测量学的应用

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测量学的应用范文第1篇

【关键词】测量学；多媒体课件；3dsmax

Application of Animation in Non - Geomatics Specialty of Surveying Teaching

Debao Yuan ,Ximin Cui ,Shiwei Yu,Jinbao Jiang,Wenbin Sun

（College of Geoscience and Surveying Enginneering,CUMT，Beijing，100083）

Abstract: in order to teach surveying better and improve the quality and efficiency of teaching, it is needed to study and develop multimedia animation teaching software of surveying with development tools such as 3dsmax, Photoshop, Premiere and so on. The software can describe the principle and procedure of surveying vividly. The software also can show the detail of the use of surveying instrument. Hence this program can arouse students’ interest, rich the teaching, enhance teaching efficiency and improve the quality of the teaching.

Keywords: surveying; multimedia courseware; 3dsmax

中图分类号： P2 文献标识码： A

1引言

多媒体教学是一种有效的辅助教学方式, 它将文字、 图形、 图像、 动画、 声音和影像等 多种媒体运用到教学中, 对于优化教学过程, 开拓学生视野, 增加课堂信息量等方面都有着明显的优势, 具有很强的表现力, 可以激发学生的 学习兴趣, 集中学生的注意力, 增强学习效果。

测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面（包括空中、地下和海底）点位的科学，是研究对地球整体及其表面和外层空间中的各种自然和人造物体上与地理空间分布有关的信息进行采集处理、管理、更新和利用的科学和技术。其大多数理论方法都比较抽象，教师在课堂上讲课很难表达清楚，学生理解也不够形象完整，从而使的教学质量下降。为了使学生能够感性地认识测量学的理论和实践知识，开发一个多媒体的动画教学软件很有必要。

2软件与技术平台

现在用Powerpoint为表现形式的多媒体课件已经很普及，促进了教学质量的提高，但它还有很多的不足之处。比如，表现形式单一，大多都是以文字和图片的形式呈现在学生面前，使学生缺乏兴趣去接受老师讲的内容；功能有限，Powerpoint虽然是教学的一个很好的平台，但其自身功能还是有限，不能做出预期的效果；无法实现三维演示功能。所以单独依靠Powerpoint来教学，不能达到很好的教学要求。

动画是一种综合艺术，它是集合了绘画、漫画、电影、数字媒体、摄影、音乐、文学等众多艺术门类于一身的艺术表现形式。以动画视频来教学的方式成为了一个受欢迎的教学方式。学生可以更加直观、更加感性的去认知知识，同时使课程也变得更加生动、更加形象。

制作动画需要软件支持，比如图象处理软件，音频处理软件，文字处理软件等等专业软件。其中比较主流的软件公司为adobe与autodesk两家公司。其中adobe公司的软件主要做平面图像处理，影视合成方面；autodesk公司软件主要做三维建模与动画的制作。

动画制作过程是复杂的，他一般包括前期制作、中期制作和后期制作（如图1）。每个制作模块都有其自己的制作内容。

图1 动画制作过程

3动画制作实例

我们不需要将所有讲课内容都制作成动画, 而主要是将难于讲解、需要演示、需要操作的内容制作成动画。例如：椭球的几何参数；高斯投影的过程；二等水准观测的过程；坐标转换的计算等等。因此，像这些教师课上难以讲解的抽象的、难懂的知识点，一个个的制作成动画视频，以形象、生动的图像形式展示在学生们面前，使教学变成一场有趣视听体验。

测量学中有许多实践课需要学生们在实地操作，但对于非专业而又需要用到的学生则没有办法亲生体验了解，教师也只是在课堂上用简单的描述性语言说一下，或者有的直接让学生们自学一带而过。如果我们使用了动画视频教学，同学们就可以更加轻松地学习书本上学不到的知识。例如2秒经纬仪的读数（如图2，3，4）。

图2瞄准前 图3错误读数图4正确读数

再如测量学中的坐标转换原理，很多学生在学习这个知识点时会遇到困难。对于二维的直角坐标系转换，学生们可以很简单的理解。但当涉及到三维转换原理时，学生们就略显吃力了。对于两个空间三维直角坐标系O1-X1Y1Z1和O2-X2Y3Z2，要实现空间直角坐标系从O1-X1Y1Z1到O2-X2Y3Z2的转换，首先通过坐标原点平移，使坐标原点O1与O2重合。其次，对于同原点的两个三维空间直角坐标系O-X1Y1Z1和O-X2Y2Z2，通过旋转，实现O-X1Y1Z1到O-X2Y2Z2的变换，如下图。

