Parallel Computing of Vegetation Index Products Based on MPI and OpenCV
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科研信息化技术与应用2013, 4(5): 70–75
·应用?/?
APPLICATION ·基于 MPI 和 OpenCV 遥感植被指数产品的并行计算
崔丹丹1,3，张耀南1,2，赵国辉1,2
1. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，甘肃 兰州 730000
2. 甘肃高性能计算网格，甘肃 兰州 730000
3. 中国科学院大学，北京 100049
摘 要：关键词：Parallel Computing of Vegetation Index Products Based on MPI and OpenCV
Cui Dandan 1, 3, Zhang Yaonan 1, 2, Zhao Guohui 1, 2
1. Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou, Gansu 730000, China
2. Gansu High Performance & Grid Computing Center, Lanzhou,Gansu 730000, China
3. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
遥感传感器和计算机技术的发展，每天都会汇集大量新的地理空间数据。地球科学许多应用要求数据实时或接近实时地处理，发展高性能计算是进行海量数据处理的必然趋势。本文以 TM 影像制备黑河流域归一化指数产品为例，基于高性能集群，实现了植被指数快速提取的并行计算方法，并采用对等并行编程模式，通过 C 语言调用 MPI (Message Passing Interface ，消息传递接口) 和 OpenCV (Open Source Computer Vision Library ，开源计算机视觉库) 函数库，实现了 NDVI (Normalized Difference Vegetation Index ，归一化植被指数) 的并行计算，获得了黑河流域的 NDVI 。性能测试表明，并行计算可以显著提高遥感图像处理的速度。文章最后讨论了从原始影像提取植被指数产品的流程。
并行计算；归一化植被指数 (NDVI)；黑河流域
基金项目：基于建模框架的生态-水文模型构建与参数模拟 (91125005/D011004)；国家基础科学人才培养基金冰川冻土特殊学科点项目 (J1210003/J0109)
崔丹丹 等: 基于 MPI 和 OpenCV 遥感植被指数产品的并行计算
引言
遥感传感器数据获取技术趋向三多 (多平台、多传感器、多角度) 和三高 (高空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率)[1]，使得遥感对地观测数据迅速膨胀至海量数据。如何利用，海量遥感数据获取专题数据，这给数据处理带来了很大的挑战。特别是遥感在地球科学、空间科学、快速探索等科学领域的应用需要实时或接近实时的处理能力[2]，这些海量遥感数据的处理，需要很高的计算能力，计算问题成为制约遥感应用的主要瓶颈，使海量遥感数据的高性能地学计算成为研究热点[3]。与此同时，空间数据的应用对数据处理的精度要求越来越高，对处理的时间却要求越来越短。针对这些高要求，基于传统的单机串行程序面临处理能力不足，因此高性能并行数据处理就成为高效遥感数据处理的必然选择。
从遥感数据的处理角度来看，尽管流程相对固定，但各个环节的自动化处理程度不是很高。遥感数据本身具有内在的并行性，其处理具有任务并行性的特点。特别是遥感数据处理算法中存在不同区域同一类计算的多次重复，或同一区域不同操作的并发性，因此遥感数据从算法和数据结构来看，均适合进行并行计算处理。
面对日益增多的卫星观测项目和不断提高的时空分辨率，要在这些海量的遥感数据中获取植被指数，传统的串行植被指数提取算法已经不能有效地处理这些大量的影像资料。要对时间序列长、空间范围大、数据量大的遥感数据做出快速响应和处理，串行处理已不能满足。如何快速处理这些海量的遥感影像资料，提取覆盖面广、时间序列完整的植被指数成为遥感应用的一个重要研究方面。本文仅对遥感影像植被指数的并行化提取的研究进行介绍。
1 研究区域及研究内容
1.1 研究区域与数据来源
黑河流经青海、甘肃和内蒙古三省区，是中国第二大内陆河，该流域位于东经96°42′~102°04′，北纬37°45′~42°40′，流域内下垫面条件极其复杂，包含黄土高原、戈壁、沙漠、绿洲、草地、农田、雪盖、冰川、河流、湖泊, 几乎涵盖了所有陆地地表类型。自然条件多样性加上人类活动的影响使得黑河流域植被覆盖不均一。
本文采用的数据是中国遥感卫星地面站提供的landsat-5，每 16 天扫瞄同一地区，即其 16 天覆盖全球一次。TM 影像包含 7 个波段，波段 1-5 和波段 7 的空间分辨率为 30 米，波段 6 (热红外波段) 的空间分辨率为120 米。数据产品是经过辐射校正、几何校正和几何精校正，同时采用数据高程模型 (Digital Elevation Model, DEM) 纠正地势起伏造成的视差的Level4 的产品数据。这里用到的是 TM 影像的红色波段和近红外波段。覆盖整个黑河流域需要 21 张 TM 影像。
1.2 NDVI 归一化植被指数研究方法
在遥感所涉及的应用领域中，植被指数被广泛
Abstract: Keywords:With the advances of sensors and computer technology, a large number of new geospatial data is collected every day. In particular, many current and future applications of remote sensing in earth science require real or near real-time processing capabilities. Employing high performance computing (HPC) for remote sensing missions is an inevitable trend. As an example, we have made products of normalized difference vegetation index in Heihe watershed, and this paper presents how to implement parallel processing of remote sensing image based on high performance cluster. We use C language combined with MPI and OpenCV library and apply peer-to-peer parallel programming model to realize the parallel computation of NDVI. The performance test shows that this parallel method can significantly improve the speed of remote sensing image processing. At the end, the procedure of making vegetation index products from the original image is discussed.
