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气象统计分析范文1
关键词：儿童早期绘画；教育；影响
儿童早期绘画有着自身发展的基本规律，作为教师，只有从儿童的角度去看世界，充分观察儿童的作画规律，才能理解儿童的内心世界，才能有效地调整教育策略，才能有针对性地对于学生的创造和想象予以正确的点拨和鼓励，从而使儿童在早期教育的过程中，身心得到更好的发展。
一、儿童早期绘画的基本特征
儿童绘画通常由线条的描画开始，这一阶段称之为涂鸦，涂鸦更倾向于是儿童的绘画游戏，在经历了涂鸦阶段之后，儿童的绘画开始进入前样式化阶段。儿童会在这一阶段进一步了解绘画与现实生活之间的联系，并开始运用除线条以外的圆形和椭圆形，但他们不以基线作参照。儿童在早期绘画中出现的另一个特征就是以简化的原则运用圆形单元，他们会接二连三地使用同样的图画单元。在儿童的前样式化绘画阶段，圆圈是他们普遍所偏爱的形状，这符合心理学对视觉研究得出的结论，即视觉总是对圆形形状有优先的把握，当刺激物比较模糊时，视觉总是自动地把它看成是一个圆形，此外，圆形的完美性也容易引人注意。
二、儿童早期绘画对教育措施的影响
儿童早期绘画的基本特征决定了对儿童的早期绘画教育必须要遵循儿童身心成长的客观规律，因此，为了保护儿童的艺术天性，在教育的过程中教师必须要首先遵循儿童艺术潜能的发展规律。对于儿童绘画天赋的保护要求教师不能损害儿童对于事物的直接性的情感反应，不能过早地将成人世界中的评判标准灌输给儿童，要尽量多为儿童的自由发展创造条件与空间，让儿童能够顺应天性去广泛地感受现实世界的所有事物，只有这样，才能体现出儿童早期绘画对于儿童教育的重要促进作用。教师必须要重视对儿童的教育，这种教育要从对儿童观察生活的引导开始，应当让儿童到大自然中去感受美，积累美的体验，加深对美的事物的主观理解。儿童的艺术创造教育则应当打破传统的以灌输为主要方法、以临摹为主要教育内容的旧思想，积极地提倡让儿童自由创造的新观念。
绘画是一个人对于客观事物以及自身思维的美好想象，对于儿童来说，早期绘画则能够挖掘儿童的潜力，拓宽孩子们的想象空间，更能够有效地提升儿童的动手能力。因此，作为儿童教育工作者，必须要积极研究绘画艺术对于儿童早期教育的重要作用，采取科学的教学方法，从而使儿童能够获得全面的发展。
气象统计分析范文2
关键词： 气象信息； 直通平台； 平台建设； 可行性分析
中图分类号： TN919?34； TP131 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）08?0061?02
随着社会的发展，人们生活不再仅仅局限于传统的衣、食、住、行，对周围的居住环境及环境安全，气候变化，越来越重视，对气象信息的要求越来越高。近年来，各级气象部门不断加强公共服务产品的开发，提高公共气象服务产品的质量，临沂市气象局也适时开发了气象信息直通平台，以减少暴雨（雪）、雷电、冰雹、大风、大雾、低温、雨雪冰冻等自然灾害[1]对人民群众生命财产安全、经济社会发展和生态环境保护带来的威胁，将各种灾害性天气造成的损失将减到历史最小极值，实现气象事业对经济社会发展的现实性作用、对国家安全的基础性作用、以及对可持续发展的前瞻性作用。
1 平台建设必要性分析
传统的气象信息主要通过电视、报纸、广播、短信、互联网络[2]等途径向外，这些方式需要有一个媒体中转过程，会有一定的时间延迟，公众也要通过这些媒体渠道来接收信息，其到达率会有一定程度的损失，从而影响了气象信息的有效性。因此，传统的气象预警方式无法及时地应对突发性的气象灾害。
为切实提高市、县气象部门气象监测、预警、服务能力，拓宽气象信息传播渠道，扩大气象信息覆盖面，最大程度把气象信息传播传递到被影响的群体，解决气象信息传播“第一时间”和“最后一公里“问题，切实推动气象为农服务“两个体系”建设，必须建设气象信息直通平台。
气象信息直通平台可以在第一时间直接面向公众气象信息，无需通过媒体中转，能够有效地缩短的时间延迟，提高到达率，从而提高气象预警信息的有效性。若有重要转折性、灾害性自然现象出现，政府气象部门通过气象信息平台做到早、早部署、早预防，也可用于政府部门其他突发事件、重大灾害预警、政策宣传、商贸资讯等方面的信息。
2 平台设计必备条件
2.1 先进性
气象信息直通平台能实现“定时控制，定点与广播，文字消息与视音频广播结合，跨部门互联，应急优先，自然灾害紧急自动播控”，具备较高的先进性、实用性、经济性。平台必须兼顾今后几年气象事业发展而提供的各类新服务产品。
2.2 经济性
性能优越、技术先进是气象信息直通平台的首选，但对于经济性也不能忽略。在设计时要充分考虑到这一点，即使系统先进简易又不失经济可靠。一台平台带几十到几百个接收终端，将大大减少施工费用、工期，既减少系统的维护费，又提高了系统的稳定性。
2.3 可靠性
平台系统最重要的是可靠性，一旦瘫痪的后果是难以想象的，无论硬件还是软件必须具有很强的稳定可靠性，平台设计初始要考虑各类可能发生的故障及应急处理方案。
2.4 规范性
气象信息直通平台是一个严格的综合性系统，在系统的设计与施工过程中必须参考各方面的标准与规范，严格遵从各项技术指标，做好系统的标准化设计与施工。
3 平台的建设原则
坚持常态与应急相结合的原则，既满足应急业务和指挥要求，又满足日常气象服务需求，统筹考虑各类气象服务产品的。
坚持实用、节俭、高效的原则，利用和整合现有气象探测、预测、预警设施[3]，以需求和提高服务效果为导向，集约化发展，低成本建设。
坚持先进、安全原则，实现业务处理自动化，设备性能稳定可靠，相互兼容，方便系统扩展和升级，保证系统的持续发展。
4 结 语
气象信息直通平台可以逐渐扩展到机关、学校、乡镇、矿山、化工等各个行业领域，提供灾害天气预报预警，为乡镇及时提供农情、雨情、灾情和气象科技信息及森林火险等级等各类气象信息，农民群众能够方便及时地了解天气情况和气象信息，便于开展各项农业生产，有效防御和减轻气象灾害对各行业的影响，切实避免和减少由此引发的安全事故，增强了为农服务的能力，使气象信息真正成为农业生产和防灾减灾的贴身参谋和助手。
参考文献
[1] 张延龙.数据挖掘技术在公共气象服务中的应用[J].现代电子技术，2009，32（16）：88?90.
