DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 电子鼻简介 电子鼻(E-nose)作为一种无损检测技术，近年来发展较为迅速，其主要通过检测水果的气体成分来监测果实品质，具有客观、快速、准确的特点，现已成功用于番茄、桃和梨等水果的品质评价。由于苹果品质与其散发的气味密切相关，因此电子鼻技术在苹果品质检测上有着广阔的应用前景。 电子鼻，又称人工嗅觉系统，是指能够人工模拟生物嗅觉系统的功能，具有智能识别能力的气敏传感器系统；是由气敏传感器技术与近年兴起的人工智能技术相结合，对生物嗅觉系统进行建模而形成的一项新技术。成熟的电子鼻技术主要有三部分构成：气敏传感器阵列、信号预处理电路和计算机模式识别系统 [ 11 ] 。其工作原理是由气敏传感器阵列与被测气体产生化学、物理反应并产生与气体浓度成正比的电信号，然后将产生的电信号经过放大、滤波、A/D转换传输至计算机，最后由计算机通过相关算法进行模式识别 [ 11 ] 。其结构框图如图1所示。 气体传感器阵列是由一定数量性能不同的气体传感器组成或集成制造的。气体传感器的气敏性能相差越大、数目越多，选择性越强，电子鼻性能越好。但是阵列中传感器数目过多会增大系统体积，并增加系统数据采集、传输和处理的难度，提高系统的开发成本。因而，选择合适类型及数目的传感器组成阵列是电子鼻技术应用中的一个关键问题。 传感器响应气体产生电阻变化，通过信号采集电路及A/D转换产生时间域的响应信号。气体分析前的一个重要步骤是从该时间域信号中提取有用信息，也就是从传感器的响应信号中选择特定的参数作为特征，替代响应曲线用于后续的数据处理。这个过程称为特征参数提取。提取的特征参数再经过降维、归一化等处理送入模式识别器进行分析。因而，特征参数提取决定了气体传感器信息提取的好坏和模式识别系统处理的基本信息量，是最为重要和必不可少的一部分。 通常在模式识别前，将提取的过多的特征参数通过特定的降维算法将其线性映射到低维的特征数据空间，并保留样本的大部分信息。再把数据进行归化以使特征线性映射到[0，1]之间，其目的是为了减少化学计量识别中的计算误差，使每一个特征处于同一数量级，并为模式识别器的输入空间准备合适的数据模式识别是对特征提取后得到的信息进行再处理，以获得混合气体的组成成分和浓度等信息。目前的模式识别方法有很多。统计模式识别、遗传算法、人工神经网络及模糊推理等是常用的模式识别方法。 气敏传感器阵列作为电子鼻的核心部分，根据材料的不同，气敏传感器的分类如表2所示。在果蔬类气味检测中使用最多的是金属氧化物半导体(MOS)气敏传感器，而且不同种类的MOS传感器对气味的识别效果不同，同一传感器的响应是多种气体共同作用的结果。因此，模式识别技术的选取，对气敏传 图1. 电子鼻结构框图 Table 2 Different types of gas sensor features [12 作用机理 测量方法 制备方法 优点 缺点 金属氧化物气敏传感器 电导率 喷涂 响应速度快，稳定 高温下工作 机聚合物气敏传感器 电导率，电容 电镀，丝网印刷 常温工作 对湿度敏感 电势气敏传感器 电压，电流 微加工 集成度高 气体响应程度需要达到肖特基门限 质量敏感型气敏传感器 频率 电镀，丝网印刷， 灵敏度高 制作较为复杂 光学气敏传感器 光谱吸收 电镀，丝网印刷， 屏蔽噪声能力强，适应性强 价格昂贵 表2. 不同类型气敏传感器的特点 [ 12 ] 感器数分析的结果也有很大影响。在果蔬检测中应用最广泛的模式识别方法有主成份分析(PCA)、线性判别分析(LDA)、人工神经网络(ANN)等方法。PCA和LDA都是用于数据降维的方法，区别在于前者属于无监督降维技术，后者属于监督学习的降维技术，对于传感器采集到的多指标数据集，PCA将数据投影到一个更低维的数据空间，并且保证原始数据在整个空间上的方差最大化；而LDA通过降维找到使数据具有差异的维度，使得原始数据在这些维度上投影后，保证数据类间方差最大化，而类内方差最小化。因此，LDA和PCA需要进行进一步的特征提取从而完成模式识别。ANN因能够处理非线性数据，对传感器自身漂移和测量误差有较强的容错能力，适用与参数复杂的非线性系统，因而被用于电子鼻模式识别中。 因此，在运用电子鼻技术对苹果品质进行检测的过程中，根据被测对象的类别和要求选择合适的传感器类型和模式识别技术，构成适合的电子鼻系统，对提高系统的精度至关重要。
