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氣象統計分析范文1
關鍵詞：兒童早期繪畫；教育；影響
兒童早期繪畫有著自身發展的基本規律，作為教師，只有從兒童的角度去看世界，充分觀察兒童的作畫規律，才能理解兒童的內心世界，才能有效地調整教育策略，才能有針對性地對于學生的創造和想象予以正確的點撥和鼓勵，從而使兒童在早期教育的過程中，身心得到更好的發展。
一、兒童早期繪畫的基本特征
兒童繪畫通常由線條的描畫開始，這一階段稱之為涂鴉，涂鴉更傾向于是兒童的繪畫游戲，在經歷了涂鴉階段之后，兒童的繪畫開始進入前樣式化階段。兒童會在這一階段進一步了解繪畫與現實生活之間的聯系，并開始運用除線條以外的圓形和橢圓形，但他們不以基線作參照。兒童在早期繪畫中出現的另一個特征就是以簡化的原則運用圓形單元，他們會接二連三地使用同樣的圖畫單元。在兒童的前樣式化繪畫階段，圓圈是他們普遍所偏愛的形狀，這符合心理學對視覺研究得出的結論，即視覺總是對圓形形狀有優先的把握，當刺激物比較模糊時，視覺總是自動地把它看成是一個圓形，此外，圓形的完美性也容易引人注意。
二、兒童早期繪畫對教育措施的影響
兒童早期繪畫的基本特征決定了對兒童的早期繪畫教育必須要遵循兒童身心成長的客觀規律，因此，為了保護兒童的藝術天性，在教育的過程中教師必須要首先遵循兒童藝術潛能的發展規律。對于兒童繪畫天賦的保護要求教師不能損害兒童對于事物的直接性的情感反應，不能過早地將成人世界中的評判標準灌輸給兒童，要盡量多為兒童的自由發展創造條件與空間，讓兒童能夠順應天性去廣泛地感受現實世界的所有事物，只有這樣，才能體現出兒童早期繪畫對于兒童教育的重要促進作用。教師必須要重視對兒童的教育，這種教育要從對兒童觀察生活的引導開始，應當讓兒童到大自然中去感受美，積累美的體驗，加深對美的事物的主觀理解。兒童的藝術創造教育則應當打破傳統的以灌輸為主要方法、以臨摹為主要教育內容的舊思想，積極地提倡讓兒童自由創造的新觀念。
繪畫是一個人對于客觀事物以及自身思維的美好想象，對于兒童來說，早期繪畫則能夠挖掘兒童的潛力，拓寬孩子們的想象空間，更能夠有效地提升兒童的動手能力。因此，作為兒童教育工作者，必須要積極研究繪畫藝術對于兒童早期教育的重要作用，采取科學的教學方法，從而使兒童能夠獲得全面的發展。
氣象統計分析范文2
關鍵詞： 氣象信息； 直通平臺； 平臺建設； 可行性分析
中圖分類號： TN919?34； TP131 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）08?0061?02
隨著社會的發展，人們生活不再僅僅局限于傳統的衣、食、住、行，對周圍的居住環境及環境安全，氣候變化，越來越重視，對氣象信息的要求越來越高。近年來，各級氣象部門不斷加強公共服務產品的開發，提高公共氣象服務產品的質量，臨沂市氣象局也適時開發了氣象信息直通平臺，以減少暴雨（雪）、雷電、冰雹、大風、大霧、低溫、雨雪冰凍等自然災害[1]對人民群眾生命財產安全、經濟社會發展和生態環境保護帶來的威脅，將各種災害性天氣造成的損失將減到歷史最小極值，實現氣象事業對經濟社會發展的現實性作用、對國家安全的基礎性作用、以及對可持續發展的前瞻性作用。
1 平臺建設必要性分析
傳統的氣象信息主要通過電視、報紙、廣播、短信、互聯網絡[2]等途徑向外，這些方式需要有一個媒體中轉過程，會有一定的時間延遲，公眾也要通過這些媒體渠道來接收信息，其到達率會有一定程度的損失，從而影響了氣象信息的有效性。因此，傳統的氣象預警方式無法及時地應對突發性的氣象災害。
為切實提高市、縣氣象部門氣象監測、預警、服務能力，拓寬氣象信息傳播渠道，擴大氣象信息覆蓋面，最大程度把氣象信息傳播傳遞到被影響的群體，解決氣象信息傳播“第一時間”和“最后一公里“問題，切實推動氣象為農服務“兩個體系”建設，必須建設氣象信息直通平臺。
氣象信息直通平臺可以在第一時間直接面向公眾氣象信息，無需通過媒體中轉，能夠有效地縮短的時間延遲，提高到達率，從而提高氣象預警信息的有效性。若有重要轉折性、災害性自然現象出現，政府氣象部門通過氣象信息平臺做到早、早部署、早預防，也可用于政府部門其他突發事件、重大災害預警、政策宣傳、商貿資訊等方面的信息。
2 平臺設計必備條件
2.1 先進性
氣象信息直通平臺能實現“定時控制，定點與廣播，文字消息與視音頻廣播結合，跨部門互聯，應急優先，自然災害緊急自動播控”，具備較高的先進性、實用性、經濟性。平臺必須兼顧今后幾年氣象事業發展而提供的各類新服務產品。
2.2 經濟性
性能優越、技術先進是氣象信息直通平臺的首選，但對于經濟性也不能忽略。在設計時要充分考慮到這一點，即使系統先進簡易又不失經濟可靠。一臺平臺帶幾十到幾百個接收終端，將大大減少施工費用、工期，既減少系統的維護費，又提高了系統的穩定性。
2.3 可靠性
平臺系統最重要的是可靠性，一旦癱瘓的后果是難以想象的，無論硬件還是軟件必須具有很強的穩定可靠性，平臺設計初始要考慮各類可能發生的故障及應急處理方案。
2.4 規范性
氣象信息直通平臺是一個嚴格的綜合性系統，在系統的設計與施工過程中必須參考各方面的標準與規范，嚴格遵從各項技術指標，做好系統的標準化設計與施工。
3 平臺的建設原則
堅持常態與應急相結合的原則，既滿足應急業務和指揮要求，又滿足日常氣象服務需求，統籌考慮各類氣象服務產品的。
