发布时间：2023-03-17 18:00:57
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关键词:GIS;环境地理信息系统;空间数据库
一、环境地理信息系统的概念
环境地理信息系统(GeographicInformationSystemforEnvironment,简称EGIS)是收集、存储、管理、综合分析和处理空间信息和环境信息的计算机软硬件系统。它是GIS技术在环境领域的延伸,是GIS技术与环境监测技术、环境管理技术等各种环境信息分析和处理技术的集成。环境地理信息系统的主要功能有:
1.基本功能包括对空间和属性数据的输入、存储、编辑,以及制图和空间分析等功能。编辑功能允许用户添加、修改、删除点、线、面或修改其属性信息;制图功能可以灵活多样地制作和显示及输出各种专题地图,如污染分布图、水功能区划图、环境规划图等等,地理要素可放大缩小以显示不同的细节内容,并能够测量地图上线段的长度或指定区域的面积。
2.空间统计分析(SpatialStatisticsAnalysis)是指对空间数据库中的专题数据进行统计分析。毕业论文包括各种属性数据的集征数、离散特征数及其分类分级统计等。
3.叠加分析(OverlayAnalysis)功能允许两个或多个图层在空间上比较各空间要素和属性,分为合成叠加和统计叠加。合成叠加得到一个新图层,它将显示原图层的全部特征,交叉的特征区域仅显示共同特征;统计叠加可以统计一种空间要素在另一种空间要素中的分布特征。对不同的图层进行叠加分析,从而获得各种感兴趣信息,如利用类型叠置分析获取新的类型。如土壤图与植被图叠置,以分析土壤与植被的关系,可以计算某一区域内的植被类型的数量及面积,即通过对同一地区、相同属性、不同时间的栅格数据的叠置,可以分析由时间引起的变化,通过与所需提取的范围的叠加运算,快速地进行范围内信息的提取等。
4.缓冲区分析(BufferAnalysis)是GIS的基本空间操作功能之一。例如,某地区有危险品仓库,要分析一旦仓库爆炸所涉及的范围,这就需要进行点缓冲区分析,结合与居民地图层的叠加分析,可以获取需要疏散的人口数等等。
综上所述,空间分析是地理信息系统软件的核心,空间统计分析、叠加分析、缓冲分析等功能为环境地理信息系统提供了强大的环境分析功能与广阔的应用空间。随着其功能的不断完善和发展,环境地理信息系统将为环境各部门提供一个功能强大的空间信息服务和管理工具,成为各部门日常工作不可或缺的工作手段。
二、环境地理信息系统的具体应用
由于环境地理信息系统具有强大的信息服务和管理功能,具有广泛的应用范围。具体体现在两个方面,一是它可以应用在环境管理的各个环节,如区域环境规划、环境监督管理、区域环境监测及环境评价研究等;二是它可以广泛应用在国家、省、市等不同层次的管理。下面简单介绍一下它的具体应用。
1.电子地图使环境管理工作变得轻松直观
由于采用空间数据和数据库挂接,改变了传统的信息管理方法,地图由传统的静态纪录变为信息丰富多样的动态的电子地图,实现了数据可视化。它使环境主管部门对各种环境要素的管理变得直观、简单和轻松。如通过直接对地图要素进行查询,可以获得环境监测点位、污染源等的空间分布及其与环境敏感区域的空间关系等信息。可以对各种环境数据进行综合的统计并分析以及采用直观的丰富多样的表现方式进行展示,为环境决策提供科学快捷的支持。
2.强大的环境规划手段
区域环境规划是EGIS应用发展的重点领域之一,目前基于EGIS的环境规划模型还处于深化研究阶段,将环境应用模型与GIS集成为一体,可以为环境规划提供更强大的技术手段。由于应用EGIS能够更好地考虑和评价建设项目对环境的影响,因此在建设项目的环境评价中得到广泛应用。
3.危险物运输管理
借助GIS的运行路径选择功能,可以对危险物转移运输线路进行优化选择,能避开人口集中居住区、饮用水源地等环境敏感区域制定运输计划。并可以通过GPS对危险物的运输线路进行实时监控。
4.环境模型模拟分析
环境模型在环境决策中有着重要的作用,如可以通过模型模拟出污染事故发生后各个时间的扩散情况,为决策提供科学的参考依据。硕士论文常用的模型主要有大气扩散模型、1维水污染扩散模型、2维水污染扩散模型等等,实现各种模型的模拟结果的生成、2维和3维的显示等功能。
5.为数字环保提供技术平台
数字环保是最近提出来的终极环境管理系统,它是继数字地球概念提出以后,环保领域提出的新概念,它将是未来十年环保领域信息化建设的终极方向,EGIS作为数字环保的基础平台,将能够为用户提供实时动态环境信息服务,也能够为环境管理者提供决策信息,逐步控制污染,改善环境状况,提高人民生活水平。三、国外环境地理信息系统的研究重点
1.数据采集的技术比选
当前环境管理决策要求EGIS提供的数据种类及其范围都在不断扩大,同时信息采集技术也有了很大的发展,包括GPS技术、视频技术、高清晰卫星图像、实时环境监测技术等等。这些实时信息采集系统都有很多传感器,包括空气质量、温度、气压及水质等等。如最近微软公司正在基于VirtualEarth开发一项新技术,用户可以在地图上搜索大量的实时信息,如道路拥堵情况、天气状况、空气质量,甚至是汽油价格等等实时信息,这需要大量的传感器采集空间及其相关的实时信息,这无疑会推动更多的数据采集技术的开发。
2.EGIS与环保信息化之间如何协调发展可以预计未来五年内EGIS将会与环境信息化越来越紧密地集成起来,发挥良好的社会经济效益,大大提高现有的环境管理与决策水平。二者的紧密集成还需要研究以下问题:
1.制定所需空间数据及环境数据的标准,以保证系统的扩展性与兼容性;
2.空间数据的获取渠道以及更新途径,以保证系统的可用性及可靠性;
3.研究以何种方式进行有效集成,并分析这种方式的可行性;
4.研究环境信息与空间信息及其分析、模拟结果的综合表现方式;
5.建立示范项目以便分析和测试集成的效果。
3.海量空间数据库管理技术
随着空间信息与环境信息的积累,EGIS的数据库的维护会变得越来越重要,新的数据采集技术可能会使数据量以几何级数增长,海量数据的存储与维护是要继续研究的课题。如:采用什么技术来实现空间数据的更新与历史数据的备份?如何实现新旧空间数据的合并和统一?如何利用数据挖掘与信息抽取技术来更好地发挥数据的利用价值?遥感数据如何才能得到有效的利用?等等。
四、发展环境地理信息系统的策略探讨和建议
随着国外EGIS技术的逐渐成熟和数据采集技术的快速发展,建立环境地理信息系统的条件开始逐渐成熟,而且将成为我国发展GIS的重点领域,从GIS在我国近几年的发展领域也可以看出这种趋势。当前我国有关部门已经开始着手进行环境地理信息系统的开发,并进行了一些有益的尝试,如广东省环境信息中心开发的珠三角水环境信息管理系统等,但鉴于我国GIS基础工作薄弱,特别是基本的空间信息数据库尚未建立,因此EGIS的开发费用十分巨大;加上EGIS的发展涉及众多部门和多种技术,因此有关部门应当重视和开展我国EGIS的发展策略研究。
