(整理)3篇文章集合气象雷达概况与发展趋势.
发展趋势:
一. 气象雷达是大气监测的重要手段,在突发性、灾害性的监测、预报和警报中具有极为重要的作用。目前,全球设有1000 多个天气雷达站,分布在世界各地。气象雷达技术的发展大体分3 个阶段,第一阶段为20 世纪40 年代末到60 年代;第二阶段20 世纪70 年代到80 年代;第三阶段从20 世纪90 年代开始。近20 年气象雷达最突出的发展是,气象多普勒雷达在大气遥感探测和研究中的应用,如探测降水云内和晴空大气中水平风场和垂直风场,降水滴谱和大气湍流等。
在这个科技日新月异的时代，雷达新技术层出不穷,我们来看看世界各图在气象雷达领域的前沿
1. 美国、日本、德国、印度尼西亚等国家参加的国际赤道观测站计划,旨在对影响气候变化的赤道上空大气进行探测。该计划除在印度尼西亚斯马特拉岛设站外还计划在非洲、南美设站。
2. 欧盟为了促进雷达观测资料在各国之间交换,扩大受益面,加强了各国之间的合作。重点研究雷达探测降水和雷达资料国际网络,促进了天气雷达的发展。未来几年欧洲天气雷达仍然以发展 C 波段多普勒雷达为主,双PRF 技术可能用脉冲压缩技术来代替。
3. 美国联邦航空局在纽约已成功地研制成一部风切变告警雷达。该雷达是一部多普勒C波段雷达,可以全自动探测和告警显示机场周围的恶劣天气,防止风切变造成的危害和微爆现象。
4. 日本开发了一种直径仅1 米的小型雷达,其性能与机场等使用的大型气象雷达相当。
这种小型雷达使用了适合在低空进行观测的3000 兆赫的电磁波。观测几乎是实时的,时间仅需约1 分钟。由于体积小,能安装在汽车和小型船舶上,可预测1 平方公里小范围内的天气现象。
5. 美国宇航局的兰利研究中心在宇宙飞船“发现号”上安装激光雷达,进行激光雷达系统从太空观测大气。这一研究将使空间遥感技术进入一个新的时代,有可能找到至今仍使气候模式研究人员感到困惑的许多问题的答案。观测的数据包括云、对流层和平流层的气溶胶、行星边界层的特征、地面以上625 英里平流层的空气密度和温度以及一系列的地面特征。
二、发展趋势
1. 尽管近年来电子计算机技术飞跃发展,加快了科技成果向业务转化的速度,但由于技术和经费等方面的原因,在2020 年之前各国气象部门采用更新一代的天气雷达投入业务应用的可能性很小。今后20 年间,天气雷达技术的发展将集中在以下几个方面:
(1) 当今大气科学的发展重点是更长时间尺度的气象研究和更短空间尺度的中小尺度气象学研究和应用,多普勒天气雷达是天气雷达发展的方向和趋势。今后将一步发展多普勒天气雷达技术,扩展探测功能。目前,多普勒天气雷达主要用于对与降水伴随的灾害性天气的监测和短时预报,而对于晴空探测、特别是获取晴空风场信息,将是多普勒天气雷达功能扩展的下一个目标。据估算,采用相干累加技术有可能使雷达获取晴空风场的能力提高15 —21dB。多普勒天气雷达对下击暴流、微下击暴流有很好的监测能力,但由于这类恶劣天气现象生命史极短,仅一两分钟,最多不超过10 分钟,改变现行多普勒天气雷达扫描取样的体制,可行的最简单的是在天线垂直波束上采用相控技术,形成多波束,这样雷达仅做方位角一周的扫描便可以获取低层大气中三维立体的风场数据信息,可以
迅速而准确地监测和预警下击暴流或微下击暴流。
(2) 快速扫描技术将应用于天气雷达。现有的天气雷达是利用天线扫描的方法完成立体扫描的,一个体积扫描约需要 5 —10 分钟,这对下击暴流等小尺度现象的探测就显得慢了。为此,在水平方向旋转的相控阵雷达技术可能应用于天气雷达中,以及用天线的旋转完成水平扫描,用相控阵的方法完成垂直扫描的方法。
(3) 加强对多普勒风场反演技术的研究。目前对多普勒风场资料的应用仍处于定性阶段,尚未对多普勒天气雷达获取的风场信息进行充分应用。要充分应用,风场信息要由定性转为定量,单多普勒天气雷达的反演技术是风场信息定量应用的关键。美国、西欧、日本、俄罗斯等国家也对天气雷达的发展极为重视,西欧确定了下一代天气雷达的业务技术体制;俄罗斯将发展脉间相干的C 段、S 波段的多普勒天气雷达;日本也已开展多普勒天气雷达的研制工作。韩国、台湾、香港、新加坡、泰国、土耳其等国家或地区都在计划或引进气象雷达发展第三阶段有代表性的美国WSR - 88D。
2. 从国际发展来看,2010 年世界天气监视网在建立最优化的全球混合观测系统方面将取得重大进步,国家及地区天气监测网也将显著发展。雷达和雷达探测技术将发挥重要作用。在雷达探测方面将实现多普勒雷达布网,来自雷达、卫星和地基遥感系统的资料将直接输入天气分析和预报系统。
3. 双线偏振雷达技术逐渐成熟,在常规多普勒雷达上增加双线偏振功能,可以改善雷达探测降水和识别降水粒子相态和尺度的能力。美国将增加双线偏振雷达功能。我国许多单位也准备上双线偏振雷达项目。
4. 到2010 年快速扫描多普勒雷达、多极化雷达、毫米波(多普勒雷达) 、调频连续波雷达会有迅速发展。
随着雷达技术和理论研究的不断发展，各种雷达作为新的探测工具将会起到更大的作用。
气象雷达新技术及其应用思路研究
陈海坚
（海南省三亚市气象局，572000）
摘要：本文基于笔者多年从事气象雷达的相关工作经验，以气象雷达技术的发展及其在防灾减灾中的应用为研究对象，分析了气象雷达新技术的特点，全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行有着重要的参考
价值和借鉴意义。
关键词：气象雷达，偏振雷达，机载雷达，相控阵
气象雷达近几十年来呈高速发展的态势，受到世界上大多数国家和包括世界气象组织在内的气象、水文和相关学科的国际气象组织的高度重视。特别是多普勒天气雷达技术的应用，使获取更多的大气运动状态信息成为可能，极大地提高了各国气象和水文部门对极端灾害性天气的监测和预报能力，已成为世界各国构建业务雷达网之首选。此外，以美国和欧洲国家为主的研究机构和大学开展了各种特种雷达的研制和开发，如双线偏振雷达、激光雷达、风廓线雷达等，这些雷达大多数处于试验阶段或主要用于大型外场试验。但它们所具有的目前业务雷达网无法达到的性能，大大提高了对大气系统的认识水平。同时新型雷达的研制和试验，对于改进业务雷达信号和产品的处理水平，探索今后业务雷达网的发展方向也做出了非常有益的贡献。
本文首先阐述了国外发达国家气象雷达的发展现状，然后分别简要介绍双(多)基地天气雷达、双线偏振雷达、相控阵天气雷达、激光天气雷达、风廓线雷达等新型雷达探测大气的原理及其在气象中的应用。
1 气象雷达发展现状
美国在80年代初开始研制全相干脉冲多原普勒天气雷达，1988年开始批量生产，并由此组成的美国下一代天气雷达网(NEXRAD)作为美国气象现代化的重要组成部分开始实施。WSR-88D多普勒天气雷达不仅提高了探测能力，还具备了获取风场信息的功能，并提供了丰富的监测和预警产品。2000年NEXRAD 业务布网完成，包括了158部业务雷达，分布在美国本土以及近海和岛屿，雷达间的最大距离为250海里。NEXRAD网的布设，大大提高了对灾害性天气，尤其是暴雨的预报能力，对龙卷形成前奏-中尺度气旋和机场附近的下击暴流的识别具有特殊的能力。上世纪末，美国开始NEXRAD Open System的改进工作，重点在双线偏振技术的引入和数据网络结构的改进。计划在2010年完成WSR-88D雷达的双线偏振雷达改造。
加拿大自1998起的6年时间内完成了“国家多普勒雷达计划”，主要沿人口
密集、灾害性天气频发并造成巨大灾害的海岸线布设了30部多普勒雷达，其中11部多普勒雷达是完全新建的，其余19部则是原有的常规雷达翻建成具有多普勒雷达功能的。雷达的有效探测距离为240 km，多普勒模式下为120 km。目前加拿大正在进行将多普勒模式下的作用距离加大到240 km的技术开发。雷达网的建成，使得对龙卷的预报从几乎不可能到提前15~20 min，对风暴位置和雨雪量级做出了比以前更为准确的预报。
欧洲国家由于国土紧密相连，采取联合方式建立雷达网，使雷达探测资料在天气预报中得到充分利用。从1970年代后期，欧盟COST-72(Cooperative in Sciense and Technology Project 72)项目开始实施并持续了6年，至1980年代中后期的COST-76项目，欧洲形成了世界上两大雷达网之一，共有130多部雷达，其中一半具有多普勒雷达能力，并建立了风廓线雷达网，进行欧洲大面积降水监测和风廓线观测。COST717项目的主要目的是对先进的雷达信息进行评估、演示和记录，如将径向速度、垂直风廓线、反射率、估算出的降水等作为参数，对数值天气预报和水文模式进行评估。
2 气象雷达新技术
2.1 双线偏振雷达
为了识别降水目标、区分不同的降水类型，人们采用多参数雷达进行天气研究，其中双偏振雷达是人们常采用的技术之一，它是根据不同的降水粒子对入射电磁波极化散射特性不同对降水类型进行识别和分类的。双线偏振天气雷达能交替发射和接收水平和垂直的线偏振波，与常规天气雷达相比，除能测量水平反射率因子ZH外，还可以测量差分反射率ZDR、比差分传播相移KDP、相关系数ρHV(0)、退偏振比LDR等，从而了解降水粒子的形状、相态、粒子谱分布、以及粒子的空间取向等，在提高定量测量降水精度、识别冰雹并确定冰雹的大小、区分冬季降水类型、识别风暴中的闪电活动、确定飞机结冰条件等方面具有广泛的应用。
