三维目标论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇三维目标论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

比如中职院校课程设置不合理，大多数院校对专业课程的设置比较重视，对其他课程，如人文社会课程、综合实践课程等方面的投入较少，导致学生的发展不均衡；教育教学管理目标的设置不合理，使得教育教学的目标导向性较差；在教学过程中与其他院校以及企业之间的合作较少，很多教师没有实践的机会，最终成为理论型教师，在教学过程中仍然以理论教育为主，违背了职业教育的宗旨，不利于学生的实践能力的提升。这些都是当前中职教育教学过程中存在的实际问题，加强中职教育过程中的教育教学管理，需要加强教育教学管理目标的设计，践行先进的教育理念，将理论教育与实践教育进行有机结合，从而促进高等职业院校教育教学水平不断提升。

2中职教学管理三维目标的设计与实施

2.1中职教学管理三维目标的设计

中职院校在教育过程中设置合理的三维目标，对于教育教学质量的提升具有十分重要的意义，在进行目标设计时，应该要根据三个方面的基础要素进行具体的设计，一般说来要根据中职院校人才培养目标、学校管理的总目标以及学校发展的现状为基础进行专业的目标设计。学校管理的总目标对教学管理目标的设计是一个整体的导向，加强学校管理总目标的合理制定，也是制定教学管理目标的前提和基础。而人才培养目标的设计则对教学管理三维目标的确定有更加详细的指导作用。在制定教学三维管理目标的过程中，需要对中职院校的实际情况进行详细的了解，根据学校的实际情况制定相应的管理目标，有更强的针对性。

2.2中职教学管理三维目标的实施途径

2.2.1加强课程设置的改革在课程的设置方面，应该要根据当前时代对人才的需求进行全新的构建，当前很多中职院校在教学过程中，由于具体的管理目标的设置出现了偏差，因此导致教学课程的设置上也出现了缺陷。加强中职院校管理三维目标的落实，需要提高学生的综合实践能力，比如学生的专业技能、人文精神面貌、科学知识等，都是学生在学习过程中应该要掌握的技能。对此，要对当前教育过程中的课程进行重新设置，加强人文课程、科学技术课程、专业课程、实践课程等方面的结合，使得学生掌握更多的技能。比如在人文社会课程的设置方面，可以加强语言课、思想政治课、体育美育课等方面的设置，使得学生可以不断提高自己的语言能力，可以在日后的工作中奠定坚实的语言基础。在专业技术课程的设置方面，应该要体现中职院校的办学特色，对学生进行专业技术能力的培训，尤其是一些动手操作技能的培训，更是学生在学习过程中必须要掌握的内容。专业技术课程的建设应该要充分利用校园和企业之间的合作，利用各种资源加强专业课程的实践教育，根据岗位的素质要求对学生的专业能力进行培训。最后加强综合实训课程的设置，是实现中职院校教学管理目标的重要步骤，由于中职院校教育的根本目的就是要提高学生的综合实践能力，因此在教学过程中要加强实训课程的设置，将学科内或学科间相近的几门课程相互交叉整合在一起而形成的综合新型课程，实现对学生的综合能力素养的全面培养，最终实现中职院校教学管理的三维目标。2.2.2加强教学评价的改革中职教育过程中，考核评价是一个十分重要的方面，科学的考核评价体系可以积极发现教育过程中的诸多问题，并且采取相应的措施进行解决，以提高职业教育质量。在当前的中职教育过程中应该要加强教学评价手段和方式的改革，利用一些全新的理念，对教学的目标的实现结果进行全新的评价和考核，使得教师能够及时掌握教学目标的实施状况，对当前的教学管理模式进行详细的了解，从而采取相应的措施进行教学手段的变革，最终促进教学效率的提升，同时促进教学目标的落实。在改革评价体系的过程中，可以借鉴国外职业教育的一些先进经验，在考核内容方面，要实现多元化，对考核的内容进行改革，强化对过程的考核，考核的内容不仅要涉及到学生所学的各种理论知识，更应该要注重对实践过程的考察。与此同时，还可以加强中职院校与企业之间的结合，构建企业本位技能考核评价体系，对教学管理目标的实施状况进行科学的评价。2.2.3加强教学资源的整合在教学过程中由于各种资源的整合力度不够，因此导致教学效率不高，为了提高教学过程中的三维管理目标的落实，需要对中职院校教育过程中的各种资源进行有效的整合，比如对教师资源、多媒体资源、教材资源等都进行相应的整合与管理，最终可以促进教学过程中各种实际问题的解决效率不断提升，积极落实三维管理目标。

3结语

篇(2)

【关键词】莫比乌斯圈；主体坐标系；从属坐标系；双重三维坐标；非三维物体；合成运动

一、关于莫比乌斯圈

1莫比乌斯圈的形成

莫比乌斯圈是由［德国］数学家莫比乌斯先生在150年前公布于世的.