发展EGIS应当采用“统一规划、注重基础、紧密跟进、高起点开发、协调发展”的发展策略。
1.统一规划。由于EGIS的发展不但涉及众多环境部门,还包括与其他各级政府管理部门(如土地管理、环保、环境管理等部门)之间的信息交流;同时又涉及多种信息技术,而信息技术发展的速度十分迅速,为了降低空间数据资源采集和管理的成本,为了适应未来发展的需要,必须在多方部门的参与下,统一规划和构建EGIS的发展框架。
2.注重基础。由于我国GIS发展基础薄弱,数据基础是系统生命力的关键,失去了完善可靠的基础数据的支撑,系统的功能再强大也不能发挥其作用,因此要在统一规划的思路和明确的发展框架下,不断加强基础空间数据库和基础环境数据库的积累与建设。
3.紧密跟进、高起点开发、协调发展。职称论文在技术上紧密跟进国外先进的GIS技术,高起点进行系统开发,与我国的信息产业发展速度相协调,共同发展适合我国国情的EGIS。
当前我国各地许多部门虽然已经开展了EGIS的研究与开发,但这些开发均是出于本部门的需要,很少考虑到将来部门之间的数据交流和共享,加上没有全国性的EGIS发展框架和数据标准,数据的通用性将成为
影响EGIS开发的关键因素,建议有关部门及时组织开展EGIS发展体系和框架标准的研究。
五、结束语
地理信息系统是近二十年来迅速发展的信息技术的重要组成部分,它的应用已经从早期的矿产资源管理拓展到与空间地理相关联的更广泛的领域,特别是在环境领域,原有的多种环境信息处理技术(环境模型、环境规划分析)正在与地理信息系统融合,逐渐形成具有强大功能并具有环境特征的地理信息管理系统,即环境地理信息系统(EGIS)。它将成为各个环境管理部门日常信息处理不可缺少的新工具。它将彻底改变传统的信息处理方式。可以说它是环境管理进入信息时代的标志。
参考文献:
镇江市基础地理信息管理与服务系统的建设，是一项复杂而又艰巨的信息化工程。使用大型数据库管理系统Oracle来管理空间和属性数据。对于空间数据，使用ArcSDE做为中间层服务管理空间数据，实现多源数据的无缝集成。通过空间数据库管理系统将分别建立的基础地形数据库、数字影像数据库、测绘成果数据库、控制测量成果数据库、元数据库、系统维护管理数据库和其他专题数据库进行统一的管理。各种比例尺、各种类型的空间数据库的空间数据能够相互套合、相互叠加，形成集成化的空间数据库。在地形数据库中进行更新操作时，任何外部数据入库和数据库数据的修改都必须首先在工作库中进行，检查无误后才能从工作库更新到现势库，同时把更新对应的原始数据导入到历史库形成数据库数据更新历史库(如图2所示)。
2系统功能实现
1)测绘成果管理子系统测绘成果管理子系统是帮助测绘成果数据管理人员灵活、方便、快捷地管理及使用测绘成果数据，通过统一的界面操作不仅能够实现对测绘成果数据的录入、修改、删除和提取等一般操作，还可以有效地查询和统计测绘成果库的数据信息。其管理的数据内容包括DLG，DEM，DOM，DRG(4D产品)等标准图幅数据，零星图、竣工图等非标准图幅数据，以及控制点测量数据。系统主要功能为数据的入库、更新、删除、检索、浏览、提取，以及实现相关表、参数的配置。测绘成果管理系统将测绘成果数据按测绘任务和数据类型进行建库管理，并提供方便、快捷、直观的数据检索提取功能，主要包括:测绘项目管理、测绘成果管理、测绘成果检索、成果管理配置、控制测量成果管理等(如图3所示)。图3测绘成果管理子系统功能结构图Fig．3Mappingresultsmanagementsubsystemfunctionalblockdiagram2)空间数据管理子系统空间数据管理系统基于流行的GIS平台(ArcGIS)开发，是提供GIS数据浏览、数据检索、元数据检索、数据分析、制图打印、DEM数据浏览等功能的数据管理平台(如图4所示)。图4空间数据管理子系统功能结构图Fig．4Spatialdatamanagementsubsystemfunctionalblockdiagram空间数据管理系统是整个系统中最核心的部分。它以空间数据库为核心，实现数据质量检查、数据转换、数据入库、数据整合、数据更新、数据浏览(包括历史数据)、数据库管理等系列数据管理功能;对发生在诸如接收来自生产体系的数据源，向用户服务平台、产品开发平台提供成果数据，在数据库管理等事件过程中的所有数据流转和数据处理的操作进行统一管理;为前端用户服务平台的信息、数据分发、数据交换中的数据交接等环节提供数据保障和技术支持;为综合利用的产品开发平台提供数据资源，并支持对基础空间数据库进行数据挖掘和深层次开发应用;为数据生产体系提供原始数据的供应保障和成果数据的质量监理和入库管理;为不同来源、不同格式的数据提供数据转换功能。3)系统子系统数据系统通过ArcIMS构建GIS网络，提供元数据目录、目录搜索、GIS数据和元数据获取服务、地名词典服务以及网络制图服务。可以定制ArcIMS服务，从GIS库和测绘成果库中提取相应数据快照，生成ArcXML文件，与客户端进行交互，实现网络GIS的数据浏览与元数据功能(如图5所示)。4)系统配置子系统对于任何一个大型的信息系统来说，系统维护都是一个必不可少的方面，用于整个基础地理信息系统的日常维护管理，需具有特定权限的系统管理员才能登录和操作，整个系统包括用户功能权限管理、符号管理、数据树图管理、系统参数管理等。系统维护的目的是保证整个系统正常而可靠地运行，并能使系统功能不断得到改善和提高。本子系统功能结构如图6所示。
3关键技术
3．1多源、多尺度数据的集成
地理空间数据具有不同比例尺、不同数据类型等特征，本系统通过建立统一的数据交换标准来约束并规范已有的各类地理信息系统以达到空间数据共享、降低数据维护成本，以及保证数据获取、更新、建库、产品制作、分发服务以及质量控制等过程的科学性和高效率。采用对象－关系数据库(如Oracle)结合空间数据引擎技术(SDE)对空间数据进行分类组织、分级存储，形成了一个空间数据的金字塔结构，并建立多源、多尺度空间数据之间的几何关联关系，实现空间数据的无缝拼接与漫游。
3．2元数据技术
元数据库是对基础地理信息资源的描述，是镇江市基础地理信息管理与服务系统数据库之间沟通的纽带，主要负责在数据流转的各个环节中对数据进行处理、整合等操作所产生的信息进行管理。结合建库的实际需求，本系统的元数据分为“标准元数据”(或者基本元数据)和“成长元数据”(或者扩展元数据)。元数据对海量数据的管理起着至关重要的作用，它的实现为满足社会各行业用户对各类空间地理数据的需求提供了高效、可靠的手段，同时为实现网络环境下空间数据共享提供了技术支持。
