時間：2022-04-14 21:27:08
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二、研究方法
（一）被試
采用整體隨機抽樣方法，分別從造型學院、設計學院、傳媒動畫學院、建筑學院等四個二級分院抽取被試，共獲得有效被試652名，其中男生204名，女生448名；大一學生182名，大二學生219名，大三學生150名，大四學生101名；造型專業(yè)學生220名，設計專業(yè)學生232名，建筑專業(yè)學生168名，傳媒專業(yè)學生32名；漢族學生626名，少數民族學生26名；城鎮(zhèn)學生496名，農村學生156名；獨生子女416名，非獨生子女236名；學生為單親家庭的有43名，為非單親家庭的有603名；學生干部188名，非學生干部464名；曾參加過志愿服務的學生423名，未參加過志愿者服務的學生229名。
（二）測量工具
測量工具為感戴量表（GratitudeQuestionnaire）。感戴問卷共6個題項，經本研究翻譯、試測、修改后修訂成的5個題項的中文版。每題項采用“1.極不同意”至“7.極同意”的形式分級計分，第3題反向計分，總分越高，感戴狀況越好。經翻譯修訂后，本次測量的內部一致性系數為0.76。
（三）測評程序與數據處理
本研究采用以班級為單位的團體測試，對回答問卷的要求進行了測前說明，以保證大學生的積極配合，被試約在10分鐘內完成問卷，對全部數據使用SPSS16.0統(tǒng)計軟件進行管理和處理。
三、研究結果
經統(tǒng)計，大學生感戴得分的均數為34.36。經差異檢驗發(fā)現(xiàn)：在性別、年級、是否單親家庭、是否學生干部、是否曾參加過志愿服務等幾個背景變量上存在顯著差異；在專業(yè)、民族、生源、是否獨生子女等四個背景變量上，感戴得分沒有顯著差異；女生的感戴得分顯著高于男生；來自完整家庭學生感戴得分顯著高于單親家庭學生；擔任過或正在擔任的學生干部得分顯著高于未擔任過的學生；參加過志愿服務的學生得分顯著高于未參加過的學生；不同年級學生間差異顯著，大一、大二、大三感戴得分呈逐漸上升趨勢，均高于大四學生。
四、班級化感恩教育模式探索
根據以上數據，可以發(fā)現(xiàn)，藝術類大學生感戴現(xiàn)狀具有這樣的特點：獲得社會支持多的（女生、雙親家庭學生）、有較豐富社會實踐經驗的（學生干部、高年級學生）、有助人體驗的（志愿者）群體，他們的感戴水平較高，而“班級”正是個體獲得社會支持、提升社會實踐能力、服務他人最直接、最容易的途徑。數據結果進一步證明了進行班級化感恩教育途徑研究的科學性與可行性。根據感戴的心理影響機制來看，感戴水平高的個體能夠對現(xiàn)實做出更加客觀的評價，能夠看到個人的“積極結果”來自許多人的努力，而這些正向積極的認知讓個體產生更多的感恩情緒和行為。所以如何通過環(huán)境去影響個體的認知，成為班級化感恩教育模式研究的落腳點。結合藝術類大學生感戴現(xiàn)狀的調研數據，筆者提出以下幾點建議。
（一）建立班級支持系統(tǒng)
數據顯示，女生及來自非單親家庭的學生，其感戴水平顯著高于男生及單親家庭的學生。女性在社會群體中相對弱勢，在日常生活中接受到他人的幫助也會相對多于男性。而雙親家庭在物質與精神上所給予個體的支持也會比單親家庭多，兩個群體具備一個共性，即更多的社會支持。班級就像一個大家庭，應該成為班級成員獲得社會支持的重要途徑。班級支持可以從這兩個角度進行：針對經濟困難，學業(yè)困難等群體的幫助型支持；針對有特定需求的服務型支持。針對不同群體特點，成立由教師、班委、學生組成的各類“支持小組”，獨立開展工作，具體分類為：班級經濟困難生支持小組，可以由班主任、生活委員、困難生代表、普通學生等幾類人組成，可提供的支持有：掌握班級困難生的家庭情況，關注他們日常生活，為學生提供資助信息并協(xié)助申請，審批班級困難生資格申請及資助額度審定等。班級學業(yè)支持小組，由專業(yè)教師、學習委員、成績優(yōu)秀學生組成，可提供的支持有：組織班級學習經驗交流；邀請教師或研究生舉辦讀書會；針對特定課程舉辦師生溝通會；掌握班級后進生的情況，幫助他們分析學業(yè)落后的原因，提供一對一的幫扶等。服務型支持小組如：班級就業(yè)與實習信息小組，由輔導員、班委、感興趣的學生組成，可提供的支持有：就業(yè)信息；實習崗位推薦；就業(yè)政策咨詢等。班級文娛小組，由班級文體委員、特長生、有興趣的學生組成，可提供的支持有：各類文娛活動的組織策劃；根據班級學生的情況成立不同的興趣小組；豐富班級課余生活等。以上是對部分“支持小組”的例舉，班級可以視自身的情況來設立，鼓勵班級成員根據自己某一方面所長或興趣為大家提供支持，同時也可以得到大家為他提供的資源，形成“助人自助”的班級支持系統(tǒng)，讓每一個成員在需要時首先可以從班級——這個離自己最近的“家”里獲得支持。
（二）建立“人人參與”的班級管理體系
本研究中，大一、大二、大三學生的感戴得分呈逐漸上升趨勢，大三學生得分顯著高于大一學生（p=0.007<0.01），而大四學生的得分出現(xiàn)明顯下降。與此同時，學生干部的感戴得分也顯著高于非學生干部（p=0.002<0.01），這個結果提示我們，社會活動的增加能提升個體的感戴水平。隨著年級的遞增，社會化活動逐漸增多，從社團活動到校園文化，從行業(yè)競賽到實習就業(yè)，學生在這些社會行為中逐漸形成自己的社交自尊，學習多角度地看待事物，因此，也能更多體認到他人給與的幫助。而對于大四學生的感戴得分顯著低于其他三個年級學生的結果，本研究分析，這和大四學生面臨畢業(yè)、就業(yè)雙重壓力有關：每一個人都希望為自己大學生涯劃上一個完美的句號，傾盡全力投入畢業(yè)創(chuàng)作，學生之間競爭氛圍濃郁；同時，畢業(yè)生需要獨立面對畢業(yè)后去向、就業(yè)單位、就業(yè)地域等人生重要選擇，個體的自身價值凸顯，對外界的關注力相對減弱，從而影響其感戴得分，這從另一個角度說明了社會活動對于個體感戴水平的影響。參與班級管理工作是學生體驗人際互動、提升社會活動能力的最直接、最簡單的方式。班級是組成大學校園的獨立細胞，每一項學校的舉措都會折射到班級，其既要適應大環(huán)境的循環(huán)，也有完成自身的代謝，所謂麻雀雖小，五臟俱全。傳統(tǒng)的班級管理一般由輔導員、班主任、班委（3-5人）來完成，容易出現(xiàn)大量工作積壓在少數人身上、管理權利過于集中等問題。如果將班級工作分成不同的各個板塊，對應每個板塊成立負責小組，每個班委負責督導1-2個小組的工作，班主任督導班委的工作。班級成員根據自身情況來申報不同的小組，雙向選擇，最后將每一個成員都納入到班級管理工作中來，建立一個“人人參與”的班級管理體系，鼓勵班級成員共同管理。這樣不僅能夠增加個體的社會活動，提升感戴水平，又有益于形成一個民主、透明的班級氛圍。
（三）營造班級志愿服務氛圍
本研究中，曾參與志愿服務的學生感戴得分顯著高于未參與過的學生（p=0.000<0.001）。這一結果可以有兩種解釋：第一，感戴特質分高的個體有更多親社會行為；第二，助人行為、體驗他人對自己的感激之情等可以提升個體的感戴水平。筆者認為，感戴特質的確存在個體差異，但公益、助人等親社會行為也會進一步強化這種特質。大學生具備一定的專業(yè)知識背景和服務社會的熱情，自從共青團十三屆二中全會上首次提出“青年志愿者”稱號以來，大學生公益組織開始如雨后春筍般在全國各個高校內蓬勃發(fā)展，逐漸成為社會公益的重要群體。在這樣的大環(huán)境下，班級的志愿服務氛圍就有了生長的土壤。而“氛圍”的營造還需要一個長期的“存在形式”，即引導有興趣的學生搭建班級志愿者活動平臺，以此作為學生參與志愿服務、展現(xiàn)志愿者風采、營造班級志愿服務氛圍的載體。一個平臺的生存有賴于四個重要因素，即項目、團隊、宣傳與發(fā)展方向。首先是項目。不同于社會公益組織，大學生公益平臺輸出的資源主要是專業(yè)，因此結合自身專業(yè)特長是重點。同時，學校要向學生提供一定數量的志愿服務崗位。如果是長期項目，那么在項目策劃時，首先考慮能發(fā)揮學生自身專業(yè)特長的長期項目，如針對特殊群體的藝術類支教服務、針對普通群體的藝術推廣普及活動等。其次，團隊是平臺生存發(fā)展的保證。引導有志愿服務意向的學生成立核心團隊并明確分工，制訂科學、合理的志愿者管理制度，同時對志愿者進行一定的培訓，比如支教類項目需要的教學經驗、義賣類活動需要的市場活動經驗等，可以通過教案展示、經驗交流、資深成員帶新成員等多種方式豐富學生的實戰(zhàn)經驗。再次，有了好的項目與團隊，就需要提升這個平臺在班級中的知名度。志愿團隊氛圍的營造與宣傳密不可分。面對信息時代的大學生，平臺可以選擇QQ群、微博、微信平臺等網絡載體，志愿崗位信息，招募志愿者，及時跟進最新的志愿活動動態(tài)以及展現(xiàn)志愿者的風采，讓志愿服務信息成為學生學習生活的一部分。最后是發(fā)展方向。班級志愿服務可以有兩個維度，對內以服務學生為方向，逐漸成長為“班級互助平臺”，實現(xiàn)公益生活化；對外則以公益創(chuàng)業(yè)為目標，面向社會需求，尋找公益創(chuàng)業(yè)品牌，向公益專業(yè)化發(fā)展。
此題著重考查考生的理解與分析能力，常以單項選擇題的形式出現(xiàn)。命題人在設置選項時，文字表述不可能與原文完全相同，也不會完全集中，常常有前后勾連的情況，這就容易造成選項模糊。選項模糊的類型主要有五種。
①范圍上的混淆，以偏概全，以面代點。選項在概念的外延上做文章，或者外延過小，以偏概全，或者外延過大，判斷過寬，以面代點?？忌痤}時要特別留心選文和選項中的“凡”“一切”“全”“都”等修飾詞語。
