地理资源所高精度高速度曲面建模方法取得新进展

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地理资源所高精度高速度曲面建模方法取得新进展

文章来源：地理科学与资源研究所发布时间：2011-03-07【字号： 小 中 大 】

在国家杰出青年科学基金、国家科技支撑计划、中国科学院知识创新工程重要方向项目和国家高技术研究发展

计划项目的支持下，中国科学院地理科学与资源研究所岳天祥研究员团队创建了高精度高速度曲面建模方法，从理

论上解决了曲面建模的误差问题和计算效率问题。

曲面建模是地理信息系统和计算机辅助设计研究的最基础问题之一。反距离加权模型(IDW)、三角网模型

(TIN)、克里格模型(KRIGING)和样条插值(SPLINE)等是曲面建模的经典方法。由于经典曲面建模方法的理论缺陷，

误差问题长期以来一直困扰着地理信息系统和计算机辅助设计系统。通过全面总结分析经典曲面建模方法理论缺陷

和可克服这些理论缺陷的现代数学理论，岳天祥研究员团队开创性地建立了基于曲面论基本定律的高精度曲面建模

（HASM）方法。HASM模拟精度较经典模型可提高3倍以上，解决了长期以来困扰地理信息系统和计算机辅助设计的曲

面建模误差问题。HASM被国际《生态学大百科全书》收录，并被命名为YUE-HASM方法。

为了解决高精度曲面建模的高内存需求和计算速度慢问题，岳天祥研究员团队建立了高精度曲面建模的多重格

网法（HASM-MG）和自适应法（HASM-AM）。利用HASM-MG算法求解HASM模型的偏微分主方程组，求解过程计算时间随

着栅格总数线性增长，解决了传统的HASM模型运算量随栅格总数呈几何增长的问题；针对全局模拟与局域模拟问

题，HASM-AM算法根据模拟区域的复杂度和精度要求，调整网格分辨率，从而在保证模拟精度的同时极大地减少了计

算时间，降低了存储量。HASM目前已达到了84.45秒内可完成14公里空间分辨率全球气候空间格局模拟的运算能力，

实现了多尺度数据快速融合，为其广泛应用和三维动态实时可视化奠定了基础。

高精度高速度曲面建模方法已成功运用于生态系统服务功能及其驱动力变化趋势和未来情景的模拟分析。岳天

祥研究员团队正在发展以遥感数据或模拟数据为初始场、以地面观测数据或空间采样数据为优化控制条件的天地一

体化HASM地球表层优化控制模型体系和方法论体系。

该研究成果Surface Modelling: High Accuracy and High Speed Methods已被Taylor & Francis出版集团以全

彩图出版：https://www.sodocs.net/doc/0517796339.html,/product/isbn/9781439817582。

高精度地球表层建模(HASM)数学模型

HASM数值实验：HASM精度较经典模型明显提高

HASM应用实例: 全球陆面生物量模拟. HASM速度较经典模型明显提高，84.45秒内可完成14公里空间分辨率模拟

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地理信息系统原理与方法期末考试题目及答案--复习资料

2.操作尺度：对空间实体、现象的数据进行处理操作时应采用最佳尺度，不同操作尺度影响处理结果的可靠程度或准确度 3.地理网格：是指按一定的数学规则对地球表面进行划分而形成的网格。 数据模型：对现实世界进行认知、简化和抽象表达，并将抽象结果组织成有用、能反映形式世界真实状况数据集的桥梁。 4.数据模型：对现实世界进行认知、简化和抽象表达，并将抽象结果组织成有用、能反映形式世界真实状况数据集的桥梁。 5.对象模型：将研究的整个地理空间看成一个空域，地理现象和空间实体作为独立的对象分布在该空域中。 6.地图数字化：根据现有纸质地图，通贯手扶跟踪或扫描矢量化地方法，生产出可在技术机上进行存储、处理和分析的数字化数据。 7. 拓扑关系：图形在保持连续状态下的变形但图形关系不变的性质。 8.空间数据结构：对空间逻辑数据模型描述的数据组织关系和编排方式。 9.影像金字塔结构：在同一的空间参照下，根据用户需要以不同分辨率进行存储与显示，形成分辨率由粗到细，数据量由小到大的金字塔结构。 10.空间索引：依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构。 11.空间数据查询：其属于空间数据库的范畴，一般定义为从空间数据库中找出所有满足属性约束条件和空间约束条件的地理对象。 12.空间分析：以地理事物的空间位置和形态特征为基础，异空间数据运算、空间数与属性数据的综合运算为特征，提取与产生新的空间信息的技术和过程。13.栅格数据的追踪分析：对于特定的栅格数据系统，有某一个或多个起点，按照一定的追种法则进行追踪目标或者追踪的空间分析方法。 14.数字高程模型：是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟，高程数据通常采用绝对高程。 15.数字地形分析：是指在数字高程模型上进行地形属性计算和特征提取的数字信息处理技术。 二、填空题 1、地理空间数据的概念模型分为：对象模型、场模型、网络模型。

多领域建模理论与方法

XXX理工大学 CHANGSHA UNIVERSITY OF TECHNOLOGY&TECHNOLGY 题目：多领域建模理论与方法 学院： XXX 学生： XXX 学号: XXX 指导教师： XXX 2015年7月2日