parallel computing; normalized difference vegetation index(NDVI); basin of Heihe river
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用来定性和定量评价植被覆盖及其生长状态。植被指数可以帮助增强遥感影像的解译力[4]，已被广泛应用于土地利用覆盖探测、植被覆盖密度评价、荒漠化研究、作物识别和作物预报等方面，也被用于增强专题制图的分类能力，植被指数还可用来诊断植被的一系列生物物理参量，如：叶面积指数 (Leaf Area Index, LAI)、植被覆盖率 (Vegetation Coverage)、生物量(Biomass)、光合有效辐射吸收系数(Fraction of photosynthetic active radiation, F P A R)等。常见的植被指数有：比值植被指数(Ratio Vegetation Index, RVI)、归一化植被指数(Normalized Differential Vegetation Index, NDVI)、差值/环境植被指数(Difference Vegetation Index/ Environmental Vegetation Index, DVI/EVI)、绿度植被指数 (Green Vegetation Index, GVI)、垂直植被指数(Perpendicular Vegetation Index, PVI) 等，其中NDVI 应用最广，常用 NDVI 作参考评价一些新的植被指数，所以 NDVI 在植被指数中占重要位置。
归一化植被指数 NDVI 是 1978 年由 Deering 提出；
NDVI=(ρn-ρr)/(ρn+ρr) (1)其中ρn为近红外波段反射率，ρr 为红波段反射率，NDVI 的值限定在 (-1，1) 范围内。一般认为 NDVI 值大于0.1 为有植被覆盖，由于该指数与植被密度呈正相关，因此 NDVI 值越大，表示植被覆盖情况越好。由于 NDVI 可以消除大部分与仪器定标、太阳角、地形、云阴影和大气条件有关辐照度的变化的影响，且具有植被空间覆盖范围广、植物检测灵敏度高、数据具有可比性等优势，NDVI 增强了对植被的响应能力，成为目前已有的 40 多种植被指数中应用最广的一种植被指数。由于空间覆盖范围和时间序列分析，对NDVI 的计算进行并行化编程具有实际应用意义。
1.3 遥感图像数据分解方式
并行程序设计的基础是待解决的问题可以分解为多个活动或任务，并能够在同一时间内同时执行。遥感图像在并行化处理中过程中，通常将其分解为任务分解和数据分解。任务分解是将大的计算任务分解成多个子任务，这些子任务在不同的进程上同时执行。为了使计算能够高效地执行，组成一个任务的操作应当尽量独立于其它任务中的操作。数据分解是将待处理的数据集进行分块后，分配给不同的进程去处理，多个进程执行相同的操作，但处理的数据不同。仅当计算任务间的数据具有无关性，相关的计算才能够高效地执行[5]。
显然对于批量遥感图像的植被指数产品制备，由于数据具有独立性，适合采用数据分解的方法来设计并行程序。本文利用 OpenCV 计算机视觉库，基于MPI 消息传递编程模型，采用C编程语言编程实现并行遥感图像处理程序，对整个黑河流域 TM 数据，在高性能集群环境中实现了遥感图像的批量并行处理，制备出整个黑河流域的植被指数产品。
2 植被指数串行算法与实现
2.1 NDVI 串行算法的计算流程
本文使用 Landsat-5 TM 影像第三波段和第四波
图1 NDVI 串行算法流程
Fig. 1 NDVI serial algorithm
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段的数据是图像的灰度值 (DN 值)，需要把灰度值转
换为反射率才能进行运算 (比如 NDVI 的运算)。利用
TM 影像提取 NDVI 的串行算法流程如图 1 所示。
2.2 NDVI 串行算法实现方法和过程
由于应用数据已经经过预处理，提取TM 影像
的红光波段 TM3 和近红外波段 TM4，调 OpenCV 函
数可以直接读取TIFF 图像，减少了代码量。利用
OpenCV 中 cvLoadImage 函数读取 TM3、TM4 两个
波段遥感图像，获取两个图像同一位置上的灰度值；
再根据归一化植被指数计算公式 (1) 计算出该像素位
置的归一化差值植被指数；然后用
NDVI=(int)(NDVI+1.0
2.0
×255) (2)
公式 (2) 对植被指数进行非线性拉伸，使的结果在视觉上容易辨别，拉伸后的值赋给复制产生的新图像的灰度值，最后用中 cvSaveImage 函数保存处理后的图像，这样生成植被指数图。
3 NDVI 并行算法的设计与实现
3.1 NDVI 并行处理方案
依据对遥感图像的数据分解方式，遥感图像并行处理的任务可分为单图像多进程及单/多图像单进程两种。单图像多进程任务划分方法，是将一张完整的图像划分成多个块，再将这些块分配到多个进程中进行处理, 以此来提高处理的效率。但是随着进程数的增加，进程之间 I/O 开销的增加，可能反而会延长图像处理时间。单图像多进程划分方法，多采用主从并行编程模式，并行程序中的主进程读取遥感图像数据，将图片分块并发送给从进程处理，从进程将处理后的结果返回主进程。这种数据分解方法适合计算量较大的一些运算，如图像的配准[6-7]、图像的几何校正[8]、图像的融合[9]、图像分类[10-11]，遥感图像分割[12]等。
单/多图像单进程的划分方案是每个进程对一个或多个遥感图片进行处理，进程之间的I/O 消耗很低，进程所驻守的计算机资源绝大部分用于计算，而且只需要稍加改动现有的串行遥感图像处理程序就放入并行程序框架，减少了繁杂的图像处理代码编程工作[13]。这种数据分解方法多采用对等模式各进程地位相同，功能和代码基本相同，只是处理的数据或对象不同。适合于单幅图像计算量较小的情况，如目标检测和提取[14]。
一般来说，归一化植被指数计算比较快，该算法处理一幅图像的速度大约在 3.4s~3.7s，如果采用单图像多进程任务划分方法，需要在进程之间进行数据的传递，进程之间的通信开销可能会延长作业处理的时间；单/多图像单进程，进程之间通信消耗很低，只需要将串行的归一化植被指数算法稍作修改，避免代码的重复编写。在具体的遥感图像处理应用中，如果进行大区域或基于时间序列的研究，通常需要对过百幅的图像进行处理，单图像多进程处理速度的改进是有限的，所以本文基于 MPI 采用单/多图像单进程并行处理的编程方法进行遥感图像的并行处理。