3．3数据更新与历史数据管理
数据更新是一个繁杂的过程，必须有效地处理好现势数据和历史数据之间的关系，以及数据更新时的并行和冲突问题。本系统建立了完善的数据更新机制，实现了图幅级和要素级两种数据更新模式。另外，采用数据库增量模式、版本技术和数据库迁移技术来管理多个时期的历史数据，保证了基础地理信息数据库的现势性、完整性和准确性。
4结束语
一个省级的基础地理信息系统不是简单的计算机软硬件系统，而是基础测绘管理工作的重要内容，必须有相应的行政管理体系与技术标准体系与之配套。因此，广西基础地理信息系统主要由计算机硬件及网络环境、软件环境、技术标准体系、管理体系、数据库等构成。
1.1计算机硬件及网络环境
广西基础地理信息系统将以广西基础地理信息中心作为网络中心，其它各测绘院、机关、测绘管理处、质量检查站等为网络节点，构成一个C/S网络结构。硬件以微机为主，网络中心使用部分服务器及工作站，设备包括绘图仪、扫描仪、打印机、光盘机、磁带机、数字化仪等。
1.2软件环境
系统软件采用技术成熟、应用广泛的软件，如UNIX、WINDOS95、WINDOWSNT及数据库管理软件。基础软件平台应选择国产软件，这对于将来的应用开发、数据安全及促进我国地理信息产业的发展均具有重要意义；在目前国产软件暂时不能满足要求的情况下，可先使用成熟的商业软件（如ARC/INFO,GENAMAP等），但需要保证数据将来能移植到国产软件平台。应用软件（数据采集、数据处理软件、图形图像处理等）宜采用成熟的国产化软件，如武汉测绘科技大学的数字摄影测量系统Virtuozo及测量平差软件包、中国测绘科学研究院的微机数字摄影测量系统、国产矢量化软件GEOSCAN、MAPVECTOR等；部分应用软件自己开发，但要避免低水平的重复开发现象。
1.3技术标准体系
系统应具有统一完整的技术体系，如数据采集标准、数据交换标准、数据建库标准、数据质量检查与控制标准、数据更新标准、数据使用标准等。技术标准应采用相应的国家标准和行业标准，当没有国标和行标时，可按国标和行标的建标指导原则建立自己的标准。此外，还应有一批训练有素的技术干部作为系统的支撑。
1.4管理体系
严格地说，广西基础地理信息系统是为满足现代基础测绘管理需要而建立的一套现代化的测绘管理系统，因此必须根据现代计算机网络及办公自动化的特点，建立一套新的管理体系，包括测绘行业管理、生产管理、质量管理、技术管理、成果管理、数据安全管理、数据版权管理等。
1.5数据库
数据库是系统的核心。广西基础地理信息系统的数据库部分包括：
管理数据库：行政办公、人事档案管理、财务管理、测绘行业管理、质量监督管理、测绘生产管理、技术管理等数据。
技术数据库：所有的技术标准、设计书、技术文档说明等。
1/25万数据库：是全国1/25万数据库的分库，包括地形、地名、数字高程模型、景观影象四个部分。
1/5万数据库。
1/1万数据库及基础数字地面高程模型。
1/5千数据库（重点地区）。
数字正射影像库。
大地测量成果数据库。
地名数据库。
境界数据库：包括国界、省界、地区界、市界、县界、乡界、村界、屯界等。
其它专题数据库：如综合区情地理信息系统(9202)专题等。
3广西基础地理信息系统的建设方针
广西基础地理信息系统的建设拟本着“总体设计、急用优先、重点优先、成熟优先、分步实施”的方针，综合利用地理信息系统（GIS）技术、办公信息系统（OIS）技术、计算机网络技术以及多媒体技术等技术手段，进行系统建设。同时，系统的建设要高起点并切合实际，以保证系统有较长的生命周期及良好的可扩展性。因此，该系统建设强调以下三个原则：
3.1实用性
确立以满足现代测绘管理工作为主要目标的思路。从实际出发，以解决实际应用问题为主，这样容易见效益，也使得系统自身能获得滚动发展和不断完善、扩充、更新的能力。
3.2先进性
当前，国内外地理信息系统技术应用已取得了一定的经验，因此，本系统的建设在技术方案、系统设计、运行管理等方面应具有一定的先进性，系统的开发建设应采用软件工程学所倡导的开发模式及最新的理论、技术和方法，系统的设计应采用可视化技术、数据流与控制流集成化、软件功能部件化等最新分析设计方法，同时，考虑到系统的发展完善，系统的软硬件配置将具有一定时期的先进性；另外对系统的运行管理要有较高的要求，以保证系统具有一定的先进性和较长的生命周期。3.3可扩展性
根据客观情况，广西基础地理信息系统的建设将是一个不断完善、逐步提高的长期发展过程，这样就要求系统具有较强的可扩展性。
事实上，广西基础地理信息系统的建设已经有了一定的基础：广西测绘局全局的数字化测绘生产已基本形成规模，计算机的使用已比较普遍，局属各单位基本上都建立了自己的局域网，各级领导对此已有一定的认识，1996年成立的广西基础地理信息中心已经从整体上考虑这方面的有关问题。只要领导重视，各方面共同努力，此项工作会取得较快的进展。
4须重点考虑的几个问题
广西基础地理信息系统的建设，在技术方面已基本成熟，只要遵循上述提出的“总体设计、急用优先、重点优先、成熟优先、分步实施”的建设方针，系统建设工作可顺利开展。在实施过程中，须重点考虑如下几个主要问题：
4.1经费投入问题
系统建设需要大量的经费投入。一方面，广西基础地理信息系统属于基础测绘项目，部分经费可从基础测绘经费中投入。另一方面，系统建设工作属科研项目，应投入部分科研经费。部分专题数据库建库经费可从专题经费中解决（如9202工程）。类似如地名数据库、境界数据库这样的专题建设费用可联合其它有关部门共同解决。
4.2管理问题
现代技术发展给测绘管理工作提出的挑战是不可避免的，与其被动地接受，不如主动地迎接。广西基础地理信息系统的建设，必定给测绘局乃至测绘系统的行政管理、生产、质量管理、测绘成果管理等带来重大变化。如测绘成果提供方式由现在的模拟产品方式向数字化产品方式过渡，再如数字摄影测量技术将使现在航测生产方法彻底改变，在相当长的一段时期内，模拟测绘产品与数字化测绘产品并存等等，其中有一系列问题需要研究和探讨。
4.3人才问题
技术的发展和应用离不开高素质的技术人才。测绘行业过去一段时期人才流失比较严重。新技术的发展与应用一方面可锻炼和培养人才，另一方面可吸引人才，给技术人才以用武之地。
4.4数据版权问题
模拟的测绘产品版权问题较好解决。受法律不健全、法制观念淡薄等客观条件的影响，数字化测绘产品的版权问题亟待解决，因为数字化产品一经提供，可以轻而易举地进行复制。要解决这个问题，除了法律外，还需要制定一系列的管理规章制度，如“权威数据审查制度”，当项目设计者提交设计成果时，同时应提交所使用的基础数据的来源证明，以限制数据的非法使用。
实现集成化，首先要了解铁路行业工程地质勘察特点和工作程序。图1比较客观地反映了铁路工程地质勘察所要经过的工作流程。它包含了外业调查和内业整理两部分工作，两者有时需要交叉进行。图1中显示，铁路工程地质勘察涉及的工序较多，过程较为复杂，服务的专业较多，满足的要求也不一样。