多领域建模理论和方法 The theories and methods of Multi-domain Modeling Student:XXX Teacher:XXX 摘要 建模理论和方法是推动仿真技术进步和发展的重要因素，也是系统仿真可持续发展的基础[1]文中综述了多领域建模主要采用的四种方法，并重点对基于云制造的多领域建模和仿真进行了叙述，并对其发展进行了展望。 关键词：多领域建模仿真；云制造；展望 Abstract：The theory and method of system model building is not only the key factor to stimulate the development and improvement of simulation technique but also the base of system simulation. This paper analysis four prevails way in Multi-domain Modeling, especially to the Multi-domain Modeling and Simulation in cloud manufacturing environment. We give a detail on its development and future. Keywords: Multi-domain Modeling and simulation; Cloud manufacturing; Future development 一引言 随着科学技术的发展进步和产品的升级需求，对产品提出了更高的要求，使得建模对象的组成更加复杂，涉及到各个学科、进程的复杂性以及设计方法的多元化。这些需求都是以前单领域建模方案无法满足的，因此，必须建立一个建模方式在设计过程中完成对繁杂目标的多领域建模、结构仿真、多元化分析等。 多领域建模是将机械、控制、电子等不同学科领域的模型“组装”成一个更大的模型进行仿真。根据需要的不同，实际建模过程中，可以将模型层层分解。将不同领域的仿真模型“零件”组装成“部件”，“子系统”则是由不同学科下的部件装配而成，与此同时装配完成的不同学科的分子系统还能再装配成为一个全面仿真模型，称之为“系统”，由此可见多领域建模技术在繁杂产品设计过程中具有出众的优势。 本文对多领域建模常用的四种方法：基于各领域商用仿真软件接口的建模方法；基于高层体系结构的建模方法；基于统一建模语言的多领域建模方法和基于云制造环境下多领域建模的方法进行了分析并对基于云制造环境下多领域建模方法进行了展望。

GIS建模原理与方法课后答案

《GIS建模原理与方法》习题集 第一章概论 1、名词解释： 模型模拟模式建模概念模型物理模型数学模型 模型：是对现实世界中的实体或现象的抽象或简化，是对实体或现象中的最重要的构成及其相互关系的表述。 模拟：是一种实验方法，是模型的构建和模型应用过程。模拟首先是针对特定的研究对象构建一个模型，然后利用该模型对研究对象进行各种实验，其目的是为了理解研究对象的行为，评估在一定的限制条件下研究对象的各种变化和不同对策所产生的结果。 模式：是一类事物的标准形式。 建模：建模是构造现实世界中与研究对象相关的模型的过程。 概念模型：是指利用科学的归纳方法，以对研究对象的观察、抽象形成的概念为基础，建立起来的关于概念之间的关系和影响方式的模型。 物理模型：又称实体模型，是现实世界在尺寸上缩小或放大后构成的相似体。 数学模型：是用数学方程（通常是一些代数方程和微分方程的组合）来描述现实世界结构和特性的模型。 2、模型的基本特征有哪些？ 模型具有结构性、简单性、清晰性、客观性、有效性(复制有效、预测有效、结构有效)、可信性、易操作性的特征。 3、怎么理解模型的简约性？ 简单性要求提供的模型在某种意义上是同类模型中最坚实的、最简单的，对问题提供了令人信服的解答。在模型的描述中，简单性表现为简洁性。在模型的形式中，简单性表现为简约性，即模型中应包含尽可能少的数学方程式，模型的维数应尽可能的低。 4、模型有哪些用途？ 模型的用途：1.预测的工具2.理解的工具3.诊断的工具4.综合的工具5.管理与决策的工具。 5、建模的基本过程包括哪些内容？ 建模的步骤：1.建立概念模型 2.建立定量模型即概念模型的数量化 3.模型检验4.模型的应用 第二章概念模型

Smart3D系列教程1之《浅谈无人机倾斜摄影建模的原理与方法》精编版

Smart3D系列教程1之《浅谈无人机倾斜摄影建模的原理与方法》 一、引言 倾斜摄影测量技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术，以大范围、高精度、高清晰的方式全面感知复杂场景，通过高效的数据采集设备及专业的数据处理流程生成的数据成果直观反映地物的外观、位置、高度等属性，为真实效果和测绘级精度提供保证。同时有效提升模型的生产效率。三维建模在测绘行业、城市规划行业、旅游业、甚至电商业等的行业应用越来越广泛，越来越深入。 无人机航拍不再是大众陌生的话题，商场到处可见的DJI商店，各种厂商的无人机也是层出不穷，这将无人机倾斜数据建模推到了一个关键性的阶段。 二、倾斜摄影原理概述 倾斜摄影技术，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器（目前常用的是五镜头相机）。同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像，获取地面物体更为完整准确的信息。垂直地面角度拍摄获取的是垂直向下的一组影像，称为正片，镜头朝向与地面成一定夹角拍摄获取的四组影像分别指向东南西北，称为斜片。摄取范围如下图：

在建立建筑物表面模型的过程中，下图可以看到，相比垂直影像，倾斜影像有着显著的优点，因为它能提供更好的视角去观察建筑物侧面，这一特点正好满足了建筑物表面纹理生成的需要。同一区域拍摄的垂直影像可被用来生成三维城市模型或是对生成的三维城市模型的改善。 利用建模软件将照片建模，这里的照片不仅仅是通过无人机航拍的倾斜摄影数据，还可以是单反甚至是手机以一定重叠度环拍而来的，这些照片导入到建模软件中，通过计算机图形计算，结合pos信息空三处理，生成点云，点云构成格网，格网结合照片生成赋有纹理的三 维模型。区域整体三维建模方法生产路线图：

