系统技术论文范文

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1引言

激光具有波长单一和良好的方向性，所以和传统的探测方法相比，激光探测具有精度高，抗干扰能力强等特点，在激光测距、激光雷达、激光告警、激光制导、目标识别等军事领域，都得到了广泛应用。针对不同武器系统的需求，激光探测系统接口呈现出多样性。

近年来，随着应用需求和集成化度的增加，激光探测系内部、激光探测系统和各武器平台之间集成了不同厂商的硬件设备、数据平台、网络协议等，由此带来的异构性给探测系统的互操作性、兼容性及平滑升级能力带来了问题。

对激光探测系统而言，接口技术的设计是整个系统集成的关键技术。一个激光探测系统的设计、实施，有很大的工作量是在接口的处理上，好的接口设计可以提高系统的稳定性、运行效率、升级能力等，本文以激光探测系统接口技术为研究对象，着重分析其接口技术类型、设计考虑因素和验证方法。

2激光探测系统几种主要接口技术

接口是多要素或多系统之间的公共边界部分，对激光探测系统的接口包括机械接口、电气接口、电子接口、软件接口等，本文着重讨论电子接口。按物理电气特性划分，常用的激光探测系统接口类型可分为以下几类：

1TTL电平接口：最通用的接口类型，常用做系统内及系统间接口信号标准。驱动能力一般为几毫安到几十毫安，在激光探测系统中主要应用是作为长距离的总线数据和控制信号的传输

2CMOS电平接口：速度范围与TTL相仿，驱动能力要弱一些。

3ECL电平接口：为高速电气接口，速率可达几百兆，但相应功耗较大，电磁辐射与干扰与较大。

4LVDS电平接口：在标准中推荐的最大操作速率是655Mbps，电流驱动模式，信号的噪声和EMI都较小。

5GTL接口电平：低电压，低摆幅，常用作背板总线型信号的传输，虽然使用频率一般在100MHz以下，但上升沿一般都比较陡，特别是对沿敏感的信号，如时钟信号。

6RS-232电平接口：为低速串行通信接口标准，电平为±12V，用于DTE与DCE之间的连接。RS-232接口采用不平衡传输方式，收、发端的数据信号是相对于信号地的电平而言，其共模抑制能力低，传输距离近，多用于点对点接口通讯。

7RS-422/RS-485接口：采用平衡方式传输，采用差分方式，使其在通讯速率、抗干扰性和传输距离较RS-232接口有较大改善。多用于多点接口通迅。RS485电平接口可驱动32个负载，忍受-7V到12V共模干扰。

9光隔离接口：能实现电气隔离，更高速率的器件价格较昂贵。

10线圈耦合接口：电气隔离特性好，但允许信号带宽有限

11以太网：经常采用的是10Base-T和100Base-T两种主流标准，主要应用激光探测系统和分系统之间的接口通讯和数据传输。以太网接口具有性价比高、数据传输速率高、资源共享能力强和广泛的技术支持等众多优点。

12USB接口：USB总线接口是一种基于令牌的接口，USB主控制器广播令牌，总线上的设备检测令牌中的地址是否与自身相符，通过发送和接收数据对主机作出响应，其最大的优点是安装配置简单。

3激光探测系统接口方案设计考虑因素

随着大规模数字处理芯片和高速接口芯片的迅猛发展，激光探测系统也呈现出智能化、小型化、模块化的趋势。在激光探测系统中，信息接口的设计逐渐向标准化、网络化、多节点、高速等方向展

3.1接口信号传输中的干扰噪声

3.1.1接口信号传输中的主要干扰形式

a)串模干扰：杂散信号通过感应和辐射的方式进入接口信道的干扰。串模干扰的产生原因主要是传输中插件等所产生的接触电势、热电势等噪声引起的。

b)共模干扰：干扰同时作用在两根信号往返线上，而且幅指相同。共模干扰产生的原因，主要是传输线路较长，在发送端和接收端之间存在着接地的电位差。

3.1.2接口信号传输中的抗干扰措施

a)传输线的选择

为了抑制由于杂散电磁场通过电磁感应和静电感应进入信道的干扰，接口传输线应尽量选用双绞线和屏蔽线，并将屏蔽层接地，而且屏蔽层的接地要于激光探测系统一端浮地的结构形式配合，不要将屏蔽线层当作信号线和公用线。

b)传输线的平衡和匹配

采用平衡电路和平衡传输结构是抑制共模干扰的有力措施。目前广泛使用的是差分式平衢性线电路，例如RS-422/RS-485标准串口电路。

接口信号传输时还要考虑与传输线特性阻抗的匹配问题。一般长线传输的驱动器接收器都适用于驱动特性阻抗为50Ω—150Ω的同轴电缆和双绞线，一般接口接收器的输入阻抗要比传输线的特性阻抗大，因此要设法将两者匹配，最好将发送端和接收端匹配。

控制信号线的具体配置：控制信号线要和强电、数据总线、地址总线分开，尽量选用双绞线和屏蔽线，并将屏蔽层接地。

c)隔离技术：电位隔离是常用的抗干扰方法，接口信号采用光电隔离和电磁隔离可以切断接口内外线路的电气连接，从而减弱露流、地阻抗耦合等传导性干扰的影响。3.2接口硬件的选择原则：

3.2.1为各类接口选择合适的总线接口芯片、接口总线，并设计具体的接口电路。

3.2.3选择接口芯片时应根据激光探测系统CPU/MPU类型，总线类型／宽度和系统所完成的功能并按照高效、经济、可靠，方便、简单的原则来确定。

3.2.4设计具体的接口电路应具体考虑电源问题

3.2.5数据／命令的锁存和驱动

激光探测系统内部及激光探测系统和其他系统间实施数据／命令传输时，一般采用数据锁存技术来适应双方读写的时间要求。

3.3接口的实时性

由于激光探测系统对数据处理和传输的实时性要求很高，设计时要使时钟抖动、通道间时延、工作周期失真以及系统噪声最小化，所以设计接口时尽量选用高通讯速率和同步工作方式。

接口软件的设计原则

同步通讯系统软件设计要充分考虑数据流量的控制，最好在数据发送方发送数据时每隔一段时间插入一段空闲时间，从而保证数据同步传输的可靠性。

异步通讯系统软件设计要充分考虑合理的数据校验方式，可以根据系统要求选择冗余校验、校验和、冗余校验的方法。

4激光探测系统接口方案设计验证

构建高速有效的激光探测系统接口是非常有挑战性的，并且设计者需要在设计接口前后就考虑多个因素，详细的系统级的验证都是必须的。

4.1设计前的验证

基于指令集模拟器和硬件模拟器软硬件模拟技术是一种高效、低代价的系统验证方法。接口设计软件采用汇编，C，C++等语言编写，用户编写的接口源程序经过交叉编译器和连接器编译，输入到软件指令集模拟器进行软件模拟。而接口硬件验证则采用硬件描述语言如VHDL设计，经过编译后由硬件模拟器模拟。但设计前的验证也有一定的局限性，比如只能验证数字接口和验证环境理想化等缺点。这些都需要设计后的验证

