电子地图可视化（精选11篇）

电子地图可视化 第1篇

关键词：三维电子地图,地图引擎,可视化

1 研究背景

1.1 旧版web地图引擎现状

旧版web地图引擎采用传统的html方式, 将瓦片地图绘制在网页标签内, 同时采用svg矢量标记语言完成矢量地图绘制功能, 然而受到svg本身性能影响, 旧版web地图引擎无法实时绘制海量地理要素, 且绘制效果不好, 其缺点在目前来看主要为:

a.显示性能较低、且对数据的展示效果较差。b.不支持移动端设备, 包括不支持移动端设备交互和在移动端设备浏览器上正常运行。

1.2 现阶段主流的web地图引擎

随着新技术的出现和移动设备用户量的激增, web地图引擎需要一次大的更新。Open GL ES标准在web上推行的webgl技术和html5自带的canvas新元素, 可以大大提高web端绘图性能。html5canvas本身提供二维绘制方法, 但可通过视角矩阵和投影变换矩阵的运算后, 实现三维视觉的效果。hmtl5 canvas本身运行在JIT (Javascript解释器) 上, 过多的矩阵运算会拖累浏览器Javascript编译器性能, 所以html5 canvas在三维性能上的表现不尽人意。由khronos集团推广的Opengl ES (Open GL for Embedded Systems) 是Open GL的子集, 主要针对手机, PAD等嵌入式设备而设计, 最新的Open GL ES 3.0更新:

a.渲染管线多重增强, 实现先进视觉效果的加速, 包括遮挡查询 (Occlusion Query) 、变缓反馈 (Transform Feedback) 、实例渲染 (Instanced Rendering) 、四个或多个渲染目标支持。b.ETC2/EAC纹理压缩格式, 在不同平台合并成同种格式, 降低开发量和数据冗余。c.新版本GLSL, 包含语法调整和功能调整。d.GLSL ES3.0着色语言, 全面支持整数和32位浮点操作。e.纹理功能大幅增强, 支持浮点纹理、3D纹理、深度纹理、顶点纹理等。

webgl的渲染计算部分在GPU内部运行, 且本身GPU浮点运算能力远远高于CPU, 所以一旦定义好GLSL模块 (着色器) , 绘制效率惊人, 三维场景绘制的性能和效果都能满足三维电子地图的要求。

2 Web三维电子地图引擎设计

Web三维电子地图引擎分为两大块, 前端地图展示和服务器数据分析, 服务端部分和以往的Map Server无过多区别, 包括空间数据库、统计分析、地理分析等一些常用的服务端分析功能, 支持WMS、WFS等发布和WPS任务处理标准等。额外的工作值需要支持一些如websocket的html5的新特性。

三维电子地图设计的重点在于web地图展现部分, 包含以下几个部分:

2.1 地理服务部分:地理服务部分包含地图引擎的一系列组件, 主要有:

a.空间数据类型, 按照Geo Json格式定义空间数据类型, 有点、线、面、多点、多线、多面。b.要素 (Feautre) 类型和元素 (Element) 类型, 要素代表地理要素, 是有实际地理意义的实体, 比如在特定比例尺地图上, 一座桥可以绘制成一条线段, 可以称为一个线状要素。而元素是标识在地图上的一个图形, 只需要是几何对象即可。c.地图投影和坐标系系, 地图投影确定了矢量要素/元素的真实地理坐标, 通过这个坐标可以将矢量转换到显示器屏幕中显示。d.地图符号库, 地图符号是电子地图很重要的一部分, 电子地图渲染后, 对特殊的标注需要有特殊的符号显示, 比如医院、学校就是特定的点状符号, 铁路、国道、省道分别是特定的现状符号等。e.地图控件集, 包含地图制图的控件, 有比例尺、指北针、图例、地理编码搜索工具等, 增加地图的实用性和美观性, 基础地图必备工具。

2.2 地图渲染器 (Renderer)

三维场景的渲染包括以下几个部分:

a.视角相机, 默认采用俯视视角。b.光源, 模拟真实世界的光源, 在三维场景里会有反射、漫反射等效果。c.材质, 三维地图里的地图底图采用栅格瓦片作为贴图材质, 三维物体比如楼房墙面可以采用GLSL预定义文件做通用的材质, 以减少数据传输。d.场景和形状 (Shape) , 这是三维地图的基础, 构将一个三维场景后, 通过往场景里动态的添加减少物形状 (Shape) , 丰富三维场景内容, 形状 (Shape) 包含一个几何体几何, 对应地理服务里的空间数据类型, 如点, 线, 面, 体。除此之外还有构建好的模型加载器, 用以加载特殊的三维模型。

3 Web三维电子地图引擎的实现

Web三维电子地图引擎采用了webgl、websokcet等新技术, 开发语言为Javascript。

基础类 (Base Type) , 包含了边界、要素、元素、格网 (用于构建矢量金字塔) 、经纬度坐标、投影坐标、屏幕像素坐标这些类。

核心 (Core) , 提供了Javascript语言常用的一些扩展, 包括自定义继承类等。

几何 (Geometry) 、json数据 (Json Map) 、图层 (Layer) 、瓦片 (Tile) , 工具集 (Tools) 是对地理服务器的实现, 包含地图底图加载, 矢量数据分析等。

绘图 (Graphic) 库提供地图的渲染功能, 包含矢量和栅格地图的渲染。

标绘 (Plot) 工具箱是提供额外的地图绘制功能, 如行军路线, 双箭头等。

4 结果展现与总结

图1是三维地图效果, 引擎只是初步实现了web地图三维可视化显示, 还有诺多的工作和细节上的调整, 同时, 随着电子地图的进一步发展, web地图引擎也将亦步亦趋的往前发展。

参考文献

[1]陈伟雄.基于增强现实的城市小区规划系统研究与设计[M].武汉:华中科技大学, 2007.

移动地图可视化表达的设计研究 第2篇

作 者：曹亚妮 江南 李嘉星 CAO Ya-ni JIANG Nan LI Jia-xing 作者单位：曹亚妮,江南,CAO Ya-ni,JIANG Nan(信息工程大学测绘学院,河南,郑州,450052)

李嘉星,LI Jia-xing(68029部队,甘肃,兰州,730020)

电子地图可视化 第3篇

摘要：本文提出将元数据智能分析的理念引入电子文件的开发利用工作中的创新思路，通过数据挖掘流程与技术创新的有机结合，自动化、智能化、高效率、低成本地将电子文件中的浅层信息变为深层信息，将隐性知识转化为显性知识，力求加速知识创新，为电子文件的深度开发与利用奠定基础。

关键词：电子文件元数据数据挖掘智能分析可视化

本文将从社会关系的角度探讨电子文件元数据智能分析的思路、对象和方法，继而以可视化的形式展示这一思路的系统实现，以期为电子文件的深度开发和利用奠定基础。

一、电子文件元数据智能分析的理念与思路

（一）电子文件元数据智能分析的基本理念

电子文件元数据智能分析是指在有噪音、模糊的大量非结构化电子文件中，基于《文书类电子文件元数据方案》（DA/T46-2009）中元数据（本文称之为标准元数据）及本课题组提出的扩展元数据，通过图形直观地显示、比较数据中的复杂关系，识别出有效、新颖、可用的数据分析模型，并发现隐藏于数据之中知识的过程。

电子文件元数据智能分析的目的在于向利用者屏蔽原始数据的噪音，洞察、解释错综复杂的数据关系，从原始数据中提炼出有意义的知识，并用可视化的图形简洁、生动地展示出来，以便为业务提供经过挖掘、提炼、梳理并能反映规律和本质的信息，有效辅助决策。由于电子文件元数据中包含了社会关系的主体（人物、组织），因而在可视化智能分析中特别重视分析并显示个人与个人的关系、个人与组织机构的关系、个人与主题的静态和动态关系。通过数据挖掘方法揭示上述关系有助于量化人物、组织、主题之间广泛、深入、直接的联系，从而为决策提供数据支撑。

（二）电子文件元数据智能分析的核心对象

电子文件元数据智能分析的对象主要是《文书类电子文件元数据方案》中列为“内容描述元数据”的主题词、关键词、人名以及“业务实体元数据”中的行为依据。在此基础上，课题组基于上述社会关系研究，又拓展了其他命名实体元数据，包括空间、组织、引语等“内容描述元数据”的扩展项，其中“组织”是指电子文件内容涉及的所有组织机构，主要分析存在于电子文件中的各种社会组织关系。特别予以说明的是，将主题词作为分析对象，主要基于以下考虑：

1.主题词地位至关重要。主题词是内容描述元数据的核心，是电子文件核心内容的概括和提炼。国家电子政务标准化总体组制订的首批6个电子政务标准项目中，《基于XML电子公文格式规范》《电子政务数据元和电子政务主题词表编制规则》都包含了主题词的内容；以主题词为代表的内容描述元数据在《文书类电子文件元数据方案》中也占据重要地位。尽管2012年国家标准《党政机关公文格式》（GB/T9704-2012）在格式要素中取消了“主题词”，但课题组认为全文检索的原理无法展现主题词之间运用“用、代、属、分、族、参”等参照项所建立起来的隐蔽的分类体系，因此不能深刻揭示公文中的语义关系。语义关系无法揭示，电子文件的数据挖掘也无从谈起。

