發(fā)布時間：2023-07-21 17:13:05
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的云計算的基本原理樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：體驗操作；位圖；壓縮
中圖分類號：G434 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：1671-7503（2013）01/03-0113-04
■教材分析
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，中學(xué)生有更多的機會在日常生活中接觸到各類信息技術(shù)工具。通過網(wǎng)絡(luò)更快地掌握這些信息技術(shù)工具的使用，原有教材中的純應(yīng)用環(huán)節(jié)就稍顯滯后，而學(xué)生在熟練掌握基本工具的同時，對信息流程及工具原理仍顯得生疏，甚至有時會習(xí)慣性的“敬而遠(yuǎn)之”，所以，原有教材中涉及到的“原理”部分，不僅應(yīng)該保留而且應(yīng)更深入的探討。但如何使學(xué)生更好，更容易“親近”這些看上去有些艱澀的內(nèi)容，歸根到底最有效的方法，就是不要怕把課堂交給學(xué)生?；诖死砟睿覀冊谶M入圖像加工實戰(zhàn)教學(xué)前，將圖像數(shù)字化的基本原理較為詳細(xì)地進行探討。本節(jié)內(nèi)容即為圖像這一模塊的第一節(jié)課《位圖》，從數(shù)字化圖像入手，了解圖像的基本參數(shù)，讓學(xué)生從自己動手實踐中得出并理解圖像大小的計算公式，再與實際的生活經(jīng)驗產(chǎn)生沖突，從而引出圖像的壓縮?！霸怼钡闹v解必須遵循來源于生活，應(yīng)用于生活，處處與生活緊密相連，再給學(xué)生足夠的課堂空間，相信課堂定如行云流水，繁簡得當(dāng)，絕無晦澀之感。
■學(xué)情分析
本課教授對象為高一學(xué)生，從技術(shù)層面來說，他們的基礎(chǔ)是了解數(shù)字進制的基本概念、計算機的工作原理以及存儲單位的換算；從生活實踐經(jīng)驗來看，他們的基礎(chǔ)是熟悉數(shù)字圖像的獲取方式，對數(shù)碼相機、手機、掃描儀等產(chǎn)品工具較為熟悉；從實際需求來看，他們雖會使用數(shù)碼產(chǎn)品，但對相關(guān)參數(shù)設(shè)置并不十分了然，需要理解圖像數(shù)字化的基本原理方能解決這一問題。
■教學(xué)目標(biāo)
1.知識與技能
（1）了解位圖的基本參數(shù)：像素、分辨率、色彩深度。
（2）掌握圖像大小的計算公式并加以應(yīng)用。
（3）了解圖像壓縮的基本原理及兩種壓縮方式。
2.過程與方法
通過自主動手實驗的方式推算出圖像大小的計算公式，并加以驗證。
3.情感態(tài)度與價值觀
通過本節(jié)課學(xué)習(xí)，養(yǎng)成學(xué)生“實驗――推算――得出結(jié)論――驗證”的自主探究模式，提高學(xué)生在理論課上的自主性。同時，培養(yǎng)在實際生活中解決問題的能力。
■課時安排
安排1課時。
■教學(xué)重點與難點
1.教學(xué)重點
圖像大小的計算公式；圖像的壓縮。
2.教學(xué)難點
推算出圖像大小的計算公式。
■教學(xué)方法與手段
任務(wù)驅(qū)動、自主探究、情境創(chuàng)設(shè)。
■課前準(zhǔn)備
【關(guān)鍵詞】環(huán)境研究法；實用性；實踐環(huán)節(jié)
環(huán)境研究法是農(nóng)業(yè)高校環(huán)境類專業(yè)的一門重要必修課程，在專業(yè)人才培養(yǎng)方面具有重要地位[1]。該課程以試驗設(shè)計和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析為基礎(chǔ)，結(jié)合農(nóng)業(yè)領(lǐng)域環(huán)境科學(xué)或環(huán)境工程方面的研究，從科研課題的選題、數(shù)據(jù)資料的收集、數(shù)據(jù)資料的整理及數(shù)據(jù)資料的統(tǒng)計分析等方面系統(tǒng)介紹環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域開展科學(xué)研究的基本方法，這對于培養(yǎng)農(nóng)業(yè)高校環(huán)境類專業(yè)人才的基本科研素質(zhì)和能力具有重要意義。然而，該課程包含很多統(tǒng)計學(xué)的數(shù)學(xué)原理，教師授課普遍感覺難度較大，很多學(xué)生也覺得枯燥難學(xué)。為了激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果，我們認(rèn)為可以從一下幾個方面進行教學(xué)改革：
1 闡明學(xué)好環(huán)境研究法課程的重要性
講環(huán)境研究法緒論時，對學(xué)生強調(diào)學(xué)好這門課程的重要意義對于提高學(xué)生對課程的重視程度，激發(fā)學(xué)生的興趣具有重要意義。要向?qū)W生強調(diào)環(huán)境研究法講述的是環(huán)境科學(xué)或工程領(lǐng)域最常用、最有效的試驗設(shè)計及數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的基本原理和基本方法，是一門實用性很強的工具課，是一項必不可少的專業(yè)技能，以引起學(xué)生對這門課的足夠重視。此外，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)的心理特點，強調(diào)學(xué)好這門課的現(xiàn)實意義。學(xué)生畢業(yè)后的去向一般是考研和就業(yè)兩條途徑，對于準(zhǔn)備畢業(yè)后從事科研工作的學(xué)生，強調(diào)學(xué)好這門課程在科學(xué)研究、發(fā)表科研論文等方面的重要性；而對于就業(yè)的學(xué)生，學(xué)好這門課對于他們在工作中進行數(shù)據(jù)分析、工作報告撰寫等方面也是十分必要的。在緒論的講述過程中，結(jié)合實際案例，重點強調(diào)這門課的實際應(yīng)用價值，從而調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生明白，學(xué)習(xí)這門課是有用的。
2 優(yōu)化課程教學(xué)體系，重點講述課程的實用性內(nèi)容
試驗設(shè)計基本原理和方法和統(tǒng)計分析基本原理是環(huán)境研究法課程的主要組成部分，這些內(nèi)容大部分是比較抽象和枯燥的，如果教師不注意課程內(nèi)容的邏輯性和針對性，很容易導(dǎo)致學(xué)生興趣下降，達不到理想的教學(xué)效果[2]。為了避免此情況的發(fā)生，在課堂講授過程中應(yīng)當(dāng)注意以下幾點：
（1）應(yīng)突出重點和難點。在講試驗設(shè)計基本原理部分時，應(yīng)該強調(diào)試驗設(shè)計過程中出現(xiàn)的基本概念，如處理、水平、試驗因素等，應(yīng)結(jié)合實際案例，進一步讓學(xué)生理解這些概念的含義，最終的目標(biāo)是讓學(xué)生能夠正確使用和表達這些概念。生物試驗設(shè)計部分內(nèi)容繁多而零碎，這更要求教師要明確劃分出重點難點，讓學(xué)生做到有的放矢，而不是胡子眉毛一把抓。講統(tǒng)計分析部分時，教材或講義中往往包含過多內(nèi)容，這其中的很多內(nèi)容平時是不常用到的，如統(tǒng)計假設(shè)檢驗中的百分?jǐn)?shù)的假設(shè)檢驗、卡方檢驗、適應(yīng)性檢驗，統(tǒng)計分析部分的拉丁方試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計等，因此，對于這些內(nèi)容，應(yīng)該做適當(dāng)刪減，從而能夠使學(xué)生能夠更加容易的理解常用試驗統(tǒng)計的基本原理。過分強調(diào)這些內(nèi)容，一方面會使學(xué)生云里霧里，將各種數(shù)學(xué)原理交纏在一起，理不清思路，反而起到不好的教學(xué)效果；另一方面，即使學(xué)生能夠在課堂上把這些數(shù)學(xué)原理都能夠搞清楚，但如果以后很少用到這些數(shù)學(xué)模型，便會很快忘掉，教學(xué)效果也及其有限。而讓學(xué)生牢牢記住幾個常用的數(shù)學(xué)模型，就能夠在以后的科研實踐中拿來即用，達到事半功倍的效果。