3.2 MPI 并行提取 NDVI 程序的实现
MPI 并行程序实现有对等模式和主从模式[15]，本文基于高性能集群采用对等模式，利用 MPI 调用多个进程，每个进程处理一幅或多幅完整的遥感图像。在集群环境中安装 OpenCV 和 MPICH 函数库，用 C 语言中调用 OpenCV 和 MPI 头文件编写的遥感图像NDVI 计算程序，以实现海量遥感数据并行批处理。图 2 用伪代码说明这个并行程序。
3.3 NDVI 并行算法性能测试
为了验证单图像单进程模式下的批量遥感图像处理的性能，本文基于 TM 影像的 3 波段和 4 波段的 16 幅影像，遥感影像的大小为 8161*7071 像素，图像大小 54~57M 不等。为了提高 MPI 程序的性能，通过进程绑定，可以避免进程在 CPU 核之间切换带来的开销，可以减轻 cache 争抢现象，特别是当进程数为CPU 总核数一半左右时，有时会发现测试结果不稳定，很可能是因为进程切换造成的，所以这里进行了CPU 绑定。MPICH2 自身不支持 CPU 绑定功能，但是可以通过调用操作系统层工具 numact1 实现。进行CPU 绑定避免进程切换，在并行程序运行中的进程数
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为调用的 CPU 的内核数。加速比和效率是最传统的并行算法评价标准, 为评价并行计算性能, 需要引入加速比和并行效率.在集群环境下分别由 1、2、4、8 个不同的进程数下分别处理这些影像，并行程序基于不同的节点个数各运行多次，然后求各次各节点消耗的时间的平均值，加速比和并行效率，测试结果如表 1 所示。
4 结论与进一步工作?
遥感植被指数虽然算法简单，却具有空间覆盖范围广、时间序列长、数据容易获取、数据具有一致可比性、植物检测灵敏度高的优点，目前作为一种遥感手段广泛应用于植被监测、土地覆盖变化、荒漠化研究、第一性植被生产力等。随着技术的发展，遥感数据量剧增，传统的串行算法无法满足即时应用需求。目前大多数遥感处理系统存在于桌面级应用软件，国内外基本上没有成熟知名的遥感并行处理系统。本文针对 NDVI 的广泛需求以及植被指数计算的特点，基于高性能计算集群系统，通过调用 OpenCV 和 MPI 函数库，将 NDVI 的计算编写成并行程序，获得了整个黑河流域的 NDVI 产品数据。测试结果表明 NDVI 的并行计算加速比为 5.91，并行计算效率为 0.74. 说明通过对遥感图像的并行处理，显著的提高了 NDVI 计算效率。也说明遥感图像的并行处理能够显著提高数据处理的效率。
事实上，遥感图像归一化植被指数在提取之前，首先要对遥感影像进行几何校正、辐射校正、大气校正等预处理。而遥感图像的预处理过程中，数据处理量大，计算耗时，具有通过并行化提高处理效率的需求。对预处理过的遥感图像，其 NDVI 的计算可以采用单图像多进程的数据分割方法，将一幅大数据量的影像划分为大小相等或不等的较小数据量的影像进行分块处理，处理后再把这些块状数据联合成一幅大影像。具体根据实际情况来判断采用单图像多进程或单/多图像单进程的数据分割方法。下一步工作将在此实验的基础上，重点研究遥感图像单图像多进程的数据分割方法，结合具体情况，依据不同的算法特点选择合适的数据分解方法，实现遥感图像植被指数产品制备的并行化完整流程。
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表1 并行计算性能
Table 1 The performance of parallel computing
进程数各进程处理图幅数各节点平均耗时 (s)加速比并行效率11630.5611
2816.22 1.880.94 449.26 3.300.83
82 5.17 5.910.74
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收稿日期：2013 年 7 月 11 日
崔丹丹：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，硕士研究生，主要研究领域为高性能计算的地学应用。E-mail: cuidandan@https://www.360docs.net/doc/e611746397.html,
张耀南：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，研究员，博士生导师，主要研究领域为基于数据、模型、高性能计算的地学e-science。
E-mail: yaonan@https://www.360docs.net/doc/e611746397.html,
赵国辉：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，工程师，硕士，主要研究领域为基于高性能计算的数据模拟与地学处理。
E-mail: zhgh@https://www.360docs.net/doc/e611746397.html,
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英语中的比较级与最高级 详解
比较级与最高级 1.as...as 与(not) as(so)...as as...as...句型中，as的词性 第一个as是副词，用在形容词和副词的原级前，常译为“同样地”。第二个as是连词，连接与前面句子结构相同的一个句子(相同部分常省略)，可译为“同..... He is as tall as his brother is (tall) . (后面的as 为连词) 只有在否定句中，第一个as才可换为so 改错: He is so tall as his brother.（X） 2.在比较状语从句中，主句和从句的句式结构一般是相同的 与as...as 句式中第二个as一样，than 也是连词。as和than这两个连词后面的从句的结构与前面的句子大部分情况下结构是相同的，相同部分可以省略。 He picked more apples than she did. 完整的表达为: He picked more apples than she picked apples. 后而的picked apples和前面相同，用did 替代。 He walked as slowly as she did.完整表达为: He walked as slowly as she walked slowly. she后面walked slowly与前面相同，用did替代。