1地理建模原理与方法全解

（1）模型、模式、模拟与地理模型的内涵与相互关系 模型：是对现实世界中的实体或现象的抽象或简化，是对实体或现象中的最重要的构成及其相互关系的表述。 模式：经检验有效的、被广泛接受的模型就称为模式；也可称为标准或样板。 模拟：是一种实验方法，是模型的构建和模型应用过程。模拟首先是针对特定的研究对象构建一个模型，然后利用该模型对研究对象进行各种实验，其目的是为了理解研究对象的行为，评估在一定的限制条件下研究对象的各种变化和不同对策所产生的结果。 地理模型是地理建模的结果。 （2）什么是概念模型，物理模型，数学模型 概念模型：是指利用科学的归纳方法，以对研究对象的观察、抽象形成的概念为基础，建立起来的关于概念之间的关系和影响方式的模型。 物理模型：又称实体模型，是现实世界在尺寸上缩小或放大后构成的相似体。 数学模型：是用数学方程（通常是一些代数方程和微分方程的组合）来描述现实世界结构和特性的模型。 （3）建模的基本过程包括哪些内容 1、问题分析：了解问题、明确建模目的；收集资料，确定建模类型、建立要素关系。 2、模型假设：确定建模方法（物理或数学的）；选择变量参数；模拟运行模型 3、建立模型：检查数学公式和计算机程序以保证没有运算方面的问题，目的是保证概念模型的数量化是直接和正确的。 4、模型求解和分析：确定模型在其既定应用范围内运行的结果与其相对应的现实世界相吻合。常涉及到模型结构和变量间关系合理性检验、模型输出与实际值的比较、模型的敏感性分析、模型的不确定性分析。 5、模型检验：把模型的运行结果与实际的观测进行比较，如果结果和解释与实际状况相合或与实际基本相符则表明模型可以用来对实际问题进行进一步的分析讨论。 6、模型应用是指设计和执行模拟实验，分析、综合、解释模型，并交流模型结果和征求改进意见。 （1）地理数据根据测量尺度分为哪几类？ 间隔尺度：以单位距离为间隔来表达地理要素，但不同的性质可采用不同的标准；但其相对关系不会变；一般没有自然0值，如高程； 比例尺度：以连续量来表示地理要素，需要规定一个0基点； 有序数据：表示次序关系，不表示具体数量； 名义尺度数据：可用名字或符号表示地理要素的类型的数据；如土地利用类型； （2）数据变换的目的是什么？ 使变量尽可能为正态分布 统一变量的数据尺度 使变量间的非线性关系转换为线性关系 用新的、数目少的相互独立的变量代替相互联系的原始变量 方便用简单自然的方式进行解释 帮助理解数据的特征 （1）统计相关建模的内容与方法 统计建模是以计算机统计分析软件为工具，利用各种统计分析方法对批量数据建立统计模型和探索处理的过程，用于揭示数据背后的因素，诠释社会经济现象，或对经济和社会发展作出预测或判断。 统计相关建模的目的：1.变量间相关性研究2.形成科学的成因假设3.预测4.数据简化或结构

地理建模原理实验报告

地理建模原理实验报告 学号： 201220310262 姓名：高义丰 班级： 1223102 专业：地理信息系统 指导老师：陵南燕 2015年6月27日

目录 一、实习项目 (3) 二、实习目的 (3) 三、实习内容 (3) 1、简单相关分析 (3) 2、偏相关 (5) 3、距离过程 (6) 4、因子分析 (7) 5、回归分析 (9) 6、多元线性回归 (11) 7、时序分析 (12) 8、实习总结 (15)

一、实习项目 1.学习SPSS软件，学会如何该软件进行因子分析与回归分析（课堂）； 2.学习SPSS软件，学会如何该软件随机时序分析（课堂）； 3.利用SPSS软件，完成数据文件里的一系列操作。 二、实习目的 在实习后根据老师讲解的内容能够对spss软件有所了解并能够掌握如何用统计软件进行相关分析、因子分析和回归分析等用实习数据完成此类实习操作，相关分析与回归分析有相关系数、相关分析与偏相关分析、距离分析。 三、实习内容 1、简单相关分析 在进行相关分析时，散点图是重要的工具，分析前应先做散点图，以初步确定两个变量间是否存在相关趋势，该趋势是否为直线趋势，以及数据中是否存在异常点。否则可能的出错误结论。 输入数据后，依次单击Graphs—Scatterplot 散点图 确定两个变量间是否存在相关趋势，该趋势是否为直线趋势

Bivariate相关分析的步骤： （1）输入数据后，依次单击Analyze—Correlate—Bivariate，打开Bivariate Correlations对话框。 如图打开双变量相关后在点选项就会得到结果图右边结果，如图设置即可得到结果 结果分析： 描述性统计量表，如下：

系统建模理论与自适应控制

《系统建模理论与自适应控制》试卷 一、已知三阶线性离散系统的输入、输出数据，共有40个采样值，分别用最小二乘法（LS ）的一次完成算法和递推算法、广义最小二乘法（GLS ）进行参数估计，并阐述各种算法的辨识原理，给出各种算法的程序流程图及程序注释。 k 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 u (k ) 0.8251 0.0988 0.4628 -0.9168 2.2325 0.0777 2.3654 0.3476 1.1473 -1.9035 y (k ) 1.5333 -1.0680 1.0666 -0.5284 -0.5835 3.1471 -3.7185 6.2149 -6.3026 7.2705 k 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 u (k ) -0.9229 1.6400 -0.8410 0.7599 -0.4739 -0.1784 -1.7760 -1.6722 1.2959 -0.0591 y (k ) -9.0552 8.1735 -5.9004 3.9870 -2.2486 0.9525 -0.5325 -1.5227 0.4200 1.0786 k 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 u (k ) -1.0576 -1.0071 1.1342 -0.0740 0.6759 0.5221 0.9954 0.5271 -1.7656 0.4936 y (k ) -1.5579 0.6640 -1.4222 2.6444 -2.9572 3.6340 -3.1281 3.8334 -3.2542 1.1568 k 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 u (k ) 1.4810 0.9591 -3.1293 -0.3604 -0.4251 0.4185 -0.6728 -0.0027 2.1145 1.1157 y (k ) 0.0615 0.9120 -0.0692 -3.2731 3.7486 -4.3194 4.7230 -5.2781 5.1507 -2.7235 一、最小二乘法（LS ） 1、数学模型 设时不变SISO 动态过程的数学模型为 )()()()()(11k n k u z B k z z A +=-- （1.1.1） 其中，)(k u 为过程的输入量，)(k z 为过程的输出量，)(k n 是噪声，多项式)(1-z A 和 )(1-z B 为： ?? ???+++=++++=--------nb n n n z b z b z b z B z a z a z a z A b a a 221112 2111)(1)( 在本题中，a n =b n =3.即 ???++=+++=--------3 3221113 322111)(1)(z b z b z b z B z a z a z a z A 将此模型写成最小二乘格式 )()()(k n k k z +=θh τ （1.1.2） 其中， 是过程的输出量；)(k τh 是可观测的数据向量； 是均值为零的随机