图

其变换具体过程：由于坐标系的单位长度不同，所以两坐标系存在一个比例系数m; 坐标O2-X2Y3Z2首先进行平移，使其坐标原点与坐标O1-X1Y1Z1原点重合; 首先绕OZ1旋转角; 然后绕OY1旋转角; 最后绕OX1旋转角

旋转矩阵分别为：

(1)

公式（1）可以写成：

(2)

进一步简化为：

(3)

(4)

最终加上缩放比例m与平移参量，公式可写为：

(5)

根据原理，就可以逐步开展动画制作了。

3.1前期制作

前期制作部分的工作主要是资料素材的收集和整理。对动画进行整的构思，设计场景造型，然后根据整理的资料素材撰写动画脚本和配音脚本。

3.2中期制作

中期部分工作就要根据前期制作中设计的脚本进行动画的一画画制作。这里就要用到adobe公司开发的photoshop图像处理软件，进行素材的美化加工（如图5）。

对于三维动画则需要使用autodesk公司开发的3dsmax 或maya软件进行三维建模后，然后制作动画（如图6）。

初步动画制作完成后，需要进行对画面色彩、特效等制作。如加上光晕、材质、灯光等处理（如图7）。

图5 Photoshop图像处理二等水准测量 图6 3dsmax制作坐标系模型

图7 After effect动画渲染

3.3后期制作

这样一个动画制作完成了，但是此时的动画只能在软件里面播放，需要我们使用软件进行渲染处理，输出最终的文件。格式一般有*.avi, *.mov, *.rmvb等等。

4动画合成

渲染出来的动画在premiere中支持*.mp3, *.wav 格式声音文件, 事先将声音文件录制编辑好, 以*.mp3 或* . w a v 格式文件保存。声音文件可以直接导入, 导入的声音文件存储在premiere中。然后在premiere软件中对音频文件进行去噪处理，然后进行剪辑，使动画和录音达到同步的效果。最后导出文件就是我们最终需要的动画视频了。

5结束语

对于多个动画视频文件，我们可以制作一个多媒体文件包，可以放到网上，这样学生们可以通过网络随时随地地学习到知识。

以动画为平台的测量学多媒体动画软件，能够直观、动态地表现教学过程，将教学思路融合到动画之中，激发学生学习兴趣，丰富了教学内容，增强了教学效果。此方法正在被广泛地运用到教育领域。

参考文献

[1]段贻民, 杜国标. I t" 测绘专业测量学教学改革方案的研究[J]. 测绘通报, 2004 (5).

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测量学的应用范文第2篇

【关键词】 测量教学 电子表格结合 模式

引言

工程类的“测量学”是一门专业基础课，课程的教学目的是掌握测量仪器的使用，地形测量方法及施工放样的基本知识。培养学生解决地形测量技术相关问题的能力及处理施工放样测量的能力。测量课是一门数字计算与实践性操作均要求较强的专业基础课，必须根据教学要求灵活应用各种教学方法。尤其在当前教育对象文化基础较差的情况下。提高学生工程测量动手的能力。在测量教学当中的很多部分我们都可以借助电子表格来进行说明，并且对于学生的以后的测量实习或是工作后，多于数据的相关处理都是很有帮助的。

1、 测量教学的要求

1.1课堂教学要求

传统测量课的理论课教学以章节为顺序，课时安排比例较大。达到了学生从理论上解决问题能力的目的。但缺乏动手能力提高的培养。例如，角度测量，就是以水平角原理为重点展开教学，其授课顺序为：

按以上框架讲课可以看出，虽然没有按教材的章节顺序讲解，但能引起学生的学习兴趣，提高学生的思维能力和利用理论知识解决操作问题的能力。测量教师在课堂上不能满堂灌，要激发学生的思维能力，达到产生教学互动，才能提高学生的自学能力及理解能力。课堂教学要抓住主要的理论概念以点带面，让学生充分发挥空间的想象力，如在讲水平角概念时把水平角原理写在黑板上，然后让同学们自由地讨论，并把同学们讨论的问题写在黑板上，老师再归纳讲解得出结论。