堅持實用、節儉、高效的原則，利用和整合現有氣象探測、預測、預警設施[3]，以需求和提高服務效果為導向，集約化發展，低成本建設。
堅持先進、安全原則，實現業務處理自動化，設備性能穩定可靠，相互兼容，方便系統擴展和升級，保證系統的持續發展。
4 結 語
氣象信息直通平臺可以逐漸擴展到機關、學校、鄉鎮、礦山、化工等各個行業領域，提供災害天氣預報預警，為鄉鎮及時提供農情、雨情、災情和氣象科技信息及森林火險等級等各類氣象信息，農民群眾能夠方便及時地了解天氣情況和氣象信息，便于開展各項農業生產，有效防御和減輕氣象災害對各行業的影響，切實避免和減少由此引發的安全事故，增強了為農服務的能力，使氣象信息真正成為農業生產和防災減災的貼身參謀和助手。
參考文獻
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氣象統計分析范文3
關鍵詞：ERP；風險管理；系統升級
中圖分類號：F270.7
伴隨著全球經濟一體化，我國經濟迅速發展，國內企業面臨的競爭越來越激烈。要想在國際競爭中占有一席之地，提高企業的管理化水平、加強信息化建設勢在必行。ERP系統包含了信息技術與先進的管理思想，尤其是ERP理論逐漸在企業中應用并推廣起來，成為一種新的運營模式。它對于改善企業內部業務流程和管理流程、優化資源配置、提高企業核心競爭力起到了至關重要的作用。近幾年來，ERP也逐漸呈現出新的發展趨勢：與電子商務技術銜接越來越緊密、納入產品數據管理PDM功能、增加工作流功能、與客戶關系管理的集成化等等。相應，ERP系統軟件也更新換代也十分迅速，伴隨著業務量的迅速增加，企業對自身信息化要求也越來越高，對于系統項目潛在風險也越來越值得關注[4]。
作為一項復雜的項目管理過程，ERP項目實施的各個階段，都潛在著諸多的風險因素：缺乏信息化項目管理意識，項目風險意識淡薄，領導重視程度不高等各種因素[3]，都會影響到項目是否能夠實施成功。
在一些大型集團性企業中實施ERP項目，風險管理已經作為一項專題被引起足夠的重視，很多企業會請專業的風險評估團隊對實施項目進行風險評估。風險管理理論、方法是20世紀80年代被引入到國內，并應用于項目管理中的[1]。但由于我國風險管理起步晚，與西方國家相比，仍存在風險意識不強、風險管理機制不完善、缺乏多樣的有效實施管理手段等問題。而在ERP項目中能夠借鑒的、較為成熟的風險管理理論方法及管理經驗也十分欠缺[2]。
本文借助ERP系統升級項目，對存在的風險因素進行分析，研究，不僅能夠最大程度的規避風險，也希望對相關項目風險進行案例分析總結，為以后項目的實施建立有效的ERP項目風險管理的理論與經驗。
1 ERP系統升級項目風險分析
諸多大型企業隨著內部業務量的激增、管理核算需求的增加及軟件自身的更新換代，均面臨ERP系統升級問題。在實施ERP系統升級項目中存在的若干潛在風險也越來越得到更多企業的關注。從整體實施而言，其潛在風險主要表現為以下兩個方面：
1.1 行業的業務特點對項目的成功實施形成考驗
大型企業內部運作方式、管理核算方法存在明顯的行業特點，且幾乎不為行業外所了解。盡管行業內在實施大型ERP項目時大多采用ERP業內具有雄厚技術實力和豐富經驗的企業，但不了解內部行業管理經營方式、行業特點和運作模式成為這些ERP系統升級項目實施和管理中的弱勢所在，導致項目實施過程中存在著影響項目成功實施的潛在風險。
1.2 項目實施要求高、范圍廣
首先，大型的集團企業往往要求ERP系統具有較高的穩定性。同時，ERP系統與其他業務系統間既要運行相對獨立又要相互配合，實時進行大量業務數據的儲存、交互、處理及信息管理。同時，ERP系統數據作為企業內部制定發展策略的重要依據，具有行業機密性，這對ERP系統的安全性、可靠性都具有較高要求，需要能夠保證數據交互的準確、及時、安全。同時，對于系統的工期也有嚴格要求。
其次，大型企業內部生產流程及業務量等特點決定了其ERP系統升級項目實施影響范圍廣，主要體現在系統所涉及的業務流程復雜、業務內容多、多樣的集成關系等方面。比如項目中除了需要對系統版本進行升級，還要考慮系統架構、硬件要求、系統中各業務模塊流程的銜接，與其他業務系統間接口的建設，以及如何實現實時數據交互，保證數據一致性。
最后，行業的快速發展，要求ERP系統具備一定的行業前瞻性。目前，隨著國民經濟的發展、行業競爭日益激烈，企業業務量的急速增長為ERP系統的建設也帶來了一定的運行壓力；目前ERP系統不再局限于對當前業務的支撐，而是需要為行業提供更為高效的管理手段、依據，為行業開展改革和深化管理提供有力的支持和引領。因此，ERP系統需要具有一定的前瞻性，以滿足行業發展的需求。
除此以外，方案設計方與業務用戶溝通等問題導致涉及方案或實施計劃不完善，用戶需求變更頻繁，項目實施過程中缺少必要的資源，項目決策執行力不夠，項目管理事件溝通不暢都有可能影響整個項目的順利實施，帶來一定風險。
2 風險應對策略
為了能夠保障ERP系統升級項目順利實施完成，針對之前分析得出的風險，我們可以從以下幾個方面來考慮進行應對：
首先，為確保項目風險應對策略的準確性，進一步詳細分析項目各類別風險，通過深入分析風險影響，針對每類風險分別制定應對策略，為后續制定具體項目風險應對措施提供依據。
其次，建立切實有效的風險預警系統，對于項目實施過程中風險的有效監控具有十分重要的作用及意義。風險監控的意義主要是能夠針對項目中的風險實現有效的管理，消除或者控制項目實施過程中風險的發生或者能夠避免造成不利的后果。