随后，科学家就把莫比乌斯圈定位在数学领域的拓扑学分支里，其数学定义：单侧的、闭路的、反转定向的曲面.这样的莫比乌斯圈最终只剩下一个“表面”和一条“边缘”了.（见图1下部和图2）

2莫比乌斯圈与普通环圈不同

经过观察不难发现：普通环圈和莫比乌斯圈除了在制作方法和制作过程上完全不同以外，还表现在――如果在普通环圈和莫比乌斯圈的表面划线并沿线进行裁剪，其裁剪结果竟会完全不同.

当对普通环圈的表面划线并沿线裁剪时，能得到也只能得到――若干个与原圈等周长的“窄”普通环圈，而不会得到其他种类的环圈.

当对莫比乌斯圈的表面划线并沿线裁剪时，其裁剪结果却有两种：

（1）在莫比乌斯圈表面划一条中线并沿线将该圈剪开，会得到一个比原圈周长长一倍、比原圈宽度窄一半的普通环圈（见图3）.

（2）在莫比乌斯圈表面划2条平均分布的等距离线条并沿线条将该圈剪开，则不仅能得到一个比原圈周长长一倍、比原圈宽度窄23的普通环圈，同时还能在其中心部位再得到一个单独的、比原圈宽度窄23，且周长与原圈等长的“窄”莫比乌斯圈（见图4）.

（以上关于莫比乌斯圈的裁剪结果已经成为所有中外数学书籍里，对莫比乌斯圈进行介绍的一部分）唯此，从莫比乌斯圈和普通环圈的制作方法与裁剪结果的不同可以说明，它们并不是同类物体！

二、莫比乌斯圈不是三维物体

为了证明普通环圈与莫比乌斯圈不是同类物体，下面通过两种不同的制作和生成该两种环圈的方法来比较并进一步证明.

1第一种制作和生成方法

制作普通环圈的方法如前文（1以及图1）中描述的步骤进行.

而制作和生成莫比乌斯圈则需要通过两个相互关联的三维坐标系统（下文称双重三维坐标体系）来共同完成的.

首先，看第一个三维坐标系（xOy）（下文称主导三维坐标系）（见图5）.其原点位置为O，该主导三维坐标系x-y平面上有一个以O为圆心的“正圆”.该“正圆”就是莫比乌斯圈表面中心位置的基本轨迹线.

其次，看第二个三维坐标系（x′O′y′）（下称从属三维坐标系）（见图6）.该从属三维坐标系的原点位置为O′，处在主导三维坐标系内的“正圆”与x轴的交点上，从属三维坐标系内x′―y′平面上的设定目标可以绕O′进行有规则运动.但该设定目标的有规则运动必须按照主导、从属两个三维坐标系之间相互依存，对应旋转、位移、扭转的特殊函数关系进行.

必须明确的是：主导和从属三维坐标系在立体空间具体的相对位置关系上是相互平行或垂直的（见图5，6），其中（xOy）的三个参数（xn，yn，zn）为自变量，（x′O′y′）的三个参数（x′n，y′n，z′n）为因变量，且主体和从属三维坐标系之间应服从（x′，y′）=F（x，y）的对应关系.

这就建立了具有相互依存关系的双重三维坐标系统.在该系统里，整个从属三维坐标系是主导三维坐标系里的一个整体运动单元，随主体三维坐标系做有规律的运动――公转；而从属三维坐标系里运动单元自身的运动，则与主导运动有着严格的对应受控运动关系――自转.因此，处在该系统内设定目标的最终运动形式为合成运动.（既有公转，又有自转）

图7是从属三维坐标系整体在（xOy）x―y平面上，沿“正圆”轨迹移动的示意图.（图中未画出0°~45°等处对应图形）

在图8里有一个左边带小圆圈的“”形符号，该符号中的竖直线是一条起始于O′点，且垂直于x′轴，同时，它又是一条既平行于（xOy）z轴，也平行于（x′O′y′）y′轴的直线.另外，该符号中左边带小圆圈的横线是一条既平行于（xOy）x轴，也平行于（x′O′y′）x′轴，且属于该x′轴的一条直线，并且该直线的中点过（x′O′y′）原点坐标O′，且垂直y′轴的直线.

下面就以图8中“”形符号作为基本单元来描述生成莫比乌斯圈的过程：当从属三维坐标系整体在（xOy）x―y平面内绕O旋转2°（或1°）的同时，（x′O′y′）内x′―y′平面上过O′的直线也对应旋转1°（或0.5°）.当从属三维坐标系整体沿（xOy）x―y平面上的基圆旋转、位移一周（360°）回到起始点O时，左边带小圆圈的“”形符号也在x′―y′平面上绕O′旋转半周（180°）回到起始位置O′，此时该符号却正好被颠倒过来（见图8）.如果将双重三维坐标体系中被逐渐位移、旋转的“”形符号的空间中各点依次顺序连接起来，就可以生成标准的莫比乌斯圈.（用“”形符号的目的是使读者易于观察）

由此看出：生成莫比乌斯圈必须由相互依存的双重三维坐标体系共同完成，单独的三维坐标系无法生成莫比乌斯圈.（理由一）

2第二种制作和生成方法

制作和生成普通环圈可以用下面的方式：先在主导三维坐标系的x―y平面内生成以原点O为圆心的“正圆”，然后在z轴的“正、负”方向上对“正圆”进行拉伸，就可以制作和生成普通环圈（见图9）.