（2）公式推導(dǎo)過程少講，多講統(tǒng)計分析的實際應(yīng)用方法。讓學(xué)生理解環(huán)境研究法中的數(shù)據(jù)原理是基礎(chǔ)，而學(xué)習(xí)這門課的最終目的是實際應(yīng)用。這門課中包含大量的復(fù)雜數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)，例如三因素方法分析各變異因素的劃分、平方和的計算、方差的計算、自由度的計算、以及多重比較過程的復(fù)雜計算，裂區(qū)試驗數(shù)據(jù)分析中的復(fù)雜計算等等，有些老師過分注重這些復(fù)雜公式的推導(dǎo)計算，不但學(xué)生覺得枯燥、難以理解，而且教師也常常一時思路混亂，出現(xiàn)講述錯誤，教學(xué)效果可想而知。然而，及時把這些公式的推導(dǎo)過程講好，意義又在哪里？目前各種試驗統(tǒng)計都是通過統(tǒng)計分析軟件進行，巨大的計算量交于電腦解決，人們只需要會分析統(tǒng)計結(jié)果就可以了，沒有哪個人會把那些復(fù)雜的公式記住。因此，這些公式推導(dǎo)過程讓學(xué)生大體知道來龍去脈即可，要把重點放在最后統(tǒng)計分析結(jié)果的解讀上，讓學(xué)生知道如何去看統(tǒng)計分析的結(jié)果，寫論文的時候如何表述這些結(jié)果，這才是最貼合實際的內(nèi)容。
（3）布置適當(dāng)?shù)恼n程作業(yè)，及時批改作業(yè)。要達到理想的教學(xué)效果，對于環(huán)境研究法課程來說，只進行課堂講授是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還必須讓學(xué)生通過作業(yè)來加深對試驗設(shè)計和統(tǒng)計分析原理的理解和認(rèn)識，因此，適量布置課堂作業(yè)是一個必不可少的環(huán)節(jié)。建議在試驗設(shè)計、以及每一種統(tǒng)計分析的數(shù)學(xué)模型部分均布置課堂作業(yè)，讓學(xué)生親自動手去寫試驗設(shè)計的方案、應(yīng)該基本的統(tǒng)計分析公式去計算、最后把數(shù)據(jù)分析結(jié)果用文字表達出來。教師應(yīng)及時批改學(xué)生作業(yè)，并將學(xué)生在作業(yè)中出現(xiàn)的典型錯誤在課堂上重點進行講述，加深學(xué)生的理解。
3 讓學(xué)生積極參與課堂，重視實習(xí)環(huán)節(jié)
要讓學(xué)生積極參與課堂，充分理解課堂內(nèi)容是前提條件，因此，學(xué)生參與課堂環(huán)境應(yīng)該在課程主要內(nèi)容講完后進行?？梢宰寣W(xué)生自己或者由教師選擇一個微型試驗，要求學(xué)生從選題依據(jù)、試驗設(shè)計、試驗實施、數(shù)據(jù)分析到最終結(jié)論，完成一個完整的試驗過程。小組合作是讓學(xué)生參與課堂的重要形式。合作學(xué)習(xí)被人們譽為“最重要和最成功的教學(xué)改革”，發(fā)達國家普遍采用這樣的教學(xué)方式。在引導(dǎo)學(xué)生參與學(xué)習(xí)的過程找那個，要讓每個學(xué)生真正參與試驗，在小組合作過程中，學(xué)生可以充分體驗學(xué)習(xí)過程，使參與面達到最大化，能夠進一步加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解。學(xué)生完成試驗選題和試驗設(shè)計后，讓每個研究小組派出代表以PPT的形式宣講自己的試驗設(shè)計，讓其他同學(xué)提建議，一方面鍛煉學(xué)生的科學(xué)表述能力，另一方面可根據(jù)大家的建議進一步完善試驗方案。環(huán)境研究法課堂授課結(jié)束后，就進入實習(xí)環(huán)節(jié)，實習(xí)就是讓學(xué)生將確定好的研究方案付諸實施，讓學(xué)生親身感受試驗完整過程，同時將課堂上所學(xué)的知識應(yīng)用到實際中去，最后形成一份完整的實習(xí)報告，教師可對實習(xí)報告進行檢查，對出現(xiàn)的問題進行及時指導(dǎo)。通過這些環(huán)節(jié)，學(xué)生及掌握了理論知識，又能做到將其在實踐中合理運用，必然會取得良好的教學(xué)效果。
【參考文獻】
數(shù)字有線電視機頂盒中串口通訊的解決
>> 基于Sti5518的機頂盒串口通訊的實現(xiàn)及其在節(jié)目點播的應(yīng)用 IP機頂盒的功能及其發(fā)展 基于Linux的機頂盒的現(xiàn)狀與展望 基于三網(wǎng)融合機頂盒的設(shè)計與實現(xiàn) 基于LINUX的IPTV機頂盒設(shè)計 基于SiliconBackPlane平臺的機頂盒soc設(shè)計 機頂盒硬盤接口的設(shè)計及應(yīng)用 融合網(wǎng)絡(luò)資源的機頂盒應(yīng)用 關(guān)于數(shù)字機頂盒技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用 機頂盒企業(yè)的傷痛(上) 機頂盒企業(yè)的傷痛(下) 網(wǎng)絡(luò)機頂盒的混沌江湖 淺談基于VB的串口通訊及其軟件實現(xiàn) 關(guān)于單向機頂盒置換為雙向機頂盒的思考 基于機頂盒硬件的自適應(yīng)牛頓插值算法的圖像處理應(yīng)用 雙向機頂盒的用戶收視行為監(jiān)測的實現(xiàn) 云計算下“機頂盒”的商業(yè)模式分析與技術(shù)實現(xiàn) 高清有線機頂盒軟件安全可靠升級的實現(xiàn) 基于UPnP的數(shù)字電視機頂盒控制技術(shù)的研究 如何滿足客戶對機頂盒的質(zhì)量要求 常見問題解答 當(dāng)前所在位置：中國 > 科技 > 基于Sti5518的機頂盒串口通訊的實現(xiàn)及其在節(jié)目點播的應(yīng)用 基于Sti5518的機頂盒串口通訊的實現(xiàn)及其在節(jié)目點播的應(yīng)用 雜志之家、寫作服務(wù)和雜志訂閱支持對公帳戶付款！安全又可靠！ document.write("作者：未知 如您是作者，請告知我們")
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關(guān)鍵詞:粒子系統(tǒng);煙花模擬;紋理映射;改進
中圖分類號:TP391文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2009)34-9805-03
Fireworks Simulator Based on the Particle System Improved
WANG Ji-wen, ZHANG Yan-yan, LU He-jun
(Key Lab of Intelligent Computing and Signal Processing, Ministry of Education, Anhui University, Hefei 230039, China)
Absrtact: Particle system is an effective method in simulating irregular moving object. First,This pape introduces the principle of particle system and makes a further study on the basic model of firework particle system and the principle of letting off fireworks.Then set up a model based on the particle system and texture mapping,making use of the basic idea of particle systems,combined with the specifci characteristics of fireworks,simulating the fireworks from up to an explosion,then the process of disappearing. Then we modify the model already built to make the firewok blooming into other shapes again. It can improve the flexibility of simulated fireworks.