最后，制定了風險應對策略和具體措施后，應用審核檢查、風險預警、項目風險報告等方法，制定包括風險監控決策機制、問題處置機制、變更請求控制、風險再評估與風險應對計劃修訂、風險處置應急機制等在內的項目風險監控機制，完成風險處置和監控工作，為項目的順利實施提供了保證。
3 結論
ERP系統給機場集團帶來先進的管理理念與內部資源優化的同時，也得到集團公司的不斷重視。大型企業希望通過不斷加強自身信息化建設，深入實施ERP，不斷提升企業自身核算、管理能力。但是在以往實施大型ERP項目管理的過程中，項目風險管理水平的不足對項目的順利實施造成了影響，使得集團企業對實施大型ERP項目的風險管理效果日益關注。本論文正是在這樣的背景下，開展了ERP系統升級項目風險管理的應用研究。
本論文以以大型企業ERP系統升級項目為研究對象，通過理論與實際的充分結合，研究了該項目的風險管理。通過本論文研究，得到如下結論：
（1）作為企業大型ERP管理項目，ERP系統升級項目不僅具有ERP項目緊迫性、周期長、不確定性和復雜性等普遍特點及其所帶來的項目風險，還由于企業行業具有顯著的運營管理特點等狀況，導致該項目存在著若干潛在風險。
（2）本論文通過分析A集團ERP系統升級項目風險因素，制定了風險應對策略和具體措施；應用審核檢查、風險預警、項目風險報告等方法，制定了包括風險監控決策機制、問題處置機制、變更請求控制、風險再評估與風險應對計劃修訂、風險處置應急機制等在內的項目風險監控機制，完成風險處置和監控工作，為項目的順利實施提供了保證。
參考文獻：
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氣象統計分析范文4
【關鍵詞】流動兒童；保健現狀；影響因素
兒童保健是社會衛生服務的重要內容之一，一個地區的兒童保健指標直接反應該地區的經濟、文化發展水平[1]。隨著國家城鎮化腳步的加快，流動人口數也逐步上升，這使得地區流動兒童基數大為增加，而傳統的兒童保健均建立在戶籍基礎上，這導致該部分兒童保健水平相當低下，這將嚴重影響地區經濟、文化發展水平[2]。為分析流動兒童保健現狀，并探究其影響因素，筆者現選取我市2013年1月到2014年1月間的240例流動兒童及196例戶籍兒童進行如下研究：
1.資料與方法
1.1研究對象
選取我市2013年1月到2014年1月間的240例流動兒童（流動組）及196例戶籍兒童（戶籍組），流動組兒童男女比例為139：101，年齡為1-11歲，平均年齡為6.4±1.4歲；戶籍組兒童男女比例為111：85，年齡為1-12歲，平均年齡為6.1±1.8歲。兩組兒童一般資料差異無統計學意義（p>0.05）。兩組兒童問卷均由父母回答。
1.2方法
根據分層整群隨機抽樣法進行問卷調查，調研問卷選用國務院婦兒工委“流動人口中婦女兒童享有與戶籍所在地婦女兒童同等衛生保健服務現狀與對策研究”中的相關問卷。問卷內容分為兩大部分，36個問題，第一部分為基礎資料部分，其內容有：本阜、職業、學歷、收入等（家長）；第二部分為兒童保健現狀，其內容包括：兒童出生體重、喂養方式、預防接種、體檢卡以及現時健康程度等。調查人員均為我院從業醫師，攜帶標準秤、聽診器、標準尺等。對比兩組兒童的主要保健指標，并分析其差異及影響因素。
1.3統計學分析
選用 SPSS16.O 軟件對數據庫進行錄入和統計分析。其組間構成比較用卡方來進行檢驗，組間療效比較用等級資料的秩和進行檢驗分析，兩組均數比較用 t進行檢驗。計數資料采用χ2檢驗，以 P
2.結果
2.1兩組兒童保健指標分析
流動組兒童除母乳喂養率外，其余保健指標均顯著低于戶籍組（p
2.2流動兒童保健影響因素
調查顯示，72例流動組兒童家長選擇院外分娩的原因為：住院費用太高占81.94%，醫院不方便占12.50%，無法趕到醫院占5.56%。當詢問兒童家長如住院分娩免費是否選擇住院分娩，98.61%（71/72）家長選擇肯定。29例未疫苗接種兒童原因為：不清楚接種疫苗療效占55.17%，工作較忙沒有時間占17.24%，經濟因素占13.79%，其他占13.79%。
3.討論
流動兒童保健已然成為影響地區經濟、文化發展的重要問題[3]。臨床研究顯示，流動兒童保健存在問題為：（1）流動兒童基數巨大，約為本市戶籍兒童的1.6倍；（2）流動兒童保健水平低下，我們的研究中發現，流動組兒童除母乳喂養率外，其余保健指標均顯著低于戶籍組。且本市近3年的90%以上的新生兒破傷風案例均來自于流動人口。（3）流動兒童保健水平顯著低于地區經濟增長水平，其對地區全面發展帶來極大挑戰[4]。我們的研究中還發現，流動兒童保健水平低下的原因主要表現為經濟及健康認知不足兩個方面。這就要求政府及相關醫療機構積極通過健康知識講座、服務等方式來提高流動人口健康意識，同時將流動兒童納入戶籍兒童保健系統中，對流動兒童進行全人口管理[5-6]。此外，政府還需積極建立健全兒童保健信息網絡，對每一個兒童保健狀況進行跟蹤檢測，保證兒童保健水平與地區經濟發展水平相匹配。
【參考文獻】
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氣象統計分析范文5
作者簡介:羅小剛（1974-），男，貴州凱里人，副教授，主要研究方向：生物醫學傳感器、生物醫學儀器; 汪德暖（1986-），男，安徽亳州人，碩士研究生，主要研究方向：嵌入式軟件設計、圖像處理算法； 柏興洪（1985-），男，重慶人，碩士研究生，主要研究方向：嵌入式系統構建、醫學電子系統設計。