2工程地质勘察信息
集成化的前提应是信息化。实现系统集成化的途径就是要以信息为纽带，通过信息的传递和作用，贯穿勘察整个周期。因此，信息的组织和管理在集成化中起着关键作用。一般工程地质信息包含的内容是多方面的。就铁路工程地质勘察而言，按工序可分为前期信息、中期信息和后期信息。前期信息多为指定性和任务性信息，包括勘察大纲、各种勘探点事前指导书(任务书)、岩土水试样试验委托书等;中期信息一般为中间成果信息和过程信息，有勘探点成果图表、野外调查的观测点表、岩土水试验报告、物探报告等;后期信息以成果文件为主，含工程地质平面图、工程地质纵断面图、各种类型的汇总表、计算表单、各类工程勘察报告或说明、工程地质勘察总说明等。总之，信息十分庞杂也十分多样化。集成化的目的就是为了信息的有效利用、有效管理。为了达到集成化，就必须实现铁路工程地质勘察过程信息化，信息化的前提显然就是信息必须存储。因此，首先着重考虑了各期信息存储的方式和内容、信息传递途径以及信息作用的方式。
2.1信息存储
工程地质勘察有关信息类型无外乎有3种:文本型信息、数值型信息和图形信息。不同信息存储的格式和目的有所不同。而且实际工作中，需要将不同类型信息整合在一张表上，如勘探事前指导书，既含文本型信息，如技术要求，又有数值型信息，如孔深、里程、坐标;观测点表和岩心鉴定表中既含文本信息，如地层描述，又含图形信息，如素描图和岩心柱状图。
2.1.1文本型信息
文本型信息包括word、excel及txt格式文件，多是一些描述性和说明性的信息，它必须与其他数值型和图形信息一起使用才有意义。存储的目的主要是便于以后查询、浏览以及与其他信息合并组成一种规定的格式，以便整体输出。
2.1.2数值型信息
数值型信息主要包括数字、术语、符号和excel格式文件，这类信息用途最广。存储的目的是为了后期查询、核对、纠错、调用、汇总、统计、计算时方便调用。哪些信息需要按数值型信息存储是根据后期需要来确定的。
2.1.3图形信息
图形信息包括照片、CAD图等。存储的目的是为了后期调用、修改，同时也为了与数值型信息和文本型信息有关联性，如一张照片的里程位置，CAD图中所涉及的勘探信息、计算结果等。
2.2信息传递
各部分相互间的联系就是通过信息传递来完成的。信息传递既有单向的，又有双向的。需要信息传递的内容均设为单独字段。单向传递的多为文本信息，如描述性的内容;双向传递的多为数值型信息，如里程、坐标、试验数据等。图形信息既有单向的，如平面图中的符号、小柱状图等;也有双向的，断面图中的静探分层等。单向信息传递按工作流程设计，其目的就是为了简化人工干预、提高工作效率和准确性，为此，可以设置信息字段的继承性、递增性，避免重复输入。双向传递是根据后期信息结果反馈给前期信息库进行核对和修改，然后再返回到后期信息。如砂土的定名、黏性土的稠度、粉土的密实程度和潮湿程度等，野外定名和试验室定名有时不一致，就需要根据试验室定名来修改野外定名，即根据试验室定名自动修改前期相应字段内容。平面图勘察点的里程、坐标换算、顺号、换号等也是信息双向传递的典型例子。
2.3信息作用
信息作用和信息传递是分不开的。大部分字段都是根据信息作用设置的，如钻探事前指导书中设定孔深、是否取样等为单独字段，就是为了实际完成后进行核对是否按指导书要求的孔深进行，是否进行了取样。信息的主要作用反映在后期信息处理上，如统计、汇总、滑坡计算、沉降计算、湿陷计算、节理统计、赤平投影等。
3系统介绍
3.1系统概述
系统建设的目标是建立和铁路勘察工作业务流程相符合的工程地质信息管理与应用系统，以数据管理为核心，包含野外勘察、资料整理、资料提交等内容，实现项目内数据库管理、平面图编辑、断面图编辑、统计分析、计算评价、专业接口等功能，使系统实现集成化、信息化和智能化，提高工作效率和工作质量。
3.2系统功能架构
本系统包括了工程地质勘察所需的大部分功能，从数据录入到提交相关专业的数据接口，都在本系统内完成。为保证与项目有关的内容都能方便管理和查询利用，系统设计时就按上节讨论的信息内容依据不同的目的和用途放入数据库中进行管理。基于集成化的考虑，本系统主要包含了项目管理、数据录入、数据管理、平面图编辑、断面图编辑、计算分析、统计汇总、辅助工具、出图管理、接口管理等模块组成(图2)。其中的计算分析工具也将大部分常用的工程地质计算方法，如赤平投影图，纳入到系统中，以便充分利用数据库进行有关分析计算(图3)。
3.3系统集成特点
3.3.1勘察管理功能的集成
(1)项目管理系统实现对项目内的信息按勘察设计阶段、勘察起始时间、勘察分段、方案勘察进行分类管理，具体的应用都是在方案下进行的。同时考虑了其他项目资料、其他段落资料、其他方案资料的引用管理。也考虑了不同段落、不同人员、不同方案下资料的归并管理。通过各种项目管理方式，可以实现一条铁路线的工程地质勘察信息一体化，方便勘察信息的归档管理。该系统的项目管理方式也是类似软件中首次使用。(2)数据管理系统基本将整个勘察过程中发生的所有资料进入数据库并进行有效的管理，数据库包括了现场信息数据库、勘察点数据库、土工试验数据库、设计文件数据库、工点资料数据库、平面图和断面图数据库等。值得一提的是，系统首次将现场管理、内业资料整理、分析计算、统计汇总、出图管理、数据接口等进行了集成。实现了对野外勘察工作中有关工序文件的管理，包括钻探事前指导书、试坑事前指导书、原位测试事前指导书、物探事前指导书、土岩水试验委托书等;实现了各种图的图纸选择、自动分页、批量出图的管理。
系统中设计图形编辑的内容很多，包括岩芯鉴定表、原位测试成果表、观测点表、平面图、断面图、剖面图等。前两种在自主平台上实现图形编辑和生成，彻底避免了过去在AutoCAD下出图顺序难调、批量出图困难的缺点，也方便了资料的顺序归档。观测点因编辑量较大，主要依托AutoCAD进行编辑，然后依靠系统生成pdf图，实现批量生成和出图。平面图和断面图编辑主要是利用AutoCAD功能，充分利用勘察点数据库，实现图形的部分内容自动填绘，图上查询数据库，智能连层，并到达断面图接口数据生成的目的。总之，图形编辑的集成是信息化的基础上进行的，是靠信息的传递实现了图与数据库的有效串通。
3.3.3分析工具的集成
分析工具由计算、统计、汇总、分析四部分组成。计算包括滑坡计算、地基沉降计算、桩基计算、黄土湿陷计算、液化判定、盐渍土计算等功能，后三种能实现成批计算，并将计算结果放入相应勘探点数据库，以便后期统计、汇总。统计有工作量统计、节理统计、地基土的物理力学参数统计等。分析主要为赤平投影图。
3.3.4专业协作功能的集成