②指代上的混淆，顛倒主客，偷換概念。選項偷換概念，用音同義異詞或形近義異詞來迷惑考生?？忌痤}時，要注意選項是否混淆概念的所指對象，是否顛倒陳述主體與修飾語，是否忽略一些關鍵的修飾詞，是否犯了偷換概念的錯誤。
③現(xiàn)實和設想的混淆，未已不分，或必不清。選項在概念、判斷上時間超前或滯后，把已經成功的現(xiàn)實和沒有成為現(xiàn)實的設想或可能性混為一談?？忌貏e留意“如果”“一旦”“將要”等詞語，從而作出準確判斷。
④肯定和否定、主要和次要關系上的混淆，無中生有，牽強附會。有的選項把肯定說成否定或把否定說成肯定，有的選項混淆主要和次要關系，有的選項無中生有、牽強附會?？忌痤}時，一定要在選文中找到依據，忌主觀臆斷、望文生義。
⑤條件和結果、原因和結果關系上的混淆、顛倒。有些選項將條件說成結果，或把結果說成原因，或強加條件及因果關系?？忌攸c辨別，找準答案。
【答題技法】
閱讀論述文應從議論說理的角度入手，弄清文章的中心論點是什么、有無分論點、作者的觀點與傾向怎樣、用什么材料來證明觀點、論證結構有什么特點、語言有什么特色等。
考生可按以下三個步驟答題。
1.快速閱讀文本，把握主要內容
閱讀選文后，可提出如下問題：本文論證的對象是什么？有什么最新觀點？今后的發(fā)展前景如何？作者對新觀點的態(tài)度和看法如何？
2.圈點勾畫重點，提取重要信息
一是圈點勾畫選文中一些關鍵詞語，特別要關注指示代詞、關聯(lián)詞語（如“一旦”“如果”“因此”“但是”“然而”等）和一些修飾性詞語，以備答題時使用?？刹捎萌缦路椒ǎ孩僬扒邦櫤蠓?。聯(lián)系上下文選擇恰當的義項。②比照辨析法。仔細比較、辨析文中的一詞多義現(xiàn)象和同義詞、近義詞在語言運用中的差異。③參考語境法。根據語境揣摩詞語的語境義、比喻義、借代義等，分析詞語派生或隱含的內容。
二是圈點勾畫文章中重要的句子。論述文中的重要句子有以下幾種：①結構比較復雜的句子?？梢圆捎贸槿≈鞲煞?，抓住句子主干，理清那些修飾、限制等附加成分，進而理解其含意。②內涵較為豐富的句子。按照“句不離段”的原則，結合上下文語境，仔細領會，整體解析。③與文章中心和結構密切相關的句子（如文眼句、中心句、過渡句等）。這種句子體現(xiàn)了文章的思路，有的畫龍點睛，有的承上啟下，有的闡明要旨。理解這些句子的含意，既要注意它們在文中的位置，又要看清來龍去脈。
3.排除錯誤選項，篩選正確答案
論述類文本閱讀的選擇題，考查的是判斷辨別能力。考生對這類試題要進行分析、比較、選擇，首先排除明顯錯誤的選項，然后分析剩下的選項及與之相關的語言環(huán)境，瞻前顧后，尋找有效信息，并歸納信息的要點，進行篩選，再排除干擾選項，剩下的便是正確答案。這樣答題，可以提高答題的準確率。其基本方法如下。
①“復位”驗證法?？忌诶斫馕闹械闹匾拍顣r，如果對自己的選擇沒有十足把握，可把選出的答案“復位”到選文中驗證一下。如果語意連貫、意思準確，則該項即為正確答案。
②事理分析法。在論述類文本中，常會遇到事理之間的邏輯關系，如因果關系、條件關系、假設關系、選擇關系等，考生要緊緊抓住表示事理之間邏輯關系的關鍵詞語，進而作出正確的判斷。
③巧用選項法。在考查理解文中重要句子的試題中，命題者常常在句中確定兩個考查點，每個考查點又有兩種理解，總共列出四個選項。遇到這種題目，考生可以巧妙地利用選項提供的“方便”，根據自己對某一個考查點的正確理解，排除錯誤選項。
【應用說明】
下面以2013年高考湖南卷第14題為例，作出具體解說。
根據原文信息，下列推斷正確的一項是
A.印第安人之所以對烈酒著迷，是因為它像某些能讓人產生幻覺的植物一樣具有超自然能力。
B.印第安人如果不能一醉方休就謙讓旁觀的飲酒現(xiàn)象，表明民族傳統(tǒng)習俗中精華與糟粕并存。
C.法國傳教士對“罪惡的白蘭地交易”的批評，是源于法國的毛皮商和軍隊在加拿大的行為。
D.麥斯卡爾酒的發(fā)展和被利用的事實，提醒我們在引進外國技術的時候，應警惕其負面影響。
運用“復位”驗證法可知，選項A的內容對應第二段，聯(lián)系第三段可知他們是被歐洲人“利用”，故而變得逆來順受，所以應排除。運用事理分析法可知，選項B的兩句之間沒有必然的因果關系，不能“表明民族傳統(tǒng)習俗中精華與糟粕并存”，應排除。再看選項C，其內容對應第三段，由該段法國傳教士的一句原話“因為它會讓人變得麻木和放蕩”，則可直接將其排除。至此，答案毫無疑問就是D項。文章結尾卒章顯志：“烈酒幫助殖民者對成百萬的人進行奴役和驅逐，幫助他們建立新國家，并幫助他們侵略異國文化。今天，烈酒不再與奴役和剝削聯(lián)系在一起，但它仍然被人所用?！边@是告訴我們須“警惕其負面影響”，所以D項正確。
（作者單位：湖南沅陵縣一中）
（責任編校/曾向宇）
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1.《閱讀論述類文本要有三種意識》
在答題訓練時，考生可以借鑒語用題中的某些題型來訓練自己，以便配合閱讀論述類文章。比如：用長句化短句來訓練概括能力，用概括語段大意來訓練快速提煉中心的能力，用下定義來訓練對重要概念的理解能力?？忌€可以借鑒寫作議論文時立意構思的方法，進行理清閱讀思路的訓練。
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2.《解答論述類文本閱讀題的四個步驟》
要準確理解詞語和句子在文中的意思，就要緊密聯(lián)系語境，注意上下文的修飾、指代等暗示信息，從而把握其內涵。
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中圖分類號：U675.74 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）02-0224-01
1 固態(tài)雷達工作原理
調制器發(fā)出的調制脈沖被傳送進入磁控管，并引發(fā)磁控管產生大功率超高頻率的脈沖波，這種射頻脈沖波經過天線發(fā)射，在遇到目標物體后，有目標物體彈回的反射波會再次被天線接收，最后接收機通過反射波的信息，進過處理，將信號以視屏信號的方式顯現(xiàn)出來，這就是傳統(tǒng)的脈沖磁控管雷達。脈沖磁控管雷達中最主要的部分就是磁控管，而新型的固態(tài)雷達卻沒有磁控管，取而代之的是固態(tài)器件。信號的發(fā)射和傳統(tǒng)的雷達一樣，接收后的信號不僅要進過接收器的處理還需要有脈沖壓縮器的處理，之后才能將信息呈現(xiàn)在顯示屏上。
傳統(tǒng)的脈沖磁控管雷達發(fā)射的是大功率的脈沖波，而新型的固態(tài)雷達發(fā)射的確實低功率的射頻脈沖，一般情況下固態(tài)雷達發(fā)射的射頻脈沖的最大功率低至200W左右，但是卻擁有較高的占空率。發(fā)射的信號經過接收機和脈沖壓縮器的處理，可以高倍數的壓縮信號，這就可以與傳統(tǒng)雷達所發(fā)射的大功率高頻率的射頻信號想媲美，而固態(tài)雷達還具有較高的占空比，所以固態(tài)雷達在遠距離的探測中更占有優(yōu)勢地位。
雷達探測的距離可分為近、中、遠三種不同的距離，不同的探測距離的要求是不一樣的，固態(tài)雷達發(fā)射出特定的射頻脈沖來滿足這些要求，這種特定次序的脈沖中包括短脈沖，中脈沖和長脈沖三種不同的脈沖波。同時，為了使脈沖容易被壓縮，常常采用脈沖寬度和編碼混合的方法，這樣可以保證每次發(fā)射的脈沖在長度和編碼上都是與眾不同的。處理和比較就收會的脈沖信號，就可以判斷目標的存在狀況。而數字脈沖壓縮器的作用就是壓縮脈沖，這樣就可以利用中脈沖和長脈沖來有效地確定距離，按照IMO的規(guī)定，雷達性能標準距離可以觀察到40m。新體制的固態(tài)雷達與傳統(tǒng)的脈沖磁控管雷達有巨大的改善，它使用了脈沖多普新勒技術，這項技術的使用時的航海雷達得到了更好地發(fā)展。固態(tài)雷達可以檢測出雷達與目標之間的相對速度，將接受的反射波以特定的方式處理后，能夠十分有效的將回波中的雜波剔除出去，這種濾波技術使得雷達能夠在海浪和雨雪等惡劣情況下，對移動中的小目標進行精確地探測，這比起傳統(tǒng)雷達的效果要好的多。通過對比，可以更加具體的說明兩種雷達在有外界干擾的情況下探測性能的高低，新體制的固態(tài)雷達在雨雪天氣可以清晰的撲捉到移動中的小目標，有效地派出了雨雪雜波的干擾；而傳統(tǒng)的雷達對雨雪雜波的過濾效果不盡如意，即使后期通過其他手段抑制雨雪雜波的影響，取得的效果也不如固態(tài)雷達的效果好。
2 典型技術介紹
2.1 多普勒效應
聲源和接受物體的相對運動而發(fā)生聲源的頻率發(fā)生改變（頻移）稱為多普勒效應。將多普勒效應使用在雷達中，這樣可以提高雷達在有外界雜波的干擾下清晰觀察到移動中的小目標能力。移動中的小目標與雷達之間沿徑向有相對的速度或者是兩者之間的距離變化時，這種多普勒雷達發(fā)射出的脈沖信號經過目標的反射后，雷達接收的收回波的頻率和原來的發(fā)射的脈沖的頻率有變化，根據這種頻率偏移，我們就可以知道小目標的運動情況。雷達發(fā)射的脈沖信號和接受會的信號進過的路程是目標和雷達之間路程的兩倍。多普勒雷達可以有效地減少雜波的干擾，使得目標情況可以清晰的顯示出來。
2.2 脈沖壓縮技術
除了多普勒雷達外，還有脈沖壓縮雷達，它的主要技術是脈沖壓縮。脈沖壓縮技術就是通過對脈沖的相位和頻率進行編碼的長脈沖，將發(fā)射機發(fā)射的原有脈沖編碼成遠遠大于相同情況下未編碼的脈沖寬度。脈沖發(fā)射需要有足夠的能量，而脈沖壓縮技術的最大特點就是能夠在較低的峰值功率下，有效地增大脈沖的寬度來確保脈沖順利發(fā)射。脈沖壓縮雷達還具有遠距離探測能力和距離探測能力高等特點。