2.主题词方面的研究成果在实践中已得到很好的验证。课题组的前期研究成果《电子政务主题词表编制及应用系统》获2005年度“北京市科学技术二等奖”，基于上述主题词研究成果开发的“北京外事网站内容分析和发布系统”实现了友好城市新闻自动采集、分析和发布，较大提高了北京外事网站内容的更新效率；基于上述研究开发的“全球最新科技情报数据挖掘系统”在专利、期刊、论文、科技新闻的元数据整合中发挥重要作用。

（三）电子文件元数据智能分析的方法

智能分析法中的相关关系法、回归分析法和时序分析法在数据挖掘、信息分析、趋势预测等领域应用比较广泛，所以课题组将之选为电子文件“内容描述元数据”和“业务实体元数据”的智能分析方法，其中相关分析法是核心。相关分析法侧重探讨变量间关系的密切程度，回归分析法侧重探求变量间的因果关系，时间序列分析法则考虑研究对象与时间之间的相关关系，即将时间作为自变量来看待。同时，本文还以词语同现概率理论为基础引入主题词智能标引技术，从词语的角度研究并度量社会关系，用可视化技术显示“内容描述元数据”和“业务实体元数据”在社会影响力、社会发展趋势、社会热点问题等方面的影响。

通过技术手段自动采集出目标分析对象的主题词、关键词、人名、行为依据、空间、组织、引语等元数据并以此作为分析对象，运用相关分析法以上述元数据在电子文件集合中出现的频次作为第一个变量进行研究，以上述元素在电子文件集合中同时出现的概率作为第二个变量进行研究。在回归分析中，为探求变量间的因果关系，例如以“世界城市”的相关内容元数据作为第一项多个变量，以公认的世界城市“纽约”的相关内容元数据作为第二项多个变量，通过寻找这两项多个变量的交集，发现世界城市的自变量。在此基础上，提出时序数据随时间推移而变动的四种类型：趋势变动、周期变动、季节变动和随机变动。

二、电子文件元数据智能分析的系统实现

电子文件元数据智能分析的系统实现包括：电子文件元数据自动采集体系和系统开发、电子文件元数据智能分析与实际业务需求的无缝对接、电子文件元数据智能分析及其可视化展示。其中，电子文件元数据自动采集体系主要描述如何根据大数据特点设计电子文件扩展元数据以及如何通过流程、模板、技术这三种方法在电子文件中自动采集元数据及扩展元数据，这部分内容是将非结构化文本半结构化处理的关键环节；对电子文件元数据智能分析与实际业务需求的无缝对接，课题组将通用的数据挖掘流程与北京市人民政府外事办公室的具体业务需求进行对接，围绕电子文件元数据智能分析系统的设计展开对业务的需求分析，这是将技术与业务结合的关键；在电子文件元数据智能分析系统设计过程中，课题组根据数据挖掘原理，围绕社会关系，对电子文件元数据和扩展元数据进行了智能分析，这是课题组研究的核心内容，目的是探索一条开发和利用电子文件的新思路和新方法；在电子文件智能分析结果的可视化展示研究中，课题组根据视觉认知原理，对电子文件标准元数据和扩展元数据的表现形式以及智能分析结果的表现形式进行创新设计，将枯燥的数据分析结果予以直观展示。

（一）通过建立业务需求对接流程实现电子文件元数据智能分析

在研究过程中，课题组专门开展了元数据智能分析与实际工作需求实现对接的流程研究，实现科学理论——技术实现——实际应用的跨越。流程主要包括：业务理解、数据理解、数据准备、智能分析、测试评价、项目实施六个环节，后续环节的知识发现会从前面环节的经验中受益。需要指出的是，电子文件智能分析各环节的顺序不是刚性的，经常会出现环节反复、重复的现象，特别是测试评价与其他环节之间往往大量反复交互，这是电子文件智能分析能够应用于业务实际、辅助领导决策的根本保证。

在实践过程中，课题组分析、梳理了业务职能部门对电子文件智能分析的实际需求，包括发现与重大事件相关的机构、人物、主题；显示特定人物的人际交往关系和范围分布；发现国外主流媒体报道的主要特征和倾向；显示重大国际事件的发展趋势及关联特征；发现国际著名城市的发展路径及优势领域；显示国际非政府组织的活动领域或地域；发现世界著名企业的投资领域和活动特点等。根据上述需求，通过技术手段对高端人物特征（政治、经济、军事、文化、体育等）、国际活动特征（国际会议、展览、体育赛事、文化演出等）、国际组织特征（政府组织、非政府组织、知名跨国企业等）、文化产业特征（影视、出版、传媒等）、高新技术特征（电信、网络、环保、能源等）进行了语言方面的统计分析和优化处理，提高了分析维度的精确性。

（二）通过可视化数据挖掘系统实现电子文件元数据智能分析

可视化是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示以进行人机交互的方法和技术。电子文件元数据智能分析的可视化系统指基于电子文件标准元数据和扩展元数据，引入数据挖掘理论和方法，从社会关系角度入手，数量化、图形化地揭示人物、组织和主题之间的静态和动态关系，从而辅助各级领导开展决策的系统。将可视化技术运用于电子文件元数据智能分析的目的在于，便于用户更好地理解和掌握信息，提高科学决策的效率。电子文件元数据智能分析的可视化系统的主要功能包括：

1.关联强度分析。主要用于显示电子文件内容描述元数据之间的关联强度。图1展示的是围绕“国际合作”这一主题进行的关联强度分析，圆形直径大小表示特定实体内容在数据集里面的绝对数量，绝对数量越多，圆形直径越长。圆形之间的链接线表示关系强度，两个圆形之间的链接线越短，代表两个实体内容的关系越紧密。

2.时序演变分析。主要用于显示电子文件特定内容在整个预测时间内呈现出的递增或递减的总趋势。图2展示的是在“国际组织”主题之下，“美国”和“中国”这两个不同空间概念在2013年1～6月间的趋势变化（下面的曲线代表美国，上面的曲线代表中国）。

3.综合比对分析。这是关联强度分析和时序演变分析的综合。其中，纵向比对用于揭示相同时间段不同对象的比较和分析（图3-1）；横向比对用于不同时间段相同对象的比较和分析（图3-2）。图3-1显示了在2013年1～6月期间，奥巴马和默克尔关注的主题异同情况，上半部分是奥巴马关注的主题，下半部分是默克尔所关注的，中间部分为二者同时关注。图3-2显示了奥巴马分别在2012年1～6月和2013年1～6月期间关注主题的异同。

4.当前热点分析。当前热点分析主要根据电子文件内容描述元数据中的实体名词在电子文件中出现的频次，计算统计后，以数量多少为主要依据，用图形显示出结果，可视化可展示特定时间不同热点的实体数量。

在实践过程中，课题组也深感需要研究的理论内容和需要克服的技术难点还有很多。比如，如何进一步提高内容描述元数据自动采集和分类聚类的准确率，如何结合业务实际需求研究新的数据分析模型；如何进一步提高人机交互设计水平以提高系统的易用性等。

参考文献：

[1]王健等译.电子办公环境中文件管理原则与功能要求[M].北京：中国人民大学出版社，2012

[2]中华人民共和国国家档案局.DA/T 46-2009文书类电子文件元数据方案[S]. 2009

[3]Julie Steele，Noah Iliinsky.数据可视化之美[M].北京：机械工业出版社，2011

电子地图可视化 第4篇

一、系统设计原则

1. 可靠性。

城建档案馆三维虚拟电子地图信息系统承担着保证城市建设档案管理及利用的关键任务, 城建档案馆日常工作对它的依赖性非常大, 所以, 系统的可靠性必须予以充分考虑。

2. 性能的先进性。

高性能、先进性系统的设计应采用国际上先进而成熟的技术, 以充分提高生产效率。

3. 高安全性。

城建档案馆三维虚拟电子地图系统管理的数据是各城市城建档案的关键数据, 其查询、修改等操作必须经过相应的授权才能进行, 以保证数据的安全, 而且网络的安全性也必须予以充分考虑。

4. 可扩展性。

要考虑到用户数据量的增长、数据类型的增加以及在用户的管理水平和信息技术应用水平进一步提高之后, 会对系统的性能和功能提出新的要求。这就要求我们采用组件化的WEB、GIS平台建立城建档案馆三维虚拟电子地图信息系统。

5. 开放性。

只有在系统设计时充分地考虑了系统的开放性, 才能保证将来本系统与其他系统的成功集成和系统本身的顺利升级换代。

二、系统的功能构建

1. 系统结构。

在系统的应用结构设计上, 采用基于分布式WEB、GIS的结构设计方案, 采用C/S的结构体系。下图为系统总体结构示意图:

2. 系统功能。

系统提供城市建设工程及工程档案的信息和数据的规范化、智能化和可视化管理。

3. 系统的构成。

(1) 基础数据管理子系统。到目前为止, 各城市城建档案馆馆藏量都很大, 具有百万条以上的文件目录, 需要软件供应商将库房中档案所指的楼体与各城市三维虚拟电子地图信息系统中的楼体目标进行一一对应录入。数据主要包括工程概况、案卷名称、案卷目录名称、文件图像扫描信息。

