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数据分析的前景范文

夜上海论坛前言:我们精心挑选了数篇优质数据分析的前景文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

大数据是信息技术快速发展的产物,其对教育系统能够产生深远的影响。以数据的形式呈现教育给教育领域带来了一次革新。在大数据模式之下,可以分析学生学习行为和变化的内在联系性,可以有效的挖掘教育领域更加深层次的问题。进入新世纪第一个十年间,大数据这个名词的出现为教育领域带来了全新的模式和挑战。学校在办学过程中,拥有了越来越多真实的、有用的、有价值的海量数据信息。这些强大的数据资源可以为教育发展提供强有力的智力支持和数据分析,在教育系统中大数据的应用具有强大的教育工具价值和时代意义。而积极探索将大数据如何应用到教育系统中,是需要我们重点思考的一个问题。

一、国外教育系统应用大数据的现状分析

大数据应用到教育系统中,能够对学生从小学到大学各个时期的学习行为、考试成绩以及职业规划进行详细的关联分析和研究。在国外很多这样的数据信息已经被国外政府机构完好的保存起来,用于今后的统计和分析。现阶段,大数据分析已经被应用到发达国家像美国、日本等国家的公共教育系统中,其成为了促进本国教育系统改革的重要信息基础。为了顺应时展的步伐,美国政府部门在2012年投入一项花费2亿美元的公共教育大数据计划,通过这个项目美国政府希望能够对美国的教育体系进行完善和改革。进入新世纪以后,在美国的教育系统中,逐渐兴起了一股在线教育的潮流,通过这种教育哈弗和麻省理工大学可以收集大量的数据,从而更好的研究世界各地各个国家的教学模式和学习行为,从而打造出适合不同国家学生学习的在线教育平台。通过记录学习者鼠标的点击数量,可以对学习者的学习行为和学习轨迹进行研究,发现不同类型的学习者对不同知识点的反应情况,用多少时间去学习,哪些知识点需要重复讲解或者强调,哪些学习工具和学习方式能够提高学生的学习效率。在追踪个人学习数据时,虽然是杂乱无序的,但是当很多人的数据收集到一定程度之后,群体行为就会在数据中呈现出一种规律,通过分析这些数据的内在联系性,在未来在线教育平台建设过程中才能弥补没有教师面对面交流指导存在的不足,提高知识传播的针对性,比如知识对受教者的投放强度、进度、反馈等。

二、大数据在教育领域应用的前景分析

1.利用大数据研究学生行为和变化内在的联系性

夜上海论坛 通过目前各类已广泛使用的教育信息系统途径,学生的行为会被各种数据所自动保留,例如学生在学校的时间、按时上课的情况、课堂听讲是否积极主动。在应用过程中以互联网技术和云计算等综合技术为基础,在对学生管理过程中,从数据库中寻找有价值的数据信息,经过全过程性和综合性分析,找到学生与知识之间存在的内在联系性,分析背后隐藏的逻辑关系,并做出合适的教学决策。在学校中积极应用计算机技术和智能通信设备保障了学生和家庭、学生和教师、学生和社会之间的沟通和交流。在大数据背景下,学生在学校的各种表现都可以用数据形式真真切切的反应出来。其能够表现当下学生的行为表现。一方面,可以通过学生之间的行为变化发现内在的联系性。一方面,大数据时代可以显示学生的历史行为,各种数据表单都能够记录下来。通过这些数据我们可以发现学生的学习兴趣,特长爱好等因素。另一方面,大数据可以通过云计算反应学生的变化趋势。学生的变化通常情况下都是不是很明显,只有当学生出现问题之后,才能发现,而数据从开始到结束是有时间差的,这样就可以通过数据提早发现学生的变化,避免产生不良的结果。