3 固態(tài)雷達的應用
3.1 固態(tài)雷達的運用特點
新體制固態(tài)雷達的出現(xiàn)，在航海雷達的發(fā)展史上具有跨時代的意義，多普勒技術、脈沖壓縮技術等高新技術的使用，使得固態(tài)雷達相對于傳統(tǒng)雷達具有許多優(yōu)點。固態(tài)雷達不僅在遠距離探測、距離分辨、抗雜波干擾、檢測移動中的目標等方向的能力大大提高，而且因為新技術的使用，也降低了航海雷達的使用成本，延長了雷達的使用壽命。新的技術也是的固態(tài)雷達的工作原理發(fā)生了改變，這使得固態(tài)雷達獲得了許多優(yōu)點。首先，傳統(tǒng)的磁控管雷達的主要工作部位磁控管，在開啟雷達后需要長達三分鐘的預熱時間才能正常工作，而固態(tài)雷達卻不需要時間來預熱。其次，磁控管發(fā)射出的是大功率高頻率的脈沖，這些脈沖并不穩(wěn)定，一般情況下為了獲得清晰地圖像，需要對這些脈沖進行調制，但是固態(tài)雷達解決了這一問題，不再需要調制。再次，傳統(tǒng)雷達使用的大功率設施需要經常更換，這就增加了雷達的使用成本，而新體制的固態(tài)雷達不需要經常更換這些器件，大大減少了成本。
3.2 固態(tài)雷達在運用中注意的問題
雖然固態(tài)雷達的性能在傳統(tǒng)雷達的基礎上有了很大的進步，但是在使用過程中，使用者還有一些地方需要注意，以保證安全有效使用航海雷達。首先，固態(tài)雷達在觀測移動目標時需要目標與雷達間有徑向移動，這一確定也會使得沒有徑向移動的目標別誤認為是雜波過濾掉。其次，固態(tài)雷達采用的脈沖壓縮技術在對雜波干擾進行過濾的時候，也會對小目標的發(fā)射波有影響，這樣也會減弱對小目標的探測能力。所以使用者在使用固態(tài)雷達的時候，必須注意這些細小的問題，以免因為疏忽造成航海事故。
4 結語
航海事業(yè)的發(fā)展使得人們對于航海雷達的要求越來越高，隨著未來科學技術的不斷發(fā)展，航海雷達也會不斷地改善。未來的航海雷達將在抗干擾能力、距離分辨率等方面做出巨大的突破。新體制固態(tài)雷達的出現(xiàn)為安全航海提供了有效地技術支持。筆者在這里對目前新體制固態(tài)雷達的現(xiàn)狀和工作原理進行了簡單的介紹，同時提出了現(xiàn)代新體制固態(tài)雷達的運用中的特點及其注意的問題，為雷達的使用者提供一份參考。
參考文獻
【Abstract】With the continuous development of science and technology， advances in road detection technology and equipment with each passing day. NDT road because of rapid， non-destructive， accurate and so more and more popular within the industry. Aiming at the current status of non-destructive testing technology and future trends start on the road. It describes the current application of the main non-destructive testing technology， road radar， optical fiber sensing， automatic image recognition and falling weight deflectometer， while the laser detection technology， development and application profiler were introduced.
【Key words】Road works；Non-destructive testing；Evaluation techniques；Situation and Development
1. 概述
（1）路基路面從運營開始便會產生各種疲勞及損害，使用后期便表現(xiàn)出路基路面脫空、沉陷、唧泥、裂縫、坑槽等典型損害，但到目前為止，在對道路無損檢測技術的檢測與監(jiān)控效果方面，研究者觀點不盡相同，至于采用何種無損檢測技術最有效，國內學者還尚未達成共識。
（2）現(xiàn)階段，我國針對路基路面病害尚無理想、穩(wěn)定的監(jiān)測方法，通常病害形成后才能得到維修養(yǎng)護。我國道路無損檢測技術種類眾多，每種無損檢測技術都有自己擅長的病害檢測類型，而且至今還沒有準確檢測深層路基路面隱形病害的無損檢測技術；如果單獨開發(fā)新型無損檢測技術，既費時又費力，關鍵也不是我們擅長的領域。因此，我們可對目前道路無損檢測技術進行綜合評價，有必要時做適當改進，找出快速有效的無損檢測手段，及早檢測出道路結構層中存在的隱形病害，并對其采取針對性的養(yǎng)護措施，具有十分重要的意義。
（3）我國對道路無損檢測技術和設備進行了一系列的探索研究，取得了一定的研究成果，包括：路用地質雷達技術、光纖傳感監(jiān)測技術、沖擊反射波技術、超聲波技術、落錘式彎沉儀、斷面儀、激光檢測技術、瞬態(tài)瑞雷面波分析技術等，檢測方法眾多，工作原理和檢測條件各不相同。
2. 主要無損檢測技術介紹
2.1地質雷達技術（GPR技術）。
（1）地質雷達技術以電磁場理論、電磁波傳播理論、地球物理學和現(xiàn)代信號處理技術為基礎，在我國應用時間并不長。地質雷達技術作為一種連續(xù)且快速的道路無損檢測技術，現(xiàn)階段主要用于路面結構層厚度，但也開始用于路面脫空、斷板等病害檢測，但由于測量精度和穩(wěn)定性稍顯不足，探地雷達技術很少用于路面裂縫檢測。
（2）地質雷達技術通過發(fā)射天線往地下發(fā)射高頻率、寬脈沖電磁波束，電磁波在路面結構層內傳播時以指數形式衰退，且頻率越高衰減越快。假設路面結構是一個層狀且各向同性的均勻介質，當電磁波遇到各結構層的界面或異常后會發(fā)生反射，傳播路徑也相應發(fā)生變化，通過反射波變化特征、地面反射波與地下反射波時間差等參數，進而得出路基路面病害的埋置深度和病害類型。
（3）20世紀70年代，美國開始將地質雷達技術用于道路檢測，并相應的展開了一系列研究；1985年，美國聯(lián)邦公路局對地質雷達進行了車載試驗，隨后高頻率和空氣耦合性高的地質雷達開始用于檢測路面結構層厚度、路基路面脫空、路面病害位置等，并獲得成功，極大的提高了路面檢測效率。近年來，美國將地質雷達進行了改進，可用于診斷路面病害類型，效果較好。
（4）20世紀90年代初期，丹麥、瑞典等國開始將地質雷達技術用于道路檢測工作；隨后，芬蘭開始引進地質雷達技術，主要用于高速公路的質量評定和檢測，可用于探測地下空洞、脫空和路面裂縫。
（5）我國在20世紀70年代開始研究地質雷達探測技術，但20世紀90年代中后期才將其用于路面病害檢測，目前該技術在我國應用較為普遍，可成功對路面結構層位、路面病害位置進行檢測，但對深層路基病害、路面病害類型的檢測有待于進步研究，主要表現(xiàn)在探測深度有限、精度不足。
（6）大連理工大學的蔡迎春和鄭州大學的王復明等建立了地質雷達電磁波在路面結構中傳播的二維時域有限差分（2D-FDTD）方程，探索研究了探地雷達用于半剛性基層路面裂縫檢測的可行性，結果表明：當半剛性基層出現(xiàn)裂縫后，雷達反射波會在路面結構層間出現(xiàn)一個負反射波，且波幅隨著裂縫寬度的增加而增大；高頻、低噪音的探地雷達技術可用于檢測半剛性基層產生的各種裂縫；當基層裂縫寬度大于1cm時檢測效果更好。
（7）黃淮學院的李修忠通過理論分析和物理數值模擬，對多層均勻介質中垂直裂縫模型的雷達波場特性進行了研究，結果表明：基于垂直裂縫模型的探地雷達技術可對高速公路路面以下1m深度范圍內的隱形裂縫進行準確測定，能快速對高速公路的工作情況進行監(jiān)測與監(jiān)控，可對工后維修養(yǎng)護工作提供重要參考。
2.2光纖傳感技術。 光纖傳感檢測技術的工作原理是通過充分利用某些物理量的敏感特性并將外界物理量轉換成光信號，最終達到測量的目的。國內的光纖傳感檢測技術經過了三十多年來在多個領域的應用，舉得了突破性的發(fā)展。光纖傳感檢測技術可以有效地檢測道路和橋梁使用現(xiàn)狀和破損狀況，包括路基路面脫空、路表坑槽、應變特性、預應力混凝土內部應力等。相對傳統(tǒng)的傳感器而言，光纖應變傳感器靈活輕便、樣式齊全，最關鍵的是它受外界環(huán)境和被測對象影響較小，而且能夠承受高壓、腐蝕、易燃易爆等特殊境況，實用性非常強。然而，光纖應變傳感器的市場價格要比一般的傳感器高出很多，這給光纖應變傳感器在道路和橋梁檢測工作中的推廣帶來了很大的阻力。
2.3數字化圖像識別技術。數字化圖像識別技術可將路面病害以圖像的方式展現(xiàn)出來，形象直觀，使人們更方便的觀察到路面的使用現(xiàn)狀。該技術要依次對數據進行搜集、編碼、圖像數字化處理，通常包括圖像收集子系統(tǒng)和圖像解釋子系統(tǒng)。圖像數字化處理能實現(xiàn)對圖像的分割與組合，能對圖像進行形象化的描述?，F(xiàn)階段典型的路面數字化圖像檢測系統(tǒng)有ARRB交通研究所和美國PAVEDEX公司開發(fā)的路面信息檢測車。