(2) 前台显示子系统。该子系统包括7大功能模块:基础搜索模块, 可根据使用需求, 输入关键字实现搜索功能, 也可在多种检索条件下实现搜索功能;标记模块, 对地图浏览过的项目进行标记, 实现一键标记及复制传达功能, 能为领导及其他部门节省宝贵的办公时间;导航模块, 将常用位置进行导航功能标, 可不用拖动地图便实现, 能够准确定位到需要查找的位置;标签模块, 将所有项目实体显示或屏蔽, 起到快速查找功能;框选模块, 指定区域查找相应建筑实体, 实现查找功能;测距模块, 街道点位之间, 测量出实际路面的距离;卷目显示模块, 实现对每个项目进行关键字模糊搜索功能, 也可在多种检索条件下实现搜索功能。

(3) 后台管理模块子系统。该子系统包括5大功能模块:后台系统登陆模块, 实现具有系统管理权限的用户通过身份验证后登录后台进行管理;系统用户管理模块, 实现用户的增加、修改、查找、权限划分、修改用户密码等功能;项目信息管理模块, 实现对项目信息的增加、修改、删除、查找功能;后台实体热区模块, 实现当鼠标经过地图上项目实体时显示出该项目的名称并点击后弹出该项目的详细信息;后台卷目管理模块, 实现对项目卷目的增加、删除、修改功能, 实现对项目图片与相应项目关联功能、实现项目图片的上传、修改、删除、浏览功能。

三、系统的运行方式

汽车电子技术的新应用--可视电话 第5篇

发布日期:2005-11-19 作者:徐欣欣 叶敦范 来源:微计算机信息

摘要：本文通过对车载移动通信电话系统的设计和应用描述，开拓了汽车电子领域的新视野，在增加实用性的同时降低成本，达到了方便汽车消费者的目的。关键词：车载电话；汽车电子；语音芯片 1.汽车电子的发展前景

汽车工业的长足进步是以电子技术（特别是计算机、集成电路技术）为动力而实现的,自２０世纪９０年代以

来,汽车电子技术进入了其发展的第三个阶段,这是对汽车工业的发展最有价值、最有贡献的阶段,也将是优化人—汽车—环境的整体关系最为重要的阶段。超微型磁体、超高效电机及集成电路的微型化,为集中控制汽车提供了基础（例如制动、转向和悬架的集中控制以及发动机和变速器的集中控制）;同时,智能化集成传感器和智能执行机构将付诸应用,数字式信号处理方式将应用于声音识别、安全碰撞、适时诊断和导航系统等。采用电子技术是解决汽车所面临的诸多技术问题的最佳方案。

现代汽车电子产品分为两大类,一类是车载汽车电子装置,例如车载电话等,它们和汽车本身的性能无直接关系,属于汽车的附加部分;另一类是汽车电子控制系统,例如电子燃油喷射系统、制动防抱死控制系统（ＡＢＳ）、电子控制悬架系统等,它们直接影响着汽车的性能。

在今后的十几年内,推动汽车电子产品发展的动力仍将是汽车安全、节能、环保等的需要。汽车电子系统的发展将主要集中在汽车用局域网系统ＬＡＮＳ和处理器ＣＰＵＳ、发动机控制、机-电接口、ＡＢＳ和行驶控制、电子控制传动系统、抬头显示系统ＨＵＤＳ、声音识别技术、行车导驶系统及多媒体技术和撞击传感技术等方面。汽车电子产品与系统近期的主要发展趋势是:车载局域网将逐步替代单独控制器;车载计算机的处理能力将有显著提高。多媒体显示系统将为驾驶者提供更多的相关信息,包括图像信息。声音识别技术可望在近几年内有重大突破,并应用于汽车领域。比ＣＤ-ＲＯＭ存储量大６～７倍的ＤＶＤ-ＲＯＭ将大量用于汽车的导驶系统和多媒体系统。汽车电子系统的成本将进一步大幅下降。本文对一款最新的车载移动通信系统作了简单的介绍。2.车载移动通信系统的设计

⑴基本方案及主要功能

该车载移动通信系统采用模块化设计，由主机与后视镜两部分组成。系统整体结构框图如下： 整个车载电话系统由主机、天线、麦克风、键盘及后视镜、耳机、喇叭（共用车内喇叭）和线束组成，主机是整套系统的中心，系统的主要功能都依靠它来完成，后视镜用于显示拨打和接受电话号码，同时还用于接受无线键盘信号和进行温度控制，麦克风用于拾取语音信号，线束用于把各部分连接起来成整套系统。系统结构框图

⑵系统各单元分析

①主机

主机主要由GSM模块、语音合成模块、单片机主控制单元模块、功率放大模块、消回音模块组成。

主机原理框图如下：

由汽车配电箱产生的12V直流电给后视镜与主机供电，由外界温度的变化（由温度传感器通过单片机控制继电器的通断）控制主机的供电（如果温度过高将自动切断主机电源，若温度降至安全界限内则恢复供电）。12V直流电经过变压电路转换为5V与3.6V ,分别为主机的GSM模块、语音合成模块、单片机主控制单元模块供电。单片机主控制单元控制GSM模块的开启、主机SIM卡与后视镜SIM卡之间的切换处理，汽车音响与车载电话（主机免提声音及耳机声音）之间的切换，接听电话音量的控制，短消息与来电号码的缓冲存储（通过异步串行接口由GSM模块向单片机发送AT指令实现）及与语音模块间的串行通信。正常接听电话时，首先由GSM模块通过UART接口向单片机发送AT指令，单片机接到来电号码则判断是不是看门狗芯片中预存的八个电话号码中的一个，若是则发送显示数据到后视镜显示来电号码与姓名，同时该数据经过单片机加工处理后通过UART接口向语音合成芯片传送经过语音合成后转化为模拟声音信号经过功放最后由汽车音响放出或由耳机放出，若振铃连续八次无人接听则自动接听。

另外，单片机主控制单元还要处理与后视镜两块CPU(一块单片机专门控制无线键盘红外数据接收，另一块则负责控制驱动数码管的显示)的通信，在接收由无线键盘发出的按键信息的同时发出显示数据信息驱动数码显示管进行显示。

②后视镜（包括温控部分）

以下为后视镜框图部分：

由汽车配电单元提供12V经由变压电路产生5V给主控单元供电，由无线键盘产生的按键信息经由

主控单元（MCU2）处理后由UART接口产生键值信息通过总线接口送入主机MCU,主机MCU经过处理（采用CRC校验）后通过模拟串口向后视镜MCU1回传显示数据驱动数码管显示器显示。同时，当接到对方电话时，主机将直接将GSM模块中缓存的电话号码转化为一帧显示数据（符合主机与后视镜之间的通信协议）送后视镜MCU1驱动数码管显示器显示。

与此同时，考虑到汽车内的温度环境，该部分模块内置过温保护开关在环境温度高于69℃时自动切断主机电源，显示屏上将显示“

”（表示目前环境温度过高，主机已停止工作），当环境温度降至59℃以下时，该保护开关将自动接通主机的电源。（此工作通过后视镜上的一个温度传感器来完成）3.车载移动通信系统的应用

本套车载系统的设计极具人性化，充分考虑到汽车的内部结构与司机的迫切要求，利用车内电源为其供电，汽车音响为其输出语音信号。只要司机发动汽车，该系统就可自行启动，并通过GSM模块享用G网资源，进行移动通信。

与此同时，司机在驾驶汽车的过程中也不用为接听手机而分神烦恼，只需通过汽车后视镜上的显示屏上的来电显示判断是否要接听电话，如果不想接听，只需按下无线键盘上的挂机键，如果需要接听，不需进行任何操作，只要耐心等待3秒钟或者按下无线键盘上的接听键，就可以通过汽车音响听到对方的说话声音。如果司机不希望其他乘客听到对话的内容，还可以使用耳机接听电话。本系统还可以自动读出来电号码和接收到的中文短信，这全都要归功于语音芯片的使用，该中文语音芯片通过异步串口接收待合成的文本，直接合成为语音输出，为整个车载系统提供一套完整的物美价廉的语音解决方案。通过由单片机控制的数字电位器的调节，由语音芯片输出的模拟声音信号还可以进行音量调节。当司机不需要拨打或接听电话时可以通过静音开关自动切换回汽车音响状态,即可自由享受音乐与使用„手机‟的双重快乐与便利。

此外，主机与后视镜的双SIM卡设计使得用户可自动切换号码,外卡（后视镜SIM卡）优先级最高，且更换方便。如果您的车需要给他人使用，您可以更换后视镜SIM卡或者向主机SIM卡发送一条锁定短信即可。

4.该系统的系统技术要求如下：

适用网络

SIM卡类型

工作电压 GSM900/GSM1800 3伏小型插入式 DC10V ~ DC15V 正常工作温度

极限工作温度-30℃ ~ +60℃

-40℃ ~ +65℃ 5.经济与社会效益分析

⑴可以为国家增加大量的销售收入

通过市场调研及前景分析，我们相信我司的METE101型车载电话系统将具有很好的销售前景，这将为我公司、我院创造很好的直接经济效益，同时通过推动相关产业的发展为国家增加大量的销售收入。

