空间数据分析实验心得

2024-08-16 版权声明 我要投稿

空间数据分析实验心得(精选9篇)

空间数据分析实验心得 篇1

二、实验专题 2 专题1 网络分析之商店选址分析 2 1.1实验目的 2 1.2实验原理 2 1.3实验内容 2 专题2空间统计分析 3 2.1实验背景 3 2.2实验目的 3 2.3实验内容 3 专题3 线性参考 3 3.1实验目的 3 3.2实验内容 3 3.3实验原理 3 专题4灾害预警 4 4.1实验目的 4 4.2实验原理 4 专题5 地统计分析 4 5.1实验目的 4 5.2实验内容 4 5.3理论基础 4 专题6水文分析及建模 5 6.1实验原理 5 6.2实验目的 5

三、实验收获 5 空间分析实验课总结

一、实验概述

空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术,其目的在于提取和传输空间信息,它是地理信息系统的主要特征,同时也是评价一个地理信息系统功能的主要指标之一,它是各类综合性地学分析模型的基础,为人们建立复杂的空间应用模型提供了基本方法。空间分析实验是《空间分析》课程的组成部分。ArcGIS在社会公共安全与应急服务、国土资源管理、遥感、水利、电信、国防等方面和领域有着广泛的应用。无论是栅格数据和矢量数据,低维的点、线、面对象还是三维动态对象,都可以通过其空间分析功能来得到较为理想的结果。

二、实验专题

专题1 网络分析之商店选址分析 1.1实验目的

(1.)了解网络分析的主要内容与基本原理;(2.)熟练掌握利用ArcGIS进行网络分析的技术方法重点:理解掌握网络数据集的建立及各个参数的意义;

(3.)利用网络分析功能进行商店选址战略定位。1.2实验原理 网络分析是对地理网络,城市基础设施网络(如各种网线、电缆线、电力线、供水线等)进行地理化和模型化,基于它们本身在空间上的拓扑关系、内在联系、跨度等属性和性质进行空间分析,通过满足必要的条件得到合理的结果。1.3实验内容

利用ArcGIS软件中的Network Analyst模块进行网络分析,对在墨尔本市地区商店的扩张进行战略定位。主要进行服务区分析、最佳路径分析、最邻近设施点分析、计算起始-目的地(OD)成本矩阵。专题2空间统计分析 2.1实验背景

随着社会的飞速发展,GIS在各个领域的应用也不断扩展,特别是在流行病学、生物学、气象、地质等这些特殊的行业中需要的是根据多种采样的数据来研究空间事物的变化特征、分布特征等信息。这些信息通常是一种统计分析的结果,而在空间上,事物的分布又是相互关联的。所以,空间统计应运而生。2.2实验目的

理解空间统计的含义,熟练利用ArcGIS9.3中的Spatial Statistics Tools进行空间统计相关操作,并理解其相关理论。2.3实验内容

空间统计主要的工作是研究空间自相关性(Spatial Autocorrelation),分析空间分布的模式,例如聚类(cluster)或离散(dispersed)。专题3 线性参考 3.1实验目的

理解并掌握线性参考的基本涵义、特点、相关概念及作用;熟练掌握利用ArcGIS进行线性参考的技术方法。3.2实验内容

生成和校准路径数据、显示和查询路径与路径事件、编辑事件数据。3.3实验原理

矢量格式数据在为具有静态特性的要素建模时很成功,如地块边界、水体和土壤性质。然而,有些应用需要为沿不同线性要素的相关位置建模的能力,由于这种需要,用沿着已存在的线性要素的相对位置来简化数据的记录。就是说,位置是根据一个已知的线性要素和一个沿该要素的位置或度量值给定的。专题4灾害预警 4.1实验目的

利用ArcGIS9.3软件,对澳大利亚的沿海城市——凯恩斯市的风暴潮灾害进行空间量化,初步理解GIS在环境风险建模中的应用。4.2实验原理

实验通过整合该地区社会和环境空间数据,得到对于土地利用管理和突发事件疏散管理非常重要的危险指数分布情况。对危险指数的分析主要体现在两个方面:一是距海岸线的远近,即水平距离;二是建筑物的高度,即垂直高度。通过这两方面的分析,综合后得到容易遭受风暴潮灾害的区域及建筑分布情况,为凯恩斯地区土地利用及灾害管理提供预警信息。专题5 地统计分析 5.1实验目的

熟悉ArcGIS 9.3 中的地统计分析模块,了解地统计分析模块中的各个功能模块的作用; 对数据进行探索性分析,通过分析选择一种适合的插值方法生成预测表面;

熟悉并理解六种克里格插值方法的原理及适用范围,掌握每种克里格插值方法的实现过程,体会在具体应用中的实用性。5.2实验内容

利用ArcGIS 中Geostatistical Analyst 提供的数据探索工具(explore data),对美国加利福尼亚州的大气臭氧浓度数据进行探索分析,检查数据的离群值,全局趋势分析,观察空间自相关性和方向效应;

利用ArcGIS 中Geostatistical Analyst 提供的地统计向导工具(Geostatistical Wizard),对美国加利福尼亚州的大气臭氧浓度数据进行预测,绘制臭氧浓度图。5.3理论基础

地统计(Geostatistics)又称地质统计,是法国著名统计学家G.Matheron在大量理论研究的基础上逐渐形成的一门新的统计学分支。它是以区域化变量为基础,借助变异函数,研究既具有随机性又具有结构性,或具有空间相关性和依赖性的自然现象的一门科学。专题6水文分析及建模 6.1实验原理

水文分析是DEM数据应用的一个重要方面。利用DEM生成的集水流域和水流网络,成为大多数地表水文分析模型的主要输入数据。表面水文分析应用于研究与地表水流有关的各种自然现象如洪水水位及泛滥情况,或者划定受污染源影响的地区,以及预测当某一地区的地貌改变时对整个地区将造成的影响等,应用在城市和区域规划、农业及森林、交通道路等许多领域,对地球表面形状的理解也具有十分重要的意义。6.2实验目的

(1.)使用ArcGIS9.3中的Hydrology工具进行水文分析,理解基于DEM数据进行水文分析的基本原理,掌握利用该工具进行水文分析的基本方法和步骤。

(2.)结合水文分析的基本流程,初步学习在ModelBuilder环境下通过绘制数据处理流程图的方式实现空间分析过程的自动化,加深对地理建模过程的认识。

三、实验收获

空间数据分析实验心得 篇2

单像空间后方交会是摄影测量的基本问题之一, 是根据一定数量的控制点及其相应像点坐标解求摄站参数 (XS, YS, ZS, ω, , κ) 的过程, 是摄影测量计算三维坐标的关键步骤[1,2]。空间后方交会的求解就是共线方程线性化平差解算的过程, 当前, 众多学者对求解方法进行了研究, 直接解法、角锥法以及直接线性变换解法[3,4]等都是常用的方法, 但在精度评价方面却研究甚少, 这主要受制于共线方程的复杂性以及实际情况的不可预测性。Lumann[5]采用蒙特卡洛方法, 使用大量模拟数据分析了后方交会及其相关转换的影响因素, 得出了一定的结论, 对后方交会精度分析进行了初步探讨, 但实际测量情况复杂万变, 此分析尚不足完全指导实践。