Key words: particle system; fireworks simulating; feature of texture; improve
模擬自然界動態(tài)景物一直是計算機圖形學(xué)領(lǐng)域的研究熱點,例如云、煙、火、雨、雪等。1983年Reeves首次提出的粒子系統(tǒng)原型,它可用于模擬不規(guī)則的模糊物體(Fuzzy Object) 。用粒子系統(tǒng)來模擬不規(guī)則物體能得到很好的效果。其基本思想是把不規(guī)則形狀的物體看作是許多粒子所組成的,各個粒子都有自己的屬性,粒子的這些屬性隨時間的推移而不斷地改變,從而模擬出不規(guī)則物體及其運動變化的過程。最近,其它一些模擬方法還有很多,但是由于基粒子系統(tǒng)的方法很簡單,所以這種方法依然很多人使用。人們正在不斷地探索和改進這種方法,使其在計算機圖形學(xué)的更多領(lǐng)域里領(lǐng)域能夠更好地發(fā)揮作用。
本文首先闡述了粒子系統(tǒng)的基本原理,然后對煙花粒子系統(tǒng)的基本模型和燃放原理進行了分析。然后對煙花模型進行了改進,使得煙花綻放之后能夠再次綻放成其他形狀,從而使基于粒子系統(tǒng)的煙花模型的應(yīng)用更加靈活、方便。
1 粒子系統(tǒng)的基本原理
粒子系統(tǒng)把要模擬的不規(guī)則物體定義為大量隨機分布的微小粒子圖元,在粒子系統(tǒng)中,粒子圖元的形狀可以是小球、立方體、正四面體或者其它形體。每個粒子都有一組屬性,如位置、速度、顏色和生命期等。一個粒子究竟有些什么樣的屬性, 主要取決于具體應(yīng)用。比如說用來模擬煙花的粒子的顏色一般都是五顏六色的,這樣就能得到比較好的仿真效果。粒子系統(tǒng)是一個動態(tài)的模型,粒子在系統(tǒng)中要經(jīng)過“產(chǎn)生”、“運動”和“消亡”三個階段。隨著時間的推移,系統(tǒng)中舊的粒子不斷消失,新的粒子不斷加入。與此同時,與粒子有關(guān)的每個屬性均受到一個隨機過程的控制而不斷的進行更新。
通常用粒子系統(tǒng)繪制一幅圖畫的過程如圖1所示。
2 煙花模擬原理
煙花在空中上升之后爆炸形成不同的形狀,可以說是千姿百態(tài)。由于煙花燃放時姿態(tài)各異,所以每種煙花都的模擬需要對應(yīng)著不同的煙花粒子系統(tǒng)。煙花的形狀就是我們所看到的禮花的外部,一般常見的形狀有以下幾種:最典型的就是球形也就是牡丹狀的煙花,然后是束狀,還有流星狀等等。
本文選擇其中具有代表性的“牡丹狀”進行研究和模擬。其他形狀的煙花可以由此基本模型修改而成。“牡丹狀”煙花粒子團是一組有限的,具有某種相似性質(zhì)的煙花粒子的集合。每個煙花有一個頭粒子(根部)和一組尾粒子(爆炸后的粒子),它們具有相同的顏色、形狀和速度。頭粒子最大最亮,上升到空中某點時爆炸成球形狀,爆炸后的粒子逐漸變細(xì)變暗,直到最后消失。
2.1 煙花粒子的生成及初始化
2.1.1 煙花粒子
定義為實數(shù)域上的一個n維向量,表示為: Rn = {Position,Speed,Accelerate_ speed,Direction, Color, B right, Lifetime, Type, Flow},Rn表示某一煙花粒子的性質(zhì)和狀態(tài),包括:粒子的空間位置、運動速度及加速度、運動方向、顏色、亮度、生存期、運動狀態(tài)等屬性。它是組成煙花的基本粒子。
煙花粒子的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下:
struct fire_point
{floatx,y,z; // 粒子的位置
float xSpeed, ySpeed, zSpeed; //粒子的速度
float xg, yg, zg; // 粒子各方向的加速度
float r,g,b; //粒子的顏色
int style; //煙花的類型};
fire_point
煙花則是由一組具有相似性質(zhì)的煙花粒子組成的。煙花的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下:
struct firework
{ int type;// 煙花的類型
float x,y,z;// 煙花的位置
float time; //煙花的生命時間
float dir;//煙花的方向
int flg;// 標(biāo)志
structfire_poinp[MAX_POINTS];//爆炸后的煙花粒子
structfirework *next; // 下一個粒子
};
2.1.2 煙花粒子數(shù)量定義
在煙花模型中, 煙花粒子升到空中爆炸產(chǎn)生所要模擬的效果。粒子只在某一幀產(chǎn)生, 在后面的運動過程中不再產(chǎn)生新粒子,僅僅是這些初始粒子運動狀態(tài)的更新。這樣粒子數(shù)可以定義為一個常數(shù)MAX_PARTICLES。這個常數(shù)的選擇很重要,如果過多,會影響系統(tǒng)的實時性。如果過少,則會影響煙花模擬的真實性。
2.1.3 煙花粒子的初始化
1)粒子的初始位置:粒子的初始位置position(x,y,z)是用隨機函數(shù)rand()來生成的。在燃放點處,所有粒子幾乎都集中在一個點上,給我們的視覺感覺是一個亮亮的圓點。為了達到這種效果,應(yīng)該使煙花的所有粒子坐標(biāo)都是在給定的基礎(chǔ)上加上一個在允許范圍range內(nèi)的隨機三維坐標(biāo),使粒子位于以設(shè)定坐標(biāo)為中心,在range大小范圍內(nèi)的整個區(qū)域。
2)粒子的初始顏色:顏色是煙花顯示中重要的一個特性。在煙花模擬中,每團煙花都需要用大量的粒子來描述。在模型中把各種粒子顏色放在一個數(shù)組中,然后由系統(tǒng)隨機調(diào)用。
3)粒子的初始速度和加速度:如果煙花是直線型升到空中發(fā)生爆炸,則粒子初始速度Speed在x,z方向上都為0.只有y方向上有初始速度和加速度。其中速度是隨機函數(shù)生成的,是由我們給定的初始值,然后再加上一個一定范圍內(nèi)的隨機值來確定的。加速度由動力學(xué)可知是g=9.8m/s2。如果煙花上升過程中發(fā)生偏轉(zhuǎn),則x,y方向上的速度和加速度都不為0。
2.2 煙花粒子的運動更新
通過分析煙花的燃放過程,我們可以看出其包括兩個主要階段:頭粒子上升到一定高度,尾粒子爆炸后形成牡丹狀的煙花。下面我們分別對這兩個階段進行分析:
1)第一階段:粒子的初始位置確定之后便開始上升,上升后遵循動力學(xué)原理:
s = gt^2/2 其中t為粒子的運動時間,s為粒子y方向上的位移。