3.谓语的替代 在as和than 引导的比较状语从句中，由于句式同前面 主句相同，为避免重复，常把主句中出现而从句中又出现的动词用do的适当形式来代替。 John speaks German as fluently as Mary does. 4.前后的比较对象应一致 不管后面连词是than 还是as,前后的比较对象应一致。The weather of Beijing is colder than Guangzhou. x than前面比较对象是“天气”，than 后面比较对象是“广州”，不能相比较。应改为: The weather of Bejing is colder than that of Guangzhou. 再如: His handwriting is as good as me. 应改为: His handwriting is as good as mine. 5.可以修饰比较级的词 常用来修饰比较级的词或短语有: Much,even,far,a little,a lot,a bit,by far,rather,any,still,a great deal等。 by far的用法: 用于强调，意为“...得多”“最最...”“显然”等，可修饰形容词或副词的比较级和最高级，通常置于其后，但是若比较级或最高级前有冠词，则可置于其前或其后。
The way常见用法
The way 的用法 Ⅰ常见用法： 1)the way+ that 2)the way + in which（最为正式的用法） 3)the way + 省略（最为自然的用法） 举例：I like the way in which he talks. I like the way that he talks. I like the way he talks. Ⅱ习惯用法： 在当代美国英语中，the way用作为副词的对格，“the way+ 从句”实际上相当于一个状语从句来修饰整个句子。 1)The way =as I am talking to you just the way I’d talk to my own child. He did not do it the way his friends did. Most fruits are naturally sweet and we can eat them just the way they are—all we have to do is to clean and peel them. 2）The way= according to the way/ judging from the way The way you answer the question, you are an excellent student. The way most people look at you, you’d think trash man is a monster. 3）The way =how/ how much No one can imagine the way he missed her. 4）The way =because
人教版(新目标)初中英语形容词与副词的比较级与最高级
人教版（新目标）初中英语形容词与副词的比较级与最高级 （一）规则变化： 1．绝大多数的单音节和少数双音节词，加词尾-er ，-est tall—taller—tallest 2．以不发音的e结尾的单音节词和少数以-le结尾的双音节词只加-r，-st nice—nicer—nicest , able—abler—ablest 3．以一个辅音字母结尾的重读闭音节词或少数双音节词，双写结尾的辅音字母，再加-er，-est big—bigger—biggest 4．以辅音字母加y结尾的双音节词，改y为i再加-er，-est easy—easier—easiest 5．少数以-er，-ow结尾的双音节词末尾加-er，-est clever—cleverer—cleverest, narrow—narrower—narrowest 6．其他双音节词和多音节词，在前面加more，most来构成比较级和最高级 easily—more easily—most easily （二）不规则变化 常见的有： good / well—better—best ; bad (ly)/ ill—worse—worst ; old—older/elder—oldest/eldest many / much—more—most ; little—less—least ; far—farther/further—farthest/furthest
用法： 1．原级比较：as + adj./adv. +as（否定为not so/as + adj./adv. +as）当as… as中间有名字时，采用as + adj. + a + n.或as + many / much + n. This is as good an example as the other is . I can carry as much paper as you can. 表示倍数的词或其他程度副词做修饰语时放在as的前面 This room is twice as big as that one. 倍数+as+adj.+as = 倍数+the +n.+of Your room is twice as larger as mine. = Your room is twice the size of mine. 2．比较级+ than 比较级前可加程度状语much, still, even, far, a lot, a little, three years. five times,20%等 He is three years older than I (am). 表示“（两个中）较……的那个”时，比较级前常加the（后面有名字时前面才能加冠词） He is the taller of the two brothers. / He is taller than his two brothers. Which is larger, Canada or Australia? / Which is the larger country, Canada or Australia? 可用比较级形式表示最高级概念，关键是要用或或否定词等把一事物（或人）与其他同类事物（或人）相分离 He is taller than any other boy / anybody else.