制作和生成莫比乌斯圈可以这样完成：以x轴和“正圆”的交点为（x′O′y′）的原点O′，将已生成的外表面是蓝颜色的、内表面是红颜色的普通环圈剪开.

在（x′O′y′）的x′―y′平面内，以原点O′为扭转中心，对普通环圈的一个端头进行有规律的对应扭转，其对应扭转规律为：（x′O′y′）沿（xOy）在X―Y平面内连续旋转的同时，将（x′O′y′）内x′―y′平面上的普通环圈肌体的对应段进行对应扭转；当（x′O′y′）整体沿（xOy）基圆在x―y平面上旋转、位移一周（360°）回到起始点O时，普通环圈的肌体也在x′―y′平面上绕O′扭转半周（180°）回到起始位置O′，该环圈的肌体表面正好被翻转过来，也就生成了莫比乌斯圈.（图10是电脑用此法生成的莫比乌斯圈）

从图10中可以看到：设定目标的运动结果是由双重三维坐标体系中各坐标轴参数之间相互影响、连续变化的结果.正是这个相互影响和连续变化，才使得莫比乌斯圈的肌体上根本无法找到二维、三维线段或曲线.唯此足可以证明：莫比乌斯圈不是三维物体！（理由二）

三、莫比乌斯圈是“非三维”产物

下面用图5，6，7，8，9，10来进一步证明莫比乌斯圈不是三维产物.

（1）在图5的双重三维坐标体系中（xOy）的三个平面与（x′O′y′）的三个平面之间有着一一对应的关系.

（2）当图6里（x′O′y′）的x′―y′平面上y′轴的数值发生变化时，必然会影响并导致（xOy）的x―z平面上z轴的数值产生变化（其余轴类推），最终导致整个双重三维坐标体系内所有数轴上的数值发生变化.

（3）当图7中（xOy）的x―y平面上，以原点O为圆心旋转，则（x′O′y′）里z′轴上的数值就会发生变化，这就必然导致（xOy）里各个数轴上的各数值直接或间接参与了、或发生了变化！

（4）当图8中的“”形符号整体沿x―y平面上绕O旋转360°的同时，还在x′―y′平面内绕O′对应扭转180°，如果连接该符号在空间相互对应的各个点，就会产生一种空间弧线.（该空间弧线不能产生于单独的三维坐标体系.因为在单独的三维坐标体系产生的空间弧线一定是某种对称旋转体表面的对称母线，而该空间弧线则需经受六个维度上的扭曲变形.）（理由三）

（5）这里假设图9所生成的普通环圈外表面是蓝颜色的，内表面是红颜色的.按照图10的方式对其进行剪断（假设剪断处位于从属三维坐标系的原点O′），将该环圈的各对应部分在双重三维坐标系统内进行有规律的绕O旋转360°和绕O′扭转180°，并最终回到O′.此时，该普通环圈已经被变化成莫比乌斯圈.唯此可以证明：“非三维”物体可以由三维物体演变而来，条件是双重三维坐标系统内各个维度上的具体参数必须全部相互影响并参与变化.这是任何一个三维物体所无法具备的.（理由四）

由于莫比乌斯圈是在双重坐标体系内生成的，当在三维环境里对莫比乌斯圈进行裁剪时，其被裁剪下来的部分就解除了该坐标体系对它的“非三维”约束，其表现为被裁剪下来的是“窄”普通环圈；而剩余部分仍保留原“非三维”物体的基本形态，其表现为“窄”莫比乌斯圈.或者说：在莫比乌斯圈的肌体内将同时存在两种状态――普通环圈（三维状态）和莫比乌斯圈（“非三维”状态），这种状态会永久存在，且无法用人为干预的方式将其改变！（相关内容请查阅论文《莫比乌斯圈的反常现象》）（理由五）

最后引述数学泰斗谈祥柏先生的判断来证明莫比乌斯圈不是三维物体.谈老曾在《数学广角镜》P118中明确指出：在现实世界中克莱因瓶是无法被制造出来的！（其实该论点的本质是：克莱因瓶不是三维物体）数学家已证明：每个克莱因瓶是由两个莫比乌斯圈组合而成的.而莫比乌斯圈通体圆润，浑身都是空间曲线，没有一条二维直线、曲线以及三维直线、曲线.因此，莫比乌斯圈不是三维物体，而是“非三维”物体！（理由六）

四、结论

莫比乌斯圈不是三维物体，而是人类没有完全认知的“非三维”物体！

五、莫比乌斯圈里仍有未解之谜

是的，莫比乌斯圈里仍然存有许多鲜为人知的奥秘，莫比乌斯圈、莫比乌斯现象及其莫比乌斯原理也没有得到学术界的认可，但并不影响我发表一孔之见，我将在专题论文《莫比乌斯圈的反常现象》和《重新认识莫比乌斯圈》里进一步阐述和探讨莫比乌斯圈的相关问题.