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user: 5. 总结与展望 人们运用电子鼻通过检测苹果的气味可以区分其品种、成熟度、预测贮藏的货架期以及质量的好坏。在苹果品种鉴定方面，同一电子鼻对苹果品种的区分能力是有限的；随着品种数量的增加，电子鼻的区分度开始下降。而且电子鼻对完整果实的区分效果优于对果汁的区分效果。电子鼻在苹果成熟度和货架期的检测方面区分的精度主要受模式识别技术的影响，常用的模式识别技主要有PCA、LDA和ANN等，与PCA相比，LDA的识别效果更好，与ANN相比，LDA也更为简单。总体来看，电子鼻在苹果的品种鉴定，成熟度监测和贮藏中的应用都取得了很好的进展，尤其是电子鼻在贮藏中的应用最为成熟，运用到了多种模式识别技术和数学模型，可以很好的对苹果的不同贮藏期进行区分以及对货架期进行预测，而且，电子鼻可以比较准确的对贮藏期间苹果质量好坏进行区分。 电子鼻在果蔬品质检测上还存一些问题。首先，电子鼻在使用之前需要收集大量的测试数据，建立训练集，选择数据处理方法和数学模型，构建一个合适的评价体系，并且针对检测对象的不同，其数据处理方法和数学模型存在一定的差异。其次，电子鼻的检测只针对气味这一单一指标，对整体品质的反映具有一定的局限性，多种检测技术的融合成为一种趋势，以电子鼻检测技术为基础，与其它图像处理方法相结合，使检测结果更加准确可靠。 电子鼻作为一种绿色、快速、无损的检测技术。随着微电子技术、传感器技术、纳米材料技术的进步以及算法的发展创新，其性能也会进一步完善，更加智能化的贴合生物嗅觉系统的电子鼻将会出现，在水果品质以及其他方面的应用也会愈加广泛。
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user: 摘 要 研究无线传感器网络QOS-QOE节能优化模型的目的是界定和研究WSN网络QOS-QOE节能优化建模问题。研究内容主要是无线传感器网络QOS-QOE，第一，研究WSN网络以及其下面各种算法主要是解决TSP问题，然后研究QOE模型，建立模型参数可以包括QOS因素也可以包括非QOS因素，最后研究QOS-QOE模型，参数只包括QOS因素。研究方法主要是找到关键问题无线传感器网络QOS-QOE节能优化建模研究，通常目标函数是关键问题，主要采用蚁群算法，遗传算法，人工神经网络下SVM + PCA和LS-SVM和LIBSVM等方法。互联网的四大关键技术应用非常广泛，这四种技术主要是RFID，WSN，M2M两种融合。RFID可以使用matlab，NS2，JAVA实现，WSN可以使用NS2，OMNET++实现，M2M可以使用JAVA开发。研究结论是物联网来源和发展于互联网；反之，物联网的发展又进一步推动互联网向一种更为广泛的“互联”演进。物联网和互联网是父与子的关系，无线网络和无线WSN网络一样，只不过无线节点固定和移动的变为了传感器而已。无线传感器网络QOS-QOE节能优化模型比其他QOE模型更节能，更精确，更优化。物联网包括互联网技术，WSN网络，RFID可以是WSN网络的一部分，RFID的翅膀是WSN网络。航天科技行业也应用到了物联网。 关键词 :无线传感器网络，QoS，QoE，节能优化模型，遗传算法 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 互联网，即广域网，局域网和独立按照由国际电脑网络组成的某种通信协议。互联网是通过计算机信息技术连接两台计算机或两台或多台计算机终端，客户端和服务器的结果。人们可以向数千英里外的朋友发送邮件，工作或者普通娱乐 [ 1 ] 。物联网的原理是，在互联网基础上，利用RFID、数据通信技术 [ 2 ] ，组成一个覆盖世界万事万物的整合网络网中万物自动识别，信息共享，按照人们预先制定的规范彼此“交流” [ 3 ] 。