英语中的比较级和最高级
大多数形容词有三种形式,原级,比较级和最高级, 以表示形容词说明的性质在程度上的不同。 形容词的原级: 形容词的原级形式就是词典中出现的形容词的原形。例如: poor tall great glad bad 形容词的比较级和最高级: 形容词的比较级和最高级形式是在形容词的原级形式的基础上变化的。分为规则变化和不规则变化。 规则变化如下: 1) 单音节形容词的比较级和最高级形式是在词尾加 -er 和 -est 构成。 great (原级) (比较级) (最高级) 2) 以 -e 结尾的单音节形容词的比较级和最高级是在词尾加 -r 和 -st 构成。wide (原级) (比较级) (最高级) 3)少数以-y, -er, -ow, -ble结尾的双音节形容词的比较级和最高级是在词尾加 -er 和 -est 构成。 clever(原级) (比较级) (最高级) 4) 以 -y 结尾,但 -y 前是辅音字母的形容词的比较级和最高级是把 -y 去掉,加上 -ier 和-est 构成. happy (原形) (比较级) (最高级) 5) 以一个辅音字母结尾其前面的元音字母发短元音的形容词的比较级和最高级是双写该辅音字母然后再加 -er和-est。 big (原级) (比较级) (最高级) 6) 双音节和多音节形容词的比较级和最高级需用more 和 most 加在形容词前面来构成。 beautiful (原级) (比较级) (比较级) difficult (原级) (最高级) (最高级) 常用的不规则变化的形容词的比较级和最高级: 原级------比较级------最高级 good------better------best many------more------most much------more------most bad------worse------worst far------farther, further------farthest, furthest 形容词前如加 less 和 least 则表示"较不"和"最不 形容词比较级的用法: 形容词的比较级用于两个人或事物的比较,其结构形式如下: 主语+谓语(系动词)+ 形容词比较级+than+ 对比成分。也就是, 含有形容词比较级的主句+than+从句。注意从句常常省去意义上和主句相同的部分, 而只剩下对比的成分。
The way的用法及其含义(二)
The way的用法及其含义（二） 二、the way在句中的语法作用 the way在句中可以作主语、宾语或表语： 1.作主语 The way you are doing it is completely crazy.你这个干法简直发疯。 The way she puts on that accent really irritates me. 她故意操那种口音的样子实在令我恼火。The way she behaved towards him was utterly ruthless. 她对待他真是无情至极。 Words are important, but the way a person stands, folds his or her arms or moves his or her hands can also give us information about his or her feelings. 言语固然重要,但人的站姿,抱臂的方式和手势也回告诉我们他(她)的情感。 2.作宾语 I hate the way she stared at me.我讨厌她盯我看的样子。 We like the way that her hair hangs down.我们喜欢她的头发笔直地垂下来。 You could tell she was foreign by the way she was dressed. 从她的穿著就可以看出她是外国人。 She could not hide her amusement at the way he was dancing. 她见他跳舞的姿势，忍俊不禁。 3.作表语 This is the way the accident happened.这就是事故如何发生的。 Believe it or not, that's the way it is. 信不信由你, 反正事情就是这样。 That's the way I look at it, too. 我也是这么想。 That was the way minority nationalities were treated in old China. 那就是少数民族在旧中
英语比较级和最高级的用法归纳
英语比较级和最高级的用法归纳 在学习英语过程中，会遇到很多的语法问题，比如比较级和最高级的用法，对于 这些语法你能够掌握吗？下面是小编整理的英语比较级和最高级的用法，欢迎阅读！ 英语比较级和最高级的用法 一、形容词、副词的比较级和最高级的构成规则 1.一般单音节词和少数以-er，-ow结尾的双音节词，比较级在后面加-er，最高级 在后面加-est; (1)单音节词 如：small→smaller→smallest short→shorter→shortest tall→taller→tallest great→greater→greatest (2)双音节词 如：clever→cleverer→cleverest narrow→narrower→narrowest 2.以不发音e结尾的单音节词，比较在原级后加-r，最高级在原级后加-st; 如：large→larger→largest nice→nicer→nicest able→abler→ablest 3.在重读闭音节(即：辅音+元音+辅音)中，先双写末尾的辅音字母，比较级加-er，最高级加-est; 如：big→bigger→biggest hot→hotter→hottest fat→fatter→fattest 4.以“辅音字母+y”结尾的双音节词，把y改为i，比较级加-er，最高级加-est; 如：easy→easier→easiest heavy→heavier→heaviest busy→busier→busiest happy→happier→happiest 5.其他双音节词和多音节词，比较级在前面加more，最高级在前面加most; 如：bea utiful→more beautiful→most beautiful different→more different→most different easily→more easily→most easily 注意：(1)形容词最高级前通常必须用定冠词 the，副词最高级前可不用。 例句： The Sahara is the biggest desert in the world. (2) 形容词most前面没有the，不表示最高级的含义，只表示"非常"。 It is a most important problem. =It is a very important problem.
(完整版)the的用法
定冠词the的用法： 定冠词the与指示代词this ,that同源,有“那(这)个”的意思,但较弱,可以和一个名词连用,来表示某个或某些特定的人或东西. (1)特指双方都明白的人或物 Take the medicine.把药吃了. (2)上文提到过的人或事 He bought a house.他买了幢房子. I've been to the house.我去过那幢房子. (3)指世界上独一无二的事物 the sun ,the sky ,the moon, the earth (4)单数名词连用表示一类事物 the dollar 美元 the fox 狐狸 或与形容词或分词连用,表示一类人 the rich 富人 the living 生者 (5)用在序数词和形容词最高级,及形容词等前面 Where do you live?你住在哪? I live on the second floor.我住在二楼. That's the very thing I've been looking for.那正是我要找的东西. (6)与复数名词连用,指整个群体 They are the teachers of this school.(指全体教师) They are teachers of this school.(指部分教师) (7)表示所有,相当于物主代词,用在表示身体部位的名词前 She caught me by the arm.她抓住了我的手臂. (8)用在某些有普通名词构成的国家名称,机关团体,阶级等专有名词前 the People's Republic of China 中华人民共和国 the United States 美国 (9)用在表示乐器的名词前 She plays the piano.她会弹钢琴. (10)用在姓氏的复数名词之前,表示一家人 the Greens 格林一家人(或格林夫妇) (11)用在惯用语中 in the day, in the morning... the day before yesterday, the next morning... in the sky... in the dark... in the end... on the whole, by the way...