2.4落錘式彎沉儀。落錘式彎沉儀是國際上較為通用的路面無損檢測技術，應用較為廣泛，通過產生荷載脈沖來模擬行駛車輛車輪荷載的影響，用于測定在動態(tài)作用下產生的動態(tài)彎沉和彎沉盆，可與其他路面檢測設備一同評價路面的使用性能。鄭州大學的王復明教授將落錘式彎沉儀（FWD）用于高聚物注漿修復技術中，F(xiàn)WD具有試驗檢測速度快、數據處理速度快、精度高、重復性好等特點，能較好的模擬實際行車荷載對路面的作用。
2.5激光檢測技術。激光檢測技術是一種新型的無損檢測技術，不僅具有高亮度和高分辨率，還具有較好的方向性、相干性和衍射性。激光檢測技術在路面檢測中采用的原理主要是激光的光反射原理、光衍射原理和光時差原理，激光的光強越強則光電流越強，當光強發(fā)生變化時光電流也相應的發(fā)生變化，根據所標定的光電流與位移的關系，通過光電流的變化反算彎沉和位移的變化量，當作為路面檢測技術是正是利用了這一原理，因此，激光檢測技術可用于測量裂縫深度、彎沉、車轍和平整度等參數。
2.6斷面儀。平整度是路面使用性能的最重要的指標之一，直接影響到行車舒適性。平整度的測試設備有兩大類：反應類和斷面類。反應類的代表設備為顛簸累積儀，它測量后軸同車身之間懸掛系統(tǒng)的位移，當位移累積一定量后，就送出一脈沖信號給電子計數器。但此類設備有一顯著缺點：必須經常標定以確保測量結果的準確性。斷面類設備直接沿行駛車輛的輪跡測量路表高程，得到路表斷面，通過數學分析后采用綜合統(tǒng)計表征其平整度。以前主要用的是水準測試和梁式斷面儀，雖測試簡單、直觀，但測試速度較慢。近年來，人們逐漸采用激光斷面儀來評價路面的平整度。
3. 發(fā)展趨勢探討
與國外發(fā)達國家相比，我國道路無損檢測技術發(fā)展相對落后，目前尚不能單獨用于高精度的隱形病害檢測。比如地質雷達技術可用于準確檢測水泥混凝土板的脫空、橋面鋪裝層剝離、路面厚度、路面坑洞等，但目前為止尚不能準確給出脫空邊界、路面隱形裂縫等；比如落錘式彎沉儀，可用于評定路基路面彎沉、橋面鋪裝剝離判定，但往往需要采用不同的檢測方法來相互印證；再比如激光檢測技術，大大提高了檢測數據的精度，但是由于路面狀況復雜多變，必須對所測結果的可重復性、可再現(xiàn)性進行深人研究，歐洲和美國均進行過較大規(guī)模的可重復性和可再現(xiàn)性研究，并在其所使用的設備類型和品牌之間建立了相關關系，目前在我國使用的激光斷面儀有多種品牌，但還沒有進行過再現(xiàn)性研究。
4. 綜上所述
4.1雖然我國道路無損檢測技術眾多，但還未形成標準化路面檢測設備，同樣也未制定供道路工作者參考的與道路無損檢測相關的技術標準或規(guī)范。因此，有必要對我國現(xiàn)階段的道路無損檢測技術進行綜合評價，找出快速有效的路基路面檢測方法，及早發(fā)現(xiàn)路面隱形病害，及早進行針對性維修養(yǎng)護。
中圖分類號：X511
文I標識碼：A文章編號：16749944（2017）12003005
1引言
近年來，與人類生存和發(fā)展密切相關的環(huán)境污染已經成為人民群眾非常關心的重要問題。大氣污染嚴重影響人們的生活品質，如何有效開展城市大氣污染防治工作，確保環(huán)境空氣質量持續(xù)改善是大氣環(huán)境保護工作的核心[1～4]。城市大氣污染源主要包括工業(yè)生產、居民生活、道路交通、建筑施工排放到大氣中的顆粒物、硫氧化物、氮氧化物、鹵化物、碳化合物等，來源比較復雜且相互作用形成復合污染[4]。激光雷達是大范圍快速監(jiān)測大氣環(huán)境的新一代的高新技術手段，具有實時、快速、連續(xù)、長期的遙感監(jiān)測等優(yōu)勢[5，6]。利用3D可視型激光雷達進行垂直/水平掃描，可以對污染物的時空分布及其擴散進行跟蹤監(jiān)測[6～8]。因此，由于激光雷達技術具有的獨特優(yōu)勢， 逐漸成為開展城市污染演變、區(qū)域性污染物分布、污染物跨界輸送以及污染溯源監(jiān)測的主要手段之一。本文利用3D可視激光雷達技術對江津區(qū)大氣污染源進行了監(jiān)測研究，以期為環(huán)境監(jiān)測、管理、預警體系建設積累寶貴經驗。
2實驗條件與方法
2.1監(jiān)測儀器
北京怡孚和融科技有限公司3D可視型激光雷達，型號為3D-Scan-CAM。
2.2監(jiān)測地點
江津城區(qū)中心御景華庭小區(qū)17棟樓頂，掃描半徑5～10 km。
2.3監(jiān)測方法
選取顆粒物濃度作為主要監(jiān)測因子，采用垂直、水平、切面監(jiān)測方式，通過連續(xù)不間斷掃描，協(xié)同風向、風速、濕度、氣壓、氣溫等氣象監(jiān)測，結合空氣自動監(jiān)測站實時數據進行校正后實施數據分析。
2.4監(jiān)測條件
制作江津城區(qū)監(jiān)測期間城市近空500 m高度位置所有后向軌跡圖得到垂直掃描時間段，城區(qū)主要以上升氣流為主（5月31日至 6月3日），利于污染擴散，不易形成累積污染；水平掃描時間段，江津以下降氣流為主，易受外來污染影響，本地也易于形成污染累積。經查，與該地區(qū)歷年風場統(tǒng)計信息相符。
3結果與討論
3.1垂直監(jiān)測
將6月1日晚21點至3日午間12點日激光雷達垂直監(jiān)測圖與江津區(qū)近地自動站PM10數據結合分析可知：在監(jiān)測區(qū)域內，近地濕度較大，并有間斷降雨，對污染有稀釋作用，污染不易累積。結合垂直掃描圖（圖1）可知江津城市污染演變主要分為幾個過程：1日21點至2日凌晨3點，隨氣流下降，進而污染累積，在21日至24日，在近空600 m處的近地污染團過境，造成本地污染升高，自動站監(jiān)測數據PM10升高。2日4點至16點，近空云層過境，并伴有降雨過程，污染沉降，污染逐漸減輕。2日16點至3日5點，降雨停止，近空云層向上擴散，氣流上升，近地濕度先降低后上升，本地污染逐步累積，近地消光系數增高，自動站監(jiān)測顯示PM10數據逐漸升高。3日5點至12點，近空云層降低，造成本地PBL層降低，污染不利于擴散，本地PM10逐漸升高并累積。在雷達監(jiān)測的時段內，江津區(qū)近地濕度大，污染物隨下降氣流，易累積，形成污染團。隨濕度降低或降雨等易形成污染沉降，但不會形成長時間的連續(xù)大面積污染。
3.2水平監(jiān)測
制作雷達測試區(qū)域內PM10濃度圖（圖2），顏色的深淺代表污染的嚴重程度，經緯度和測點距離等點擊可查。藍色標記點位是測點位置，紅色標記點位是空氣自動監(jiān)測站位置。圖中紅線圈出部分為城市外部污染，未圈出區(qū)域顏色較深區(qū)域為城市污染源污染。逐一分析見圖3～圖6。
區(qū)域一污染分布圖（圖3）給出了該區(qū)域的主要污染分布，結合實地狀況由左至右依次分析判斷：大西門轉盤及西門路周邊污染團早晚高峰出現(xiàn)，夜間有零星出現(xiàn)，主要為交通污染及生活污染；三通街、幾江向陽小學周邊污染團夜間出現(xiàn)，且連續(xù)出現(xiàn)，為本地生活污染（夜市）；奎星廣場、天香街附近污染團晝夜均出現(xiàn)，為本地生活污染（餐飲）。
區(qū)域二污染分布圖（圖4）給出了該區(qū)域的主要污染分布，結合實地狀況由左至右依次分析判斷：青木苑、祥瑞步行街周邊污染團白天集中于南邊，夜間為彌散型，為交通污染、道路施工污染及生活污染；鼎山大道沿線污染團集中出現(xiàn)于7日、8日兩天的早間及午后，為交通污染；瑯山大道長風路口污染團出現(xiàn)時間不固定，集中于上下班高峰期，周邊有加油站，為交通污染。天之味酒樓污染團集中于午間及傍晚吃飯時間，為生活污染（餐飲）。江州大道、文菁路沿線污染團夜間出現(xiàn)，為生活污染（夜市）。交警支隊后側污染團白天出現(xiàn)，污染彌散，為本地生活和交通污染。
區(qū)域三污染分布圖（圖5）給出了該區(qū)域的主要污染分布，結合實地狀況由左至右依次分析判斷：艾坪山山腳位置污染團日間周期性出現(xiàn)，為建筑施工污染；幾江中學、鼎山大道周邊污染團白天周期性出現(xiàn)，為建筑施工污染?，樕街行男Ｎ廴緢F夜間出現(xiàn)，為生活污染（夜市）。
區(qū)域四污染分布圖（圖6）給出了該區(qū)域的主要污染分布，結合實地狀況由上至下依次分析判斷：客運站及轉盤周邊污染團幾乎全天出現(xiàn)，集中于早晚高峰，為交通污染和生活污染；丁香街沿線污染團日間出現(xiàn)，特別是于7日早、午集中出現(xiàn)，為交通污染（擁堵）。
敏感點分析：結合4日中午至5日早上的江津區(qū)空氣自動監(jiān)測站PM10連續(xù)數據圖（圖7 ），可以看出在4日18點至22點，兩自動站PM10有明顯數值增高過程，判斷為傍晚高峰及人為活動形成的近地污染整體升高。其中西關自動站數據有明顯異常升高，并在21點左右達到峰值。由4日18點至5日4點的風場后向軌跡圖（圖8）可知時間段內為完全下降氣流，持續(xù)受東北風向影響，隨后轉為西北風。即污染自東北風形成，至西北風向消散。