[2] 何小明，蒋永东.气象信息共享服务业务平台用户认证系统的设计[J].现代电子技术，2007，30（21）：86?88.
[3] 杨桂娟，鄢志宇，郭素杰.锦州市公共气象预报服务业务工作平台[J].现代电子技术，2012，35（18）：41?43.
[4] 刘小东，杨承睿.基于ArcGIS的气象电子显示屏管理系统研发[J].电子科技，2011（3）：6?8.
气象统计分析范文3
关键词：ERP；风险管理；系统升级
中图分类号：F270.7
伴随着全球经济一体化，我国经济迅速发展，国内企业面临的竞争越来越激烈。要想在国际竞争中占有一席之地，提高企业的管理化水平、加强信息化建设势在必行。ERP系统包含了信息技术与先进的管理思想，尤其是ERP理论逐渐在企业中应用并推广起来，成为一种新的运营模式。它对于改善企业内部业务流程和管理流程、优化资源配置、提高企业核心竞争力起到了至关重要的作用。近几年来，ERP也逐渐呈现出新的发展趋势：与电子商务技术衔接越来越紧密、纳入产品数据管理PDM功能、增加工作流功能、与客户关系管理的集成化等等。相应，ERP系统软件也更新换代也十分迅速，伴随着业务量的迅速增加，企业对自身信息化要求也越来越高，对于系统项目潜在风险也越来越值得关注[4]。
作为一项复杂的项目管理过程，ERP项目实施的各个阶段，都潜在着诸多的风险因素：缺乏信息化项目管理意识，项目风险意识淡薄，领导重视程度不高等各种因素[3]，都会影响到项目是否能够实施成功。
在一些大型集团性企业中实施ERP项目，风险管理已经作为一项专题被引起足够的重视，很多企业会请专业的风险评估团队对实施项目进行风险评估。风险管理理论、方法是20世纪80年代被引入到国内，并应用于项目管理中的[1]。但由于我国风险管理起步晚，与西方国家相比，仍存在风险意识不强、风险管理机制不完善、缺乏多样的有效实施管理手段等问题。而在ERP项目中能够借鉴的、较为成熟的风险管理理论方法及管理经验也十分欠缺[2]。
本文借助ERP系统升级项目，对存在的风险因素进行分析，研究，不仅能够最大程度的规避风险，也希望对相关项目风险进行案例分析总结，为以后项目的实施建立有效的ERP项目风险管理的理论与经验。
1 ERP系统升级项目风险分析
诸多大型企业随着内部业务量的激增、管理核算需求的增加及软件自身的更新换代，均面临ERP系统升级问题。在实施ERP系统升级项目中存在的若干潜在风险也越来越得到更多企业的关注。从整体实施而言，其潜在风险主要表现为以下两个方面：
1.1 行业的业务特点对项目的成功实施形成考验
大型企业内部运作方式、管理核算方法存在明显的行业特点，且几乎不为行业外所了解。尽管行业内在实施大型ERP项目时大多采用ERP业内具有雄厚技术实力和丰富经验的企业，但不了解内部行业管理经营方式、行业特点和运作模式成为这些ERP系统升级项目实施和管理中的弱势所在，导致项目实施过程中存在着影响项目成功实施的潜在风险。
1.2 项目实施要求高、范围广
首先，大型的集团企业往往要求ERP系统具有较高的稳定性。同时，ERP系统与其他业务系统间既要运行相对独立又要相互配合，实时进行大量业务数据的储存、交互、处理及信息管理。同时，ERP系统数据作为企业内部制定发展策略的重要依据，具有行业机密性，这对ERP系统的安全性、可靠性都具有较高要求，需要能够保证数据交互的准确、及时、安全。同时，对于系统的工期也有严格要求。
其次，大型企业内部生产流程及业务量等特点决定了其ERP系统升级项目实施影响范围广，主要体现在系统所涉及的业务流程复杂、业务内容多、多样的集成关系等方面。比如项目中除了需要对系统版本进行升级，还要考虑系统架构、硬件要求、系统中各业务模块流程的衔接，与其他业务系统间接口的建设，以及如何实现实时数据交互，保证数据一致性。
最后，行业的快速发展，要求ERP系统具备一定的行业前瞻性。目前，随着国民经济的发展、行业竞争日益激烈，企业业务量的急速增长为ERP系统的建设也带来了一定的运行压力；目前ERP系统不再局限于对当前业务的支撑，而是需要为行业提供更为高效的管理手段、依据，为行业开展改革和深化管理提供有力的支持和引领。因此，ERP系统需要具有一定的前瞻性，以满足行业发展的需求。
除此以外，方案设计方与业务用户沟通等问题导致涉及方案或实施计划不完善，用户需求变更频繁，项目实施过程中缺少必要的资源，项目决策执行力不够，项目管理事件沟通不畅都有可能影响整个项目的顺利实施，带来一定风险。
2 风险应对策略
为了能够保障ERP系统升级项目顺利实施完成，针对之前分析得出的风险，我们可以从以下几个方面来考虑进行应对：
首先，为确保项目风险应对策略的准确性，进一步详细分析项目各类别风险，通过深入分析风险影响，针对每类风险分别制定应对策略，为后续制定具体项目风险应对措施提供依据。
其次，建立切实有效的风险预警系统，对于项目实施过程中风险的有效监控具有十分重要的作用及意义。风险监控的意义主要是能够针对项目中的风险实现有效的管理，消除或者控制项目实施过程中风险的发生或者能够避免造成不利的后果。
最后，制定了风险应对策略和具体措施后，应用审核检查、风险预警、项目风险报告等方法，制定包括风险监控决策机制、问题处置机制、变更请求控制、风险再评估与风险应对计划修订、风险处置应急机制等在内的项目风险监控机制，完成风险处置和监控工作，为项目的顺利实施提供了保证。