本文在分析后方交会经典模型的基础上, 结合实际测量环境, 概括总结了影响后方交会精度的内在因素和外在因素, 同时进行了后方交会的测试实验, 分析了各种因素对交会精度的影响, 并重点阐述了主要因素的影响结果及其规避措施, 以期望对实际工程应用有借鉴作用。

1 数学模型分析

空间后方交会是基于单张像片的点位测量, 其理想的投影成像模型是几何光学中的小孔成像模型[6], 如图1所示。

图1中摄影镜头的光学中心为S (摄影中心) , 物方控制点P经过S投影到像平面上的像为p', 摄影光轴So与像平面垂直, o称为主点, So间的距离称为主距, 记为f。

考虑相机畸变, 根据几何透视变换可得共线方程[7,8]:

式中, Δx, Δy, f为相机内部参数, 在相机标定过程中确定, 此为后方交会精度的内在影响因素;XS, YS, ZS, (ai, bi, ci) (i=1, 2, 3) 为摄影成像参数, 空间后方交会时确定。

将式 (1) 微分, 列出误差方程式:

经过平差, 可以得到以上参数的最小二乘解:

式中, P为各观测值的权。

根据成像模型及空间交会参数值, 可列出物方坐标系与像空间坐标系之间的转换关系:

式中, x为像空间坐标;X为物方坐标;R、X'由空间交会参数组成。根据误差传播定律, 像空间坐标的精度与物方点坐标精度及后方交会各参数精度有关, 旋转矩阵R为单位矩阵, 则误差传播式 (5) 为:

式中, σx为像空间坐标精度;σx为物方点精度;σx为平移测量精度, 由后方交会确定。

摄影距离可由几何方法计算, 如图2所示。

图2中, b为物方点基线长度;γ为摄影基线夹角, 则摄影距离计算公式为:

根据Kahman理论, 可得摄影距离h的精度计算公式:

可见, 在摄影距离一定时, 其测量精度随着摄影基线夹角的增大以及物方点基线长度的增加而提高。

根据式 (1) 和式 (2) 可见, 后方交会的精度不仅与点位测量精度有关, 还与点位分布、控制面积、成像夹角等因素有关, 此为后方交会精度的外在影响因素, 这些参数的精度可通过协方差矩阵[9]衡量为:

式中, r为多余条件数, 该方法计算的精度实质是平差以后的内符合精度。

2 实验验证分析

根据以上分析设计了实验进行分析。实验用相机为Basler生产的型号为scA1390-17gm的相机, CCD分辨率为1 392*1 040, 像素尺寸为4.65μm, 配套镜头使用Computar厂家的M0814-MP镜头 (f=8 mm, F=1.4) , 配合光源使用获取标志点图像。

控制场由19个控制点构成, 均匀分布在1 000 mm×1 000 mm的平面范围内, 如图3所示。

实验前对实验用相机使用十参数模型[9]进行相机内参标定, 获取稳定准确的内参数, 并使用高精度摄影测量系统对控制场进行测量, 控制点测量精度优于0.03 mm, 像点中心坐标识别精度为1/30 pixel=0.155μm。

根据上节分析, 像点、物方点误差, 控制场区域大小, 摄影距离, 控制场横向位移, 控制场与像平面夹角, 控制场点位空间分布, 相机内部畸变以及横向速度变化等都是后方交会精度的影响因素, 其中前4项较为常见, 且影响较大, 现具体分析。实验中Y轴方向为摄影方向, X、Z轴与像平面平行且与摄影方向Y轴垂直。

2.1 像点坐标误差

由于像点误差值较小并且精度较高, 本项实验误差梯度为0.05μm, 最大误差为1.05μm。

由图4 (a) 可以看出, 三轴的平移量精度与像点误差存在明显的线性关系, 精度随着像点误差的增大而降低, 这与共线方程的理论分析一致。X、Z轴的变化趋势及其精度值相同, 与X、Z轴相比, Y轴的精度损失较小, 对像点坐标误差敏感性较差。

由图4 (b) 可知, 与平移量的变化趋势相同, 旋转角精度也与像点误差的大小存在着明显的线性甚至是二次函数的关系, 当像点误差增大时旋转角精度变低, κ的精度明显好于其他2个旋转角。

综上可以得出, 像点坐标的误差对后方交会的影响较大, 实际使用中应采用高精度的图像点中心识别算法, 提高像点坐标测量精度。假设像点坐标精度达到1/30 pixel, 即0.155μm, 没有其他误差, 则后方交会的平移量精度可以达到0.35 mm, 旋转角精度可以达到0.000 2 rad, 具有较高的测量精度。

2.2 物方点坐标误差

点位误差以0.01 mm的误差梯度从0.02 mm增加到0.20 mm, 各项精度变化如图5所示。

图5显示了物方点误差对平移量以及旋转角精度的影响。由图5可知:后方交会各个参数与物方点误差之间存在较明显的线性关系, 当物方点误差增大时, X、Z轴的平移量精度以及ω, 旋转角的精度下降较快, Y轴平移量以及旋转角κ的精度下降速度稍缓。从单个变量来看, Y轴平移量以及旋转角κ的精度好于其他变量, 受物方点误差的影响相对较小, 而其他2个平移量及旋转角变化趋势相同。

由此可见, 物方点误差是后方交会的重要误差来源, 实际应用中应确保物方点坐标精度。

2.3 控制场区域大小

根据点位的分布区域, 控制场的大小从原尺寸的100%下降到原尺寸的20%, 最终保留只有4个点的区域, 随着控制场尺寸的减小, 各项误差的变化如6图所示。

从图6可以看出, 平移量精度和旋转角精度与控制场大小存在着近似反比的关系, 控制场区域越小, 三轴平移量精度和旋转角精度越低, 特别是当控制区域减少到原区域的30%之后, 各量精度降低明显加快, 当区域达到一定比例 (50%) 时, 各量精度变化不再明显, 开始趋于稳定。X、Z轴变化趋势相同, 同等条件下精度均低于Y轴, 可见X、Z轴受控制场区域大小的影响明显。从单个角度来看, κ受此因素影响较小, 在各个比例中均有较好的精度, 其敏感性较弱。ω以及变化趋势一致, 精度受控制场大小影响大。