双线偏振天气雷达对云雨时空变化的连续观测，可明显提高对水成物形成的微物理过程的理解，提高降水强度的估测精度，改善雷达测量单点和流域的降水强度和降水总量的效果。双线偏振雷达探测的云和降水的ZH和ZDR可用于确
定降水粒子的滴谱分布，R(KDP)方法不受发射机和接收机的标定误差影响，对雨滴谱分布的变化不敏感，并可用于探测异常传播效应等。通过数值计算和观测数据统计表明，R(KDP)的累积误差在10%~20%之间，R (ZDR，KDP)的误差略好或相似于R(KDP)方法，R (ZH，ZDR)关系测雨的相对误差，要比用普通天气雷达的R(Z)关系时减小10%左右。原中国科学院兰州高原大气物理研究所分析比较双线偏振雷达和常规雷达探测降水强度的误差也表明，双线偏振天气雷达使常规雷达测雨时小雨高估、大雨低估的趋势减弱。
从发展趋势看，双线偏振天气雷达在诸多方面可以开展更加广泛的研究，如探讨风暴和中尺度系统中微物理结构与动力学作用的关系，使用空基偏振雷达通过识别液态水与固态冰而估算全球潜热方案，研究深对流云中闪电产生的机理，在中尺度数值模式中加入水成物类型和密度的初始化场，提高和检验云模式和中尺度模式的云物理参数等。
2.2 双(多)基地雷达
双(多)基地雷达主要针对常见的单基地雷达而言的。单基地雷达一般是收发同址，即接收站和发射站位于同一个地方，而双(多)基地雷达则是收发异址，具有一(多)个发射站和一(多)个接收站，以离散的形式配置。从布置的位置方面来看，可分为地发/地收，空发/地收，地发/空收等几种形式，多基地雷达还具有一发多收，多发多收等形式。而双(多)基地天气雷达系统一般采用地发/地收，由一部常规的多普勒天气雷达与一个或多个没有发射系统和天线伺服系统、布置在远处的双基地接收站组成。
由于双(多)基地雷达使用两个或两个以上的分离基地(其中包括有源和无源基地)，因此多个接收站可以从不同的角度对同一个天气目标进行观测，在发射机所发射的电磁波照射下，雨滴散射的电磁波能量及所产生的多普勒频移同时被发射站(主站)及接收站(子站)接收到，利用多普勒技术可获得完整的三维矢量风场。双(多)基地天气雷达系统还可直接测量得到反射率、垂直风、涡流等，利用这些参数应用大气热力学原理可进一步反演出相关的气压与温度。
由于接收站没有含高压设备的发射系统，天线采用宽波束低增益天线，不要伺服系统，不需操作人员，维护费用很低，所以在天气雷达组网探测上使用双(多)
基地天气雷达系统有巨大的经济优势。但目前的双(多)基地天气雷达系统也有不足，如：
被动低增益接收站易受到发射波束旁瓣及气象回波二次散射的干扰；低增益天线不能探测较弱的气象回波；由双(多)基地天气雷达系统重建的三维风场的误差是由相同雷达组网所获得数据重建的三维风场的误差的两倍。
2.3相控阵天气雷达
相控阵多普勒天气雷达，主要优势是可以提高获取资料的时间分辨率、进一步提高探测能力。一般雷达均基于机械扫描体制，这种扫描方法一般在6 min内完成14层的扫描，对于快速变化的中小尺度天气过程如冰雹、龙卷、微下击暴流、风切变等过程，用这种传统的方法很难同时满足高时空分辨探测天气过程三维结构和发展演变的需求。
相控阵天气雷达快速而精确地转换波束的能力使该雷达能够在1 min内完成全空域的扫描，同时获取大量的气象信息。所采用的阵列天线是由大量相同的辐射单元组成的孔径，每个单元在相位和幅度上是独立控制的，能得到精确可预测的辐射方向图和波束指向。若干个固态发射机通过功分网络将能量分配到每个天线单元，移相网络又控制每个天线单元的初相位，通过大量独立的天线单元将能量辐射出去并在空间进行功率合成。接收时，各天线单元将接收到的目标回波信号进行相位相加进入接收机。回波信号经接收机放大、滤波后进入信号处理机进行多种模式的信号处理。对信号处理机提取的气象数据进行二次处理得到气象预报需要的气象要素资料。
相控阵天气雷达具有常规天气雷达所不具有的许多优点：可以实现跳跃式电扫描波束和天线方向
图形状的自适应控制，从而实现多功能探测能力；可充分地将雷达时间和能量资源应用于微弱目标探测能力、目标数据率、分辨率、精度等等技术性能上，因而具有能对付多目标、机动性强、反应时间短、功能多、数据率高、抗干扰能力强、可靠性高等特点。美国国家强风暴实验室的研究人员发现，相控阵雷达技术可提供大量风暴信息，能更精确地预测和预报风暴发展情况，帮助气象预报员进一步提高风暴预报和其它类型危险天气预报能力。
相控阵雷达跟踪孤立的目标是成熟的，但相控阵天气雷达对分布体目标的强度场和速度场的探测能力有待研究；即使是技术上可行，相控阵天气雷达的阵面天线造价十分昂贵，近期在发展中国家难以实现业务化和组网。
2.4 激光天气雷达
激光雷达对大气的探测，主要是通过分析由激光器发射的激光与大气中的折射率不均匀层以及遇到气溶胶等大气粒子后，产生的后向散射(回波信号)而得到的大气一些物理参数，如风速、大气温度、大气密度等。根据激光与大气作用方式和探测目的的不同，演变出多种不同类型的激光雷达。米(Mie)散射激光雷达可连续地探测大气边界层中气溶胶粒子的光学特性以及气溶胶粒子和大气边界层高度的时空分布。差分吸收(DIAL)激光雷达可探测大气边界层中污染气体，如NO2、SO2、O3等含量的时空分布。拉曼(Raman)激光雷达根据同时接收到的水汽和氮气分子对激光后向散射信号的比值，就可以计算出水汽混合比，探测边界层中水汽含量的时空分布。
多普勒激光测风雷达根据接收的回波信号载频相对于发射回波载频产生的频移，通过边缘检测方法进行风速测量。即将激光主频f0锁定在碘吸收光谱响应曲线中的某一段斜率较大的线段的中间处，当大气运动速度在扫描方向上的径向分量Vr使照射到大气上的激光主频f0产生多普勒频移Δf，由于边缘斜率很大，故很小的频率变化(即多普勒频移)Δf将使原f0变到了(f0+Δf)处，这时碘分子滤波器的透射率会产生很大变化。只要能精确测量这种透射率的变化，就能获取Δf值，再根据径向速度与多普勒频移的关系就可以求出大气运动的径向速度分量Vr。由于激光雷达与微波雷达相比工作波长短，多普勒雷达频率灵敏度高，故具有极高的速度分辨率。但同时衰减也大，尤其是对降水衰减更大，因此多普勒激光测风雷达一般探测范围为10~20 km，适用于探测晴空或弱降水情况下水平风向风速的变化。
香港国际机场的激光雷达系统是世界上第一台用于机场天气预警的激光雷达，与机场多普勒天气雷达相结合，共同探测影响机场附近的风切变。机场多普勒天气雷达主要是运用微波探测大气中降水粒子的移动速度，从而计算出风向风速，在有降水发生的情况下能有效地探测风切变。激光雷达则利用波长为2μm
的红外光束探测大气中尘粒和微细粒子的移动，在无降水的情况下也能测量大气中风向风速及其变化。二者结合使用，在任何天气情况下都能探测到机场附近的风切变及湍流。
2.5 风廓线雷达
大气中存在着各种不同尺度随时间变化的湍流，它们能引起折射指数的不规则变化，对无线电波产生散射作用。风廓线雷达向天空发射无线电波，接收到的回波是由于大气湍流对电磁波的散射而产生的。通过对回波的处理和分析就可以获得湍流大气的多普勒系数和强度系数，从而反演出湍流强度、运动方向和运动速度随高度的分布。大气湍流是随风传播的，因此，如果获得了大气湍流的多普勒速度和方向，同时也就获得了风的速度和方向。
风廓线雷达上加装无线电探声系统(RASS)后，可以测量大气层的有效温度。RASS雷达系统通常由4个声源组成，分布在风廓线雷达天线阵的每一边并垂直向上发射声波。由于声速与大气温度有很好的对应关系，所以可以通过风廓线雷达测得的声速来得到有效温度廓线，进而连续地估算出湿度廓线，风廓线雷达主要用于探测风、温、湿的垂直廓线，相当于无线电探空仪的探测效果，但时间分辨率要高得多，可以小到大约3 min；高度分辨率也高得多，可以达到每层50 m 左右，且几乎是垂直探测的，探测高度从近地面到18 km范围内。目前风廓线雷达有多种，如边界层、低对流层以及对流层的，高度时间分辨率可以小到大约3 min。低层大气风廓线雷达系统(LAWP)可详细地研究热带地区的风、扰动和降雨云系统。1997年8月日本和印度的科学家在印度的Gadanki地区使用低层大气风廓线雷达系统(LAWP)进行了观测试验。试验显示LAWP雷达能够以高时间分辨率和高度分辨率对行星边界层(PBL)高度进行连续观测，提高了对行星边界层的了解和对此区域的热带降雨云系统的诊断。Garratt和Clifford等人分别在1992年和1994年通过LAWP获得的高时间和高度分辨率的三维风速矢量对PBL作出了更细致的描述。LAWP风廓线雷达观测所获得的降雨云系统垂直结构可以直接识别零度层亮带，能对层状云降水和对流性降水加以区分。
2.6 星载测雨雷达TRMM/PR
星载天气雷达可能性研究可以追溯到1960年代，但直到1997年TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission)卫星发射，第一部测雨雷达雷达才被安装在卫星上。目前TRMM卫星上的测雨雷达(PR)由日本NASDA(National Space and Development Agency )公司制造。发射频率13.796 GHz，采用相控阵天线，波长约2 cm，观测范围从地表到15 km。TRMM/PR雷达可以提供三维降水结构，定量测量陆地与洋面降水量，通过所提供的降水分布的测量资料，提高TRMM中微波图象的精度等。TRMM卫星上还载有闪电成像传感器何被动微波图像仪等，应用这些仪器得到的资料，可对各种天气现象，尤其是对发生在资料稀少的热带海洋等热带地区的天气进行更为深入的研究。