当然，提交本文的真实目的是渴望能得到您对莫比乌斯圈、现象和原理作出更权威的准确诠释和更睿智的思想升华！

【参考文献】

［1］［德］莫比乌斯（1790―1868），数学家、天文学家，1858年公布莫比乌斯圈.

［2］［苏联］伏・巴尔佳斯基.拓扑学奇趣.长沙：湖南教育出版社，1999：43.

［3］华应龙.神奇的莫比乌斯带.北京第二实验小学精品课程，2005（1）：11-15.

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关键词：空载激光扫描测量；发展现状；河道测量；应用

中图分类号：TV85文献标识码：A 文章编号：

1激光扫描测量技术简介

LIDAR是LIGHT DETECTION AND RANGING的首字母组合，即激光探测及测距系统，它是采用单个激光脉冲量测从激光源到目标，再回到激光接收器的时间，同时结合飞机上传感器定位、定向数据，精确量测出被测物体（目标）的三维坐标。

LIDAR数据采集系统由安装于同一个飞行器上的以下几个部分组成：

1）机载GPS，为飞机提供精确的三维坐标。

2） 惯性测量系统，为激光束提供准确方向。

3） 激光发射、接收装置。

4） 反射镜，用于将发射的激光束反射到地面。

LIDAR数据采集系统收集到的点云数据，经过误差改正、求参数等，处理后可以得到高精度的数字高程模型、三维模型。采集流程如图1.

2 激光扫描测量技术发展现状

随着LiDAR硬件设备的提高，DGPS高精度差分系统、高精度三维姿态感应等技术的发展，LiDAR的产品体积、重量都在不断减小，工作成本也继续下降，使得此项技术真正步入实用阶段。经过数多年的研究发展，LiDAR的测量精度也达到了一个相当高的水平，其水平测量精度达到15cm，垂直精度达到10cm。现在全世界范围，已经有三十多种系列产品投入使用。

2l世纪是3s技术时代，国家大力投入、发展“数字海洋”、“数字地球”、”数字城市”，同时也对测绘工作提出了更高的要求。而激光扫描测量技术，更具有高效率、高精度、全时空测量的特点。

目前，激光测量做为一门新兴技术在测量行业正逐渐被广泛应用。与传统的三维空间信息采集手段相比，LiDAR技术除了较高的精度之外，它还不受天气，太阳光照射的影响，所采集到的数据，可以很轻松的进行分类提取，等等这些都是普通航测无可比拟的。因此，利用LiDAR系统，快速获取大面积三维地物和地形数据，继而生成数字高程地形模型已经成为应用广泛的测量手段。

3在河道测量方面的应用

由于激光扫描测量技术可以在大的测量区域提供高密度、高精度的测量数据且能够识别重要地物，使得它在河道测量中得到广泛应用。

河道地形测量，长期以来由于江河两岸地形复杂，条件艰苦，现有的陆地、船载测量仪器难以有效使用，特别是在植被茂盛的山区，GPS接收机卫星信号差，无线电传输距离有限，使得现在的GPS-RTK难以得到固定解，测量技术效率不高，若采用全站仪，通视情况又不佳，劳动强度大，危险性高，工作效率、测量精度也难以保障，迫切需要新的测量手段和技术设备来改变这一现状。

激光扫描测量技术能够获得高精度、高密度的高程数据，在高精度的可连续运行参考站技术和三维姿态技术的支持下，无需大量地面控制点，就可生成高精度的数字高程模型（DEM）和DTM。

水深测量部分，在激光测量技术之前，船载声波测深系统是最为有效和常用的手段。LiDAR水深测量系统，依靠蓝绿激光发射和接受设备，可以分别获得水面和水底的高程数据。 与传统的船载声波测深系统相比，LiDAR测深系统具有很多的优势：首先，它不受浅水区域和陆地的影响；测深精度和几何分辨率高，由于激光脉冲可以压缩到很窄的时间宽度内，向水中以纳秒级脉宽发射，因此测深点密度高，精度高，水下地形图质量好；而且节约时间，它可以快速的对大面积水域进行测量。对于一些山区性河流，船只无法航行的水域，LiDAR测深技术将提供高效的服务。研究人员指出，LiDAR测深技术是一种极具诱惑力的测深技术，必将开创一个崭新的局面。

4建议

激光测量系统的研究在我国引来了众多学者的重点关注，相信不久的将来，现在已经很成熟的硬件设备还会得到进一步发展，LiDAR系统数据后处理软件的研发将是又一个关键。随着技术的进一步发展，将越来越多的应用到测量行业中。我们应该时刻关注此项技术的新发展，积极主动的学习，勇敢的创新，为推动河道测量事业的新发展做出应有贡献。

5参考文献：

[1] 肖雁峰机载激光雷达技术(LiDAR)在航测中的应用实践 2010

[2]李树楷.刘彤.尤红建机载三维成像系统[期刊论文]-地球信息科学2000(1)