地理建模原理与方法

《地理建模原理与方法》教学大纲 一、课程简介 课程编号： 课程名称：地理建模原理与方法 课程类型：学科基础课（必修） 学时：72 学分：3 开课学期：7 开课对象：地理信息系统专业 先修课程：高等数学、概率论与数理统计、线性代数 参考教材：徐建华，《现代地理学中的数学方法》，高等教育出版社，2006 二、课程性质与教学目标 地理建模原理与方法学主要讨论数学方法在地理学中的应用，运用数学方法进行地理建模，解决地理问题。本课程是地理科学系本科生（包括地理科学、资源环境与城乡规划管理和地理信息系统三个专业）的必修课程和专业类基础课。 本课程通过对现代地理学中数学方法的基本概念、基本理论和基本方法的讲授和多媒体演示，软件操作等教学环节，达到如下目标： 1.让学生掌握现代地理学数学方法的产生背景、基础知识、常用方法，建立起定量概念和地理学方法论的基础，了解学科发展的特点和趋势。 2.培养学生用定量的观点认识和研究地理（自然和人文）现象及其变化规律，通过本课程的学习能够看懂相关科技文献中所应用的一些常用计量方法，理解计量地理学在实际工作中的意义和作用。 3.使学生能够运用一般的数学方法来描述、分析和解决实际地理学问题，正确处理资料，根据实际的地理研究对象，建立起适宜的数学模型。并对模型分析的结果给予专业上的解释，把数理逻辑同现实问题紧密结合。 4.通过做练习、多媒体演示等教学过程，培养学生的实际动手能力。同时，该课程重视新理论、新技术讲授，与时俱进，培养学生解决实际问题的能力和从事科学研究的素养，为后继课程的学习服务。 三、教学内容、基本要求及学时分配

（教学要求：A—熟练掌握；B—理解或掌握；C—了解） 四、教学与考核方式 本课程注重学生实践能力的培养，采用课堂讲授与具体实践相结合的教学方式。由于地理建模中涉及的数学方法多，理论性较强等特点，所以本课程采用课堂讲解，多媒体演示、上机操作练习辅助的授课方式。 考试方式为平时作业考核（占20%）和书面闭卷考试（80%）。 五、参考书目 1. 徐建华编，《现代地理学中的数学方法》，高等教育出版社，2006； 2. 韦玉春编，《地理建模原理与方法》，科学出版社，2005； 3. 赵鹏大编，《定量地学方法及应用》，高等教育出版社，2004。 修订者：XXX 审定者：XXX

地理建模原理实验报告

地理建模原理实验报告 学号：201220310262 姓名：高义丰 班级：1223102 专业：地理信息系统 指导老师：陵南燕 2015年6月27日

目录 一、实习项目 (3) 二、实习目的 (3) 三、实习内容 (3) 1、简单相关分析 (3) 2、偏相关 (5) 3、距离过程 (6) 4、因子分析 (7) 5、回归分析 (9) 6、多元线性回归 (11) 7、时序分析 (12) 8、实习总结 (15)

一、实习项目 1.学习SPSS软件，学会如何该软件进行因子分析与回归分析（课堂）； 2.学习SPSS软件，学会如何该软件随机时序分析（课堂）； 3.利用SPSS软件，完成数据文件里的一系列操作。 二、实习目的 在实习后根据老师讲解的内容能够对spss软件有所了解并能够掌握如何用统计软件进行相关分析、因子分析和回归分析等用实习数据完成此类实习操作，相关分析与回归分析有相关系数、相关分析与偏相关分析、距离分析。 三、实习内容 1、简单相关分析 在进行相关分析时，散点图是重要的工具，分析前应先做散点图，以初步确定两个变量间是否存在相关趋势，该趋势是否为直线趋势，以及数据中是否存在异常点。否则可能的出错误结论。 输入数据后，依次单击Graphs—Scatterplot 散点图 确定两个变量间是否存在相关趋势，该趋势是否为直线趋势

Bivariate相关分析的步骤： （1）输入数据后，依次单击Analyze—Correlate—Bivariate，打开Bivariate Correlations 对话框。 如图打开双变量相关后在点选项就会得到结果图右边结果，如图设置即可得到结果 结果分析： 描述性统计量表，如下：

差分方程模型理论与方法

差分方程模型的理论和方法 引言 1、差分方程：差分方程反映的是关于离散变量的取值与变化规律。通过建立一个或几个离散变量取值所满足的平衡关系，从而建立差分方程。 差分方程就是针对要解决的目标，引入系统或过程中的离散变量，根据实际背景的规律、性质、平衡关系，建立离散变量所满足的平衡关系等式，从而建立差分方程。通过求出和分析方程的解，或者分析得到方程解的特别性质（平衡性、稳定性、渐近性、振动性、周期性等），从而把握这个离散变量的变化过程的规律，进一步再结合其他分析，得到原问题的解。 2、应用：差分方程模型有着广泛的应用。实际上，连续变量可以用离散变量来近似和逼近，从而微分方程模型就可以近似于某个差分方程模型。差分方程模型有着非常广泛的实际背景。在经济金融保险领域、生物种群的数量结构规律分析、疾病和病虫害的控制与防治、遗传规律的研究等许许多多的方面都有着非常重要的作用。可以这样讲，只要牵涉到关于变量的规律、性质，就可以适当地用差分方程模型来表现与分析求解。 3、差分方程建模：在实际建立差分方程模型时，往往要将变化过程进行划分，划分成若干时段，根据要解决问题的目标，对每个时段引入相应的变量或向量，然后通过适当假设，根据事物系统的实际变化规律和数量相互关系，建立每两个相邻时段或几个相邻时段或者相隔某几个时段的量之间的变化规律和运算关系（即用相应设定的变量进行四则运算或基本初等函数运算或取最运算等）等式（可以多个并且应当充分全面反映所有可能的关系），从而建立起差分方程。或者对事物系统进行划分，划分成若干子系统，在每个子系统中引入恰当的变量或向量，然后分析建立起子过程间的这种量的关系等式，从而建立起差分方程。在这里，过程时段或子系统的划分方式是非常非常重要的，应当结合已有的信息和分析条件，从多种可选方式中挑选易