4.2设计后的验证

最常见的验证方法是制作模拟激光探测系统内部接口和系统间外部接口的通用信号源，通用信号源可以模拟探测系统内部的如主回波、时统、显示、键盘等信号，也可以模拟输入外部操控命令，并将激光探测系统状态、测量数据等信息显示输出。

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2测量系统的构成

风煤的微波测量系统，如图2所示。两组微波探头按要求安装在管道上，微波信号通过两组微波探头被送入信号处理单元，信号经过处理，送入相关性处理运算单元，经过相关器识别出相关的微波信号，然后再经过运算，得出速度信号，直接将信号送到集控室的监测界面。另一组探头输出的煤粉浓度信号，也被送入集控室的监测界面。在安装风煤的微波测量探头时，微波探头应垂直于管壁，同方向上的微波探头中心连线应与输粉管道的轴线平行。为防止两组微波互相干扰，两组探头在理论上应该互相垂直，但在实际安装中不能保证绝对垂直，故两个方向上的微波探头在轴线夹角上的最大偏差为90°±3°。

3检测与运行

经过间隔τ0时间后，由2个下游微波接收探头得到的曲线，如图3所示。从图3可知，微波探头2接收的信号，经过τ0时间后，微波接收探头4得到相似的信号。由于接收探头上产生的信号与该段混合物的浓度、温度、风煤混合程度等因素有关，所以，仅在设定的管道长度内，才能接受到相似的信号，从而得到送粉管道的风速。利用微波特性测量送粉管道风速，对被测流体的流动产生的影响很小，甚至不产生阻碍作用或附加流动阻力，无疑是最适合用于多相流的测量方法。经过多次试验，利用微波传感器获取两相流体的流动噪声信号，这种间接测量方法的重复性好，检测设备的运行非常稳定。此外，微波测量方法克服了传统风速测量探头易磨损或堵塞等缺陷。

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2项目调研与解决方案设计

2.1通过对公司技术工程师的走访调研，该系统分为现场技术服务和返厂产品技术服务，具体系统软件需求如下：（1）现场技术服务管理需求。a.系统将在国内各地使用，要求可以定时通过公司公网服务器，将数据传回入公司服务器数据库，保证数据传输的快速、完整。b.存储内容：维修地点、设备条码、质量问题（以上内容都编制成条码）、维修人员（登陆者）、扫描时间（系统默认）。c.软件要求：登陆后，扫描维修地点，然后扫描设备条码、质量问题条码，直到这个地点的设备完成扫描，数据提交，再进行下一个维修地点的扫描。数据提交时存在现场信号弱的问题，允许在找到信号强的地点再上传。扫描时将扫描内容列表显示，对于未上传的数据允许删除。按产品的条码编码规则对扫描的条码进行校验，预防产生乱码。d.扫描设备要求工业级别产品，可扫描一维或二维码，设备运行稳定，电池可持续使用8小时，防水，防震，防摔，屏幕3.5英寸以上，支持2G及以上传输模式，具有高速处理能力，支持扩展卡。（2）返厂技术服务管理需求。a.系统在公司库房使用，要求通过局域网络传输数据到公司服务器数据库，保证数据传输的快速、完整。b.存储内容：维修人员（登陆者），扫描时间（系统默认），用户单位名称（输入），产品条码（扫描），返厂日期（默认当天，可修改）。c.软件要求：登陆后，输入用户单位名称，确认返厂日期，然后扫描产品条码，直到这个用户单位的产品完成扫描，提交扫描数据。提交时每17条记录赋予一个编号，少于17条也赋予编号，编号规则可按软件情况编制，未上传的数据允许删除，扫描内容列表显示。d.扫描设备要求工业级别产品，可扫描一维或二维码，设备运行稳定，电池可持续使用8小时，防水，防震，防摔，屏幕3.5英寸以上，具有高速处理能力，支持扩展卡。2.2系统项目解决方案技术服务管理系统采用VB+SQL的设计语言及数据库，编制C/S架构的系统软件。（1）项目采用扫描条码技术，实现产品数据的收集。（2）项目采用联通2G网络传输模式进行数据的实时上传。（3）系统采用用户登陆方式，限制用户的操作权限，以确保数据的完整性，业务流程的规范性。（4）利用SQL语言的inster，update等技术实现与产品档案系统数据的接口。

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1前言

电力作为当今社会的主要能源，对国民经济的发展和人民生活水平的提高起着极其重要的作用。现代电力系统是一个由电能产生、输送、分配和用电环节组成的大系统。电力系统的飞速发展对电力系统的继电保护不断提出新的要求，近年来，电子技术及计算机通信技术的飞速发展为继电保护技术的发展注入了新的活力。如何正确应用继电保护技术来遏制电气故障，提高电力系统的运行效率及运行质量已成为迫切需要解决的技术问题。

2继电保护发展的现状

上世纪60年代到80年代是晶体管继电保护技术蓬勃发展和广泛应用的时期。70年代中期起，基于集成运算放大器的集成电路保护投入研究，到80年代末集成电路保护技术已形成完整系列，并逐渐取代晶体管保护技术，集成电路保护技术的研制、生产、应用的主导地位持续到90年代初。与此同时，我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究，高等院校和科研院所起着先导的作用，相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原东北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，揭开了我国继电保护发展史上新的一页，为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面，关于发电机失磁保护、发电机保护和发电机－变压器组保护、微机线路保护装置、微机相电压补偿方式高频保护、正序故障分量方向高频保护等也相继通过鉴定，至此，不同原理、不同机型的微机线路保护装置为电力系统提供了新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果，此时，我国继电保护技术进入了微机保护的时代。

目前，继电保护向计算机化、网络化方向发展，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化对继电保护提出了艰巨的任务，也开辟了研究开发的新天地。随着改革开放的不断深入、国民经济的快速发展，电力系统继电保护技术将为我国经济的大发展做出贡献。

3电力系统中继电保护的配置与应用

3.1继电保护装置的任务

继电保护主要利用电力系统中原件发生短路或异常情况时电气量（电流、电压、功率等）的变化来构成继电保护动作。继电保护装置的任务在于:在供电系统运行正常时，安全地。完整地监视各种设备的运行状况，为值班人员提供可靠的运行依据；供电系统发生故障时，自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分，保证非故障部分继续运行；当供电系统中出现异常运行工作状况时,它应能及时、准确地发出信号或警报，通知值班人员尽快做出处理。

