统计学的前景分析范文第1篇

【关键词】旅游 流量超限 手机话单 采样分析 决策

1 前言

1.1 各景区节假日期间持续爆满

2012年9月30日-10月7日中秋、国庆节长假期间，全国纳入监测的119个直报景区点共接待游客3424.56万人次，同比增长20.96%；旅游收入17.65亿元，同比增长24.96%。9月29日至10月6日，民航全国累计共发送55926班次，运送旅客人数760.71万人次；铁路全国累计共发送旅客6095万人次，同比增长9.4%。各地旅游景区游客接待量超过最佳接待量1倍以上。其中，南京中山陵为最佳接待量10倍，厦门鼓浪屿、敦煌莫高窟为最佳接待量8倍，北京故宫、山西平遥古城为最佳接待量5倍，宁波溪口景区、湖南衡山为最佳接待量4倍。

自驾车旅游异常火爆。2012年的中秋、国庆假期，是国务院出台小型客车免收高速公路费政策执行的第一个长假，自驾游成为今年黄金周一大亮点，很多地方甚至呈现井喷之势。上海主要高速公路道口进、出沪客车数分别为83.59万辆次、116.56万辆次，分别同比增长41.27%、71.41%；辽宁自驾游车辆比去年同期增长80%左右；贵州自驾车游客占接待总人数的55%，其中4A级以上景区自驾车游客比重均超过70%。

国内热点景区持续爆满，纷纷迎来史上最热“黄金周”。 故宫博物院仅10月2日一天就接待游客数超18万人次，创造了历年接待游客最高值；四川省九寨沟、黄龙等21个传统景区（点）共接待游客234.4万人次，按可比口径增长17.95 %；湖北各旅游景区10月2日-4日先后迎来旅游接待最高峰。

1.2 政策导向

2012年8月27日提请全国人大常委会审议的旅游法草案对旅游安全作出一系列相关规定，指出县级以上人民政府统一负责旅游安全工作，景区实行旅游者流量控制制度。草案规定，县级以上人民政府应当依法将旅游应急管理纳入政府应急管理体系，制订应急预案，建立旅游突发事件应对机制。突发事件发生后，当地人民政府及其有关部门和机构应当采取措施开展救援，并协助旅游者返回出发地或者旅游者指定的合理地点。而景区实行旅游者流量控制制度，不得超过景区主管部门核定的最大承载量接待旅游者。旅游者可能达到或者超过最大承载量时，景区应向当地人民政府报告，景区和当地人民政府应当及时采取疏导、分流等措施，旅游者应当予以配合。

草案同时规定，旅游经营者应当依法取得安全生产资质，严格执行有关标准、安全技术规范以及消防的有关规定，制定旅游者安全保护制度和应急预案。

《旅游法（草案）》进行二次审议中全国人大法律委、国务院法制办等部门建议增加规定：景区应当公布景区主管部门核定的最大承载量，制定和实施旅游者流量控制方案，并可以采取门票预约等方式，对景区接待旅游者的数量进行控制。

2 系统建设思路

2.1 基础数据源

通过实施采集运营核心交换机上的用户话单数据，包括通话话单、短信话单、VLR话单，尽可能高频次的获取用户位置信息，提高游客采样的精准度。

2.2 分析处理

对清洗后的基础数据进行数据分析处理，了解游客的行为特征，为旅游局提供多方面的统计分析和决策支持。

2.3 提前预防

为景区提供游客人流量预警阀值，一旦人流量超出阀值，自动触发分流短信，为游客提供景区的实况信息，确保旅游活动质量；同时也为景区提供应急短信发送功能，避免景区发生安全事故后出现拥挤踩踏事件发生。

3 业务功能分析设计

3.1 功能架构图

如图1所示。

3.2 业务功能设计

3.2.1 游客行为分析

（1）景区概况总揽。提供本地所有景区的实况预览，包括游客数量和景区人流量情况（通过地图上的景区范围的颜色表示）。

（2）所有景区接待统计。提供本地所有景区的游客数量统计，可按照本地游客、外地游客、所有游客统计，也按照年、月、日统计；提供多样化的展示方式如柱状图、饼状图、曲线图、数据列表。

（3）单个景区接待统计。统计各个景区某段时间内的游客数量，可按年、季度、月、天统计，游客可按全部游客、外地游客、本地游客分别统计，可同比显示去年同期的统计。

（4）景区平均逗留时间统计。统计本地所有景区的游客平均逗留时间，可按年、季度、月、天统计，游客可按全部游客、外地游客、本地游客分别统计。

（5）游客旅游天数统计。统计所有外地游客的旅游天数，可按年、季度、月、天统计，具体包括一日游、二日游、三日游四日游、多日游，可同比显示去年同期的统计。

（6）游客来源地统计。针对本地所有外地游客，按照来源地进行统计游客数量，可按年、季度月统计。

（7）景区游客排行统计。根据本地所有景区的游客数量进行统计排行。

（8）景区游客来源地统计。针对各个景区，按照来源地进行统计游客数量，可按年、季度、月、天统计。

（9）景区新增游客统计。统计各个景区在每个小时内新增的游客数量，可选择经典和日期查询。游客可按全部游客、外地游客、本地游客分别统计，可同比显示去年同期的统计。

（10）景区实时流量统计。统计显示各个景区在整点时间的实时在园游客数量，可选择经典和日期查询，可同比显示去年同期的统计。

3.2.2 数据维护

数据维护功能包括：小区信息配置、景区信息配置、景区范围绘制等。

3.2.3 景区短信发送

该功能包括预警短信发送、应急短信发送。

4 系统详细设计

4.1 系统架构说明

游客采样分析系统主要用于支撑旅游主管部门的旅游资源状况分析、游客属性和行为分析及应急预警等业务需求。从总体架构来看，整个系统分为两个层面，底层是电信网络数据采集层，使用电信业务的游客，在发生通信行为时，系统将采集用户的位置信息，并存储在移动网络数据库中。系统的另一层面是移动数据分析层和展示层，游客采样分析系统，对移动网络数据进行分析，挖掘，将分析结果存储在分析结果数据库中，最终用户通过B/S结构的web系统，登陆访问，获取最终的展示结果。