2.7 机载雷达
从1980年代开始，陆续有多种载有不同波长何探测能力的机载多普勒雷达系统投入使用，近年来机载雷达技术的发展进步，大大提高了获取风和微物理学信息的能力。如机载双波束多普勒雷达，即在一部雷达上有两个天线，分别装在飞机的前部与后部，产生前向与后向两个波束，同一粒子运动速度V可以得到两个径向速度Vr1、Vr2，这样可以反演出雷暴云中的二维流场。另一个进步是与地面雷达相结合的双站接收天气技术，与多部雷达相比，前者易使用更易于布署和运转，且高效。机载天气雷达优点的是探测范围机动灵活，可以近距离靠近降水目标，提高空间分辨率，不存在地物阻挡降水目标及远处地曲造成盲区，主要用于研究地面雷达网不能覆盖或海洋上的中尺度天气现象。如Chen-KuYu等利用机载多普勒雷达在台湾东南沿海对一发展种的中尺度对流系统进行观测时，捕捉到一个长生命期中尺度气旋发展初期特征，气旋的水平直径由地表约40 km，扩大到对流层中层的70 km，形成一个明显的斜槽，并一直与对流性降水紧密相联。
2.8 移动雷达
在国内外开展的大型大气科学外场试验中，各种移动观测设备的使用，除了
使常规观测网的密度加大而获得更好的加密资料外，通过对特定的天气系统，特别是影响巨大但空间尺度小且变化迅速系统的预测，移动设备能够很快布设在预定区域，增加了获得象登陆台风、龙卷风等强对流系统内部结构进行详细探测的机会。其中移动雷达是最为常用的移动设备之一，一般安装在汽车、船舶上。美国机构拥有最多移动设备，包括不同波段的移动雷达、激光雷达、风廓线雷达等近20部。
3 展望
从以上分析，可以看出气象雷达探测技术的总体发展趋势是：从地基雷达到空基、天基雷达，从单基地雷达到多基地雷达，从单一参数到多参数雷达，从单站到全国雷达联网探测。同时，固定与移动雷达相结合、大型雷达(S波段和C 波段雷达)与小型天气雷达(X波段雷达)相辅相成，气象雷达将朝着更加精细化和定量化方向发展。
报告名称：天气雷达发展新技术报告
主持单位：中国气象局监测网络司
完成人员：黄晓、张沛源、梁海河
完成日期：2004年5月28日
天气雷达发展新技术
一、相控阵多普勒天气雷达技术（Phased Array Radar）
一些发达国家提出了研制相控阵多普勒天气雷达的设想。相控阵多普勒天气雷达，主要优势是可以提高获取资料的时间分辨率、进一步提高探测能力。从技术上看，相控阵雷达跟踪孤立的目标是成熟的，但相控阵天气雷达对分布体目标的强度场和速度场的探测能力有待研究；即使是技术上可行，相控阵天气雷达的阵面天线造价十分昂贵，近十年内在发展中国家实现业务化和组网是难以实现的。
美国政府在强风暴实验室(NSSL)投资3000万美元建立了一个相控阵雷达中试基地(NWRT)，2003年8月已在NSSL总部安装了一部一部S波段相控阵天气雷达，美国计划2012年将建立相阵列天气雷达网，把用于军事目的的当今世界上最先进
的作战系统"宙斯盾"核心系统AN/SPY-l相控阵雷达技术用于气象探测。其目的是：展示相控阵雷达在延长强风暴警报提前量方面的效果；为发展21世纪的现代化天气雷达提供一个中试基地；为相关气象科研工作提供支持条件；为天气预报和临近预报（Nowcasting）所需的数值模式初始化提供快速的资料更新；为在一部雷达上实现双重应用（如天气监测和飞机追踪）提供一个可行性研究平台。
相控阵天气雷达具有常规天气雷达所不具有的许多优点。可以实现跳跃式电扫描波束和天线方向图形状的自适应控制，从而实现多功能探测能力。可充分地将雷达时间和能量资源应用于微弱目标探测能力、目标数据率、分辨率、精度等等技术性能上。
相控阵雷达采用多波束、多频率，可以使扫描和资料收集时间由6分钟降至1分钟以内，潜在的提高了龙卷风目前平均11分钟的预报时效，当与NSSL的其他技术相结合，预警时效将会进一步拓展。
国家强风暴实验室的研究人员发现，该相控阵雷达技术能帮助气象预报员进一步提高风暴预报和其它类型危险天气预报能力。该技术可提供大量风暴信息(如风切变等)，能更精确地预测和预报风暴发展情况。
相控阵雷达具有强大的生命力，因为它远远优越于一般机械扫描雷达。它具有以下特点：能对付多目标、功能多、机动性强、反应时间短、数据率高、抗干扰能力强、可靠性高。相控阵雷达的技术优势很多，它将是天气雷达的发展方向，但相控阵雷达非常昂贵。随着技术的发展，将相控阵雷达技术应用于天气雷达，特别是多普勒天气雷达必将大力推动大气物理研究上升到一个新的台阶，同时也将使气象雷达技术向着多功能、多用途方面得到快速的发展。
相控阵天气雷达技术上待解决的问题：高速信号处理器需适应对弥散分布目标物的快速扫描多波束探测进行重新设计；需对距离（速度）退模糊处理作完善的设计考虑；对回波强度的定量估测需根据相控阵雷达发射机、天线、波束特点、馈线损耗进行细致的分析、定标及精度控制；相应的计算机处理能力要有相当大的提高。
二、双偏振天气雷达技术
带双偏振的多普勒天气雷达是在多普勒天气雷达的基础上增加双偏振功能，根据不同偏振获取的后向散射信息，除了能提供多普勒天气雷达可得到的回波强度、径向速度和速度谱宽外，还能提供降水粒子的形状、尺寸、相态、指向角等，进而可分析、识别降水的类型，提高降水估测精度。
目前带双偏振的多普勒天气雷达关键技术：微秒级的高功率高速高精度高隔
离度的极化开关；极低副瓣天线在两种极化下增益、波束形状和指向的一致性；天馈线系统的稳定性；接收机双通道的一致性、高速高精度的信号处理器等保证信号系统的稳定性；双偏振多普勒天气雷达设备运行环境需严格要求。双偏振的多普勒天气雷达可能成为再下一代天气雷达的首选雷达。
美国偏振技术业务应用计划：美国己在数部NEXRAD上进行了双线偏振改造，现有近十部双线偏振雷达在科研和业务中试用。为了检验的气象业务应用的确切性能，于2002年-2003年在OKLAHOMA州中部进行外场对比观测试验，两部偏振雷达、探测飞机、密集地面气象观测站网进行同步探测。预计到2007年前后将投入气象业务使用。
为了识别降水目标、区分不同的降水类型，人们采用多参数雷达进行天气研究，其中双偏振雷达是人们常采用的技术之一。它根据不同的降水粒子对入射电磁波极化散射特性不同来区分降水，从而达到对降水类型的识别和分类。根据双偏振天气雷达发射水平和垂直极化的电磁波、接收极化回波、测量雷达的反射率因子、反射率差、传播相移差、相关系数和退极化比，可估算出降水粒子的形状、尺寸和指向角的分布情况，进行降水型的分类和识别。对降水过程，粒子的状态信息及降水的热力学和动力学结构的描述更加详尽。美国国家天气局已将双偏振技术的使用作为下一步对新一代天气雷达进行更新改造的重要内容。我国的科技人员目前也已基本上掌握了双偏振雷达的技术，并已有少量这样的雷达在业务中应用。
三、多波长雷达技术的应用
降水质点对电磁波散射的波长特性可以用来判别云体中大滴或固态降水的出现。上世纪七十年代在应用双波长雷达识别雹云中进行很多研究，对大雹块可以较好判断，而对小雹粒有较大的误判，且要求双波长雷达波瓣图要较为相同、波束指向一致，要求较高，在气象业务没有得到推广应用。应用衰减波段和非衰衰减波段构成双波长雷达可以通过测量衰减量可以估算降水率，主要估算传播路径上，在一些研究工作中试验，但未能在业务中推广。
发展双波长天气雷达并不是新概念，前苏联和美国等都有过尝试。双波长天气雷达通过两组天线、发射/接收、处理系统同时获取相同空间的气象回波，通过大气和云雨对不同发射波长的散射和衰减，获取不同的衰减系数和后向散射信
息，进而提高雷达的测雨精度及监测能力。但由于天线同指向等技术问题和造价高等原因，一直未能成为一代业务应用天气雷达。
四、多基地雷达系统
双(多)基地雷达主要是相对于比较常见的单基地雷达而言的，它是从雷达收发站配置的角度来命名的。单基地雷达一般是收发共址，即接收站和发射站位于同一个地方，而双(多)基地雷达则是收发异址，其中多基地雷达还具有多个发射站和多个接收站，以离散的形式配置。多基地雷达技术实现的几个关键问题：主雷达和各个接收站的运行参数和模式的同步、各组回波数据的融合配对、空间定位、主雷达和各个接收站间实时通讯链路的建立和维护、主雷达和各个接收站的原始回波数据采集、系统的运行状态的监测、用户的操作界面和系统的实时控制、三维风场反演产品的生成和输出。
双多基地多普勒雷达网能够提供直接观测到的全风场信息并取代或增强了双多普勒雷达观测技术能力。为了能在几十公里范围内有效获取高分辨大气二维或三维风场，双（多）基气象雷达系统有可能成为一个重要手段。
五、机载多参数测雨雷达
一种新的机载多参数测雨雷达用于降水探测的气象研究，这种新雷达置于飞机上进行类似于(TRMM)卫星雷达对降水的探测方式。目前已有多种机载雷达可用于降水观测，但这种新型雷达是一种具有多参数和双偏振测量功能的多普勒雷达系统。
六、TRMM卫星降水雷达 Tropical Rain Measurement Mission
尽管空载天气雷达可能性的研究可以追溯到1960年代，但直到1997年11月TRMM（Tropical Rainfall Measuring Mission）卫星发射之后，第一部天气雷达才被安装到近地轨道之上。TRMM卫星升空的一再拖延，是因为该卫星必须解决一些棘手的技术问题，例如要分辨出对流风暴单体的水平结构就必须提高空间