电力系统建模理论与方法2

幻灯片1 电力系统建模理论与方法 第七章电力系统的其他建模 谢辉煌 幻灯片2 第七章电力系统的其他建模 第4章到第6章分别介绍了同步发电机组、动态等值、电力负荷的建模，这些是电力系统建模的主要研究对象。电力系统建模还有许多研究方面，比如输电线路和动力系统。近年来，可再生能源发电方兴未艾，微电网的研究日益增多，其建模问题也需要关注。所以，本章介绍电力系统的其他建模问题。 7.1 输电线路的建模 7.2 火电厂动力系统的建模 7.3 水电厂动力系统的建模 7.4 风力发电系统的建模 7.5 微网的建模 幻灯片3 第七章电力系统的其他建模 7.1 输电线路的建模 7.1.1 概述 7. 1. 2 单电网断面下的参数可观测性分析 7. 1. 3 多电网断面下的参数估计 7.1.4 基于PMU的线路参数估计 7.1.5 算例验证 幻灯片4 第七章电力系统的其他建模 7.1 输电线路的建模 7.1.1 概述 输电网参数的准确性是各种电网分析计算软件的基础。由于各种原因，线路及变压器的参数往往存在一些错误或偏差，从而影响到在线及离线计算程序的可信度。随着电网量测覆盖率及精度的提高，输电网参数估计的在线应用成为可能。 如果电网中只有少数参数错误时，可以借助EMS中的SCADA量测来进行参数估计，将具有较高精度的PMU测量向量引人参数估计中，从而有可能取得更好的估计效果，但是其对PMU的配置要求较高。 如果电网中有许多参数都偏离了准确值，则参数的原始值将不能作为伪量测参与估计，需要进一步研究这种恶劣局面下的参数估计。分析了单个电网数据断面下的参数可观测性，提出了线路电容及电抗参数的估计方法。为提高电网参数的可观测性，引入了多个电网量测数据断面及PMU相角量测，从而实现了电网参数的完全可观测估计。该方法对电网中的PMU 配置要求较低，对于环网线路，只需要在每一个圈基组中有一至两个PMU配置点即可，下面

地理建模复习资料

第一章 （1）模型、模式、模拟与地理模型的内涵与相互关系 模型：是对现实世界中的实体或现象的抽象或简化，是对实体或现象中的最重要的构成及其相互关系的表述。 模式：经检验有效的、被广泛接受的模型就称为模式；也可称为标准或样板。 模拟：是一种实验方法，是模型的构建和模型应用过程。模拟首先是针对特定的研究对象构建一个模型，然后利用该模型对研究对象进行各种实验，其目的是为了理解研究对象的行为，评估在一定的限制条件下研究对象的各种变化和不同对策所产生的结果。 地理模型是地理建模的结果。 （2）什么是概念模型，物理模型，数学模型 概念模型：是指利用科学的归纳方法，以对研究对象的观察、抽象形成的概念为基础，建立起来的关于概念之间的关系和影响方式的模型。 物理模型：又称实体模型，是现实世界在尺寸上缩小或放大后构成的相似体。 数学模型：是用数学方程（通常是一些代数方程和微分方程的组合）来描述现实世界结构和特性的模型。 （3）建模的基本过程包括哪些内容 了解问题、明确建模目的；收集资料，确定建模类型、建立要素关系。 确定建模方法（物理或数学的）；选择变量参数；模拟运行模型 模型检验包括模型验证和模型确认 模型验证：检查数学公式和计算机程序以保证没有运算方面的问题，目的是保证概念模型的数量化是直接和正确的。 模型确认：确定模型在其既定应用范围内运行的结果与其相对应的现实世界相吻合。常涉及到模型结构和变量间关系合理性检验、模型输出与实际值的比较、模型的敏感性分析、模型的不确定性分析。 模型应用是指设计和执行模拟实验，分析、综合、解释模型，并交流模型结果和征求改进意见。 第二章 （1）地理数据根据测量尺度分为哪几类？ 间隔尺度：以单位距离为间隔来表达地理要素，但不同的性质可采用不同的标准；但其相对关系不会变；一般没有自然0值，如高程。 比例尺度： 以连续量来表示地理要素，需要规定一个0基点。 有序数据：表示次序关系，不表示具体数量。 名义尺度数据：可用名字或符号表示地理要素的类型的数据；如土地利用类型。 （2）数据变换的目的是什么？ 使变量尽可能为正态分布。 统一变量的数据尺度。 使变量间的非线性关系转换为线性关系。 用新的、数目少的相互独立的变量代替相互联系的原始变量方便用简单自然的方式进行解释帮助理解数据的特征。 第三章 （1）统计相关建模的内容与方法 统计建模是以计算机统计分析软件为工具，利用各种统计分析方法对批量数据建立统计模型和探索处理的过程，用于揭示数据背后的因素，诠释社会经济现象，或对经济和社会发展作出预测或判断。 统计相关建模的目的：1.变量间相关性研究2.形成科学的成因假设3.预测4.数据简化或结构化建模的步骤：1.数据整理2.数据预处理3.模型计算4.模型检验5.模型解释和应用 （2）回归分析中，随机干扰项的意义是什么？ 随机干扰项又称残差或误差，是因变量回归结果与原始值的差。 回归分析中，干扰项被认为是从模型中省略下来的而又集中地影响Y的其它变量的替代物 引入残差的理由： 理论的含糊性；数据欠缺；核心变量与周边变量；人类行为的随机性；替代变量问题：如数据误差； 简约性原则；错误的函数形式。 第五章 （1）逐步回归的意义是什么？目的是什么？ 在众多因子中，先对因素进行检验，使引入的因素均具有显著的意义，且不重复 逐步回归研究的问题就是讨论在众多因子中，优选出影响最大的因子，从而建立最优线性回归方程。 （2）逐步回归的基本过程有哪些？ 1、数据变换处理与相关矩阵 2、确定F检验值 3、逐步回归计算 4、建立逐步回归方程 5、显著性检验 第六章 （1）判别分析的目的是什么？ ①判别地理类型的归属 ②确定不同地理类型间的界线 （2）判别分析的主要准则有哪些? ①费歇尔准则：先对样本进行投影（线性组合）再进行判别分类的方法；适用于两组判别。 ②贝叶斯准则：将地理数据分为多组，计算未知