4.2 系统运行环境说明

系统架构在基于Java EE规范之上，采用Java语言开发。为了减低投入运营的成本后台应用服务器的系统框架采用Redhat Linux+JDK6 + Apache2.0 + Tomcat6 ；用户端采用基于web访问的方式进行管理和配置。

（1）操作系统：RHEL 6。

（2）遵循标准：HTTP、SOAP、REST、Socket 7。

（3）数据协议：JSON、BJSON、XML。

（4）Web服务器及中间件：Nginx 、Apache Tomcat。

（5）缓存：采用memcached分布式缓存系统。

（6）数据库：Oracle 11g。

（7）开发工具：Eclipse IDE、Power Designer、PL/SQL Developer。

（8）系统结构：多层分布式B/S架构。

（9）表示层：使用Struts2 MVC框架。

（10）业务逻辑层：使用Spring3管理业务逻辑，实现依赖注入和面向切面编程。

（11）持久层：采用Hibernate 3、JPA等持久化框架。

（12）Ajax：采用jQuery等JS库优化用户体验。

4.3 系统组网方案

为保证大网话单数据安全，系统通过三道防火墙，不同服务器部署在不同网络上，物理上进行隔离，确保数据安全：

（1）大网话单数据经加密处理后，通过第一道防火墙，提供给系统的数据采集及数据处理服务器，采集服务器进行接收处理后，保存到系统的数据库服务器中；

（2）数据库服务器通过第二道防火墙提供给系统的WEB应用服务器访问；

（3）WEB应用服务器通过第三道防火墙（出口），统一给短信网关、 合作伙伴等提供各类服务。

5 系统接口设计

5.1 提供给外系统接口

5.1.1 游客行为分析对外接口

将游客采样分析的统计结果按照汇聚平台提供的“接口规范”提供给汇聚平台。

5.1.2 短信发送数量统计接口

将平台短信发送数量结果按照汇聚平台提供的“接口规范”提供给汇聚平台。

5.1.3 短信行业网关接口

实现系统的短信发送接口联调。

5.2 与周边系统的接口

移动网络数据获取接口，实现从大网网络话单数据中心实时获取话单数据。

5.2.1 动态数据需求

（1）基础数据要求。提供运营核心交换机的用户话单数据，包括如下：

a. 通话话单：用户号码（Msisdn）、用户当前位置（lac+cell）、通话时间

b. 短信话单：用户号码（Msisdn）、用户当前位置（lac+cell）、短信时间；

c. VLR话单：用户号码（servedMSISDN）、更新前用户位置（oldLocation）、更新后用户位置（newLocation）、更新时间（updateTime）

（2）频度需求。根据核心交换机确定，建议一分钟发送一次话单。

（3）接口方式。接口说明：该接口是指运营商将用户话单数据传输至我们系统的采集服务器。

考虑每次传输的数量相当大，接口方式建议：ftp server，核心交换机网管中心定时发送话单文件。

系统也可定制开发接口主动获取数据。

5.2.2 静态数据需求

（1）基站信息：基站名称、基站cell id、基站位置（可选）。

（2）号段信息：号码前缀、号段对应地区。

（3）导入方式：Excel表格导入。

6 结束语

本系统旨在为景区管理者提供实时流量监控、客流预警、客源地分析等功能，以满足旅游管理需求，为旅游运营管理的措施、政策等提供决策支持定量分析，具有较强的先进性和可操作性，系统的实施对未来在全省乃至全国大规模的建设可以起到积极的示范作用。

参考文献

[1]汪纯孝，温碧燕，姜彩芬.服务质量、消费价值、旅客满意感与行为意向[J].南开管理评论，2001（06）.

[2]汪纯孝，温碧燕，姜彩芬.顾客的服务消费经历与行为意向的实证研究[J].中山大学学报（社会科学版），2001（03）.

[3]何玉荣，张鑫.体验旅游时代导游服务效果的实证研究[J].皖西学院学报，2011（01）.

[4]许丽君，江可申.基于合同与感知导游服务质量的模糊综合评价[J].北京第二外国语学院学报，2007（11）.

作者简介

林剑武（1979-），男，福建省长泰县人。大学本科学历。现为中邮科通信技术股份有限公司福州中级工程师。从事通信软件研发研究。

统计学的前景分析范文第2篇

关键词：景观设计；思想演进；创作实践

城市建设进程的加快，促使城市景观设计得到了迅猛发展，在我国城市发展之路上，景观设计实践的演进可以说是一条主线，对我国城市环境以及社会发展起到了重要作用。我国景观设计具有一定的复杂性以及特殊性，本研究就对我国景观设计的思想演进以及创作实践进行了系统分析。

1.当代传统园林的转型实践分析

我国景观实践深受传统园林艺术的影响，在当代我国景观设计中仍然习惯于沿袭传统园林景观设计形式，这是景观设计中束缚前进步伐的思想情结，使得传统园林在当代转型实践中受到限制。我国文化传统一旦形成思维习惯与定势就难以得到改变，因此，在传统园林理论系统以及园林哲学方面并没有形成系统体制。在传统园林的当代转型中，出现过2次较大规模的继承惯习，一次是“新中国热”的兴起，这一时期代表性的景观设计实践当属美国大都会博物馆“明轩”，其以网师园“殿春移”槟0褰行设计，建筑之精美、布局之紧凑、结构之严谨，让人一看就能感受到苏州园林的艺术魅力。这一景观实践在当时被称为“园林外交”，之后，继承惯习成为这一时期的景观设计的焦点。