物联网通过传感器，射频识别(RFID)技术，全球定位系统，红外传感器，激光扫描仪，气体传感器等各种信息传感设备定义为各种设备和技术 [ 4 ] ，任何实时连接，与对象或过程互动，收集其声音，光，热，电，力学，化学，生物学，定位等需求的信息，结合互联网形成庞大的网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制 [ 5 ] 。这有两个意义：一是物联网的核心和基础仍然是互联网，是在网络的基础上扩展互联网；其次，其客户端扩展和扩展到任何对象和对象之间的信息交换和通信。最早的是固定互联网，离开了连接线不可能进入网络。后来，随着移动通讯的发展，出现了移动互联网。但不论移动的还是固定的互联网，都是人和人相连。第三代互联网是人和物相连，这个时候，我们把互联网叫做物联网，在中国叫做传感网。第一代互联网固定互联网，固定互联网有线的。第二代互联网移动互联网包括有线和无线。第三代互联网，人与物，物与物通过无线技术连接叫做物联网。互联网是针对所有(all)的联网，可以是(物质)things、(信息)information等；物联网是针对物质(things)的联网。由于物联网连接的物体多种多样，物联网涉及的网络技术也有多种，如可以是有线网络、无线网络；可以有线网络和无线的混合网，没有说必须用有线网络通讯。物要连到网上，主要就是无线和有线。有线通讯是设备进行网络链接的终端。因为有些终端需要有线网络的接入。物联网包括互联网技术，网络可以分为有线无线，也可以分为物联网，互联网。这些，也就是考虑网络丢包里面的网络的含义。物联网也分有线无线还可以分WSN，rfid等等。“物联网”是核心和依托“互联网技术”的基础，是基于互联网技术的扩展和扩展的一种网络技术，其客户端扩展到任何项目和项目，交换信息和通信 [ 6 ] 。物联网是指互联网和物品连接起来。终端比较单一，大部分是指电子设备，但是物联网的终端可以是各种物品 [ 7 ] 。数据是传感器主动感知和信息交换，实现对物品的智能化管理。物联网(Internet of Things)指的是将无处不在(Ubiquitous)的末端设备(Devices)和设施(Facilities)，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、数控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的，如贴上RFID的各种资产(Assets) [ 8 ] 、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”(Mote)，通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通(M2M)、应用大集成(Grand Integration)、以及基于云计算的SaaS营运等模式，在内网(Intranet)、专网(Extranet)、和/或互联网(Internet)环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面(集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服务功能 [ 9 ] ，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
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user: 2. 问题描述 2.1. WSN网络以及其下面各种算法主要是蚁群算法解决TSP问题，JSP构建地图找到对数据通信最优化的网络。关键问题是如何部署传感器去实现更好的无线传感器网络性能，并且使传感器的数量最小，找到最优的数据传输路径。主要通过建立WSN下数据传输评估模型判断最佳的传感器数量使模型最优化，也就是WSN网络性能最优化 TSP问题：1) 利用标准蚁群算法或其改进实现旅行商问题TSP (数据可从网上获得，如下载TSPLIB，网址http://www.iwr.uni-heidelberg.de/groups/comopt/software/TSPLIB95/index.html)问题的优化求解，给出所求得的优化解。旅行商问题属于一种典型的组合优化问题，定义是指给定n个城市集合以及两两城市之间的距离，寻找一条具有最短长度的闭合路径，该路径经过全部城市且每个城市经过一次。