2)第二階段:當(dāng)煙花粒子y方向的速度變?yōu)?時,粒子上升到最高點,則要發(fā)生爆炸。爆炸形成一個圓形,即所有的煙花粒子以y軸為基準(zhǔn)向四周偏轉(zhuǎn)一個角度,從而形成一個牡丹狀的煙花。實現(xiàn)代碼為:fp[i].xSpeed = fp[i].xSpeed.rad*sin(i*θ/(2*3.14159));其中θ為繞y軸旋轉(zhuǎn)的角度。
2.3 煙花粒子的消亡
粒子產(chǎn)生后, 經(jīng)過一定的時間間隔, 由于某種原因從系統(tǒng)中被除去稱為粒子消亡。煙花爆炸后能量慢慢的減少,最后到消息。煙花模型中用變量flg來表示粒子的生命期,當(dāng)粒子產(chǎn)生時賦予flg一個0~1之間初值,隨著時間的推移,flg慢慢減小,最后為0。flg=0時說明粒子的生命期已經(jīng)結(jié)束,則從系統(tǒng)中刪除此粒子。
2.4 OpenGl紋理映射
OpenGL中紋理映射就是將紋理的顏色和與某個物體對應(yīng)的象素顏色相互結(jié)合所產(chǎn)生的一種效果。在煙花粒子繪制時,采用什么形狀粒子將會影響系統(tǒng)的實時性。粒子形狀可以采用點、線、三角形等簡單的形狀,并且根據(jù)具體情況賦予該粒子位置、顏色、生存期、速度大小、速度方向等屬性,對其貼紋理以達到更加逼真的效。利用不同的幾何圖元將會得到不同的模擬效果。
模型中采用圖片是128×128的BMP圖片,圖片是黑色背景,白色紋理,如圖2所示。
3 改進的煙花模型
從第3節(jié)可以看出,粒子系統(tǒng)初始化時具有很大的隨機性。粒子的初始位置是由隨機函數(shù)rand( )來實現(xiàn)的,非常不利于控制。為了能很好的控制煙花的位置,可以結(jié)合Visual C++6.0中的鼠標(biāo)消息函數(shù)來實現(xiàn)用鼠標(biāo)控制煙花首次綻放的位置。
為了實現(xiàn)煙花再次綻放的效果,首先我們要用鼠標(biāo)消息函數(shù)來控制煙花首次綻放的位置。然后用首次綻放的位置來確定再次綻放的位置。
煙花首次綻放的模型是由基本模型來實現(xiàn)的,對于煙花再次綻放的形狀,我們可以再次編輯成我們想要的形狀。
主要的實現(xiàn)代碼是:
DWORD WINAPI fireworks(LPVOID no)
{CPoint point,p1; // point 用來獲取當(dāng)前鼠標(biāo)坐標(biāo),p1用來獲取當(dāng)前窗口左上角坐標(biāo)
::GetCursorPos(&point);//point坐標(biāo)
CFlowerDlg*pWnd=(CFlowerDlg*)(AfxGetApp()->m_pMainWnd); // pWnd指向當(dāng)前窗口
CRect rect;
pWnd->GetWindowRect(&rect); // 獲取當(dāng)前窗體結(jié)構(gòu)體
p1=rect.TopLeft(); //p1坐標(biāo)
point.x=point.x-p1.x;
point.y=point.y-p1.y;// 設(shè)置point.x point.y為相對當(dāng)前窗口坐標(biāo)
//繪制基本煙花的代碼
point.y=point.y-50; // 煙花再次綻放的位置
//再次綻放煙花的繪制代碼
//全局函數(shù)等待鼠標(biāo)單擊相映多線程
Void CFlowerDlg::
OnRButtonDown(UINTnFlags, CPoint point)
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0,ffireworks,0,0,NULL);
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其中,再次綻放的煙花代碼的思路是首先準(zhǔn)備一張圖案紋理(最好是黑色背景,隨后對它添加其他顏色就比較方便)。其次,在紋理圖中查找顏色,在白色的地方添加粒子。這樣隨著紋理圖片的不同,所模擬出來的圖案也是不同的。理論上可以模擬出任何形狀的圖案。
4 實驗結(jié)果與分析
根據(jù)上述算法, 在普通PC機(Athon(tm)2.10GHz處理器,1G內(nèi)存)上利用標(biāo)OpenGL 圖形庫實現(xiàn)了煙花的模擬。
圖3為用點作為圖元的煙花效果,圖4是用圖2作為紋理映射到矩形面片上來實現(xiàn)的不規(guī)則形狀的煙花模擬,可以看出來模擬的真實性很好。
文中從模擬逼真程度、系統(tǒng)簡單性、實時性、靈活性出發(fā)建立了煙花模型,結(jié)合OpenGL紋理映射技術(shù),模擬了煙花從上升到爆炸的過程,實現(xiàn)了較好的煙花效果。并且用對此模型進行了修改,實現(xiàn)了煙花綻放后又綻放成其他形狀的效果,有效的提高了煙花模擬系統(tǒng)的靈活性。
我們可以看到為了更好地發(fā)揮粒子系統(tǒng)的作用, 在使用過程中還要與其他算法相結(jié)合。在模型中還要進一步考慮風(fēng)場等因素,要適當(dāng)調(diào)整模型的參數(shù),讓它具有很好的可移植性,這樣才能更好的利用粒子系統(tǒng)的基本原理來模擬出理想的效果。
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[關(guān)鍵詞]邊坡穩(wěn)定性；有限元分析；安全系數(shù)
中圖分類號：C35文獻標(biāo)識碼： A
1、引言
邊坡是人工邊坡和自然岸(斜)坡的統(tǒng)稱。根據(jù)邊坡體組成的材料,邊坡可分為土質(zhì)邊坡和巖質(zhì)邊坡。在公路、鐵路等交通設(shè)施的建設(shè)、水電工程、土壩工程、港口工程等天然資源的開發(fā)和利用以及房屋建筑和深基坑的開挖工程中都會遇到邊坡的穩(wěn)定問題。由于不合理的設(shè)計、施工,邊坡垮塌、失穩(wěn)等工程事故屢屢發(fā)生。我國有占國土面積三分之二以上的山地,大多分布在我國的西南和西北地區(qū)。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,特別是西部大開發(fā)政策的實施,水利工程、鐵路、公路及城市等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方興未艾,在這些工程中經(jīng)常要涉及到邊坡穩(wěn)定分析的問題,如大壩壩肩、水庫庫岸穩(wěn)定等。另外,在有些地區(qū)滑坡發(fā)生頻率高,災(zāi)情嚴(yán)重,有的直接威脅
人民生命財產(chǎn)安全,阻礙災(zāi)區(qū)經(jīng)濟發(fā)展。目前,邊坡失穩(wěn)已變成了同地震和火山并列的全球性三大地質(zhì)災(zāi)害(源)之一,所以進行邊坡穩(wěn)定分析研究是很有必要的。邊坡工程研究的目的是通過對邊坡穩(wěn)定性的分析和評價,為實際工程提供合理的邊坡結(jié)構(gòu),以及對具有破壞危險的邊坡進行人工處理,避免邊坡失穩(wěn)造成的災(zāi)害和損失.并提高工程總體經(jīng)濟效益。因此,邊坡穩(wěn)定性分析和評價成為邊坡工程研究核心。