第2次继承惯习出现在我国城市进入迅猛发展的20世纪90年代中期的“夺回古城风貌”运动，是在特定时期纠正某种倾向，对传统建筑、传统园林文化采取物质的手段进行破坏，此时我国大江南北仿古景观风靡盛行，北京的仿古亭遍地都是，各地传统风貌一条街充斥着景观设计，这是对继承惯习的僵化实践，是对中国传统园林文化背景、文化习俗、民族心理等的破坏和扭曲。

我国传统园林无论再优秀，终究是属于过去的存在。20世纪80年代冯纪忠先生的“上海松江方塔园”，是对传统园林进行转型，且具有时代创新精神的景观设计作品，冯老先生在该作品中将现代设计理念、手法创造性地融人到方塔园设计中，是对传统园林景观设计模式的超越和突破，充分反映了当今时代的特色。

2.当代我国景观设计的反思性实践分析

2.1在反思中实现景观实践超越

当代中国景观要找寻创新之路，需要反思和改进景观设计背后存在的问题，汲取和发展我国景观演进历程中的精华，促使我国景观设计实践能在反思中成长和前进。我国景观学科当前还处于发展初期，景观学为了能在科学构建的客观对象中找到景观本体的场域条件，可效仿社会学期，对景观实践的目标以及基本方法采用反思性原则进行制定，并以反思性原则进行景观设计实践。而反思性实践要解决的问题主要是人与景观的关系以及景观给人的感受和体验，促使人与自然、与社会能和谐共处。这是我国景观实践的自救之路，同时也是创新和进取之路。

2.2走向新景观之路

景观设计的方法策略是景观设计实践者底蕴以及审美观的体现，而这些方法策略却是对当前中国景观实践反思和实践的结果。在沈阳建筑大学新校园稻田景观这一作品中，是以“稻香与书声相融合”为设计原则和设计目标进行设计。设计师将读书台设置在大面积均匀的稻田中，采用直线型步道，将各个隐匿的读书台连接在一起，学生在读书的同时，还能感受到大自然四季的变化。这一景观设计案例通过简单的途径，充分强调当代景观的简约性和功能主导性，这是站在反思性角度对当代中国景观特色与理性进行诠释的最好体现。

景观设计实践是根据时代的发展而不断演变的过程，是对时代特色的反映，对问题进行探寻和解决的行动过程。在这个过程中应将反思性作为实现中国景观独特个性和价值的重要环节。

统计学的前景分析范文第3篇

关键词：

光学设计； 评价函数； 优化设计； 全景成像

中图分类号： TH 703 文献标识码： A

引 言

近年来，空间目标探测，机器人导航，安全监控等领域都提出了对空间各方向场景实时成像的要求，满足上述需求的折反射全景成像系统日益受到关注[1]。折反射全景成像系统由常规成像透镜和曲面反射镜组成，能够实时获取水平方向360°和垂直方向一定角度的全景图像。该系统结构相对简单、光能损失低，系统设计柔性好且成本较低，已成为计算机视觉研究的热点[2]。

这类大视场光学系统的光学元件及布置一般是轴对称的，但对于大视场物点成像，光束以大入射角（可能大于80°）打在光学元件表面，经光学系统成像后，子午面和弧矢平面内的聚焦位置和波阵面参数可能完全不一致。因此，这类系统本质上是具有大视场的平面对称光学成像系统。这使得传统近轴球面像差公式及求解手段[3]不适于全景成像系统的设计，目前只能借助于光线追迹软件（例如：Zemax）进行数值分析计算。光线追迹虽然能精确反映光学系统的成像质量，但不能从解析角度分析光学系统参数对其像质的影响，也不能使光学系统设计像共轴系统那样，利用像差分析选定系统的初始参数、洞察系统的设计结果，并且能基于像差表达式发展系统的评价函数和优化设计程序。

最近，吕丽军基于波像差的方法发展了一般的平面对称光学系统的像差理论[4]。它适用于离轴（甚至掠入射）、折射或反射类型光学系统的像差分析。其像差表达式比较简洁，方便应用于多元件光学系统的像差分析和优化设计。对于大视场光学系统，现发展了一种行之有效的优化方法[5]。文中将此优化方法应用于折反射全景成像系统，优化设计这类系统的评价函数[6]，其函数是系统光学参数的解析表达式，利用差分进化算法全局优化的能力，在MatLab环境下发展了大视场光学系统的优化设计程序，对一种折反射全景成像系统结构进行优化设计，最后用Zemax光学追迹软件进行数值验证。

2 优化计算程序及算法

计算评价函数值的流程图如图1所示，具体的一些过程解释如下：

（1）光学系统参数赋值：在参量搜索范围内，由优化算法程序给光学系统各参量赋值。

（2）计算最大视场角初值ω*0：根据高斯公式计算后组物镜的近轴入瞳位置，由入瞳中心做反射镜面的切线，其切线和光轴夹角作为最大视场角的初值。

（3）确定可用的最大视场角：由于优化程序所给的参数具有一定随机性，上一步确定的最大视场角初值范围内的场光线，在追迹场光线过程中，可能会发生全发射或几何阻挡的情况。因此，逐步缩小最大可用视场角，直到不会发生上述两种不合理的情况为止。

（4）确定任意场光线初始位置：从孔径光阑中心逆向追迹场光线，确定视场角与其位置的关系曲线，应用多项式拟合得到场光线初始位置关于视场角关系的多项式表达式。

（5）计算场光线的光路参数：选定数个优化视场角，计算对应于这些场角的场光线在光路中的参数。

（6）计算像面参考位置：应用像差理论[4]中的子午方向聚焦方程（w200=0），计算最大和最小优化视场角的场光线所对应的像面位置，两者的平均值作为像面的参考位置。