[3]王健. 移动激光扫描数据处理与应用研究2006

[4]刘经南.张小红激光扫描测高技术的发展与现状[期刊论文]-武汉大学学报(信息科学版)2003(2)

[5] 丁继胜等 激光扫描测量技术在海洋测量领域中的应用及技术发展趋 2007 海岸工程

篇(4)

〔中图分类号〕 G633.2 〔文献标识码〕 A

〔文章编号〕 1004―0463（2014）17―0083―01

新一轮《普通高中思想政治课程标准（实验）》确定了“三个维度”的教学目标，即知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观。三维目标是本次新课改的灵魂与核心，但在具体的教学实践中还有较大的困难。经过三年的教学实践，笔者认为，要有效整合思想政治教学中的三维目标，需掌握三个具体策略。

一、创设情境整合策略

创设情境整合策略就是指教师针对政治课的学习内容，通过创设问题情境激起学生探究的兴趣，引导学生进行方案设计、收集证据、分析证据、得出初步结论，再经过讨论交流，教师价值澄清，最后得出结论，使学生在探究、体验的活动过程中达到三维目标的有效整合的教学策略。下面以经济生活中的“价格变动对生产经营的影响”为例。

1.创设情境，提出焦点问题。“让利销售”、“降价促销”、“吐血大甩卖”这类从厂家和商家口中喊出的字眼，其背后实质是一场无硝烟的价格战，作为消费者的我们非常熟悉。假如你是企业的负责人，你应怎么看待与应对价格战？在设计这一环节时，教师需注意探究的问题要源于现实生活的真实环境，要符合学生的认知结构和水平，要能激起学生的好奇心与探究欲望。

2.围绕焦点问题，开展探究活动。教师引导学生把各自的探究结果进行相互讨论、交流，形成初步结论，即价格变化会促进企业调节生产、促使企业改进技术、改善管理、提高劳动生产率，促使企业生产适销对路的高质量产品。在这一环节中，关键要鼓励学生能进行独立思考、要有创新思维，在探讨中拓展思路，完善观点。教师要当好顾问与参谋，成为学生学习的指导者与促进者。

3.教师价值澄清，并达成目标。价格变化不仅有上述三方面作用，其实价格变化还会促使企业优胜劣汰，实现资源优化配置。同时教师还要引导学生明白应该树立竞争意识、科技意识、效率意识、企业家意识等。在这一环节中，教师要对学生的探究性结果进行总结性、指导性评价，对讨论的问题进行点评、加以补充，拓展学生的思路，让他们树立正确的情感态度与价值观。

二、合作探究整合策略

合作探究整合策略是指在明确学习主题的前提下，教师指导学生在课前进行阅读教材、收集相关材料、撰写小论文、撰写演讲稿等；课中小组进行合作讨论、交流反馈，然后教师再进行点拨、评价而达成三维目标的一种教学策略。这就要求教师在思想政治课教学过程中要重视学生的自主发现与意义重建，要提倡自主、亲历、合作与分享等的学习方式，以达成三维目标的有效整合。以经济生活中“树立正确的消费观――做理智的消费者”这一教学内容为例：教师可以确定“如何做一个理智的消费者”这一主题，在课前布置学生阅读相关材料并撰写讲稿，这些材料可通过查阅报纸、书籍、上网、问卷调查等方法收集；课中，把学生分四组讨论，让他们进行质疑、交流、反馈，然后在教师的点拨下综合与完善讲稿，并推荐一位代表上台演讲；之后，教师依次分析若干值得倡导的消费原则；最后，教师做出评价，组织检测，并虚拟条件，让学生制定一份消费计划，引导学生树立正确的消费观，以达成三维目标。

三、引导分析整合策略

引导分析整合策略就是指教师通过设置先行组织者呈现学习材料，引导学生进行分析、讨论，然后造成价值冲突进而达成三维目标的一种教学策略。此策略的目的就是要在学生的新知识与原有的认知结构中建立起有意义的、实质性的联系，从而让学生理解新知识的意义。而实现有意义的政治学习，教师可以给学生推荐相关的引导性材料，以帮助学生在分析、比较、归纳、推理等思维过程中建立起新、旧政治知识之间的联系，促进学生对新知识本质与规律的认识，进而达成三维目标的整合。下面以经济生活中“我国的经济制度――以公有制为主，多种所有制并存与共同发展的必要性”为例。

1.设置先行组织者。教师引导学生回忆初三学过的知识，即生产力的含义与内容、生产关系的内容、生产力与生产关系之间的关系等。

2.呈现学习材料。教师通过投影展示学习的目的，即以公有制为主体，多种经济成分并存与共同发展的原因。

篇(5)

[关键词] 三维激光扫描 测量误差 精度

[Abstract] This article first introduces the measurement principle of the 3D laser scanning. After considered the effects in the ways of instrument，reflector and scanning environment，making a accuracy analysis of it.