英语比较级和最高级的用法
More than的用法 A. “More than+名词”表示“不仅仅是” 1)Modern science is more than a large amount of information. 2)Jason is more than a lecturer; he is a writer, too. 3) We need more than material wealth to build our country.建设我们国家，不仅仅需要物质财富. B. “More than+数词”含“以上”或“不止”之意，如： 4)I have known David for more than 20 years. 5)Let's carry out the test with more than the sample copy. 6) More than one person has made this suggestion. 不止一人提过这个建议. C. “More than+形容词”等于“很”或“非常”的意思，如： 7)In doing scientific experiments, one must be more than careful with the instruments. 8)I assure you I am more than glad to help you. D. more than + (that)从句，其基本意义是“超过（=over）”，但可译成“简直不”“远非”.难以，完全不能（其后通常连用情态动词can） 9) That is more than I can understand . 那非我所能懂的. 10) That is more than I can tell. 那事我实在不明白。 11) The heat there was more than he could stand. 那儿的炎热程度是他所不能忍受的 此外，“more than”也在一些惯用语中出现，如： more...than 的用法 1. 比……多，比……更 He has more books than me. 他的书比我多。 He is more careful than the others. 他比其他人更仔细。 2. 与其……不如 He is more lucky than clever. 与其说他聪明，不如说他幸运。 He is more （a）scholar than （a）teacher. 与其说他是位教师，不如说他是位学者。 注：该句型主要用于同一个人或物在两个不同性质或特征等方面的比较，其中的比较级必须用加more 的形式，不能用加词尾-er 的形式。 No more than/not more than 1. no more than 的意思是“仅仅”“只有”“最多不超过”，强调少。如： --This test takes no more than thirty minutes. 这个测验只要30分钟。 --The pub was no more than half full. 该酒吧的上座率最多不超过五成。-For thirty years，he had done no more than he （had）needed to. 30年来，他只干了他需要干的工作。 2. not more than 为more than （多于）的否定式，其意为“不多于”“不超过”。如：Not more than 10 guests came to her birthday party. 来参加她的生日宴会的客人不超过十人。 比较： She has no more than three hats. 她只有3顶帽子。（太少了） She has not more than three hats. 她至多有3顶帽子。（也许不到3顶帽子） I have no more than five yuan in my pocket. 我口袋里的钱最多不过5元。（言其少） I have not more than five yuan in my pocket. 我口袋里的钱不多于5元。（也许不到5元） more than, less than 的用法 1. （指数量）不到，不足 It’s less than half an hour’s drive from here. 开车到那里不到半个钟头。 In less than an hour he finished the work. 没要上一个小时，他就完成了工作。 2. 比……（小）少 She eats less than she should. 她吃得比她应该吃的少。 Half the group felt they spent less than average. 半数人觉得他们的花费低于平均水平。 more…than,/no more than/not more than (1)Mr．Li is ________ a professor; he is also a famous scientist． (2)As I had ________ five dollars with me, I couldn’t afford the new jacket then． (3)He had to work at the age of ________ twelve． (4)There were ________ ten chairs in the room．However, the number of the children is twelve． (5)If you tel l your father what you’ve done, he’ll be ________ angry． (6)－What did you think of this novel? －I was disappointed to find it ________ interesting ________ that one． 倍数表达法 1. “倍数+形容词（或副词）的比较级+than+从句”表示“A比B大（长、高、宽等）多少倍” This rope is twice longer than that one.这根绳是那根绳的三倍（比那根绳长两倍）。The car runs twice faster than that truck.这辆小车的速度比那辆卡车快两倍（是那辆卡车的三倍）。 2. “倍数+as+形容词或副词的原级+as+从句”表示“A正好是B的多少倍”。
“the way+从句”结构的意义及用法
“tｈｅwａｙ+从句”结构的意义及用法 首先让我们来看下面这个句子: Ｒead the foｌloｗｉnｇpassagｅａnd talkａbout ｉt wi ｔh your classmaｔes．Try tｏｔeｌl whaｔyｏu thiｎk ｏf Tom aｎd ｏｆｔhe ｗay the chiｌｄrenｔrｅated ｈim. 在这个句子中，ｔhe waｙ是先行词,后面是省略了关系副词that或in whｉch的定语从句。 下面我们将叙述“the ｗaｙ+从句”结构的用法。 1.tｈe wａy之后，引导定语从句的关系词是tｈat而不是hoｗ,因此，<<现代英语惯用法词典＞＞中所给出的下面两个句子是错误的：Ｔhｉs is ｔｈeｗayｈowｉtｈａppened. This is the way how he ａlwａｙs treats me. 2．在正式语体中,thaｔ可被in which所代替;在非正式语体中，ｔhat则往往省略。由此我们得到theｗay后接定语从句时的三种模式：1) tｈe ｗaｙ＋ｔhａt-从句２）the way +ｉn whiｃh－从句3) the ｗay +从句 例如：Ｔｈe way(in whiｃh ，thａt) ｔhｅｓｅｃomｒade ｓloｏｋａｔｐrobｌems is wrong．这些同志看问题的方法
不对。 Ｔｈｅｗａy(that ,ｉn ｗhiｃh)yoｕ’ｒe doinｇit is comple ｔeｌy crａzy.你这么个干法,简直发疯。 Wｅａdmiｒｅd him for thｅｗay ｉｎｗhｉch he fａｃeｓdiｆficultieｓ． Waｌlａｃe ａｎd Ｄarwiｎｇreed ｏn the way ｉｎwhi ｃh ｄｉfｆｅrｅnt forms ｏf life had ｂegｕn.华莱士和达尔文对不同类型的生物是如何起源的持相同的观点。 Thｉs is ｔｈe ｗaｙ（tｈａｔ) hｅdｉd it. I lｉkeｄｔhe waｙ(ｔhat) ｓｈeｏｒganized ｔhe ｍeetｉng． 3.theｗay(tｈat)有时可以与hｏw(作“如何”解）通用。例如： That’s tｈe ｗaｙ(tｈaｔ) shｅspoke. = Tｈat’s how shｅspoke.