系统建模与仿真习题答案(forstudents)分解

第一章习题 1-1什么是仿真？它所遵循的基本原则是什么？ 答：仿真是建立在控制理论，相似理论，信息处理技术和计算技术等理论基础之上的，以计算机和其他专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实或假想的系统进行试验，并借助专家经验知识，统计数据和信息资料对试验结果进行分析和研究，进而做出决策的一门综合性的试验性科学。 它所遵循的基本原则是相似原理。 1-2在系统分析与设计中仿真法与解析法有何区别？各有什么特点？ 答：解析法就是运用已掌握的理论知识对控制系统进行理论上的分析，计算。它是一种纯物理意义上的实验分析方法，在对系统的认识过程中具有普遍意义。由于受到理论的不完善性以及对事物认识的不全面性等因素的影响，其应用往往有很大局限性。 仿真法基于相似原理，是在模型上所进行的系统性能分析与研究的实验方法。 1-3数字仿真包括那几个要素？其关系如何？ 答: 通常情况下，数字仿真实验包括三个基本要素，即实际系统，数学模型与计算机。由图可见，将实际系统抽象为数学模型，称之为一次模型化，它还涉及到系统辨识技术问题，统称为建模问题；将数学模型转化为可在计算机上运行的仿真模型，称之为二次模型化，这涉及到仿真技术问题，统称为仿真实验。 1-4为什么说模拟仿真较数字仿真精度低？其优点如何？。 答：由于受到电路元件精度的制约和容易受到外界的干扰，模拟仿真较数字仿真精度低 但模拟仿真具有如下优点： （1）描述连续的物理系统的动态过程比较自然和逼真。 （2）仿真速度极快，失真小，结果可信度高。 （3）能快速求解微分方程。模拟计算机运行时各运算器是并行工作的，模拟机的解题速度与原系统的复杂程度无关。 （4）可以灵活设置仿真试验的时间标尺，既可以进行实时仿真，也可以进

制造系统建模与仿真学习心得学习资料

制造系统建模与仿真学习心得 一、制造系统建模与仿真的含义 1．制造系统制造系统是制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员所组成的一个将制造资源转变为产品或半成品的输入／输出系统，它涉及产品生命周期(包括市场分析、产品设计、工艺规划、加工过程、装配、运输、产品销售、售后服务及回收处理等)的全过程或部分环节。其中，硬件包括厂房、生产设备、工具、刀具、计算机及网络等；软件包括制造理论、制造技术(制造工艺和制造方法等)、管理方法、制造信息及其有关的软件系统等；制造资源包括狭义制造资源和广义制造资源；狭义制造资源主要指物能资源，包括原材料、坯件、半成品、能源等；广义制造资源还包括硬件、软件、人员等。随着科技的进步，制造系统的发展也经历了传统手工生产、机械化、自动化孤岛、集成制造、并行工程和敏捷制造等几个阶段。 2．模型与仿真模型是对真实对象和真实关系中那些有用的和让人感兴趣的特性的抽象，是对系统某些本质方面的描述。它以各种可用的形式描述被研究系统的信息。系统模型并不是对真实系统的完全复现，而是对系统的抽象，而仿真是通过对模型的实验以达到研究系统的目的，当制造系统尚未建立或者研究时间长成本高以及从安全性考虑我们有必要对制造系统预先进行建模并仿真以确定系统的最佳结构和配置方案、防止较大的经济损失、确定合理高效的作业计划，从而提高经济效益。 制造系统建模与仿真技术是以相似原理、模型理论、系统技术、信息技术以及建模与仿真应用领域的有关专业技术为基础，以计算机系统、与应用相关的物理效应设备及仿真器为工具，利用模型参与已有或设想的制造系统进行研究、分析、设计、加工生产、试验、运行、评估、维护、和报废(全生命周期)活动的一门多学科的综合性技术。 二、系统建模与仿真的发展及类型 1．系统建模与仿真的发展大致经历了这么几个阶段：1600—1940年左右，这一时期的建模仿真主要是在物理科学基础上的建模；20世纪40年代，由于电子计算机的出现，建模仿真技术开始飞速发展；20世纪50年代中期，建模仿真开始应用与航空领域；20世纪60年代，这一阶段主要是工业控制过程中的仿真；20世纪70年代，开始出现了包括经济、社会和环境因素的大系统仿真。到70年代中期，出现了系统与仿真的结合，如用于随机网络建模的SLAM仿真系统。在这一时期，系统仿真开始与更高级的决策结合，出现了决策支

本体元建模理论与方法及其应用

本书简介 本书针对面向服务的软件工程中语义互操作性问题，体系化融合本体论和软件工程中元建模研究的最新成果，系统地介绍了本体元建模理论与方法、核心技术标准、实际应用和互操作性测评。 本书共分三个部分：第一部分（第1～3章）介绍了研究背景和现状，本体元建模理论和方法，语义互操作性含义；第二部分（第4～7章）介绍了语义互操作性管理的ISO标准核心技术；第三部分（第8～10章）介绍了方法和技术标准在几个典型领域中的应用，以及互操作性测评等。最后（第11章 ）对今后的研究工作进行了展望。 本书可供从事软件工作的科研及技术人员阅读，亦可作为计算机软件与理论专业的研究生教材或参考书。 目录 序