1.2实习教学要求

测量课是一门实践性很强的课程。要培养学生的动手操作能力．因此在教学的安排上要加大实习课的比重。要让学生对课堂的理论内容能及时消化，对操作的方法能及时掌握，还能让学生在实习中将理论上的知识融会贯通。提高学生在实际操作过程中的分析问题和解决问题的能力。课间实习是课堂教学的组成部分。加大课间实习的时间，目的是及时地将理论知识通过操作实习加以巩固，提高学生的动手能力，激发学生的学习积极性。在课间实习中不断提出问题让学生思考．除了要求学生掌握仪器的操作及各种测量方法外．还要提出一些在实践中遇到的问题。最后总结并告诉同学们正确的读数方法。在课间实习中。不断地提出问题让同学们讨论分析。充分发挥同学们的想象力，这样做不但可以提高学生们的兴趣，激发他们的学习热情，更主要的是要让同学们提高分析问题解决问题的能力，使学生学的知识更深刻更扎实。

1.3培养学生测量操作能力

测量综合实习，是在理论课结束后，进行的测量综合能力实践．作为一门独立的课程给学生评定成绩。为了较好地完成测量综合实习教学，保证同学们在实习中顺利地学会操作，需要编写《测量实习指导书》，指导书在实习的时间安排、工作任务、注意事项、上交成果、成绩评定标准等方面作了要求。同学们互相帮助、互相学习、互相尊重。培养了学生集体主义观念和谦虚好学的思想情操．使每位同学都能得到锻炼。从而提高同学们的测量技术能力。要求每个组都要参与测图过程的每个环节．并独立地去解决实习中出现的问题。实习指导老师在教学过程中．启发性地指导学生，让学生在实习中了解地形测量的每个环节，并将书本知识通过实习连贯起来，加深对书本知识的理解．强化了学生动手操作能力。

1.4教学与技能考核相结合

在实习时，将技能鉴定的标准和内容，安排到实习内容当中。让学生理解技能鉴定的内容，指导他们对技能考核内容的掌握。针对基础差的学生加大技能训练力度。使学生职业技能的水平和测量能力同步得以提高。为学生就业提供了竞争优势。

1.5提升学生的专业素质

老师在施教过程中，同时要对学生的专业素质进行教育和培养，如果学生的专业素质高其学习积极性也高．接受专业知识也快，就、世能力也强，因此在教学过程中蘑视学生专业素质的培养。有助于提高学生的专业兴趣和对专业的热受。一一个优秀的工程技术人员除了有较强的专业能力外。还应具备良好的思想品质．要具备爱岗敬，乐于奉献、吃苦耐劳的好品质。要有集体主义观念。

2、电子表格教学在其中的应用

2.1借鉴电子表格的教学模式

电子表格是计算机软件，对于我们青年学生来说学习计算机都是很感兴趣的，在测量教学中结合电子表格的教学不仅可以提高学生的兴趣，同时可以更形象的反应测量的基本原理，有利于学生的理解。

2.2电子表格在测量教学中的应用

电子表格中的关于数据的计算也是在测量当中很有用处的，在测量当中很大一部分就是涉及到数据的处理和计算，传统的手算已经不能适应社会快节奏的要求了，只有借助于计算机等辅助设备才能更好的完成测量的工作，同时提高了计算的准确性。

3、电子表格教学应用带来的好处

3.1增强学习的能力

测量的工作环境和设备都是在不断地更新的，而电子表格作为计算机的软件也是在不断地更新当中的，而且其更新的速度远远快于测量方面的速度，所以让学生在进行测量学习的同时加强电子表格的学习有利于提高其学习的能力，为以后的工作当中不断地学习做好准备。同时电子表格是一个很严谨的软件，学习它可以培养学生严谨的工作态度。而测量学是一门科学，要有严谨的科学态度和良好的职业道德，要把测量成果的真实性放在第一位．因为工程质量牵涉到百年大计，要严格按”测量规范”要求去操作，不能弄虚作假，不能伪造数据，牢固地树立实事求是的职业道德。实施教学过程中，除了激发学生的专业热情外．还要让学生理解测量专业是一门实践性很强的专业，野外操作性强且长期在野外日晒雨淋，十分艰苦，培养学生的吃苦精神。