控制场大小的变化一方面代表着可使用的控制点数量, 另一方面则指出各控制点间与摄影中心之间的夹角变化。随着控制场区域的缩小, 可用的控制点数量在减少, 多余观测也在减少, 当减少到4个点时, 达到最少观测值, 精度也就最低。此外, 控制场外围点与摄影中心构成的形状也在逐渐破坏, 交会角度逐渐降低, 空间形状逐渐恶化, 导致精度降低。

2.4 摄影距离

初始摄影距离为1 000 mm, 距离变化值为230 mm, 共测量14次, 最终距离变为4 000 mm。共拍摄95张照片, 各个相机的位置如7图所示。

从图8 (a) 中可以看出, 在较近距离时 (<2.2 m) , 距离的增加对平移量的影响较小, 呈缓慢增加的趋势, 但随着距离的增加, 特别是在距离增加到2.2 m之后, 精度下降比较迅速, 误差几乎成线性增加, 受距离的影响明显。另外摄影距离对三轴的影响不同, 对X、Z轴的影响相同, 并明显大于Y轴。

图8 (b) 显示的是摄影距离对旋转角的影响。与平移量的影响不同, 摄影距离对旋转角的影响大致呈抛物线式, 在距离较近时, 旋转角的精度较低, 随着距离的增加三轴角度精度均在提高, 达到一定距离后, 精度也达到最好, 此后精度随着距离的增加持续降低。此外, κ受摄影距离的影响较小, 变化范围较小, ω、两个角度对摄影距离的敏感性明显高于κ。

结合摄影图像分析可知, 当距离较近时, 同名像点较少, 后方交会所用的点数较少, 因而交会精度较低, 这一点可在2.3节中验证, 当距离增加时, 同名点也在增加, 交会精度随之提高。当同名点全部识别后, 摄影距离对交会精度的影响开始显现。在同名点全部识别的基础上, 交会精度随着距离的增加而降低。

2.5 结论

通过以上实验及数据分析可知:各种因素对交会精度的影响程度不同。像点坐标误差及物方点坐标误差对其的影响已经达到了线性关系, 精度随着外部条件的变化迅速变化;对控制场区域大小而言, 当控制场区域大小达到一定程度时, 交会精度变化不再明显;对摄影距离而言, 当摄影距离增加到一定程度后, 交会精度受距离的影响明显增加。在变化趋势方面, 后方交会的6个参数中, X、Z轴的平移量变化趋势一致, 相对于Y轴 (摄影方向) , 它们对影响因素的敏感性较强, 变化明显。旋转角也存在着相似的情况。可见, 摄影方向受各因素的影响较小, 精度普遍较高。同时由上述实验数据可知, 各参数之间存在一定的相关性, 因而将各参数分开求解的后方交会算法具有一定的局限性。此外, 为了增加除摄影方向外其他两轴的精度, 应尽量增加控制点基线长度, 完善控制点空间分布以及缩短摄影距离。

3 结束语

本文分析了后方交会的成像模型, 重点分析了基于共线方程的理论平差精度, 最后根据分析设计了实验进行验证分析。后方交会有着严密且复杂的数学公式, 其内部参数及外部环境都会成为交会精度的影响因素, 本文实验分析的并非全部影响因素, 只考虑了部分常见因素的影响, 并对这些因素进行了具体分析, 得出了不同因素对后方交会精度的影响趋势, 对后方交会测量有一定的实际意义。下一步将分析多种因素联合对交会精度的影响以及不同因素在运动状态下的精度变化趋势, 使精度分析更加完善合理。

摘要:单像空间后方交会是摄影测量计算三维坐标的关键步骤, 有着严密且复杂的数学公式, 其内部参数及外部环境都会成为交会精度的影响因素。针对目前单像空间后方交会求解方法研究较多, 而精度评价方面研究较少的现状, 通过对单像空间后方交会理论进行分析, 寻找影响交会精度的影响因素, 设计各种情况的后方交会实验, 着重研究了像点坐标、物方点坐标、控制场大小和摄影距离对交会精度的影响。通过实验研究得出这几种影响因素对交会精度的影响大小和影响趋势, 对于实际工程应用中提高单像空间后方交会精度具有一定的指导意义。

关键词:后方交会,精度,分析,像点坐标

参考文献

[1]张祖勋, 张剑清.数字摄影测量学[M].武汉:武汉大学出版社, 2007.

[2]黄桂平.数字近景工业摄影测量关键技术研究及应用[D].天津:天津大学, 2005.

[3]官云兰, 周世健.基于角锥体原理的空间后方交会改进算法[J].测绘科学, 2006, 31 (2) :27-29.

[4]姚吉利, 张大富.改进的空间后方交会直接解法[J].山东理工大学学报 (自然科学版) , 2005, 19 (2) :6-9.

[5]Lumann.Precision Potential of Photogrammetric 6DOF Pose Estimation with A Single Camera[J].ISPRS Journal of Photogrammetry&Remote Sensing, 2009 (64) :275-284.

[6]高文, 陈熙霖.计算机视觉-算法与系统原理[M].北京:清华大学出版社, 1998.

[7]王之卓.摄影测量原理[M].北京:测绘出版社, 1979.

[8]黄佳平.数字近景工业摄影测量技术研究与应用[M].天津:天津大学, 2005.

数据库实验心得与收货 篇3

通过这几天上数据库实验课,不由的说,学习到了很多新的东西,也收获了很多。很多东西原本只懂得理论上的操作,而这一次,通过实验的研究,我们学会了建表,导入数据,查询,插入等一系列SQL的操作。最最重要的是,我们可以用电脑亲自进行实践,充分减轻了初学SQL语言时的陌生感。我们对数据库的认识也是从实验开始,刚开始就是建立数据库,两种验证模式,没什么东西但还觉得不错。进而就是操作语言了,紧接着就是触发器的使用,进而对数据库高级的使用,等等。

回顾下这学期理论课和实验课老师所讲给我们的东西,有很多东西是值得注意的。首先,学习完SQL Sever数据库后感觉可分两大块,一块是开发,一块是管理。开发主要是写写存储过程、触发器什么的,还有就是用Oracle的Develop工具做form。有点类似于程序员。然而在数据库的学习过程中我们了解到,表是数据库数据当中最重要的一个数据对象,表建立的好坏直接关系到数据库的实际使用效果,表当中的内容越具体对表越有利,同时对数据库的各种应用也有着各种各样的便利,但是表的内容也不能过于的繁琐,当然,这些也只能在今后的实际使用当中多多的应用,才能加深和理解如何对表进行规划才更有利于使用和查询。在数据库中,数据内容的查询可以使用查询语句的方法查询,也可以使用视图操作的方法进行查询,使用视图操作的方法不仅可以简化数据操作,同时还可以检索数据,在查询时还能向基表当中添加、修改和删除数据,能有效的提高数据库可用性和安全性。