3 结论
ERP系统给机场集团带来先进的管理理念与内部资源优化的同时，也得到集团公司的不断重视。大型企业希望通过不断加强自身信息化建设，深入实施ERP，不断提升企业自身核算、管理能力。但是在以往实施大型ERP项目管理的过程中，项目风险管理水平的不足对项目的顺利实施造成了影响，使得集团企业对实施大型ERP项目的风险管理效果日益关注。本论文正是在这样的背景下，开展了ERP系统升级项目风险管理的应用研究。
本论文以以大型企业ERP系统升级项目为研究对象，通过理论与实际的充分结合，研究了该项目的风险管理。通过本论文研究，得到如下结论：
（1）作为企业大型ERP管理项目，ERP系统升级项目不仅具有ERP项目紧迫性、周期长、不确定性和复杂性等普遍特点及其所带来的项目风险，还由于企业行业具有显著的运营管理特点等状况，导致该项目存在着若干潜在风险。
（2）本论文通过分析A集团ERP系统升级项目风险因素，制定了风险应对策略和具体措施；应用审核检查、风险预警、项目风险报告等方法，制定了包括风险监控决策机制、问题处置机制、变更请求控制、风险再评估与风险应对计划修订、风险处置应急机制等在内的项目风险监控机制，完成风险处置和监控工作，为项目的顺利实施提供了保证。
参考文献：
[1]沈建明.项目风险管理[M].北京：机械工业出版社，2011.
[2]谢喜丽.项目风险管理发展历程及趋势[J].合作经济与科技，2010，14：70-71.
[3]卢新华.我国企业实施ERP管理的风险因素分析[J].科技管理研究，2002（1）：23-25.
[4]王曰仙.ERP系统实施风险及其评价研究[D].中国海洋大学企业管理学术论文，2008.
气象统计分析范文4
【关键词】流动儿童；保健现状；影响因素
儿童保健是社会卫生服务的重要内容之一，一个地区的儿童保健指标直接反应该地区的经济、文化发展水平[1]。随着国家城镇化脚步的加快，流动人口数也逐步上升，这使得地区流动儿童基数大为增加，而传统的儿童保健均建立在户籍基础上，这导致该部分儿童保健水平相当低下，这将严重影响地区经济、文化发展水平[2]。为分析流动儿童保健现状，并探究其影响因素，笔者现选取我市2013年1月到2014年1月间的240例流动儿童及196例户籍儿童进行如下研究：
1.资料与方法
1.1研究对象
选取我市2013年1月到2014年1月间的240例流动儿童（流动组）及196例户籍儿童（户籍组），流动组儿童男女比例为139：101，年龄为1-11岁，平均年龄为6.4±1.4岁；户籍组儿童男女比例为111：85，年龄为1-12岁，平均年龄为6.1±1.8岁。两组儿童一般资料差异无统计学意义（p>0.05）。两组儿童问卷均由父母回答。
1.2方法
根据分层整群随机抽样法进行问卷调查，调研问卷选用国务院妇儿工委“流动人口中妇女儿童享有与户籍所在地妇女儿童同等卫生保健服务现状与对策研究”中的相关问卷。问卷内容分为两大部分，36个问题，第一部分为基础资料部分，其内容有：本阜、职业、学历、收入等（家长）；第二部分为儿童保健现状，其内容包括：儿童出生体重、喂养方式、预防接种、体检卡以及现时健康程度等。调查人员均为我院从业医师，携带标准秤、听诊器、标准尺等。对比两组儿童的主要保健指标，并分析其差异及影响因素。
1.3统计学分析
选用 SPSS16.O 软件对数据库进行录入和统计分析。其组间构成比较用卡方来进行检验，组间疗效比较用等级资料的秩和进行检验分析，两组均数比较用 t进行检验。计数资料采用χ2检验，以 P
2.结果
2.1两组儿童保健指标分析
流动组儿童除母乳喂养率外，其余保健指标均显著低于户籍组（p
2.2流动儿童保健影响因素
调查显示，72例流动组儿童家长选择院外分娩的原因为：住院费用太高占81.94%，医院不方便占12.50%，无法赶到医院占5.56%。当询问儿童家长如住院分娩免费是否选择住院分娩，98.61%（71/72）家长选择肯定。29例未疫苗接种儿童原因为：不清楚接种疫苗疗效占55.17%，工作较忙没有时间占17.24%，经济因素占13.79%，其他占13.79%。
3.讨论
流动儿童保健已然成为影响地区经济、文化发展的重要问题[3]。临床研究显示，流动儿童保健存在问题为：（1）流动儿童基数巨大，约为本市户籍儿童的1.6倍；（2）流动儿童保健水平低下，我们的研究中发现，流动组儿童除母乳喂养率外，其余保健指标均显著低于户籍组。且本市近3年的90%以上的新生儿破伤风案例均来自于流动人口。（3）流动儿童保健水平显著低于地区经济增长水平，其对地区全面发展带来极大挑战[4]。我们的研究中还发现，流动儿童保健水平低下的原因主要表现为经济及健康认知不足两个方面。这就要求政府及相关医疗机构积极通过健康知识讲座、服务等方式来提高流动人口健康意识，同时将流动儿童纳入户籍儿童保健系统中，对流动儿童进行全人口管理[5-6]。此外，政府还需积极建立健全儿童保健信息网络，对每一个儿童保健状况进行跟踪检测，保证儿童保健水平与地区经济发展水平相匹配。
【参考文献】
[1] 孔桂花，丘先，徐志浩. 深圳市宝安区流动儿童保健现状及影响因素调查[J]. 中国妇幼保健， 2013，28（29）：4824-4826.