3.2继电保护装置的基本要求

选择性。当供电系统中发生故障时，继电保护装置应能选择性地将故障部分切除。首先断开距离故障点最近的断路器，以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。

灵敏性。保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。在继电保护装置的保护范围内，不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样，保护装置均不应产生拒绝动作；但在保护区外发生故障时，又不应该产生错误动作。

速动性。是指保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路电流对电气设备的损坏程度，加快系统电压的恢复，从而为电气设备的自启动创造了有利条件，同时还提高了发电机并列运行的稳定性。

可靠性。保护装置如不能满足可靠性的要求，反而会成为扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性，必须确保保护装置的设计原理、整定计算、安装调试正确无误；同时要求组成保护装置的各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简化有效，以提高保护的可靠性。

3.3保护装置的应用

继电保护装置广泛应用于工厂企业高压供电系统、变电站等，用于高压供电系统线路保护、主变保护、电容器保护等。高压供电系统分母线继电保护装置的应用，对于不并列运行的分段母线装设电流速断保护，但仅在断路器合闸的瞬间投入，合闸后自动解除。另外，还应装设过电流保护，对于负荷等级较低的配电所则可不装设保护。变电站继电保护装置的应用包括：①线路保护：一般采用二段式或三段式电流保护，其中一段为电流速断保护，二段为限时电流速断保护，三段为过电流保护。②母联保护：需同时装设限时电流速断保护和过电流保护。③主变保护：主变保护包括主保护和后备保护，主保护一般为重瓦斯保护、差动保护，后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护。④电容器保护：对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。随着继电保护技术的飞速发展，微机保护的装置逐渐投入使用，由于生产厂家的不同、开发时间的先后，微机保护呈现丰富多彩、各显神通的局面，但基本原理及要达到的目的基本一致。4继电保护装置的维护

值班人员定时对继电保护装置巡视和检查，并做好各仪表的运行记录。在继电保护运行过程中，发现异常现象时，应加强监视并向主管部门报告。

建立岗位责任制，做到每个盘柜有值班人员负责。做到人人有岗、每岗有人。值班人员对保护装置的操作，一般只允许接通或断开压板，切换开关及卸装熔丝等工作，工作过程中应严格遵守电业安全工作规定。

做好继电保护装置的清扫工作。清扫工作必须由两人进行，防止误碰运行设备，注意与带电设备保持安全距离，避免人身触电和造成二次回路短路、接地事故。对微机保护的电流、电压采样值每周记录一次，每月对微机保护的打印机进行定期检查并打印。

定期对继电保护装置检修及设备查评：①检查二次设备各元件标志、名称是否齐全；②检查转换开关、各种按钮、动作是否灵活无卡涉，动作灵活。接点接触有无足够压力和烧伤；③检查控制室光字牌、红绿指示灯泡是否完好；④检查各盘柜上表计、继电器及接线端子螺钉有无松动；⑤检查电压互感器、电流互感器二次引线端子是否完好；⑥配线是否整齐，固定卡子有无脱落；⑦检查断路器的操作机构动作是否正常。

根据每年对继电保护装置的定期查评，按情节将设备分为三类：经过运行检验，技术状况良好无缺陷，能保证安全、经济运行的设备为一类设备；设备基本完好、个别零件虽有一般缺陷，但尚能安全运行，不危及人身、设备安全为二类设备。有重大缺陷的设备，危及安全运行，出力降低，"三漏"情况严重的设备为三类。如发现继电保护有缺陷必须及时处理，严禁其存在隐患运行。对有缺陷经处理好的继电保护装置建立设备缺陷台帐，有利于今后对其检修工作。

5电力系统继电保护发展趋势

继电保护技术向计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通信一体化方向发展。随着计算机硬件的飞速发展，电力系统对微机保护的要求也在不断提高，除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其他保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力，高级语言编程等，使微机保护装置具备一台PC的功能。为保证系统的安全运行，各个保护单元与重合装置必须协调工作，因此，必须实现微机保护装置的网络化，这在当前的技术条件下是完全可行的。在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，保护装置实际上是一台高性能，为了测量、保护和控制的需要，室外变电站的所有设备，如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆投资大，且使得二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置，就地安装在室外变电站的被保护设备旁，将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后，通过计算机网络送到主控室，则可免除大量的控制电缆。

结论。随着电力系统的告诉发展和计算机通信技术的进步，继电保护技术的发展向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展，这对继电保护工作者提出了新的挑战。只有对继电保护装置进行定期检查和维护，按时巡检其运行状况，及时发现故障并做好处理，保证系统无故障设备正常运行，提高供电可靠性。

参考文献

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以太阳能、风能、水能为代表的非化石能源的发电量比重进一步提高，就我国目前而言，一方面水电、核电、风电、太阳能电等发电装机同比增长速度快，同比达到5%、14%、36%、143%，另一方火电的装机总量进一步滑落。

1.2电力技术水平和效率提高快

电力技术水平和效率的提高主要表现在特高压的输电能力不断增强，如新增1000kv交流输电线路一千多米。此外，电力系统积极采用超临界机组，不断推广大型空冷、循环流化床等先进技术手段，在技术进步和强化管理的作用下，火电又有较大的下降。

2电力系统节能存在的问题

现阶段，虽然电力系统的节能减排效果取得了良好的成绩，但是有些问题依然未得到根本解决，随着经济的不断发展，逐渐暴露出来。

2.1脱硫设备质量及运行管理水平不高

现阶段，国家对火电厂的烟气脱硫要求日趋严格，脱硫设备的建设任务更加重要和繁重。由于恶性竞争导致脱硫设备在设计和建设上都存在缺陷，严重影响了脱硫设备长期、稳定、安全的运行。另一方面，脱硫设备的设计未考虑到实际情况，设计量过小，导致脱硫设备投运后无法满足火电厂的要求。此外，高昂的修复费用也给电力企业带来了压力。

2.2火电节能减排的经济激励机制不完善

就当前而言，我国的大多数电力企业都是出于对国家政策法律法规的规定而进行的节能减排措施，在思想上仍然出于要我节能的阶段。这样的节能减排效果有限，且需要政府部门长期地监管。因此，需要研究建立健全可行的经济激励长效机制，政府利用市场的调节作用，通过给节能减排的电力企业施行减免税收、增加补贴等方式，确保电力企业节能的自发性和积极性。