如污染影響圖（圖9）中所示，箭頭所指點位為西城環(huán)境空氣自動監(jiān)測位置，閉合線圈出的位置即為可能對自動站周邊造成影響的污染團，箭頭為對應污染團對自動站影響的路徑。污染主要貢獻過程為：鼎山大道、客運站轉盤周邊污染團在監(jiān)測點位正東北方向，污染出現(xiàn)時間在18～22點，距離較近，直接影響自動站數據。青木苑、祥瑞大道步行街及鼎山大道沿線污染團出現(xiàn)時間為17～23點，在監(jiān)測點位東北方向，受當時風向作用直接影響自動站數據。鞍子街及天香街污染團在監(jiān)測點位東北方向，污染出現(xiàn)時間為10～22點，隨當時風向會對自動站數據產生一定影響。西門轉盤及三通街周邊污染團在監(jiān)測點位正北方向，夜間出現(xiàn)，會對自動站數據產生一定影響。此外的其他污染團，如鼎山隧道、對岸德感周邊污染團等，因污染出現(xiàn)時間和當時風向原因等，未對此次污染過程提供貢獻。其中以德感周邊污染為例：出現(xiàn)時間至夜間23點，并處于西北位置，此時為東北風向，污染未能擴散至監(jiān)測點位。隨后凌晨3點風向轉向至西北，此時德感周邊已無污染團。
由此可見，此次過程中敏感點受東北方向污染團影響較大，主要為城市內污染（交通、建筑施工及生活污染）。
3.3切面監(jiān)測
連續(xù)切面掃描數據圖（圖10）可直接顯示切面上的氣溶膠變化和切面上污染物通量，污染邊界及過境污染。6月6日晚22點至7日凌晨4點的連續(xù)切面掃描數據圖像，圖像每2 h一張。從圖像中我們看到了從22日零點開始的明顯污染團過境過程，并于次日3點完全過境，導致近地污染增加，污染團高度在1000 m左右。同時也觀測到，這段時間城市PBL層高度在400 m～600 m之間。
4結論
江津區(qū)主要生活污染為居民生活、餐飲油煙、夜市燒烤等，移動污染主要為主干道及城市核心街區(qū)汽車尾氣、主河道船舶尾氣。固定污染源為城市周邊磚瓦窯企業(yè)和沿江碼頭堆場和部分地塊裸土揚塵。外來污染源主要為城區(qū)正北方向新城建設污染擴散、東北方向工業(yè)園區(qū)污染擴散、長江對岸毗鄰區(qū)堆場、碼頭污染擴散。輸送通道主要是由北向南，由西向東。其中外來源形成時間集中于夜間至早晨，而本地污染源主要在日間形成城市污染，污染物明顯呈周期性變化。
對于敏感點（空氣自動監(jiān)測站），西城站受本地污染及外來污染雙重影響，日間道路污染影響交大，夜間受北部污染擴散影響。東城站受本地源污染較少，但易受到北部污染擴散影響。
利用3D可視激光雷達技術進行城市大氣污染監(jiān)測研究，可以明確城市中的大氣污染點源的空間分布和污染排放的時間分布，得到相對準確的城市污染源對于城市環(huán)境空氣質量影響的信息，同時也可以分析外來污染源的來源、成因、輸送通道、具體影響等，將為城市大氣污染源解析提供更多的方法和選擇，為城市環(huán)境空氣監(jiān)測-預警機制的進一步建立打下了良好基礎，為環(huán)境保護和經濟發(fā)展政策的制定提供依據。
2017年6月綠色科技第12期
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引言
在科學研究和工程中，很多觀測信號可以看成是不可見的源信號的混合，這意味著源信號和傳輸信道都是未知的，僅僅由觀測信號對未知的傳輸信道和源信號進行估計的問題稱為盲源分離（Blind Signal Separation,BSS），所謂“盲”是指（1）源信號不可觀測；（2）混合方式未知。碩士論文，自然梯度算法。BSS技術是當前信號處理領域的一個熱點研究問題，在生物醫(yī)學信號處理、軍事雷達技術、通信信號處理中有著廣泛的應用[1-3]。碩士論文，自然梯度算法。
在Amari[4]的自然梯度算法中，步長的選擇對算法的穩(wěn)定性和收斂速度有著非常重要的影響。步長越大，算法的收斂速度就越快，但同時會引起算法的穩(wěn)態(tài)失調；步長越小，算法的穩(wěn)態(tài)誤差就越小，但同時收斂速度變慢。本文算法在迭代過程中，適時對步長進行優(yōu)化，使得算法在保證穩(wěn)態(tài)誤差的情況下收斂速度大幅提高。
1 線性混疊盲源分離模型
假設有n個相互統(tǒng)計獨立的未知源信號，經過未知的傳輸信道后獲得m個觀測信號,寫成矩陣形式為：
（1）
即，該模型稱為盲源分離的線性混疊模型，稱為混疊矩陣或者傳輸信道，t為時間指標。碩士論文，自然梯度算法。盲源分離的任務就是在源信號和傳輸矩陣A均為未知的情況下，僅僅由對源信號作出估計，通過學習，尋找一個滿秩的分離矩陣W使得各分量之間盡可能的獨立，依此作為對源信號的一個估計。若全局矩陣[5]的各行各列只有一個元素接近于1，其余的元素皆接近于0，此時估計信號是源信號的一個拷貝。碩士論文，自然梯度算法。
2、Iformax[6]（information maximization）盲源分離算法
Informax算法采用信息傳輸極大準則，通過調整分離矩陣使得非線性輸出與網絡輸入之間的互信息最大：
圖1 Informax 算法原理圖
由信息論知識：
（2）
邊緣熵： （3）
微分熵： （4）
得到代價函數：（5）
與分離矩陣無關，優(yōu)化代價函數為：
（6）
即算法通過調整通過調整分離矩陣，使得(5)式極大。
采用自然梯度算法搜索代價函數（5）的極值點：
（7）其中： （8）
第個分量：（9）
稱為激活函數，是對源信號的概率密度函數的近似估計。碩士論文，自然梯度算法。
3、改進的自適應步長算法
在信號分離的初始階段，由于信號之間的強相關性，算法需要使用較大學習速率，以加速信號的分離，到了算法的后期，需要跟蹤分離出來的信號，同時還需要捕捉未分離出來的信號，此時較小的步長可以滿足需求，以分離出剩余的信號。碩士論文，自然梯度算法。算法收斂時滿足：
（10）
計算過程的迭代式為[4]：
（11）
當（9）式成立時，算法的迭代式滿足：
（12）
由（11）式可以看出，當[7]取值較大時，則信號分離情況較差，需要較大的步長，算法趨于收斂時，取值趨于0。所以可以依據取值大小調整步長?，F(xiàn)有定義如下：
（13） （為源信號個數）（14）
（15）
綜合（10）(11)（12）（13）（15），本文的自適應步長算法可以描述為：
（16）
令，設置小的正數，當時算法收斂。
4、計算機仿真
隨機選取混合矩陣，兩個語音信號為：
圖2：源聲音信號圖
Fig2:Sourcespeech signal
混合后的信號圖像為：
圖3：混合聲音信號
Fig3:Mixture speech signal
還原后的信號圖像為：
圖4: 還原聲音信號
Fig4: Recovery speech signal
串音誤差曲線圖[8]為：
圖5：串音誤差曲線圖
Fig5: Crosstalk error
5總結：
本文在對自然梯度算法進行分析的基礎上，提出了算法迭代過程中步長適時調整的依據，在加快算法收斂速度的同時兼顧穩(wěn)態(tài)誤差，通過計算機仿真，本文算法的收斂速度明顯優(yōu)于原算法，且穩(wěn)態(tài)誤差較小。
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中圖分類號：B026文獻標識碼： A
引言
根據相關的研究表明，我國現(xiàn)在人均淡水量少于2200立方米，而在三十年之后，人均淡水量會不斷下降，達到人均不足1700立方米的水平，雖然我國地大物博，疆土遼闊，但是對于淡水的需求量也隨著人口的增加不斷增多，因而我們需要不斷的更新技術科技手段，通過各種現(xiàn)代的水文地質勘探的手段來尋找水源，從而減輕各個缺水地區(qū)的供水問題，除了政策上的“南水北調”之外，我們還必須依賴科技手段來不斷的開拓新水源。
一、高密度電法
高密度電法實際上是集中了電剖面法和電測深法，其原理與普通電阻率法相同。測量系統(tǒng)由多功能直流電法儀和多路電極轉換器組成，基于常規(guī)電阻率法勘探原理并利用多路轉換器的供電，測量電極的自動轉換，配合常規(guī)電阻率的測量方法及電阻率成像（CT）等高新技術來進行高分辯、高效率電法勘探。尤其溫納裝置在高密度測量分辨率相對較高。
高密度電法野外測量時將全部電極（幾十至上百根）置于剖面上，利用程控電極轉換開關和微機工程電測儀便可實現(xiàn)剖面中不同電極距、不同電極排列方式的數據快速自動采集。與常規(guī)電阻率法相比，高密度電法具以下優(yōu)點：（1）電極布置一次性完成，不僅減少了因電極設置引起的故障和干擾，并且提高了效率；（2）能夠選用多種電極排列方式進行測量，可以獲得豐富的有關地電斷面信息；（3）野外數據采集實現(xiàn)了自動化和半自動化，提高了數據采集速度，避免了手工誤操作。此外，隨著地球物理反演方法的發(fā)展，高密度電法資料的電阻率成像技術也從一維和二維發(fā)展到三維，極大的提高了地電資料的解釋精度。
高密度電法的溫納裝置是不同深度對稱的四極剖面裝置，電極間距為5m根據場地上覆地層厚度選擇不同的電極數和采集剖面層數。設備允許的最大隔離系數為32。數據處理工作采用G3RTomo5.0軟件完成，先進行突變點剔除工作，再根據需要，進行數據圓滑處理和地形改正，最后通過剖面反演，繪制出視電阻率斷面等值線圖。
二、激發(fā)極化法
激發(fā)極化法電測深基本原理是基于巖石的激發(fā)極化效應，是巖石顆粒含水后在外電場作用下的一種電化學反映，因此，它必然和巖石中的水有關，如果沒有水，也就沒有激發(fā)極化效應。但激發(fā)極化效應也并非與巖石的含水量成正比，而是與一定的顆粒結構有關系，飽含水分的粘土就沒有強的激發(fā)極化效應。實踐表明，古河道、古洪積扇、巖溶溶洞水、砂巖裂隙水、粘土和充水的斷層破碎帶等有開采價值的含水層，都有明顯的極發(fā)激化效應。激發(fā)極化法電測深一般測量四個參數：視電阻率ρs、激化率ηs、激發(fā)激化比J、衰減度D等。其中ηs、J、D它們都是用來反映激發(fā)極化效應特征的參數。當激電測深未反映這些含水層時，激發(fā)極化參數值一般都有很小，而當反映含水層時，這些參數(ηs、J、D)往往相對背景值同時增大，增大倍數與水量大致成正比，因而進行激發(fā)極化法電測深時，綜合考慮這些參數隨極距變化，來判斷地下有無地下水及地下水富集情況。