3.2避免了手算带来的麻烦

在测量综合实习期间．电子表格可以很好的避免手算带来的麻烦。例如：极坐标放样，在课堂上讲解利用坐标反算方位角和边长。根据计算出来的角度和边长如何在地面上将点放出来．尽管老师使出了浑身数解进行讲解。由于概念抽象，学生还是难以理解如何进行极坐标放样。在施工现场，工地施工员把点坐标告诉同学，学生通过计算并现场放样，很快掌握了极坐标放样方法，而通过对电子表格的运用就很好的解决了这个问题。实习的主要内容有：角度测量、距离测量、距离放样、坐标测量、悬高测量、对边测量、面积测量等。主要是加强学生实际操作能力的培养，以工作任务的形式来提高学生的学习兴趣．激发学生的成就动机．提高学生的组织管理能力以及岗位适应能力。通过实习使我们获取了测量实际工作的初步经验，提高了动手操作能力，也提高了学生在测量过程发现问题解决问题的能力。特别是施工现场的实习．当学生将放样点在地面上标出来以后很有成就感。对学生今后走向工作岗位充满了信心也奠定了良好的心理准备。通

3.3有利于基本原理的讲解

运用计算机中的电子表格的形象的教学模式可以使同学们在讨论中对所学知识产生更深印象。课堂教学时要把握理论的深浅度，对于一些基本要领，如水准测量原理、角度原理等要讲透外，对一些公式推导要适当，主要是让学生懂得公式的用处和计算方法即可。在教学过程中。对于操作性强的内容，应用多媒体课件和现场操作演示，让学生在感观中同时熟悉操作内容。对于仪器操作的内容，运用现场演示的方法，老师现场边操作边讲解，讲解完后可以让同学进行操作．操作完毕后，老师对普遍性不正确的操作方法进行指正，然后再让同学们自己练习，通过反复操作，有利于学生直接理解操作过程的要领．记忆深刻。有助于学生规范操作程序，培养学生养成良好的工作习惯，提高了学生的操作能力。测量学中有一些概念非常抽象。如等高线等。适用模型演示的方式，等高线讲解更形象更直观。教学讲解时，先将模型给同学们看，然后一片一片地分开来，从山脚到山顶又一片一片的按照模型在黑板上勾划出来．展现在黑板上的是一圈一圈的闭合曲线．告诉同学们这些闭合曲线就是等高线。然后再根据勾划出来的等高线。讲解等高线的特性．通过这种模型演示的教学方法，学生较容易地理解了等高线的形成和概念。

3.4了解计算机测量专业的应用

电子表格作为计算机当中的一款软件，在测量教学中引入电子表格的教学可以让学生更好的接触到计算机，为以后在测量工作当中有效的运用计算机打下基础。随着科学技术的高速发展，测量新设备新技术不断更新，从传统的水准仪、经纬仪到全站仪、GPS等、特别是遥感技术．数字化测绘技术在各个领域得以广泛应用。因此在教学中必须让学生了解这些新设备新技术，拓展学生的专业知识面，让他们在生产单位接触新设备时，能较快地应用测绘新技术。学校通过各种教学方法用来提升学生的专业能力，作为一名学生，应该努力学习，不断地吸取新的技术，探索新的知识，才会使自己的专业能力不断地提升，才能成为一名合格的测量技术人员。

结束语

用EXCEL电子表格来处理测量计算数据，会使我们感到非常轻松、灵活。通过Excel电子表格制作的一些模块，只要把外业测量的数据输入到相对应地单元格中，要求的参数结果就可以马上显示出来，以达到事半功倍的效果。同时其生动、形象的教学模式也是在测量教学中值得相关的教学人员借鉴的。