2.利用大数据挖掘学生内在特征

夜上海论坛 传统教学模式通常都以学生的考试成绩判断学生是否优秀,忽视了学生自主发展的空间。例如两个学生在物理考试中都取得了90分的成绩,从表面上看两个学生的分数是一样的,但是通过大数据分析可以发现,一个学生在学习过程中主要依靠的是思维能力,而另一个学生主要靠死记硬背取得高分,结果相同,但是过程明显不同,在未来这两个的人个各自的发展也不尽相同,其中以逻辑思维能力学习的学生,在今后的学习中能够更加顺畅,发展更加长远。而凭借记忆取得好成绩的学生思维能力不足,对今后的学习十分不利。相同的结果不一定具备相同的知识结构,成绩会掩盖一些不足的地方,会影响学生全面发展,而大数据能够反映学生阶段性的自我认知,对个人成长具有指导性作用,帮助学生弥补能力方面的不足,能够更加全面的反应学生在发展过程中存在的问题和风险。

第2篇

几乎是所有的企业在生产经营过程中,均会形成各式各样的数据、资料,通过对这些大量的数据、资料展开深入的研究所获得的数据分析报告,在企业经营管理中可发挥十分重要的意义与作用。数据分析指的是通过科学的统计方法就收集的详细的数据、资料展开研究分析,以对数据、资料相关功能进行尽可能的挖掘开发,发挥数据的显著作用,即数据分析是一个为了获取可利用信息和产生结论而就数据、资料展开研究、分析的过程。数据分析的目的是挖掘提炼出众多看似错综复杂的数据资料潜在的有利信息,以归纳出分析事情的客观规律。由此可见,做好数据分析工作,对于促进企业的发展、提升企业经营管理能力,有着十分重要的现实意义与实质作用。

1.数据分析在企业经营管理中的意义

1.1支持营销运营管理

夜上海论坛 基于数据分析、数据挖掘方法的支持,在过去传统数据社会,一部分较为先进的企业便已经能够一定程度地达到洞察力促进科学规范营销运营管理的目的。在现如今大数据时代,企业用户的数据变得进一步多元、丰富,在对用户需求洞察满足方面企业变得愈加充分、精确,值得注意的是,在当前数据分析水平不断提升的情况下,企业作用于用户的洞察、满足能力基于数据、资料存储以及数据、资料研究分析方面将变得更为高效,鉴于此,支持企业营销运营管理全面步骤决策的数据、资料流能够同步于企业营销运营管理工作流,企业可通过统计归纳用户的以往消费行为数据以及用户实时的消费行为数据,第一时间针对相对应的用户制定出具备显著个性的营销手段,从而有效识别把握转瞬即逝的营销机会,积极促进企业营销命中概率的提升,最大程度地提升企业营销运营管理效率[1]。

1.2推动智能管道运营

就企业经营管理而言,企业智能管道的核心能力为,结合用户的活动行为,动态为用户提供推荐并配备互联网设备资源。在过去传统数据社会中,受技术条件有限难以满足及相关问题与用户体验动态测量相同等影响,企业通常无法有效的就智能管道运营需求予以满足;在现如今大数据时代,在数据分析水平不断提升的情况下,作用于半结构化设备数据动态收集、分析以及处理等相关技术的日趋成熟,将很大程度上推动企业智能管道运营管理运行的计划。企业智能管道运营管理达到机理与用户体验管理存在极大的相似之处,最主要的区别仅仅是,企业职能管道作用于用户产品消费行为活动测算的数据、资料相对应于提供推荐并配备互联网设备资源,于确保用户体验满足标准的情况下,全面配备、划分及归总企业互联网设备资源,经资源利用最大程度地实现,积极促进资源的尽可能优化[2]。

夜上海论坛 2.数据分析在企业经营管理中的作用

2.1完整客观的反映企业情况

企业常规的数据报表、调查资料,通常仅能够显现企业某一方面或者某一部分的情况,就算是获取的企业数据报表、调查资料十分全面,如果这些企业数据报表、调查资料未能够得到相应的研究、分析,也往往很难了解从中了解到企业的真实情况。为了完整客观的反映企业情况,务必要遵循“实事求是”原则,在收集企业全面数据报表、调查资料的同时,还应当开展严格加工制作及研究分析工作,以提供给企业管理者科学规范的数据分析报告,为其在就企业发展做决策时提供有利依据。经严格加工制作及研究分析所得到的数据分析报告,相较于常规的数据报表,能够更加全面、系统及集中地反映企业客观实际。