(1)与勘探和土工试验的协作勘探包括钻探、试坑、原位测试等内容。勘探作业人员可以只录入最原始的数据，后期由地质人员根据需要进行整理，这样就保证了数据的真实性，也方便了在此基础上的二次分析整理。更重要的是提供了各种勘探成果图表的生成和输出功能。地质人员可根据实际需要，调整静探分层位置，重新计算各层参数等。系统明确了土工试验数据的接口标准，依据试验结果，自动对勘探数据进行校核。依据事前指导书和试验委托书，对勘探取样数量和质量进行比对，以方便地质人员监控勘探质量。(2)与上、下游专业的协作系统提供了对其他专业提供图纸的一系列数字化处理功能，从而使地质专业在同一张图纸上进行本专业的工作，并确保空间上的统一。同时，随着上游专业图形的变动而变动，如线路方案的调整引起的各种地质内容里程的变化。地质专业产生的成果提交给其他专业时，同时提交标准格式的数据接口文件。
3.3.5行业标准的集成
铁路工程地质勘察不仅要执行铁路行业制定的规范标准，而且还要针对改移公路、房屋建筑执行公路行业和工民建地基勘察相应的规范和标准。因此，本系统在基础数据录入、图形的生成也一并进行了考虑，用户使用时根据需要选择即可，无需再用其他软件完成。最重要的是实现了数据的共用。
3.3.6系统设置的模板化
模板化也是系统集成化的一种体现。本系统秉承系统设置模板化的先进做法，把一些通用的图表、符号设置为标准模板，集成在系统中，使整个系统图表输出和符号标注保持统一，也为用户个性修改提供了条件。如岩芯鉴定表，试坑鉴定表，原位测试成果表，各种统计汇总表，地层时代符号标注、各种计算表单等，用户可以根据自己的需要设置编辑，而不用再修改程序代码。
3.3.7功能实现的灵活性
长大铁路线的工程地质勘察，会遇到各种各样的问题，即使同一类问题因条件不一样也会出现不同的情况，要求采取不同的解决方式。如果有线路的中线数据和断链数据，在图下即可完成坐标里程换算;如果没有中线数据，则可利用CAD图进行。平面图上的地质小柱状图填绘既可人机交互完成，也可利用既有勘探资料自动生成。地质产状既能人机交互标注，也能读数据库自动解决。最具特色的就是在系统的任何位置都可很方便地查询到勘察数据中的内容。
3.3.8辅助工具的集成自然界地层种类繁多，因工程目的，命名和表示方式也不尽相同，系统不可能开发出所有地层花纹、地层时代成因符号、岩性符号、地质线型、不良地质和特殊岩土符号等。本系统以集成辅助工具的方式有效地解决了系统符号、线型、花纹不足的问题。这也是同类软件中的首创。
3.3.9对BIM技术的支持随着BIM技术在各个领域的持续走红，近年来铁路行业也在大力推广BIM技术的应用。作为最重要的基础信息，铁路工程地质信息模型的建立也势在必行。本系统为实现铁路工程地质信息模型建立已经打下了坚实的基础，其庞大的数据库为模型建立提供了强有力的支撑，信息化的二维断面图为模型信息的传递提供了有力的帮助。一旦三维地质建模技术成熟，将具备快速建立地质BIM模型的能力。
4应用实例
本系统不仅已在多个铁路项目中得到应用，而且还在公路项目勘察中发挥了巨大作用，尤其是系统中的里程、坐标换算，自动顺号、统计汇总、计算等使地质人员从繁琐的数字处理中解脱出来，极大地提高了工作效率。下面以西安至铜川城际铁路可研勘察为主，介绍系统使用效果。西安至铜川城际铁路长110km左右，可研阶段的项目管理结构如图4所示。由图4中可以看出，项目管理是以设计阶段为一个完整周期考虑的。这样考虑的原因是铁路工程地质勘察涉及的数据量非常巨大，如果将各个勘察阶段放在一个库里管理，会影响计算机处理速度，甚至无法启动。可研(初测)阶段就划分为一个段落，主要有3个方案，每个方案下包括从任务下达到资料提交整个周期内的各种勘察内容。所以，勘察数据是以方案为依托进行管理的，所有勘察信息都是基于线路方案进行存储和管理的。图4项目管理结构西铜城际铁路从西安北客站引出，与郑西、大西客运专线铁路并行几公里后跨渭河北上。所以，需要大量引用郑西、大西客运专线的勘察资料。本系统导入其他线路勘察资料功能就提供了很大的方便，使我们顺利地将郑西、大西客运专线勘察资料导入到西铜城际铁路勘察数据库中。大量的钻孔、静力触探、试坑等勘探任务都是通过该系统直接生成下达，基本是一气呵成，并存入系统，后期很方便地查阅。观测点、钻探、试坑、静力触探等输入基本符合规范要求和单位工作习惯，重复内容的继承性和递增性极大地减少了操作人员的工作量，尤其是自主平台的成果图表输出更是克服了过去不能成批完成的缺点，最重要的是可以人为控制排列顺序，使输出按用户要求的顺序完成，大大降低了工作强度，提高了工作质量。此外，分离出来的一些内容，如黏性土的塑性状态、粉土的密实程度和潮湿程度、砂土及碎石类的潮湿程度和密实程度、岩石的层理产状和节理产状，以及湿陷性、液化判定结果等都为后期信息的分析、计算提供了必要条件。西安至铜川城际铁路主要走行于黄土塬上，黄土湿陷是其遇到的主要工程地质问题，所以，针对大批量的湿陷计算，该系统只一键完成铁路工程地质勘察最为繁琐的是各种勘察点和地质产状的标注。本系统充分发挥了集成化的优势，一键完成从数据库调用勘察点、地质产状，并自动按坐标标注到平图上。同时完成顺号、里程计算等回馈到数据库。仅此一项，提高工作效率达70%以上。此外，本系统在广西资兴高速公路详勘项目的应用也集中体现了标准集成的好处。资兴高速公路全长82km，详勘加上利用的初勘资料共计有1200多个钻探、500余个观测点、100多个试坑、千余张照片，涉及的工程有500多个桥、隧道、路基工点等。系统对此都进行了有效管理，实现了里程坐标换算、编号顺号、纸上布孔、平面图勘察点及产状标注、断面图勘探点标注、工作量统计等自动化。实现了各种地质符号标注、断面图地层连层及标注等的智能化。节理统计和赤平投影的功能为地质人员分析岩体稳定性提供了有力的帮助，极大地提高了工作效率和质量。在此公路上的应用也充分说明了该系统标准集成的成功。
5结语
1.1没有对医院低值耗材管理信息化建设给予相当的重视
在目前我国的医疗单位中，其单位的管理层没有对医院低值耗材管理信息化建设给予相当的重视，一些医院管理者认为新的耗材物资管理模式的创新及引进就意味着资金的大批量投入，致使在医疗单位的耗材物资管理过程中，不仅不把低值耗材管理信息化建设放在工作首位，还在建设低值耗材管理信息化系统的时候投入较少，导致医院低值耗材信息化设备的缺乏，容易造成医院低值耗材物资等资料的缺失。
1.2医院低值耗材管理人员的信息化建设意识薄弱
医院在实施低值耗材管理员工考核方案的时候，考核内容太过于单一，没有针对性，而且内容过于呆板。这样的考核不仅难以真实的反应出员工的实际耗材物资管理情况，并且考核出的结果在准确性和真实性上严重不足，员工也对这样的考核方式和考核内容缺乏兴趣，进而导致员工对耗材物资管理考核的积极性降低，这样就会使得医院低值耗材管理工作的信息化建设实施受到阻碍。其次，耗材物资管理人员对耗材物资管理工作的工作态度，也直接影响着低值耗材管理的信息化建设效果，医院低值耗材管理考核人员一旦对该项工作没有重视，在进行考核时督检工作时没有认真严肃的对待，没有让员工深刻的了解到低值耗材管理在医疗机构发展中占有什么样的地位，对耗材物资管理的利害关系难以分清，这样就使得员工对这项工作产生抵触思想，使得医院低值耗材管理信息化建设工作的开展更加难以进行，所取得效果也差强人意。