三、瞬變電磁法
所謂瞬變電磁法（TEM）即是用接地電極或不接地的回線對地下進行脈沖式一次電磁場的發(fā)送，并利用接地電極或線圈對該磁場由于地下渦流影響而得到的二次電磁場的空間時間布局進行觀測，以便使與地質問題有關的空間域電磁法得到解決。對TEM法進行充分利用，可對山區(qū)等惡劣條件進行地下巖溶結構的查找，進而對地下淺層巖溶水進行很快的查找，該方法具有簡便快速，效率高的特點。
另外，電磁法也可在平臺上進行利用，例如直升機和飛機。在電磁法的應用過程中，電磁法不僅能對含水層的位置以及結構進行揭示，而且能對磁場進行測量并進而對地下水的位置進行繪制?，F(xiàn)在最新一代的寬頻帶數字航空設備以及處理系統(tǒng)對水深200m左右的含水層均可進行準確而低廉的觀測。利用計算機及其相關軟件可作出其含水層以及深度的電導率圖。利用此數據地質工作者可方便的進行地下水的識別和開發(fā)。
四、高分辨率淺層地震找水法
1、高分辨率淺層地震法的理論依據
目前常見的用于地質找水的方法主要是反射地震法。應用地震勘察的理論依據主要是對巖層彈性參數進行充分利用。所謂高分辨率淺層地震也就是以一般的地震勘查為基礎，但是對分辨率進行大的改善提高來對地質中存在的一些問題進行細致的解決。在地下水的勘探中，高分辨率淺層地震法的作用主要是提供地下水文地質的詳細參數，如地層的劃分、地質的構造以及富水性等方面的信息。
因為地層分界面的反射系數通常很小，這就會導致地震剖面上的振幅能量比較弱。但是含水層的頂端或底端在其與圍巖的界面上卻是一個波阻抗面，反射系數要比地層分界面要大得多，比一般反射界面的反射系數也要大。這種界面很容易產生較強的反射振幅點，所以在地下水的勘探中，可以依靠平點反射和亮點對基巖裂隙和地層的含水與否進行很好地解釋。
2、高分辨率淺層地震的特點
高分辨率淺層地震法的特點可以歸納為以下幾點：（1）高分辨率淺層地震法進行精準的定深，并且具有較高的分辨率；（2）在實際應用中的勘察范圍也很大，在幾十米到幾千米之間；（3）方法應用的比較成熟，可程序化的對資料進行解釋以及處理，并能夠對基巖構造裂隙的富水性和含水層的孔隙度進行預測；（4）相較于電磁法，高分辨率淺層地震法受電磁影響較小。
五、地質雷達法
地質雷達法與探空雷達技術相似，利用寬帶高頻時域電磁脈沖波的反射探測目標體，只是頻率相對較低，用于解決地質問題，又稱“探地雷達”將雷達技術用于地質探測，早在1910年就已經提出，在隨后的60年中該方法多限于對波吸收很弱的鹽、冰等介質中。直到20世紀70年代以后，地質雷達才得到迅速推廣應用。
地質雷達是由地面的反發(fā)射天線將電磁波送入地下，經地下目標體反射被地面接收天線所接收，通過分析所接收到電磁波的時頻、振幅特性，可以評價地質體的展布形態(tài)和性質。由于雷達穿透深度與發(fā)射的電磁波頻率有關，使其穿透深度有限，但分辨率很高，可達0.05m以下。早期地質雷達只能探測兒米內的目標，應用范圍比較窄。此外，地質雷達與地震反射原理相似，一些地震資料處理解釋方法可以借用。目前，地質雷達探測深度最大可達100 m,使之成為水文和工程地質勘查中有效的地球物理方法。
六、電法勘探方法在水文和工程地質勘探領域有著廣泛的應用
高密度電法由于其高效率，深探測和精確的地電剖面成像，成為水文和工程地質勘查中最有效的方法。考慮到該方法分辨率不高，在具體的應用中可以結合其他電法勘探、電測井等方法，達到精細地質解釋的目的。
在水文勘探中，激發(fā)極化法和可控源音頻大地電磁法是首選的電法勘探方法，如果將激發(fā)極化法和高密度電法結合起來尋找地下水資源，效果會更好。
瞬變電磁法在水文地質和工程地質勘探中都有著廣泛的應用，尤其是大功率瞬變電磁儀不僅可以在深部地質勘探中發(fā)揮作用，還具有較高分辨能力。如果將該方法與高密度電法結合使用，有望解決深部精細地質勘探問題。
地質雷達主要用于各類工程地質勘探，是工程地質勘探首選的電法勘探方法。同時，該方法可以借用地震勘探中已有的資料處理和解釋技術，使其迅速發(fā)展，可以在更多領域發(fā)揮作用。
結束語
水資源缺乏是當今面臨的一大難題，如何進行有效地地質找水是擺在每個地質工作者面前的一大難題。本文就一些找水的常規(guī)方法以及新方法進行了介紹，可以為水文地質工作者提供一些借鑒，以便能更好地找水。隨著經濟科技的快速發(fā)展，以后肯定會找到更有效的找水方法，通過所有地質工作者一同努力，這一天的來臨也許并不會很遙遠。
參考文獻
[1]謝建平.綜合物探方法在水資源勘探中的應用[J].中國煤田地質，2011，13（1）.
中圖分類號： TU375文獻標識碼：A
概述： 在土木工程建筑質量無損檢測技術領域，雷達檢測技術是一項新興的檢測技術，工程質量的檢測方法一直是工程質量的重要保證。隨著科技水平的不斷提高，檢測手段也逐年進步，從以往的局部破損檢測到現(xiàn)在比較常用的無損檢測。其中工程雷達作為現(xiàn)在比較先進的檢測儀器在歐美等國家被廣泛采用。
近年來，混凝土雷達檢測領域一直在推陳出新，但真正有重大技術突破的技術產品很少，大部分的混凝土雷達產品都是使用單一頻率天線，通常只能解決單排鋼筋及相對簡單工況條件的問題，對于多排鋼筋的準確定位及密集鋼筋下結構缺陷的判斷一直鮮有突破。而且目前大多數的結構雷達采集和后處理軟件操作相對復雜，通常需要有很強物探專業(yè)背景的人才能有效進行分析，結果不夠直觀，無法讓業(yè)主單位、設計單位、質檢單位、監(jiān)理單位、施工單位一目了然的看出問題，極大制約了該方法在混凝土結構無損檢測領域的推廣。
適應工程現(xiàn)場工況、安全便攜、操作舒適、直觀明了是工程檢測人員一直以來的訴求。PS1000 X-scan混凝土結構透視儀采用專業(yè)的一體化設計方式，獨特的多組天線同時工作及可變頻率技術，實現(xiàn)了混凝土結構快速連續(xù)高效無損檢測。
工程雷達基本原理
工程雷達(Ground Penetrating Radar,簡稱GPR)是一種先進的無損檢測新技術，它是利用寬頻帶高頻電磁波信號探測介質結構分布的無損探測儀器。它通過雷達天線對隱蔽目標體進行全斷面掃描的方式獲得斷面的掃描圖像，具體工作原理就是：當雷達系統(tǒng)利用天線向地下發(fā)射寬頻帶高頻電磁波，電磁波信號在介質內部傳播遇到介電差異較大的介質界面時，就會反射、透射和折射。兩種介質的介電常數差異越大，反射的電磁波能量也越大；反射回的電磁波被與發(fā)射天線同步移動的接收天線接收后，由雷達主機精確記錄下反射回的電磁波的運動特征，再通過信號技術處理，形成全斷面的掃描圖，工程技術人員通過對雷達圖像的判讀，判斷出目標物的實際結構情況。
PS1000X-Scan雷達的基本原理、功能及技術特點
PS1000X-Scan型雷達在檢測時3組天線同時工作，利用時間延遲器推遲各道的發(fā)射和接收時間，形成一個疊加的雷達紀錄，改善系統(tǒng)的聚焦特性，即天線的方向特性，使其聚焦效果較好；其收發(fā)分置數據采集方式即天線的發(fā)射端和接收端在不同天線內部，天線間距相對較大，這種采集方式對與天線掃描方向有一定傾斜角度的結構體反應較好； 天線陣中有三組不同頻率的天線,最高頻率達4.3 G,不同頻率天線對不同檢測深度有著足夠的分辨率，不同位置的天線對同一目標體有不同角度的探測，可提高檢測的精度和效率，可實現(xiàn)對被測區(qū)域不同深度、不同精度的多方位探測，儀器內部配置了分析功能軟件可迅速觀察混凝土內部埋置物真實分布，并且可以現(xiàn)場三維直觀成像,從而更好滿足實際工程需要。
技術特點：
PS 1000X-Scan混凝土結構透視儀采用3組天線同時工作
圖一
從圖一中可清晰看出PS1000獨特的三組天線設計，這種組合天線設計，同時工作，確保了可以有更強的信號穿透，獲得更多的有效數據信息，極大提高探測效率。
從下圖中可以清楚看出PS1000多組組合天線相較于其他產品的優(yōu)勢，每組天線獨立工作，可以更好的分辨小間距鋼筋及重疊鋼筋
圖二
（二）直觀顯示
將直接顯示混凝土內部埋置物分布。無需復雜培訓，一般的工程檢測人員都可以讀懂的圖像顯示的探測結果。
（三）三維成像
三維立體成像，便于分析結構內部情況及構成方式。
工程應用實例1
浙江某隧道工程，第三方檢測單位在利用地質雷達掃查隧道內襯時懷疑環(huán)向鋼筋局部缺失,而施工單位認為不存在上述情況, 特委托我單位采用喜利得PS1000X-Scan型雷達復核,復核結果為鋼筋不存在缺失,為確認情況,對我方標出鋼筋部位鑿開當場驗證,均準確無誤,事后了解情況, 主要是因為隧道內襯保護層過厚, 局部接近300mm,而環(huán)向鋼筋直徑僅16mm,第三方檢測單位采用普通地質雷達,配置500M及900M兩種天線,分辨率不高,圖形上鋼筋反射不明顯,導致檢測人員發(fā)生漏判。以下圖1、圖2分別為保護層厚度為50mm和300mm鋼筋反射信號, 圖3為PS1000X-Scan型雷達圖像,經比較,圖2的信號圖像不清晰,易導致誤判,而圖三圖像簡單直觀,無需雷達專業(yè)知識就能做出判定。
圖一 h=50mm 鋼筋地質雷達圖像
圖二 h=300mm 鋼筋地質雷達圖像
圖三 h=80mm 鋼筋PS1000X-Scan型雷達圖像
工程應用實例2
波密某大橋是上世紀初建造，是318國道的重要一環(huán)，承擔著繁重的交通流量，因年歲久遠，原有工程資料丟失，如何對橋梁進行有效評估是急需解決的問題，而精確定位預應力鋼絞線的存在情況與位置是核心的一步。
圖一 圖二
現(xiàn)場選取了典型的位置，如圖二所示，通過對所采集的圖像進行簡單分析，清楚看到兩根預應力鋼絞線的情況，見圖三。