旅行商问题可由图论描述，即给定图G = (V， A)，其中V为城市集合，A为城市之间的支路集合，已知各城市间的连接距离，要求确定一条长度最短的Hamilton回路，即当且仅当一次遍历所有城市的最短回路。旅行商问题在离散数学中也有所涉及的 [ 10 ] 。周游世界问题：能否从某城市出发，沿着交通线经过每个城市恰好一次，再回到原来的出发地哈密而顿通路(回路)是经过连通图的所有结点的基本通路(回路)。二分图定义：如果能将无向图G = 的顶点集V分成两个非空子集V1，V2，满足V1∩V2 = 0，V1∪V2 = V，使得G中任意一条边的两个端点，一个属于V1，另一个属于V2，则称G为二分图；将V的两个子集V1和V2称为互补结点子集，并且常将G记成G = 的形式；若V1中的每个顶点与V2中的每个顶点都有且只有一条边相关联，则称G为完全二分图，记作Kn，m，其中，n = |V1|，m = |V2|。2) 群体软件工程的方法。3) 群体感知技术。 2.2. 遗传算法解决TSP问题和建立QOE模型，建立模型参数可以包括QOS因素也可以包括非QOS因素，Logistic建立QoE评估模型 问题：利用标准遗传算法或其改进实现TSP问题的优化求解，给出所求得的优化解。遗传算法建立QOE模型。Logistic建立QOE模型。小波分析方法建立QOE模型。 2.3. Logistic建立QOS-QOE模型，参数只包括QOS因素，采用BP人工神经网络建立并和SVM + PCA方法并和LS-SVM方法和LIBSVM进行比较 Logistic建立QOS-QOE模型。BP人工神经网络建立QOS-QOE模型。SVM + PCA方法建立QOS-QOE模型。LS-SVM方法建立QOS-QOE模型。LS-SVM方法建立考虑网络丢包的视频质量无参评估模型。运用的前两部分研究的结论主要是第一不同的输出链路速度对用户体验质量有显著影响，第二是不同的丢包率和不同的视频内容特性对用户体验质量有显著影响。前两部分的结论是选择不同输出链路速度和不同丢包率和不同的视频内容特性这三个参数的理论和实验基础，而后面是选择量化参数等其他参数的基础。建立模型主要采用最小二乘支持向量机的方法进行，是支持向量机基础上的进一步升华，相比于支持向量机运行速度快，精确度高。
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user: 3. 研究方法 3.1. WSN网络以及其下面各种算法主要是蚁群算法解决TSP问题，JSP构建地图 蚁群算法产生聚类算法。遗传算法与蚁群算法的融合。群智能理论研究领域有两种主要的算法：蚁群算法(Ant Colony Optimization， ACO)和微粒群算法(Particle Swarm Optimization， PSO)。算法实现简单。最初提出的AS有三种版本：Ant-density、Ant-quantity和Ant-cycle。该系统的提出是以Ant-Q算法为基础的。ACS与AS之间存在三方面的主要差异：首先，ACS采用了更为大胆的行为选择规则；比较典型的应用研究包括：网络路由优化、数据挖掘以及一些经典的组合优化问题。利用ACO实现对生产流程和特料管理的综合优化，并通过与遗传、模拟退火和禁忌搜索算法的比较证明了ACO的工程应用价值 [ 11 ] 。这样形成一个正反馈。 3.2. 遗传算法解决TSP问题和建立QOE模型，建立模型参数可以包括QOS因素也可以包括非QOS因素，Logistic建立QoE评估模型 遗传算法(GA， Genetic Algorithm)，也称进化算法。因此在介绍遗传算法前有必要简单的介绍生物进化知识。1） 进化论知识。作为遗传算法生物背景的介绍，下面内容了解即可：种群(Population)：生物的进化以群体的形式进行，这样的一个群体称为种群。个体：组成种群的单个生物。基因(Gene)：一个遗传因子。染色体(Chromosome)：包含一组的基因。生存竞争，适者生存：对环境适应度高的、牛B的个体参与繁殖的机会比较多，后代就会越来越多。适应度低的个体参与繁殖的机会比较少，后代就会越来越少。遗传与变异：新个体会遗传父母双方各一部分的基因，同时有一定的概率发生基因变异。简单说来就是。2） 遗传算法思想。