参考文献

【1】何亮云，赵运林．新建本科院校提高教学质量浅议[J]．当代教育论坛2007(3)．

【2】何亮云．赵运林．关于新建本科院校学科建设若干问题的思考[J]．湖南城市学院学报，2005(6)．

【3】刘晨，李波，严晓敏，如何使用/0123 北京 机械工业出版社

测量学的应用范文第3篇

关键词：英语测试；效度；信度

中图分类号：G64文献标识码：A文章编号：1672-3198（2008）06-0269-02

1 引言

据全国大学英语四、六级考试委员会与英国文化委员会的合作研究结果认为：CET4和CET6(简称)是一项信度极高的考试，每次考试客观题的内部信度都达0.9以上;效度相当高，回收问卷中有92%的教师认为CET能反映学生的实际英语水平。笔者以为这里所指的信度和效度的界定很模糊，就某次具体的测试而言，信度和效度是受特定条件限制的，不可能是绝对的。迄今为止，我国的高考、研究生入学考试、公共英语等级考试(PET)，包括CET等大规模英语测试还是以客观性题型为主，主观题只占10%或20%左右。就评分方法而言，因客观性试题答案的唯一性，可用机器阅卷，从而保证了测试结果的客观性和一致性，无疑具有相对较高的信度，但不足之处就是效度难以保证。同时大量采用主观性、直接性试题的测试在阅卷信度上也令人怀疑。这样的困惑总是或多或少存地在于考试的开发、设计和评估过程中。

我们能否使信度和效度同时最大化呢？信度和效度又应如何整合而达到适当的(appropriate)平衡？Bachman和Palmer在其测试理论中认为可设置“可接受的最低程度”(minimumacceptablelevel)的效度或信度等质量指标从而使得语言测试的“效用性”(usefulness)原则中各特征之间达到适度平衡。由于测试总是在一定的价值判断、测试目标、社会环境等约束条件下进行的，本文尝试探索在可行性条件下，测试的总效用(overallusefulness)最大化时效度和信度之间可能存在的关系。

2 效度和信度的基本概念及特点

如果我们想阐释一次特定的考试成绩是否正确反映了学生的语言能力，那么在设计和使用测试时，信度和效度是我们首要关注的特征。Bachman把信度定义为“测试的一致性”(consistencyofmeasurement)。简言之，就是测试结果的可信度、可靠度。例如，我们可以这样来检验测试的信度：使用同样一份试卷，在两种不同的场合、环境中，在较短的时间间隔内，施与同样的学生，如果测试结果基本吻合，那么证明该测试是有信度的。一份试卷的测试结果如果缺乏信度，就没有使用价值，同时也减弱了考试的公正性。当然，要完全消除不一致性(inconsistency)也是不可能的，我们能做的是尽量把影响不一致性的不利因素控制在最低程度，以便于提高测试信度。

信度所涉及的问题是个体测试成绩在多大程度上是由测试误差或其它因素所影响的。效度所关注的问题是个体测试成绩在多大程度上和个体语言能力相关。因而，我们研究信度的目的是使测试误差造成的影响最小化，研究效度旨在使我们想要检测的语言能力的效果最大化，它们是两个相互补充的目标。一项测试若没有信度，也就无所谓效度。信度是效度的前提或必要条件。权衡信度和效度，效度是首要的。然而Underhill和Heaton指出信度和效度特征在本质上是互相冲突的。测试效度较高的试题有时测试信度较低。反之，测试信度较高的试题有时测试效度较低。Morrow也认为想把测试任务设计得既具有可信性又具有真实性不可能的。Hughes却说虽然测试的各种特征相互排斥，但是这并不意味着我们可以完全放弃这些特征。

3 对信度和效度在理论上能达到适当平衡的可行性研究

评价英语测试最重要的原则是总效用性(overallusefulness)。Bachman和Palmer(1996:18)把某一特定测试的“总效用性”看作是由六个因素构成的，即效用性(Usefulness)=信度(Reliability)+构想效度(Constructvalidity)+真实性(Authenticity)+互动性(Interactiveness)+冲击力(Impact)+适用性(Practicality)。这里需要说明的是：Bachman和Palmer之所以把“构想效度”作为“效用性”六大特征之一，是因为构想效度(上节已提到)关系到我们根据测试成绩所作的解释的意义性和适切性。前五者均与测试成绩的使用有关，而“适用性”与测试的方法有关，能够在很大程度上决定测试的可行性。评价一次考试是否有效用需要综合考察这些因素，在它们之间寻求最佳的平衡点，而这一平衡能否实现取决于适用性的大小。对于大规模考试，考试策划者需在试卷设计和考试任务设置时重点考虑信度和效度，而对于一般学校考试，教师就应多考虑考试任务的真实性、互动性和对教学的冲击力(或称后效作用)。