（7）计算评价函数Q值：应用上一节的方法，运用式（6）计算评价函数值。

由于DE算法[7]在求解非凸、多峰、非线性函数优化问题表现极强的稳健性，把上述评价函数作为目标函数，采用DE算法寻取最优解（评价函数的最小值），实现优化设计。

3 数值验证

现应用DE算法[8]，在MatLab环境下发展了优化程序。下面将对如图2所示的折反射全景成像系统进行优化设计。它的前组为一个二次圆锥曲面反射镜[9]，它的面形表达式由y2=a1 x+a2 x2表示；后组为改进型的Tessar（天塞）物镜[3]，物镜的结构及光学系统参量表示如图3所示。

经过优化，参考组和优化结果的评价函数值的倒数分别为27.72和172.59（评价函数越小越好，其倒数越大越好）。为了求证优化前后全景成像光学系统的成像质量，按照表1和表2中的光学参数，应用像差理论[10]和光线追迹程序Zemax计算像面上光线点列图的分布；物点的视场角分别选取25°、45°、65°、85°。点列图如图4所示，（a）、（b）是参考设计分别应用Zemax和像差理论计算的成像结果；（c）、（d）是经过优化程序得到的系统参数分别应用Zemax和像差理论计算的成像结果。结果表明，应用像差理论计算孔径光线像差和Zemax是一致的，说明像差理论的正确性。此外，优化之后的光学系统成像质量明显优于优化之前的，说明这种优化方法是有效的。

4 结 论

应用平面对称光学系统像差理论在大视场光学系统中的设计方法[5]，对于一种折反射全景成像系统进行了优化设计。通过数值验证表明，提出的设计方法能有效地提高此类系统的成像质量。解决了现有方法无法从像差表达式分析这类大视场系统的问题，为进一步研究提供一定的参考价值。

参考文献：

[1] 肖 潇，杨国光.全景成像技术的现状和进展[J].光学仪器，2007，29（4）：84-89.

[2] 王丽萍，张立超，何锋，等.采用多种群遗传算法的全景成像系统非球面设计[J].光学 精密工程，2009，17（5）：1020-1025.

[3] 波恩 M，沃耳夫 E.光学原理[M].北京：科学出版社，1978：696-720.

[4] LV L J.Aberration theory of plane-symmetric grating systems[J].Synchrotron Rad，2008，15（4）：399-410.

[5] 吕丽军，石 亮.平面对称光学系统像差理论的扩展[J].光学 精密工程，2009，17（12）：2975-2982.

[6] 徐 挺，朱国强.基于波像差理论的光学系统评价函数[J].光学仪器，2010，32（3）：55-59.

[7] 刘 波，王 凌，金以慧.差分进化算法研究进展[J].控制与决策，2007，22（7）：721-729.

[8] 吴亮红.差分进化算法及应用研究[D].湖南：湖南大学，2007：1-96.

统计学的前景分析范文第4篇

关键词：动态场景；自适应预测；多特征融合；计算机视觉；运动目标

接受信息的关键手段之一就是视觉系统，随着科学技术水平的不断发展，以及计算机和信号处理理论的诞生，让机器拥有人类视觉功能已经不再是梦。对所采集视频中的运动目标进行跟踪、检测，并对其目标行为进行分析，就是运动目标分析的内容，运动目标分析是计算机视觉领域关键内容之一，其属于图像理解与图像分析的范畴。而在运动目标分析系统中，跟踪与检测运动目标则为中级和低级处理部分，是分析与理解行为的高等层分析模块的基础。检测与跟踪运动目标技术主要包括了：机器人视觉导航、军事领域、运动图像编码、交通管制、视觉监视等。

1目标检测算法

连续图像序列由视频中提取出，由前景区域与背景区域共同组成了整个画面。前景区域包含了如运动的人体、车辆等动态要素，它是指人们较为感兴趣的区域。而背景区域主要包含例如树木、建筑物等静态要素，它的像素值仅发生微弱变化或者不产生变化。在连续图像序列中，采用一系列算法分隔开背景区域和前景区域，将运动目标信息有效提取，则为运动目标检测。以静态场景为基础的运动目标检测算法包括了光流法、背景差分法、帧间查分法等，文章主要针对背景差分法进行介绍。

背景差分法通常适用于静态场景，其是将背景图像与当前帧图像进行差分，运动目标依靠阀值化进行检测，因为该算法仅能够在背景变化缓慢或者不发生变化的情况下应用，因此就有着一定的局限性。假设当前帧图像为fk（x，y），背景图像B（x，y）可通过一定的方法得出，而这时背景差分图像则为：

（1）

而假设二值化阀值为Th，二值化图像B（x，y）则为：

（2）

运动目标检测结果可通过数学形态学处理获得。

2 背景模型的实时更新

要更新背景图像可采用一阶KALMAN滤波来实现，为了克服气候变化、光照变化等外部环境变化对运动检测产生的影响，采用一阶KALMAN滤波更新背景图像公式如下：

Bk+1（p）=Bk（p）+g（Ik（p）-Bk（p）） （3）

而增益因子则为：g=？琢1（1-Mk（p））+？琢2Mk（p） （4）

公式中？琢1和？琢2是权值系数；M是第k时刻二值化后目标图像中p像素的值；B为背景图像；I为当前帧图像。要想将运动目标从背景序列图像中有效分割出来，就必须要达到？琢2足够小的条件，且？琢1应等于或者大于10？琢2，若？琢1值过大，就会将算法自身的去噪特性丧失，在序列背景图像中也会存储越来越多的运动变化。

3 更新车辆目标模型

核与活动轮廓算法具有效率高、技术复杂度低等特点，它以非参数核概率密度估计理论为基础，在视频运动目标跟踪中广泛应用。彩色图像序列通过摄像机获取，人脸目标模型可以采用RGB颜色空间来进行描述。在跟踪车辆的过程中，噪声、遮挡、光照等干扰或多或少存在，因干扰因素的存在，车辆像素特征也会发生相应的微弱变化。若不对目标模型进行更新，会对跟踪精度产生影响，所以，采用的矩形模板会包括一定背景。而在实施跟踪的过程中，要对车辆目标模型进行更换。如果其过程物遮挡，当BHATTACHARYYA系数满足？籽>Tudm条件时，更新车辆目标模型，更新模型为：