[2]M， Katz，J， Urkin，Y， Bar-David. Child health care centres： an academic model for comprehensive child health care in the community[J]. Child： care， health and development， 2005，31（2）：217-22.
[3] 李雪莉，王艳萍，向卉，等. 205名城市常住与流动学龄前儿童入学能力及影响因素分析[J]. 中国妇幼保健， 2013，28（15）：2380-2382.
[4] 张悦秋，闫冬梅，房秀丽. 城市流动婴儿喂养现状分析[J]. 职业与健康， 2011，27（15）：1740-1742.
气象统计分析范文5
作者简介:罗小刚（1974-），男，贵州凯里人，副教授，主要研究方向：生物医学传感器、生物医学仪器; 汪德暖（1986-），男，安徽亳州人，硕士研究生，主要研究方向：嵌入式软件设计、图像处理算法； 柏兴洪（1985-），男，重庆人，硕士研究生，主要研究方向：嵌入式系统构建、医学电子系统设计。
文章编号:1001-9081（2011）08-02270-05doi:10.3724/SP.J.1087.2011.02270
（重庆大学 生物工程学院，重庆400030）
（）
摘 要:针对传统气体检测方法的不足，提出了基于嵌入式和卟啉阵列传感器的气体快速检测系统及其图像分析算法。该系统通过USB接口的摄像头采集待测气体与卟啉阵列传感器反应前后的RGB图像信息，再由图像处理算法得到图像中每个卟啉点的颜色变化信息，最后通过模式识别算法得到待测气体种类和浓度。重点研究了检测系统的结构及软件功能的设计，给出了针对卟啉阵列传感图像的图像处理算法及与标准数据库匹配的模式识别算法。通过对氨气等气体进行试验，结果表明该系统及其分析算法能够很好地识别出气体的种类和浓度。
关键词:气体检测;嵌入式系统;图像处理;模式识别
中图分类号: TP212.2; TP391.413文献标志码: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
随着现代工业的发展和人们生活水平的提高，人类生存的大气环境日益复杂，各种有害气体严重危害人类的健康［1］，某些有毒气体，微量就可以置人于死地。因此，对微痕量有毒气体快速、准确的检测是很有必要的。目前，微痕量毒气快速检测一般采用的是气敏传感器［2-3］直接检测的方法，这种方法与滴定或比色法、气象色谱质谱连用法等［4］毒气检测方法相比，成本低，检测过程快速方便，非常适合毒气的现场实时检测，利于仪器的微型化。但是单一的气敏传感器的选择性较差，气体检测的精确度不高。为此，廖海洋等人提出了在此方法上的多点测量的技术方案［5］。
本文基于多点测量气敏传感器检测技术，设计了一种基于嵌入式的微型微痕量毒气快速检测系统及其图像分析算法，以金属卟啉为敏感材料［6-8］，制成6×6卟啉化学传感器阵列，嵌入以ARM9 S3C2440为核心的软硬件控制分析系统，通过图像分析算法检测有毒气体与卟啉阵列传感器反应后的颜色变化信息，进而得到待测毒气的信息。该系统具有小型化、成本低及检测方便快速等优点，能够快速准确地检测出待测气体的种类和浓度。
1 系统结构及其软件功能设计
基于嵌入式的微型微痕量气体检测系统包括气体检测所需的硬件系统以及用于对气体检测过程所获得的图像信息进行采集、处理、分析和保存等操作的软件系统。本文采用基于ARM/Linux的嵌入式系统［9］作为毒气信息采集和处理的硬/软件平台。
1.1 系统构成
硬件系统是由嵌入式ARM S3C2440为核心主控制系统和以微控制器（MicroController Unit, MCU）（PIC16F877A）为核心的微控制系统构成。嵌入式ARM S3C2440构成的主控制系统作为该检测系统的核心，主要完成图像数据的采集、图像的处理、图像的存储、图像的显示以及控制微控制系统等功能；MCU构成的微控制系统作为嵌入式主机的辅助控制系统，其基本组成包括微型气泵驱动及控制子模块、反应条件监测子模块统、报警装置控制模块以及与嵌入式主控制系统的通信，主要完成系统微型气泵转速的调节、反应条件的实时监测、浓度超标的报警及其与嵌入式主机的双向通信。基于嵌入式微痕量毒气检测系的结构如图1所示。
软件系统是以Linux作为操作系统内核，在QT软件平台下编写的交互界面软件，通过LCD触摸屏，实现人机界面的交互操作。软件系统主要由硬件通信模块、图像采集模块、图像处理模块、数据分析及保存模块构成。
图1 系统的结构框图
1.2 检测流程
系统的检测流程如下：首先，把卟啉传感器点阵芯片放入反应气室，打开气室照明系统，控制摄像头采集反应前卟啉阵列传感器点阵图像；然后，打开气泵把待测气体通入反应气室，与卟啉传感器阵列发生反应，待到反应完全后，采集反应后卟啉阵列传感器点阵图像；最后，将采集得到的反应前后的图像信号，经图像处理、模式识别等操作，对特征信号进行识别，给出检测结果，并把检测过程中的有用信息保存到U盘或SD卡。在整个采集过程中，系统还通过流量传感器，温度传感器和湿度传感器对反应气室内气体流速，温度和湿度进行检测并通过控制气泵转速控制气体流速，实现对反应条件的控制。