⑵带动基础元器件类电子产品发展

在车载电话系统中采用了大量先进的IC器件，如GSM模块、语音芯片、音频输入输出器件等，这样就可以带动基础元器件类电子产品的增长，促进信息产业发展。

①促进汽车产业发展

我国人均GDP近1000美元，达到了国际公认的轿车消费的启动线。但是，我们也要看到，随着经济的发展和社会的进步，人们对汽车安全性、舒适性、经济性和适用性都提出了较高要求，汽车行业迫切需要应用信息技术来改善汽车消费环境，推动汽车设计、生产、销售的信息化水平。电子技术在汽车上的应用，已成为汽车设计研究部门考虑汽车结构革新的重要手段。对于广大汽车厂商，未来的利润将不再局限于汽车本身和其它传统消费配件，而是将汽车变成有轮子的通信端口，通过以数字化为核心的无线智能网络，为驾车人提供所需的各种各样信息及个性化的服务，这样产生的利润才是更持久与可靠的。电子信息应用技术正在成为汽车产业发展的巨大动力。车载电话系统作为车载智能系统的一部分，可以提高整车的科技含量与竞争力，促进我国汽车工业的发展。

②推动移动通信产业发展

车载电话系统作为一种移动通信终端，可以使用户在不违反交通法规的基础上自由通信，这自然就可以增加移动通信业务量，促进移动通信产业的发展。

③提高交通安全，为人们生活带来方便

新出台的交通法规规定，在驾驶的过程不能使用手机等通讯工具，这样有利于促进人们的安全驾驶，但同时也会给人们的生活带来不便。车载电话系统可以解决这一矛盾，它采用全声控免提技术，最大限度的解放驾驶员的手、眼就可以自由的通话，提高了驾驶的安全性，同时使人们的生活更方便。

④缩小在汽车电子方面与国际先进技术的差距

业内专家指出，我国现有汽车电子产品水平与国际先进水平相比，还落后10至15年。我公司独立研发生产的METE101型车载电话系统具有自主知识产权，采用了先进的设计思想和设计方法，取得了多项技术突破，并申请了多项专利，为国内车载通信系统注入了新的活力。结束语：

电子地图可视化 第6篇

摘 要： 机载电设备涉及多种信号和信号处理方法，理解这些信号和信号处理方法是掌握其工作原理的基础。在机载电子设备教学中，为了直观地表现信号处理的原理，提出机载电子设备的信号可视化教学方法，从时域、频域、时频域和统计域分别描述信号的不同特征，使复杂的信号特征直观化，便于学生理解信号内涵，从而更好地掌握学习内容。

关键词： 信号可视化 机载电子

随着无线电装备的大量应用，民航飞机上装备了各种仪表和仪器。如何理解这些仪器仪表的工作原理，是航空电子工程师的重要任务。在航空电子设备的维护过程中，电子信号始终贯穿于各项工作中。而电子信号的样式有成千上万，理解这些信号成为电子工程师的难点，抓住信号的特征是掌握信号处理原理的根本。通过大量教学内容，我们归纳出信号具有的基本特征可以从四个方面描述：时域、频域、时频域和统计域。本文给出从这四个方面表现信号的方法，并以计算机仿真的形式，给出进行信号可视化的基本方法。

一、信号四个方面的特征

信号的种类有很多，导致信号具有不同特征。根据教学发现，信号的特征可以从时域、频域、时频域和统计域四个方面进行描述，下面分别介绍这四个方面特征。

1.时域特征

时域就是信号的幅度或者功率随着时间的变化情况。有的信号变化快，如各种电子噪声，有的信号变化慢，如电子传感器测量到的气温等。时域特征是信号的基本特征。时域特征的表现形式就是我们常说的波形。

2.频域特征

自从出现了傅里叶变换后，信号的频域特征更为人们所关注。信号的频域特征就是信号在频率域的分布情况。由于时域与频域是完全对应的，因此时域的变化情况会反映在频域。如在时域变化快的信号，就会在频域出现高频率成分的信号；在时域变化慢的信号，在频域就会出现频率成分低的信号。

虽然频域特征与时域特征是一一对应的，但是频域特征有时更直观。如通过频域特征可以发现信号包含的不同频率成分。在实际工作中，尤其是对高频信号，只能获得信号的频域特征，时域特征很难直接获得。因此，可以说频域特征是信号最重要的特征之一。

3.时频域特征

时频分析是信号处理发展到高级阶段产生的新的信号分析工具。信号的时频域特征就是信号的频率随时间的变化情况。传统的信号分析一般假设信号是平稳的，也就是说信号的频率成分不随时间的变化而变化。而在实际环境中，信号往往是非平稳的。信号的频率随时间而变化的。如果仅从时域或者频域方面描述信号，往往不能反映出这种变化。时频域的分析能给出很好的解决方法。

二、信号特征的可视化方法

信号可视化的方法有很多种。针对教学而言，一般是采用计算机仿真的方法产生各种信号。然后通过对信号进行处理，将信号在不同特征域表现出来。因此，信号可视化包含的内容有：开发环境、信号的产生、信号的处理和信号的表现。

1.信号可视化的开发环境

常规的信号仿真工具包括MATLAB、C++、Python等。对于高校教师而言，MATLAB无疑是最合适的开发工具，它不仅语法简单，而且可以工作于多个平台之上。C++是偏向于工业化或者说是产品化的开发工具，信号处理的开源库比较多，但其开发难度要大于MATLAB。Python是跨平台的开发工具，目前有很多信号处理库，开发难度介于MATLAB与C++之间。

2.信号的产生

信号的产生既可以产生模拟的信号，又可以是用传感器采集来的信号，如采用温度传感器、压力传感器、AD数据采集器等。实际中也可以采用仿真的方法产生各种信号，在产生信号时，要注意的方面包括：信号的样点数和采样频率等。

3.信号的处理

信号的处理在计算机仿真方面一般采用数字处理的方式模拟实际中的处理。信号处理的范畴很宽，包括滤波、调制、同步、检测和跟踪等。信号的处理过程模拟是进行信号可视化的关键和难点。这是因为信号处理是一切电子系统的核心，是一切电子系统功能的支撑。

4.信号的表现

信号的表现就是信号特征的表现，包括各种波形、频域特征、时频域特征、统计域特征等的表现。时域波形的表现主要是波形的绘制，在绘制波形时可以采用线、柱、散点的形式。在进行频域特征表现时，一般采用FFT变换后，给出其频谱，由于FFT是分段处理的。因此，可以采用分段读入数据计算FFT的方式，显示每段数据的频谱，这样形成的频谱具有动画效应。

信号的时频域特征一般采用时频变换、小波变换等方法。由于时频变换的计算量巨大，因此对信号进行时频变换时需要分段读入。统计域的特征一般采用直方图的方式进行表示。

三、信号可视化实例

1.信号的时域特征

信号的时域特征我们这里采用两种方法进行表现，一种是模拟产生的正弦波信号。图1依次给出了频率不断升高的信号波形。

图1 正弦信号与语音信号的时域特征

2.信号的频域特征

信号的频域特征有时能够给出更精确的信号特征描述。如图2所示，给出的是3个周期信号的叠加。从图2很难看出信号包含多少个频率成分，而下图给出的是信号在频域的分布情况，很容易看出信号是由3个频率成分组成的。这说明频域的特征具有更直接的特征描述力。

图2 合成信号的频域特征

3.信号的时频域特征

信号的时频域特征反应的是信号的频率随着时间的变化情况。如图3给出了线性调频信号的波形图。可以看出，线性调频信号的频率随着时间不断增大。

图3 线性调频信号的时频域特征

4.信号的统计域特征

信号的统计域特征反应的是信号幅度的变化频率情况。图4给出了正态分布信号的统计域特征。从图4可以看出，该随机信号的幅度分布服从正态分布。

图4 随机信号的统计特征

四、结语

将信号的特征在不同的域中表现出来，更直观地掌握信号的特性，是航电设备原理教学中的难点。本文从信号的产生、处理、变换和表现方面出发给出了信号在时域、频域、时频域和统计域的特征表现方式，在实际教学中有很好的效果。

参考文献：

[1]郭宝龙，朱娟娟，吴宪祥，闰允一.“信号与系统”课程可视化教学的实践探索[J].电气电子教学学报，2010.10，32卷（5）：62-64.

[2]王旭，薛丽芳，杨丹，韩志艳.基于小波变换的语音信号可视化研究[J].计算及应用研究，2009.1，第26卷（1）：94-96.