（5）

公式中Tudm是模板更新阀值；qk-1是更新之前的车辆目标模型。通过视频跟踪，在近场景和远场景拍摄到的视频中，多尺度图像空间由各个帧图像构成。例如：将将书本作为跟踪对象，由远及近从书本的正上方拍摄六十帧图像，为了能使矩形框正好能够包含书本，对每帧图像张书本手工划定矩形框，并对框内图像的信息量进行统计。最后，随书本尺度的变化，给出图像信息量变化曲线。

4 计算机视觉原理

计算机视觉是一门研究怎样使机器进行观察的科学，更切确地说，就是指利用电脑和摄影机代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等机器视觉，并进一步做图形处理，用电脑处理成为传送给仪器检测或更适合人眼观察的图像。计算机视觉研究相关的理论和技术作为一个科学学科，尝试创建能够从图像或者多维数据中获取信息的人工智能系统。这里所指的信息指Shannon定义的，可以用来帮助做一个决定的信息。因为感知可以看作是从感官信号中提取信息，所以计算机视觉也可以看作是研究如何使人工系统从图像或多维数据中感知的科学。

计算机视觉就是由计算机来代替大脑完成处理和解释，用各种成象系统代替视觉器官作为输入敏感手段。使计算机能象人那样通过视觉观察和理解世界，具有自主适应环境的能力就是计算机视觉的最终研究目标，而需要经过长期的努力才能达到这个目标。所以，在实现最终目标以前，通过努力的中期目标是建立一种视觉系统，这个系统能依靠反馈的某种程度的智能和视觉敏感完成一定的任务。例如：计算机视觉的一个重要应用领域就是自主车辆的视觉导航，但要实现自主导航的系统，却还没有条件实现象人那样能识别和理解任何环境。所以，人们通过不懈的努力，研究在高速公路上具有道路跟踪能力，有效避免与前方车辆碰撞的视觉辅助驾驶系统。人类视觉系统是有史以来，人们所知道的功能最强大和完善的视觉系统。这里要指出的一点是在计算机视觉系统中计算机起代替人脑的作用。计算机视觉可以而且应该根据计算机系统的特点来进行视觉信息的处理，但并不等于计算机必须按人类视觉的方法完成视觉信息的处理。可以说，对人类视觉处理机制的研究将给计算机视觉的研究提供指导和启发，所以，用计算机信息处理的方法研究人类视觉的机理，建立人类视觉的计算理论，与此同时也是一个十分重要和让人感兴趣的研究领域。这方面的研究被称为计算视觉。计算视觉可被认为是计算机视觉中的一个研究领域。计算机视觉领域的不完善性与多样性为其突出特点。

5 结束语

对视频中的运动目标进行跟踪、识别、检测，并对目标行为进行研究、分析，这就是基于视觉运动目标分析。以计算机视觉为基础，分析运动目标，包括了目标行为的理解与分析、目标跟踪、运动目标检测、预处理图像等，它是计算机视觉领域重要内容之一。理解与分析运动目标的行为，既是计算机视觉的根本目的之一，也是检测与跟踪运动目标的最终目标。从理论层考虑，理解与分析运动目标的行为可以分为人工智能理论研究与模式识别。简要阐述基于计算机视觉的运动目标分析，而所面临的是对运动目标行为的理解。

参考文献

[1]杨可，刘明军，毛欣，夏维建，刘伟，周旋，吴炜，周凯.基于计算机视觉的电缆终端表面温升分析系统[J].电视技术，2013（7）.

[2]叶闯，沈益青，李豪，曹思汗，王柏祥.基于人类视觉特性（HVS）的离散小波变换（DWT）数字水印算法[J].浙江大学学报：理学版，2013（2）.

[3]何青海，马本学，瞿端阳，李宏伟，王宝.基于机器视觉棉叶螨自动监测与分级方法研究[J].农机化研究，2013（4）.

[4]贾挺猛，苟一，鲍官军，董茂，杨庆华.基于机器视觉的葡萄树枝骨架提取算法研究[J].机电工程，2013（4）.

统计学的前景分析范文第5篇

[关键词]航空模型；航拍技术；景观评价系统

[中图分类号]TU986 [文献标志码]A [DOI]10.3969/j.issn.1009-3729.2014.01.019

国内对景观评价的研究主要在美学、生态学和地理学领域展开，其研究大致可分为3种类型，即基于艺术欣赏和批评视野的美学评价、基于生态学的景观生态评价与基于地理学的景观空间评价。无论哪种类型的景观评价，其结果的效度都与被评价对象资料的搜集程度有关。对一般景观项目的设计、管理、资源评价与影响评价来说，鸟瞰是获取评价对象全局性信息的最有效手段和形式。就鸟瞰图的研究和实际应用来看，获取这种全局信息的方式有3种。一是卫星的遥感监测。在一般景观项目的评价中，人们最熟知的卫星遥感形式为Google Maps技术。随着其精度的提高和地图资料的丰富，它越来越成为景观评价中一种获得鸟瞰性全局资料的低成本方式。但是，因受地面GPS控制网的设置精度和地面卫星数据处理的时间限制，有些区域缺少必要的地形资料或者地形资料精度不够，从而影响了该技术的实际应用。二是人在低空飞行的飞机上航拍、航摄和航测。这种传统评价方式的优点在于可以对对象进行自主选择和实时观测，技术成熟。但运营成本高，着陆点要求高，不宜用于面积相对较小或日常性的景观项目评价。三是地面评价与测量数据的3D虚拟呈现。对地面评测数据的三维建模和场景模拟，可以用来对景观对象进行动态演示或全局评价与预测。随着计算机辅助设计水平的提高，这种依托计算机图形图像应用软体的评价方法，已经成为景观评价的主流方式之一。其不足之处在于，地形评价和测绘费时费力，不能对景观对象进行实时观测和评价，对附着于地形之上的景观元素形态和演化缺少有效的表述。而近十多年，随着民用无人机技术、数字摄影测量技术及数字微波通讯技术的飞速发展，以无人机为平台对景观项目进行评价已成为一种新的研究和应用领域，其优点在于：具有快速而机动的响应能力，高分辨率和高精度的数据定位能力，低廉的运营成本。[1]但是，由于我国《通用航空飞行管制条例》（2003 年5月1 日起施行）规定，将无人机用于民用业务飞行时，须按照通用航空飞行管理，这样就限制了无人机在景观评价中的实际应用。航空模型在搭载能力、滞空能力、长航时都有了很大改善，为景观评价技术革新提供了一种新策略，从而带来了景观评价系统的新变化。本文拟构建一种基于航模航拍技术的景观评价系统，以期丰富景观评价的方式方法。