2.3电煤质量下降影响节能减排效果

由于目前电煤的质量不高，存在着发热量下降、电煤的灰份与硫份的含量急剧上升，导致对发电机组正常出力影响大，严重磨损了发电设备，增加了火电厂的用电消耗，降低发电效率。此外，由于硫份的增加造成脱硫设备超负荷的运转，脱硫效率取法达到要求。

3电力系统节能技术措施

电力系统由发电厂、电网及用户三个部分组成，其承担着电能生产和消费的职责。在电力系统中，每一个部分都存在巨大的能量消耗。故而如何合理的选择电力系统的运行方案，实现每一部分上的能量节约，是完成电力系统节能减排的重要保证。

3.1发电厂的技术节能

现阶段，我国的发电厂主要是以火电为主，火电每年消耗的煤炭量数字惊人。因此在火电的节能上有着巨大的发展空间。首先，要定期对火电机组进行检测维护，保证发电机组运行的安全性和可靠性；优化发电机组的运行方式，提高其的经济运行。其次，对发电中产生的废弃排放物，要实现合理地处理和再生利用，对燃料的购买和使用进行科学的调整。最后，大力发展新型清洁可再生能源的利用，如太阳能发电、水力发电、核能发电等，进一步减少煤炭等常规能源的消耗，降低废弃物的排放。

3.2输电网络的技术节能

输电网络的节能主要从电网的总体结构、变压器的选择、电力线路技术的运用三个方面进行。首先，要合理设计规划输电网络，保证输电网络建设的质量，在建设时尽量采用环形或多路供电，以减少输电网络的电压等级，从而电网的运行成本，此外还要及时调整负载量，减少不必要的空载损耗。其次，在变压器的选择中，要通过科学的计算，依据实际的用电情况合理选择变压器的大小，加强用户无功补偿设备的配置；另外定期检查维修变压器，减少不惜要的能量消耗。最后，要加大新型材料和新技术的运用，减少输电线路的线损；运用先进的计算机技术，加强对电力系统的监控，提高用电利用水平。

3.3用户终端的技术节能

首先，在室内的用电供暖中，用户可以安装热量分配仪和温度调节阀，自行控制电能供给，从而达到舒适和节能的目的。其次，采用高效的照明系统，提高用电效率和照明效果，大力推广节能电器的使用，降低电器的能量消耗。其次，供电企业要采用节电控制器，有效控制电网的削峰填谷、改善电网运行方式。

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2电子技术在强电系统中的应用

研究电子技术作为信息时展下的一项新技术，是强电技术与弱电技术结合的重大突破，其在生产生活中的广泛应用有效的推动了我国经济社会的快速发展。第一，在发电系统中的应用。电子技术在发电系统中的应用，主要是对发电系统所使用到的机械设备的运行特性进行改善，从而调节发电系统中的功率。如果对大型发电机的静止励磁进行控制时，水力和风力发电机的变速恒频励磁，从而对风机水泵的变频进行调速，在结构较为简单的静止励磁中，使用了晶闸管整流提高了静止励磁的可靠性，且需要花费的资金成本较低，在电力系统中以极快的速度发展。在控制水力和风力发电机时，对转子中的励磁电流产生的频率进行调整，提高水力和风力发电的功率，可以有效地降低水力和风力的频差。电力系统中的风机水泵的耗能极大，占了整个系统中的65%，且工作效率极低，只需要在系统中安装变频调速就可以解决这些问题，但是我国能够运用高压大容量的变频器的实力的系统不多，更何谈是能够精确的控制。第二，电子技术在输电环节的广泛应用。直流输电技术的研究与应用。高压直流输电，其送电端的整流和受电端的逆变装置都是采用晶闸管变流装置，它从根本上解决了长距离、大容量输电系统无功损耗问题。直流输电技术不仅具备了稳定性强、控制性强、操作性强、灵活度高、电容量大等特点，并且在不同地质地貌下远程输电工程中发挥着至关重要的作用。

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2电力电子技术的应用

2.1电力电子技术在电力系统中的应用

交流技术的典型应用以现在新型三相Z源逆变器为代表。三相Z源逆变器被广泛的应用于风能发电，通过对电能的控制和调节，改善了风能系统运行的性能。而起主要的交流电路控制方式则分为两类：1）不可控整流后接Z源逆变器控制方式传统的不可控的整流逆变器控制方式主要包括两种，一种是以电压源型逆变器为主的控制方式，该控制方式在在风流发电中没有考虑到风力比较小的时候，其整流后的电压往往较小。面对这种情况，往往通过加强调制的深度来减小逆变部分的运行功率；另外一种是以直流侧电压稳定的逆变器为主要控制方式，但是该控制方式的缺点在于不能双向控制，而只能进行简单的升压，同时在操纵中，受到死区时间的影响，导致控制受到限制。与传统的逆变器控制技术相比，新型的风力发电中，在Z源逆变器增加的基础上增加了一个Z源网络，从而允许上下桥臂能够同时道统，以此更好的防止因器件损坏而导致直通状态改变的事故发生，从而更好的使得电路具备升降功能。具体的拓扑分析图如图1所示。通过计算可以得出Z源网络输出的直流母线电压为：V’PN=2VC-VDC=1/(1-2d0)*VDC=BVDC(1)通过计算可以得出逆变器在交流侧所输出电压的峰值：B‘VAC=M*1/2*VPN=M*1/2*VDC(2)通过上述的公式，我们可以得出，可以通过对公式中的升压因子B和调制比M的调节，从而达到自动调节电压的目的。因此，通过三相逆变器的调节作用，可以在风速比较小的时候，调节占空比，灵活进行升降压，从而达到电力中的并网要求，高效的捕获风能。2）Z源矩阵变换器控制方式传统的矩阵变换器的作用是实现能量的双向的流动，但是其最大的缺点在于其矩阵变换器的电压传输比不高，从而导致可靠性降低。因此，在控制方式中加入Z源网络，以此可很好的而解决上述的问题。具体如图2和图3所示。通过对电路进行拓扑分析，可得到图3的拓扑结构。而要实现交-交变化，只需要对电路中的9个开关进行控制即可实现电压的自动升降，从而最大限度的提高利用风能的效率。