夜上海论坛 2.2实行监督管理工作

监督属于数据分析在企业经营管理中的一项十分重要的作用。数据分析部门在对企业数据、资料进行收集过程中,能够相对较为全面、如实地知晓行业经济动态及本企业运行发展状况,了解相关数据、资料的来龙去脉及口径范围,因此数据分析部门可有效的担负起对企业的多方面监督管理工作,包括企业运营发展部门相关政策方针有效落实与否、企业发展生产经营规划有效完成与否以及企业一系列经济指标有效实行与否等。在数据分析的作用下,可促进企业有效实行监督管理工作,以客观、完整地向企业管理者、相关部门做决策及制定企业发展计划时提供有利参考依据。

2.3参与科学化决策

对于任何一项经济行为发展,想要获取其客观规律性的见解并未易事,通常是要通过不断的分析、探索及实践,方可一步步构成认识。在现如今市场经济大环境下,还存在着诸多的市场经济比例进程、实现企业经济效益利润最大化以及实现集群产业结构优化等客观规律,均有待我们去逐步挖掘。鉴于此,就市场经济背景下客观经济规律展开研究分析,属于一项有着广阔发展前景的领域。数据分析部门可充分发挥详细数据、资料持有优势,进行针对的研究、分析,对数据、资料表层显现内容展开更深层次的剖析,挖掘出数据、资料中的潜在实质涵义,由理性认识代替感性发展认识,实现客观经济规律认识质的升华,达到显现企业发展现状以及企业内部关联和发展的目的,一方面促使企业管理者及相关部门能够更为完整客观地了解企业经济行为里程、企业发展现状以及企业发展方向,提升企业管理水平,一方面促使企业管理者及相关部门能够更有针对性地进行企业决策、计划制定,从而全面起到数据分析在企业经营管理中的参与科学化决策作用。

2.4有利于数据深度利用

数据分析部门为了获取全面详细的数据、资料,需要对定期统计报表制度进行全面贯彻落实,或者需要采取一系列包括调查、普查以及抽查等各式各样形式的统计调查工作,这必然是一项十分复杂的系统工作,倘若仅仅将这些详细的数据、资料简单地汇总上报给国家和相关部门,以完成国家和相关部门制定的数据、资料收集任务,低下的数据、资料利用率,显然有愧于需要消耗长复杂的系统数据、资料收集工作[3]。由此可见,唯有早收集详细数据报表、调查资料的同时,还应当开展严格加工制作及研究分析工作,展开各个层次、各个方面的综合深度利用,以使这些数据、资料转变为内容更加丰富化、形式更加多样化的重要深度信息。

夜上海论坛 2.5有助于提升员工素质

在数据、资料收集的基础上展开数据分析,采用一系列分析方法,根据数据、资料实情展开针对的研究分析,经数据分析工作的开展,不仅要找出数据、资料中潜在的问题,发觉数据、资料中的不和谐之处,还要分析问题出现的缘由,并制定出问题的解决对策。为了完成这一系列的高要求、复杂艰巨的工作,要求数据分析部门员工一方面需要具备完善的数据分析基础常规知识,具备相应的政策分析能力、经济理论知识,一方面需要掌握数据分析的开展方法,明确数据分析的前后关键步骤,此外还应当熟悉相应的经济技术要点,具备相应的数据、资料归纳分析水平,具备相应的写作技巧水平等。由此可见,数据分析部门在进行数据分析工作期间,势必会激发数据分析部门员工学习主观能动性,有效提升员工各方面综合素质,并逐步成为不仅能够进行数据分析编写分析报告还能够自经济层面进行数据编织统计的社会发展需求的综合型人才[4]。如此一来,不但可以更充分的发挥数据分析在企业经营管理中的作用,还能够提升数据分析工作的重要性地位,促进数据分析工作条件的有机改善。

3.完善企业数据分析工作的策略

3.1统一认识,加强领导

夜上海论坛 基于对数据分析在企业经营管理中意义与作用重要性统一的认识,企业相关数据分析部门应当严格对待数据分析工作,不仅要做好数据、资料调差收集工作,还要做好数据统计报表、做好数据分析工作,以为企业、企业管理人员提供科学有效的决策管理服务[5]。同时,企业管理人员同样要提升对数据分析工作的重视程度,面对企业数据分析既应当要求数据分析部门提供统计报表,严格要求数据分析工作环节、质量,有利领导数据分析工作的有序开展。