举个例子，使用遗传算法解决“0-1背包问题”的思路：0-1背包的解可以编码为一串0-1字符串(0：不取，1：取)；首先，随机产生M个0-1字符串，然后评价这些0-1字符串作为0-1背包问题的解的优劣；然后，随机选择一些字符串通过交叉、突变等操作产生下一代的M个字符串，而且较优的解被选中的概率要比较高。这样经过G代的进化后就可能会产生出0-1背包问题的一个“近似最优解”。编码：需要将问题的解编码成字符串的形式才能使用遗传算法。最简单的一种编码方式是二进制编码，即将问题的解编码成二进制位数组的形式。例如，问题的解是整数，那么可以将其编码成二进制位数组的形式。将0-1字符串作为0-1背包问题的解就属于二进制编码。遗传算法有3个最基本的操作：选择，交叉，变异。选择：选择一些染色体来产生下一代。一种常用的选择策略是“比例选择”，也就是个体被选中的概率与其适应度函数值成正比。假设群体的个体总数是M，那么那么一个体Xi被选中的概率为 f ( Xi ) / ( f ( X1 ) + f ( X2 ) + ⋯ + f ( Xn ) ) 。比例选择实现算法就是所谓的“轮盘赌算法” (Roulette Wheel Selection) [ 12 ] 。思想：生物性状之所以能够传给后代，是由于生物体内有对遗传起决定作用的物质，遗传物质。DNA是主要的遗传物质。通过它能使上一代的性状在下一代表现出来。现代遗传学的研究认为，DNA分子上面有很多基因，这些基因分别控制着不同的性状，也就是说，基因是决定生物性状的基本单位。基因就是有遗传效应的DNA片段。进化计算的研究起源于20世纪50年代。1965年，美国Michigan大学的Holland教授首次提出了人工遗传操作的重要性，并把这些应用于自然系统和人工系统中。1965年，德国的Rechenberg和Schwefel提出了进化策略。1965年，美国的Fogel提出了进化规划。进化计算在该时期并未受到普遍的重视。其主要原因一是因为这些方法本身还不够成熟；进化计算在该时期并未受到普遍的重视。其主要原因一是因为这些方法本身还不够成熟；所出版的专著《Genetic Algorithms—In Search， Optimization and Machine Learning》被视为遗传算法的教科书。C发展期(20世纪90年代以后)。进化计算的主要分支包括：遗传算法(Genetic Algorithm，简称GA)、进化规划(Evolution Programming，简称EP)和进化策略(Evolution Strategies，简ES)。由美国J. Holand教授于1975年首次提出。遗传算法与自然进化的比较如见表1所示。 关于优化问题。传统的优化方法(局部优化)。全局优化方法：漫步法(Random Walk)、模拟退火法、GA。传统的优化方法。利用这些约束，收敛快。有些方法，如Davison-Fletcher-Powell直接依赖于至少一阶导数；共轭梯度法隐含地依赖于梯度。全局优化方法。求解稳健，但收敛速度慢。能获得全局最优。适合于求解空间不知的情况。基本概念：① 个体与种群。② 适应度与适应度函数。③ 染色体与基因。简单遗传算法(SGA)的基本参数：① 种群规模P：参与进化的染色体总数。② 代沟G；有重叠0 < G <1。③ 选择方法。④ 交换率：Pc一般为0.4~0.99。⑤ 变异率：Pm一般为0.0001~0.1。简单遗传算法流程图如下图1所示。 3.3. Logistic建立QOS-QOE模型，参数只包括QOS因素，采用BP人工神经网络建立并和SVM + PCA方法并和LS-SVM方法和LIBSVM进行比较 人工神经网络介绍：实质上人工审计网络可以理解为模拟人脑神经元组成的人工方式构造的网络系统的数据处理系统(非线性的处理方式)。人工神经网络的学习过程就是它的训练过程 [ 13 ] 。训练过程就是形成模型的过程。无导师学习：无导师学习与导师训练对应。有导师学习：有导师学习与有导师训练对应。输入向量与其对应的输出向量构成一个“训练对”。无导师的少，有导师的多。有导师就是有参考的意思。SVM分为线性和非线性的。有导师的训练步骤：从样本集合中取出一个样本(Ai，Bi)；训练对是(Ai，Bi)。Ai是样本集，Bi是类标签，联系SVM分类器。计算出网络的实际输出Oi。求D = Bi − Oi (实际输出减去理论输出)。根据D调整权矩阵W。网络训练的目的：使E (误差)最小。 Table 1 Comparison of genetic algorithm and natural evolutio 自然界 遗传算法 染色体 字符串 基因 字符，特征 等位基因 特征值 染色体位置 字符串位置 基因型 结构 表型 参数集，译码结构 表1. 遗传算法与自然进化的比较 图1. 遗传算法流程图