2、有限元基本理論
有限單元法是一種己發(fā)展成熟、適用廣泛的數(shù)值方法,自從20世紀(jì)60年代美國克拉夫(Clough)和伍德沃德(Woodward)首次將有限元分析土壩以來,有限元在巖土工程中被廣泛應(yīng)用川。它的基本原理是:將無限自由度的結(jié)構(gòu)體轉(zhuǎn)化為有限個自由度的等價體系,即將結(jié)構(gòu)離散成有限個小單元,用這些離散單元體代替原來的結(jié)構(gòu),因此,將對結(jié)構(gòu)的分析就轉(zhuǎn)化為對單元體的分析。根據(jù)分析時所選取未知量的不同,有限元法可分為位移法、力法和混合法;根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變的關(guān)系又可將其分為線性有限元法和非線性有限元法,而非線性有限元分析則可逐段地化為一系列線性有限元問題,因此,線性分析是非線性分析的基礎(chǔ)。在材料非線性中,研究得最透徹的是彈塑性。彈塑性模型把總的變形分成彈性變形和塑性變形兩部分,用虎克定律計算彈性變形部分,用塑性理論來求解塑性變形部分。對于塑性變形,要做三方面的假定:(l)屈服準(zhǔn)則;(2)流動法則;(3)硬化規(guī)律。
3、基于有限元法的強度折減系數(shù)基本原理
在土坡穩(wěn)定分析中,土坡在外荷載或自重的作用下失穩(wěn)破壞時,塑性區(qū)會貫穿整個土坡而形成一滑裂帶,整個土破將沿該滑裂帶滑動,從而使得沿滑裂帶以上的土體成為機動結(jié)構(gòu),因而其有限元計算結(jié)果不會收斂,強度折減系數(shù)法正是基于這一點提出來的。有限元強度折減系數(shù)法的基本原理是將坡體強度參數(shù):粘聚力c和內(nèi)摩擦角的正切值tanθ同時除以一個折減系數(shù)F,得到一組新的C1、θ1值,然后作為新的資料參數(shù)輸入,再次試算是否收斂。不斷調(diào)整F值進行試算,直到尋求的折減系數(shù)F使得計算結(jié)果正好處于臨界收斂狀態(tài),即折減系數(shù)F若有微小的增加,計算結(jié)果就不收斂。此時對應(yīng)的F被稱為坡體的最小穩(wěn)定安全系數(shù)凡,此時坡體達到極限狀態(tài),發(fā)生剪切破壞。
進行邊坡穩(wěn)定性分析計算時，采用強度折減法來實現(xiàn)。首先選取初始折減系數(shù)F，然后對邊坡土體材料強度系數(shù)進行折減，折減后凝聚力以及摩擦角分別：
Tanθ1=tanθ/F(3-1)
C1=C/F (3-2)
其中：C和θ為邊坡土體的初始凝聚力和摩擦角
4、模型建立及求解
假設(shè)國內(nèi)某礦邊坡為彈性和塑性兩種材料，邊坡尺寸如圖4-1
圖4-1 邊坡模型
表4-1 邊坡模型圍巖參數(shù)
類別 彈性模量/GPa 泊松比v 重度/KN/m3 內(nèi)聚力/MPa 摩擦角θ
圍巖A1 30 0.25 25 0.9 42
圍巖A2 30 0.24 27
對于像邊坡這樣縱向很長的實體，計算時模型簡化為平面應(yīng)變問題。假定邊坡所承受的外力不隨Z軸變化，位移和應(yīng)變發(fā)生在自身平面內(nèi)。對于邊坡變形和穩(wěn)定性分析，這種平面假設(shè)是合理的采用雙層模型，模型上部為理想的彈塑性材料，下部為彈性材料，左右邊界水平位移為零，下邊界豎向上位移為零。
圖4-1施加約束和重力載荷后邊坡模型
圖4-2 F=2.8時邊坡變形圖
圖4-3 F=2.8求解收斂時迭代過程圖
圖 4-4 F=2.8時，邊坡X方向位移云圖
圖 4-5 F=2.8時，邊坡模型塑性應(yīng)變云圖
5、結(jié)果分析
通過ANSYS 數(shù)值模擬分析知，誰著強度折減系數(shù)F的增加，邊坡變形加大，當(dāng)F=3.0時迭代不收斂，邊坡失衡；隨著強度折減系數(shù)F的增加邊坡水平位移增加，到F=2.2以后，邊坡位移開始減小。當(dāng)F=2.8后，水平位移開始急劇下降。當(dāng)F=3.0時，邊坡模型的水平位移下降到19.472mm，說明此時邊坡已經(jīng)發(fā)生破壞；從邊坡模型的塑性區(qū)云圖看，隨著強度折減系數(shù)F的增加，塑性應(yīng)變從無到逐漸增大，塑性區(qū)也從無到逐漸增大，當(dāng)F=3.0時，塑性區(qū)貫通到坡頂，并且此時解不收斂，也表明邊坡破壞。
6、本文總結(jié)
如果使有限元法保持足夠的計算精度,那么有限元法較傳統(tǒng)的方法具有如下優(yōu)點:
(l)能夠?qū)哂袕?fù)雜地貌、地 質(zhì) 的邊 坡 進 行 計算;
(2)考慮了土體的本構(gòu)關(guān)系,以及變形對應(yīng)力的影響:
(3)能夠模擬土坡的失穩(wěn)過程及其滑移面形狀滑移面大致在水平位移突變的地方及塑性變形 發(fā)展嚴(yán)重的部位;
(4 ) 求解安全系數(shù)時,可以不需要假定滑移面的形狀,也無需進行條分。
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1 概述
隨著新能源的不斷發(fā)展，尤其是風(fēng)電技術(shù)等新能源電力技術(shù)的發(fā)展，變流器在電力系統(tǒng)中的重要性也越來越高。而相對于傳統(tǒng)兩電平變流器，三電平變流器具有明顯的優(yōu)點，如主開關(guān)器件承受的電壓和du/dt減小一半，輸出電壓諧波小等優(yōu)點，具有廣闊的前景和應(yīng)用價值[1]。
空間矢量脈寬調(diào)制[1][2]具有輸出電流諧波少、轉(zhuǎn)矩脈動小、直流利用率高等優(yōu)點，是三電平變流器控制的首選方案。相對傳統(tǒng)算法，文章闡述了一種相對簡單的方式來得到所需的作用時間，只需一個大區(qū)域的18個作用時間即可得到所需的所有作用時間，另外以60度坐標(biāo)系來判斷扇區(qū)簡化計算，使算法變得簡單。
2 SVPWM算法
三電平SVPWM算法根據(jù)參考電壓矢量由幾個基本矢量合成的原則來進行三電平變流器的控制，根據(jù)所需量的先后順序，可以分為區(qū)域判斷、作用時間計算以及作用時間分配三個部分。
2.1 參考矢量所在區(qū)域判斷
與傳統(tǒng)算法類似，我們將基本空間矢量區(qū)域劃分為6個大扇區(qū)、24個小區(qū)域。但與傳統(tǒng)算法不同，這里采用60度g-h坐標(biāo)系來劃分區(qū)域，簡化計算。
以公式（1）轉(zhuǎn)換到60度g-h坐標(biāo)系后，以下列規(guī)則判斷大扇區(qū)：N=1時，Vg>0且Vh>0；N=2時，Vg0且Vg+Vh>0；N=3時，Vg0且Vg+Vh