国内农产品电子商务发展可视化研究 第7篇

1.1 数据来源

本文以中国知网(CNKI)为研究数据源,在高级检索中以“农产品”和“电子商务”为主题组合进行检索,检索出2006年——2015年12月31日共458篇文献,剔除博硕论文及报刊载文,最终以317篇相关文献作为研究对象,同时将下载好的文献信息在EXCEL中做数据预处理。

1.2 研究方法

本文主要采用的研究方法是词频分析法、共词分析法及社会网络分析法。词频分析法即通过对文献发表时间、文献所属期刊、作者所在单位文献是否有基金支持等方面的信息汇总,以发现其内在规律、趋势,词频分析法是属于透过现象看事物本质的一种研究方法;共词分析法是属于内容分析法中的一类,该方法是建立在词频分析法基础上,主要分析步骤包括:在相关文献数据库中提取出文献高频关键词和统计提取出的高频关键词在同一篇文章中出现的次数,形成共词矩阵;社会网络分析法即对作者之间的关系、合作机构之间的关系进行量化分析,对其关系的描述主要方式为社会关系网络图,本文在作者合作研究及各阶段主题词分析中主要采用社会网络分析,借助UCINET进行相关分析。

2 研究结果

2.1 文献分布

2.1.1 文献年代分布

文献年代分布状况反映了该研究领域的发展状况、发展趋势,对于从整体上把握该领域研究水平具有重要意义。经统计,我国农产品电子商务的发展可归纳为三个阶段,第一阶段是兴起阶段(2006年—2007年),该阶段的平均文献数是4篇,说明农产品电子商务的发展状况不容乐观,研究人员对其关注度较低;第二阶段是波动增长阶段(2008年—2012年),该阶段的平均文献数是40篇,但是在2012年出现了较小幅度的波动,农业电子商务在该阶段有明显的发展,农产品电子商务得到一定的发展;第三阶段是高速发展阶段(2013年—2015年),该阶段农业电子商务文献数以平均每年45篇的速度增长,发展势头强劲,相关研究内容广泛、研究角度多样是该阶段的主要特点。统计具体数据如图1和表1所示。

2.1.2 基金文献分布

基金文献可划分为国家级项目基金、国家自然(社会)科学基金、省市级基金、校级基金等,一定程度上可以反映出国家及社会对该研究领域的关注状况。据统计2006年—2015年国内农产品电子商务文献共317篇,其中包括基金资助文献121篇,部分文献受多种基金资助,本文主要选取其最高基金资助级别,基金资助文献所占比例达38.2%,其中国家级(教育部、农业部、国家自然社会科学基金、国家社会科学基金等)基金资助文献数省共28篇,省级基金资助文献共58篇,市级基金资助文献10篇,18个校级基金资助文献,其他文献(经济学会等)7篇,分布同农产品电子商务文献年代分布保持一致,主要数据如图1和表1所示。

2.1.3 来源期刊分布

借助对来源期刊的统计,可以分析出相关研究领域的重点期刊。据统计,317篇农产品电子商务文献集中分布于127种期刊,期刊类型多集中于经济、农业类,其中发文量在3篇以上的有34种期刊(图2),包括文献198篇,占文献总量62.5%,根据布拉德定律知核心期刊载文量约占文献总量的1/3,因此前11种期刊载文105篇,这11种期刊是农产品电子商务研究的主要来源期刊。

2.2 研究单位

一个研究单位的发文量可以直接显示出其在某个领域的关注度,通过对2006年—2015年农产品电子商务研究单位统计,共有274个研究单位,其中高校发文量最多,约占研究单位总量的93%。将发文量≥篇的研究单位进行汇总统计,石河子大学发文量最多,在研究期间发文量达到5篇,具体结果如图3所示。

2.3 研究主题

为将农产品电子商务研究中的关键词进行准确的分析,本文将在统计关键词的过程中剔除对策、发展等非明确涵义的关键词,对相近关键词进行合并统计,如模式和电子商务模式等。关键词归纳状况将同农产品电子商务发展阶段相对应,以2006-2007年、2008年-2012年、2013年-2015年分别进行统计,在第一阶段由于相关文献较少,其所涉及到的关键词数量也较少,每篇平均有2.3个关键词。经统计,2006年-2015年农产品电子商务关键词的归纳状况如表4所示。

为对各个阶段的研究重点、研究特点及各阶段社会网络图(图4、图5、图6)的特点进行分析,在进行共词分析时为避免相关低频词对结果造成的干扰,因此本文主要采用表4中经过了规范化处理的主频词作为共词分析对象,将其在EXCEL中作预处理,导入UCINET中,得到关系矩阵,对结果进行分析得出研究结果。

国内农产品电子商务可视化各研究阶段特点对比(2006—2015年)如下:(1)2006—2007,该阶段的共现结构特点为网络结构松散,以电子商务为核心,该阶文献较少,网络中的主题词较单一,关系明显,以电子商务的制约因素、发展策略等进行延展,该阶段的研究重点是电子商务、农产品物流、制约因素、运作模式、农产品等;该阶段的研究特点是该阶段研究内容浅显,研究重点不突出,为形成具有代表性的可反映该阶段研究特点的中心网络,仅对农产品和电子商务作了简单的研究。(2)2008—2012,该阶段的共现网络结构特点是网络结构联系紧密,以电子商务伟核心,以农产品电子商务、发展模式、农产品为次核心;该阶段研究重点集中于电子商务、发展模式、农产品电子商务、农产品;该阶段的研究特点表现为以电子商务为研究重点,相对于上一阶段研究内容广泛,向特色农产品、物联网、信息技术的方面靠拢,同时对发展农产品电子商务进行SWOT分析,研究的方向向其发展前景上转移;(3)2013—2015,该阶段的共现网络结构特点是网络结构紧凑,以农产品电子商务、农产品为研究核心,以发展对策、物流为次中心,同时对农村经济、生鲜农产品、网络营销、移动电子商务进行重点关注;其研究重点集中于农产品电子商务、农产品、物流、发展策略、农村经济、生鲜农产品、网络营销、移动电子商务;该阶段的研究特点为研究重点仍集中于农产品电子商务,对发展策略、模式等较宽泛的研究度下降,对农产品销售、农村经济、物流等的关注度直线上升。该阶段的研究重点已不再是简单的理论研究,而是转向结果实践性强的研究,关注其本身的研究很少。且研究了所需的信息技术。(A区市场、物流;B区重点营销)。

3 结语

综上,2006—2015年国内农产品电子商务的可视化研究得到了比较全面的结果,主要涉及到其文献研究(文献年代分布、基金文献分布)、相关文献作者(作者合作分析)、文献期刊单位、相关研究机构、研究主题等方面的研究。其中,国内农产品电子商务文献发文量总体呈上升趋势,研究势头较足,在基金支持下的文献数量增长速度较快。该领域的作者合作度虽表现为上升,但就其总体而言合作度较低,各作者单一发文量占绝大多数比例,形成的作者合作网络比较分散,并未形成具有核心性的作者群,这不利于该领域的后续发展。文献期刊单位主要集中度较高且同农产品、电子商务联系紧密的期刊,如《电子商务》、《商场现代化》、《安徽农业科学》等期刊,其综合影响因子分别为0.1980、0.032、0.219,由此可知,该领域的期刊影响很小,期刊水平不高,这就间接表明国内农产品电子商务的研究深度不够,这就为之后的相关研究提供了很大的进步空间;研究机构主要集中在高校内且是经济管理学院较多。在研究主题方面,主要从农产品电子商务的三个发展阶段进行分别分析处于兴起阶段的2006—2007年在电子商务的基础上进行研究,研究内容浅显,研究重点不突出;处于波动增长阶段的2008—2012年研究向特色农产品、物联网、信息技术的方面靠拢,同时对发展农产品电子商务进行SWOT分析,研究范围开始横向发展;处于高速发展阶段的2013—2015年以农产品电子商务、农产品物流、网络营销为研究重中之重,该阶段主要侧重于结果可实践性强的研究。

由此,国内农产品电子商务依然存在着很大的研究空间,相关研究涉及多方面,但其研究内容相对比较浅显,没有形成系统的研究。同时,本文在对该领域的文献分析中看到农产品物流建设虽在共现网络中处于次核心地位,而对其研究主要集中于表面分析,相关技术的支持、政策的支持等研究烧制又少,这就表明其可研究实践性较弱。因此,通过对国内农产品电子商务发展可视化研究,农产品电子商务将在现有技术的支持下继续呈快速发展,不断完善自身结构,进而形成研究重点突出的发展系统。

摘要：在网络环境下,农产品实现电子商务发展是必然趋势,传统的农产品营销流通方式已不能适应当前的环境状况。农产品电子商务是属于农业电子商务活动中的一个重要组成部分,农产品信息化的有效提升将有助于推动农业产业化的发展。本文以词频分析法、社会网络分析法为主要研究方法,以研究基本状况、研究期刊、研究机构、研究主题等为研究角度,进而揭示国内农产品电子商务的研究进展。

关键词：山西省,农产品电子商务,可视化

参考文献

[1]刘静.我国农产品电子商务发展现状及其对策研究[D].华中师范大学,2014.

[2]张勤.词频分析法在学科发展动态研究中的应用综述[J].图书情报知识,2011(02).

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[4]朱庆华,李亮.社会网络分析法及其在情报学中的应用[J].情报理论与实践,2008(02).

[5]孙雨生,陈卫.我国网格服务研究进展--基于CNKI(2003-2012)的文献计量与知识图谱分析[J].现代情报,2013(07).

[6]杜永莉,刘金玉,张晓燕.全军医药卫生科技基金资助项目论文统计分析[J].中华医学图书情报杂志,2002(01).

[7]孙掌印,储开稳.我国高校图书馆参与社区文化建设研究评述--基于文献计量分析视角[J].图书馆界,2014(03).