[Key words] 3D laser scanner surveying error accuracy

0.引言

三维激光扫描技术是继GPS空间定位技术后的又一项测绘技术革新，将使测绘数据的获取方法、服务能力与水平、数据处理方法等进入新的发展阶段[1]。传统的大地测量方法，如三角测量方法，GPS测量都是基于点的测量，而三维激光扫描是基于面的数据采集方式。三维激光扫描获得的原始数据为点云数据。点云数据是一切后续工作的基础，在数据采集过程中不可避免地会带有误差，为了提高点云数据质量，需要对误差来源进行详细的分析。1997年wallace等人研究了三角激光扫描仪的深度图像测量原理，并通过实验验证了扫描物体的移动能导致深度图像测量的系统性误差[2]。2000年吴剑锋等人详细分析了激光三角法测距的误差[3]。

1.地面型三维激光扫描系统工作原理

对地面三维激光扫描仪来说，采用的是仪器坐标系统，即所采集到的物体表面点的空间信息是以其自身的坐标系统为准的。系统以激光束发射处为坐标原点；Z轴位于仪器的竖向扫描面内，向上为正；X轴位于仪器的横向扫描面内；Y轴位于仪器的横向扫描面内且与X轴垂直，如图1-1，由此可得点坐标的计算公式：

2.点云数据的误差来源及分析

三维激光测量误差可分为：仪器误差、与目标物体反射面有关的误差和外界环境条件影响这三类。由（1）式可知，仪器误差源于仪器本身的性能缺陷，包括激光测距的误差（S的误差）、扫描角度测量的误差（误差）；与目标物体反射面有关的误差主要是表面粗糙度的影响；外界环境条件主要包括温度、风、气压等因素。在一般地面三维激光扫描作业环境下，我们认为地面三维激光扫描获取的点云数据的误差主要是由扫描仪自身的误差引起的[4],所以我们有必要弄清楚误差的来源。

2.1仪器误差

2.1.1激光测距误差

激光测距在信号处理各个环节都会带来一定的误差[2]。现在激光测距的原理有两种，脉冲式和相位式。脉冲测距产生的误差主要是计时误差，相位法测距产生的误差主要是调制光的频率误差。在仪器使用过程中，由于电子元件的老化等原因，实际的调制频率与设计的标准频率会产生微小的差别，该影响与所测距离长度成正比，称之为“比例误差”；另外，由于测距系统距离起算中心与其安置中心不一致等原因，使得实测距离与实际距离有一个固定的差数，称之为“固定误差”。对于“固定误差”和“比例误差”，可以通过仪器检定来确定，从而可确定激光测距误差。

记固定误差为，比例误差为，则测距长度为的测距误差为:

2.1.2扫描角的影响

扫描角的影响包括水平扫描角度和竖直扫描角度测量的影响。扫描角度引起的误差是扫描镜的镜面平面角误差、扫描镜转动的微小震动、扫描电机的非均匀转动控制误差等因素的综合影响。

测角误差对测设点位的影响公式为：

对于三维激光扫描仪则有:

式中为测距，单位为，，为激光对同一点扫描的次数。

2.1.3激光光速发散的影响

在实际应用中，多数扫描仪系统都是采用基于激光脉冲的时间测量来进行距离量测的。由于激光束的发散特性，使得激光束到达实体表面的光斑大小影响着回射点云的分辨率和定位的不确定性[5]。假设发射激光束成圆形发散，最终到实体表面的光斑用表示，有下式成立：

式中是与激光光束发射位置有关的距离参数。一般而言，光斑的大小是随着扫描距离增加而线性增大的。发散的光斑大小可以由一个扫描距离的线性方程来表示。许多仪器厂家都标定了各自系统的光斑发散值的大小，如Trimble GX200的光斑大小为3mm/50m，莱卡HDS3000为6mm/50m。

地面三维激光扫描仪的距离测量是沿着发射光束的中心线测定的。由于激光光束的发散使得真正的点位难以预测[6]。同样由于实体扫描在之前，实体的位置和形状也是未知的。故需要一个可靠的模型来量化光束的不确定性水平。设激光束的直径为，角度定位变化是。由密度公式推出来的光束宽度的不确定性表达如下式:

根据密度方程的等方性和在任意维数的均值都为0的特性，由经验判断有，激光束的位置不确定性约等于1/4的发散光斑直径。如式:

假设角度采样间隔在和方向上是相等的。那么推导得到定位中心和实际目标中心一致的可能性与采样的间隔是有直接关系的，由密度公式:

给出中心点定位的标准偏移如下:

2.2与目标物体反射面有关的误差

扫描得到的点云的精度与物体表面的粗糙程度密切相关。三维激光回波信号的多值性[7]，使得不同的三维激光扫描系统处理的回波信号不同。以处理首次回波信号为例，目标物体表面粗糙程度引起激光脚点位置的偏差 接近于物体表面粗糙极值的一半。