2.2 作用時間計算
判斷完參考矢量在具體某一個區(qū)域之后，我們就可以根據(jù)伏秒平衡原理預(yù)先計算各個基本矢量所需的時間。首先需要找到合成參考矢量所需的三個基本矢量V1、V2、V3，然后根據(jù)下面進行計算：
V1T1+V2T2+V3T3=VrefTs （2）
T1+T2+T3=Ts （3）
類似地可以得到參考電壓矢量在其他區(qū)域時的各基本矢量的作用時間，需要將各個區(qū)域所有基本矢量作用時間都計算出來，方便在使用時直接提取數(shù)據(jù)。
但對于各矢量作用時間計算模塊來說，我們摒棄了將每一個區(qū)域的各個矢量作用時間都計算出來的繁瑣且需大存儲的方法，而采用如圖1所示的方法，以小區(qū)域為基本單位，以調(diào)換小區(qū)域內(nèi)三個電壓矢量作用時間次序的方式，就可以以一個大區(qū)域18個矢量作用時間實現(xiàn)其余五個大區(qū)域的所有矢量作用時間。文章選用區(qū)域I的18個作用時間作為基準(zhǔn)時間，采用MATLAB仿真模型各個大區(qū)域之間作用時間邏輯關(guān)系，如圖1所示。其中Tabc表示區(qū)域I各小區(qū)域的三個矢量作用時間Ta、Tb、Tc，N則表示大區(qū)域號，n表示小區(qū)域號。
3 仿真及波形分析
前面分析了三電平SVPWM算法的原理，接下來將按照上述原理在MATLAB/simulink中對所述算法進行仿真分析，并對相關(guān)波形進行分析。其中，輸入為311V，頻率50Hz的三相交流電壓，前端直流輸入為600V，兩個電容為4700uF，三相負(fù)載每相都是電阻12Ω，電感0.02mH，仿真采樣周期為TS=62.5-6S。仿真結(jié)果如圖2。
從以上仿真結(jié)果圖可以看出，相對于傳統(tǒng)兩電平逆變器，三電平逆變器輸出電壓電平數(shù)更多，相電壓三電平，線電壓五電平，更為接近正弦，因而在相同開關(guān)頻率的情況下，輸出電壓諧波大大減少。圖2（b）是輸出相電壓濾波后的波形，對比輸入三相交流電壓，可知結(jié)果比較理想。
4 結(jié)束語
文章介紹了三電平變流器的基本結(jié)構(gòu)，并闡述了三電平空間電壓矢量控制算法基本原理，并對一些復(fù)雜環(huán)節(jié)的簡易算法加以闡述。最后在MATLAB/Simulink中對所述算法建立模型，進行仿真計算并分析結(jié)果?？梢钥闯觯娖絊VPWM算法結(jié)構(gòu)簡單易懂，不用經(jīng)過太過復(fù)雜的計算，同時具有和傳統(tǒng)兩電平算法一樣的準(zhǔn)確性，并在某些方面更具優(yōu)勢，運用前景廣闊。
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【關(guān)鍵詞】云技術(shù) GOOGLE DOCS 信息技術(shù) 互聯(lián)網(wǎng)
云技術(shù)在近幾年風(fēng)靡全球，成為一種熱門的技術(shù)，多數(shù)專家學(xué)者提出，云技術(shù)的誕生會取代互聯(lián)網(wǎng)傳統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)，甚至可能成為整個計算機領(lǐng)域格局的影響者。
1 云技術(shù)的基本原理簡介
云技術(shù)是由谷歌和IBM等專業(yè)網(wǎng)絡(luò)公司共同構(gòu)建的計算機儲存計算中心，在網(wǎng)絡(luò)連接的情況下，用戶只需通過瀏覽器就可以順利訪問該計算中心，將“云”這種資料進行存儲或者應(yīng)用。
“云技術(shù)“采用分布式處理和并行處理的方式，并順應(yīng)網(wǎng)格計算的發(fā)展趨勢，換句話說也是計算機科學(xué)領(lǐng)域向商業(yè)化發(fā)展的實現(xiàn)。云技術(shù)的基本工作原理是將計算分布在海量的分布式計算機上，而不是存放在本地計算機或者遠(yuǎn)程的服務(wù)器中，這種分布方式可以使企業(yè)數(shù)據(jù)庫的工作模式更加接近互聯(lián)網(wǎng)，并使企業(yè)能夠?qū)⒏嗟馁Y源投入到相對缺乏的應(yīng)用上面，再根據(jù)要求對計算機和存儲器進行訪問。這種新型的計算模式顛覆了以往傳統(tǒng)的計算方式，是一場偉大的革新，這場革新它好比日常生活中的水電煤，不僅極大地方便了人們的生活與工作，價格也低廉，但是它最大的特色在于，云技術(shù)是以互聯(lián)網(wǎng)為平臺進行傳輸?shù)摹?/p>
2 云技術(shù)在信息技術(shù)中的重要性
在云技術(shù)的推動下，信息技術(shù)事業(yè)也在不斷發(fā)展不斷進步。人們開始從云技術(shù)的角度來重新思考信息技術(shù)。由于云技術(shù)的特點決定它在教育事業(yè)中較受歡迎，因此比其他新型技術(shù)更容易被教育領(lǐng)域所接受，且它對用戶的硬件設(shè)備要求非常低，僅這一點就可以解決學(xué)校硬件設(shè)施配置低的問題。云技術(shù)具有較強的共享，可以大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并引導(dǎo)學(xué)生進行探究，與此同時，還能糾正一部分學(xué)生的學(xué)習(xí)觀念，不再認(rèn)為信息技術(shù)課就是上網(wǎng)玩游戲聊天的課程。最后，云技術(shù)還能幫助學(xué)校減少一些設(shè)備系統(tǒng)維護更新方面的費用。
3 云技術(shù)在信息技術(shù)中的運用―GOOGLE DOCS
由GOOGLE公司研發(fā)的GOOGLE DOCS就是一個經(jīng)典的云技術(shù)產(chǎn)品，它的功能類似于微軟研發(fā)的OFFICE辦公軟件，可以對文本文檔、表格、幻燈片等文件進行搜索和處理。相比于其他的辦公軟件來說，GOOGLE DOCS最大的優(yōu)勢是可以實現(xiàn)協(xié)作共享，它允許不同的計算機用戶同時對一個項目進行查閱并進行更改，這種協(xié)作共享模式使得不同用戶之間的共享更加便捷。在GOOGLE DOCS中，以下三個特點體現(xiàn)了它在信息技術(shù)中的重要性。
3.1 在沒有網(wǎng)絡(luò)的情況下也能編輯文檔
GOOGLE DOCS具有強大的離線功能，即使在網(wǎng)絡(luò)沒有連接的情況下，也能對文檔進行編輯，一旦網(wǎng)絡(luò)進行連接，且被該系統(tǒng)檢測出來，GOOGLE DOCS就會將文檔中的內(nèi)容進行自動存檔。在GOOGLE DOCS離線功能的幫助下，學(xué)生即使在斷網(wǎng)的情況下也能編輯文檔，這種方式為教師也帶來了極大的便利，學(xué)生也可以在沒有網(wǎng)絡(luò)誘惑的情況下進行單純的學(xué)習(xí)，很大程度上提高了信息技術(shù)的效果。