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user: 4. 结果和结论 4.1. WSN网络以及其下面各种算法主要是蚁群算法解决TSP问题，JSP构建地图 运行Web应用程序：配置服务器：依次选择Eclipse菜单栏中“窗口”/“首选项”菜单项，在弹出的“首选项(preferences)”对话框左侧区域中，依次展开MyEclipse/Application Servers节点，选中节点下的“Tomcat 5”选项。然后单击右侧“Tomcat Home Directory”文本框右侧的“浏览”按钮，选择Tomcat的安装路径，并选中Enable单选按钮。展开对话框左侧的Tomcat 5节点，并选中JDK选项，配置Tomcat服务器使用的JDK。默认情况下，Eclipse会自动检测到已安装的JDK并进行指定，读着可以不进行该步骤的操作。若在“Tomcat JDK name”下拉列表框中没有值或者想更改使用的JDK版本，则可以单击该下拉列表框右侧的“ADD”按钮，弹出“Tomcat>Add JVM”对话框，单击该对话框中的“浏览”按钮选择JDK的安装路径。(目录：java->jdk->jre)将项目发布到Tomcat下。单击Eclipse菜单栏中的交互按钮，弹出“Project Deployments”对话框，在该对话框中从Project下拉列表中选择要发布的MyJsp项目。然后单击对话框中的Add按钮，在弹出的“New Deployment”对话框的Server下拉列表中选择Tomcat5选项，其他选项保留默认配置。最后单击完成按钮完成项目的发布。单击Eclipse菜单栏中的按钮启动Tomcat服务器。打开IE浏览器，在地址栏中输入地址http://localhost:8080/MyJsp。JSP实验环境变量配置的方法：Eclipse不用安装，直接解压就可以用的，但要求电脑里面有安装JDK并且配置好环境变量。JDK的安装是全自动的，配置JDK环境变量的方法：如果Windows 2000，XP或者是win7系统，使用鼠标右击“我的电脑”->属性->高级->环境变量。1) 系统变量->新建->变量名：JAVA_HOME，变量值：C:\jdk1.6.0_21\。2) 系统变量->新建->变量名：CLASSPATH，变量值:.;%JAVA_HOME%\lib。3) 系统变量->编辑->变量名：Path，找到名为Path的环境变量。CLASSPATH中有一英文句号“.”后跟一个分号，表示当前路径的意思。百度地图API如图2所示。 1) 百度地图API。百度地图API是一套由JavaScript编写的将百度地图嵌入到网页应用程序接口，它能够帮助您在网站中构建功能丰富交互性强的地图应用程序。百度地图API为开发者提供丰富的函数，控件，事件和封装的类，提供很多的专题图服务，如本地搜索，路线规划，地址解析等接口供用户使用。它尽量将复杂的底层逻辑进行隐藏和封装，以一种便于您理解的方式提供使用者只需要按照百度的要求进行注册使用，客户端不需要下载安装任何软件控件或地图，所有运算都在百度服务器中运行，由API进行组织显示，分级缩放和漫游，开发者只需要通过其API，利用JavaScript脚本语言就可以将百度地图服务连接到自己的网页中，利用百度地图API技术构建WebGIS平台，采用客户端应用服务器和数据服务器三层结构进行设计，其中客户端主要实现地图加载、地图浏览和查询功能，客户端的设计重 图2. 百度地图API 点是地图浏览和查询界面，以及把用户访问和查询请求发送给服务器。应用服务器则负责处理用户的访问和查询请求，数据服务器用于存取各类空间数据和属性信息，采用SQL Server数据库存取数据库表格。