2.2电力电子技术在交通运输中的应用

电力电子技术在电气化的铁道中以DC/DC变换技术为代表，该变换技术被广泛的应用在了地铁、电动车中的无级变速等领域。如现代汽车中，随着汽车中的用电的不同，其设备的种类也就不同，对电源的型号的要求也就不同。而这些电源都是采用的是由蓄电池所提供的+12VDC或+24VDC的直流电压，在经过DC-DC变换器转变成+220VDC或+240VDC，后再经过DC-AC变换器转变成工频交流电源或者是变频调压电源。如采用推挽逆变-高频变压器-全桥整流方案，设计了24VDC输入-220VDC输出、额定输出功率600W的车载高频推挽DC-DC变换器。该方案中最重要的是采用AP法设计推变变压器。查看经过简化后的变压器主电路图，在输入24V的直流电源之后，经过大电容的滤波作用后，被接到了推挽变压器的原边的中间抽头部位。而变压器的另外的两个抽头则分别接全控型号的电力电子器件IGBT，并在这中间加入RC吸收电路，从而构成了推挽逆变电路。变压器的输出端在经过全桥整流之后，大电容的滤波便得到了220伏的直流电压，并通过分值得到电压的反馈信号为UOUT.而该主电路，主要是以CA3524芯片为核心，从而构成了整个控制电路。通过对图中的6和7中的管脚间的电阻、电容的大小来调节开关的频率。在12、13的管脚出输出PWM的脉冲信号，从而驱动电路，分别对两全控型开关进行交替控制。反馈信号经1管脚，通过P2对2管脚参考，并和9中的COM端、CA3524构成调节器，从而通过调节占空比，以此达到稳定电压的目的。

3电力电子技术未来的发展趋势

随着科技的发展，材料的创新，未来电力电子技术的应艳红将凸显出高频化（20kHz以上）、硬件结构集成模块化（单片集成模块、混合集成模块）、软件控制数字化和产品性能绿色化（无电磁干扰和对电网无污染）四大发展方向。

3.1电力电子器件的未来发展

电力电子器件的发展在未来的几年中将凸显出集成化、标准模块化、高频化以及智能化的特点。这主要因为以下四个原因：第一，随着我国与世界的不断融合，特别是和发到国家的不断融合，同时在技术应用发展中，对电子器件的性能和指标的要求也越来越严。具体的说未来的电子器件将需要更大的散热能力、更高的工作的温度、更大的电流密度等，而对于航空和航天方面的来讲，还注重更好的抗辐射和抗振动能力，特别是在军事中的装甲车、坦克、火箭等。第二，在未来的几年发展中，管以硅为半导体材料的双极功率器件和场控功率器件的研发也趋于成熟，同时各种不同的结构和新的生产工艺的加入，仍可有效的提升其性能，各种不同型号的期间仍然具有市场竞争力。第三，随着信息化等方面的提高，智能化的研发和应用也在不断地成果。在美国、以色列等国家已经相继制造出了结构更简单，功能更强大的IPM智能化功率模块，有效的提高了运行的效率。

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2最低限度通信系统技术特点

通信网在整个系统中建设周期最长，耗资最大，也是整个系统中最易出故障，最易遭敌干扰和破坏的环节。信息系统的可靠性、抗毁性和保密性在很大程度上取决于通信系统的建设，是指挥自动化的基础，因此，对它的建设有很高的战术和技术要求。即使是在遭受核打击之后，也要维持最低的指挥能力。适合这种情况的手段应具有如下特性:①核爆炸引起的电离层异常对通信没有影响、影响很小;②通信距离远，核打击后被直接摧毁或造成线路中断的概率小;③具有高度的抗毁生存能力和抗干扰能力;④能够构成栅格状组网，具有许多迂回路由，使通信顽存性强;⑤组成的最低限度通信系统，需具有一定的灵活性，具有野战条件下的环境适应能力;⑥较好的机动通信能力和协同通信能力。

3最低限度通信传输手段组成及性能分析

通过对最低限度通信系统特点分析，信息系统最低限度通信手段可以采用以下手段:流星余迹通信、中长波通信、短波通信、散射通信以及卫星最低限度通信等。流星余迹通信是利用流星高速进入大气层摩擦燃烧而形成的电离余迹对VHF电波的反射或散射而实现远距离通信的一种超视距无线通信方式。由于其传输信道的随机出现、不可预测、不受核爆和太阳黑子影响等特殊的传播机理，使其具有传输信道不易被摧毁、抗核爆能力强、隐蔽性和保密性高和通信距离远(达2000km)，可在复杂的电磁环境条件下保障通信的突出优点，在军事上得到广泛的应用。其缺点是，受流星信道的不稳定影响，不能够保持实时连续通信，因此一般仅用来作为最低限度应急通信。中长波通信采用地波传播，受地形地物影响较小，绕射能力强，传播损耗小，信号传输比较稳定，适合诸如山区、丘陵及丛林等地形复杂地域的通信。山区通信中，中长波不存在“静区”，在上百公里区域内形成完整覆盖。但设备天线体积较大，动中通困难，中长波的通信容量较低，只能传送报文，传送速率一般从每分钟十几字节到每分钟200Bytes。短波通信体积小、灵活方便、建立通信迅速，由于短波通信自身通信速率较低，作为最低限度通信手段使用时，速率在原来的基础上还会有所降低，同时易受敌方侦察和干扰。散射通信抗干扰和抗核磁暴能力强，通信容量较其他几种手段要高。但散射通信通常需要分集接收，使用灵活性较差。不过随着新的时间分集技术硬件平台出现，价格低廉，适用于设备的大批量生产和推广应用。卫星通信具有通信距离远，受地形地貌影响小，传输质量高，容量大线号稳定，但战时比较脆弱，安全性有时也存在问题。卫星最低限度通信作为一种特殊条件下的非常规最低限度通信手段，可以考虑使用没有被敌方干扰或摧毁的其他卫星，甚至是敌方卫星。这就要求采用特殊技术，既不能影响原来卫星的正常业务，同时也能抵抗该卫星原有业务对最低限度业务的影响。

4最低限度通信系统组织运用

最低限度通信作为未来高技术战争中处于劣势一方的通信保障最后手段，一般情况下不启用，只有在正常通信系统遭摧毁，或传输媒介遭破坏等原因，不能完成作战命令的上传下达时，才启用最低限度通信系统。最低限度通信在不同级别的信息系统中，有着不同的使用场合、保障对象、传输手段和应用方式。对于高级别的指挥所(战略和战役级指挥所)，一般配置信道容量大、传输距离远、信号传输稳定的传输设备;对于级别较低(战术级指挥所)或特别重要的武器平台，一般配置灵活性好，展开撤收方便的传输设备，信道容量考虑次之。根据指挥所上下级通信距离和通信环境以及指挥结构方式的不同，最低限度通信应用一般采用分级、和中心组网方式，系统由主站设备和从站设备两部分组成。为了完成数据信息和报文的传送目的，必须将主站设备和从站设备结合在一起使用。从站设备可以直接与主站设备互通，也可以通过主站转发互通;一个主站可以配置多个从站，主站与主站之间可以无线组网，从而可以覆盖很广的通信区域;脱网后，主站与主站之间，以及从站与从站之间也可以互通。据报道，某外军流星余迹通信系统的最大用户数可达4000个以上，其中主站用户数最大可达245个，主站之间可以采用光缆或卫星互联，实现主站之间的高速双向通信。如果以频分方式划分出多个独立的小系统，那么各系统的设备识别地址就可以相同，从而使得用户数成倍增加。总之，信息系统最低限度通信手段的配置需要考虑多层次、多手段综合运用方式。首先，信息系统建设要提供足够的保障手段和设备;其次，在指挥方面也需考虑各类信道的性能，采用最简的报文编解码技术和最精简的组网协议，适应这类信道传输特性，以便传输更多的指挥信息。