前言 第1章 绪论 1.1 信息系统的互操作问题 1.2 从含意三角形到语义三角形 1.3 本体元建模理论与方法 1.4 复杂信息资源的管理与服务模型SSCI 1.5 本书的组织结构 参考文献 第2章 本体元模型 2.1 什么是本体 2.1.1 本体的定义 2.1.2 本体的结构与描述语言 2.1.3 本体的分类 2.1.4 本体在软件工程中的应用 2.2 什么是元模型 2.2.1 元模型的定义 2.2.2 元模型的创建 2.2.3 元模型在软件工程中的应用 2.3 什么是本体元模型 2.3.1 用本体语言描述的元模型 2.3.2 用本体语义标识的元模型 2.4 本体元模型与语义互操作 2.4.1 什么是语义互操作 2.4.2 语义Web服务 2.4.3 基于本体元模型的语义互操作 2.5 小结 参考文献 第3章 本体元建模 3.1 本体元建模理论 3.1.1 基本思想 3.1.2 本体的UML承诺与表达 3.1.3 本体元建模 3.2 复杂信息资源管理技术 3.2.1 ISO／IEC 11179 3.2.2 OASIS ebXML 3.2.3 UDDI 3.3 基于本体的软件工程 3.3.1 语义中间件技术 3.3.2 本体定义元模型ODM 3.4 SSOA相关研究 3.4.1 DII 3.4.2 SEKT 3.4.3 DERI 3.5 小结 参考文献 第4章 支持语义互操作的复杂信息资源管理框架 4.1 现状分析 4.2 国际标准IS0／IEC 19763综述

企业建模理论与方法

企业建模理论与方法 摘要：企业为了解决企业的问题，提出的企业建模的理论，建模的目的和建模对于企业的 重大意义。本文介绍了企业建模的理论依据，传统的建模原理，已经较为成熟的几种建模 方法。 关键字：企业建模建模理论原理建模方法模型 企业建模理论 企业建模是一种全新的企业经营管理模式，它可为企业提供一个框架结构，以确保企 业的应用系统与企业经常改进的业务流程紧密匹配。企业建模以分析方法和建模工具为主体，其参考模型的建立以及建模工具的研制，是当前帮助企业不断缩短产品开发时间(Time)、 提高产品质量(Quality)、降低成本(Cost)、提高服务层次(Service)的重要手段。 从企业组织形态上看，企业是由不同业务部门组成的，换一个角度从企业业务环节上看，企业包括复杂的业务流转系统（由供应链子系统、客户关系管理子系统等构成）、设计系统、生产制造系统，企业的业务环节中存在大量的信息作为其运行基础，而不同的信息又在不同的业务环节中发挥不同的作用。就目前而言，我们要分析这个复杂的系统，除了需要企业的经营管理者和研究人员付出激情、勇气、智慧和耐心外，更需要借助科学的手段、有效的数学工具和先进的计算技术，来构造一个可以解释和反映企业外部行为表现及内在本质的模型。 企业建模就是针对企业需要解决的问题，从不同方面建立实际系统的表示方法。在CIM-OSA体系结构中，就包括了功能模型、信息模型、资源模型、组织模型四个模型。除 此之外，有人还提出了性能模型、控制模型、过程模型、决策模型和经济模型等。 功能模型是以功能活动为视角对整个企业进行的描述，它不仅有助于管理企业，还有 助于改进企业现状、促进企业演化。系统的集成更离不开功能模型的建立，功能模型描述了企业各功能模块之间的关系。信息模型是从信息的角度对企业进行描述。企业信息系统用于存储/维护/处理与企业相关的所有信息，而信息是集成的基础，是联系各个功能元素的纽带，因此建立企业信息模型是非常重要的，它为信息共享提供了帮助。通过对系统决策过程的建模，可以了解系统的决策制定原则和机理，了解系统的组织机构和人员配置。物理/资源 模型描述了全企业物理资源的总构成，组织模型描述了企业的组织形式、权限、职责和部门之间的关联等，而经济模型试图提供除可计量的计算公式外各种影响战略效益和其他效益的因素，有助于减少CIM系统的投资风险。 模型是人们为了方便研究、理解和解决客观世界中存在的种种问题而对客观现实经过 反复思维抽象后的文字、图表、符号、关系式以及实体模样的集合，以描述所认识到的客观事物的一种直观表现形式。模型的构造以及构造模型的目的都是为了研究问题的需要，它们都是为了满足研究者在某个研究问题上的需要而建立的，是为了帮助人们对问题进行分析和研究。根据模型理论的定义，模型主要有四种基本表示形式，它们分别是： (1)形象模型(2)模拟模型(3) 数学模型(4) 其他模型 我们不难看出，模型不是客观事物的具体表现，它仅仅是客观事物经过抽象的简化的表示，另外建立模型的目的是为了解决客观事物中存在的问题，而不仅仅是为了描述客观事物。 企业建模，就是引入模型理论，以模型结构为依据，把企业的业务划分为增值业务、 衍生增值业务、增值业务伴生业务和非增值业务等四大类，以企业业务环节为核心，建立一个整体的参考模型，简化企业业务流程和降低生产成本，运用信息技术实现企业信息（信息，不是数据）的共享，将企业生产流程中定义的团队、组织、管理、技术及信息、物料、资金、价值等因素高度抽象和集成优化，从而为企业带来更高的附加价值。 二、传统企业建模原理