初中英语比较级和最高级讲解与练习
初中英语比较级和最高级讲解与练习 形容词比较级和最高级 一．绝大多数形容词有三种形式,原级,比较级和最高级, 以表示形容词说明的性质在程度上的不同。 1. 形容词的原级: 形容词的原级形式就是词典中出现的形容词的原形。例如: poor tall great glad bad 2. 形容词的比较级和最高级: 形容词的比较级和最高级形式是在形容词的原级形式的基 础上变化的。分为规则变化和不规则变化。 二．形容词比较级和最高级规则变化如下: 1) 单音节形容词的比较级和最高级形式是在词尾加-er 和-est 构成。 great (原级) greater(比较级) greatest(最高级) 2) 以-e 结尾的单音节形容词的比较级和最高级是在词尾加-r 和-st 构成。 wide (原级) wider (比较级) widest (最高级) 3) 少数以-y, -er, -ow, -ble结尾的双音节形容词的比较级和最高级是在词尾加 -er 和-est构成。 clever(原级) cleverer(比较级) cleverest(最高级)， slow(原级) slower(比较级) slowest (最高级) 4) 以-y 结尾,但-y 前是辅音字母的形容词的比较级和最高级是把-y 去掉,加上-ier 和-est 构成. happy (原形) happier (比较级) happiest (最高级) 5) 以一个辅音字母结尾其前面的元音字母发短元音的形容词的比较级和最高级是双写该 辅音字母然后再加-er和-est。 原形比较级最高级原形比较级最高级 big bigger biggest hot hotter hottest red redder reddest thin thinner thinnest 6) 双音节和多音节形容词的比较级和最高级需用more 和most 加在形容词前面来构 成。 原形比较级最高级 careful careful more careful most careful difficult more difficult most difficult delicious more delicious most delicious 7)常用的不规则变化的形容词的比较级和最高级: 原级比较级最高级 good better best 好的 well better best 身体好的 bad worse worst 坏的 ill worse worst 病的 many more most 许多 much more most 许多 few less least 少数几个 little less least 少数一点儿 （little littler littlest 小的） far further furthest 远（指更进一步，深度。亦可指更远） far farther farthest 远（指更远，路程）
way 用法
表示“方式”、“方法”，注意以下用法： 1.表示用某种方法或按某种方式，通常用介词in(此介词有时可省略)。如： Do it (in) your own way. 按你自己的方法做吧。 Please do not talk (in) that way. 请不要那样说。 2.表示做某事的方式或方法，其后可接不定式或of doing sth。 如： It’s the best way of studying [to study] English. 这是学习英语的最好方法。 There are different ways to do [of doing] it. 做这事有不同的办法。 3.其后通常可直接跟一个定语从句(不用任何引导词)，也可跟由that 或in which 引导的定语从句，但是其后的从句不能由how 来引导。如： 我不喜欢他说话的态度。 正：I don’t like the way he spoke. 正：I don’t like the way that he spoke. 正：I don’t like the way in which he spoke. 误：I don’t like the way how he spoke. 4.注意以下各句the way 的用法： That’s the way (=how) he spoke. 那就是他说话的方式。 Nobody else loves you the way(=as) I do. 没有人像我这样爱你。 The way (=According as) you are studying now, you won’tmake much progress. 根据你现在学习情况来看，你不会有多大的进步。 2007年陕西省高考英语中有这样一道单项填空题： ——I think he is taking an active part insocial work. ——I agree with you_____. A、in a way B、on the way C、by the way D、in the way 此题答案选A。要想弄清为什么选A，而不选其他几项，则要弄清选项中含way的四个短语的不同意义和用法，下面我们就对此作一归纳和小结。 一、in a way的用法 表示：在一定程度上，从某方面说。如： In a way he was right.在某种程度上他是对的。注：in a way也可说成in one way。 二、on the way的用法 1、表示：即将来(去)，就要来(去)。如： Spring is on the way.春天快到了。 I'd better be on my way soon.我最好还是快点儿走。 Radio forecasts said a sixth-grade wind was on the way.无线电预报说将有六级大风。 2、表示：在路上，在行进中。如： He stopped for breakfast on the way.他中途停下吃早点。 We had some good laughs on the way.我们在路上好好笑了一阵子。 3、表示：(婴儿)尚未出生。如： She has two children with another one on the way.她有两个孩子，现在还怀着一个。 She's got five children，and another one is on the way.她已经有5个孩子了，另一个又快生了。 三、by the way的用法
英语比较级和最高级
形容词比较级和最高级的形式 一、形容词比较级和最高级的构成 形容词的比较级和最高级变化形式规则如下 构成法原级比较级最高级 ①一般单音节词末尾加 er 和 est strong stronger strongest ②单音节词如果以 e结尾，只加 r 和 st strange stranger strangest ③闭音节单音节词如末尾只有一个辅音字母， 须先双写这个辅音字母，再加 er和 est sad big hot sadder bigger hotter saddest biggest hottest ④少数以 y, er(或 ure), ow, ble结尾的双音节词， 末尾加 er和 est(以 y结尾的词，如 y前是辅音字母， 把y变成i，再加 er和 est，以 e结尾的词仍 只加 r和 st) angry Clever Narrow Noble angrier Cleverer narrower nobler angriest cleverest narrowest noblest ⑤其他双音节和多音节词都在前面加单词more和most different more different most different 1) The most high 〔A〕mountain in 〔B〕the world is Mount Everest，which is situated 〔C〕in Nepal and is twenty nine thousand one hundred and fourty one feet high 〔D〕 . 2) This house is spaciouser 〔A〕than that 〔B〕white 〔C〕one I bought in Rapid City，South Dakota 〔D〕last year. 3) Research in the social 〔A〕sciences often proves difficulter 〔B〕than similar 〔C〕work in the physical 〔D〕sciences. 二、形容词比较级或最高级的特殊形式：