5比特指挥报文编解码技术

比特指挥是一种以“比特”为单位进行指挥命令编码，以组态报文协议为核心、适用于恶劣通信环境的快捷、灵活和高效的轻量级数字化武器控制手段。它将作战指挥常用的命令、指示、通知、请示和报告等指挥文书进行标准化、规范化和代码化，通过代码指令实施作战指挥，提高作战指挥效能的一种指挥自动化手段。

5．1比特指挥报文编码技术

5．1．1比特指挥报文字典建立

报文字典是用于比特指挥的报文描述的集合，是进行比特指挥报文编解码的依据。报文描述主要包含两部分内容，一是关于报文组成结构的描述，用表格的方式进行说明;二是关于报文在各种使用情形下的使用规范说明，用CASE和条件语句说明。(1)报文结构报文数据元素组成包括索引号、DFI(数据域标识符)/DUI(数据使用标识符)、位长、存在属性、数据组和重复组。①索引号是对消息中出现的字段编号，采用多级编号的方式有助于显示字段、组之间的层次关系;②DFI(数据域标识符)/DUI(数据使用标识符)用来唯一确定该字段对应的数据元素。该代码组合提供了对数据元素字典的快速索引;③位长是数据字段在内存中存储和发送时所占用的比特位数;④存在属性指明字段的强制/可选属性。强制字段用M表示，可选字段用X表示;⑤数据组号是字段所属的数据组的编号，用符号GN表示，其中N为数据组在报文中的序号(如G1表示报文中的第一个数据组)。嵌套组的表示要在自身的符号之前加上其上层组的符号和“/”(如G1/G2表示报文的第2个组，并且这个组是嵌套在G1组内部的);⑥重复组号是字段所属的重复组的编号，用RN(M)表示。其中N为重复组在报文中的序号，M为该重复组的最大可重复次数;重复组也可以嵌套(如R1/R2(3)表示报文中的第2个重复组，并且该重复组是嵌套在R1重复组的内部的，该重复组最多可以重复3次)。(2)处理规则报文处理规则用于指出报文赋值、发送、接收、响应等方面的要求。主要包括适用和条件说明、缺省值、预期回应和其他说明。①适用和条件说明:适用和条件说明是为了严格清晰地定义每种报文的构建规则，以使在多体系下统一的报文构造成为可能。它包括每个报文适用的CASE以及报文内有关基础处理、缺省、合理行为和特殊因素的关联条件;有一些报文是为实现多重目的而设计的。在这种情况下，适用和条件说明应清楚地定义每一个消息的合理架构，完成各自特定的目的。②预期回应:预期回应用于说明消息接收方在接收到消息后应给予的回应，预期回应与消息的适用和条件语句有关。

5．1．2建立比特指挥数据元素字典

比特指挥数据元素字典用于对比特指挥需要的数据元素进行定义，包括数据元素的名称、编码长度、编码方法和其他说明，在编码方法中明确了数据元素的取值和编码之间的一一对应关系。数据元素字典按照数据元素的数据域(DFI)和数据使用(DUI)进行索引。

5．2报文字典和数据元素字典的表示

比特指挥采用正日益成为系统间信息交互标准的可扩展标记语言XML对报文字典和数据元素字典进行表示。这种方法充分利用了XML语言的规范性和可扩展性，实现了编解码软件对于报文定义的独立性，在软件使用过程中，若报文结构或者数据元素的定义需要调整，不需要修改软件本身，只需修改相应的报文字典或数据元素字典即可，有利于软件长期稳定的使用。

5．3比特指挥编解码软件组成

编解码软件由接口控制模块、数据解析模块、数据校验模块、编码转换模块和数据封装模块组成。其中接口控制模块负责与上层应用软件和下层数据分发软件进行报文数据的交互，即从上层应用软件获取需要编码的报文数据，并向其返回经过编码后的比特报文数据;数据解析模块负责解析XML文档表示的报文字典和数据元素字典，获取指定模块型报文的定义，包括数据元素的组成、存在性、重复性分组，取值范围、精度以及编码方式等信息，这些信息是报文编码的依据;数据校验模块负责检验输入数据是否符合数据元素字典中定义的有效性要求;编码转换模块负责将构成报文的数据元素数据转换为若干个比特位的编码，这种转换是以数据元素字典的定义为依据的;数据封装模块负责将经过转换的数据元素数据按照报文结构要求组装成经过编解码后的报文，并加上必要的报头数据。比特指挥报文编码技术主要借鉴了美军VMF报文编码的思想，在报文灵活性和精简性方面具有一定优势，针对最低限度通信信道的特点和典型应用场景，探索性地提出了可行的解决方案，以期得到同行专家的指点，共同促进此项工作的推广和应用。

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2计算机软件系统的恢复技术

计算机软件系统保护技术是在“假写原理”指导下，利用保护卡技术，在计算机启动后对计算机的软件系统进行保护，而计算机恢复技术是先将计算机的重要软件资源进行备份，在计算机软件系统被破坏后对计算机系统进行有效恢复，以确保计算机重要数据、信息等的完整。计算机软件系统的恢复技术研究发起的时间较晚与计算机软件系统的保护技术，但却是计算机软件维护中不可缺少的一部分，其与计算机保护技术相辅相成，形成了可靠、稳定、无后顾之忧的计算机软件系统保护屏障，保障了计算机运行的安全和效率。在常规下，计算机保护技术会结合计算机系统漏洞，对系统问题进行修补处理，以确保计算机软件系统的安全。计算机恢复技术主要应用与计算机软件系统遭受严重破坏的补充，促进了计算机运行效率的提高。其主要的技术手段是利用硬盘克隆技术，将计算机内部的具体文件、重要内容、硬盘主引导、分区等重要信息进行拷贝，当计算机软件系统遭受到严重破坏时，利用这些数据对计算机软件系统进行恢复，使计算机能迅速的恢复到工作状态，以此提高计算机应用的效率。