4 在英语测试实践中把握好信度和效度的平衡关系

以上已经大致证明：信度和效度作为评估测试质量的两个基本特性，两者虽然在一定程度上是相互矛盾的，但完全可以通过相互协调使之达到适切的平衡，以保证测试的总效用性最大化。这一结论给我们的启示是：在英语测试的设计和命题过程中，不能绝对、片面、盲目地追求或强调某一方面而以失去另一方面为代价，只有综合平衡二者的关系才能获得最大的总效用。

4.1 考试内容能否体现新的语言教学观

语言测试随着语言观的发展而发展，也随着教学理念、教学模式的更新而更新。八十年代中期开始流行的交际功能观和九十年代以后兴起的任务教学法(task-basedlanguageteachingapproach)都对语言测试的改革提出了新的要求。现行的四、六级考试题型还是以结构主义语言测试理论为基础的多选题为主，某些语言项目的测试与实际语言能力的相关性不高，很难体现当代语言教学观提倡的英语交际运用能力方面的考查。Bachman和Palmer(1996)也强调测试任务和目标语使用任务(target-languageusetask)的一致性。看来革新CET的试卷结构、题型设置是关键。为了提高考试的效度，可以通过调整主观题和客观题的比例(3:2或1:1)，多采用直接测试法，增加听力和写作测试的权重，加大口试考核力度并设最低分，变化题型等手段。也可通过采取大题量小分值，细化评分标准，综合使用整体评分法(holisticgrading)和分析评分法(analyticmarking)等措施来提高考试信度。

4.2 能否产生正面反拨效应

测试是教和学的导向。问题是如何提高测试的正面反拨效应，减少负面反拨效应。四、六级考试长期以来采用固定不变的模式，客观上造成了学生猜题、押题，教师偏向应试教学，产生了不良的教学效果。Hughes提出了若干提高正面反拨效应的建议：测试要培养能力;测试内容要覆盖面广并具有一定的不可预测性;尽量使用直接测试法；成绩测试要与教学目标相结合，使用尺度参照等。这些建议多数涉及效度，也与信度相关。信度和效度是影响反拨效应的重要因素，正确处理好两者的关系能使测试产生积极有利的反拨效应。

5 结束语

测试的最终目的是服务于教学。作为教师，重视语言测试理论的研究，掌握命题的原则，在试卷编制过程中把握好信度、效度及其它评价指标之间最佳的平衡关系，将有利于优化各类英语测试的质量，更有效地推动英语教学的发展。

参考文献

［1］AmericanPsychologicalAssociation,1985,StandardsforEducationalandPsychologicalTesting［M］,Washington,DC:AmericanPsychologicalAssociation.

［2］Bachman,L.F.&A.S.Palmer,1996,LanguageTestinginPractice［M］.Oxford:OxfordUniversityPress.

测量学的应用范文第4篇

（1.中国海洋大学环境科学与工程学院，山东 青岛 266100；

2.青岛理工大学环境与市政工程学院，山东 青岛 266033）

【摘　要】微生物群落是生态系统中最活跃的结构单位和功能单位，因此了解各种环境中微生物的群落结构有着重要的意义，其研究的技术也一直在进步。高通量测序可以一次获得多条基因序列，使得其在环境微生物学中的研究中倍受青睐。探讨了454高通量测序早在环境微生物学中的应用。

关键词 高通量测序；环境微生物；微生物群落结构

微生物群落是广泛存在于生态系统中的一种结构单位和功能单位，它们是生态系统内较为活泼的一部分。群落中各种不同的种群能以有规律的方式共处，进行相互作用，同时它们具有各自明显的营养和代谢类型。了解微生物群落结构的方法主要有分子生物学的方法、Biolog法以及近年来发展起来的高通量测序技术。

1　高通量测序技术

随着科技的迅猛发展，测序技术也在进步，这些测序技术可以在种的水平上对环境微生物进行分析和研究。出现在上世界70年代的Sanger测序法[1]，成本高测序通量低，成为了其广泛使用的限制因素，但它却是20世纪90年代到本世纪初期一直在使用的测序技术。

人类基因组这样庞大的序列分析工作需要，使得新一代的测序技术也发展了起来。它的特点是价格低通量高，高通量则指的是每次分析都能得到几十万或几百万条DNA的序列。454高通量测序是由454生命科学公司在了2005年开发的，2007年，该公司了GS FLX系统，2008年了它的升级GS FLX Titanium。

现在新测序技术的主要平台主要有[2]：罗氏454公司推出的GS FLX+system测序平台，Illumina公司推出的MiSeq测序平台，和ABI公司的Solid测序平台等。本研究使用的是454高通量测序技术。