文章編號:1001-9081（2011）08-02270-05doi:10.3724/SP.J.1087.2011.02270
（重慶大學 生物工程學院，重慶400030）
（）
摘 要:針對傳統氣體檢測方法的不足，提出了基于嵌入式和卟啉陣列傳感器的氣體快速檢測系統及其圖像分析算法。該系統通過USB接口的攝像頭采集待測氣體與卟啉陣列傳感器反應前后的RGB圖像信息，再由圖像處理算法得到圖像中每個卟啉點的顏色變化信息，最后通過模式識別算法得到待測氣體種類和濃度。重點研究了檢測系統的結構及軟件功能的設計，給出了針對卟啉陣列傳感圖像的圖像處理算法及與標準數據庫匹配的模式識別算法。通過對氨氣等氣體進行試驗，結果表明該系統及其分析算法能夠很好地識別出氣體的種類和濃度。
關鍵詞:氣體檢測;嵌入式系統;圖像處理;模式識別
中圖分類號: TP212.2; TP391.413文獻標志碼:A
Embedded gas detection system and its image analysis algorithm
LUO Xiao-gang, WANG De-nuan, BAI Xing-hong
（College of Bioengineering, Chongqing University, Chongqing 400030, China）
Abstract: A fast gas detection system and its image analysis algorithm based on embedded platform and porphyrin sensor arrays were designed to overcome the deficiency of the traditional gas detection methods. The system captured the images before and after porphyrin sensor arrays contacted with gases using the camera with USB interface at first. Then the color change information of each porphyrin spot in the images could be obtained by using the image processing algorithm. Finally the type and the concentration of unknown gas were recognized using pattern recognition algorithm. In addition, the design of the system structure and its software function were proposed. The image processing algorithm for porphyrin sensor array images and pattern recognition for matching the records in standard database were given. Lots of tests had been done for Ammonia and other gases. The experimental results show that the system and analysis algorithm can identify the type and concentration of gas.
Key words: gas detection; embedded system; image processing; pattern recognition
0 引言
隨著現代工業的發展和人們生活水平的提高，人類生存的大氣環境日益復雜，各種有害氣體嚴重危害人類的健康［1］，某些有毒氣體，微量就可以置人于死地。因此，對微痕量有毒氣體快速、準確的檢測是很有必要的。目前，微痕量毒氣快速檢測一般采用的是氣敏傳感器［2-3］直接檢測的方法，這種方法與滴定或比色法、氣象色譜質譜連用法等［4］毒氣檢測方法相比，成本低，檢測過程快速方便，非常適合毒氣的現場實時檢測，利于儀器的微型化。但是單一的氣敏傳感器的選擇性較差，氣體檢測的精確度不高。為此，廖海洋等人提出了在此方法上的多點測量的技術方案［5］。
本文基于多點測量氣敏傳感器檢測技術，設計了一種基于嵌入式的微型微痕量毒氣快速檢測系統及其圖像分析算法，以金屬卟啉為敏感材料［6-8］，制成6×6卟啉化學傳感器陣列，嵌入以ARM9 S3C2440為核心的軟硬件控制分析系統，通過圖像分析算法檢測有毒氣體與卟啉陣列傳感器反應后的顏色變化信息，進而得到待測毒氣的信息。該系統具有小型化、成本低及檢測方便快速等優點，能夠快速準確地檢測出待測氣體的種類和濃度。
1 系統結構及其軟件功能設計
基于嵌入式的微型微痕量氣體檢測系統包括氣體檢測所需的硬件系統以及用于對氣體檢測過程所獲得的圖像信息進行采集、處理、分析和保存等操作的軟件系統。本文采用基于ARM/Linux的嵌入式系統［9］作為毒氣信息采集和處理的硬/軟件平臺。
1.1 系統構成