1.3 系统软件功能设计
系统的交互软件功能结构如图2所示，该系统包含硬件通信、图像采集、图像处理、模式识别、数据库管理和存储6个功能模块。各功能模块设计是在ARM/Linux操作系统和QT软件开发平台的环境下编程实现的，通过LCD触摸屏的点击操作，实现检测过程的控制。
图2 毒气快速检测系统功能结构
1.3.1 硬件通信模块
ARM嵌入式上位机需要与以MCU为核心的控制系统进行通信，从而实现对检测系统的控制。ARM嵌入式上位机通过RS-232端口向MCU发送串行命令来实现气泵控制和LED照明控制，并接收MCU检测到的环境参数信息。
1.3.2 图像采集模块
S3C2440芯片内部集成了USB控制接口，所以上位机可以通过控制USB接口摄像头，来实现图像的采集。在ARM/Linux操作系统下，通过QT软件平台调用USB摄像头驱动程序，通过软件编程，可实现图像的实时采集与显示。数据采集的软件界面如图3（a）所示。
1.3.3 图像处理与模式识别模块
图像处理模块与模式识别模块是整个毒气检测过程中非常重要的部分，其结果将直接影响到毒气检测的速度和精度。通过图像处理得到反应前后卟啉阵列传感器图像RGB差值编码信息，此差值编码信息可以唯一地表征待测气体的种类和浓度信息。模式识别就是把得到的RGB差值信息与标准毒气指纹数据库进行匹配，从而得到毒气的特征信息。图像处理及模式识别界面如图3（b）所示。
图3 系统交互软件界面
1.3.4 数据管理与保存模块
数据库管理模块用来管理和存储毒气的实验数据，包括毒气指纹数据库和测试毒气数据库。毒气指纹数据库存储的是检测系统对标准毒气进行测试得到的数据，是在模式识别中用作参考的标准数据，一般用户不可修改或删除。测试毒气数据库存储的是系统对待测毒气进行检测得到的数据，包含待测气体的检测信息。数据库记录了系统对毒气检测所得到检测数据及检测过程中的环境数据。
保存模块利用U盘或SD卡作为存储设备，存储反应前后原始图像、处理后图像、环境信息及毒气信息等检测数据。
2 系统图像分析算法设计
由于软件系统运行在基于S3C2440的嵌入式平台上，这就要求软件算法在满足设计要求的情况下尽可能少占内存空间，运算量也要尽可能小，算法的设计既要能满足精度的要求，也要满足嵌入式ARM S3C2440的硬件要求［10］。因此，一个合理的图像处理及模式识别算法将有助于系统实现快速检测，并能满足系统检测的精度。
2.1 图像处理算法
根据卟啉传感阵列图像特点，卟啉点区域内部灰度值具有相似性，而卟啉点区域与背景区域灰度存在不连续性。图像处理的目的就是利用图像的这种特点，运用图像分割技术将卟啉点从图像背景中识别出来，然后分别提取卟啉点颜色信息进行计算、编码，获得传感器对于目标气体的响应特征。图像处理算法包括图像的预处理、卟啉点的识别和特征的提取。
2.1.1 图像预处理
图像预处理是对图像进行剪切、灰度化处理和滤波操作，去除不包含卟啉点的图像边缘部分，滤除图像中噪声的干扰。
图像剪切采用自动剪切的形式，由于传感器阵列芯片在气室中的位置固定，卟啉点所在的区域大致不会变化，因此，只要确定卟啉点所在区域的起始终止坐标，就可以很容易地去除图像边框的无用信息。剪切结果如图4（b）所示。
在阵列图像中，卟啉点颜色RGB值较小，为了增大卟啉点与背景图像的差异，灰度化处理算法采用了最小值法，如式（1）所示：
Gray（x,y）min （R,G,B）（1）
采用最小值法进行灰度化处理的结果如图4（c）所示。采用最小值法能够增强卟啉点与背景的对比度，有利于后续图像处理。
在系统采集的图像中，卟啉点所包含的颜色信息，是识别毒气的特征信息，滤波既要能够保留卟啉点信息，又要能够去处干扰的噪声信息。系统滤波算法采用形态学滤波方法。在本系统采集的图像中，卟啉点近于圆形，而噪声干扰信号呈不规则的线性，因此算法采用的是圆盘形的结构元素，这种算法既能滤除噪声干扰又能保留卟啉点的信息。形态学滤波的结果如图4（d）所示。
图4 预处理过程
2.1.2 卟啉点识别
卟啉点识别是利用分割算法把卟啉点从采集图像中识别出来，以便后续卟啉点特征的提取。图5（b）是利用全局阈值分割算法的结果，由于阵列图像中卟啉点有很大的灰度差异，部分卟啉点的灰度值较小，与图像背景值非常接近，利用全局分割算法很难在不引入噪声干扰的情况下一次性识别出所有的卟啉点,而从图5（d）弱信号卟啉点的区域直方图可以看出单个卟啉点的较小区域内，背景灰度值范围较小，单个卟啉点与其小范围背景有较大的灰度差异，直方图存在两个明显的波峰，可以选择一个合适的阈值将卟啉点与背景分开。基于此种现象本系统提出了基于网格划分的区域分割算法。基于网格划分的区域分割算法是以阈值分割为基础，结合网格划分的方法，实现了卟啉点自动准确的识别。
图5 卟啉阵列图像分析