而真正能够更好地使用数据库的人还需要较强的逻辑思维和创造能力,管理则需要对SQL Sever数据库的原理有深刻的认识,有全局操纵的能力和紧密的思维,责任较大,因为一个小的失误就会弄掉整个数据库,相对前者来说,后者更看重经验。由于数据库管理的任务庞大,责任重大,更多的是需要组建团队完成这样一项艰巨的任务。同样的我们,需要每一个人齐心协力,需要每一个人用于较高的团队意识才能够更好地完整数据库操作,完美与数据库的开发。

对于数据库的学习我依然觉得更多关于SQL SERVER资料应该从网络上搜索。由于当今网络如此发达,我们有理由充分利用。并且,网络系统的时刻更新,图书馆里很难有最新的适合我们使用的资料。当你拥有了更多的资料,才会有自信和把握去完成数据库的设计。

SQL Server的体系很庞大,要学习它,首先要了解的SQL Server框架。它有物理结构(由控制文件、数据文件、重做日志文件、参数文件、归档文件、密码文件组成),逻辑结构(表空间、段、区、块),内存分配(SGA和PGA)算机的实际内存中得以分配,如果实际内存不够再往虚拟内存中写,后台进程(数据写进程、日志写进程、系统监控、进程监控、检查点进程、归档进程、服务进程、用户进程),SCN(System Change Number)。这些东西感觉都比较专业,想要真真去认识还得努力去做。虽然懂得还不是很多,起码会了基本的软件操作,老师说我们用的都是客户端,服务端看不到,也不知道服务端是什么样的,只知道客户端就挺多东西的,因此,没有真正的去学习利用是很难掌握的。

在这次实验课上,我们也从中学校到了数据库的视图和查询。查询可以通过SQL语言进行完成,这样加深了查询语句的基本结构,让我们能更好的掌握其中语句,方便于我们后面的学习和应用,查询是利用SQL语句并按照自己的需求进行的检索过程,最终得到自己想要的结果。对数据库中的数据并不进行更新修改等。在视图的操作中,也了解到了视图是常见的数据库对象,是提供查看和存取数据的另一种途径,对查询执行的其中一些操作,可以使用视图来完成。视图视图是一种虚拟的表,是一个为了简化复杂查询语句的书写,另外也提高了数据库一定的安全性。它的功能也是强大的,使用视图不仅可以简化数据操作,还可以提高数据库的安全性,不仅可以检索数据,也可以通过视图向基表中添加、修改和删除数据等一系列操作。

在这一次的实验过程中,我们也有遇到很多问题,比如,在做数据库需求分析时由于我们调研对象的失误导致分析的不够到位,E-R图中存在了很多的问题和错误还需要老师来帮助我们改正,对后期数据库维护等系列操作考虑的很少等等。不过也正是由于这些问题的存在,才能让我们更好地完善数据库系统,在今后的学习中继续发挥这些能力。学习一门课程,学到的是如何学会,而不是随随便便的学完,在今后还要自己强化各方面的知识,真正学以致用。通过这次的学习,我了解了数据库的概念与重要性,还有今后的发展方向,明白数据库的应用是广泛的,不可小觑,在今后应该再进行加强学习。

视空间知觉实验报告 篇4

深度知觉是指人对物体远近距离即深度的知觉。作为深度知觉的线索有很多。

本实验将学习对霍瓦-多尔曼深度知觉测试仪的使用,测量比较单双眼的深度知觉差异,并利用公式η=206265aX/[D(D+X)]计算双眼视差角(即深度知觉阈限)的值。

一般情况下双眼深度知觉准确性好于单眼深度知觉。本实验采用两名被试的单双眼实验数据进行分析,其中一名被试的双眼视差角较一般水平大,将在讨论中猜测可能的原因。

实验中的变异刺激起始点采用随机法,以消除动作误差,并采取休息来减少疲劳误差,实验仪器本身也已经消除了除视网膜及视差以外的线索,总体来看,误差对实验结果的影响不大。

关键词

深度知觉,单眼,双眼,深度知觉测试仪,深度知觉阈限,视差角。l 引言

深度知觉是指人对物体远近距离即深度的知觉,它的准确性是对于深度线索的敏感程度的综合测定。在外界对象离眼一定距离时,人眼能感受到的深度知觉是受刺激差异程度影响的。

作为深度知觉的线索多种多样。主要有:

1)单眼视觉线索:遮挡(superposition),线条透视(linear perspective),空气透视,明暗,阴影(shadow),运动级差,结构级差等。

2)双眼线索:水晶体的调节和双眼视轴的辐合(vergence)两种。

3)双眼视觉线索(binocular cues)的双眼视差(binocular disparity)是知觉立体物体和两个物体前后相对距离的的主要线索,借助双眼视差比借助上述各种线索更能精细地知觉相对距离,特别是在缺乏其他线索来估计对象距离的时候,双眼视差更为重要。

当人看远近不同的平面物体时,由于两眼相距约65mm,两眼视象便不完全落到对应部位,这时左眼看物体的左边多一点,右眼看物体的右边多一点,它都偏向鼻侧。这样,在不同平面上的物体在两眼视网膜上的成像就有了差异,这一差异便称为双眼视差。因为双眼比单眼有更多的深度线索可以参照,所以根据以往的资料和生活实际,均可得到单眼的深度知觉准确性差于双眼。

深度知觉的准确性是对于深度线索的敏感程度的综合测定。以往对于深度知觉准确性的测定主要有以下两种方法:

1)三针实验(three-needle experiment)。次实验是由赫尔姆霍兹(H.V.Helmholtz,1821-1894)设计的。以两针为标准,被试在一定距离外,调节第三根针,使之与前两针在同一平面为止。黑姆霍兹的实验证明像差阈限小于60角度秒。

2)霍瓦-多尔曼(Haward-Dolman)深度实验。1919年有霍瓦设计的深度知觉测量仪(depth perception apparatus),代替三针实验。本实验正是采用这种方法。此仪器可测量人视觉深度知觉的能力(深度知觉敏锐度),并且在这种测试条件下,除了双眼视差,即网膜上造成的差异是深度知觉的明显的线索起作用外,排除了其他深度知觉的线索。它可以广泛地应用于与深度知觉有关项目运动员的测试和选拨。

深度知觉阈限是用双眼视角差来表示的。

用a代表双眼间的距离,F代表相应的变异刺激,F′代表两根标准刺激中的一根。R代表与双眼轴垂直相交的至F的距离。δ代表在F与F′间垂直相交的距离差。θ2代表左眼视线至两个对象的视角,θ1代表右眼视线至两个对象的视角。由此可知,θ2—θ1即为视角差,即相应于两眼对两个对象的视线。θ2—θ1在理想情况下是以角单位表示的两个对象间的网膜上距离的标尺。