硬件系統是由嵌入式ARM S3C2440為核心主控制系統和以微控制器（MicroController Unit, MCU）（PIC16F877A）為核心的微控制系統構成。嵌入式ARM S3C2440構成的主控制系統作為該檢測系統的核心，主要完成圖像數據的采集、圖像的處理、圖像的存儲、圖像的顯示以及控制微控制系統等功能；MCU構成的微控制系統作為嵌入式主機的輔助控制系統，其基本組成包括微型氣泵驅動及控制子模塊、反應條件監測子模塊統、報警裝置控制模塊以及與嵌入式主控制系統的通信，主要完成系統微型氣泵轉速的調節、反應條件的實時監測、濃度超標的報警及其與嵌入式主機的雙向通信。基于嵌入式微痕量毒氣檢測系的結構如圖1所示。
軟件系統是以Linux作為操作系統內核，在QT軟件平臺下編寫的交互界面軟件，通過LCD觸摸屏，實現人機界面的交互操作。軟件系統主要由硬件通信模塊、圖像采集模塊、圖像處理模塊、數據分析及保存模塊構成。
圖1 系統的結構框圖
1.2 檢測流程
系統的檢測流程如下：首先，把卟啉傳感器點陣芯片放入反應氣室，打開氣室照明系統，控制攝像頭采集反應前卟啉陣列傳感器點陣圖像；然后，打開氣泵把待測氣體通入反應氣室，與卟啉傳感器陣列發生反應，待到反應完全后，采集反應后卟啉陣列傳感器點陣圖像；最后，將采集得到的反應前后的圖像信號，經圖像處理、模式識別等操作，對特征信號進行識別，給出檢測結果，并把檢測過程中的有用信息保存到U盤或SD卡。在整個采集過程中，系統還通過流量傳感器，溫度傳感器和濕度傳感器對反應氣室內氣體流速，溫度和濕度進行檢測并通過控制氣泵轉速控制氣體流速，實現對反應條件的控制。
1.3 系統軟件功能設計
系統的交互軟件功能結構如圖2所示，該系統包含硬件通信、圖像采集、圖像處理、模式識別、數據庫管理和存儲6個功能模塊。各功能模塊設計是在ARM/Linux操作系統和QT軟件開發平臺的環境下編程實現的，通過LCD觸摸屏的點擊操作，實現檢測過程的控制。
圖2 毒氣快速檢測系統功能結構
1.3.1 硬件通信模塊
ARM嵌入式上位機需要與以MCU為核心的控制系統進行通信，從而實現對檢測系統的控制。ARM嵌入式上位機通過RS-232端口向MCU發送串行命令來實現氣泵控制和LED照明控制，并接收MCU檢測到的環境參數信息。
1.3.2 圖像采集模塊
S3C2440芯片內部集成了USB控制接口，所以上位機可以通過控制USB接口攝像頭，來實現圖像的采集。在ARM/Linux操作系統下，通過QT軟件平臺調用USB攝像頭驅動程序，通過軟件編程，可實現圖像的實時采集與顯示。數據采集的軟件界面如圖3（a）所示。
1.3.3 圖像處理與模式識別模塊
圖像處理模塊與模式識別模塊是整個毒氣檢測過程中非常重要的部分，其結果將直接影響到毒氣檢測的速度和精度。通過圖像處理得到反應前后卟啉陣列傳感器圖像RGB差值編碼信息，此差值編碼信息可以唯一地表征待測氣體的種類和濃度信息。模式識別就是把得到的RGB差值信息與標準毒氣指紋數據庫進行匹配，從而得到毒氣的特征信息。圖像處理及模式識別界面如圖3（b）所示。
圖3 系統交互軟件界面
1.3.4 數據管理與保存模塊
數據庫管理模塊用來管理和存儲毒氣的實驗數據，包括毒氣指紋數據庫和測試毒氣數據庫。毒氣指紋數據庫存儲的是檢測系統對標準毒氣進行測試得到的數據，是在模式識別中用作參考的標準數據，一般用戶不可修改或刪除。測試毒氣數據庫存儲的是系統對待測毒氣進行檢測得到的數據，包含待測氣體的檢測信息。數據庫記錄了系統對毒氣檢測所得到檢測數據及檢測過程中的環境數據。
保存模塊利用U盤或SD卡作為存儲設備，存儲反應前后原始圖像、處理后圖像、環境信息及毒氣信息等檢測數據。
2 系統圖像分析算法設計
由于軟件系統運行在基于S3C2440的嵌入式平臺上，這就要求軟件算法在滿足設計要求的情況下盡可能少占內存空間，運算量也要盡可能小，算法的設計既要能滿足精度的要求，也要滿足嵌入式ARM S3C2440的硬件要求［10］。因此，一個合理的圖像處理及模式識別算法將有助于系統實現快速檢測，并能滿足系統檢測的精度。
2.1 圖像處理算法
根據卟啉傳感陣列圖像特點，卟啉點區域內部灰度值具有相似性，而卟啉點區域與背景區域灰度存在不連續性。圖像處理的目的就是利用圖像的這種特點，運用圖像分割技術將卟啉點從圖像背景中識別出來，然后分別提取卟啉點顏色信息進行計算、編碼，獲得傳感器對于目標氣體的響應特征。圖像處理算法包括圖像的預處理、卟啉點的識別和特征的提取。
2.1.1 圖像預處理
圖像預處理是對圖像進行剪切、灰度化處理和濾波操作，去除不包含卟啉點的圖像邊緣部分，濾除圖像中噪聲的干擾。
圖像剪切采用自動剪切的形式，由于傳感器陣列芯片在氣室中的位置固定，卟啉點所在的區域大致不會變化，因此，只要確定卟啉點所在區域的起始終止坐標，就可以很容易地去除圖像邊框的無用信息。剪切結果如圖4（b）所示。
在陣列圖像中，卟啉點顏色RGB值較小，為了增大卟啉點與背景圖像的差異，灰度化處理算法采用了最小值法，如式（1）所示：
Gray（x,y）min （R,G,B）（1）
采用最小值法進行灰度化處理的結果如圖4（c）所示。采用最小值法能夠增強卟啉點與背景的對比度，有利于后續圖像處理。
在系統采集的圖像中，卟啉點所包含的顏色信息，是識別毒氣的特征信息，濾波既要能夠保留卟啉點信息，又要能夠去處干擾的噪聲信息。系統濾波算法采用形態學濾波方法。在本系統采集的圖像中，卟啉點近于圓形，而噪聲干擾信號呈不規則的線性，因此算法采用的是圓盤形的結構元素，這種算法既能濾除噪聲干擾又能保留卟啉點的信息。形態學濾波的結果如圖4（d）所示。