分辨率。目前TRMM卫星上的降水雷达（PR）由日本NASDA（National Space and Development Agency）制造，在13.8GHZ频率上工作。TRMM PR工作非常出色，通过一些算法的改进，其数据产品的质量有所提高，能够很好地用于实现项目既定的改进对全球降水和其在水文圈中作用的认识的目标。
七、开放型的多普勒天气雷达技术
所谓“开放”主要是雷达硬软件的通用化。美国拟实施“开放”的雷达数据采集、产品生成和产品显示研究开发计划，在近几年用“开放”的硬软件平台替换目前的平台。实现资料共享。
八、毫米波天气雷达
云中降水质点的谱分布随云体发展的阶段有很大差别，云体初起和非降水云的云滴直径约在几十至一百微米，而云中出现大滴后迅速发展为降水云，雨滴的直径达l毫米到5至6毫米。降水质点的散射与入射电磁波的波长四次方呈反比，非降水云难被厘米波长的天气雷达探测到，常用毫米波雷达探测。用8.6毫米雷达探测非降水云理论上比十厘米天气雷达约有45dB的获益，但毫米波气象雷达的设计需注意到毫米波的波导器件损耗要大得多、发射功率一般要小15dB、接收机噪声系数要大，实际收益要少得多。
气象雷达与卫星遥感在农业方面的应用
气象雷达与卫星遥感在农业方面的应用 摘要：随着时代的进步，科技的发展，气象雷达与卫星遥感在不同领域都发挥着巨大的作用。农业遥感对世界许多国家的农业生产、粮食安全、进出口调整、农业政策及计划制度、以及保护国家利益等方面都起到了巨大的作用。 关键字：气象雷达，遥感技术 一、气象雷达 1、气象雷达的工作原理 雷达发射机产生电磁能量，雷达天线将电磁能量集中形成向某一方向传播的波，由雷达天线以电磁波的方式辐射出去，电磁能在大气中以光速（29.98×104km/s）传播。当传播着的电磁波遇到了目标物后便产生散射波，而且这种散射波分布在目标周围的各个方向上。其中有一部分沿着与辐射波相反的路径传播到雷达的接收天线，被接收的这一部分散射能量，称为目标的后向散射，也就是回波信号，对这种回波信号的检测可以确定目标的空间位置。 雷达是用测量回波信号的延迟时间来测量距离的。假设目标离开雷达的斜距用R表示，则发射信号在R距离上往返两次经历的时间用Δt表示，目标的斜距R便可由下式给出（1/2）cΔt，其中c为光速。雷达测量目标的方位角和仰角是依靠天线的定向作用去完成的，它辐射的电磁波能量只集中在一个极狭小的角度内。空间上任一目标的方位角和仰角，都可以用定向天线辐射的电磁波束的最大值（即波束的轴向）来对准目标，同时接收目标的回波信号，这时天线所指的方位角和仰角便是目标的方位角和仰角。雷达天线装在传动系统上，可以固定方位角而在仰角范围内扫描，或固定仰角而在方位角范围内扫描，从而可以得到各个方向和探测距离内目标的信息。
世界上最高的气象探测站 2、气象雷达的组成 典型的气象雷达的主要由发射系统、天线系统、接收系统、信号处理器和显示系统等部分组成。电子线路组成部分见下图 3、气象雷达在农业方面的应用 无论是农业气象监测、农业气象情报、农业气象灾害防御，农业气候区划及资源开发利用、农作物产量预报等方面，我国气象工作者都开展了大量卓有成效的工作，为保障和促进我国农业生产做出了显著贡献。农业气象业务已成为现代气象业务体系中最重要的领域，而我国基层的气象为农服务又是其中最基础、最不可或缺的部分 在实施人工增雨(雪)、人工防雹及森林灭火中,采用雷达进行时实天气跟踪探测,可以有效监测云雨过程的发生和演变规律[1],是不可缺少的重要工具。目前,随着气候变暖,灾害性天气,如冰雹、洪水、干旱和森林火灾等时有发生。在气象应急服务时,快速应对异常天气变化,及时准确地提供 二、卫星遥感
气象雷达之演讲稿解读
气象雷达之演讲稿 老师好，同学们好，我们小组的课题是气象雷达的现状。下面我们将从四个方面阐述我们小组对气象雷达现状的认识。 在这之前要说一说气象雷达的概况。气象雷达是专门用于大气探测的雷达，属于主动式微波大气遥感设备，气象雷达主要用来探测气象状况以及变化趋势，如风、雨、云等，是用于警戒和预报中、小尺度天气系统（如台风和暴雨云系）的主要探测工具之一。 下面进入第一个模块，气象雷达的分类及作用。 测云雷达是用来探测未形成降水的云层高度、厚度以及云内物理特性的雷达。其常用的波长为1.25厘米或0.86厘米。主要用来探测云顶、云底的高度。如空中出现多层云时，还能测出各层的高度。 毫米波测云雷达就是其中的一种，它通常用于识别云的相态，主要用于机场、港口、气象、大气物理研究等部门进行的非降水云和弱降水云探测，可以提供云底高度、云顶高度及云厚等信息，判别云的属性、晕的相态及云滴谱分布等。 然而测云雷达只能探测云比较少的高层云和中层云。对于含水量较大的低层云,如积雨云、冰雹等,测云雷达的波束难以穿透，因而只能用测雨雷达探测。 测雨雷达又称天气雷达，是利用雨滴、云状滴、冰晶、雪花等对电磁波的散射作用来探测大气中的降水或云中大滴的浓度、分布、移动和演变，了解天气系统的结构和特征。测雨雷达能探测台风、局部地区强风暴、冰雹、暴雨和强对流云体等，并能监视天气的变化。据不完全的资料分析．世界上的测雨雷达发展至今，已有上千部之多。而其中以美国英国、日本、法国的发展最为迅速，不仅装备本国，而且出口到世界上的许多国家。 多普勒天气雷达是现如今应用最广泛的测雨雷达。多普勒天气雷达是以多普勒效应为原理测量云和降水粒子等相对于雷达的径向运动速度（叫作多普勒速度）的雷达。它为大气探测；水平风场的结构；垂直气流的结构；某些降水云中粒子直径的分布；特别是比较准确地辨认与龙卷、冰雹、地面危险风等现象相一致的“中气旋”的存在,研究湍流的基本特性和大范围的平均流初提供了前所未有的机会。 多普勒天气雷达包括脉冲多普勒天气雷达和双线偏振多普勒天气雷达。 为了识别降水目标、区分不同的降水类型,人们采用多参数雷达进行天气研究,其中双偏振雷达是人们常采用的技术之一, 它是根据不同的降水粒子对入射电磁波极化散射特性不同对降水类型进行识别和分类的。双线偏振天气雷达对云雨时空变化的连续观测,可明显提高对水成物形成的微物理过程的理解,提高降水强度的估测精度, 改善雷达测量单点和流域的降水强度和降水总量的效果。脉冲多普勒天气雷达是大气探测和天气预报的有力工具，它不仅能够探测云高、云厚、云底高、云内含水量、云中流场径向分量及风暴中的气流和湍流的活动区，而且对300KM的中尺度风暴、强的风切变、冰雹、龙卷、大风等灾害性天气具有实时监测和报警能力。可以广泛应用于机场、部队、油田、林场、盐场、农场、海洋等专业气象台及地区、县、市气象台站并能够在灾害天气预报、气象导航、防灾减灾，农业增产以及辅助军事作业等方面发挥重要作用。 脉冲雷达原理：以一特定频率发射高频能量脉冲时，在同一距离门内接收的不同径向速度目标回波有不同的多普勒频移
雷达信号处理
雷达信号处理技术与系统设计 第一章绪论 1.1 论文的背景及其意义 近年来，随着电子器件技术与计算机技术的迅速发展，各种雷达信号处理技术的理论与应用研究成为一大热门领域。 雷达信号的动目标检测(MAD)是利用动目标、地杂波、箔条和气象干扰在频谱上的差别，抑制来自建筑物、山、树、海和雨之类的固定或低速杂波信号。区分运动目标和杂波的基础是它们在运动速度上的差别，运动速度不同会引起回波信号频率产生的多普勒频移不相等，这就可以从频率上区分不同速度目标的回波。固定杂波的中心频率位于零频，很容易设计滤波器将其消除。但对于运动杂波，由于其多普勒频移未知，不能像消除固定杂波那样很容易地设计滤波器，其抑制就变得困难了从本质上来讲，雷达信号的检测问题就是对某一坐标位置上目标信号“有”或“无”的判断问题。最初，这一任务由雷达操作员根据雷达屏幕上的目标回波信号进行人工判断来完成。后来，出现了自动检测技术，一开始为固定或半固定门限检测，这种体制下当干扰和杂波功率水平增加几分贝，虚警概率将急剧增加，以至于显示器画面饱和或数据处理过载，这时即使信噪比很大，也不能作出正确的判断。为克服这些问题进而发展了自适应恒虚警(Constant FalseAlarm Rate，CFAR)检测。CFAR 检测使得雷达在多变的背景信号中能够维持虚警概率的相对稳定，这种虚警概率的稳定性对于大多数的雷达，如搜索警戒雷达、跟踪雷达、火控雷达等。
第二章 雷达信号数字脉冲压缩技术 2.1 引言 雷达脉冲压缩器的设计实际上就是匹配滤波器的设计。根据脉冲压缩系统实 现时的器件不同，通常脉冲压缩的实现方法分为两类，一类是用模拟器件实现的 模拟方式，另一类是数字方式实现的，主要采用数字器件实现。 脉冲压缩处理时必须解决降低距离旁瓣的问题，否则强信号脉冲压缩的旁瓣 会掩盖或干扰附近的弱信号的反射回波。这种情况在实际工作中是不允许的。采 用加权的方法可以降低旁瓣，理论设计旁瓣可以达到小于-40dB 的量级。但用模拟技术实现时实际结果与理论值相差很大，而用数字技术实现时实际输出的距离旁瓣与理论值非常接近。数字脉压以其许多独特的优点正在或已经替代模拟器件进行脉冲压缩处理。 2.2 数字脉压实现方法 用数字技术实现脉冲压缩可采用时域方法或频域方法。至于采用哪种方法。 要根据具体情况而定，一般而言，对于大时宽带宽积信号，用频域脉压较好；对 于小时宽带宽积信号，用时域脉压较好。 2.2.1 时域卷积法实现数字脉压 时域脉冲压缩的过程是通过对接收信号)(t s 与匹配滤波器脉冲响应)(t h 求卷积的方法实现的。根据匹配滤波理论，)()(0*t t s t h -=，即匹配滤波器是输入信号的共轭镜像，并有响应的时移0t 。 用数字方法实现时，输入信号为)(n s ，起匹配滤波器为)(n h ，即匹配滤波器的输出为输入离散信号)(n s 与其匹配滤波器)(n h 的卷积