在弧度计算时,若计算到弧秒就应该乘上206 265这一转换系数。公式为: 视差角η=206265aX/[D(D+X)](单位:弧秒)a:目间距65mm D:观察距离。本实验为2000mm(被试与仪器标尺零点距离,非观察窗口距离)X:视差距离,即判断误差(平均数)方法: 3.3 实验误差:

变异刺激在标准刺激的前或后,即离被试近或或的顺序与起始点随机化。被试在眼睛疲劳时进行休息,消除疲劳误差。

可推论,在单眼的深度知觉上,被试间无显著性差异,3.2中的疑问出现在双眼视角差上。根据公式计算可得η甲=1.122667弧度秒,η乙=30.396499弧度秒。被试乙的双眼视角差较差。

分析原因,此实验中,被试乙单眼实验由右眼完成,右眼视力正常,左眼有近视,在双眼实验时,左眼看不清实验仪器的立柱,可能导致双眼的深度知觉与单眼深度知觉相似甚至更差。

3.4 深度知觉测试仪基本上除了双眼视差,即网膜上造成的差异是深度知觉的明显的线索外,排除了其他深度知觉的线索,但在实验环境不同时,还是可能有其它线索的存在。

明暗度。对于三根立柱的明暗度无法很好控制,在一定程度上可能造成猜测误差,但影响不会很大。被试坐的位置如果不是正对观察窗口,会发现变异刺激与左右标准刺激的横向距离会有些差异,当前后深度距离越小,其差异值也随之减小,在固定座位时,需要被试自己陈述并调整座位的位置,以减少该线索带来的额误差。

由上述3.3的推论,被试的双眼自身状况可能也会对实验产生一定影响,在选取被试时,有所选择可能更好。

摘要 本实验旨在探究单、双眼视觉线索对深度知觉准确性的影响,并比较和探究其原因,学习测量双眼观察时的深度阈限的视差角。被试为09级本科生5名。实验采用霍瓦-多尔曼深度实验,分别测量被试用单眼(优势眼)和用双眼观察的深度知觉,并计算双眼观察时的深度阈限的视差角。实验结果:1.通过比较双眼线索和单眼线索的深度知觉,验证了单、双眼视觉线索对深度知觉准确性有显著影响,且单眼的深度知觉准确性差于双眼。2.被试双眼观察(观察距离2m)时,深度阈限的视差角平均为16.60弧秒。3.方向对深度视觉的影响不显著。关键词 深度知觉

双眼线索

单眼线索

视差角 引言:

深度知觉是指人对物体远近距离即深度的知觉。其线索多种多样,主要有三种。(1)单眼视觉线索,包括遮挡、线条透视、空气透视、明暗和阴影、运动极差、结构极差等。(2)双眼线索,包括水晶体的调节和双眼视轴的辐合两种。(3)双眼视觉线索的双眼视差。深度知觉的准确性是对于深度线索的敏感程度的综合测定。单、双眼观察时深度知觉准确性因视觉线索不同而不同。

最早的深度知觉实验是Hvon Helmholtz于1866年设计的三针实验。后来H.J.Howard于1919年设计了一个深度知觉测量器。他测定了106个被试,结果发现,双眼的平均误差为14.4mm,其中误差仅5.5mm的有14人;误

差有3.6mm的有24人。但单眼的平均误差则达到285mm,单眼和双眼平均误差之比为20:l。这足以表明双眼在深度知觉中的优势。

两只眼睛的视野发生重叠是双眼视差产生的重要基础。物体同时刺激双眼形成两个独立的网膜视像,而人们任然把它知觉为单一的物体。缪勒(1912)认为这是由于物体的同一部分落在两个视网膜上相应点的缘故。此后,缪勒和菲特用视野单向区这一概念来描述能产生视觉融合的空间点。这个点就在两眼焦点和两眼网膜影像点连线的延长线上。视差角(辐合角)是双眼视轴在注视点处相交所形成的夹角。每个人的目间距(视焦点间距)不同,观察相同的事物时,视差角也不相同。

根据前人的研究,本实验做出以下假设:单、双眼视觉线索对深度知觉准确性有显著影响,且单眼的深度知觉准确性差于双眼。结果:

3.1 单、双眼深度知觉准确性比较

表1 单双眼深度知觉比较

变异来源 标准误 自由度 t p 准确性差于双眼。

双眼 1.857 8 8.894 <0.05

单眼 5.518

由上表数据可得,单、双眼的深度知觉准确性存在显著差异,且单眼的深度知觉

3.2 计算各被试的视差角

公式

视差角=206265×b△D/[D×(D+△D)](弧秒)

b:被试的目间距65mm

D:观察距离,本实验是2000mm

D:视差距离,即判断误差(平均数)

表2 不同被试双眼观察时的视差角

被试 视角差17.82(弧秒)一 二 三 四 五 六 七 八 九

13.81 30.03 14.38 5.86 14.21 19.72 20.05 68.84

每个被试的视差角都不相同,正常为16左右。五号被试视力比一般人好得多,但还存在其它因素(如其实验箱中存在额外的视觉线索、实验时观察距离未达到2m等)。九号被试为

轻度近视,未配眼镜。去除两名被试的特殊情况,其余7个被试视差角的平均值为16.60。

3.3 分别比较单、双眼观察时,从远到近和从近到远时的深度知觉准确性

表3 不同方向的深度知觉准确性比较

变异来源 方向 自由度 t p 双眼 远-近与近-远 0.713 0.496 单眼 远-近与近-远 0.416 0.688 根据上表可得,单、双眼观察时均有p>0.05,所以方向对深度知觉准确性的影响不显著。讨论

4.1 单、双眼视觉线索对深度知觉准确性的影响

本实验显示:单眼的深度知觉准确性显著差于双眼。

单眼视觉线索,包括遮挡、线条透视、空气透视、明暗和阴影、运动极差、结构极差等。在本实验的条件下,被试主要利用对象的大小和明暗进行判断,其余的线索都不存在。双眼视觉线索,除了双眼视差,还有水晶体的调节和双眼视轴的辐合。双眼提供的线索是判断深度知觉的最主要的线索,所以单眼对深度知觉准确性远低于双眼。

4.2 双眼视差

两眼之间有一段距离,成人大约为65毫米,在我们注视立体对象时,在左眼和右眼视网膜上的视像不完全落在相应的部位上,出现了不大的差别。右眼对物体的右侧面看得多一些,左眼对物体的左侧面看得多一些,两个视像不能完全重合,而是向相反的方向即向内侧偏斜,这种偏斜称做双眼视差。

双眼视物时的这种差异,转化为神经冲动,传入大脑,经过大脑皮层的分析、综合活动,才产生了深度知觉。可见,在二维空间的视网膜上,立体物是两个稍有差别的平面物像。只是在经过大脑的加工之后,才有了深度知觉。