一、航拍技术对景观评价的作用机理

1.景观评价的函数模型

景观评价是人们对景观对象做出的合乎特定目的或标准的复杂性知觉判断。其内涵包含2个层面：一是对景观对象的判断过程；二是综合观察、计算、咨询和评估方法的复杂分析过程。我们知道，景观评价结果会随着评价主体、评价客体、评价方式或技术方法的不同而发生动态变化，是一个变量集合。因此，若设定景观评价结果这一变量为f（ER）、景观评价主体这一变量为f（LE）、评价标准这一变量为f（ES）、评价技术与方法这一变量为f（MT）、评价客体这一变量为f（ET），则景观评价的函数模型就可表述为：f（ER）=∑（f（LE），f（ES），f（MT），f（ET））。自1960年代以来，景观评价逐渐形成4大学派，即专家学派、心理物理学派、认知学派和经验学派。基于4个学派的景观评价呈现出3种类型。（1）侧重对景观对象，即评价客体变量f（ET）的详细描述，强调景观美存在于客观景观之中，认为评价结果依赖于专家对景观对象描述的程度。（2）侧重对景观评价主体变量f（LE）的研究，强调评价主体心理偏好对景观评价结果的作用。（3）将景观评价主体和客体这2个变量结合起来，将公众平均审美度的测量结果与景观对象的景观构成分析结果对应起来，建立两组变量之间的对应关系，并将这种对应关系作为景观评价的标准。[2]然而，对于微观层面上的任意一个具体景观评价实践来说，这就意味着已经建立起了相对固定的景观评价主体和客体的函数关系，依托于主客体的评价标准也已固定下来。这样一来，景观评价结果就取决于评价技术与方法这一变量。也就是说，获得评价对象的信息越是全面、准确，评价结果的效度也就越高。

2.航拍技术的作用机理

正是基于上述结论，人们在对景观做出评价的时候总是努力进行评价技术的革新，也正是由于这个原因，当航空器的发明改变了人们的观赏视角以后，空中观测和空中拍摄就成为一种广泛采用的景观资源评价技术。虽然空中飞行载体由飞机发展到无人机、航模飞机，传统航空拍摄技术也发展到了数码航空摄影，但是，航空拍摄技术对景观评价过程的作用原理还是一致的。航空拍摄技术给人们的观察方法带来了3个方面的变化：一是俯视观察的角度，易于全局性观测，能提供景观对象的整体性评价；二是借用机载平台进行空中动态观察，易于人们对景观对象的四维空间整体评价；三是能够实现实时观测，更加灵敏地把握景观评价的时机。随着图形图像传递技术的发展，即时性的景观俯视观测成为可能。上述这些观察方法的变化直接带来了新的景观评价结果，进而将景观俯视观测作为景观评价的一项标准，进一步作用于景观评价过程（其机理如图1所示）。

二、基于航模航拍技术的景观评价系统构建

一般来说，对景观对象的评价遵照如下程序来进行：景观评价对象的确定景观评价样本的抽取与数据获取景观数据的处理数据参数的评价分析。而将航空模型作为平台，采用航拍技术来进行景观评价时，这一程序就可以描述为：地面固定参照系统图形图像采集系统图形图像传输系统图形图像数据处理系统评价参数指标分析与构建系统。由机模型采用遥控飞行，模型飞机的飞行姿态和照相机、摄像机的控制水平直接决定了获取景观评价对象数据的效度，因此，控制系统是上述评价程序得以顺利实施的关键和保证。上述程序和系统的工作原理如图2所示。

1.地面固定参照系统

照相机的成像原理告诉我们，要想获得高精度的航拍影像或照片，在硬件条件相对固定的条件下，最有效的方法就是降低飞行高度。但是，这样一来景观图像的幅度势必会缩小，要获得景观对象有价值的全景资料就需要将N幅影像或照片进行拼接。而需要强调的是，航拍的图片或影像与顶视图虽然

图1航拍技术对景观评价的作用机理

图2基于景观评价程序的航拍技术系统工作原理

非常接近，但是图幅会呈现出不同的透视变形，这就为图像拼接带来了较大的难度。如果不对地面的起飞点和控制点进行合理的编码，势必给图像后期处理带来很大麻烦。

正是基于上述原因，笔者提出建立地面固定参照系统来解决这一问题，其基本步骤是：首先在地面或者地下预先设定一些参照点，凭借直升机模型的垂直起飞特性来获得相对固定的景观图像；其次，在同一时间同一参照点上进行多次拍摄和测量，获取同一区域或点的N幅图像和数据；最后，分析图像的偏移和误差，采用数学平均的方法获得相对精确的图形或数据。将不同时间同一参照点的拍摄图像进行比对，可以很好地进行景观对象的监测，适宜于景观对象的动态评价。为此，笔者将这一系统分为地面固定参照物系统和参照点坐标与编码系统。前者是由地面人为设置或自然具有的代表性参照物组成，后者是由每个参照物的坐标和标高数据及各参照点的序号编码组成。依据对景观资料精度的要求不同，上述固定参照系统又表现为2种不同形式：地面主要标志点参照和地面网格定点参照，如图3所示。