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作为一个典型的应用领域之一，信息技术同样被广泛地应用到宝钢的节能降耗减排工作，它的应用不仅涉及到生产、输送，分配、监控，以及减排当中，而且全面覆盖能源的计划、统计、分析、预测、评估，还有日常管理。在宝钢看来，信息技术的应用，大概分为两类，一类是现场生产设备的应用，这个方面的应用各个钢铁企业在各个方面都有自身的尝试；第二个方面是系统生产管理的应用,就是利用信息技术的综合能力，对生产的各种信息进行收集、分析、预测、为系统管理和整体决策服务，以达到优化生产，完善系统的目的。

给大家汇报一个案例，就是宝钢的能源中心系统。现在讲的宝钢是现在宝钢集团的宝钢分公司，就是过去的宝钢，后来因为上钢和煤钢合并之后，原来最早的那个宝钢，现在是宝钢股份下面的宝钢分公司。今年预计产钢1600万吨，非常典型的一贯制的钢铁企业。

从能源中心管理系统来看，我们经常说的EMS，在提高能源系统的管理效率、优化能源平衡、促进节能减排、提高功能质量、完善消耗评估技术方面提供一个成熟、有效和使用方便的管控一体化解决方案，一套先进、可靠和安全的能源系统运行、操作和管理平台。

它的重点是宝钢在能源管理能领域，从传统的装备节能向同时重视系统节能转变，以改善和优化结构。EMS涉及三个类型技术，第一是涉及能源的工艺技术，包括能源的平衡模型，节能调度还有信息技术，包括传统的经常说的数据库，系统集成，现代网络。包括我们的现场总线，涉及一些数学工具，还有一些模型，诊断技术，把几种技术综合起来，结合软硬件平台，构建能源中心的管理系统。这是宝钢的能源中心的管理系统的一个示意图，这个左下角的弧形的是宝钢的能源中心的一个集中监控中心，控制宝钢所有的能源，水、风、电、气各种能源都在宝钢的能源中心监控下。

这是系统结构的一个简图，上面这个方框是能源中心的设备的配置情况。下面所有的设备都是连接到现场的所有的设备。负责数据的收集和现场的监控。

汇报一下能源中心系统的作用。在线监控，平衡调整，采用综合监控技术，实现对能源系统运行状况的及时监控，并且结合节能调度的措施，确保系统运行在最佳状态。高炉在生产过程当中产生的煤气，如果消化不了就放出去，大概很多同志看到过去钢铁企业都烟囱上冒火，都进入到大气层当中造成污染。第二作用是能源系统实现分散控制和集中管理。针对管理的要求，在公司层面建立能源管理系统，可以实现满足能言工艺系统特点的分散控制和集中管理。第三减少能源的管理环节，优化管理流程。第四，减少能源系统运行管理成本，提高劳动生产力。这个能源系统规模庞大，结构复杂，现场的管理，运行成本，还有检修量大，通过能源中心的建设，可以减少日常管理的，可以节约人力资源成本，提高劳动生产力。第五，加大能源系统的故障和异常处理，提高对全厂性能源事故的反应能力。所以处理异常事故的时候，效率会非常高。第六，优化能源调度和平衡，节约能源，改善环境。第七，进一步对能源数据进行挖掘，分析、加工、进行处理。能源中心系统的作用，提高能源的管理水平还有整体管理水平，还有能源系统的劳动生产率，改善劳动的质量。

第三能源中心系统的功能和任务，我不详细报告了，第一能源主设备的集中控制，操作调整，能源系统的快速采集，分析处理。

第四方面汇报一下能源中心系统的技术的要点。第一是现代自动化及信息技术。第二是节能调度技术。在能源系统里面，结合了我们的能源工艺的技术，这个所有的涉及到的节能调度技术的内容，涉及到宝钢有各种各样的能源设备。以客观信息为依据的基本的能源管理技术，基本的钢铁企业是一个粗放的管理，是基于一种经验性的管理，但是宝钢通过这个系统的运行，把粗放的经经验性的管理，事后的管理做了根本性的转变。然后是无人值守管理技术，在现场有很多的重要的能源的是无人值班的，是实现扁平化的技术，有三个典型特点，显著提高劳动生产力，显著提高能源体运行安全水平，还有显著提高能源供需的动态平衡水平从而实现良好的平衡和节能减排效果。

软条件花钱不一定可以买的着，硬件是可以买的着的。

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1.1OFDM(正交频分复用)技术

OFDM技术也被称为正交多载波调制技术，它把数据流分成若干个子比特流，这样每个子数据将具有底得多的比特流速，用这样的低比特率形成的低速率多状态符号再去调制相应的正交且相互重叠1／2的子载波，从而构成多个低速率符号并行发送的传输系统。信号在无线信道传输过程中，由于时间弥散引起的时延扩展，接收信号中的一个符号的波形会扩展到其他符号当中，造成符号间干扰(InterSymbolInterference，Is1)，为了避免产生ISI，应该令符号宽度远远大于无线信道的最大时扩展，采用多载波调制技术的子信道的符号宽度要比单载波调制技术信道的符号宽度大，所以有效的减小由时问弥散引起的ISI。

1.2使用增强技术提高数据传输率

目前传输速率最快的IEEES02．11g的标称传输速率为54Mbps，而实际它在数据链路层的理论传输速率仅为31Mbps。而在应用层，其实际传输速率通常在15M～20Mbps之间，而通过对802．1lg增强技术进行实际测试，在应用层数据传输速率最高可以达到40Mbps以。802．1lg增强技术主要采用了突发机制、快速帧等技术。在标准的数据传输过程中每两帧问都有同定等候周期。应用了帧突发之后，一旦成功传输完毕一帧，无线设备将会连续的传输以系列帧，大大减少了等待的时间，从而提高了实际的吞吐量。

2.基于WLAN的网络

DNC系统网络结构基于WLAN的网络DNC系统的网络结构，实现DNC主机与数控设备连接的无线串口服务器的作用是接收／发送RF(射频)信号并实现TCP／IP与RS232协议的转换。它向上接入标准无线局域网，RF收发模块使用超外差接收机架构接收RF信号，向下连接带有RS232串口的数控设备，使数控设备成为WEAN中的一个节点，从而达到集中控制和管理数控设备的功能，如NC程序传输、加工信息采集、状态监控等。其涉及到的关键技术如下：

2.1速率匹配问题

无线串口服务器向上接入无线局域网，网络宽带为108Mbps，应用层有效传输数率在40Mbps左右，向下接入连接的数控机床，其通信速度一般为4800、9600、19200baud。那么在从计算机向数控机床传输数据时，由于无线串口服务器的输入速度高，输出速度低，这就要求所使用的无线串口服务器有一定的数据缓冲区。但是，当传输的文件过大，在传输过程中接收的数据大于空余的缓冲区，将发生数据丢失现象，因此必须考虑一种机制来使数据缓冲区保持在一个合理的范围，即不过载也不欠载。在服务器端发送数据时将数据分包处理，循环发送各个固定长度的数据包，在发送之后通过函数调用使其等待一个固定周期再次进入下次循环，这样就可以有效的缓解串口服务器缓存不足，通过这种机制可以有效的解决速率匹配问题。