高中英语的比较级和最高级用法总结
比较级和最高级 1.在形容词词尾加上―er‖ ―est‖ 构成比较级、最高级： bright（明亮的）—brighter—brightest broad（广阔的）—broader—broadest cheap（便宜的）—cheaper—cheapest clean（干净的）—cleaner—cleanest clever（聪明的）—cleverer—cleverest cold（寒冷的）—colder—coldest cool（凉的）—cooler—coolest dark（黑暗的）—darker—darkest dear（贵的）—dearer—dearest deep（深的）—deeper—deepest fast（迅速的）—faster—fastest few（少的）—fewer—fewest great（伟大的）—greater—greatest hard（困难的,硬的）—harder—hardest high（高的）—higher—highest kind（善良的）—kinder—kindest light（轻的）—lighter—lightest long（长的）—longer—longest loud（响亮的）—louder—loudest low（低的）—lower—lowest near（近的）—nearer—nearest new（新的）—newer—newest poor（穷的）—poorer—poorest quick（快的）—quicker—quickest quiet（安静的）—quieter—quietest rich（富裕的）—richer—richest short（短的）—shorter—shortest slow（慢的）—slower—slowest small（小的）—smaller—smallest smart（聪明的）—smarter—smartest soft（柔软的）—softer—softest strong（强壮的）—stronger—strongest sweet（甜的）—sweeter—sweetest tall（高的）-taller-tallest thick（厚的）—thicker—thickest warm（温暖的）—warmer—warmest weak（弱的）—weaker—weakest young（年轻的）—younger—youngest 2.双写最后一个字母,再加上―er‖ ―est‖构成比较级、最高级： big（大的）—bigger—biggest fat（胖的）—fatter—fattest hot（热的）—hotter—hottest red（红的）—redder—reddest sad（伤心的）—sadder—saddest thin（瘦的）—thinner—thinnest wet（湿的）—wetter—wettest mad（疯的）—madder—maddest 3.以不发音的字母e结尾的形容词,加上―r‖ ―st‖ 构成比较级、最高级：able（能干的）—abler—ablest brave（勇敢的）—braver—bravest close（接近的）—closer—closest fine（好的,完美的）—finer—finest large（巨大的）—larger—largest late（迟的）—later—latest nice（好的）—nicer—nicest ripe（成熟的）—riper—ripest
The way的用法及其含义(一)
The way的用法及其含义（一） 有这样一个句子：In 1770 the room was completed the way she wanted. 1770年，这间琥珀屋按照她的要求完成了。 the way在句中的语法作用是什么？其意义如何？在阅读时，学生经常会碰到一些含有the way 的句子，如：No one knows the way he invented the machine. He did not do the experiment the way his teacher told him.等等。他们对the way 的用法和含义比较模糊。在这几个句子中，the way之后的部分都是定语从句。第一句的意思是，“没人知道他是怎样发明这台机器的。”the way的意思相当于how；第二句的意思是，“他没有按照老师说的那样做实验。”the way 的意思相当于as。在In 1770 the room was completed the way she wanted.这句话中，the way也是as的含义。随着现代英语的发展，the way的用法已越来越普遍了。下面，我们从the way的语法作用和意义等方面做一考查和分析： 一、the way作先行词，后接定语从句 以下3种表达都是正确的。例如：“我喜欢她笑的样子。” 1. the way+ in which +从句 I like the way in which she smiles. 2. the way+ that +从句 I like the way that she smiles. 3. the way + 从句(省略了in which或that) I like the way she smiles. 又如：“火灾如何发生的，有好几种说法。” 1. There were several theories about the way in which the fire started. 2. There were several theories about the way that the fire started.
(完整版)初中英语比较级和最高级的用法
英语语法---比较级和最高级的用法 在英语中通常用下列方式表示的词:在形容词或副词前加more(如 more natural,more clearly )或加后缀 -er(newer,sooner )。典型的是指形容词或副词所表示的质、量或关系的增加。英语句子中，将比较两个主体的方法叫做“比较句型”。其中，像“A比B更……”的表达方式称为比较级；而“A最……”的表达方式则称为最高级。组成句子的方式是将形容词或副词变化成比较级或最高级的形态。 一、形容词、副词的比较级和最高级的构成规则 1．一般单音节词和少数以-er，-ow结尾的双音节词，比较级在后面加-er，最高级在后面加-est； （1）单音节词 如：small→smaller→smallest short→shorter→shortest tall→taller→tallest great→greater→greatest （2）双音节词 如：clever→cleverer→cleverest narrow→narrower→narrowest 2．以不发音e结尾的单音节词，比较在原级后加-r，最高级在原级后加-st； 如：large→larger→largest nice→nicer→nicest able→abler→ablest 3．在重读闭音节（即：辅音＋元音＋辅音）中，先双写末尾的辅音字母，比较级加-er，最高级加-est； 如：big→bigger→biggest hot→hotter→hottest fat→fatter→fattest 4．以“辅音字母＋y”结尾的双音节词，把y改为i，比较级加-er，最高级加-est； 如：easy→easier→easiest heavy→heavier→heaviest busy→busier→busiest happy→happier→happiest 5．其他双音节词和多音节词，比较级在前面加more，最高级在前面加most； 如：beautiful→more beautiful→most beautiful different→more different→most different easily→more easily→most easily