3.2实现计算机网络数据支撑

夜上海论坛 伴随着现如今市场经济体制改革的不断深入发展,企业管理人员一方面要明确认识到企业发展的实际处境,一方面要为企业日后发展制定“未雨绸缪”的策略。这就一定程度上要求了企业数据分析部门,应当采取一系列不同的数据分析方法,包括数据结构分析法、数据对比分析法、数据实时分析法以及数据预测分析法等方法,就企业数据、专利展开有效的研究分析,形成科学结论,提供给企业管理人员具备实质意义的意见建议。在企业数据分析方法的实践运用方面,既要结合分析内容需求及分析方法自身特点,采取以往有成功经验的方法手段,自各个角度就客观市场经济法律展开研究分析,同时基于对先进分析方法的运用,实现计算机网络数据支撑,促进数据分析预见性、研究分析深度升级,积极促进企业数据分析工作的有序开展[6]。

3.3提升数据分析人员素质

企业数据分析工作水平高低,受企业数据分析团队素质优劣重要影响。由此可见,企业数据分析人员应当结合企业、自身实际情况,对各方面数据分析相关基础知识、专业知识展开积极主动的学习,包括对市场营销知识、企业管理知识和经理理论知识的学习,对信息技术知识、财务会计知识的学习,对经济行为活动方针政策的学习等等,尽可能地提升自身业务知识水平,提升自身全面综合素质[7]。同时,企业数据分析人员还应当遵循“实践第一”原则,结合数据分析工作实践以一步步提升自身数据分析能力。经企业数据分析人员自身逐步的学习、实践,不断构建起一直不仅具备数据分析业务知识水平,又具备数据分析实践工作经验的,拥有综合素质的数据分析团队,积极促进企业数据分析工作的有序开展。

第3篇

夜上海论坛 摘要:介绍了数据融合技术的基本概念和内容,分析了该技术在森林防火、森林蓄积特征的估计和更新、森林资源调查等方面的应用,提出该技术可应用于木材无损检测及精确林业。融合机器视觉、X射线等单一传感器技术检测木材及木制品,可以更准确地实时检测出木材的各种缺陷;集成GPS、GIS、RS及各种实时传感器信息,利用智能决策支持系统以及可变量技术,能够实现基于自然界生物及其赖以生存的环境资源的时空变异性的客观现实,建立基于信息流融合的精确林业系统。

夜上海论坛 多传感器融合系统由于具有较高的可靠性和鲁棒性,较宽的时间和空间的观测范围,较强的数据可信度和分辨能力,已广泛应用于军事、工业、农业、航天、交通管制、机器人、海洋监视和管理、目标跟踪和惯性导航等领域。笔者在分析数据融合技术概念和内容的基础上,对该技术在林业工程中的应用及前景进行了综述。

夜上海论坛 一、数据融合

夜上海论坛 1.1概念的提出

1973年,数据融合技术在美国国防部资助开发的声纳信号理解系统中得到了最早的体现。70年代末,在公开的技术文献中开始出现基于多系统的信息整合意义的融合技术。1984年美国国防部数据融合小组(DFS)定义数据融合为:“对多源的数据和信息进行多方的关联、相关和综合处理,以更好地进行定位与估计,并完全能对态势及带来的威胁进行实时评估”。

1998年1月,Buchroithner和Wald重新定义了数据融合:“数据融合是一种规范框架,这个框架里人们阐明如何使用特定的手段和工具来整合来自不同渠道的数据,以获得实际需要的信息”。

夜上海论坛 Wald定义的数据融合的概念原理中,强调以质量作为数据融合的明确目标,这正是很多关于数据融合的文献中忽略但又是非常重要的方面。这里的“质量”指经过数据融合后获得的信息对用户而言较融合前具有更高的满意度,如可改善分类精度,获得更有效、更相关的信息,甚至可更好地用于开发项目的资金、人力资源等。

1.2基本内容

夜上海论坛 信息融合是生物系统所具备的一个基本功能,人类本能地将各感官获得的信息与先验知识进行综合,对周围环境和发生的事件做出估计和判断。当运用各种现代信息处理方法,通过计算机实现这一功能时,就形成了数据融合技术。