2.医院低值耗材信息化管理的改革方案
2.1加强医院低值医用耗材信息化管理的措施
对医院低值医用耗材的管理要根据应用的需求来制定，并且大力深化医用耗材的财经管理。首先，建立并完善医院低值医用耗材的预算管理平台，信息技术的普及应用，使得医院物资管理的信息系统日益完善，大部分的系统中，已经将库存资金和收付款等功能一并纳入到了信息一体化的管理中，但对于预算管理的制定却常常被忽略。建立完善的预算管理体系，将为医院低值医用耗材管理提供极大的便利，预算管理体系包括预算的生成、审核和执行过程的管理，能够将财务系统和医院低值医用耗材管理系统相结合，以保证对耗材的使用和财务支出等均受到预算管理的控制，并能够通过对预算的查询明确资金的动向。其次，完善医院低值医用耗材的核算体系，这就要求信息系统建立经费的预算、财务报销、医院的成本核算与收付款，并确保相互之间同步运行，以满足医院财务对各项资金进行准确的核查，以保证业务开展的规范性和有序性。最后，加强医院低值医用耗材的物资供应链管理，整个耗材的供应链指的是从客户订购产品，之后的原料采购、生产与配送等各个环节，每一个环节都至关重要，因此，加强此环节的有效管理，能够提高效率并且降低成本，为医院创造更多的效益。
2.2加强技术化的管理
信息技术的应用已经全面覆盖到了各个企业，医院低值医用耗材需要供应商来提供，而采购的过程则离不开与物流公司的合作。基于信息技术的应用，物流也已经实现现代化，条形码技术在当前已经成为物流公司重要的技术手段，不仅操作简单，而且成本极低、便于录入、错误率也低。医院可以利用这样的优势，根据实际的需求，进行每一样耗材采用一个条形码，实现耗材出库和入库的有效管理。同时进行超市化的服务理念，全面提升供应工作效率并有效提升物资管理的准确性。另外可以参考在图书馆等机构中普遍应用的RFID技术，通过射频识别技术自动识别目标对象并准确获取相关数据信息。RFID技术具备多种优势特点，如存储量大、操作方便等等，其准确性也能够保证出现问题时准确找到责任人。条形码和RFID技术的应用，也使得医院低值医用耗材管理更加规范化。
2.3EPR理念的应用
虽然医院不同于其他企业，但是其他企业一些现代化的思想理念还是应该借鉴的，ERP理念是基于信息技术的应用，以信息化的管理思想，将企业内部的各项管理整合为一体，并使每一项管理都充分发挥各自的职能。EPR为企业的发展提供了现代化的决策依据，有利于帮助企业进行再造。随着国外一些发达国家已将ERP理念应用于医院的管理中，我国这种理念也开始逐步实施。在医院低值医用耗材管理系统中，能够实现从客户的需求一直到最终的支付中的各个环节进行全程的封闭式管理，完成对医院低值医用耗材进行精确的管理与控制，有利于实现医院的采购需求和外部的采购平台进行一体化的融合。
3.结论
1.1教材针对性不强
针对地理信息科学专业而言,测量成果是地理信息系统的主要数据源之一,测量学是采集和获取地球空间定位数据,建立基础地理信息库的一门测绘类课程,[3]但目前大部分有关测绘综合实习的教材都倾向于测绘类专业,没有针对地理信息科学专业的教材,且教学大纲和内容具有滞后性。因此,在教材方面应针对地理信息科学专业的特点制定测绘综合实习教学内容,着重强调对测量学理论知识的弥补与扩张,强调其与地理信息科学的对地观测体系、遥感、信息科学等方面的密切结合,更好地为数字地球、智慧城市建设服务。
1.2测绘实践实验课时数偏少
随着测绘科技的发展,新方法、新仪器都导致了教学内容的增加,从而导致本专业学生在有限的测绘实习课时内只能掌握基本仪器如水准仪、经纬仪的实战操作而对全站仪等先进电子测量仪器仅限于认识层面,造成许多学生不会操作全站仪。需增加测绘综合实习课时以便学生在充分了解水准仪、经纬仪的基本构造、原理的基础上具有熟练的实际操作技能,此外还能让学生有充分时间了解全站仪并熟练应用全站仪进行角度、高差等测量。
2教学观念和教学方法的改革
注重教学形式、教学内容及有效地组织教学活动可以最大限度发挥实践教学的成效,能更好地促进理论教学和培养社会需要的人才。[4]我校地理信息科学专业相关老师和领导非常重视企业平台等在测绘实践课程中的作用,积极与南方测绘、南通测绘院等企业建立校企联合,以这些企业为依托建立测绘产学研实践教学基地,以达到资源共享。这种校企联合办学的模式有效地解决了学校教学资源不足的缺点;同时在参观中学习是一种很好的教学方式,通过测绘实例展示和工程技术人员的现场讲解激发学生的专业兴趣。测绘综合实习采取了相对自由的教学形式,在实践教学方法上引入了引导式教学模式,学生由被动学习转为主动学习,强调学生的动手能力。
实践环节开始前,对全班学生进行分组,确定实践任务要求学生提前预习;老师主要是布置相关任务,介绍测绘工作流程和大致方法,讲解工作要领和注意事项。具体的测绘工作由实习小组独立完成,以提高学生之间的团队协作能力。在测绘实习过程中,指导老师进行现场指导并随时对学生提问,要求学生有针对性地回答教师提出的问题。此外,为了避免团队中个别学生的滥竽充数现象,在实践中要求每个学生都会使用测量仪器并熟练了解各项技术标准,直到满足技术要求为止,最终提交的实验报告要求每人独立完成。当测量结果误差超限时,鼓励学生独立思考分析误差产生的原因,应重测直到实验数据满足技术精度要求为止,达到提高学生分析问题、解决实际问题的能力并养成良好的测量习惯。
3综合实习成绩评定方法的改革
通过加强实践教学的管理和考核可以很好地提高实践教学的成效。测量学实验课是认识测量仪器和巩固理论知识的基础,通常是根据实验课时数与理论课时数的比例关系,确定实验课的考核评分办法确保每个学生具有单独进行仪器操作的机会。测绘综合实习主要过程是通过团队协作完成相应实际任务,是对学生测量技能的提高阶段,对学生进行分组,每组8人左右。在实行新的教学考核方式以前,实习成绩的评定往往是对每个小组进行整体打分,个人考核是由组长在小组内进行比较、权衡,这样缺乏纵向的、组与组之间的比较,且组长往往顾及同学情谊平均分配成绩,不能很好体现埋头苦干同学的付出。为了改善这种平均主义的现象,实习考核改变了以前以实习小组为单位考核的办法,考核对象细化到每位学生,按照其出勤、实习表现、分析测量误差的能力表现等多方面、多角度进行考核。同时,考核成绩与学生在测绘实习过程中团结协作、吃苦耐劳、勇于奉献的精神相结合,全面考核学生的测量业务能力和综合素质,具体评价指标为:出勤占10%,主要反映学生学习和参与的积极性;仪器操作能力、数据处理和分析能力、绘图能力考核占50%,该项考核指标是从学生的专业技能方面考虑;团结协作能力占20%,由小组组长和组员认定;实习报告占20%。学生的实习报告内容主要包括:实习技术总结和分析、实习心得体会和对实习及教学方式的意见与建议。考核机制的改革有效地促进了学生主动参与实习的积极性,动手能力和专业兴趣有了明显提高,增强了专业素养。通过目前2011级学生专业实习的效果和反馈情况看,这种考核有效地促进了学生的学习动力、巩固了学生测量技能。