454高通量测序原理[3]：它采用的是焦磷酸测序法，是4种酶催化统一体系的酶级联化学发光反应。首先将 PCR 扩增的单链 DNA与引物杂交，并与DNA聚合酶、ATP硫酸化酶、荧光素酶、三磷酸腺苷双磷酸酶、底物荧光素酶和5´-磷酸硫酸腺苷共同孵育。在每一轮测序反应中只加入一种dNTP，若该dNTP与模板配对，聚合酶就可以将其掺入到引物链中并释放出等摩尔数的焦磷酸。焦磷酸盐被硫酸化酶转化为ATP，ATP就会促使氧合荧光素的合成并释放可见光。CCD检测后通过软件转化为一个峰值，峰值与反应中掺入的核苷酸数目成正比。

扩增和测序可以高度保留细菌的遗传特性，是一种很常见的来确定其分类和组成的方法。通过比较现有的数据库，可确定其来自哪个生物的序列，从而确定细菌门类和各自占据的比例。

2　高通量测序技术在环境微生物中的应用

454高通量测序可以得出某个土壤区域或者生物膜中各种菌类组成，从而研究该区域微生物物种多样性；通过测序可以得到微生物的群落结构、组成，再与微生物活性、营养元素的转化等理化性质结合一起分析，来研究微生物的功能多样性。

张彩霞[4]等运用454高通量测序来研究甘肃不同地区的土壤由荒漠变成百年老农田、约30年的农田、约20年的农田、樟子松林等过程中土壤微生物群落结构变化规律及其影响因素，对比对照组的土壤发现，在由天然荒漠土壤转变成为不同利用类型的土地土壤过程中，具有从多变少再变多的趋势。在天然荒漠土壤中，微生物总量的96%以上，在土壤转变的过程中其生长受到了抑制，有4%的微生物在次过程中生长受到了促进。这个结果表明了土壤的微生物群落结构会受到土地利用类型变化的显著影响。

Michaela等[5]人利用高通量测序技术研究了森林凋谢物和土壤中微生物的细菌和真菌群落结构，对28个站点的样品进行分析，发现凋落物和土壤中存在着不同的微生物群落结构。其中，细菌的多样性要比真菌丰富，尤其是在凋谢物中，细菌群落表现出了更高的均匀度。无论是凋谢物还是土壤中的微生物群落结构，都显著受到了树种的影响。

李鑫等[6]运用高通量测序技术分析了盐碱地中，桑树与大豆单作和间作不同种植模式的土壤细菌微生物群落结构差异性。结果显示，间作时土壤的微生物多样性要比单作丰富，即间作使得土壤的微生物群落结构多样性有所提高。同时间作也改变了大豆和桑树的根基微生物群落结构。在盐碱地的种植中，间作不仅可以降低土壤碱性，还使得土壤的群落结构多样性有所提高，植物产量增加。

夏围围等[7]将新一代高通量测序技术与DGGE两种技术结合使用到了研究是新西兰典型草地和森林土壤微生物群落结构上，以16S rRNA基因为标靶, 通过两种技术来分析土壤微生物群落的结构组成和多样性，同时以此来比较两种技术的优缺点。测序分析结果显示，新西兰草地土壤检测到22门，54纲，60目，131科和350属；而DGGE却只检测到6门，9纲，8目，10科，10属，这表明了高通量测序比DGGE能更完整的表达出微生物的群落结构组成。同样的，在森林土壤也显示出了类似的规律。

3　结论

目前，高通量测序技术仍处于发展的初期，但我们可以预见，在未来几年将是第三代测序技术快速发展和三种测序技术的共存的黄金时代。测序成本将继续迅速下降。科学家们在不同的领域将可以花更少的钱测序基因组物种或转录来达到更好的实验结果和获得更多的新的发现。此外，如何分析通过高通量测序产生的大量数据和从这些数据中提取有价值的生物信息将成为未来研究的热点和重点。

参考文献

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［4］张彩霞.新一代高通量测序技术研究土壤微生物群落结构对环境条件的影响[D].南京:南京农业大学,2012.