国内外研究现状及发展趋势
国内外研究现状及发展趋势 世界银行2000年研究报告《中国：服务业发展和中国经济竞争力》的研究结果表明，在中国有4个服务性行业对于提高生产力和推动中国经济增长具有重要意义，它们是物流服务、商业服务、电子商务和电信。其中，物流服务占1997年服务业产出的42．4％，是比重最大的一类。进入21世纪，中国要实现对WTO缔约国全面开放服务业的承诺，物流服务作为在服务业中所占比例较大的服务门类，肯定会首先遭遇国际物流业的竞争。 物流的配送方式从手工下单、手工核查的方式慢慢转变成现今的物流平台电子信息化管理方式，从而节省了大量的人力，使得配送流程管理自动化、一体化。 当今出现一种智能运输系统，即是物流系统的一种，也是我国未来大力研究的方向。它是指采用信息处理、通信、控制、电子等先进技术，使人、车、路更加协调地结合在一起，减少交通事故、阻塞和污染，从而提高交通运输效率及生产率的综合系统。我国是从70年代开始注意电子信息技术在公路交通领域的研究及应用工作的，相应建立了电子信息技术、科技情报信息、交通工程、自动控制等方面的研究机构。迄今为止以取得了以道路桥梁自动化检测、道路桥梁数据库、高速公路通信监控系统、高速公路收费系统、交通与气象数据采
集自动化系统等为代表的一批成果。尽管如此，由于研究的分散以及研究水平所限，形成多数研究项目是针对交通运输的某一局部问题而进得的，缺乏一个综全性的、具有战略意义的研究项目恰恰是覆盖这些领域的一项综合性技术，也就是说可以通过智能运输系统将原来这些互不相干的项目有机的联系在一起，使公路交通系统的规划、建设、管理、运营等各方面工作在更高的层次上协调发展，使公路交通发挥出更大的效益。 1.国内物流产业发展迅速。国内物流产业正处在前所未有的高速增长阶段。2008年，全国社会物流总额达89.9万亿元，比2000年增长4.2倍，年均增长23%；物流业实现增加值2万亿元，比2000年增长1.9倍，年均增长14%。2008年，物流业增加值占全部服务业增加值的比重为16. 5%，占GDP的比重为6. 6%。预计“十一五”期间，我国物流产业年均增速保持在15%以上，远远高于美国的10%和加拿大、西欧的9%。 2.物流专业化水平与服务效率不断提高。社会物流总费用与GDP 的比例体现了一个国家物流产业专业化水平和服务效率。我国社会物流总费用与GDP的比例在近年来呈现不断下降趋势，“十五”期间，社会物流总费用占GDP的比例，由2000年的19.4%下降到2006年的18. 3%；2007年这一比例则下降到18. 0%，标志着我国物流产业的专业化水平和服务效率不断提高。但同发达国家相比较，我国物流
雷达介绍资料中文版
概述 介绍 Rockwell Collions WXR-2100型多扫描气象雷达在气象信息的处理和提炼方法上有革命性的突破，多扫描气象雷达是一种全自动雷达，它可以在不需要飞行员输入扫描角度和进行增益设置的情况下，不管在什么时候，不管飞机的姿态如何，对所有范围内重要的气象信息进行无杂波的显示。当多扫描气象雷达工作在自动模式的时候，每个飞行员将会获得一般只有有经验的雷达操作员才能获得的气象信息，而飞行员只需进行简单的标准化航空公司飞行员培训。多扫描气象雷达有效的减少了飞行员的工作负担，并增强了天气的探测能力，增加了机组及旅客的安全性。 多扫描雷达工作的关键在于雷达对雷雨底部反射部分的探测，然后通过先进的数字信号处理技术对地面杂波进行抑制。为了对短、中、长距离范围内的气象进行更好的探测，多扫描气象雷达也集成了多雷达扫描功能，对扫描角度进行预设。因此，在不同的飞行阶段，不同的探测距离，它的气象探测结果都十分出色。真320海里探测和Qverflight Protection功能是多扫描气象雷达众多新特征中的两个。多扫描气象雷达因为使用先进的运算法则来消除地面杂波，这使它能够跨越雷达视野的限制，为飞行员提供真正意义上的320海里气象资料。Overflight Protection功能使机组人员能够躲开雷雨顶部渗透，这是如今导致飞机颠簸的主要原因之一。Overflight Protection功能将那些对飞机造成威胁的任何雷雨信息保持在雷达显示屏上，直到它不在对飞机造成威胁为止。 系统描述 重要的运行特点 全自动工作：多扫描气象雷达设计工作在全自动模式，飞行员只需输入探测范围，而不需要输入扫描角度和进行增益设置。 理想的无杂波显示：Rockwell Collions第三代地面杂波抑制算法能减少约98%的地面杂波，这使它能理想的无杂波显示有威胁的气象信息。 在不同探测范围和飞行高度情况下良好的气象探测能力：多扫描气象雷达将从不同扫描角度获得的气象数据储存在存储器中，当飞行员选择了所要求的显示范围，不同角度的扫描信息将会从存储器中取出并一起显示。通过多角度的扫描，可以获得近距离和远距离的气象信息，这使得不管飞机的姿态如何，不管何种探测范围，显示屏上所呈现的都是一幅最优化的气象图。 决策气象：多扫描气象雷达能够提供真正意义上的320海里决策气象信息。 Gain Plus：Gain Plus包括以下功能： 传统的加减增益控制：多扫描气象雷达允许机组人员在人工或自动工作模式的时候进行增加或减小增益。 基于温度的增益控制：在高海拔的巡航高度，由于低的雷雨雷达反射率，将会基于温度对雷雨增益进行补偿。 路径衰减补偿和警报（PAC Alert）：对距飞机80海里范围内的干扰性气象造成的衰减进行补偿，当补偿超过限制，一个黄色的PAC Alert杆将显示以提醒飞行员注意雷达阴影区。Overflight Protection：Overflight Protection功能减少了在高海拔巡航高度时疏漏雷雨顶部渗漏的可能性。多扫描气象雷达向下扫描波束的信息和它的信息存储能力将发挥作用，可以防止在飞机完全穿越有威胁的雷雨区之前，雷雨区图象在显示屏上消失。 海洋气候反射率补偿：多扫描气象雷达能对海洋雷雨反射率的减小进行增益补偿，以便在
雷达气象期末复习整理版分析
雷达气象期末复习整理版 雷达气象 第一章 第一节 1 雷达的含义，雷达气象含义及其用处 Radar ：通过无线电技术对目标物进行探测和定位，确定目标位置和强度的技术。 气象雷达：是用于探测气象要素和各种天气现象的雷达，常称为“千里眼、顺风耳”。 雷达气象：利用气象雷达，进行大气探测和研究雷达波与大气相互作用的学科，是大气物理学、大气探测和天气学共同研究的一个分支。雷达气象学在突发性、灾害性天气的监测、预报和警报中具有极为重要的作用。 2 气象雷达的特点 气象雷达是雷达中的一个重要成员，探测的对象是覆盖整个地球的大气，不受季节、昼夜和天气条件的影响，能全天时、全天候工作，不受能见度，探测条件的影响。采用大功率发射机、高增益天线、高灵敏接收机，可增加雷达威力，探测数百公里外的目标。现代化的雷达机，与计算机技术结合，使其数据处理技术进一步提高，测定目标的精度更高。 3 我国雷达分布情况 根据天气现象： ? 沿海地区：暴雨台风多，S波段（5cm）为主 ? 内陆地区：一般性降水，C波段（10cm）为主 电磁特性：暴雨，S波段穿透能力强，衰减小；一般性降水，S波段反射弱，C波段反射强4 我国天气雷达的应用 强对流天气的监测与预警：灾害性大风、冰雹和暴洪。天气尺度和次天气尺度降水系统的监测。 应用：人工影响天气、降水测量、风的测量、数据同化。 第二节 1 我国新一代雷达的组成部分----雷达的硬件系统 新一代天气雷达系统的三个部分： （1）数据采集子系统（RDA）； 定义：用户所使用雷达数据的采集系统。 功能：产生和发射电磁波，接收目标物对这些电磁波的散射能量，并形成数字化的基数据。
机器学习研究现状与发展趋势
机器学习研究现状与发展趋势 计算机科学与软件学院 引言: 机器能否象人类一样能具有学习能力呢？1959年美国的塞缪尔(Samuel)设计了一个下棋程序，这个程序具有学习能力，它可以在不断的对奕中改善自己的棋艺。4年后，这个程序战胜了设计者本人。又过了3年，这个程序战胜了美国一个保持8年之久的常胜不败的冠军。这个程序向人们展示了机器学习的能力，提出了许多令人深思的社会问题与哲学问题。 机器学习的研究是根据生理学、认知科学等对人类学习机理的了解，建立人类学习过程的计算模型或认识模型，发展各种学习理论和学习方法，研究通用的学习算法并进行理论上的分析，建立面向任务的具有特定应用的学习系统。这些研究目标相互影响相互促进。 机器学习是关于理解与研究学习的内在机制、建立能够通过学习自动提高自身水平的计算机程序的理论方法的学科。近年来机器学习理论在诸多应用领域得到成功的应用与发展，已成为计算机科学的基础及热点之一。 机器学习是继专家系统之后人工智能应用的又一重要研究领域，也是人工智能和神经计算的核心研究课题之一。现有的计算机系统和人工智能系统没有什么学习能力，至多也只有非常有限的学习能力，因而不能满足科技和生产提出的新要求。对机器学习的讨论和机器学习研究的进展，必将促使人工智能和整个科学技术的进一步发展。 一.机器学习的发展史 机器学习是人工智能研究较为年轻的分支，它的发展过程大体上可分为4个时期。 