圖4 預處理過程
2.1.2 卟啉點識別
卟啉點識別是利用分割算法把卟啉點從采集圖像中識別出來，以便后續卟啉點特征的提取。圖5（b）是利用全局閾值分割算法的結果，由于陣列圖像中卟啉點有很大的灰度差異，部分卟啉點的灰度值較小，與圖像背景值非常接近，利用全局分割算法很難在不引入噪聲干擾的情況下一次性識別出所有的卟啉點,而從圖5（d）弱信號卟啉點的區域直方圖可以看出單個卟啉點的較小區域內，背景灰度值范圍較小，單個卟啉點與其小范圍背景有較大的灰度差異，直方圖存在兩個明顯的波峰，可以選擇一個合適的閾值將卟啉點與背景分開。基于此種現象本系統提出了基于網格劃分的區域分割算法?；诰W格劃分的區域分割算法是以閾值分割為基礎，結合網格劃分的方法，實現了卟啉點自動準確的識別。
圖5 卟啉陣列圖像分析
在檢測過程中，由于操作的誤差，往往導致采集的傳感器陣列圖像發生輕微的形變，如圖6（a）所示陣列圖像發生了一個角度的傾斜，這將影響網格的自動劃分。因此，在卟啉點定位之前，先要對圖像進行角度的調整。功率譜表征了信號功率隨頻率的變化，當陣列圖像的陣列點在準直方向上時，功率譜在零頻率點應有一個最大值，因此可以利用功率譜來實現角度的自動調整。
圖像產生的傾斜角度的范圍一般在（-10o，10o），因此把圖像在此范圍內旋轉，計算水平方向上的零頻率點的功率譜，當使功率譜達到最大時的旋轉角度最佳。旋轉θ角度后功率譜函數如式（2）所示：
P（w,θ）[∑nf（n,θ）e－jwn］［∑n+mf（n+m,θ）e－jw（n+m）］F（w,θ）2（2）
其中F（w,θ）∑nf（n,θ）e－jwn。
求得圖像在（-10°，10°）范圍內每個θ對應的功率譜，比較在零頻率點處各旋轉角的功率譜P（0,θ）的大小，得到最大P（0,θ）對應的傾斜角度θ0，則θ0即是圖像的傾斜角度。圖6給出了原始圖像、預處理后圖像及閾值分割后圖像根據傾斜角度θ0校正后的結果。
圖6 圖像自動校正算法結果
網格化分是在校正后的閾值分割圖像（二值圖像）上進行的，如圖6（d）所示。在傳感器陣列圖像中，卟啉點以陣列的形式排列成行和列，相鄰卟啉點之間不連續，行和列之間存在一定的間隙，因此，按卟啉點的行和列劃分網格線，網格線正好切中卟啉點所在的行和列。但由于不同實驗采集圖像中的同一卟啉點形狀大小不一、位置不固定及排列不整齊等因素致使行列間距不固定，因此不能采用固定間距對圖像進行網格劃分。本文算法是通過對二值圖像進行行列投影，根據投影值來確定網格劃分的位置。對二值圖像進行網格化分前首先要對其進行反相操作，使得卟啉點區域為1，背景為0，如圖7（a）所示。
反相后二值圖像的行投影和列投影的計算公式如式（3）、（4）所示：
H（y）∑M－1x0f（x,y）（3）
V（x）∑N－1y0f（x,y）（4）
其中：H、V分別表示圖像f（x,y）在在水平方向和垂直方向上的灰度投影, f（x,y）表示反相二值圖像，M、N表示圖像f（x,y）的行數和列數。圖7（b）、（c）所示分別為圖像行和列投影信號，從圖中可以看出行列間隙的投影值為零。
劃分網格的方法是通過檢測行列投影圖像的不為零的區域（積累的個數大于5），計算不為零的區域的寬度，在其1/2處劃一條網格線，這樣就可以得到切割卟啉點的網格線，如圖7（d）所示。由于，卟啉點分布有可能一行或一列都是弱卟啉點，這樣利用上述方法劃分網格，可能會出現網格缺失，為了防止這種現象，本文算法通過對投影圖像的波谷寬度進行統計，找到最接近的大部分波谷寬度，計算其平均值作為卟啉點行列間距d。用行列間距對每一個波谷進行檢測，如果波谷的寬度大于1.5的行列間距，則認為網格缺失，在此波谷寬度的1/2處位置加一條網格。
陣列圖像通過自動網格劃分，得到6×6個網格交叉點，每個交叉點包含在一個卟啉點區域內，以此網格交叉點為中心，以行列間距的一半為半徑，提取出各卟啉點所在區域，由于單個卟啉點與其小范圍背景有較大的灰度差異，可以通過區域直方圖選擇合適的閾值，通過區域閾值分割［11］的方法將此卟啉點與背景分開。區域閾值分割的結果如圖7（e）所示，可以看出卟啉陣列圖像的卟啉點區域都被識別出來。
圖7 網格劃分
2.1.3 特征提取
特征提取的目的就是在通過卟啉點識別獲得的卟啉點區域基礎上，提取出卟啉點的特征信息，為后續的毒氣的特征識別提供可靠、有效的分析數據。
圖8（a）所示為卟啉點識別后的圖像（根據區域分割的結果，從原始圖像中提取出卟啉點區域），從圖中可以看出，卟啉點在其中心區域顏色比較均勻，而邊緣顏色擴散。根據此特征，特征提取的方法采用的是比例半徑法，即計算每個卟啉點的中心和半徑，中心點為圓心，選擇一定比例的卟啉點半徑的圓形區域作為有效區域。通過選擇合適的加權比例系數，不僅能夠去除邊緣顏色發散的區域，而又能最大限度地保留有效區域。對于加權比例的值，越小越能去除邊緣發散的顏色點，而同時參與特征提取運算的顏色信息也越少，因此，加權的比例應該在能去除邊緣發散顏色區域的前提下，盡可能地大。通過大量的實驗得到加權比例在0.2～0.6獲得像素值比較穩定，因此本文算法選擇0.6作為加權比例。