在检测过程中，由于操作的误差，往往导致采集的传感器阵列图像发生轻微的形变，如图6（a）所示阵列图像发生了一个角度的倾斜，这将影响网格的自动划分。因此，在卟啉点定位之前，先要对图像进行角度的调整。功率谱表征了信号功率随频率的变化，当阵列图像的阵列点在准直方向上时，功率谱在零频率点应有一个最大值，因此可以利用功率谱来实现角度的自动调整。
图像产生的倾斜角度的范围一般在（-10o，10o），因此把图像在此范围内旋转，计算水平方向上的零频率点的功率谱，当使功率谱达到最大时的旋转角度最佳。旋转θ角度后功率谱函数如式（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。
求得图像在（-10°，10°）范围内每个θ对应的功率谱，比较在零频率点处各旋转角的功率谱P（0,θ）的大小，得到最大P（0,θ）对应的倾斜角度θ0，则θ0即是图像的倾斜角度。图6给出了原始图像、预处理后图像及阈值分割后图像根据倾斜角度θ0校正后的结果。
图6 图像自动校正算法结果
网格化分是在校正后的阈值分割图像（二值图像）上进行的，如图6（d）所示。在传感器阵列图像中，卟啉点以阵列的形式排列成行和列，相邻卟啉点之间不连续，行和列之间存在一定的间隙，因此，按卟啉点的行和列划分网格线，网格线正好切中卟啉点所在的行和列。但由于不同实验采集图像中的同一卟啉点形状大小不一、位置不固定及排列不整齐等因素致使行列间距不固定，因此不能采用固定间距对图像进行网格划分。本文算法是通过对二值图像进行行列投影，根据投影值来确定网格划分的位置。对二值图像进行网格化分前首先要对其进行反相操作，使得卟啉点区域为1，背景为0，如图7（a）所示。
反相后二值图像的行投影和列投影的计算公式如式（3）、（4）所示：
H（y）∑M－1x0f（x,y）（3）
V（x）∑N－1y0f（x,y）（4）
其中：H、V分别表示图像f（x,y）在在水平方向和垂直方向上的灰度投影, f（x,y）表示反相二值图像，M、N表示图像f（x,y）的行数和列数。图7（b）、（c）所示分别为图像行和列投影信号，从图中可以看出行列间隙的投影值为零。
划分网格的方法是通过检测行列投影图像的不为零的区域（积累的个数大于5），计算不为零的区域的宽度，在其1/2处划一条网格线，这样就可以得到切割卟啉点的网格线，如图7（d）所示。由于，卟啉点分布有可能一行或一列都是弱卟啉点，这样利用上述方法划分网格，可能会出现网格缺失，为了防止这种现象，本文算法通过对投影图像的波谷宽度进行统计，找到最接近的大部分波谷宽度，计算其平均值作为卟啉点行列间距d。用行列间距对每一个波谷进行检测，如果波谷的宽度大于1.5的行列间距，则认为网格缺失，在此波谷宽度的1/2处位置加一条网格。
阵列图像通过自动网格划分，得到6×6个网格交叉点，每个交叉点包含在一个卟啉点区域内，以此网格交叉点为中心，以行列间距的一半为半径，提取出各卟啉点所在区域，由于单个卟啉点与其小范围背景有较大的灰度差异，可以通过区域直方图选择合适的阈值，通过区域阈值分割［11］的方法将此卟啉点与背景分开。区域阈值分割的结果如图7（e）所示，可以看出卟啉阵列图像的卟啉点区域都被识别出来。
图7 网格划分
2.1.3 特征提取
特征提取的目的就是在通过卟啉点识别获得的卟啉点区域基础上，提取出卟啉点的特征信息，为后续的毒气的特征识别提供可靠、有效的分析数据。
图8（a）所示为卟啉点识别后的图像（根据区域分割的结果，从原始图像中提取出卟啉点区域），从图中可以看出，卟啉点在其中心区域颜色比较均匀，而边缘颜色扩散。根据此特征，特征提取的方法采用的是比例半径法，即计算每个卟啉点的中心和半径，中心点为圆心，选择一定比例的卟啉点半径的圆形区域作为有效区域。通过选择合适的加权比例系数，不仅能够去除边缘颜色发散的区域，而又能最大限度地保留有效区域。对于加权比例的值，越小越能去除边缘发散的颜色点，而同时参与特征提取运算的颜色信息也越少，因此，加权的比例应该在能去除边缘发散颜色区域的前提下，尽可能地大。通过大量的实验得到加权比例在0.2～0.6获得像素值比较稳定，因此本文算法选择0.6作为加权比例。
通过比例半径法获得卟啉点的有效区域，特征提取算法是计算有效区域所有像素颜色值的平均值作为特征值。每个特征值包含R、G、B三个颜色分量，分别是卟啉点的有效区域所有R、G、B的平均值。本系统采集的传感器阵列图像包含6×6个卟啉点，所提取的特征信息就包含108个分量，将这108个分量按照从左到右、从上到下的顺序进行编码，就得到了图像的特征颜色编码值。如果把卟啉点区域的所有像素都赋值为该卟啉点所在区域的特征值，就可得到表征卟啉点特征值的特征图像，如图8（c）所示。
本系统通过摄像头采集反应前后的传感器阵列图像，再通过图像处理算法获得反应前后的特征颜色编码值，然后对反应前后特征颜色编码值取绝对差值，即可得到传感器阵列图像的差值编码信息，此差值编码唯一表征了毒气的特征信息，是系统检测所要获得的目标信息。表征差值编码的特征图像如图8（d）所示。
2.2 模式识别