第一阶段是在50年代中叶到60年代中叶，属于热烈时期。…> 第二阶段是在60年代中叶至70年代中叶，被称为机器学习的冷静时期。 第三阶段是从70年代中叶至80年代中叶，称为复兴时期。 机器学习的最新阶段始于1986年。 机器学习进入新阶段的重要表现在下列诸方面： (1) 机器学习已成为新的边缘学科并在高校形成一门课程。它综合应用心理学、生物学和神经生理学以及数学、自动化和计算机科学形成机器学习理论基础。 (2) 结合各种学习方法，取长补短的多种形式的集成学习系统研究正在兴起。特别是连接学习符号学习的耦合可以更好地解决连续性信号处理中知识与技能的获取与求精问题而受到重视。 (3) 机器学习与人工智能各种基础问题的统一性观点正在形成。例如学习与问题求解结合进行、知识表达便于学习的观点产生了通用智能系统SOAR的组块学习。类比学习与问题求解结合的基于案例方法已成为经验学习的重要方向。 (4) 各种学习方法的应用范围不断扩大，一部分已形成商品。归纳学习的知识获取工具已在诊断分类型专家系统中广泛使用。连接学习在声图文识别中占优势。分析学习已用于设计综合型专家系统。遗传算法与强化学习在工程控制中有较好的应用前景。与符号系统耦合的神经网络连接学习将在企业的智能管理与智能机器人运动规划中发挥作用。 (5) 与机器学习有关的学术活动空前活跃。国际上除每年一次的机器学习研讨会外，还有计算机学习理论会议以及遗传算法会议。 二.机器学习分类 1、基于学习策略的分类 学习策略是指学习过程中系统所采用的推理策略。一个学习系统总是由学习和环境两部分组成。由环境（如书本或教师）提供信息，学习部分则实现信息转换，用能够理解的形
A320系列飞机气象雷达系统
A320系列飞机气象雷达系统介绍及机组操作建议 概述：机载气象雷达系统（WXR）用于在飞行中实时地探测飞机前方航路上的危险气象区域，以选择安全的航路，保障飞行的舒适和安全。机载气象雷达系统可以探测飞机前方的降水、湍流情况，也可以探测飞机前下方的地形情况。在显示器上用不同的颜色来表示降水的密度和地形情况。新型的气象雷达系统还具有预测风切变（PWS）功能，可以探测飞机前方风切变情况，使飞机在起飞、着陆阶段更安全。本文主要针对我公司A320系列飞机机载气象雷达系统的组成、工作原理、显示特点及我公司A320系列飞机气象雷达的种类和机组操作建议进行了介绍。 一、机载气象雷达系统的组成 机载气象雷达系统的基本组成由：雷达收发机、雷达天线、显示器、控制面板和波导系统等，如图1-1所示：
雷达收发机：用来产生发射射频脉冲信号和接收并处理射频回波信号，提供气象、湍流和地形等显示数据，探测风切变事件并向机组发送警告和告诫信息。 雷达天线：用来产生高3.6°、宽3.4°的波束并接收回波信号。天线的稳定性受惯性基准组件（IRU）的俯仰和横滚数据控制。 显示器：对于A319/A320/A321飞机来说，气象雷达数据都显示在ND上。 控制面板：用于选择气象雷达的工作方式，控制天线的俯仰角度和稳定性，对接收机灵敏度进行控制。 波导系统：波导管作为收发机和天线之间射频信号桥梁通道。 二、气象雷达对目标的探测 机载气象雷达主要用来探测飞机前方航路上的气象目标和其他目标的存在以及分布状况，并
将所探测目标的轮廓、雷雨区的强度、方位和距离等显示在显示器上。它是利用电磁波经天线辐射后遇到障碍物被反射回来的原理，目标的导电系数越高，反射面越大，则回波越强。要清楚气象雷达如何工作的关键在于了解雷雨的反射率。一般来说，雷雨的反射率被划分成三个部分：雷雨的下三分之一由于温度在冰点之上，所以全部由小雨滴组成，这部分是雷雨中对雷达波能量反射最强的部分。中间部分由过度冷却的水和冰晶组成，由于冰晶是不良的雷达波反射体，所以这部分的反射率开始减小了。雷雨的上部完全由冰晶组成，所以在雷达上几乎不可见。另外，正在形成的雷雨在其上部可能会形成拱形的紊流波，如图2-1所示：
机器人研究现状及发展趋势
机器人发展历史、现状、应用、及发展 趋势 院系：信息工程学院 专业：电子信息工程 姓名：王炳乾
机器人发展历史、现状、应用、及发展趋势 摘要：随着计算机技术不断向智能化方向发展,机器人应用领域的不断扩展和深化,机器人已成为一种高新技术产业,为工业自动化发挥了巨大作用,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。文章介绍了机器人的国内国外的发展历史、状况、应用、并对机器人的发展趋势作了预测。 关键词：机器人;发展；现状；应用；发展趋势。 1．机器人的发展史 1662年，日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶并公开表演。 1738年，法国技师杰克·戴·瓦克逊发明了机器鸭，它会嘎嘎叫、进食和游泳。 1773年，瑞士钟表匠杰克·道罗斯发明了能书写、演奏的玩偶，其体内全是齿轮和发条。它们手执画笔、颜料、墨水瓶，在欧洲很受青睐。 保存至今的、最早的机器人是瑞士的努萨蒂尔历史博物馆里少女形象的玩偶，有200年历史。她可以用风琴演奏。 1893年，在机械实物制造方面，发明家摩尔制造了“蒸汽人”，它靠蒸汽驱动行走。 20世纪以后，机器人的研究与开发情况更好，实用机器人问世。 1927年，美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”。它是电动机器人，装有无线电发报机。 1959年第一台可以编程、画坐标的工业机器人在美国诞生。 现代机器人 有关现代机器人的研究始于20世纪中期，计算机以及自动化技术的发展、原子能的开发利用是前提条件。1946年，第一台数字电子计算机问世。随后，计算机大批量生产的需要推动了自动化技术的发展。1952年，数控机床诞生，随后相关研究不断深入；同时，各国原子能实验室需要代替人类处理放射性物质的机械。
雷达与卫星气象学总复习
前言 1) 按遥感方式划分，天气雷达属于主动遥感设备或有源遥感设备。 2) 我国目前已经布网了160多部新一代多普勒天气雷达。按波长划分，已布网的新一代多普勒天气雷达有S波段和C波段两种类型，S波段雷达部署在大江大河流域及沿海地区，C波段雷达部署在东北、西北、西南等内陆地区。 3) 天气雷达起源于军事雷达，最早出现天气雷达是模拟天气雷达。 4) 天气雷达最常用的扫描方式有PPI扫描、RHI扫描和VOL体扫描。 5) S波段天气雷达波长在10cm左右；C波段天气雷达波长在5cm左右；X波段天气雷达波长在3cm左右 第1章散射 1) 散射是雷达探测大气的基础，大气中引起雷达波散射的主要物质有大气介质、云和降水粒子。 2) 粒子在入射电磁波的极化作用下，做强迫的多极震荡而产生次波就是散射波。 3) 什么是瑞利散射及瑞利散射的特点？ 4) 什么是米散射及米散射的特点？ 5) 雷达截面也称作后向散射截面，它的大小反映了粒子的后向散射能力的大小，雷达截面越大，粒子的后向散射能力越强。 6) 什么是雷达反射率 ？ 单位体积内全部降水粒子的雷达截面之和称为雷达反射率。 7) 相关研究表明，对于小冰球粒子，其雷达截面要比同体积小水球的小很多；对于大冰球粒子，其雷达截面要比同体积大水球的大很多； 8) 晴空回波产生的原因是什么？ 湍流大气（折射指数不均匀）对雷达波的散射作用；大气对雷达波的镜式反射（大气中折射指数的垂直梯度很大）。
9) 雷达反射率因子 与雷达反射率的区别 第2章衰减 1) 造成雷达电磁波衰减的物理原因是散射和吸收。 2) 造成雷达电磁波衰减的主要物质有大气、云和降水。 3) 水汽和氧气对电磁波的衰减作用主要是吸收 4) 云滴对雷达波的衰减随雷达波长得增加而减小。 5) 雨对雷达波的衰减一般与降水强度成近似的正比关系 第三章 雷达气象方程 1) 什么是天线增益G ？ 定向天线最大辐射方向的能流密度与各向均匀辐射天线的能流密度之比，称为天线增益，用符号G 表示。 2) 天线增益的物理意义 由方向性天线把辐射能量集中到某个方向上,使这个方向上的辐射能流密度增加为各向同性天线的 G 倍。 3) 有效照射深度由雷达脉冲宽度决定，其值为脉冲宽度的一半。 4) 有效照射体积除了与有效照射深度有关外，还取决于雷达波束的几何形状。 5) 充塞系数除了与云和降水有关外，还取决于目标物距雷达的距离和雷达波束宽度有关。 6) 解释雷达气象方程 02 220.222231101024(ln 2)2R kdR t r PG h m P Z R m θ?ψπλ--?=?+， 各物理参数的意义。 答题思路：写出各符号分别指代的参数，如Pr ：雷达回波功率，Pt ：雷达发射功率，G 天线增益… 7) 说明雷达气象方程中各物理参数在雷达探测中的作用。 第4章 折射 1) 什么是大气折射？ 光波或电磁波在大气中曲线传播的现象称为大气折射。 2) 折射产生的物理原因是光波或电磁波在不均匀介质中的传播速度不同而引起的。
国内外研究现状和发展趋势