3.2 自動儲存文檔，便于查找
在學(xué)校的計算機中一般都安裝了還原卡，只要將電腦進行重新啟動，之前儲存的資料都會自動刪除。使用GOOGLE DOCS的話，學(xué)生在編輯完文檔之后可以保存在GOOGLE DOCS中，在下次上課時仍然能夠找回文檔。即使重新啟動也不會影響文檔的下次使用。除此之外，GOOGLE DOCS還為學(xué)生提供了文檔搜索的應(yīng)用功能，學(xué)生若要查找某個文檔，只需要輸入文檔名稱、編輯時間、存檔時間等，就能很快速地查找到所需要的資料。
3.3 文件共享，方便快捷
在信息技術(shù)課程的小組活動中，需要同一小組成員訪問同一個文件，每人負(fù)責(zé)其中的一部分內(nèi)容。在沒有云技術(shù)之前，通常的做法是安裝局域網(wǎng)FTP軟件，為每個小組建立帳戶并設(shè)置私有密碼放置屬于小組的文件時。但在這種方式下，多人登錄后同一時間只能一人處理文件，而其他組員只能等待。有了云共享則不同，可多人從不同計算機上在云中訪問同一個文件，并各自保存修改內(nèi)容。利用云共享還可以將某臺計算機上的某文件夾同步到云端，這樣無論什么地點什么時候只要有網(wǎng)絡(luò)登錄云端都可訪問該文件夾中的內(nèi)容，并儲存訪問、修改的結(jié)果，如同直接在那臺計算機上進行操作，使實現(xiàn)共享如此簡單方便。
4 結(jié)語
隨著云技術(shù)的不斷發(fā)展，它已經(jīng)被人們稱為最具革命性的計算模型，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)逐漸普及了，人類正在向互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境不斷邁進，我們的工作和生活也在發(fā)生著翻天覆地的變化。知識經(jīng)濟發(fā)展的勢頭越來越猛烈，面對當(dāng)今社會源源不斷的各種挑戰(zhàn)與機遇，人們對“云技術(shù)”的重視程度也越來越高。至今為止“云技術(shù)”已經(jīng)被應(yīng)用在各種領(lǐng)域中，其中在信息技術(shù)教育中的應(yīng)用較廣泛，它解決了現(xiàn)階段一些學(xué)校信息技術(shù)中的各種實質(zhì)性問題，也培養(yǎng)了學(xué)生的實際操作能力和動手能力，使學(xué)生能夠更好地掌握各種信息技術(shù)相關(guān)工具。除此之外，還發(fā)展了學(xué)生在信息技術(shù)環(huán)境下的合作意識。因此學(xué)生盡早地認(rèn)識云技術(shù)、理解云技術(shù)、并使用云技術(shù)，可以幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)信息技術(shù)。
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作者簡介
朱莉（1977-）女，本科，單位：江蘇省無錫市大橋?qū)嶒瀸W(xué)校，研究方向：信息技術(shù)教學(xué)與研究、課堂教學(xué)創(chuàng)新。
關(guān)鍵詞手持GPS 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 參數(shù)計算 設(shè)置 檢驗 技術(shù)應(yīng)用
中圖分類號：tv221
文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：
一、概述
隨著GPS測量理論與設(shè)備的不斷發(fā)展，測量技術(shù)日趨成熟，測量功能也更加完善，應(yīng)用面也更加廣泛，GPS手持機在近年也得到了快速發(fā)展，從單一的導(dǎo)航功能，發(fā)展到逐步應(yīng)用于地質(zhì)，水利，林業(yè)，交通等行業(yè)的工程測繪應(yīng)用中，單點定位精度更達到亞米級，厘米級，為GPS手持機帶來了更加廣闊的應(yīng)用前景。以南方S750，S760高精度手持GIS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為例，前者為亞米級精度，后者達到厘米級，單點定位精度小于20CM。S760在外接天線的情況下，單點定位精度進一步提高，達到GPS-RTK定位精度。
GPS手持機具有攜帶方便，數(shù)據(jù)采集快速、高效、準(zhǔn)確的特點。內(nèi)置數(shù)據(jù)采集軟件，界面簡潔易學(xué)，非測繪專業(yè)人員也可以快速掌握使用。要熟練掌握GPS手持機，必須了解GPS的基本原理及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方法。
二、基本原理
GPS衛(wèi)星星歷是以WGS-84大地坐標(biāo)系為根據(jù)而建立的，所以手持式GPS使用的坐標(biāo)系統(tǒng)是WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)。我們現(xiàn)在使用的地圖資源大部分都屬于1954年北京坐標(biāo)系或1980年西安國家大地坐標(biāo)系。由于坐標(biāo)系統(tǒng)的不同,使得同一點在不同的坐標(biāo)系下有不同的坐標(biāo)值，不同坐標(biāo)系之間存在著平移和旋轉(zhuǎn)的關(guān)系，要使手持GPS所測量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為自己需要的坐標(biāo)，必須求出兩個坐標(biāo)系（WGS-84和北京54坐標(biāo)系或西安80坐標(biāo)系）之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。使用手持GPS測量，要得到不是WGS-84坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)，必須進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，然后在手持機里輸入相應(yīng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。只要計算出五個轉(zhuǎn)換參數(shù)（X、Y、Z、A、F）并按提示輸入GPS中，即可在GPS儀器上自動進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得出該點對應(yīng)的北京54坐標(biāo)系（或西安80坐標(biāo)系）的坐標(biāo)值。