电子地图可视化 第8篇

作为一名大学生, 从学生的角度讲, 模拟电子实验箱在学习过程中扮演着非常重要的角色, 是在学生做实验过程中直接接触到的, 对学生了解实验目的、实验原理都非常重要。模拟电子实验箱是学生在实验过程中直接接触的东西, 然而原来的实验箱只能看到复杂的电路图, 电子元器件全部安装在电路板的反面, 而且连线以及电子元器件都非常的繁杂, 学生在实验过程中见到的只是简单地元器件符号和连接孔, 学生只需要简单地连线, 记录实验结果就可以完成实验, 不能见到实际的电子元器件, 这显然失去实验本身的意义。学生即使能看到元器件也不清楚是什么元器件, 不能与电路图一一对应起来, 更不知道元器件在电路中起到的作用, 更不会理解实验原理, 所以对原有实验箱进行改造是非常有必要的。这样做完实验真正培养了学生的动手能力和实践能力, 学生的素质可以得到锻炼和提升, 为以后的学习和工作都奠定了坚实的基础。

“模拟点在基础实验箱”简介

1. 特点:“元器件可视化模拟电子基础实验箱”在原有模拟电子实验箱的基础上进行了改造, 主要是把元器件从原来电路板的反面安装到了电路板的正面, 从而展示给同学们的不再是复杂难懂的元器件符号和复杂的电路图, 而是实实在在的元器件实物和清晰易懂的电路图及连线, 使同学们对元器件有了了解, 而且在此基础上也能更容易的理解电路原理, 更加容易得到实验结果, 而且也能更快达到实验目的。

2. 功能需求:目前实验设备厂家生产的设备已多功能实验箱为主, 所以现在市面上原有的模拟电子实验箱实现的功能比较多, 同时也越做越精美, 但是电子元器件全部安装在电路板的反面, 正面只能看到电路图, 并且反面的布线与元器件的安装烦乱复杂, 不能与正面的电路图一一对应, 所以学生实验过程中, 只能看到复杂电路图而看不到具体的实验元器件, 即使能看到反面, 也只有繁杂难懂的连线和元器件, 无法与电路图对应起来, 实用性大大降低了。在实验过程中, 学生通过认识实验元器件, 了解其特性, 从而理解实验原理才是做实验的主要目的, 学生做完实验连一只电阻都见不到, 只看到电路图, 显然是本末倒置了。

3. 重要性:改造后的“元器件可视化模拟电子基础实验箱”做到了让学生可以一目了然, 直接看到的就是实实在在的电子元器件而不再只有电路图, 可以让学生对实验对象的原理、功能、特性等能更好的掌握。可以帮助学生更加直观的了解电路的走向, 理解电路的作用, 并且加深了对实验对象特性的了解, 从而更深刻的理解电路原理。而不是只是机械性的完成实验之后却不认识实验元器件, 不知道实验元器件的具体作用。“元器件可视化模拟电子基础实验箱”在原有实验箱的基础上进行了改造, 电路简单清晰, 降低故障概率, 维修简洁方便, 可以避免一些不必要的浪费, 节约大笔经费。

为了避免在实验过程中不小心对实验元器件的损坏, 还在电路面板上方做一个透明的罩壳, 这样在保证清晰看清电路和电子元器件, 同时可以避免在实验过程中一些不规范的操作造成的对元器件的损坏, 减少维修次数, 避免了不必要的浪费。

实验箱制作过程

进行电路设计——绘制印刷电路板——绘制的电路板加工——电子元器件等耗材的购买——电路板的焊接及测试。

电路设计

通过与老师和同学的探讨, 结合教学和学习的需要以及电路板的整体功能, 我们把电路板分成了5 个模块, 包括功率放大电路, 整流、滤波、稳压电路, 集成RC振荡电路, 运算放大电路和分立电路. 在设计电路时, 要综合考虑各个不同电路之间的参数影响问题。比如, 要考虑到整个稳压电源的稳压值的要求所对应整流、滤波、稳压电路的输出电压。设计完成后对各个电路逐一进行分析测试, 这样按小电路逐一检查更加便捷, 而且节省了时间。功率放大电路如图1 所示, 分立电路如图2 所示。

技术指标

电源电压接交流电220V, 模拟电路实验区VCC接+ 12V, VEE接- 12V。根据实验线路要求, 在接入相应的电源的时候要注意电源的极性。连接线路的时候要切断电源, 防止操作失误损坏元器件。工作环境温度- 10°C ~ 40°C, 相对湿度≤ 85% (25°C) 。函数信号源:频率范围为10Hz ~ 500k Hz;幅值为0 ~ 12Vp - p。

元器件的选取

电路板设计完成之后, 选择合适的元器件进行电路连接, 元器件的选择包括电容、电阻、电感、二极管、三极管、集成电路等多种元器件。在进行元器件的选择时, 不但要注意电路本身的要求, 还要考虑元器件固有性能和特性参数, 根据不同环境, 比如温度、湿度、信号频率、工作电压等所发生的变化情况, 要确保每一个电路都具有一定的稳定性, 这样才能保证实验箱的功能稳定。

结束语

电子地图可视化 第9篇

一、二者产生的时代背景不同

机读文件最早产生于1890年，当时是指配合一些简单的电子机械设备而使用的穿孔卡片。从“穿孔卡片”到“穿孔卡带”再到“机读文件”经历了大约80年的时间，“穿孔卡片”的数据读取方式一直延用到20世纪70年代末，这种程序设计和数据处理方式，构成了电脑“软件”的雏形。20世纪40、50年代，随着计算机的产生，此时生成的文件并不完全是“机读文件”，但是还没有自己的确定的名词所代表。此后，随着制表机“穿孔卡片”把数据转变成二进制信息，计算机文件也与此类“机读文件”相结合，此时的“机读文件”不仅仅代表“穿孔卡片”，还有计算机产生的，必须通过机器才可以阅读的所有文件。20世纪40年代以后，伴随着计算机的使用，“机读文件”不断增多。而最早出现“电子文件”这一名词却是在美国纽约州档案馆出版的一份题为《纽约州政府管理和保护电子文件战略规划》的报告。后来，“机读文件”这一名词就被“电子文件”逐渐替换了，而且替换得非常彻底，从此以后“机读文件”这一名词仿佛退出了历史舞台，只是在进行历史演变研究的时间会有所使用。1995年北京第13届国际档案大会上，美国的戴维比尔曼在《虚拟档案》中使用通篇使用“电子文件”这一名词。“电子文件”替换“机读文件”这一名词，用了近100年的时间。可见，“机读文件”产生于工业时代，“电子文件”产生于信息时代。

二、二者所产生的工作环境不同

20世纪40年代的档案工作中，计算机仅仅被当作提高信息处理速度的工具，一般用以编制目录、打印目录和辅助检索，而文件及档案产生的环境仍是纸质的，管理上也仍采用手工管理的方法。当时对于输入计算机的机读目录和机读文件的管理大多模拟手工管理的方法。然而“电子文件”产生于典型的电子工作环境，计算机已成为绝大多数管理活动的平台，业务活动及文件动作过程中可以不再产生纸质文件。文件的生成、处理和传递都通过计算机及其通信网络完成，手工管理模式不再适用。

三、二者身份地位的变化

机读文件大多是纸质文件输入和输出处理过程中产生的转换性文件形式，只有输入和输出时的纸质文件才被当作真正的文件，“机读文件”还不是真正意义上的文件或档案，我们只关注它的信息内容，而不了解它的属性。在电子环境中，电子文件是唯一的文件，确认电子文件的凭证地位要求日益强烈，打印出来的纸质文件反而成为电子文件的一种辅助形式。文件和电子文件在物理和技术特性上并未发生质的改变，但它们的文件地位以及所包含的社会意义却发生了本质的变化。

四、二者名词术语反映事物特点的深刻程度不同

从事物命名的角度来看，机读文件强调“机读”二字，也就是强调机读文件不同于其他载体文件的阅读方式，这是文件和电子文件共有的特点。但这毕竟仅仅是电子文件的一个特点，而不是电子文件的本质特点。随着对电子环境下产生的电子文件的认识逐步深入，人们发现只用“机读”二字已无法描述电子文件的本质特征，所以转向通过描述文件的存在形态来表征该事物。由于在计算机产生、处理和传输信息过程中，信息是以电子形式存在的，所以称之为“电子文件”。

冯惠玲在《拥有新记忆电子文件管理研究》的博士论文中说：“早些时候，人们大多使用机读文件’这个概念，近几年来渐渐被电子文件’取代了。其原因大约有两方面：一是除计算机产生的文件之外，还有其他一些载体的文件也要借助机器才能阅读，如录音带、录像带等，用电子文件’一词来专门表示由计算机产生的、数字式的文件更为明确和专指些，这是主要原因;此外，国外有些专家觉得从字面上看，机读’一词中没有人’的作用，认为这种叫法和人有距离感，不太合适。”

五、网络的产生

电子地图可视化 第10篇

与此同时,随着数据挖掘技术的日趋成熟和相关标准的逐渐完善,基于数据挖掘的可视化技术已经开始在各行各业得到广泛应用。基于数据挖掘的可视化是指以用户可视、交互的方式进行知识挖掘的一种方法,包括数据可视化、挖掘结果与过程可视化和人机交互功能,该技术在图情档领域也得到了广泛的应用与研究,因此,研究基于数据挖掘的以用户为中心的可视化信息服务, 也具有一定的意义[1]1。