夜上海论坛 数据融合就是充分利用多传感器资源,通过对这些多传感器及观测信息的合理支配和使用,把多传感器在空间或时间上的冗余或互补信息依据某些准则进行组合,以获得被测对象的一致性解释或描述。数据融合的内容主要包括:

夜上海论坛 (1)数据关联。确定来自多传感器的数据反映的是否是同源目标。

夜上海论坛 (2)多传感器ID/轨迹估计。假设多传感器的报告反映的是同源目标,对这些数据进行综合,改进对该目标的估计,或对整个当前或未来情况的估计。

(3)采集管理。给定传感器环境的一种认识状态,通过分配多个信息捕获和处理源,最大限度地发挥其性能,从而使其操作成本降到最低。传感器的数据融合功能主要包括多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测。

夜上海论坛 根据融合系统所处理的信息层次,目前常将信息融合系统划分为3个层次:

夜上海论坛 (l)数据层融合。直接将各传感器的原始数据进行关联后,送入融合中心,完成对被测对象的综合评价。其优点是保持了尽可能多的原始信号信息,但是该种融合处理的信息量大、速度慢、实时性差,通常只用于数据之间配准精度较高的图像处理。

(2)特征层融合。从原始数据中提取特征,进行数据关联和归一化等处理后,送入融合中心进行分析与综合,完成对被测对象的综合评价。这种融合既保留了足够数量的原始信息,又实现了一定的数据压缩,有利于实时处理,而且由于在特征提取方面有许多成果可以借鉴,所以特征层融合是目前应用较多的一种技术。但是该技术在复杂环境中的稳健性和系统的容错性与可靠性有待进一步改善。

夜上海论坛 (3)决策层融合。首先每一传感器分别独立地完成特征提取和决策等任务,然后进行关联,再送入融合中心处理。这种方法的实质是根据一定的准则和每个决策的可信度做出最优的决策。其优点是数据通讯量小、实时性好,可以处理非同步信息,能有效地融合不同类型的信息。而且在一个或几个传感器失效时,系统仍能继续工作,具有良好的容错性,系统可靠性高,因此是目前信息融合研究的一个热点。但是这种技术也有不足,如原始信息的损失、被测对象的时变特征、先验知识的获取困难,以及知识库的巨量特性等。

1.3处理模型

夜上海论坛 美国数据融合工作小组提出的数据融合处理模型,当时仅应用于军事方面,但该模型对人们理解数据融合的基本概念有重要意义。模型每个模块的基本功能如下:

夜上海论坛 数据源。包括传感器及其相关数据(数据库和人的先验知识等)。

夜上海论坛 源数据预处理。进行数据的预筛选和数据分配,以减轻融合中心的计算负担,有时需要为融合中心提供最重要的数据。目标评估。融合目标的位置、速度、身份等参数,以达到对这些参数的精确表达。主要包括数据配准、跟踪和数据关联、辨识。

夜上海论坛 态势评估。根据当前的环境推断出检测目标与事件之间的关系,以判断检测目标的意图。威胁评估。结合当前的态势判断对方的威胁程度和敌我双方的攻击能力等,这一过程应同时考虑当前的政治环境和对敌策略等因素,所以较为困难。

夜上海论坛 处理过程评估。监视系统的性能,辨识改善性能所需的数据,进行传感器资源的合理配置。人机接口。提供人与计算机间的交互功能,如人工操作员的指导和评价、多媒体功能等。

夜上海论坛 二、多传感器在林业中的应用

2.1在森林防火中的应用

在用MODIS(ModerateResolutionImagingSpectroradiometer)数据测定森林火点时的20、22、23波段的传感器辐射值已达饱和状态,用一般图像增强处理方法探测燃烧区火点的结果不理想。余启刚运用数据融合技术,在空间分辨率为1000m的热辐射通道的数据外加入空间分辨率为250m的可见光通道的数据,较好地进行了不同空间分辨率信息的数据融合,大大提高了对火点位置的判断准确度。为进一步提高卫星光谱图像数据分析的准确性与可靠性,利用原有森林防火用的林区红外探测器网,将其与卫星光谱图像数据融合,可以使计算机获得GPS接收机输出的有关信息通过与RS实现高效互补性融合,从而弥补卫星图谱不理想的缺失区数据信息,大大提高燃烧区火点信息准确度和敏感性。