三、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
一般坐標(biāo)轉(zhuǎn)換步驟為（以WGS84坐標(biāo)系北京54坐標(biāo)系為例）：
1.WGS84（B，L）——WGS84（X，Y，Z）84，空間大地坐標(biāo)到空間直角坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。
2.WGS84（X，Y，Z）——北京54（X，Y，Z），坐標(biāo)基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換。通常采用兩種轉(zhuǎn)換方法：七參數(shù)、五參數(shù)法（即簡化三參數(shù)法）。
3.北京54（X，Y，Z）——北京54（B，L），空間直角坐標(biāo)到空間大地坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。
4.北京54（B，L）——北京54（x，y），高斯投影正算。
對于坐標(biāo)基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換，七參數(shù)法一般用于轉(zhuǎn)換精度要求較高的計算。一般手持式GPS接收機的設(shè)置包括5個參數(shù)(X、Y、Z、A、F),適用五參數(shù)法。其中A和F針對某一坐標(biāo)系統(tǒng)來說為固定參數(shù),如北京54坐標(biāo)系A(chǔ)=-108、F=0.0000005，西安80坐標(biāo)系A(chǔ)=-3、F=0，皆為常數(shù),需要計算的參數(shù)主要為前3個（X、Y、Z），所以也稱此法為三參數(shù)法。
三參數(shù)法空間直角坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換是假設(shè)兩坐標(biāo)系各軸相互平行,坐標(biāo)原點不相重合.因此,兩坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式為：
常用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件有arcGIS,COORD以及各GPS手持機廠家預(yù)裝在手持機中的行業(yè)軟件，如handSTAR、GIStar、EGStar（工程之星）等，都包含坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、參數(shù)求取功能。
四、三參數(shù)求取步驟（以WGS84坐標(biāo)系北京54坐標(biāo)系為例）
1.搜集作業(yè)區(qū)域內(nèi)等級已知點的北京54坐標(biāo)系坐標(biāo)(x、y、z)或者大地坐標(biāo)（B、L、H)和已知點的WGS84坐標(biāo)（B、L、H)。
2.如果沒有已知點的WGS84坐標(biāo)，就要使用手持GPS測量該已知點的WGS84坐標(biāo)。在手持GPS中將坐標(biāo)系設(shè)置為WGS84,顯示格式設(shè)置為（B、L、H),在改已知點上測量坐標(biāo)(經(jīng)緯度)讀數(shù),為了提高精度，應(yīng)待儀器穩(wěn)定以后，持續(xù)觀測,每隔一段時間讀數(shù)一次，得到該已知點的WGS84大地坐標(biāo)。
3.通過軟件計算三參數(shù)，以南方GPS數(shù)據(jù)處理軟件提供的GPS工具箱5.0為例，打開軟件：新建作業(yè)輸入WGS84-BJ54保存。
然后點開：參數(shù)設(shè)置分別設(shè)置源橢球系、目標(biāo)橢球系、投影設(shè)置。源橢球選擇WGS84，目標(biāo)橢球選擇北京54。
如果目標(biāo)橢球已知點北京54坐標(biāo)為空間直角坐標(biāo)（X、Y、Z），則在主界面中轉(zhuǎn)換到空間大地坐標(biāo)（B、L、H），反之，則進入下一步計算。
點開實用工具五參數(shù)計算（手持機）選擇目標(biāo)橢球為北京54，依次輸入WGS84空間大地坐標(biāo)（B、L、H），在已知點欄輸入北京54空間大地坐標(biāo)（B、L、H）計算，就得到DA、DF、DX、DY、DZ五個參數(shù)，可以看出，其中DA=－108，DF=4.80795488345519e-7,這兩個參數(shù)針對北京54坐標(biāo)系來說為固定常數(shù)，另外三個參數(shù)DX、DY、DZ即為我們要求取的三參數(shù)（圖1）。
圖1
4.手持GPS坐標(biāo)系及參數(shù)設(shè)置
在手持GPS中選擇所使用的坐標(biāo)系（如西安80）、顯示格式：坐標(biāo)格式（X、Y、Z），輸入中央子午線及求取的3參數(shù)（X、Y 、Z)。
5.參數(shù)檢驗
設(shè)置好手持GPS以后，應(yīng)拿到實地檢測，檢驗這三參數(shù)是否正確。在多個已知點上進行測量，比較觀測值與已知點的校驗誤差，如果誤差小于手持GPS的標(biāo)稱精度，或者達到規(guī)定允許誤差范圍，就可以進行工程測量工作了。反之，則應(yīng)重新測算轉(zhuǎn)換參數(shù)、查找問題。
五、結(jié)語
坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，參數(shù)計算的方法很多，可以利用現(xiàn)有軟件，或者自己編程計算，利用第三方軟件一定要和手工計算或者專業(yè)軟件計算結(jié)果對比檢查,成果合格才能繼續(xù)使用。因為此類軟件的免費版本未經(jīng)注冊前,精度很差。
只要清楚了WGS84坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到其他坐標(biāo)系的原理及過程，便可以熟練掌握。現(xiàn)在不同型號的手持GPS，基本都具有有數(shù)據(jù)處理配套軟件，包含了怎樣將GPS測量中所得到的WGS-84轉(zhuǎn)換成工程中所須坐標(biāo)的功能。如南方S750G2,S760系列，采用了Windows Mobile或者Windows CE操作系統(tǒng)，采用handSTAR、GIStar、EGStar等GPS數(shù)據(jù)采集軟件進行工程測量作業(yè)，更支持國土普查、水利普查、電力之星、林業(yè)巡查等行業(yè)GIS數(shù)據(jù)采集軟件，提高了工作效率和定位精度，使用起來十分方便。
參考文獻：
［1］杜永昌.《控制測量》［M］,冶金工業(yè)出版社,1992.