兴趣是最好的老师，是学生学习的动力，是教学成功的前提条件，同样也是培养学生地理思维习惯的重要前提。枯燥的教学氛围，无法激起学生学习的激情与动力，学生只能是机械而被动地参与，根本无法实现思维的激活、创新的闪现，更别提培养学生的思维能力了。因此在地理教学中我们要改变以往枯燥的教学，要努力为学生营造愉悦的教学氛围，以激发与培养学生对地理学科浓厚的学习兴趣。在教学中我们要灵活运用多种教学手段，改变以往单一而枯燥的教学方法与手段，为教学注入生机与活力，让学生在整节课中都保持浓厚的学习兴趣与强烈的探究动机，这样才能真正激活学生的思维，引导学生展开主动的思维活动。良好的开端是成功的一半。一则幽默的故事、一曲动听的音乐，一段精彩的视频、一张生动的图片、一个有趣的问题等，都可以在较短的时间内吸引学生的注意力，将学生带入最佳的学习状态，让学生展开参与探究的动力。灵活的教学，在教学的主体部分不仅要重视学生的主体参与，还要灵活运用多种教学手段，来为学生的主动思考与积极思维提供机会、创造条件，让学生始终处于思维的亢奋状态，如开展互动探究性学习、合作学习等，彻底改变以往的知识灌输，而是让学生以主体身份来展开主动探究，这样更能激活学生的思维，发展学生的思维。
二、有效提问，引导学生思维形成
传统的以教师为中心的灌输式教学，将知识单向传递给学生，使得学生失去了思考与探究的机会，地理思维能力自然无从谈起。在知识的关键处、理解困难处、思维的转折点处巧妙设问，可以激发学生的好奇心与求知欲，引导学生独立思考、积极思维，展开主动探究，在探究中发现、在探究中创造，这样才能促进学生地理思维能力的逐渐形成。这包括两个方面。一是教师的置疑。为了引发学生的关注、加强学生的理解，教师可以设计富有启发性与探索性的问题，以问激趣、启思、导行，激发学生学习的“愤悱状态”，这样才能让学生带着明确的学习目的，在生生之间、师生之间展开互动探究，让学生成为探究的主人、知识的主动构建者。二是学生的质疑。学生具有较强的问题意识，能够自主提问这是培养学生思维能力的核心。解决问题只是一种手段，而发现问题则是一个思维过程，是学生与知识对话的过程，进行思维的碰撞。我们不仅要让学生能够自主地解决问题，更为重要的是还要鼓励学生质疑，引导学生问难，让学生能够自主地提问。
三、利用现代信息技术
丰富学生思维表象学生正处于由形象具体思维向抽象逻辑思维过渡的阶段，感性认识是思维的起点。要培养学生的思维能力，就必须要重视学生对形象直观的感性材料的获取与加工，丰富学生的思维表象，这样才能上升为规律性认知。现代信息技术集图文声像于一体，可以突破传统教学中的诸多限制，来为教学提供更为丰富、直观的教学素材，从而帮助学生从中获取大量直观认知，进而在教师的相机诱导与启发下，在学生的独立思考与探究下，促进学生由对事物的感性认知上升为对事物本质和规律的理性思考。比如在对等高线以及季风气候进行讲解的时候，我们也可以用现代信息技术来进行演示，采用动画模拟的效果能够更加直观地将这些知识讲授透彻。同时地理学科的系统的知识涵盖量是比较丰富的，对于不同的地理事物有着不同的解释，所涉及的知识涵盖方方面面，所以我们可以用现代信息技术的设备来辅助我们进行初中地理课程的教学工作，运用现代信息技术可以更加生动形象，通过这些具体、生动、形象的现代信息技术内容可以帮助学生加深记忆，还原地理的真实面貌，利用现代化的手段教学，增加课堂的积极氛围，能够使学生轻松愉快地接受知识信息。在对整体知识复习时，可以用现代信息技术制造时间轴，将地理事件按照时间先后顺序，依次排列，以动态的时间轴穿插起所学过的知识，能够达到不错的效果。
四、运用地图
培养学生思维习惯地图是地理学科的第二语言，承载着更多的地理事物空间分布信息，既是学习地理的重要工作，又是应用地理的基础。现行地理教材中各类图形图表占有很大的比例，简明、生动、易读，这正是发展学生思维能力的重要手段。在教学中我们要重视学生用图能力的培养，指导学生掌握基本的读图方法，在读图时要注意地图的名称、图例以及重要的地理界线等。这样才能发挥地图的功效，帮助学生获取更为丰富的地理信息，用来解决实际问题，帮助学生构建完整的地理知识体系。如关于五带分布，文字叙述相对来说繁琐，为此我们可以将其简化浓缩于图上，更具简洁性，这样更加利于学生的理解与记忆。因此在教学中我们要重视地图的运用，培养学生用图、读图、作图能力，让学生养成良好的思维习惯。
五、课外活动
理想情况下，CDMA通信系统中使用的扩频序列集应具有如下相关特性：1.每个扩频序列的自相关函数应该是一个冲激函数，即除零时延外，其值应处处为零；2.每对扩频序列的互相关函数值应该处处为零。遗憾的是，已经证明具有这种理想相关特性的序列集是不存在的。近年来低/零相关区扩频序列的研究引起了广泛关注，它针对准同步CDMA系统的特性，即系统的同步误差控制在一定范围之内，如一个或几个码片周期，要求扩频序列在同步误差范围内具有（接近）理想相关特性。
本论文围绕低/零相关区理论，对低/零相关区扩频序列的理论界、低相关区扩频序列设计、具有低/零相关区的二维信号设计、整环上正交序列集设计、LA序列设计等五个方面内容进行了深入研究。
针对一些相关函数（包括非周期相关函数、周期相关函数、周期奇相关函数）具有低/零相关区特性的序列，在Welch内积界的基础上统一建立了其理论界。研究表明，经过适当修订，所有已知的一般序列的理论界都可应用于低/零相关区序列，只要将相关范围限定在低/零相关区内。
得到了一种由GMW序列复合生成多相低相关区序列集的方法，在低相关区内，其相关函数的边峰值为-1；更确切地说，在整个定义域内除个别点外，相关函数的值都等于-1。通过选择相应的m-序列对的抽样关系，得到了一大类渐近最佳多相低相关区序列集。借用另一不同的构造思想，本文还得到了一类实现简单的渐近最佳二元低相关序列集。
将低/零相关区的概念从一维推广到了二维，并提出了几种利用二维正交非周期互补序列集构造具有零相关区的二维信号的方法，还成功地生成了具有低相关区的二维信号，这些二维信号的相关函数在原点四周的一个矩形区域内非常小或为零。。类似地，本文所述构造方法也可推广到高维信号设计。
基于m-序列的自相关特性，本文利用Galois环上元素的迹函数生成了整环上的正交序列集，并利用两个移位寄存器实现该序列集，还提出了一个快速的两级解扩算法，对抽样信号实施快速广义Hadamard变化，极大地减小了运算量。