夜上海论坛 2.2森林蓄积特征的估计

HampusHolmstrom等在瑞典南部的试验区将SPOT-4×S卫星数据和CARABAS-IIVHFSAR传感器的雷达数据进行了融合,采用KNN(knearestneighbor)方法对森林的蓄积特征(林分蓄积、树种组成与年龄)进行了估计。

KNN方法就是采用目标样地邻近k个(k=10)最近样地的加权来估计目标样地的森林特征。研究者应用卫星光谱数据、雷达数据融合技术对试验区的不同林分的蓄积特征进行估计,并对三种不同的数据方法进行误差分析。试验表明,融合后的数据作出的估计比单一的卫星数据或雷达数据的精度高且稳定性好。

夜上海论坛 2.3用非垂直航空摄像数据融合GIS信息更新调查数据

森林资源调查是掌握森林资源现状与变化的调查方法,一般以地面调查的方法为主,我国5年复查一次。由于森林资源调查的工作量巨大,且要花费大量的人力、物力和资金。国内外许多学者都在探索航空、航天的遥感调查与估计方法。

TrevorJDavis等2002年提出采用非垂直的航空摄影数据融合对应的GIS数据信息实现森林调查数据的快速更新,认为对森林资源整体而言,仅某些特殊地区的资源数据需要更新。在直升飞机侧面装上可视的数字摄像装置,利用GPS对测点进行定位,对特殊地区的摄像进行拍摄,同时与对应的GIS数据进行融合,做出资源变化的估计或影像的修正。

夜上海论坛 试验表明,融合后的数据可以同高分辨率矫正图像相比,该方法花费少,精度高,能充分利用影像的可视性,应用于偏远、地形复杂、不易操作、成本高的区域,同时可避免遥感图像受云层遮盖。

三、数据融合在林业中的应用展望

夜上海论坛 3.1在木材检测中的应用

夜上海论坛 3.1.1木材缺陷及其影响

木材是天然生长的有机体,生长过程中不可避免地有尖削度、弯曲度、节子等生长缺陷,这些缺陷极大地影响了木材及其制品的优良特性,以及木材的使用率、强度、外观质量,并限制了其应用领域。在传统木制品生产过程中,主要依靠人的肉眼来识别木材缺陷,而木材板材表面缺陷在大小、形状和色泽上都有较大的差异,且受木材纹理的影响,识别起来非常困难,劳动强度大,效率低,同时由于熟练程度、标准掌握等人为因素,可能造成较大的误差。另外在集成材加工中,板材缺陷的非双面识别严重影响了生产线的生产节拍。因此必须开发一种能够对板材双面缺陷进行在线识别和自动剔除技术,以解决集成材加工中节子人工识别误差大、难以实现双面识别、剔除机械调整时间长等问题。

3.1.2单一传感器在木材检测中的应用

夜上海论坛 对木材及人造板进行无损检测的方法很多,如超声波、微波、射线、机械应力、震动、冲击应力波、快速傅立叶变换分析等检测方法。超声技术在木材工业中的应用研究主要集中在研究声波与木材种类、木材结构和性能之间的关系、木材结构及缺陷分析、胶的固化过程分析等。

随着计算机视觉技术的发展,人们也将视觉传感器应用于木材检测中。新西兰科学家用视频传感器研究和测量了纸浆中的纤维横切面的宽度、厚度、壁面积、壁厚度、腔比率、壁比率等,同时准确地测量单个纤维和全部纤维的几何尺寸及其变化趋势,能够区分不同纸浆类型,测定木材纤维材料加固结合力,并动态地观察木材纤维在材料中的结合机理。

新西兰的基于视觉传感器的板材缺陷识别的软件已经产业化,该软件利用数码相机或激光扫描仪采集板材的图像,自动识别板材节子和缺陷的位置,控制板材的加工。该软件还具有进行原木三维模型真实再现的计算机视觉识别功能,利用激光扫描仪自动采集原木的三维几何数据。

