)距結(jié)果在x，y方向產(chǎn)生偏移。

2工程實(shí)例應(yīng)用

2.1外業(yè)數(shù)據(jù)獲取方式

外業(yè)數(shù)據(jù)采集主要包括了：儀器的架設(shè)、測(cè)量項(xiàng)目及測(cè)站的建立、測(cè)量標(biāo)靶以及點(diǎn)云掃描。其中測(cè)量時(shí)可采用自由設(shè)站的方式，也可選擇架設(shè)在一直坐標(biāo)點(diǎn)的方式，如何選擇可視實(shí)際情況而定。

2.2內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)工作主要包括了點(diǎn)云的拼接，點(diǎn)云多余數(shù)據(jù)的剔除，以及三維立體模型的建立，如圖2所示。

該實(shí)驗(yàn)應(yīng)用拓普康三維激光掃描儀進(jìn)行外業(yè)點(diǎn)云采集，選取自由架站的方式，在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時(shí)應(yīng)用其自帶軟件ScanMaster進(jìn)行了點(diǎn)云的拼接和剔除，再基于Geomagic軟件進(jìn)行三維立體模型的建立，有圖中可以看出，點(diǎn)云采集密度較好且通過軟件建立的三維立體模型完整性較好。

3小結(jié)

掃描技術(shù)不斷發(fā)展并日漸成熟，目前三維掃描設(shè)備也逐漸商業(yè)化，三維激光掃描儀的巨大優(yōu)勢(shì)就在于可以快速掃描被測(cè)物體，不需反射棱鏡即可直接獲得高精度的掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)。這樣一來可以高效地對(duì)真實(shí)世界進(jìn)行三維建模和虛擬重現(xiàn)。通過本文的研究，介紹了外業(yè)數(shù)據(jù)采集及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，對(duì)三維立體模型的構(gòu)建具有一定的參考意義。

參考文獻(xiàn)

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篇(7)

關(guān)鍵詞：水平井建模，非均質(zhì)性，塔河一區(qū)三疊系下油組

 

前 言

由于水平井在增大泄油面積、提高采收率等方面較直井具有諸多的優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于開發(fā)低滲油氣藏、薄層油氣藏、復(fù)雜斷塊油氣藏和稠油油藏。論文大全，塔河一區(qū)三疊系下油組。而水平井開發(fā)油藏儲(chǔ)層建模技術(shù)的目標(biāo)之一，就是建立能真實(shí)反映儲(chǔ)層非均質(zhì)性的地質(zhì)模型。

本文以塔河一區(qū)三疊系下油組水平井為例，在建模過程中，結(jié)合油藏構(gòu)造、沉積和測(cè)井物性解釋等資料和儲(chǔ)層非均質(zhì)性等特征，通過設(shè)置斷塊網(wǎng)格數(shù)的方式，對(duì)水平方向的參數(shù)采用不同的插值方法，使建立的三維模型既能更精確的刻畫儲(chǔ)層非均質(zhì)性，又能適當(dāng)減少網(wǎng)格單元密度，控制計(jì)算量。

1、塔河一區(qū)三疊系下油組基本地質(zhì)特征

1.1 構(gòu)造特征

圖1 塔河一區(qū)三疊系下油組構(gòu)造頂面圖

塔河一區(qū)三疊系下油組位于塔里木盆地塔東北坳陷區(qū)沙雅隆起阿克庫勒凸起南部，是艾協(xié)克南—桑塔木鹽邊構(gòu)造帶上的一個(gè)局部構(gòu)造。塔河一區(qū)三疊系下油組構(gòu)造為一長(zhǎng)軸近SW-NE向的低幅背斜，構(gòu)造南北兩翼近于對(duì)稱，南翼相對(duì)較陡，整個(gè)構(gòu)造的平面形態(tài)為棒槌狀（西部寬緩，東部逐漸變窄）（圖1）。背斜長(zhǎng)軸8km，短軸2.5km，長(zhǎng)短軸之比為3.2，閉合面積為15.61km2，閉合高度可以達(dá)到37m。

1.2 儲(chǔ)層基本特征

塔河一區(qū)三疊系下油組孔隙度主要分布在18%～25.5%之間，平均22.06%；滲透率主要集中在18×10-3μm2～5245×10-3μm2之間，平均899×10-3μm2；屬中孔、高滲儲(chǔ)層。

塔河一區(qū)三疊系下油組大部分井都打在了1小層，1小層平面上孔隙度的分布以西面和中部TK107H、TK117H、TK120H三口井周圍及其水平段上孔隙度較高；而S29-S41井沿線以北孔隙度小于18%，TK110H井周圍孔隙度小于16%，屬于低孔隙度發(fā)育區(qū)。

塔河一區(qū)三疊系下油組1小層滲透率的變化特征總體趨勢(shì)與孔隙度相似，但所不同的是滲透率值的變化差異較大，低值區(qū)和高值區(qū)可以相差數(shù)百。滲透率在TK109H、TK121H、TK118H井點(diǎn)上及其水平段上滲透率達(dá)到400～1000×10-3um2，而在東面、北面以及TK102井附近滲透率小于100×10-3um2，屬于相對(duì)低滲區(qū)。論文大全，塔河一區(qū)三疊系下油組。因此對(duì)比孔隙度和滲透率的變化可以發(fā)現(xiàn)滲透率平面差異性較孔隙度大。