圖三
利用PS1000X-Scan型雷達在對某大橋進行預應力鋼筋位置確定,經過600mm╳600mm的圖像掃描,可清晰發(fā)現(xiàn)在掃差范圍能存在兩條斜向預應力索,經鉆孔驗癥,誤差小于1厘米,而常規(guī)雷達對多層鋼筋網片下的預應力筋位置根本無法判別。
結語：
本文對PS1000X-Scan型混凝土雷達的工作原理作了簡單的闡述，并介紹了兩個典型工程實例。PS1000X-Scan型作為一種最新的多組合變頻雷達探測儀器，在土木工程檢測中具有速度快、分辨率高、圖像容易識別的優(yōu)點，必在以其快速、無損、準確、直觀的特點取代常規(guī)的雷達測試設備，成為土木工程中一種重要的檢測工具。
參考文獻:
中圖分類號：U456 文獻標識碼：A
隨著經濟實力的增強，交通運輸事業(yè)的重要性日益凸顯，故我國加大了對高速公路的建設力度。隧道作為高速公路施工中的重點環(huán)節(jié)，對縮短公路里程、節(jié)約投資成本等都起到很重要的作用。由于在不同的地質狀態(tài)下巖土的巖性等變化較大，在隧道施工過程中，對掌子面前方的地質條件和可能的地質災害開展超前地質預報，將對隧道的正常施工和順利貫通發(fā)揮舉足輕重的作用。成功的預測促使施工及時采取應對措施，防范于未然。為了能更好地指導隧道的開挖工作，采用地質雷達對掌子面前方的地質狀況進行預報就顯得尤為重要。
一、地質雷達原理
地質雷達由一體化主機、天線及相關配件組成。它是利用高頻電磁脈沖波的反射原理來實現(xiàn)探測目的。地質雷達屬電磁波探測技術中的一種。它通過發(fā)射天線向測試面前方發(fā)射寬頻帶短脈沖的高頻電磁波信號，當電磁波遇到有電性差異（介電常數、電磁導率等）的界面或其它目標體（如圍巖性質、地質結構構造、圍巖完整性、地下水和溶洞等情況）時，就會發(fā)生反射、繞射等電磁波特有現(xiàn)象。根據這些特點，我們通過接收天線拾取響應信號，并記錄到計算機上，依據電磁波的波形、相位、振幅、頻譜等時域、頻域特征，可獲得測試面前方不同電性體的分布特征，通過反射波雙程旅行時間，可計算前方分界面或目標體的深度。
二、地質雷達應用方法
（一）雷達主頻選擇。
由于雷達的天線型號與中心頻率的選擇是一一對應的，在進行地質雷達測試時。地質預報為簡化操作，減小施工干擾，一般只需要100MHz的屏蔽天線，但地質雷達100MHz的天線實際測試有效距離是5～30m，也就是說前5m是個模糊區(qū)，這在現(xiàn)實中是不容許的，所以我們可以有兩種選擇，一種是采用100MHz的天線和400MHz的天線共同來完成測試；另一方法為只用100MHz天線測試，但是前后兩次測試需搭接上5m，實際每次測試距離根據實際情況再定。
（二）地質雷達測試方式選擇。
在采用地質雷達進行隧道超前預報的過程中，一般采用點測試和線測試相結合的方式。點測試即選擇掌子面的一個平整面上將天線貼平，采用雷達接受數據，完成一次點測試。布點時盡量考慮所布的點的數量及位置能夠覆蓋到所測得整個掌子面。線測試也叫連續(xù)測試，它是將天線豎立于從掌子面左側離地一米處，從左到右勻速平移至右側，即完成一次測試。
由于掌子面受爆破情況等因素影響，多出現(xiàn)凸凹不平的情況。線測試因條件不允許，不可能有均勻的走線和平整的面，所以很多時候可能與掌子面貼不實，所采集的數據有時由于脫空而發(fā)生失真。點測試由于所需要的空間相對較小，每次測試可以預先找到一個較為平整的面，使測試效果較好，但過少的點測試結果會有一定的誤導，沒有對比性和對巖溶體形狀的描繪。所以在測試時，一般采取點測試和線測試相結合的方式綜合分析，相呼應正。
三、工程實例
岑溪大隧道位于廣西自治區(qū)岑溪市，我方采用了美國勞雷公司SIR-3000型地質雷達進行超前地質預報。根據具體的地質地形情況調整測試距離，為隧道順利開挖提供保障。
如在岑溪至水汶高速公路的岑溪大隧道左線進口DK7+484～DK7+509段進行的地質超前預測工作中，我方通過對得到的地質雷達數據進行了后期分析結合現(xiàn)場環(huán)境的考察，我們預計DK7+496～DK7+509測段圍巖主要為中風化混合巖，以碎裂狀為主，圍巖較破碎，存在夾層，含水量較大，整體穩(wěn)定性一般～較差。實際開挖過程中DK7+498～DK7+509段圍巖破碎，局部存在夾層，涌水方式主要為線狀出水，含水量較大，與實際情況相符。
四、地質雷達技術目前所存在的局限性
鑒于地質雷達預報法是根據分析由儀器所測反射波形并結合經驗來推斷掌子面前方的地質情況的，本身有局限性：
1、多解性：即對于同一種圍巖采集的波形有多種不同的“解釋”，什么樣的解釋和實際情況相吻合，技術人員的工作經驗十分重要；
2、圍巖復雜性：由于圍巖本身的物理特性十分復雜，如兩種圍巖的介電常數較為接近時，容易引起誤判；
3、施工現(xiàn)場環(huán)境的干擾性：由于施工現(xiàn)場各種環(huán)境因素較為復雜，往往存在會對雷達信號造成不同程度的干擾的因素，而這些因素在實際情況下通常是不可或難以及時消除的。因此，由于干擾源的存在所造成的誤判也是存在的。
五、結語
隨著地質雷達檢測技術的不斷完善和發(fā)展.地質雷達檢測技術必將成為保證隧道施工質量和安全的必不可少的重要環(huán)節(jié)。我們應不斷總結經驗，使其更好地為工程建設服務。
（作者：李森森，長安大學公路學院巖土工程專業(yè)2010級碩士研究生；趙蓓蕾，陜西西安長安大學公路學院）
參考文獻：
關鍵詞：參數可變遺傳算法；地面目標識別；一維距離像；交叉概率；變異概率
中圖分類號：TP31文獻標識碼：A
1引言
主要應用于軍事領域的目標識別是模式識別的一個重要分支，是C4ISR系統(tǒng)中的一個重要部分。隨著復雜電磁環(huán)境下信息化戰(zhàn)爭的日益復雜和新型武器的更新發(fā)展，實現(xiàn)對地面目標快速準確地分類和識別，能夠幫助指揮員做出有利于戰(zhàn)爭發(fā)展的正確決定，為最終決定整個戰(zhàn)場的勝負起到了不可低估的作用。
雷達目標識別通常指利用雷達接收設備從目標的反射回波電磁散射信號中，提取目標的各種特征信息，運用已知的目標先驗知識，對目標進行分類、識別[1]。目標識別一般分為三個階段：回波信號獲取、目標特征選取和分類與識別。在實際的應用中，為了滿足實時性的要求，需要對提取的目標特征向量進行降階處理，同時隨著人工神經網絡理論的日益成熟，各種研究成果不斷應用到目標識別領域，并取得眾多成果，但神經網絡的隱層神經元個數問題一直沒有確定的理論指導，在實際應用中往往憑借主觀經驗或多種實驗反復嘗試，這樣既浪費了時間，又可能導致由于網絡結構不當而無法得到最優(yōu)解。
2基于一維距離像的目標識別
雷達目標識別實際上就是一個電磁波散射問題。根椐電磁場散射理論，目標電磁散射特性在頻域內可分為三個區(qū)：光學區(qū)或稱為高頻區(qū)，諧振區(qū)，瑞利區(qū)。隨著現(xiàn)代雷達技術的不斷進步，雷達工作頻率越來越高，帶寬越來越大，以至于大部分雷達工作在光學區(qū)，因此對光學區(qū)雷達的目標識別進行研究就顯得尤為重要。
基于一維距離像的目標識別方法在光學區(qū)雷達目標識別中比較常用，主要因為一維距離像獲取與處理時不存在二維成像時由于散射中心偏移而導致的運動補償等問題，因此相對簡單，更加實用。在光學區(qū)，目標的回波信號已不是傳統(tǒng)意義上的發(fā)射信號的多普勒頻移和時間的簡單延遲，而是等效為沿雷達徑向多個散射中心在不同分辨單元的散射電磁回波之和。
當徑向距離分辨力遠小于目標尺寸時，目標在徑向上占據多個距離分辨單元，當用窄脈沖照射目標并且將散射功率記錄為時間的函數，其結果就是徑向一維目標距離像。它能夠反映出目標沿雷達徑向上精密的結構分布，而這種信息對目標識別來說有重要的意義。在距離回波中，每一個尖峰對應一個散射中心，其出現(xiàn)的位置是由對應散射中心所處的徑向位置決定的；距離回波中尖峰的強度與對應的散射中心的散射強度成正比；每個尖峰的形狀反映了該尖峰處的局部頻率成分，且由其散射中心的類型決定的。
目標的基頻回波和一維距離像是一付氏變換對。根椐散射中心理論，假設目標是具有n個散射中心的復雜物體，經過解調后的視頻回波信號模型可表示為
本文具體目標模型見參考文獻[2-4]，用于研究識別方法的資料源通過計算機仿真獲得。由于噪聲與環(huán)境等特性的研究內容廣泛，所以噪聲模型采用普通的高斯白噪聲，由計算機仿真獲得。仿真的一維距離像占據32個距離分辨單元。
3算法設計
3.1編碼策略
實數編碼與二進制編碼的方法是相似的，只是每個基因有10種可能取值：0～9。若每個變量用L位十進制數表示，變量個數為m，則染色體長度為m*L。實值編碼策略不對變量進行編碼，而將每個變量當作一位基因直接處理。
3.2初始種群的構造
遺傳運算首先是從一個初始種群開始，在解決目標識別的特征及隱層神經元個數優(yōu)選問題中，構造初始種群為一個10×n的矩陣，每一行是一個染色體，其中每一行的前n-1位代表從總的輸入特征N中選取的有效特征位數，第n位代表隱層神經元個數。下面以一個從N=64個特征中選取n=9個有效特征送入識別網絡的情況舉例說明初始種群的構造過程：[2 5 7 10 20 22 26 30 33 3]是種群中的一個染色體，其中前9位代表36個特征中第幾個特征被選中，而第10位代表隱層神經元個數為3個，本文以單隱層為例進行說明，多隱層的求解同樣適用，前9個數的取值范圍為1～36；神經網絡隱層的最大結點數目和輸入層節(jié)點數有很大關系，本文隱層神經元個數取值范圍限定為3～15。
3.3遺傳操作