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测量学的应用范文第5篇

[关键词]参考点、扫描测量、三维光学扫描测量系统

中图分类号：TH74 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）18-0374-01

汽车工业是当今世界上最大的制造业之一，随着市场需求的改变，汽车的更新换代速度日趋加快，其设计、制造速度的快慢直接制约着汽车工业的发展，由此而提出的逆向工程在汽车工业中的应用将大大地促进汽车制造业的发展。逆向工程技术可以通过扫描测量获取实物外形坐标点、重建实物的三维数字模型。在此基础上可以方便地进行模型再设计、快速原型制造与快速模具制造等后续工作，从而大大节省研发时间，缩短设计周期。

1、三维光学扫描测量系统工作原理

三维光学扫描测量系统由左右两个高分辨率的工CCD相机和中央光栅投影单元组成，采用结构光测量的方式， 由光栅投影单元将一组具有相位信息的光栅条纹投影到测量工件表面，左右两个相机进行同步的测量， 利用立体相机测量的原理，可以在1 秒时间内准确获得500万到 800万个高密度的三维数据点；自动识别参考点和自动拼接，将不同位置和角度的测量数据对齐在统一的坐标系，获得完整零件的扫描结果。

2、三维光学扫描测量系统扫描测量汽车工件的前期准备

三维光学扫描测量系统通过每次（第一次除外）自动将扫描的数据进行拼合并统一到同一坐标系下，实现完整的工件三维点云数据。因此，为保证单幅扫描的点云能精度较高地拼合在统一的坐标系中，需要对固定参考点提出一定的要求。

2.1 固定参考点的要求

参考点粘贴于被测工件表面或被测工件周围。粘贴参考点的直径大小要合适，必须保证从斜的透视图中能看到参考点的直径范围内至少包含6～10个像素，以便ATOS系统进行识别。在工件的扫描测量过程中，为保证两个CCD镜头的单幅测量能以较小的拼合偏差合并到统一的坐标系中，两个CCD镜头的单幅照片应至少能看见前面已经标识过的3个固定参考点（第一张照片除外）；若能看见4个或更多已经标识且不在一条线上的参考点时，扫描测量系统的自动拼合精度会更高，建议最好有4个（或更多）公共参考点，这样精度才会高，否则测量后期误差会很大。

3、扫描测量方式

1）工件在扫描测量范围内。这种扫描测量方式可保证在单幅扫描中能清楚地看见已识别的3个及更多的参考点，容易保证拼合精度。

2）工件尺寸比扫描仪扫描测量范围大，又没有使用Tritop相机。采用这种扫描测量方式时，通常被扫描工件比ATOS扫描仪的扫描测量范围大2～3倍，并要求参考点有较好的分布。从被扫描工件的中部开始向两边扫描测量。

3）工件尺寸大，ATOS扫描仪配合Tritop相机使用。首先通过Tritop照相系统获取参考点坐标值：先拍比例尺和参考点；移开比例尺和编码参考点后用ATOS扫描仪单幅扫描。系统能精确地自动将单幅扫描合并到统一坐标系中，测量精度高。

4） 工件自身遮挡，利用单眼扫描。采用这种扫描方式前需要标定，首先打开投射光源，将白色平板放在标准距离上，调整光强扫描白色平板；然后把设备与白色平板靠近些，再调整光强扫描白色平板；最后把设备与白色平板离远些，再调整光强扫描白色平板，计算，完成标定过程。需要特别注意的是两个CCD相机都要完全看到白色平板，否则不能进行单眼扫描。

4、整车测量思路

对于整车应该采用扫描仪配合Tritop相机来测量。结合我公司三位光学扫描测量系统对扫描对象的要求，采用直径为5mm的参考点。

1）根据汽车对称性，选择较好的一侧（一般是左侧）进行完整测量。汽车左侧是结构较复杂的一侧。测量前先定好哪些特征是完全对称，扫描时要特别留意。

2）为了保证填充参考点质量，在粘贴参考点时要注意避开有特征的区域及一些工件的边缘；参考点数量要尽可能多一些，保证在560mm×420mm范围内有6～9个参考点。

3）测量前先选择贴7个（或者>7个）不同长、宽、高位置的参考点，来保证最后测量坐标统一到车身坐标系。

4）测量过程中对于完全对称的，可完整扫描一侧，另一侧按要求扫描；对于有所区别的对称，应该完整扫描不同的地方。

5）测量完，认真检查点云文件的完整性。将测量好的数据进行三角化处理。