模式识别是根据图像处理获得的差值编码信息，来识别出图像的特征信息。利用本系统对已知种类和浓度的毒气进行实验，获得标准毒气的差值编码信息，根据标准毒气的差值编码信息建立毒气指纹数据库。对未知的待测毒气通过本系统进行测试，得到测试毒气的差值编码，用此差值编码与毒气指纹数据库进行模式匹配，从而得到对应此编码的毒气信息。
模式识别是采用欧氏距离，来判断待测毒气的差值编码与哪种标准毒气的差值编码最相似，与待测气体差值编码最相似的标准毒气差值编码所对应的毒气信息，判定为待测气体的毒气信息。
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是待测毒气差值编码的R、G、B分量，Rc、Gc、Bc是标准毒气差值编码的R、G、B分量，dR、dG、dB是R、G、B分量的欧氏距离。
本文算法利用dR、dG、dB的平方和作为模式识别相似性测量的标准，如式（6）所示：
S（6）
选择一个阈值Ss作为判断识别结果是否正确的依据，用式（6），把待测气体的差值编码与指纹数据库中标准毒气的差值编码分别进行计算得到S值，选取最小的S值与Ss相比较，如果低于这个值，则识别成功，待测毒气的特征信息就是最小S值对应标准毒气的信息，如果大于阈值Ss，则认为识别失败。
图8 特征提取
3 实验结果及分析
实验用氨气作为待测气体模拟微痕量毒气，与卟啉传感器阵列进行反应，利用本系统采集得到反应前后的阵列图像，通过图像处理算法，得到反应前后的图像的差值编码。用一个矢量来表示差值编码，如式（7）所示：
RGBR1,G1,B1,R2,G2,B2,…,Ri,Gi,Bi,…,RM,GM,BM（7）
其中：RGB表示差值编码的矢量；Ri、Gi、Bi表示阵列图像中第i个卟啉点反应前后的RGB差值分量，i1,2,…,M，M表示阵列图像中卟啉点的个数。本实验采用的是6×6卟啉传感器阵列，所以RGB包含6×6×3108个元素。图9（a）是氨气在反应的不同时刻，通过图像处理算法得到的差值编码信息的表征图像。图9（b）表示300ppm的氨气通过本系统得到的不同时间点差值编码所做的线图，X轴表示时间点，Y轴表示差值编码矢量每个元素的像素值，Z轴表示编码号。从图9可看出，300ppm氨气在反应30s后基本达到了稳定，30s后卟啉点对应的颜色变化基本上没有变化。
利用此系统对未知气体进行检测时，首先利用气体与传感器阵列反应完全饱和后所采集的图像进行处理，得到差值编码信息，来确定气体的种类；而后在已知气体种类的前提下，通过处理反应未饱和的时间点的图像，得到各时间点的差值信息，从而确定气体的浓度。
为了验证本系统图像分析算法的效果，利用此系统分别对氨气（NH3）、异戊二烯（C5H8）和庚醛（C7H14O）三种气体进行了4次实验，得到各种气体完全反应时的差值编码信息，通过SPSS 15.0对差值编码信息进行聚类分析，分析方法采用的是欧氏距离，如图10（a）所示。从图10可看出，不同种类的气体差值编码之间，欧氏距离较大，而同种气体则相对比较小，由此可见，本系统分析算法能够很好地识别出毒气的种类。同样，实验中，对不同浓度的氨气进行试验，得到在同一时间点（反应未饱和）的差值编码信息，利用SPSS 15.0进行了聚类分析，如图10（b）所示，可以看出，不同浓度的氨气在同一时间点处，所得到差值编码信息的欧氏距离较大，而同种浓度下，所得到的差值编码信息之间的欧氏距离较小，由此可见，通过本系统的模式识别算法可以有效地区分气体的浓度。
图9 氨气实验结果表征
图10 差值编码的聚类图
4 结语
针对微痕量毒气检测的快速、准确、便携式等要求，本文设计了一种基于嵌入式和卟啉传感器阵列的毒气快速检测系统。本文介绍了毒气检测系统的软硬件构成、检测流程及图像分析算法设计等内容。通过实验，验证了本系统能够很好实现微痕量毒气种类和浓度的检测。
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气象统计分析范文6
关键词：信息网络 远程 容灾备份
1.构建远程容灾备份系统及其目的
灾难备份建设是一项周密的系统工程，也是一个全新的危机管理领域。灾难备份建设不仅需要进行灾难备份中心建设和系统设备购置。更需要有灾难备份技术、危机管理、风险管理、业务连续计划制订、灾难演练和灾难恢复等灾难备份专业领域知识。此外，灾难备份也是业务流程的延续，它需要建立完善的灾难备份中心运营管理体系，需要不断保持业务连续性计划的有效性，以保障灾难备份中心能持续发挥灾难备份功能。
目前容灾系统分类繁多，根据体系架构，可分为本地容灾备份和远程容灾备份。本地容灾备份可以保证在一些本地的灾难发生的情况下，尽快地恢复业务数据，保证业务的正常运行，但无法避免区域性、毁灭性的灾难。远程容灾备份通过物理距离将生产中心与容灾中心绝对隔离开，这样可以预防区域性、毁灭性的灾难。
省级气象信息系统承担着全省实时资料的收集、传输、存储、分发、统计与运行监控，一旦遭遇重大灾害，系统在短时间内根本无法恢复正常，这些数据的丢失或损坏，对气象业务而言，将导致不可估量的毁灭性后果，产生特别重大的政治影响。因此，为应对突发灾难事件，在异地建设省级气象业务容灾备份系统，可保障全省气象信息网络业务在短时间内恢复正常运行和气象应急服务的正常开展。