4.3 结果误差及其原因

首先,样本数量不足,代表性也不足(矫正视力正常,但大部分被试裸眼视力很差)。

其次,实验仪器本身存在不足。(1)仪器内光照不均。(2)移动棒子时发出声音。(3)观察距离、未落实到位。最后,被试的身高,坐姿对结果都有影响。从低角度向上看时,可看到棒子的顶端。这样就可以增加物体高度这一视觉线索。

4.4 深度知觉的实际应用

深度知觉在日常生活中应用很广,深度知觉仪可广泛用于飞行员、炮手、运动员、汽车驾驶员及其他和深度知觉作业有关的工作人员的测试或选拔。结论

5.1 单眼的深度知觉准确性显著差于双眼。

5.2 去除特殊情况,被试视差角的平均值为16.60。

云空间学习心得体会 篇5

通过云空间的使用,感觉受益匪浅,让我真正感受到了世界大学城的魅力。

云空间是一个全新的理论,之前听媒体介绍过,但究竟什么是云空间,这个概念一直比较模糊。但通过使用学校的云空间,我对云空间有了一个基本的了解。现在对云空间理论有了一些个人的理解。

云空间可以改善教师的资源共享,例如:①通过世界大学城网站可以实现无纸化办公;②如果有自己的讲课视频课件,可以在世界大学城免费展示,如果觉得课程很有价值,可以向世界大学城申请为签约居民,课程就变成收费课程了,这样就有了一条时时刻刻为你赚钱的财源道。③如果觉得网上的视频讲得不够精彩,没有讲透,可以自己制作视频上传到世界大学城“我的远程网校”——“我的视频讲坛”栏目里,和那些有这方面兴趣的人共同交流; ④如果发现在世界大学城丰富的视频课件中有喜欢的精彩课件,只需在这个视频课件旁边点击一下“收藏”键,这段视频就会被收进了个人的网校,可以随时随地地收看这堂课了;⑤可以邀请同行在世界大学城开展远程教研协作;⑥可以通过这个窗口向全世界展示科研成果,并进行科研成果转化;⑦不会录像、不会编辑、不会上传视频,不要紧,世界大学城的工作人员会指导学习这些技能。把世界大学城里的院士教授专家学者技术能手加为好友,收藏他们的视频课程,就可以随时随地点击视频课件学习了。

从广度上讲涵盖了全世界的学生、教师的信息,有很多地方很多学校已经入住世界大学城,成为世界大学生的居民,对于这一点来讲,我们县是比较先进的,是前期入住的成员,对此有必要好好的利用好这个平台;在实用情况来讲,这个平台涵盖内容非常全,无论是学生信息,还是教师信息,还是领导者信息,教师教学使用的资料等等都一应俱全,可以说是一个非常大的容量库,如果将这个平台推广的话,在不久的将来,每一个人的信息都会永久的留在世界大学城这座伟大的城堡;从交流上来讲是一个很方便的交流平台,适合学校与学校之间,教师与教师之间,城市与城市之间的对话,可以互通有无。当然,其伟大的功能我才掌握了九牛一毛,远远不够,只有在今后的使用中发现。

有利必有弊,云空间既然具有如此大的功能,在使用上也必然存在着很多的麻烦,就是因为功能强大了,在使用的时候会出现眼花缭乱的感觉,不像我们以前使用的网易博客,可以轻松的写心情,修改自己的信息,上传自己的照片,写日志等等,由于功能不是很强大所以使用起来比较轻松,可以很方便的接受,在培训时就发现云空间的操作要求比较大,有难度。但是,对于青年教师来说可以接受,只要经过一段时间的使用会有很好的效果的。

对云空间理论,我们需要首先了解云空间的概念和含义,以及从教学需要出发,理解它能给我们带来什么,我们要达到什么效果,包括如何建立完善的云空间服务体系等等。我个人理解非常有限,有很多的疏漏,希望能得到更多的建议和指教。非常感谢!云空间就能提供可以发挥的空间,可以在其中传授知识、交流学习。

三初 美术组

展实验化学魅力创无限探究空间 篇6

在新课程理念和课程改革要求指导下开展《实验化学》的教学, 对于广大化学教师而言, 是一项新的、需要尝试和摸索前进的工作。如何有效把握选修教材的教学特点, 成功地开展积极而有意义的教学活动, 实现《实验化学》教学目标, 需要广大化学教师的积极参与和共同努力。

《实验化学》模块以“通过实验的线索学习化学”为基本宗旨, 指导学生学习化学知识与技能, 培养学生掌握实验探究的方法, 体验严谨求实的科学态度。这些课程要求, 指导我们必须合理利用教材提供的各类实验素材, 创设实验探究的情景, 让学生领悟实验设计的思路, 在解决实验问题的过程中培养学生的能力。

2 案例描述

探究课题:原电池效率影响因素的探究

[第一课时:学生发现问题, 提出问题, 设计实验]

[师]:根据图1原电池装置, 推测实验现象。

[生]:Zn电极溶解, Cu电极表面有气泡产生, 电流计发生偏转。

[师]:下面, 我们就通过实验, 验证我们的推测。

[师]:你观察到什么现象?

演示实验:锌-铜原电池

[生]:Zn片表面产生大量气泡, Cu片表面却只有少量气泡, 电流计发生偏转。

[师]:为什么会产生这样的现象呢?

(当理论与实际发生冲突时, 学生开始展开激烈的讨论)

[生1]:Zn片不纯, 导致Zn电极构成原电池。

[生2]:理论分析, Zn片上的电子会通过导线传输到Cu片, 传输需要时间, 而Zn片与稀硫酸却已经是直接接触, 因此不排除Zn片与稀硫酸直接反应。

[生3]:Cu片上产生的气泡, 包裹着Cu片, 将Cu片与H+隔绝, 相当于出现断路现象, 从而使Zn片直接和稀硫酸反应。

[师]:由此可见, 这样的原点存在哪些缺陷?

[生1]:有直接的置换反应发生, 使得一部分化学能转化为热能而不能全部转化为电能。

[师]:针对第一位同学的意见, 如何改进?

[生]:只要Zn片不和硫酸溶液直接接触。如图2:

[师]:在大家设计改进后的锌-铜原电池, 巧妙利用盐桥, 非常棒。那么, 锌电极所处的电解质溶液除了ZnSO4溶液以外, 还可以用其他溶液吗?

[生]:ZnCl2溶液也可以。应选不与Zn极反应的电解质溶液, 一般是该金属离子的可溶性盐溶液。

[师]:这装置有效地实现了化学能向电能的转化, 很好地避免了“单一”原电池部分化学能转化成热能而带来的电池效率低下的问题。但电流强度依然很小, 实用价值不高。

[提出问题]:如何提高原电池的电流强度 (即提高电池的效率) ?