电子健康档案是以医院的电子病历为主体,以信息共享为核心的数字化健康档案。电子健康档案跨越不同的机构和系统,在不同的信息提供者和使用者之间实现医疗信息互换和共享,为提高病人的安全,提高医疗质量,改善健康护理,推进病人康复和降低医疗费用而做出贡献。电子健康档案是丰富的档案信息资源, 对电子健康档案资源进行数据挖掘,提供可视化信息服务,可以提高电子健康档案资源的利用效率,提高患者健康意识、增强医疗诊断的准确性、紧密医患之间的交流。

一、电子健康档案信息可视化服务的可行性分析

开展电子健康档案的可视化信息服务,首先需要丰富的电子健康档案信息资源,为开展可视化信息服务提供基础,其次需要便利的现代化互联网平台提供桥梁。此外,强大的技术支持,巨大的经济与社会效益,都成为电子健康档案信息可视化服务得以开展的基础。

1.资源丰富,平台便利。由于电子健康档案涵盖了一个人从出生到死亡整个过程中健康状况的发展变化情况以及所接受的各项卫生诊疗记录,因此每个人在医疗和健康检查中都会产生大量数据,这些数据之间又由于医学特性具有很大的关联性,所以电子健康档案的数量规模巨大且具有极丰富的研究价值。此外,互联网环境为电子健康档案的共享与利用提供了可靠的支持平台, 云计算、物联网等技术的应用为电子健康档案进行连续的资源开发,追踪定位都提供了巨大的支持,为电子健康档案信息资源的开发与利用,开展可视化信息服务提供了可能。

2.技术强大,效益可观。(1)技术强大。大数据技术,特别是数据挖掘与数据可视化技术的应用,在医疗卫生领域发挥着不可替代的作用,数据一直是医疗保健服务中的一部分。在过去的几年中,随着电子健康档案的普及应用与联网,极大地提高了可供临床医生、研究者与病人使用的数据量。数据挖掘与可视化技术将临床数据迅速反馈给患者与医生,帮助医生诊断并指导治疗有效进行。此外,通过对个人电子健康档案的数据挖掘,可以确定饮食、运动、预防护理和其他生活方式因素对健康的影响,使得人们不必向医生寻求医疗保健意见就可以进行有针对性的自我保健[2]。 与此同时,可视化技术可以把所有健康数据以友好的界面,清晰易懂的图表,给所有医生与患者提供直观可靠的电子健康档案数据信息,便于不懂医学知识的患者与医生进行有效的沟通与交流。(2)效益可观。在经济效益方面,由于现在的大数据环境提供了具有高度资源共享以及动态可扩展的系统平台,节省了用户单位运用电子健康档案服务系统的软开销。基于系统采购成本的下降直接促进了医疗机构电子健康档案的建设工作。随着电子健康档案工作的广泛开展,对这些电子健康档案记录进行数据挖掘并提供可视化服务,将极大提高医疗卫生机构的业务效率,帮助医生进行诊断治疗,帮助医生与患者之间进行有效的沟通与理解, 节约医疗成本,为医院和患者同时创造经济效益[3]19。在社会效益方面,我国是一个人口大国,幅员辽阔,医疗机构与管理机构数量众多。截至2014年11月底,全国医疗卫生机构数达98.5万个,其中:医院2.6万个,基层医疗卫生机构92.2万个,专业公共卫生机构3.4万个,其他机构0.3万个[4]。如此庞大的机构数量将会产生巨大的电子健康数据,对这些数据进行挖掘并使之提供可视化服务,有利于“智慧医疗”的构建与健康中国战略的实施,同时,有利于医患之间的沟通与了解,缓解现今社会紧张的医患关系,对维护社会安全与稳定做出一定的贡献。

3.标准统一,便于管理。医疗行业是我国行业标准统一化,规范化较为突出的行业,例如:《健康档案公用数据元标准(试行)》、 《健康档案基本数据集编制规范(试行)》、《电子病历基本数据集》 等标准对健康档案、电子病历等都做了明确的规范。因此,开展基于电子健康档案的可视化信息服务较之于其他可视化档案信息服务有一定的优越条件,而且标准统一有利于建立适用于电子健康档案数据挖掘的可视化信息系统,有利于全国范围内的电子健康档案资源的开发与整合,有利于整个医疗行业之间的交流,促进医疗业稳定发展。

二、电子健康档案信息可视化服务的层次分析

根据电子健康档案实效性、共享性的特点,同时考虑到可视化数据挖掘包括数据可视化、挖掘结果与过程可视化和人机交互功能的特点,由对电子健康档案的可视化服务进行了如下的层次分析:

1.档案数据的可视化。档案数据的可视化主要包括电子健康档案中所包含的二维、三维等医疗影像的可视化,这种医疗影像本身作为可视化的电子健康档案数据,通过医疗影像计算服务平台,直接为用户提供便利,多样的可视化信息服务。如东北大学医学影像计算教育部重点实验室的科研课题:医学影像计算开发平台———MIC平台。其具有UI可视化,基于C/S的三维可视化等功能,给查询病人信息的用户提供了方便、多样化的可视化操作平台[5]18。档案数据的可视化还包括电子健康档案涵盖的个人信息、区域信息等基本信息内容的可视化呈现。档案数据的可视化是实现电子健康档案可视化信息服务的基础,是数据挖掘的来源。

2.人机交互的可视化。提供可视化的电子健康档案信息服务的根本目的是为了提供以用户为中心的信息服务。因此,人机交互的可视化是电子健康档案信息可视化服务质量优劣的重要评价指标,人机交互的重要桥梁——管理系统是提供可视化信息服务的重要媒介,管理系统的可视化在档案管理领域已经有比较广泛且成熟的应用,尤其在城市建设项目档案、公路建设项目档案等与档案实物关系密切且经济和技术支撑实力较强的单位[6]32。为电子健康档案领域提供人机交互的可视化管理系统,是电子健康档案可视化服务与用户接触最密切、使用程度最高的信息服务, 属于服务的最前沿。电子健康档案信息服务可视化系统应该包括友好的服务界面,全面的信息内容,针对不同用户的登录入口以及与其他系统的有效连接功能等。这样才能在保证用户直观体验的同时兼顾到电子健康档案共享的特性,为电子健康档案信息用户提供服务。

3.挖掘结果的可视化。电子健康档案的可视化信息服务,除了基本的可视化服务外,更为重要的是电子健康档案挖掘结果的可视化。因为前两个层次的可视化是基础的可视化信息服务,其虽然能够满足用户基本的可视化信息需求,但不能满足用户个性化,全面的信息需求。根据用户需求,通过数据挖掘并提供可视化的挖掘结果,电子健康档案的可视化信息服务在这个层次才能更为显著地表现出来。例如,马里兰大学开发的Life Lines系统就是具有时间线功能的数据挖掘可视化系统。如在电子健康档案可视化信息服务中应用该系统,将个人的全部医疗记录输入数据库, 软件按照时间线提供了关于个人病史的一个全局性的视图。个人的全部医疗记录中的事件、特征、关系等被按钮、水平线、颜色以及线的粗细表示出来。通过实验表明,与传统的列表描述相比,用户对于Life Lines表示出的信息更加容易理解和记忆[7]619。这是关于个人电子健康档案进行数据挖掘提供的可视化服务,另一方面, 如对共享的电子健康档案进行区域性的数据挖掘并提供可视化结果,可以呈现某种疾病的地域性发展特点与趋势,为医疗卫生部门治疗和预防流行疾病特供依据。

三、电子健康档案信息可视化服务系统构建的设想

由于电子健康档案信息可视化服务可以分为数据的可视化、 人机交互的可视化与挖掘结果的可视化三个层次,同时考虑到档案信息服务过程,以下对电子健康档案信息可视化服务系统构建的设想提出了初步探讨,电子健康档案信息可视化服务系统可以从收集系统、管理系统、挖掘系统和利用系统四个子系统的可视化来考虑[8]18。

1.电子健康档案信息可视化收集系统。电子健康档案信息可视化收集系统应包括可视化在线收集与电子健康档案信息的可视化采集。可视化在线收集是基于电子健康档案的共享平台,通过电子健康档案信息管理人员按电子健康档案统一标准,把可视化的档案信息进行收集,如对医学图像数据库中的图像进行收集;另一方面,电子健康档案信息的可视化采集主要包括对电子健康档案中的文本信息等其他形式的信息进行采集,扩大收集范围,为可视化电子健康档案信息服务提供资源。

2.电子健康档案信息可视化管理系统。电子健康档案信息可视化管理系统可以参照比较成熟的城建档案可视化管理系统进行展开,主要应该包括收集、整理、鉴定、统计、检索、利用等档案管理的业务功能,除此之外,还应包括电子健康档案区域、空间的管理,如电子健康档案中基本信息里关于居住地、工作单位等的管理,电子健康档案存储空间、存储安全的管理等。