通過比例半徑法獲得卟啉點的有效區域，特征提取算法是計算有效區域所有像素顏色值的平均值作為特征值。每個特征值包含R、G、B三個顏色分量，分別是卟啉點的有效區域所有R、G、B的平均值。本系統采集的傳感器陣列圖像包含6×6個卟啉點，所提取的特征信息就包含108個分量，將這108個分量按照從左到右、從上到下的順序進行編碼，就得到了圖像的特征顏色編碼值。如果把卟啉點區域的所有像素都賦值為該卟啉點所在區域的特征值，就可得到表征卟啉點特征值的特征圖像，如圖8（c）所示。
本系統通過攝像頭采集反應前后的傳感器陣列圖像，再通過圖像處理算法獲得反應前后的特征顏色編碼值，然后對反應前后特征顏色編碼值取絕對差值，即可得到傳感器陣列圖像的差值編碼信息，此差值編碼唯一表征了毒氣的特征信息，是系統檢測所要獲得的目標信息。表征差值編碼的特征圖像如圖8（d）所示。
2.2 模式識別
模式識別是根據圖像處理獲得的差值編碼信息，來識別出圖像的特征信息。利用本系統對已知種類和濃度的毒氣進行實驗，獲得標準毒氣的差值編碼信息，根據標準毒氣的差值編碼信息建立毒氣指紋數據庫。對未知的待測毒氣通過本系統進行測試，得到測試毒氣的差值編碼，用此差值編碼與毒氣指紋數據庫進行模式匹配，從而得到對應此編碼的毒氣信息。
模式識別是采用歐氏距離，來判斷待測毒氣的差值編碼與哪種標準毒氣的差值編碼最相似，與待測氣體差值編碼最相似的標準毒氣差值編碼所對應的毒氣信息，判定為待測氣體的毒氣信息。
dR［∑36i1（Rt（i）－Rc（i））2］
dG［∑36i1（Gt（i）－Gc（i））2］
dB［∑36i1（Bt（i）－Bc（i））2］（5）
其中：Rt、Gt、Bt是待測毒氣差值編碼的R、G、B分量，Rc、Gc、Bc是標準毒氣差值編碼的R、G、B分量，dR、dG、dB是R、G、B分量的歐氏距離。
本文算法利用dR、dG、dB的平方和作為模式識別相似性測量的標準，如式（6）所示：
S（6）
選擇一個閾值Ss作為判斷識別結果是否正確的依據，用式（6），把待測氣體的差值編碼與指紋數據庫中標準毒氣的差值編碼分別進行計算得到S值，選取最小的S值與Ss相比較，如果低于這個值，則識別成功，待測毒氣的特征信息就是最小S值對應標準毒氣的信息，如果大于閾值Ss，則認為識別失敗。
圖8 特征提取
3 實驗結果及分析
實驗用氨氣作為待測氣體模擬微痕量毒氣，與卟啉傳感器陣列進行反應，利用本系統采集得到反應前后的陣列圖像，通過圖像處理算法，得到反應前后的圖像的差值編碼。用一個矢量來表示差值編碼，如式（7）所示：
RGBR1,G1,B1,R2,G2,B2,…,Ri,Gi,Bi,…,RM,GM,BM（7）
其中：RGB表示差值編碼的矢量；Ri、Gi、Bi表示陣列圖像中第i個卟啉點反應前后的RGB差值分量，i1,2,…,M，M表示陣列圖像中卟啉點的個數。本實驗采用的是6×6卟啉傳感器陣列，所以RGB包含6×6×3108個元素。圖9（a）是氨氣在反應的不同時刻，通過圖像處理算法得到的差值編碼信息的表征圖像。圖9（b）表示300ppm的氨氣通過本系統得到的不同時間點差值編碼所做的線圖，X軸表示時間點，Y軸表示差值編碼矢量每個元素的像素值，Z軸表示編碼號。從圖9可看出，300ppm氨氣在反應30s后基本達到了穩定，30s后卟啉點對應的顏色變化基本上沒有變化。
利用此系統對未知氣體進行檢測時，首先利用氣體與傳感器陣列反應完全飽和后所采集的圖像進行處理，得到差值編碼信息，來確定氣體的種類；而后在已知氣體種類的前提下，通過處理反應未飽和的時間點的圖像，得到各時間點的差值信息，從而確定氣體的濃度。
為了驗證本系統圖像分析算法的效果，利用此系統分別對氨氣（NH3）、異戊二烯（C5H8）和庚醛（C7H14O）三種氣體進行了4次實驗，得到各種氣體完全反應時的差值編碼信息，通過SPSS 15.0對差值編碼信息進行聚類分析，分析方法采用的是歐氏距離，如圖10（a）所示。從圖10可看出，不同種類的氣體差值編碼之間，歐氏距離較大，而同種氣體則相對比較小，由此可見，本系統分析算法能夠很好地識別出毒氣的種類。同樣，實驗中，對不同濃度的氨氣進行試驗，得到在同一時間點（反應未飽和）的差值編碼信息，利用SPSS 15.0進行了聚類分析，如圖10（b）所示，可以看出，不同濃度的氨氣在同一時間點處，所得到差值編碼信息的歐氏距離較大，而同種濃度下，所得到的差值編碼信息之間的歐氏距離較小，由此可見，通過本系統的模式識別算法可以有效地區分氣體的濃度。
圖9 氨氣實驗結果表征
圖10 差值編碼的聚類圖
4 結語
針對微痕量毒氣檢測的快速、準確、便攜式等要求，本文設計了一種基于嵌入式和卟啉傳感器陣列的毒氣快速檢測系統。本文介紹了毒氣檢測系統的軟硬件構成、檢測流程及圖像分析算法設計等內容。通過實驗，驗證了本系統能夠很好實現微痕量毒氣種類和濃度的檢測。
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氣象統計分析范文6
關鍵詞：信息網絡 遠程 容災備份
1.構建遠程容災備份系統及其目的
災難備份建設是一項周密的系統工程，也是一個全新的危機管理領域。災難備份建設不僅需要進行災難備份中心建設和系統設備購置。更需要有災難備份技術、危機管理、風險管理、業務連續計劃制訂、災難演練和災難恢復等災難備份專業領域知識。此外，災難備份也是業務流程的延續，它需要建立完善的災難備份中心運營管理體系，需要不斷保持業務連續性計劃的有效性，以保障災難備份中心能持續發揮災難備份功能。
目前容災系統分類繁多，根據體系架構，可分為本地容災備份和遠程容災備份。本地容災備份可以保證在一些本地的災難發生的情況下，盡快地恢復業務數據，保證業務的正常運行，但無法避免區域性、毀滅性的災難。遠程容災備份通過物理距離將生產中心與容災中心絕對隔離開，這樣可以預防區域性、毀滅性的災難。