信息提示:从微观的角度:电流强度

e:电荷量;S:导线的横截面积;n:单位体积内电子的个数;v:单位时间内电子移动的速度。

[生1]:电解质溶液的种类。

[生2]:电极与电解质溶液的接触面积。

[生3]:电极的间距。

[生4]:电极的材料。

[师]:除了这些因素以外, 还存在我们同学分析的“Cu片上产生的气泡, 包裹着Cu片, 将Cu片与H+隔绝, 相当于出现断路现象”, 即电极的极化作用。那么如何降低极化作用呢?

[生1]:震荡电极, 赶走气泡。

[生2]:加入某些试剂, 将氢气反应。

[师]:对, 极化作用会使电极的放电反应变得迟钝, 影响电池的工作时间, 当加入一些强氧化剂时, 可降低极化作用, 提高电池的效率。

[师]:从理论分析, 电池的效率确实与电极的表面积、极板间距、电极的材料和电极的极化等因素有关。现在, 请大家根据现有的实验器材, 设计相应的实验, 探究电极的表面积、极板间距、电极的材料和电极的极化对原电池电流的影响。

实验准备:仪器:烧杯、试管、海绵、小灯泡、导线、电流计。试剂:锌片、铜片、铝片、碳棒、4mol/L硫酸溶液、重铬酸钾、6%双氧水溶液、高锰酸钾。

[生]:设计实验并讨论最完美方案。

实验一:去极化剂的选择

向如图3中的三个备用装置中分别加入5ml 3%的双氧水、0.5g的重铬酸钾晶体、0.5g的高锰酸钾晶体, 振荡溶液, 记录小灯泡发光的时间和亮度。

实验二:电极材料的选择

去极化剂:重铬酸钾晶体

(1) 电极材料:Zn-C (直径1.1cm) , 与Zn-Cu对比 (如表2) ;

(2) 电极材料:Al-C (直径1.1cm) , 与Al-Cu对比 (如表3) 。

实验三:极板间距的选择

[第二课时:学生实验室动手实验]

3 教学结果

[师生]: (1) 通过本节课的学习, 我们体验了科学探究过程如图4。 (2) 巩固控制变量法的实验设计方法, 以及表格的制定。

4 课后反思

小学数学空间与图形教学研修心得 篇7

最近通过国培网学习小学数学空间与图形教学有些心得。数学空间与图形教学这一部分的内容主要研究现实世界中的物体和几何图表的形状、大小、位置关系及其变换。主要包括图形的认识,图表的变换,图形与坐标,都以图形为载体,以培养学生的空间观念,推理能力。在这个领域我个人觉得我们在处理时应注意以下这些方面。

1、首先要挖掘数学发展史。我国是四大文明古国之一,让学生了解我国数学的文化,有利于培养学生的爱国主义情感,并增强学生学习数学的兴趣。如在讲授勾股定理时,可介绍我国古代在公元前1120年也发现了这个定理。

2、挖掘美育因素。我们教师必须从教材里去感受美,提炼美,将美的因素融化在教学过程中,使学生领略到几何中的美的风采,激发学生无空的乐趣和强烈的欲望。如在讲对称图形时,可让学生利用对称的性质设计一些美丽的图案。

3、挖掘生活素材。几何本来就是我们生活空间中的科学,现实生活中,有很丰富的几何知识,立体几何是学生感到最困难的地方,如空间与平面那一个小节学生画三视图就是一个难点。我们要让学生从实际生活中去认识几何,使学生在理论学习过程中初步体验到几何的实用价值,从而激发学生学习几何的热情和兴趣。

4、加强学科知识渗透。数学中几何与各学科之间在内容上和方法上都是互相渗透的。如在学习相似时,可结合物理上的力臂和杠杆那一小节。

空间数据分析实验心得 篇8

X年X月X日至X月X日,我参加了国土空间规划编制专题培训,在培训过程中,省委、省政府有关领导同志和相关领域专家学者的精彩授课,让我对国土空间规划编制的主要目标、重大意义、思路框架、重点任务和方法步骤等一系列国土规划的内容有了更加清晰的认识和理解。

这次意义非凡的学习让我深受启发,让我更加理解习近平新时代中国特色社会主义思想的主要内涵,可以说是让我受益匪浅,收获颇丰,也更加坚定了我对新形势下编制好国土空间规划的信心和决心。结合实际,我有以下几点体会:

一、要以人民为中心,充分体现人民性。

编制好国土空间规划既是重大经济活动,也是重大民生工程。规划的目的是解决经济发展、城乡建设以及人民群众的居住、生活、游息、交通出行等实际问题,必须牢固树立“以人为中心的发展思想”,坚持以人文本原则,积极顺应时代变化,将满足人民群众日益增长的美好生活需要,作为国土空间规划编制的出发点和落脚点。

具体编制工作中,要加强调查研究,认真倾听群众呼声,征求群众意见建议,坚持以人的需要、人的感受、人的全面发展来安排好生产、生活、生态空间,将落实国家战略与满足人民群众对美好生活的向往融为一体,切实通过科学合理高效的规划。从大处着眼,从小处下笔,使制定的规划精细合理,真正满足群众的实际需要,体现规划的人民性。

二、要坚持可持续发展,编制好国土空间规划。

既满足当代人需求,又不损害后代人利益的发展。建立一个责权清晰、科学高效的国土空间规划体系对经济社会发展具有重要指导作用,必须要遵循可持续发展原则。坚持党的领导,坚持实事求是,尊重规律,精准把握自然规律、经济规律、社会规律、文化规律和城乡发展规律,实事求是、因地制宜开展规划编制工作,切忌盲目追求高大上,脱离客观实际,给经济社会发展造成危害。

要坚持节约优先、绿色发展,牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,在资源环境承载能力的基础上,科学有序统筹布局生态、农业、城镇等功能空间,划定生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界等空间管控边界,为可持续发展预留空间。我们要始终践行新发展理念,按照节约优先、保护优先、自然恢复为主的方针,加快形成生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀,安全和谐、富有竞争力和可持续发展的国土空间格局。

三、要以问题为导向,切实解决规划实施中的难题。

长期以来,国民经济和社会发展规划、土地利用规划、城乡规划等各类空间性规划对推动经济社会发展发挥了重要的作用,但也存在规划类型过多、标准不统一、内容重叠冲突,审批流程复杂、周期过长,地方规划朝令夕改等问题,这些问题归根结底是规划不科学造成的,是各类规划从本位主义思想出发,把局部利益、短期效益、部门职责凌驾于战略性、长远性、全局性之上造成的。在新时代高质量发展和生态文明建设的大背景下,有序、高效、法治、协调的空间秩序迫在眉睫,势在必行。