3.电子健康档案信息可视化挖掘系统。电子健康档案信息可视化挖掘系统主要包括关键医疗信息的获取与处理,如对自由文本的医疗信息进行基于内容的挖掘与处理、对离散医疗信息的挖掘与可视化表达,对医疗图像信息的挖掘与表达等,这里主要通过各种数据挖掘工具实现,例如利用Lucene技术将电子健康档案内部信息都挖掘成为关键词并建立索引,用户在检索过程中便可利用这些重要信息作为查询条件进行基于内容的信息检索[5]。再如利用Maps API、Modest Maps等地图信息可视化工具把电子健康档案中呈现的区域化特征显现出来[9]。

4.电子健康档案信息可视化利用系统。电子健康档案信息的可视化利用系统主要指通过挖掘各种类型的电子健康档案信息, 形成各种可视化结果,为信息用户提供深度挖掘的知识信息,为各种层次的信息用户提供不同挖掘层次的可视化服务。如文章之前提到的Life Lines技术把医疗信息按时间轴排列,用Lucene技术挖掘电子健康档案关键信息,提供索引并结合3D成像技术等, 提供立体的图像,给人们更直观、更有说服力的医疗影像信息帮助医生判断、帮助病人了解病情和健康信息[10]4。

本文主要简单讨论了基于数据挖掘的电子健康档案可视化信息服务的可行性、开展层次以及系统构建的初步设想,目前,关于电子健康档案信息可视化服务的研究和应用还没有全面开展起来,而且相对成熟的数据挖掘可视化应用成果也没有出现。但是,随着数据挖掘可视化技术的不断进步与应用的不断深入,关于电子健康档案的可视化信息服务的研究会更加全面,电子健康档案的可视化信息服务水平也会随之提高。

摘要：医疗服务行业是与民生息息相关的行业,医疗信息更是人民生活的重要信息内容。电子健康档案是医疗信息资源的重要组成部分,对电子健康档案资源进行深层次的开发与利用,对保障与维护公民健康有不可替代的作用。对电子健康档案进行挖掘并提供可视化服务可以提高电子健康档案信息资源的利用效率,更好地为公民提供准确、便捷的健康信息服务。本文主要对开展电子健康档案可视化信息服务进行可行性分析与层次分析,并初步提出了电子健康档案可视化信息服务系统构建的设想。

电子地图可视化 第11篇

1 系统的总体设计方案

系统主要由传感器、信号调理放大电路,采样与转换电路,存储与显示电路,音频输出放大电路几部分构成。(1)心音传感器模块。该模块将心脏搏动信号转化为低阻抗音频信号;(2)信号预处理模块。负责对微弱的心音信号进行前置放大、程控放大并通过50Hz陷波电路消除噪声;(3)单片机微处理器模块。负责将预处理后的心音信号进行采样以及实现心音的实时听诊、实时显示和波形回放功能;(4)串口通信模块。负责与上位机进行数据通信。其总体设计框图如图1所示。

2 系统的硬件设计

2.1 单片机模块设计

根据心音信号的特点以及系统性价比的要求,结合STM系列单片机的性能特点,系统采用STM32F107作为核心控制器。为提高处理速度及实时性要求,本系统采用两块STM32F107协同工作,一片主要控制音频电路VS1003完成数据采集和数据存取,另外一片则利用单片机高速的数据处理能力完成对心音信号的数据处理以及液晶显示。

2.2 传感器模块

心音频率较低(20~600Hz),在人耳可听频域范围的低频段,因此选用声音传感器。声音传感器(话筒)有很多种类,如驻极体式、动圈式和电容式等。本系统对传感器的选取原则是:灵敏度高,抗干扰能力强,除了要提取微弱的心音信号外,还要求它不受人声、工频等信号的干扰。经多次实验比较,设计中选用驻极体式话筒。

驻极体传声器是一种用驻极体材料制造的新型传声器。它具有结构简单、灵敏度高等优点,被广泛应用于语言拾音、声信号检测等方面。驻极体传声器内部主要包括声电转换和阻抗变换两部分。

2.3 信号处理电路设计

信号处理电路部分包括心音信号采集、前置放大电路、50 Hz陷波电路以及高通、低通滤波电路,前放电路如图2所示。设计电路着重完成AD采样前的信号调理电路的设计与验证,电路是差分结构的。这是由于传感器上会感应到很大的极化干扰以及工频干扰,为了抑制人体所携带的工频干扰以及所测量的参数外的其它生理作用的干扰,须采用差动放大形式。共模抑制比CMRR是放大器的主要指标,生物电放大器的CMRR值一般要求达到60d B到80d B ,对脑电等特别微弱的信号要求CMRR值达到120d B,所以采用差分结构电路抑制共模信号,信号放大倍数由R3,R4,R5,R6以及R12,R13,R14,R15设定,其中R5,R6,R14,R15与C1,C2,C5,C6组成滤波网络,用于滤除不必要的频带以及高频谐波。调节R2和R11可以改变输入信号的大小及改变放大比例。

放大器的实际共模抑制能力受到传感器电极的影响。通过驻极体声传感器提取生物电信号时会导致两个极的等效源阻抗不相等,源阻抗的不平衡会使共模干扰向差模干扰转化,这样仅靠提高放大器的共模抑制比是无法提高抗噪声性能的,通过提高输入阻抗可以降低噪声影响。即通过驻极体传声器将心音信号转化的电信号在微伏级别,故前置放大器的抗噪声能直接决定测量信号的信噪比。一个高阻抗源本身就具有较高的热噪声,所以为获得一定信噪比的输出信号,必须采用极低噪声的放大电路。系统选用OPA2134低噪声放大器,对于电阻,通过反复筛选找到精密配对的精密电阻。

2.4 数据采集模块设计

为获取更高的信噪比提高采样速度,系统选择VS1003音频解码芯片。VS1003是一个单芯片WAV音频解码器和ADPCM编码器。它包含一个高性能,低功耗DSP处理器核VSDSP,5KB的数据缓冲区和0.5KB的数据RAM。利用串行SPI接口接收控制指令和数据输入,4个常规用途的I/O口,一个UART,一个高品质可变采样率的ADC和立体声DAC。

VS1003与主控芯片STM32F107通过SPI总线方式进行数据通信,如图3所示。STM32F107通过串行命令接口SDI来写入特定寄存器实现VS1003的功能控制,如初始化、软复位、幅值控制、采样频率等;STM32F107通过SPI接口将数 据通过SD0获取VS1003采集的波形数据。

由于心音信 号的频带 范围在20 ~800 Hz以内,并依据耐奎斯特采样定理和实际的硬件处理能力,考虑到转化精度和采样频率,系统设置采样频率为48Kbps,量化精度为16位 , 编码方式 采用WAV格式。

2.5 人机交互模块设计

由于被测对象身体的胖瘦不同、被测部位不同、体位不同,因而采集的心音信号强弱存在差异。如果心音幅值过大,采集的信号处于限幅状态;如采集的心音信号幅值过大,分析时也存在错误结果。为保证心音分析的结果能真实地反映出心脏活动的状况,须根据检测心音时的不同情况,在一定范围内自动调整放大器的增益,为此,通过数字电位器解决这一矛盾。另外,为了便于进行实时控制心音信号的采集,整个系统扩展了人机接口,其中键盘模块主要用于控制心音信号的采集、存储、回放以及与PC通信、液晶显示设置等功能;液晶显示模块则将心音信号图形化,使之更加直观;PC界面则显示分析结果,帮助医生对病人的病变做出更加准确的判断。系统显示界面如图4所示。

3 系统的软件设计

单片机软件采用模块化设计思想,主要包括:主程序、键盘子程序、液晶显示子程序、RS232通信子程序、SD卡数据存储子程序、VS1003音频采集转换子程序等。主程序流程图如图5所示,首先对整个系统进行初始化设置,使系统正常工作,再执行按键扫描程序,根据扫描得到的键值,进入不同的服务子程序。

4 系统的测试与分析

根据小波变换的理论,采用Daubechies6小波对心音信号进行5阶分解与重构,根据二进制小波子带滤波的含义,不同的小波分解系数代表不同频段的信号含量,当心音信号数据采样频率为2205Hz时,得到各分解与重构系数与频段对应关系如下:

一阶分解的细节信号的d1:551Hz~1102Hz

二阶分解的细节信号的d2:275Hz~551Hz

三阶分解的细节信号的d3:137Hz~275Hz

四阶分解的细节信号的d4:68Hz~137Hz

五阶分解的细节信号的d5:34Hz~68Hz

五阶分解的逼近信号的a5:0~34Hz

心音信号 =d1+d2+d3+d4+d5+a5

其中d1,d2,d3,d4,d5分别是一到五阶分解的细节信号,a5是五阶分解的逼近信号。以下列举了一组正常心音信号和一组异常心音(舒张早期奔马律或加强的第三心音)信号,并对其进行小波分析对比,从而进行判别和区分。正常的心音信号主要分布在d4,d5和a5这三个低频段,只包含第一心音和第二心音,而高频段的心外音和杂音的幅值非常小。而异常心音主要表现在不同的频段出现了的杂音以及心音的改变。

正常人的心跳在60—100次 / 分钟,系统所采集的心音信号如图7所示,一个心跳周期约为0.73s,经换算为82次 / 每分钟。

一个完整的心音中包含第一心音、第二心音、第三心音和第四心音,如图7所示。

第二心音和第三心音细节图如图8所示,根据测量结果与理论值的比较可知,此人第三心音功率略高,有可能为第三心音亢进。

5 结束语