2.远程容灾备份技术
远程容灾备份增强了数据中心的区域性抗灾害能力，保障数据安全及业务系统连续性，实现一个安全的关键业务信息系统。远程容灾技术按上述体系结构分为3个层次数据容灾技术、网络容灾技术、服务容灾技术。
2.1远程数据容灾技术
远程数据容灾是指通过将本地数据在线备份到远离本地的异地数据系统保存，当灾难发生后，可以通过数据重构，来达到抵御区域性、毁灭性灾难，保护业务数据的目的。远程数据容灾技术可以分为如下几类：(1)远程磁带数据容灾技术；(2)基于智能存储系统的数据容灾技术，(3)基于服务器卷的数据容灾技术；(4)基于文件系统的数据容灾技术；(5)基于数据库的数据容灾技术。
2.2网络容灾技术
网络生存性是指网络在遭受各种故障，如通信人为故障和客观因素导致的通信事故等，仍能维持可接受的业务质量的能力。按照网络生存性性能工作组的定义，网络生存性包括两个方面：(1)网络出现故障的情况下，通过各种恢复技术，来维持或恢复网络服务使性能达到可接受的程度。(2)网络通过应用预防技术，从故障中减轻或预防服务失效。提高网络可生存性的相关方案，有基于底层光网络的技术，也有基于IP层的技术以及这些技术的融合。常见的网络容灾技术有全光网络可生存技术、SDH网络可生存技术、IP层网络可生存技术。
2.3服务容灾技术
一个全面的容灾抗毁系统不仅仅是提供数据级、网络级的保护，它的一个重要功能就是为了保证信息系统的连续运行，也即保证业务的高可用性。为了实现这个功能，当发生灾难时，需要将生产中心的业务转移到容灾中心去运行，这就是服务容灾技术要解决的问题。服务容灾的另一个目的是保证服务的自动无缝迁移。
3.远程容灾备份系统的建设
3.1网络线路备份
省级容灾中心的建立，目的是当省气象局出现灾害时，容灾中心可以完全实现全省的业务正常运作，因此容灾备份中心与各地市的专网各主节点的骨干网络需建立备份链路，在发生链路故障时可以迅速切换。
建设省市SDH+MPLS通信系统，并通过动态路由，实现线路的自动切换；建立中国气象局，灾备中心的地面MPLS通信；灾备中心建立Internet出口带宽和在此基础上的VPN网络。
灾备中心建立与中国气象局基于卫星通讯的应急通讯链路。因为卫星具有通信范围大，只要卫星发射的波束覆盖进行的范围均可进行通信，易于实现广播和多址通信、电路和通信量可灵活调整，且不易受陆地灾害影响。
在目前全省气象SDH电路、VPN的基础上，建设与北京之间的基于气象通信卫星的备份链路，是解决备份中心的应急通信的有效途径。
3.2气象信息数据备份
提供远程备份数据的功能，支持对正在运行系统的在线备份。发生灾难后，能够提供在最短的时间内，从备份系统恢复远程数据的功能。
3.2.1建立服务器层的数据复制
在省局主中心和灾备中心的服务器上安装专用的数据复制软件，以实现远程复制功能。两中心间用网络连接作为数据通道。可以在服务器层增加应用远程切换功能软件，从而构成完整的应用级容灾方案。
3.2.2建立交换机层的数据复制
存储交换机技术的发展使交换机可以实现更多的功能。很多原来由服务器和存储变现的功能现在也可在交换机层实现，比如存储虚拟化。在省级主中心和灾备中心都要部署这种交换机，并在交换机之间通过专用链路连接起来。由于交换机可以管理和复制的数据是存放在存储层内的，因此，我们需要将数据都存储在交换机所连接的存储设备中，这样就可以实现交换机对数据的管理和复制。
3.2.3建立存储层的数据复制
在省局主中心和灾备中心均部署一套存储系统，实现数据的复制。如果距离比较近(几十公里之内)，之间的链路可由两中心的存储交换机通过光纤直接连接；如果距离在200公里内。可通过增加DWDM等设备直接进行光纤连接；超过200公里，则可增加存储路由器进行协议转换途径WAN或Internt实现连接。在应用层增加远程集群软件后就可以实现自动灾难切换的整体容灾解决方案。
3.3气象业务应用备份
气象业务应用备份，为气象信息应用系统提供快速的故障恢复和遇到故障时的自动服务切换能力。
现代天气预报业务越来越多地依赖雷达产品、卫星云图、各数值化自动探测数据以及MM5、GRAPES等各种数值预报产品，以人机交互系统为主要平台，是综合应用各种气象信息和各种先进技术方法的现代天气预报作业方式。采用Client／Server结构，建设服务器(server)和客户机群(Clients)，引入省气象台预报业务系统(预报历史资料数据库、预报产品制作业务系统、灾害性天气预报模式、地质灾害预警预报业务系统、面雨量预报系统等)提供业务服务，以满足应急状态下全省的预报业务需要。
气象会商系统的核心是图像与计算机数据的上传下达，以及相关的解码编码问题。容灾会商系统建设主要围绕解决提供更为清晰稳定的数据源供远程会商使用、尽可能完整的还原远程传输过来的信号、建设数字化高清晰度的显示系统及扩声系统和基于H.323、H.239灵活(支持双流功能)的数字会议讨论系统，满足复杂天气下紧急会商的需要。