前者适宜获得相对自由的图像资料，可满足人们对景观对象的直观审美评价；后者适合获得高精度的航拍数据资料，用于景观对象的理性分析评价。

2.图形图像采集系统

简单来说，图形图像采集就是将摄影或摄像设备装载于空中飞行平台上，对地面进行空中观测或拍摄。这一系统由航空模型系统、摄影与摄像设备系统和云台设备系统构成。采集数据的精度依赖于航空模型系统和摄影与摄像装备系统的性能。航空模型的飞行稳定性、平衡性、易操控性、搭载能力和滞空时间越好，数据的精度也就越高；摄影与摄像器材的设备重量、有效像素、传感器、水平解析度等参数越好，数据的精度也就越高。航模航拍实践表明，获得稳定且高质量的图形图像资料的关键，在于航模处于动态飞行过程时摄影摄像器材性能的发挥程度，也就是说这两者的匹配与协调程度。

从采集数据的最终应用来看：一是用来对景观对象进行直观、动态观测与分析；二是用来做景观设计与规划的成果表现内容或素材。前者的基本原理是：航模在飞行过程中，不断对景观对象进行拍摄，并实时传输到地面显示设备上，以供评价者使用。只要将摄影设备有效固定在航空模型上，通过操控

图3地面固定参照系统示意图

飞机模型的飞行姿态来获得资料即可，资料精度主要依赖于图像设备的拍摄性能。后者的基本原理则是：从景观规划和设计的要求出发，通过航空模型的悬停和摄影摄像器材的固定，来获得更为稳定的拍摄姿态，通过GPS定位、地面参照系统定位、高度气压计定位、红外线测距等，来确定飞行坐标和高程，然后将采集数据进行处理，以作为景观分析或地形绘制与设计的依据。就笔者和课题组进行的航模航拍试验来说，比较有效的方法是：利用直升机模型（特别是四旋翼直升机模型）的悬停性能，将装载有高度气压计、红外测距仪、数码相机等的云台设备固定在航模上，利用设备获得不同地面坐标点的同一高度的图形图像数据，然后将数据进行技术处理后作为景观分析或测量的依据。

3.图形图像传输系统

受航空模型的承载力限制，图形图像传输设备系统要具备性能好、重量轻、体积小、模块化的特点。图像和数字等信号的传输被认为是无人机航空作业的关键技术之一。[3]图形图像传输系统由图像发射、图像接收、计算机和传输指令系统4个部分组成，旨在同步接收摄像头所拍摄的景观对象顶视图，满足人们对景观场地的测绘或评价需要。在这个系统中，地面人员可以借助遥控系统控制航模的飞行姿态，来及时调整拍摄角度，确保获得优质的场地鸟瞰图，然后将有价值的图形图像储存起来，或者采用计算机的无线网络传输给其他用户。

目前，无线影音传输系统技术成熟，产品种类繁多。笔者和课题组的航模航拍试验中采用的是FPV 5.8G 2000mW 航拍无线图传系统。该系统由8频道2000MW发射机和8频道接收机组成，作为一款专业FPV航拍无线图传设备，系统工作频率为5645～5954MHz ISM频段，体积小、功耗低、重量轻，以无线、同步传输图像信号和音频信号，所获得的图像实时、连续、无失真，其空旷传输距离达到8公里以上。实验证明，该系统能较好地满足景观评价的航拍需要。

4.航模航拍控制系统

航模航拍控制包括模型飞机的飞行控制、航拍器材的拍摄控制和航空拍摄数据的传输控制。按控制指令发出主体的不同，航拍控制又可以分为地面遥控控制和航模自动控制2种类型。受航空模型飞机体积小、承载力小的限制，无人机航拍控制系统通常由控制设备系统和控制软件系统组成。控制设备由地面控制设备和机载控制设备组成，机载控制设备又由飞行控制设备和拍摄控制设备构成。无人机应用的控制设备具有小型化、集成化、重量轻、性能好的特点。比如，恩施州宏图勘测规划设计有限公司生产的NCG―1型无人机飞行控制系统包含了机载飞控、地面站、通讯设备，使用简单方便，控制精度高。[4]美国AP40自动驾驶仪集成了所有传感器和GPS接收机，主板尺寸75 mm×40 mm×25 mm，总重30 g。控制软件系统是实现人与机、机与机之间控制指令发出和接受的接口，通常分为嵌入式控制软件系统和地面站系统软件系统。前者实现飞行航线监测与控制、飞行姿态解算与稳定、航迹偏差校正、数码相机控制、飞行数据记录、数据接口测控、模块状态检测、意外情况处理等功能；而后者主要实现飞行前的航拍任务与航路规划，实时显示飞行区域航拍数据、飞行参数、航迹与航向等参数，航拍与飞行任务调整与控制等功能。需要特别指出的是，运用航模航拍的技术手段对景观对象进行评价时，上述控制系统的实现主要靠功能强大的控制系统套件完成，只要按照任务要求操控好控制软体即可。

5.图形图像数据处理系统

对景观场地的景观评价通常有3个用途：一是用于景观资源评价，即对景观对象进行的景观元素分析和美景度测量；二是用于景观对象的日常监控与管理；三是用于景观规划设计中的景观分析和地形设计评价。在景观评价和景观设计过程中，需要将航拍搜集的资料转化为3种形式，即影像、位图、矢量图。人们将景观资源评价、景观监控形式又分为直观观察和理性分析2种。当航拍的影像或者优质照片被用于直观评价时，数据的处理可以简化为符合地面参照系统的资料过滤；当航拍资料用于理性分析时，航拍数据的处理系统主要由位图拼接系统和矢量图构建系统组成。