北京市绿化隔离带可持续经营技术及效益评价 二、项目所属领域国内外研究开发现状和发展趋势 1、由城市绿地到城市林业的发展 城市绿地是城市中一种特殊的生态系统，它是城市系统中能够执行“吐故纳新”负反馈调节机制的子系统。这个系统一方面能为城市居民提供良好的生活环境，为城市生物提供适宜的生境；另一方面能增强城市景观的自然性、促进城市居民与自然的和谐共生。它是城市现代化和文明程度的重要标志。 绿地(green space)一词，各国的法律规范和学术研究对它的定义和范围有着不同的解释，西方城市规划概念中一般不提城市绿地，而是开敞空间(Open Space)，我国建国以来一直延用原苏联的绿地概念，包括城市区域内的各类公园、居住区绿地、单位绿地、道路绿化、墓地、农地、林地、生产防护绿地、风景名胜区、植物覆盖较好的城市待用地等。 尽管各国关于开敞空间(或绿地)的定义不尽相同，但它们都强调了开敞空间(或绿地)在城市中的自然属性，即都是为了保持、恢复或建立自然景观的地域。绿地作为城市的一种景观，是城市中保持自然景观，或使自然景观得到恢复的地域，是城市自然景观和人文景观的综合体现，是城市中最能体现生态性的生态空间，是构成城市景观的重要组成部分。在结构上为人工设计的植物景观、自然植物景观或半自然植物景观。绿地在城市中的功能和作用主要包括：组织城市空间的功能、生态功能（改善生态环境的功能、生物多样性保护功能）、游憩休闲功能、文化(历史)功能、教育功能、社会功能、城市防护和减灾功能。 城市绿地发展和研究进程包括：城市绿地思想启蒙阶段、城市绿地规划思想形成阶段、城市绿地理论和方法的发展阶段、城市绿地生态规划和建设阶段。 吴人韦[1]、汪永华[2]、胡衡生[3]等从城市公共绿地的起源开始介绍了国外城市绿地的发展历程，认为国外的城市绿地建设经历了从公园运动（1843～1887）、公园体系（1880～1890）、重塑城市（1898～1946）、战后大发展（1945～1970）、生物圈意识（1970年以后）等一系列由简单到复杂的城市绿地发展过程，其中“重塑城市”阶段提出了“田园城市”和城市绿带概念，绿带网络提供城区间的隔离、交通通道，并为城市提供新鲜空气。“有机疏散”理论中的城市与自然的有机结合原则，对以后的城市绿化建设具有深远的影响。1938年，英国议会通过了绿带法案（Green Belt Act）。1944年的大伦敦规划，环绕伦敦形成一道宽达5英里的绿带。1955年，又将该绿带宽度增加到6～10英里。英国“绿带政策”的主要目的是控制大城市无限蔓延、鼓励新城发展、阻止城市连体、改善大城市环境质量。早在1935年，莫斯科进行了第一个市政建设总体规划，规划在城市用地外围建立10公里宽的“森林公园带”；1960年调整城市边界时，“森林公园带”进一步扩大为10～15公里宽，北部最宽处达28公里；1971年，莫斯科采用环状、楔状相结合的绿地布局模式，将城市分隔为多中心结构。目前，德国城市森林建设已取得了让世人瞩目的成绩，其树种主要为乡土树种，基本上是高大的落叶乔木（栎类、栗类、悬铃木、杨树、核桃、欧洲山毛榉等）[4]。在绿化城
卫星与雷达
预报员试题/卫星与雷达；总计184道试题，选择题96道，术语题9道，判断题46道，问答33题 极轨卫星：。 轨道位置在空间几乎是固定的，高度800——1000千米，绕地球飞行，获取全球资料。 4 1 地球同步（或静止）卫星。 位于地球赤道上空，高度36000千米左右，与地球自转速度相同，在赤道上空静止不动，因此，也称地球同步轨道卫星。 4 1 太阳耀斑：。 在可见光图像上，水面对太阳光的反射有可能使它具有云或浮尘的表现，这一现象称为太阳耀斑。 4 3 多普勒效应：。指波源相对于观察者运动时，观察者接收到的信号频率和波源发出的频率是不同的，而且发射频率和接收频率之间的差值和波源运动的速度有关。 4 3 下击暴流：-----------------------------------------------------。 能够产生近地面破坏性的水平辐散出流的风暴下部强下沉气流。 4 1 云线：-----------------------------------------------------。 带状云系的宽度小于一个纬距叫云线。 4
阵风锋：-----------------------------------------------------。雷暴产生的冷空气外流边界的前沿。 4 3 雹暴云团、-----------------------------------------------------。以冰雹、大风天气为主的云团。 4 3 在云图中，“IR”“VIS”和“WV”分别代表： A.可见光图、红外图、水汽图 B.红外图、水汽图、可见光图 C.红外图、可见光图、水汽图 D.水汽图、可见光图、红外图 C 1 1 红外云图的波长区间____。 A. 5.7至7.1um B. 10.5至12.5um C. 0.4至1.1um B 1 1 可见光云图的波长区间____。 A. 5.7至7.1um B. 10.5至12.5um C. 0.4至1.1um C 1 1 水汽云图的波长区间____。 A. 5.7至7.1um B. 10.5至12.5um C. 0.4至1.1um A 1
国内外公路研究现状与发展趋势
第1章绪论 1.1我国公路现状 交通运输业是国民经济中从事运送货物和旅客的社会生产部门，是国民经济和社会发展的动脉，是经济社会发展的基础行业、先行产业。交通运输主要包括铁路、公路、水运、航空、管道五种运输方式，其中，铁路、水运、航空、管道起着“线”的作用，公路则起着“面”的作用，各种运输方式之间通过公路路网联结起来，形成四通八达、遍布城乡的运输网络。改革开放以来，灵活、快捷的公路运输发展迅速，目前，在综合运输体系中，公路运输客运量、货运量所占比重分别达90％以上和近80％。高速公路是经济发展的必然产物，在交通运输业中有着举足轻重的地位。在设计和建设上，高速公路采取限制出入、分向分车道行驶、汽车专用、全封闭、全立交等较高的技术标准和完善的交通基础设施，为汽车快速、安全、经济、舒适运行创造了条件。与普通公路相比，高速公路具有行车速度快、通行能力大、运输成本低、行车安全、舒适等突出优势，其行车速度比普通公路高出50％以上，通行能力提高了2~6倍,并可降低30％以上的燃油消耗、减少1/3的汽车尾气排放、降低1/3的交通事故率。 新中国成立以来，经过60多年的建设，公路建设有了长足发展。2011年初正值“十一五”规划结束，“十二五”规划伊始。“十一五”时期是我国公路交通发展速度最快、发展质量最好、服务水平提升最为显著的时期。经过4年多的发展，公路交通运输紧张状况已实现总体缓解，基础设施规模迅速扩大，运输服务水平稳步提升，安全保障能力明显增强，为应对国际金融危机、保持经济平稳较快发展、加快经济发展方式转变、促进城乡区域协调发展、保障社会和谐稳定、进一步提高我国的综合国力和国际竞争力作出了重要贡献。 “十一五”前4年，全国累计完成公路建设投资2.93万亿元，年均增长近16％，约为“十一五”预计总投资的1.2倍，也超过了“九五”和“十五”的投资总和。公路建设投资的快速增长，极大地拉动和促进了国民经济的迅猛发展。从公路建设投资占同期全社会固定资产总投资的比重来看，“十一五”期间基本保持在4.5％左右。 在投资带动下，公路网规模不断扩大，截至2009年底，全国公路网总里程达到386万公里，其中高速公路6.51万公里，二级及以上公路42.52万公里，分别较"十五"末增加36.4万公里、2.5万公里和9.4万公里；全国公路网密度由“十五”末的每百平方公里34.8公里提升至40.2公里。预计到2010年底，全国公路网总里程将达到395万公里，高速公路超过7万公里，分别较“十五”末增加45.3万公里与3万公里。农村公路投资规模年均增长30%，总里程将达到345万公里，实现全国96%的乡镇通沥青（水泥）路。 “十一五”期间公路的快速发展，为扩大内需、拉动经济增长作出了突出贡献。特别是2008年以来，为应对国际金融危机，以高速公路为重点，建设步伐进一步加快，“十一五”末高速公路里程将达到"十五"末的1.78倍。“十一五”期间全社会高速公路建设累计投资达2万亿元，直接拉动GDP增长约3万亿元，拉动相关行业产出
中国管理研究的现状及发展前景
徐淑英《光明日报》（ 20１1年07月29日１1 版) 过去2０多年来，中国管理学研究关注西方情境的研究课题,验证西方发展出来的理论，并借用西方的研究方法论。而旨在解决中国企业面临的问题和针对中国管理现象提出有意义的理论解释，这方面的研究却迟滞不前。围绕到底是追求“中国管理理论”（即在中国管理情境中检验西方理论)还是“管理的中国理论”(即针对中国现象和问题提出自己的理论)的争论，很多学者作出了积极探索。中国的管理学研究者应遵循科学探究的自主性原则,保持对常规科学局限性的警觉,从事既能贡献普遍管理知识,又能解决中国管理问题的研究。 国际管理学研究中的一个现象 全球化商业活动的增加,不仅使得全球化的跨国公司对管理知识的需求大大增加，而且那些处于新兴经济体（比如俄罗斯、印度和中国）中的公司，由于在国际市场上扮演越来越重要的角色，也非常渴望得到管理实践所需的知识。除了新兴经济体外,许多发达地区的管理研究也十分活跃。有学者观察到了国际学者的一种明显偏好:从主流管理学文献(基本上是基于北美,特别是美国的文献)中套用已有的理论、构念和方法来研究本土的现象。这导致了JameｓMａrch（詹姆斯·马奇)所认为的组织研究的“趋同化”。这个趋势是值得注意的,因为它有可能放慢有效的全球管理知识的发展速度，也会阻碍科学的进步。这样的趋势在中国也是存在的。