2.3外界环境条件的影响

外界环境对一切测量仪器都会产生不同程度的影响，热胀冷缩会使仪器结构产生细微的变化，较大的风力会使仪器颤动影响扫描质量。较差的外界环境条件对扫描数据质量的影响较大。

地面三维激光扫描仪的观测精度与扫描距离及扫描的精细程度有关，针对Trimble GX200三维激光扫描仪，经过实验研究发现测量主要误差来源于测距误差和扫描角误差。在扫描距离为50m时的测距精度为1~2mm，单点定位精度为6mm。

3.结束语

三维激光扫描仪目前广泛应用于各个领域，是研究的热点。本文主要研究了三维激光测量误差来源――仪器误差、与目标物体反射面有关的误差和外界条件影响。通过实验得知了仪器Trimble GX200的测距精度和扫描精度。

参考文献：

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[关键字]三维激光扫描仪 点云数据 三维立体模型

[中图分类号] O348.11 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-5-322-1

0前言

传统的大地测量方法，如三角测量方法，GPS测量都是基于点的测量，相对于传统的测量技术，三维激光扫描仪技术在获取空间数据信息时能以点云的方式获取几乎整个观测目标的三维坐标，具有实时性、主动性、适应性好等特点。目前该技术应用的领域包括快速建立局部城市三维模型、古建筑测量与文物保护、逆向工程应用、复杂建筑物施工、地质研究、建筑物形变监测等。

对空间信息进行可视化表达，即进行三维建模，通常有两类方法：基于图像的方法和基于几何的方法。基于图像的方法是通过照片或图片来建立模型，其数据来源是数码相机。而基于几何的方法是利用三维激光扫描仪获取深度数据来建立三维模型，这种方法含有被测场景比较精确的几何信息。

1测量原理及其关键模型分析

三维激光扫描仪的主要构造是由一台高速精确的激光测距仪，配上一组可以引导激光并以均匀角速度扫描的反射棱镜，如图1所示。激光测距仪主动发射激光，同时接受由自然物表面反射的信号从而可以进行测距，针对每一个扫描点可测得测站至扫描点的斜距，再配合扫描的水平和垂直方向角，可以得到每一扫描点与测站的空间相对坐标。

三维激光扫描仪发射器发出一个激光脉冲信号，经物体表面漫反射后，沿几乎相同的路径反向传回到接收器，可以计算日标点P与扫描仪距离S，控制编码器同步测量每个激光脉冲横向扫描角度观测值α和纵向扫描角度观测值β。三维激光扫描测量一般为仪器自定义坐标系。X轴在横向扫描面内，Y轴在横向扫描面内与X轴垂直，Z轴与横向扫描面垂直，获得P的坐标。

精度的因数：分辨率、回波、时间、大气影响等。通常情况下，仪器与被测点的距离越近、激光光斑越小、分辨率越高、回波信号越强，相应的测量精度越高；反之，则测量精度越低。此外，回波还受目标材质的反射率和边缘效应影响，而温度的变化也可令某种激光扫描仪的测距结果在x，y方向产生偏移。

2工程实例应用

2.1外业数据获取方式

外业数据采集主要包括了：仪器的架设、测量项目及测站的建立、测量标靶以及点云扫描。其中测量时可采用自由设站的方式，也可选择架设在一直坐标点的方式，如何选择可视实际情况而定。

2.2内业数据处理

内业数据工作主要包括了点云的拼接，点云多余数据的剔除，以及三维立体模型的建立，如图2所示。

该实验应用拓普康三维激光扫描仪进行外业点云采集，选取自由架站的方式，在内业数据处理时应用其自带软件ScanMaster进行了点云的拼接和剔除，再基于Geomagic软件进行三维立体模型的建立，有图中可以看出，点云采集密度较好且通过软件建立的三维立体模型完整性较好。

3小结

扫描技术不断发展并日渐成熟，目前三维扫描设备也逐渐商业化，三维激光扫描仪的巨大优势就在于可以快速扫描被测物体，不需反射棱镜即可直接获得高精度的扫描点云数据。这样一来可以高效地对真实世界进行三维建模和虚拟重现。通过本文的研究，介绍了外业数据采集及内业数据处理，对三维立体模型的构建具有一定的参考意义。

参考文献

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[2]石若明. 地面三维激光扫描点云分辨率研究[J].遥感学报，2008，12（ 3） .

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关键词：水平井建模，非均质性，塔河一区三叠系下油组

 

前 言

由于水平井在增大泄油面积、提高采收率等方面较直井具有诸多的优点，已被广泛应用于开发低渗油气藏、薄层油气藏、复杂断块油气藏和稠油油藏。论文大全，塔河一区三叠系下油组。而水平井开发油藏储层建模技术的目标之一，就是建立能真实反映储层非均质性的地质模型。

本文以塔河一区三叠系下油组水平井为例，在建模过程中，结合油藏构造、沉积和测井物性解释等资料和储层非均质性等特征，通过设置断块网格数的方式，对水平方向的参数采用不同的插值方法，使建立的三维模型既能更精确的刻画储层非均质性，又能适当减少网格单元密度，控制计算量。