美国林产品实验室利用计算机视觉技术对木材刨花的尺寸大小进行分级,确定各种刨花在板中的比例和刨花的排列方向;日本京都大学基于视觉传感器进行了定向刨花板内刨花定向程度的检测,从而可以通过调整定向铺装设备优化刨花的排列方向来提高定向刨花板的强度。在制材加工过程中,利用计算机视觉技术在线实时检测原木的形状及尺寸,选择最佳下锯方法,提高原木的出材率。同时可对锯材的质量进行分级,实现木材的优化使用;在胶合板的生产过程中,利用计算机视觉技术在线实时检测单板上的各种缺陷,实现单板的智能和自动剪切,并可测量在剪切过程中的单板破损率,对单板进行分等分级,实现自动化生产过程。Wengert等在综合了大量的板材分类经验的基础上,建立了板材分级分类的计算机视觉专家系统。在国内这方面的研究较少,王金满等用计算机视觉技术对刨花板施胶效果进行了定量分析。

X射线对木材及木质复合材料的性能检测已得到了广泛的应用,目前该技术主要应用于对木材密度、含水率、纤维素相对结晶度和结晶区大小、纤维的化学结构和性质等进行检测,并对木材内部的各种缺陷进行检测。

夜上海论坛 3.1.3数据融合在木材检测中的应用展望

单一传感器在木材工业中已得到了一定程度的应用,但各种单项技术在应用上存在一定的局限性。如视觉传感器不能检测到有些与木材具有相同颜色的节子,有时会把木板上的脏物或油脂当成节子,造成误判,有时也会受到木材的种类或粗糙度和湿度的影响,此外,这种技术只能检测部分表面缺陷,而无法检测到内部缺陷;超声、微波、核磁共振和X射线技术均能测量密度及内部特征,但是它们不能测定木材的颜色和瑕疵,因为这些缺陷的密度往往同木板相同。因此,一个理想的检测系统应该集成各种传感技术,才能准确、可靠地检测到木材的缺陷。

夜上海论坛 基于多传感器(机器视觉及X射线等)数据融合技术的木材及木制品表面缺陷检测,可以集成多个传统单项技术,更可靠、准确地实时检测出木材表面的各种缺陷,为实现木材分级自动化、智能化奠定基础,同时为集裁除锯、自动调整、自动裁除节子等为一身的新型视频识别集成材双面节子数控自动剔除成套设备提供技术支持。

夜上海论坛 3.2在精确林业中的应用

美国华盛顿大学研究人员开展了树形自动分析、林业作业规划等研究工作;Auburn大学的生物系统工程系和USDA南方林业实验站与有关公司合作开展用GPS和其他传感器研究林业机器系统的性能和生产效率。

夜上海论坛 目前单项的GPS、RS、GIS正从“自动化孤岛”形式应用于林业生产向集成技术转变。林业生产系统作为一个多组分的复杂系统,是由能量流动、物质循环、信息流动所推动的具有一定的结构和功能的复合体,各组分间的关系和结合方式影响系统整体的结构和功能。因此应该在计算机集成系统框架下,有效地融合GPS、GIS、RS等数据,解决这些信息在空间和时间上的质的差异及空间数据类型的多样性,如地理统计数据、栅格数据、点数据等。利用智能DSS(决策支持系统)以及VRT(可变量技术)等,使林业生产成为一个高效、柔性和开放的体系,从而实现林业生产的标准化、规范化、开放性,建立基于信息流融合的精确林业系统。

夜上海论坛 南京林业大学提出了“精确林业工程系统”。研究包括精确林业工程系统的领域体系结构、随时空变化的数据采集处理与融合技术、精确控制林业生产的智能决策支持系统、可变量控制技术等,实现基于自然界生物及其所赖以生存的环境资源的时空变异性的客观现实,以最小资源投入、最小环境危害和最大产出效益为目标,建立关于林业管理系统战略思想的精确林业微观管理系统。

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夜上海论坛 [3]钱永兰,杨邦杰,雷廷武.数据融合及其在农情遥感监测中的应用与展望[J].农业工程学报,2004,20(4):286-290.

夜上海论坛 [4]高德平,黄雪梅.多传感器和数据融合(一)[J].红外与激光工程,1999,28(1):1-4.