省級氣象信息系統承擔著全省實時資料的收集、傳輸、存儲、分發、統計與運行監控，一旦遭遇重大災害，系統在短時間內根本無法恢復正常，這些數據的丟失或損壞，對氣象業務而言，將導致不可估量的毀滅性后果，產生特別重大的政治影響。因此，為應對突發災難事件，在異地建設省級氣象業務容災備份系統，可保障全省氣象信息網絡業務在短時間內恢復正常運行和氣象應急服務的正常開展。
2.遠程容災備份技術
遠程容災備份增強了數據中心的區域性抗災害能力，保障數據安全及業務系統連續性，實現一個安全的關鍵業務信息系統。遠程容災技術按上述體系結構分為3個層次數據容災技術、網絡容災技術、服務容災技術。
2.1遠程數據容災技術
遠程數據容災是指通過將本地數據在線備份到遠離本地的異地數據系統保存，當災難發生后，可以通過數據重構，來達到抵御區域性、毀滅性災難，保護業務數據的目的。遠程數據容災技術可以分為如下幾類：(1)遠程磁帶數據容災技術；(2)基于智能存儲系統的數據容災技術，(3)基于服務器卷的數據容災技術；(4)基于文件系統的數據容災技術；(5)基于數據庫的數據容災技術。
2.2網絡容災技術
網絡生存性是指網絡在遭受各種故障，如通信人為故障和客觀因素導致的通信事故等，仍能維持可接受的業務質量的能力。按照網絡生存性性能工作組的定義，網絡生存性包括兩個方面：(1)網絡出現故障的情況下，通過各種恢復技術，來維持或恢復網絡服務使性能達到可接受的程度。(2)網絡通過應用預防技術，從故障中減輕或預防服務失效。提高網絡可生存性的相關方案，有基于底層光網絡的技術，也有基于IP層的技術以及這些技術的融合。常見的網絡容災技術有全光網絡可生存技術、SDH網絡可生存技術、IP層網絡可生存技術。
2.3服務容災技術
一個全面的容災抗毀系統不僅僅是提供數據級、網絡級的保護，它的一個重要功能就是為了保證信息系統的連續運行，也即保證業務的高可用性。為了實現這個功能，當發生災難時，需要將生產中心的業務轉移到容災中心去運行，這就是服務容災技術要解決的問題。服務容災的另一個目的是保證服務的自動無縫遷移。
3.遠程容災備份系統的建設
3.1網絡線路備份
省級容災中心的建立，目的是當省氣象局出現災害時，容災中心可以完全實現全省的業務正常運作，因此容災備份中心與各地市的專網各主節點的骨干網絡需建立備份鏈路，在發生鏈路故障時可以迅速切換。
建設省市SDH+MPLS通信系統，并通過動態路由，實現線路的自動切換；建立中國氣象局，災備中心的地面MPLS通信；災備中心建立Internet出口帶寬和在此基礎上的VPN網絡。
災備中心建立與中國氣象局基于衛星通訊的應急通訊鏈路。因為衛星具有通信范圍大，只要衛星發射的波束覆蓋進行的范圍均可進行通信，易于實現廣播和多址通信、電路和通信量可靈活調整，且不易受陸地災害影響。
在目前全省氣象SDH電路、VPN的基礎上，建設與北京之間的基于氣象通信衛星的備份鏈路，是解決備份中心的應急通信的有效途徑。
3.2氣象信息數據備份
提供遠程備份數據的功能，支持對正在運行系統的在線備份。發生災難后，能夠提供在最短的時間內，從備份系統恢復遠程數據的功能。
3.2.1建立服務器層的數據復制
在省局主中心和災備中心的服務器上安裝專用的數據復制軟件，以實現遠程復制功能。兩中心間用網絡連接作為數據通道?？梢栽诜掌鲗釉黾討眠h程切換功能軟件，從而構成完整的應用級容災方案。
3.2.2建立交換機層的數據復制
存儲交換機技術的發展使交換機可以實現更多的功能。很多原來由服務器和存儲變現的功能現在也可在交換機層實現，比如存儲虛擬化。在省級主中心和災備中心都要部署這種交換機，并在交換機之間通過專用鏈路連接起來。由于交換機可以管理和復制的數據是存放在存儲層內的，因此，我們需要將數據都存儲在交換機所連接的存儲設備中，這樣就可以實現交換機對數據的管理和復制。
3.2.3建立存儲層的數據復制
在省局主中心和災備中心均部署一套存儲系統，實現數據的復制。如果距離比較近(幾十公里之內)，之間的鏈路可由兩中心的存儲交換機通過光纖直接連接；如果距離在200公里內。可通過增加DWDM等設備直接進行光纖連接；超過200公里，則可增加存儲路由器進行協議轉換途徑WAN或Internt實現連接。在應用層增加遠程集群軟件后就可以實現自動災難切換的整體容災解決方案。
3.3氣象業務應用備份
氣象業務應用備份，為氣象信息應用系統提供快速的故障恢復和遇到故障時的自動服務切換能力。
現代天氣預報業務越來越多地依賴雷達產品、衛星云圖、各數值化自動探測數據以及MM5、GRAPES等各種數值預報產品，以人機交互系統為主要平臺，是綜合應用各種氣象信息和各種先進技術方法的現代天氣預報作業方式。采用Client／Server結構，建設服務器(server)和客戶機群(Clients)，引入省氣象臺預報業務系統(預報歷史資料數據庫、預報產品制作業務系統、災害性天氣預報模式、地質災害預警預報業務系統、面雨量預報系統等)提供業務服務，以滿足應急狀態下全省的預報業務需要。
氣象會商系統的核心是圖像與計算機數據的上傳下達，以及相關的解碼編碼問題。容災會商系統建設主要圍繞解決提供更為清晰穩定的數據源供遠程會商使用、盡可能完整的還原遠程傳輸過來的信號、建設數字化高清晰度的顯示系統及擴聲系統和基于H.323、H.239靈活(支持雙流功能)的數字會議討論系統，滿足復雜天氣下緊急會商的需要。