科学研究总是有目的的：执著于寻找真相（realiｔy)和追求真理(trｕth)。科学的研究方法确保了科学家的发现是接近于真理的,这也是所有科学研究应该达到的严谨性（rｉgor)标准。然而对于管理学这门应用科学来说,真理本身是不够的。管理研究的第二个目标是获取有益于提高实践水平的知识,这就是管理学者应该达到的切题性（ｒe ｌevａnce）标准。但现在大部分的中国学者都是严谨有余,切题不足。 目前,套用西方发展起来的理论在中国进行演绎性研究主导了中国管理学研究领域。用这种方法进行的研究倾向于把成果发表在国际性杂志上，尤其是国际顶尖杂志。这类研究成果验证了已有理论或者对其情境性边界进行了延伸研究，说明了如何使用现有研究成果来解释一些新情境下出现的独特现象和问题。但这样的研究倾向对现有的理论发展只能提供有限的贡献，因为它的目的并非寻找对地方性问题的新的解释。这种方法也限制了对中国特有的重要现象以及对中国有重要影响的事件的理解。 笔者并不认为学者的目标就是发展新的理论，而是提请注意这一事实:绝大部分中国的研究都不约而同地采用西方已有理论来解释中国现象。这一趋势形成的原因可以从两个方面进行解释。 首先是因为缺乏先进的科学研究方法的训练和对科学目的的正确理解。一些研究者错误地认为，科学的目的是发表文章，而非寻找对重要现象的恰当理解和解释。中国学者可以很快学会如何正确使用研
气象多普勒雷达cinradpup操作手册
CINRAD PUP 操作手册 北京敏视达雷达有限公司 2000年4 月
目录 第一章概述 (4) CINRAD PUP的定义 (4) CINRAD PUP的功能 (4) CINRAD PUP的操作主界面 (4) 视窗 (4) 菜单 (7) 工具栏 (9) 状态栏 (10) 第二章产品的请求和控制 (11) 产品请求 (11) 一次性产品请求 (One time product) (11) 日常产品集请求 ( Routine product set ) (13) 天气警报请求 ( Alert ) (14) 产品接收 (15) 产品队列 (16) 产品保存 (16) 产品分发 (17) 第三章参数定义和说明 (19) 参数定义及说明 (19) 弱回波区(WER)产品仰角切面 (23) 第四章产品显示和图象控制 (25) 产品显示 (25) 检索产品 (25) 队列产品 (27) 用户产品集 (28) 重显产品 (29) 自动显示产品 (30) 动画显示 (31) 放大显示和重置中心 (33) 区分数据级 (34) 过滤功能 (34) 合并功能 (35) 闪烁功能 (35) 图象灰化功能 (35) 颜色恢复功能 (35) 迭加显示 (36) 光标位置 (37) 光标连接 (37) 地图 (38) 产品打印 (40) 保存图象 (40) 隐藏产品 (40) 第五章 CINRAD PUP 控制 (41) 连接 (41) 断接 (41) 重新启动 (41) 关机 (41)
第六章雷达状态和警报 (42) 6．1雷达系统状态监测 (42) 通讯状态监测 (44) 性能监测 (44) RPG可用产品 (44) 天气警报 (45) 第七章编辑功能 (46) 编辑工具 (46) 编辑状态 (46) Annotation —产品注释的编辑 (47) Cross Section —剖面位置的编辑 (48) Alert Area —报警区的定义 (48) Maps —地图的编辑 (49) 编辑功能的退出 (49) 第八章适配数据 (50) 日常产品集 (50) 警报 (51) 地图 (52) 迭加 (53) 彩色表 (53) 雷达站 (54) 定义专用符号 (56) 第九章帮助 (57) 帮助主题 (57) 按内容检索 (57) 按关键字查找 (58) 关于帮助 (59) 第十章视窗控制 (60) 最大化视窗 (60) 平铺全部视窗 (60) 关闭全部视窗 (60) 附录1雷达产品名、产品号中英文对照表 (61) 附录2 CINRAD PUP 系统配置 (62)
本课题国内外研究现状及发展趋势
本课题国内外研究现状及发展趋势 医用信息系统同其他行业的信息系统相比具有其明显的特殊性，医用信息系统有大量的CT、MRI等的图象，B超、内窥镜等的视频数据，还有大量的CT、MRI、B超、PET、电子内窥镜等的医用检查设备。医用信息系统中大量的如HIS,RIS,PACS,MODALITY,CPR等部门级的系统之间有大量需要交流和共用的信息,如何将这些数据有效的交流，如何减少重复手工劳动,减少数据冗余.以提供给医生、护士从而提高诊断和治疗水平，或者提供给医院管理者以提高医院的管理水平.换而言之，就是将医院各部门之间的数据互相平滑高效的交流以及医用信息的整合集成成为世界各国致力于医用信息系统的专家学者和相关研究机构的研究话题。 Radiological Society of North America(RSNA)和Healthcare Information and Management Systems Society(HIMSS)提出了IHE框架试图解决这些信息的交流和集成问题。
IHE规范遵循DICOM标准和HL7标准.DICOM标准的全称是“医学数字成像与通信”（digital imaging and communication in medicine）标准，不仅支持医学放射图象，而且面向所有的医学图象，只要简单的增加相应的服务对象类（SOP）即可，可扩展到心电图，内窥镜图象，牙医图象，病理学图象等。HL7主要为面向健康的计算机系统提供临床、金融、管理信息的电子交换标准.IHE规范还提供了HL7到DICOM的互操作. 国内随着医疗行业改革,医疗服务行业开始面向市场,通过信息化的战略来提高医患的满意度以提到很多医院的议事日程.因此构建一个集成化的标准化的系统来及时的获取各种临床信息变的非常迫 切.目前国内有许多厂商拥有遵循DICOM标准的PACS系统,然而将
国外教学设计研究现状与发展趋势
国外教学设计研究现状与发展趋势 教学设计过程所产生的问题的讨论、教学设计研究的发展趋势等方面对国外教学设计研究的现状与发展趋势进行了系统阐述。 随着科学技术的发展，心理学、教育学理论研究的深入，教学设计近年来成为国内外教育界关注的课题之一。考察国外教学设计的研究成果，对我们深化课堂教学改革，全面推行素质教育，提高教学效率将有莫大的启发。 一、国外教学设计研究的现状 如何提高课堂教学质量和教学效率一直是教学研究的核心问题。为了解决这个问题，许多教育工作者或从改变教学媒体、方法，或从精选教学内容，或从改进评价方式和课堂管理等进行深入的研究，但同时他们又感到单一方面的改革其效果不能令人满意。因此，他们开始重新思考教学设计的问题，并借鉴认知理论、技术学等新成果；从更为系统的角度探索问题，以找到在整体上提高教学效益的突破口。 1．学设计的概念 什么是教学设计？为了更清楚的理解这个概念，让我们先了解什么是教学和设计。美国的教育学家史密斯（P.L. Smith ）和拉根（T. J.Ragan）认为，教学就是信息的传递及促进学生达到预定、专门学习目标的活动。它是教育的一个分支，包含了学习、训练和讲授等活动。所谓设计，是指在进行某件事之前所作的有系统的计划过程或为了解决某个问题而实施的计划，它可以从精确性、细致性、系统性等方面去判断其效果的好坏。设计者必须以高度的精确和谨慎态度，具有系统计划一个方案的才能进行设计，否则，会导致时间的误用、资源的浪费甚至无效、沉闷和缺乏动机的学习。因此，设计应考虑许多可能影响实施计划或受计划实施所影响的因素。如，设计者要考虑可能影响教学成功的因素，通过上课，把预先设计好的视觉、听觉及其他传递形式的信息传递出去。所以，教学设计的特点除上面谈到的精确、细致和系统之外，还应有形象性、创造性、工艺性、扩展性和自然性等特点。由此可见，教学设计就是把教学原理转换成教学材料和教学活动计划的系统过程，是指为了达到预期教学目标而运用系统观点和方法，遵循教学过程基本规律，对教学活动进行系统计划的过程，是教什么（课程和内容等）与怎么教（组织、方法、策略、手段及其他传媒工具的使用等）的过程。具体来说，一方面它象工程那样需要以过去成功的原理为基础来计划他们的工作，不仅在功能方面，而且以生动的、吸引人的方式来设计事情或活动，建立用以指导他们决策、解决问题的程序。另一方面，这个系统过程是以一种书面的形式把将要完成的事情或活动的结果写下来，而不是变成实际的产品或结果。因此，当教学媒体不仅仅是教师时，系统的计划就显得尤其重要。好的教师有能力根据学生的需要马上调节教学。但当教学媒体不能迅速加以调节时（如印刷体的材料、录像材料、以电脑为基础的教学），以教学原理为基础的设计就显得相当重要。所以，教学设计过程主要依据三个方面进行设计：第一，教学的目标是什么？第二，教学策略和教学媒体有哪些？第三，我们如何检验所达到的结果？如何评价和修改教学材料？ 韦斯特（Charles K. West ）等人则从认知科学的角度来探讨教学设计。他们认为教学就是以系统的方式传授知识，是关于技术程序纲要或指南的实施。它也是指教师的行动、实践或职业活动。设计是计划或布局安排的意思，是指用某种媒介形成某件事情的结构方式。所以教学设计的研究应从以下几个方面出发：（1）在当今复杂的社会里，人们需要学会如何学习。这种需要大大地扩大了教学的目标，它应该包括学习者将能够了解并适当地运用认知策略；（2 ）教学设计应该使用认知策略作为教学的手段；（3 ）教师将充当教学传递活动中运用认知策略和奖励认知策略运用的模范；（4）把认知策略的知识、适当的应用以及对认知策略