2) 制作代码。可以采用在eclipse中使用jsp语句“http://api.map.baidu.com/api?v=1.3”调用百度的API。如下是部分模块的实现代码，由于篇幅有限，只说明了一部分功能的代码，其它的省略了。 4.2. 遗传算法解决TSP问题和建立QOE模型，建立模型参数可以包括QOS因素也可以包括非QOS因素，Logistic建立QoE评估模型 用遗传算法找10个城市之间到的最短路径。 基本算法步骤：步1 在搜索空间U上定义一个适应度函数f(x)，给定种群规模N，交叉率Pc和变异率Pm，代数T；步2 随机产生U中的N个个体 ，组成初始种群 ，置代数计数器t = 1；步3 计算S中每个个体的适应度f()；步4 若终止条件满足，则取S中适应度最大的个体作为所求结果，算法结束。步5 按选择概率P(xi)所决定的选中机会，每次从S中随机选定1个个体并将其染色体复制，共做N次，然后将复制所得的N个染色体组成群体S1；步6 按交叉率Pc所决定的参加交叉的染色体数c，从S1中随机确定c个染色体，配对进行交叉操作，并用产生的新染色体代替原染色体，得群体S2；步7 按变异率Pm所决定的变异次数m，从S2中随机确定m个染色体，分别进行变异操作，并用产生的新染色体代替原染色体，得群体S3；步8 将群体S3作为新一代种群，即用S3代替S，t = t + 1，转步3； }遗传算法建立QOE模型。遗传算法工具箱使用。 4.3. Logistic建立QOS-QOE模型，参数只包括QOS因素，采用BP人工神经网络建立并和SVM + PCA方法并和LS-SVM方法和LIBSVM进行比较 打开matlab。用matlab代码或者工具箱实现BP人工神经网络。运行。得到结果。分析结果。得到结论。专心和效率，心中勾勒车的加减档，今天计划明天的事情和车联网都可以是物联网的应用。积极，睿智，果敢，独立思考是未来智能物联网的发展方向。
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user: 摘 要 为修复沙地土壤，将双膜覆盖技术应用于沙漠水稻种植中，选取了2014年起利用此技术种植的稻田土壤作为研究对象，研究了科尔沁奈曼旗沙地和稻田土壤氮、磷、钾、有机质含量的变化。发现随着此技术应用年限的增加，稻田土壤氮、磷、钾、有机质含量均呈现增加特征。与未修复沙地土壤相比，应用双膜覆盖技术稻田土壤总氮含量在2015年和2016年分别增加100%和200%；总磷含量分别增加100%和400%；总钾含量分别增加50%和150%；有机质含量在2014年、2015年和2016年分别增加25%、50%和150%，预计4年就可以恢复到一般草原土壤的营养水平；此外，双膜覆盖技术下铵态氮、硝态氮和有效磷含量也在随之增加。结果表明双膜覆盖技术的应用可以改善沙地稻田土壤，使土壤中的营养物质逐步达到正常土壤的水平，使沙地得到修复，并为下一代沙漠水稻的种植提供所需营养物质。 关键词 :土壤修复，双膜覆盖沙漠水稻种植，氮，磷，钾，有机质 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 土地荒漠化是指发生在干旱、半干旱和干燥半湿润地区，由气候变化和人类影响所造成的土地退化现象 [ 1 ] 。它是当前世界上一个重要的环境问题 [ 2 ] 。我国荒漠化的土地面积达2.64 ×10 6 km 2 ，占我国国土面积的27.5% [ 3 ] 。荒漠化问题将破坏土地资源、威胁生物多样性、加剧农民的贫困程度以及破环生态环境 [ 4 ] 。目前针对荒漠化主要是采取建立人工防护林，退牧还草以及在沙区种植固沙植物等措施。我国大部分地区采取种草种树措施，但由于部分地区的土壤性质并不适合树草的生存，因此荒漠化仍在扩展。我国最为严重的荒漠化主要在内蒙古自治区 [ 5 ] ，其中以科尔沁沙地的奈曼旗沙地面积最大，危害最重 [ 6 ] 。 本文将内蒙古自治区奈曼旗沙地作为研究对象，以水稻衬膜和覆膜技术为基础，将双膜覆盖技术应用于该地区的水稻种植成果进行分析。