2.2计算机断开连接

由于串口设备到无线串口服务器数据传输速率远低于无线串口服务器到计算机的传输速率，计算机接收数据时将因为等待时间超出短开连接，这就要求合理设置接收的等待时间。

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1、引言

根据国家退耕还林有关政策，积极治理现有坡耕地，对25度以上的坡耕地实行有计划地退耕还林还草，不但有利于中西部的环境保护，而且对调整农业结构、提高农民收入有积极意义。因此能否为各地、市、县准确提供辖区内各种坡度的土地分布以及土地坡向情况，是能否客观制定该区域农业规划和退耕还林还草计划的关键；然而传统的手工圈绘和主观的''''估计''''水份太多，实地丈量不但劳民伤财而且精度低下。

我区广大的测绘工作者多年来为广西的国民经济建设做了大量前期性、基础性的工作，他们测制的1：25万、1：5万、1：1万的基本地形图为解决这一难题提供了物资基础；特别是近年来GIS（地理信息系统）技术的发展，使得这些可贵的资料在数字化处理之后日见增值，为准确、快速、低成本地获取地表的各种统计数据提供可靠的依据。

广西基础地理信息中心在为区党委、区政府制作的《广西综合区情地理信息系统（9202工程）》之西部大开发专题中，使用美国ESRI公司生产的GIS软件――ARC/INFO软件为东兰、乐业县制作了数字地面模型，进行三维地形表面分析和坡度量算统计，取得了准确客观的成果。

2、工作流程

在ARC/INFO中，管理、组织、存储数据最基本的单位是图层（coverage），一个图层相当于一个专题图，包含了地物的空间位置信息和属性信息。利用ARC/INFO进行土地坡度坡向高程的分布统计的工作流程如下：

1、利用国土资源调查结果，提取耕地信息，在ARC/INFO中生成耕地图层，给不同耕地分类赋予不同的属性；

2、获取该地区的DEM数据（DEM即数字高程模型，就是在一个地区范围内，用规则格网点的平面坐标（x,y）及其高程（z）描述地貌形态的数据集）；

3、分别生成坡度分布图层、坡向分布图层和高程带分布图层；

4、将耕地图层与坡度图层、坡向图层、高程带图层分别叠加分析，得到耕地的坡度、坡向、高程属性；

5、进行面积统计，叠加河流、行政区划、道路、居民点等基础地理信息生成专题图。

3、坡度、坡向和高层带分布图生成

坡度、坡向、高程带图层利用ARC/INFO的TIN模块，由DEM（数字高程模型）数据生成。

3.1DEM数据获取：

目前常用的获取DEM数据的方法有两种：

用航天、航空遥感影像立体像对提取DEM；

用现有地形图扫描数字化等高线，获取高程数据生成DEM。

用航天、航空遥感图像立体像对生成DEM，最大的优点是数据更新快，但购买影像费用高；用高程数据生成DEM，精度高于立体像对生成的DEM，但更新慢，周期长，仅对高程变化不大的地区适用。目前区测绘局具有的南宁市1：1000DEM数据由航空遥感影像立体像对生成；全区1：25万、1：5万DEM和部分地区的1：1万DEM数据则由高程数据生成。

用ARC/INFO生成DEM的方法是：数字化地形图，获取高程数据，包括高程点、等高线、软断线（如边界线等）、硬断线（如河流、山脊、陡崖线等），生成TIN（不规则空间三角网，一种描述地形表面的方法），再由TIN内插成DEM。ARC/INFO软件生成的TIN对点、软断线、硬断线有不同的插值处理方法。根据笔者对ARC/INFO和国产软件GEOTIN的对比试验，ARC/INFO软件生成的TIN在更大程度上拟合实际的地型，不足之处是加特征点的过程较为繁杂，生产时间较长。

3.2坡度图、坡向图、高层带图生成：

在ARC/INFO中，坡度、坡向是这样计算的：DEM上每个格网点的坡度由相邻8个格网点计算而成（图1）。高程的最大变化率即为该部分表面的坡度。坡向为用于计算坡度的那条线的方向。

运用TIN模块的分析功能可计算坡度、坡向和高程带，使用命令的关键是建立好坡度、坡向、高程带的分级定义查找表（LOOKUP-TABLE）。以坡度查找表为例，根据坡度分类的要求定义如下：

DEGREE-SLOPESLOPE-CODE2162153254905对应的坡度分类：(0°~2°)（2°~6°）（6°~15°）（15°~25°）（25°以上）

c="/Newspic/200881/1127448440.jpg"width=566border=0>

坡度查找表字段要严格定义如下：

4、图层叠加：

GIS强大的分析任务之一是将独立的特征类型合为一个新的特种类，代表了两个输入要素类的合并后的情况。图层叠加，是将土地利用图与坡度图、坡向图、高层分带图依次叠加，可研究它们之间的共同区域。运用OVERLAYEVENTS命令可进行叠加分析。

5、面积统计：

图层叠加后，根据各种分类条件提取耕地，可得到耕地按坡度、坡向、高程带的分布图，利用ARC/INFO的面积计算功能进行面积统计。

精度情况：据清华大学人居环境研究中心党安容等人研究，经国家测绘局验收的1：25万的数字地图（高程精度为25米），在用于分县土地坡度分级计算时，最小误差是0.9%，最大误差为4.9%[1]，适合省级农业部门制定宏观规划。如果利用即将完成的全区1：5万DEM和已经完成的1：1万DEM（西江流域），将得到更高的精度，适合县一级及县以下农业部门制定本县、本乡的部门农业规划。

值得注意的是，在坡度较大的地区，平面面积与三维地形表面积相差较大，笔者利用1：25万高程数据生成的DEM计算东兰县平面面积为2438平方公里（国土部门公布的数据：2434平方公里[2]），曲面面积为3437平方公里，平面面积与曲面面积相差较大。东兰地处大石山区，山岭绵延，河谷深切，地形起伏较大，利用ARC/INFO的表面积计算功能统计面积应该更为合理。

6、输出专题图：

对生成的各种分布图按照需要叠加河流、行政区划、道路、居民点等基础地理信息生成专题图输出。笔者在《广西综合区情地理信息系统（9202工程）》之子系统建设中，利用WebGIS将退耕还林试点县东兰县、乐业县的坡度图制成网络电子地图（图3），可供局域网上浏览和查询。

【参考文献】