基于OSG的三维地形制作原理与方法 曲超

基于OSG的三维地形制作原理与方法曲超 发表时间：2018-01-14T15:52:55.577Z 来源：《基层建设》2017年第29期作者：曲超 [导读] 摘要：本文讨论了基于开源三维引擎OpenSceneGraph（OSG）的三维地形模型制作技术。借助地形数据库制作工具 VirtualPlanetBuilder（VPB）创建了天津市中心城区的地形分页数据库，并利用OSG自带的分页数据调度支持来查看这些数据。 天津市测绘院 300381 摘要：本文讨论了基于开源三维引擎OpenSceneGraph（OSG）的三维地形模型制作技术。借助地形数据库制作工具VirtualPlanetBuilder（VPB）创建了天津市中心城区的地形分页数据库，并利用OSG自带的分页数据调度支持来查看这些数据。 关键词：三维地形；OSG；VPB 0 引言 近年来，大范围地形可视化的概念随着地理信息系统的出现而逐渐形成。随后以地形地貌为研究重点的三维可视化技术在实时仿真领域应用广泛，如战场环境仿真、三维游戏、飞机汽车驾驶训练、土地管理与利用、水文气象数据可视化、地理信息系统等。借助计算机技术，生成具有高度真实感和可量测的地形三维模型，实现三维地形表面的逼真还原，一直是人们研究的热点。 本文基于OSG三维引擎，介绍了利用VPB制作大范围三维地形模型的原理与方法，最后使用OSG自带的场景浏览器osgViewer在场景中进行漫游。 1 OSG和VPB简介 OSG 是一款目前非常流行的开源三维引擎，是一个面向对象的三维开发包，包含了极丰富的类库，操作灵活，性能优越，广泛应用于虚拟现实仿真、科学可视化等领域。它以已经成为工业标准的OpenGL为底层平台，使用可移植的ANSI C++编写而成，实现了对OpenGL 进行的完全类封装，建立了一个面向对象的框架。是编程者可以摆脱底层的繁杂建模，更便于应用程序的开发和管理，可运行于包括Windows、Linux、Mac OSX在内的大部分操作系统。 VPB是一个基于OSG和GDAL的强大的地形数据生成工具，可以读入多种类型的地理影像和高程数据，并构建各种规模的分块分页地形数据库。VPB与OSG紧密结合，它所生成的瓦片数据可以方便地通过网络进行传输，或者保存在本地进行快速、精确的浏览。目前已经具备TB级别的数据处理能力，并可以使用分布式文件系统来执行并发的数据处理[1]。 2 基本原理 大规模场景绘制时带来的海量数据，远远超过了计算机的实时处理能力，使得数据无法一次性调入内存。OSG使用金字塔模型来组织大地形数据，其基本原理为采用倍率的方法形成多个分辨率层次。从金字塔的底层到顶层，分辨率越来越低，但表示的范围不变[2]。同时按照四叉树的方式组织不同细节层次的地形数据，漫游时根据视点位置的改变动态调整内存中的数据块，使常驻内存的数据量只与视点的位置和当前的细节层次有关，与整体的数据量无关，从而大大提高漫游的速度。 2.1 影像金字塔 影像金字塔的基本思想是利用采样自底向上生成金字塔，根据需求直接取其中某一级作为操作对象，以提高整体效率。当然就像这个世界中的其它事物一样，效率的提高是有代价的，这就是建塔带来的额外空间开销，建的级越多，越方便查询，但是数据冗余也越大。VPB采用倍率为2的等间隔划分法对海量地形数据金字塔模型进行分层简化，即上一层的分辨率是下一层的1/2。如图1所示。通过构建金字塔模型，可以直接从不同层调用不同分辨率的数据，避免了“实时”重采样的时间。虽然金字塔模型增加了数据量，但能够减少每一帧的绘制时间，因此这种方法是完全合理的。 图1影像金字塔结构 2.2 四叉树管理 OSG把整个地形场景作为四叉树的根节点[3]，当视点距离地形较远时，场景以最粗略的根节点来显示。随着视点与地形的距离逐渐靠近，系统会逐级调入相应层次和区块的子节点数据，并从内存中清除父节点数据。视点远离地形的过程与此相反。这就保证了在同一时间内，只有一小部分数据被加载到了内存中，既提高了显示效率，又不影响显示效果。四叉树的结构如图2所示。 图2 地形的四叉树结构 3 三维地形制作 3.1 数据准备 VPB支持创建多种不同类型的地形数据库，而且其参数也十分复杂。本文以创建osgTerrain数据库为例，简要介绍一下如何制作地形

GIS 的原理与方法

G I S的原理与方法 课程性质与期望 性质:地理信息系统专业的专业必修课、学位课。 目的:使学生比较完整地了解和掌握地理信息系统的基本原理和方法。目标：使学生知道和初步掌握与G I S空间数据管理、空间分析有关的理论与方法。 教材 黄杏元等《地理信息系统概论》高等教育出版社2001年12月第二版张超等《地理信息系统实习教程》高等教育出版社2000年8月第一版朱光等《地理信息系统基本原理及应用》测绘出版社1997年6第一版陆守一等《地理信息系统实用教程》中国林业出版社2000年1第二版汤国安等《地理信息系统》科学出版社2000年10月第一版 参考书目 吴立新等《地理信息系统原理算法》科学出版社2003年10月第一版陈述彭等《地理信息系统导论》科学出版社1999年5月第一版龚健雅《地理信息系统基础》科学出版社2001年2月第一版王家耀《空间信息系统原理》科学出版社2001年5月第一版P a u l A.L o n g l e y等《地理信息系统（上：原理与技术；下：管理与应 用）》电子工业出版社2004年9月第一次印刷 第一章地理系统与地理信息系统 ⒈地理系统的概念 地理系统是上个世纪中叶系统研究思潮影响下在地理学领域逐渐形成 的一个概念. 地理学的研究对象:地球表层 地理学的视角: 前苏联:索恰瓦的地理系统学说 研究策略:过程的系统分析 地理系统的定义 地理系统的自组织与平衡状态 地理学的研究对象:地球表层 地球表层：海陆表面上下一定范围 上界：电离层、臭氧层、对流层顶 下界：沉积岩圈底部、莫霍面、岩石圈 地理学的研究对象:地球表层

地球表层的基本特征： 太阳辐射集中分布 各圈层相互渗透：大气、岩石、水、生物、土壤、人类 人类社会发生发展的场所 地理学的视角(P e r s p e c t i v e s) 索恰瓦的地理系统学说(1970s) 认为:地理系统=自然综合体 自然综合体是在空间分布上相互联系，并作为整体部分发展变化的各地理组成成分相互制约的动态系统。 成分: 地壳坚硬物质（岩石圈）大气圈水圈生物圈土壤圈人类工程建筑地球表层系统是由大小复杂程度有区别、等级有高低的自然综合体组成的. 优点:ａ．可从定性分析走向定量分析 ｂ．有助于地理预报 ｃ．扩大了学科间交流的可能性。 研究策略:过程的系统分析 分析各地理成分之间物质迁移与能量转换的动态过程 ａ．美：土壤－植物－大气统一体 ｂ．苏：风化壳－水－大气；植被－水－大气；动物－植物－土壤ｃ．德：地形－气候；地形－陆地水 ｄ．英：土壤－植被 地理系统的定义