遺傳操作包括選擇、交叉、變異三種操作算子，本文采用標準遺傳操作，選擇操作是排序選擇+最佳個體保存法，交叉操作是依據交叉概率的單點交叉，變異操作是依據變異概率的單基因突變。選擇操作是遺傳算法的基礎，變異操作是遺傳算法的核心，交叉操作是遺傳算法的補充[5]。
3.4交叉概率的自適應確定
交叉算子在遺傳操作中起核心作用，主要用來產生新個體，實現(xiàn)算法的全局搜索能力。從群體整體進化過程來看，交叉概率應該能隨進化過程逐漸變小，到最后趨于某一穩(wěn)定值，以避免對算法后期的穩(wěn)定性造成沖擊而導致算法不能收斂，或收斂過程加長；而從產生新個體的角度來看，群體中的所有個體在交叉操作上應該具有同等地位，相同概率，從而使GA在搜索空間具有各個方向的勻性[6]。因此，本文設計了與進化代數相關的交叉概率：
其中，G為進化代數，α、β為定常系數，α代表交叉概率的變化曲率，β代表交叉概率的收斂極限。
3.5變異概率的自適應確定
變異算子在遺傳操作中起輔助作用，主要用來維持群體多樣性，防止出現(xiàn)未成熟收斂。在算法早期，群體中個體多樣性豐富，此時的變異概率應該小些，以提高算法的運行速度；而隨著進化的進行，個體越來越向適應度高的個體靠近，致使個體越來越單一，此時的變異概率就應該大些，以維持群體的多樣性。同樣的原因，同一代群體中個體的變異概率應該隨個體的優(yōu)劣而變化，即加大優(yōu)質個體變異概率。為此設計了如下的與遺傳進化代數和個體適應度相關的自適應變異概率：
其中，f為當前個體適應度值，fmax為當前群體中最大個體適應度值，為當前群體平均適應度值，G為進化代數，α、k1、k2為定常系數。α代表變異概率的變化速度；k1與具體問題有關，是為保證遺傳算法不退化為隨機搜索，pm所能取到的最大值；k2為一個比較小的變異概率，一般取0.001。
3.6改進算法的性能測試
將改進的參數可變遺傳算法應用于測試函數。
函數有無數個局部極大點，但只有一個（0，0）為全局最大點，最大值為1。此函數的最大峰周圍有兩圈脊，它們的取值分別為0.990284和0.962776，因此優(yōu)化過程中很容易停滯在這些局部極大點。
對于測試函數采用標準遺傳算法和本文算法進行比較。其中，標準遺傳算法采用二進制編碼，基本遺傳操作，交叉概率Pc=0.6，變異概率Pm=0.01。群體規(guī)模100，總進化代數設為100。分別實驗50次，所得結果如表1所示。表中x，y，f（x，y）為算法結束時的典型值，g表示平均運行代數，p為收斂到全局最優(yōu)的概率。
由于函數存在無窮多個局部最小值，采用標準遺傳算法運行多次，收斂于未成熟解的概率非常大。本文首發(fā)從x，y，f（x，y）的最終值、平均運行代數和收斂概率來看是成功的，特別是平均運行代數大幅降低，雖然沒有完全達到最大值1，但這是x，y用實數表示造成的。
4實例應用
利用BP神經網絡對地面活動目標的一維距離像進行分類和識別，BP網絡采用輸入層、隱層和輸出層結構。輸入層神經元個數為參數可變遺傳算法多代遺傳后所優(yōu)選出的特征個數，隱層神經元個數由參數可變遺傳算法自身決定，輸出層神經元為三個節(jié)點，對應于三類地面活動目標——坦克、步兵戰(zhàn)車、自行火炮。輸入層和隱層的激勵函數采用sigmoid函數形式，輸出層采用線性輸出函數。將三種地面活動目標的一維距離像共200個分為兩組，其中的一組對應于每類目標50個一維距離像作為神經網絡的訓練樣本集，用來對神經網絡進行訓練和記憶，另外一組共150個作為測試樣本集用來對神經網絡進行測試。對應于三類地面活動目標，神經網絡的輸出分別為[1 0 0]，[0 1 0]和[0 0 1]。
利用本文算法對三類地面活動目標一維距離像進行分類和識別，實驗中所用一維距離像信噪比為15dB。通過參數可變遺傳算法的多次遺傳迭代，對三類地面活動目標的識別結果分別如表2、表3所示。
表2代表優(yōu)選特征個數選擇最優(yōu)為7時，不同進化代數下三類地面活動目標的識別率。識別結果表明，當進化代數為15次時，算法收斂到98.5%以上，繼續(xù)增加遺傳次數，識別率雖然仍然可以提高，但提高的幅度不大。
表3代表對應于選取不同特征長度條件下進化代數為15次時，三類地面活動目標的識別率?？梢钥闯?，一維距離像雖然占據32個距離分辨單元，但真正反映目標特性的只是其中的一部分數據，而另外一部分數據在目標識別中的作用是比較微小的，但這些起較小作用的特征卻為目標的分類和識別帶來了不少的困難。因此，最佳特征個數的選取與具體問題相關，需要通過實驗反復驗證最終確定，對于坦克、步兵戰(zhàn)車、自行火炮這三類地面活動目標，當特征個數選為8時，就可以獲得較好的識別效果。
5結語
針對雷達目標識別中目標特征選取和識別網絡的隱層神經元個數確定兩個問題， 提出了一種基于參數可變遺傳算法的解決方案。通過一維距離像的目標識別方法提取有利于目標識別的相對不變特征量，進而利用參數可變遺傳算法進行全局范圍內搜索尋優(yōu)。在仿真實驗中，對坦克、步兵戰(zhàn)車、自行火炮三類地面目標一維距離像的分類識別，驗證了該方法對于解決上述兩個問題的有效性。
參考文獻
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中圖分類號：TV85文獻標識碼：A 文章編號：
1激光掃描測量技術簡介
LIDAR是LIGHT DETECTION AND RANGING的首字母組合，即激光探測及測距系統(tǒng)，它是采用單個激光脈沖量測從激光源到目標，再回到激光接收器的時間，同時結合飛機上傳感器定位、定向數據，精確量測出被測物體（目標）的三維坐標。
LIDAR數據采集系統(tǒng)由安裝于同一個飛行器上的以下幾個部分組成：
1）機載GPS，為飛機提供精確的三維坐標。
2） 慣性測量系統(tǒng)，為激光束提供準確方向。
3） 激光發(fā)射、接收裝置。
4） 反射鏡，用于將發(fā)射的激光束反射到地面。
LIDAR數據采集系統(tǒng)收集到的點云數據，經過誤差改正、求參數等，處理后可以得到高精度的數字高程模型、三維模型。采集流程如圖1.
2 激光掃描測量技術發(fā)展現(xiàn)狀
隨著LiDAR硬件設備的提高，DGPS高精度差分系統(tǒng)、高精度三維姿態(tài)感應等技術的發(fā)展，LiDAR的產品體積、重量都在不斷減小，工作成本也繼續(xù)下降，使得此項技術真正步入實用階段。經過數多年的研究發(fā)展，LiDAR的測量精度也達到了一個相當高的水平，其水平測量精度達到15cm，垂直精度達到10cm。現(xiàn)在全世界范圍，已經有三十多種系列產品投入使用。
2l世紀是3s技術時代，國家大力投入、發(fā)展“數字海洋”、“數字地球”、”數字城市”，同時也對測繪工作提出了更高的要求。而激光掃描測量技術，更具有高效率、高精度、全時空測量的特點。
目前，激光測量做為一門新興技術在測量行業(yè)正逐漸被廣泛應用。與傳統(tǒng)的三維空間信息采集手段相比，LiDAR技術除了較高的精度之外，它還不受天氣，太陽光照射的影響，所采集到的數據，可以很輕松的進行分類提取，等等這些都是普通航測無可比擬的。因此，利用LiDAR系統(tǒng)，快速獲取大面積三維地物和地形數據，繼而生成數字高程地形模型已經成為應用廣泛的測量手段。
3在河道測量方面的應用
由于激光掃描測量技術可以在大的測量區(qū)域提供高密度、高精度的測量數據且能夠識別重要地物，使得它在河道測量中得到廣泛應用。
河道地形測量，長期以來由于江河兩岸地形復雜，條件艱苦，現(xiàn)有的陸地、船載測量儀器難以有效使用，特別是在植被茂盛的山區(qū)，GPS接收機衛(wèi)星信號差，無線電傳輸距離有限，使得現(xiàn)在的GPS-RTK難以得到固定解，測量技術效率不高，若采用全站儀，通視情況又不佳，勞動強度大，危險性高，工作效率、測量精度也難以保障，迫切需要新的測量手段和技術設備來改變這一現(xiàn)狀。
激光掃描測量技術能夠獲得高精度、高密度的高程數據，在高精度的可連續(xù)運行參考站技術和三維姿態(tài)技術的支持下，無需大量地面控制點，就可生成高精度的數字高程模型（DEM）和DTM。
水深測量部分，在激光測量技術之前，船載聲波測深系統(tǒng)是最為有效和常用的手段。LiDAR水深測量系統(tǒng)，依靠藍綠激光發(fā)射和接受設備，可以分別獲得水面和水底的高程數據。 與傳統(tǒng)的船載聲波測深系統(tǒng)相比，LiDAR測深系統(tǒng)具有很多的優(yōu)勢：首先，它不受淺水區(qū)域和陸地的影響；測深精度和幾何分辨率高，由于激光脈沖可以壓縮到很窄的時間寬度內，向水中以納秒級脈寬發(fā)射，因此測深點密度高，精度高，水下地形圖質量好；而且節(jié)約時間，它可以快速的對大面積水域進行測量。對于一些山區(qū)性河流，船只無法航行的水域，LiDAR測深技術將提供高效的服務。研究人員指出，LiDAR測深技術是一種極具誘惑力的測深技術，必將開創(chuàng)一個嶄新的局面。
4建議
激光測量系統(tǒng)的研究在我國引來了眾多學者的重點關注，相信不久的將來，現(xiàn)在已經很成熟的硬件設備還會得到進一步發(fā)展，LiDAR系統(tǒng)數據后處理軟件的研發(fā)將是又一個關鍵。隨著技術的進一步發(fā)展，將越來越多的應用到測量行業(yè)中。我們應該時刻關注此項技術的新發(fā)展，積極主動的學習，勇敢的創(chuàng)新，為推動河道測量事業(yè)的新發(fā)展做出應有貢獻。
5參考文獻：
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