1、塔河一区三叠系下油组基本地质特征

1.1 构造特征

图1 塔河一区三叠系下油组构造顶面图

塔河一区三叠系下油组位于塔里木盆地塔东北坳陷区沙雅隆起阿克库勒凸起南部，是艾协克南—桑塔木盐边构造带上的一个局部构造。塔河一区三叠系下油组构造为一长轴近SW-NE向的低幅背斜，构造南北两翼近于对称，南翼相对较陡，整个构造的平面形态为棒槌状（西部宽缓，东部逐渐变窄）（图1）。背斜长轴8km，短轴2.5km，长短轴之比为3.2，闭合面积为15.61km2，闭合高度可以达到37m。

1.2 储层基本特征

塔河一区三叠系下油组孔隙度主要分布在18%～25.5%之间，平均22.06%；渗透率主要集中在18×10-3μm2～5245×10-3μm2之间，平均899×10-3μm2；属中孔、高渗储层。

塔河一区三叠系下油组大部分井都打在了1小层，1小层平面上孔隙度的分布以西面和中部TK107H、TK117H、TK120H三口井周围及其水平段上孔隙度较高；而S29-S41井沿线以北孔隙度小于18%，TK110H井周围孔隙度小于16%，属于低孔隙度发育区。

塔河一区三叠系下油组1小层渗透率的变化特征总体趋势与孔隙度相似，但所不同的是渗透率值的变化差异较大，低值区和高值区可以相差数百。渗透率在TK109H、TK121H、TK118H井点上及其水平段上渗透率达到400～1000×10-3um2，而在东面、北面以及TK102井附近渗透率小于100×10-3um2，属于相对低渗区。论文大全，塔河一区三叠系下油组。因此对比孔隙度和渗透率的变化可以发现渗透率平面差异性较孔隙度大。

2、塔河一区三叠系下油组构造模型的建立

构造模型由断层模型和层面模型组成。本次油藏的断层模型是根据“断层线→断层组→断层网→断层模型”的流程建立的，而层面模型是在矢量化修编的砂体顶面总体构造特征的基础上，通过井点处测井分层数据加以控制，采用井间普通确定性克里金插值建立的（图2）。

图2塔河一区三叠系下油组构造模型

3、塔河一区三叠系下油组属性模型的建立

常规建模方法主要应用于直井。目前应用Petrel软件的建模方法一般是在平面生成顶部、中部、底部三个骨架，建立边界圈闭、断层方向和趋势线来控制网格单元，设置网格单元的密度，最后对中部骨架进行网格化并外推到其余两个骨架。论文大全，塔河一区三叠系下油组。其优点是基于断层建立，添加新的层位和分层数据之后更新模型很快。论文大全，塔河一区三叠系下油组。但是该方法仅仅来源于表面的断层信息而不是基于“面”的概念，网格基于平均插值的计算，网格单元密度是自行设置的固定值，显然不适用于水平井生产层段受平面非均质性影响较大时的建模。

本次研究中，通过设置断块网格数的方式，对水平方向的参数采用不同的插值方法，即在储层非均质性较强区域，适当提高该区网格数，而在储层非均质性较弱区域，设置较低的网格数，使建立的三维模型既能更精确的刻画储层非均质性，又能适当减少网格单元密度，控制计算量。

3.1 属性参数概念模型的建立

选取了TK106、TK107共2口水平井，根据渗透率、孔隙度、突进系数、变异系数的叠合（图3），设置了不同密度的断块分级，建立一个水平井概念模型（图4、图5）。图4中看到平面网格在左、中、右位置的单元数不同。

图3概念模型物性叠合分布图

图4概念模型网格单元示意图 图5 概念模型的构造模型

概念模型的孔隙度和渗透率属性模型见图6、图7。

图6孔隙度概念模型 图7 渗透率概念模型

通过与物性平面图对比，可以证明对水平井生产层段分断块划分，能够有效利用水平段上测井数据对周边范围的精确控制，以此建立的属性参数模型能够最大程度模拟储层非均质性，更加逼近储层真实属性。论文大全，塔河一区三叠系下油组。

3.2 油藏属性参数模型的建立

结合油藏构造、沉积和测井物性解释等资料和储层非均质性等特征，通过设置断块网格数的方式，对水平方向的参数采用不同的插值方法，选用地质统计学中适用于连续变量模拟的序贯高斯模拟算法，采用随机过程的相控建模技术模拟得到了塔河一区三叠系下油组属性参数分布模型（图8、图9）。论文大全，塔河一区三叠系下油组。

图8 塔河一区三叠系下油组孔隙度三维模型

图9 塔河一区三叠系下油组渗透率三维模型

4、结论

本文以塔河一区三叠系下油组水平井为例，在建模过程中，充分考虑油藏构造、沉积和测井物性解释等资料和储层非均质性等特征，通过设置断块网格数的方式，对水平方向的参数采用不同的插值方法，使建立的三维模型能够最大程度模拟储层非均质性，更加逼近储层真实属性。

参考文献

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