2、塔河一區(qū)三疊系下油組構(gòu)造模型的建立

構(gòu)造模型由斷層模型和層面模型組成。本次油藏的斷層模型是根據(jù)“斷層線→斷層組→斷層網(wǎng)→斷層模型”的流程建立的，而層面模型是在矢量化修編的砂體頂面總體構(gòu)造特征的基礎(chǔ)上，通過井點(diǎn)處測(cè)井分層數(shù)據(jù)加以控制，采用井間普通確定性克里金插值建立的（圖2）。

圖2塔河一區(qū)三疊系下油組構(gòu)造模型

3、塔河一區(qū)三疊系下油組屬性模型的建立

常規(guī)建模方法主要應(yīng)用于直井。目前應(yīng)用Petrel軟件的建模方法一般是在平面生成頂部、中部、底部三個(gè)骨架，建立邊界圈閉、斷層方向和趨勢(shì)線來控制網(wǎng)格單元，設(shè)置網(wǎng)格單元的密度，最后對(duì)中部骨架進(jìn)行網(wǎng)格化并外推到其余兩個(gè)骨架。論文大全，塔河一區(qū)三疊系下油組。其優(yōu)點(diǎn)是基于斷層建立，添加新的層位和分層數(shù)據(jù)之后更新模型很快。論文大全，塔河一區(qū)三疊系下油組。但是該方法僅僅來源于表面的斷層信息而不是基于“面”的概念，網(wǎng)格基于平均插值的計(jì)算，網(wǎng)格單元密度是自行設(shè)置的固定值，顯然不適用于水平井生產(chǎn)層段受平面非均質(zhì)性影響較大時(shí)的建模。

本次研究中，通過設(shè)置斷塊網(wǎng)格數(shù)的方式，對(duì)水平方向的參數(shù)采用不同的插值方法，即在儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)區(qū)域，適當(dāng)提高該區(qū)網(wǎng)格數(shù)，而在儲(chǔ)層非均質(zhì)性較弱區(qū)域，設(shè)置較低的網(wǎng)格數(shù)，使建立的三維模型既能更精確的刻畫儲(chǔ)層非均質(zhì)性，又能適當(dāng)減少網(wǎng)格單元密度，控制計(jì)算量。

3.1 屬性參數(shù)概念模型的建立

選取了TK106、TK107共2口水平井，根據(jù)滲透率、孔隙度、突進(jìn)系數(shù)、變異系數(shù)的疊合（圖3），設(shè)置了不同密度的斷塊分級(jí)，建立一個(gè)水平井概念模型（圖4、圖5）。圖4中看到平面網(wǎng)格在左、中、右位置的單元數(shù)不同。

圖3概念模型物性疊合分布圖

圖4概念模型網(wǎng)格單元示意圖 圖5 概念模型的構(gòu)造模型

概念模型的孔隙度和滲透率屬性模型見圖6、圖7。

圖6孔隙度概念模型 圖7 滲透率概念模型

通過與物性平面圖對(duì)比，可以證明對(duì)水平井生產(chǎn)層段分?jǐn)鄩K劃分，能夠有效利用水平段上測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)對(duì)周邊范圍的精確控制，以此建立的屬性參數(shù)模型能夠最大程度模擬儲(chǔ)層非均質(zhì)性，更加逼近儲(chǔ)層真實(shí)屬性。論文大全，塔河一區(qū)三疊系下油組。

3.2 油藏屬性參數(shù)模型的建立

結(jié)合油藏構(gòu)造、沉積和測(cè)井物性解釋等資料和儲(chǔ)層非均質(zhì)性等特征，通過設(shè)置斷塊網(wǎng)格數(shù)的方式，對(duì)水平方向的參數(shù)采用不同的插值方法，選用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)中適用于連續(xù)變量模擬的序貫高斯模擬算法，采用隨機(jī)過程的相控建模技術(shù)模擬得到了塔河一區(qū)三疊系下油組屬性參數(shù)分布模型（圖8、圖9）。論文大全，塔河一區(qū)三疊系下油組。

圖8 塔河一區(qū)三疊系下油組孔隙度三維模型

圖9 塔河一區(qū)三疊系下油組滲透率三維模型

4、結(jié)論

本文以塔河一區(qū)三疊系下油組水平井為例，在建模過程中，充分考慮油藏構(gòu)造、沉積和測(cè)井物性解釋等資料和儲(chǔ)層非均質(zhì)性等特征，通過設(shè)置斷塊網(wǎng)格數(shù)的方式，對(duì)水平方向的參數(shù)采用不同的插值方法，使建立的三維模型能夠最大程度模擬儲(chǔ)層非均質(zhì)性，更加逼近儲(chǔ)層真實(shí)屬性。

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