（1）位图拼接处理

获得高分辨率景观图像的途径：一个是提高摄像器材的精度，另一个是降低飞行高度，而降低飞行高度带来的一个必然结果就是图像尺幅变小。为了对景观对象进行全局观测与评价，就需要将这些单帧图像进行合理拼接。由于事先在地面上确立了地面固定参照系统，且运用直升机模型的悬停技术进行航拍，因此只要使飞行器在高度气压计的引导下按照相同的绝对高度进行拍摄，并使相邻图像之间产生重叠，然后运用Photoshop软件进行图像处理，就可以得到相对准确的全景图像。另外，也可以将这些图像打印出来后进行裁剪拼贴，然后蒙上硫酸纸对其进行拷贝，在绘制过程中确定好主要的特征点，并适度进行变换处理。运用这些简易的拼接方法完成的图像，能满足景观元素识别、景观植物长势分析、景观空间衍变、景观生态变化、景观边界数字化的基本要求。但是，要想获得较为精确的航拍全景图像，就不得不用到图像配准技术。其基本原理就是将同一场景在不同拍摄条件下的两幅有重叠区域的图像进行处理，从几何上校准参考图像和待配准图像，用数学描述将一个图像像素的坐标系X映射到一个新坐标系Y中，并对其像素重新采样配准。[5]将这种图像配准算法应用到图像处理软件和程序中后，人们便可获得较为精确的全景图像。比如，在PhotoshopCS2.0以后的版本加入图片自动拼接的模块，输入“文件（File）自动（Automate）照片合并（Photomerge）”的命令，就可以轻松实现图片的拼接功能了。像Canon PhotoStitch 3.1、Autostitch 2.185等都是功能强大的照片拼接程序。

（2）数据矢量化处理

矢量图构建系统又分为景观场地平面矢量图构建系统和三维场地矢量图构建系统2种类型。前者的基本步骤是：首先，将航拍所获得的优质顶面图进行剪切后保存为位图文件，并将其导入AutoCAD软件当中，建立好单位和衬底图层；然后，选择画面上典型参照点间的距离进行测量，并和实际场地上对应参照点间测量距离相对比，求出比例；最后，运用参照缩放命令，对光栅图像进行1GA6FA1缩放，随后进行线条描绘，从而获得平面化的矢量图。[6]这种矢量图的最大不足就是缺少景观地形的竖向参数，但是为一般的景观平面分析和设计提供了便利。后者的基本步骤是：首先，将高度气压计、激光测距仪借用云台设备固定在直升机模型上，选择地面固定的参照点，用高度气压计获得该点的绝对高度，激光测距仪获得该点的相对高度，将绝对高度减去相对高度求出该点的地形标高；其次，将地面固定参照点的X、Y和地形标高数据Z输入Surfer软件之中，运用软件的等高线命令创建一个基于地面固定参考点系统的等高线图；最后，建构三维空间的矢量图形。

6.评价参数指标分析与构建系统

景观评价作为人们对景观对象的一种知觉判断，其结果往往会受到景观评价参数的制约。也就是说，评价参数指标系统构建得越完善、越科学，人们所获得的景观评价结果也就越正确。为此，景观评价指标系统的构建至少应考虑以下3个方面：一是景观评价主体对景观对象的偏好参数指标。也就是说哪些景观元素能引起评价主体的审美判断，以及什么样的审美判断。二是景观对象的元素组成、景观空间形态、组织类型、景观结构等参数指标。三是景观对象的客观参数指标和景观评价主体的偏好参数指标结合后形成的选择性评价参数指标。参数指标系统通常由参数系统和标准判断系统组成。前者是影响评价结果的主要指标，参数内容要具有代表性、典型性、全面性和客观性；后者则是将这些参数内容进行量化，以确定不同参数数值对应的评价结果，便于人们依据指标系统进行景观对象的定性评价。一旦在航拍技术的基础上编制完成特定景观项目的评价参数指标系统，接下来要做的就是将不同时间拍摄的影像资料进行对比分析，把结果填入参数指标系统，以获得对象的景观评价。这种比对方法用在景观对象的管理维护和监控中非常有效。而对于不同的景观对象来说，由于人们对景观对象的判断标准体系具有相对稳定性的特点，所以该指标体系的价值主要在于参考作用。如果将这种指标系统和逻辑判断编制成特定的应用程序，就可以简便而高效地完成景观评价参数的自动比对与判定。

三、结语

航空模型（尤其是直升机模型）具有以下突出特点：可以垂直起飞，易于景观场地的定位；体积小、飞行灵活，一定的承载力能满足日益小型化的照相、摄像器材和发射器的要求；起飞不受场地地形限制，便于地面人员的操控和地形匹配；价格低、可重复使用，大大降低飞行与测控成本。正是基于上述原因，1980年代以来，航空模型由航空模型比赛的竞技领域拓展到了景观规划、城市规划、文物保护、资源评价、生态监控等领域。在景观对象的评价中，特别是对景观资源的监控性评价来说，将航空模型和航空摄影技术结合起来进行景观鸟瞰数据的获取，借用图形与图像软件技术，可以获得更全面、准确的分析结果，更容易获得正确的景观评价。特别是随着数码摄影与照相技术、大容量数据存储技术、遥感控制技术、模型飞机动力技术、无线数据传输技术的发展，航空模型在景观评价中一定会发挥更大的作用。

[参考文献]

[1]

马瑞升，孙涵，林宗桂，等.微型无人机遥感影像的纠偏与定位[J].南京气象学报，2005（5）：632.

[2]陈宇.景观评价方法研究 [J].室内设计与装修，2005（3）：12.

[3]晏磊，吕书强，赵红颖，等.无人机航空遥感系统关键技术研究[J].武汉大学学报：工学版，2004（6）：67.

[4]恩施州宏图勘测规划设计有限公司.无人机航测遥感系统技术集成方略[EB/OL].（2013-09-24）[2013-12-20].http：///index.php？_m=frontpage&_a=index.