建立了LA序列的数学模型，推导了LA序列长度的理论下界，提出了几个构造方法。结果表明，其中以基于进化算法的构造方法为最佳，所生成的LA序列远优于已知结果，大部分新LA序列达到了长度的理论下界。
本文所设计的低/零相关区序列可用于准同步CDMA扩频通信系统，降低甚至消除共信道干扰，提高系统容量。
关键词：扩频序列，准同步CDMA系统，低相关区，零相关区
THETHEORYOFLOWORZEROCORRELATIONZONEANDSEQUENCEDESIGNFORREADECTRUMCOMMUNICATIONSYSTEM
Atract
IdealcodesusedforCDMAsystemshouldhaveimpulsive-likeauto-correlationfunctioandzerocro-correlationfunctio.Unfortunately,ithasbeenshownthatsuchidealcodesdonotexist.Recently,theresearchonreadingsequenceswithloworzerocorrelationzoneisbeingpaidmoreandmoreattention.Thesesequenceshaveidealorverylowcorrealtionfunctiowithinaecificzone,whichcanbeusedinquasi-synchronousCDMAsystem,wherethesynchronizationamonguserscanbecontrolledwithinpermiibletimedifference.
Inthisthesis,fivesequencedesigntopicsrelatedtothetheoryofloworzerocorrelationzone(LCZorZCZ)areinvestigated,i.e.,lowerboundsonthecorrelationofthereadingsequencesetwithloworzerocorrelationzone,sequencedesignwithlowcorrelationzone,binaryarraydesignwithloworzerocorrelationzone,orthogonalreadingsequencedesignover,andtheLAsequencedesign.
Basedontheboundsonierproduct,wehaveestablishedseveralboundsonvariouscorrelatioofLCZ(ZCZ)sequences,includeaperiodiccorrelationbound,periodiccorrelationboundandoddcorrelationbound.Ourinvestigatonshowsthat,allknownlowerboundsonvariouscorrelatioforordinarysequences,derivedfromboundsonierproduct,canbeextendedtoLCZorZCZsequencesbylimitingthecorrelationoperationrangewithintheloworzerocorrelationzone.
AnewclaofpolyphaseLCZsequencesoverGF(p),basedonGMWsequences,iscotructed.Thesequenceshavethepropertythat,inthelowcorrelationzone,theout-of-phaseautocorrelationandcro-correlationvaluesareallequalto-1.Furthermore,thecorrelationvaluesarealmostallequalto-1withinthewholetimedurationexceptforafewvalues.Byselectinganaropriatesamplerforapairofm-sequences,alargeclaofasymptoticallyoptimalpolyphaseLCZsequenceset,canbeobtained.Inaddition,byborrowingadifferentstrategy,anotherclaofasymptoticallyoptimalbinaryLCZsequencessetispresented.
By generalizingtheconceptofZCZandLCZfromone-dimeiontotwo-dimeion,aclaofbinaryarrayswithZCZproperty,basedonaclaofmutuallyorthogonaltwo-dimeionalcomplementarycodes,ispresented.Besides,aclaofbinaryarrayswithlowcorrelationzoneisalsoobtained.Thecorrlationfunctioofthesearraysarezeroorverylowwithinarectanglearoundtheorigin.Itinotedthat,similarconceptandcotructioncabeeasilyextendedtothree-dimeionalorhigherdimeionalcodewithloworzerocorrelation.
Basedontheautocorrelationpropertyofm-sequenceoverGF(p),amethodforcotructingorthogonalsequencesetsoverGaloisringisderivedbymakinguseofthetracefunction.Itcanbesimplyrealizedbymeaoftwoshiftregisters.Inordertodereadthesignalefficientlyatthereceiver,afastalgorithmforimplementingthebankofcorrelatorsisalsoderivedtodecreaseloaddramatically,byperforminggeneralizedfastHadamardtraformoftheblockofpermutedsamples.