要重视国土空间规划编制,建立一套科学、完整、管用的机制体制,找准资源环境问题和发展问题的结合点,完成好生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界三条控制线划定工作,解决好各类空间规划交叉打架、技术标准不统一、空间分区不一致、信息平台难共用的问题。

空间数据分析实验心得 篇9

1 建立安全疏散的性能判定标准

建筑火灾发生后, 人员受到热和烟气的危害。如果在这些参数达到临界值之前人员没有全部疏散至安全区域, 就会有生命危险。人员安全疏散的性能判定标准为TRSET

人员疏散需要的时间TRSET=Td+Tpre+k×Tt。由于疏散模型是基于一定的假设建立的, 与人员的实际疏散过程存在一定的差别, 为了调整不确定因素对疏散的影响, 对于疏散的行动时间考虑乘以一个安全系数k, 则k的取值为1.5。

2 全尺寸轰燃实验

实验在某化工厂将要拆迁的办公楼二层的一间办公室内进行。办公楼为三层高, 长21m, 宽6.1m, 单层层高3.3m。办公室单间长3.6m, 宽4.8m, 墙体为钢筋混凝土结构。办公楼房间门宽1.0m, 高2.3m;玻璃窗宽1.0m, 高2.0m, 走道宽1.3m。轰燃实验在房间5内进行, 该办公室按照常规办公室标准布置家具, 房间内放置3个木质书柜, 一个双人沙发, 两个单人沙发, 一套办公桌椅。二层办公楼平面图如图1所示。

全尺寸室内轰燃实验设备包括数据采集系统和图像采集系统, 在实验房间和走道内分别用黑色记号笔标记上相应的刻度, 用于观测烟气层高度的变化情况。实验结果表明:室内温度在着火后至200s期间缓慢上升达到第一个极值, 此时如果还有人员停留在室内则会有危险, 走廊顶部有少许烟气不会影响人员疏散;在200~400s期间家具处于阴燃阶段, 温度变化比较平稳;走廊内的烟气逐渐下降, 在550s时室内家具发生轰燃, 室内温度在短时间内急剧上升;随后高温使房间玻璃破碎, 室外空气与室内的可燃气体发生对流, 助长了火势的发展, 整个二层被火淹没, 走廊内的烟气迅速下降, 此时若有人停留在走廊里则会有生命危险。轰燃实验过程如图2所示。

3 办公建筑性能化分析

3.1 火灾烟气模拟计算

采用FDS对火灾烟气的运动状态进行分析。场景设定初始条件如下:火灾位于办公楼2层房间5内, 见图1所示。火灾按t2火发展, 火灾增长系数α=0.046 89kW/s2。将初始条件输入到FDS中进行模拟, 模拟结果部分截图, 如图3~图5所示。

由图3~图5可知, 二层出口距地2m处的能见度在510s时达到临界值, 温度在601s时达到临界值, CO体积分数在999s时达到临界值。同样, 可得三层出口距地2m处的能见度在760s时达到临界值, 温度和CO体积分数在1 800s内均未达到临界值。

利用FDS对设定火灾场景中火灾烟气的流动进行模拟计算, 可以得到受影响楼层距地面2m处达到危险临界值的时间, 如表2所示。

3.2 人员疏散时间模拟

根据建筑的特点以及人员荷载情况, 运用专业的疏散软件BuildingEXODUS进行疏散模拟分析, 得到设定疏散场景下人员的疏散时间。

英国标准BS DD240《建筑火灾安全工程》 (Fire Safety Engineering in Buildings) 中关于人员疏散准备时间确定表中, 对于办公楼、学校等建筑场所, 当采用现场广播形式时, 人员疏散准备时间取值应小于1min。结合建筑的特点确定火灾报警时间 (Td) 为60s。

办公建筑内的人员一般处于比较清醒的状态, 而且较为熟悉建筑物内的报警系统和疏散路线, 所以火灾发生后人们能够在较短的时间内得知。将着火房间外其他办公室内人员的行动准备时间 (Tpre) 取为60s。

该建筑为办公建筑, 总建筑面积为384.3m2, 一层房间与二、三层不使用一个出口, 根据JGJ 67-2006《办公建筑设计规范》, 2~3层建筑内的总人数经计算为79人。办公建筑内的人员构成主要为成年男士和成年女士, 年龄分布在20~50岁。因其人员密度小于0.54人/m2, 参考SFPE Handbook和BuildingEXODUS, 该建筑内人员的分布比例及行走速度如表3所示。

办公建筑人员疏散过程, 如图6~图11所示。

将疏散场景中得到的Tt代入式 (2) 中, 可以得到该场景下人员需要的疏散时间, 如表4所示。

4 结果分析

将轰燃实验和火灾烟气模拟得到的可用的安全疏散时间TASET以及安全疏散模拟所得到人员需要的疏散时间TREST进行比较, 以确定人员能否在危险来临之前安全疏散。具体对比结果如表5所示。

对比办公楼内人员可用的安全疏散时间TASET和人员所需要的疏散时间TRSET, 可以看出:无论是轰燃实验还是计算机模拟, 得到的人员所需的疏散时间均大于人员可用的安全疏散时间。

5 结论

(1) 轰燃实体实验得到该办公建筑经过阴燃期后在550s时发生轰燃, 火灾迅速蔓延, 走廊内的烟气迅速下降。若仍有人员停留在建筑中则会有生命危险。

(2) 计算机模拟得到2层临界时间为510s, 与轰燃实验得到的数据接近。办公建筑内人员疏散至室外的时间为364.5s, 小于轰燃实验和计算机模拟得到的可用疏散时间。由此可知, 该办公建筑着火时在轰燃发生前人员可以安全疏散至室外。

(3) 办公建筑内各个房间空间较小, 火灾后容易达到轰燃条件而在较短的时间内 (约10min) 发生轰燃。由于办公室与走廊往往没有严格的防火分隔, 轰燃后高温浓烟迅速灌入走廊, 短时间内即丧失人员安全疏散的条件。

(4) 利用FDS模拟常规空间的办公建筑火灾情况取得的结果与全尺寸火灾实验的结果具有较好的一致性, 用FDS研究办公建筑的火灾发展是可行和可信的。

摘要:为了研究小空间办公类建筑火灾对人员疏散的影响, 在某三层办公建筑内进行了全尺寸实体轰燃实验, 得到走道中高温烟气达到临界值的时间;将实际房间进行简化和抽象建立模型, 并运用火灾模拟软件和疏散软件对小型办公室类建筑进行了模拟, 取得烟气在走道中的蔓延时间及人员在走道中的疏散时间。将三个临界时间进行比较, 以确定人员能否在允许疏散时间内疏散完毕。轰燃实验和计算机模拟结果表明:在危险来临之前该办公建筑内的人员能安全疏散至室外。

关键词:办公建筑,轰燃,全尺寸实验,计算机模拟,疏散

参考文献

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