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user: 2. 双膜覆盖技术 双膜覆盖沙漠水稻种植是指在沙地被平整后，在砂层的80 cm处铺设防水衬膜，减少水的渗漏量；为防止地表蒸发量在地表覆盖厚度为5~7 μm的塑料薄膜，并在水稻全生育期内不建立水层，分蘖中期前维持根系层土壤基本饱和、之后保持根系层土壤处于非饱和状态。与传统沙漠绿化相比，双膜覆盖沙漠水稻种植技术具有快速绿化、有效降低氮素向地表水体的流失和由于深层渗漏污染地下水的风险、减少水资源消耗的显著特点，由表1可知，传统水稻每亩的需水量是1400 m 3 [ 7 ] ，衬膜水稻每亩的需水量是800 m 3 [ 7 ] ，利用双膜技术种植的水稻，每亩的需水量仅500 m 3 。 Table 1 Comparison of rice water requiremen 传统水稻 衬膜水稻 双膜水稻 每亩需水量(m 3 ) 1400 800 500 表1. 水稻需水量对比
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user: 3.衬膜技术 水稻衬膜技术是利用无土栽培原理在漏水、漏肥，不能种植任何作物的贫瘠沙地上，通过铺设塑料薄膜防渗层，直接利用沙土作床土和水田土，进行定期灌溉、施肥而培育壮秧及大田栽培而获得高产的新技术 [ 8 ] 。在同等条件下，水稻衬膜技术比常规水稻节水30%左右、省肥10%、缩短生育期7~10天；衬膜工程可连续使用10~12年，不用机翻，可直接泡田、插秧 [ 9 ] 。1994年，在内蒙古自治区奈曼旗示范种植的23亩衬膜水稻，平均亩产649 Kg [ 10 ] 。60年代中期，日本水稻专家松岛省三等开展了小面积的沙地水稻栽培试验，取得了一些成果 [ 11 ] 。
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user: 4. 覆膜技术 水稻覆膜技术是将水稻直播或育苗移栽在有地膜覆盖的旱田或湿润田上，然后在非水淹条件下实行旱管旱长的一种节水栽培方式 [ 12 ] 。变自然状态为保护状态，变淹水状态为湿润状态，具有节水、节肥、省种、省工等显著的效果 [ 13 ] 。我国于20世纪70年代末期从日本引进地膜覆盖栽培技术，使农作物的产量大大提高，并且具有明显的的经济效益 [ 14 ] 。2007年在安岳县鸳鸯村5社和桅杆村2、3社开展试点60余亩，收到了良好的效果 [ 15 ] 。
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user: 5. 材料与研究方法 5.1. 研究区域概况 研究区位于科尔沁沙地南部，行政区划隶属于内蒙古自治区通辽市奈曼旗，该区位于东经120˚19'40''~121˚31'44''，北纬42˚14'40''~43˚32'30''，气候属大陆性温带半干旱气候，年均降水量为366 mm，降雨主要集中6~8月，年平均气温是6.3℃，年蒸发量是1935 mm [ 16 ] 。 5.2.土壤样品采集 为了保证野外采样的科学性，在地形地貌等土壤环境条件基本一致的内蒙古自治区通辽市奈曼旗科尔沁沙地内选取了未修复的沙地和于2014年应用双膜覆盖技术沙漠水稻种植的样地。每个样地选取4个样方，样方大小为10 × 10 m，再在每个样方的典型部位设置土壤采样点，分别采取耕层(0~30 cm)土壤样品，每个土壤样品混匀后按照四分法缩分，并将其植物根系剔除后带回实验室风干、研磨。 5.3. 测定方法 土壤总氮采用凯氏消煮法测定，土壤总磷采用碳酸钠熔融法测定，土壤总钾采用氢氧化钠熔融法测定 [ 17 ] ，土壤有机质采用国标法高温外热氧化-亚铁滴定法(GB9834-88)测定 [ 18 ] 。 5.4. 数据处理 数据的统计、相关分析在SPSS 19.0软件下进行，利用EXCEL2013处理图表。
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user: 7. 结论 将双膜覆盖技术应用于沙漠水稻种植上，随着此技术应用年限的增加，土壤总氮、铵态氮、硝态氮、总磷、有效磷、总钾和有机质含量呈不断增加的趋势，并且后期增加幅度高于前期。和未修复沙地土壤相比，应用双膜覆盖技术的稻田土壤在2015年和2016年总氮含量分别增加100%和200%，并且铵态氮和硝态氮含量也在随之增加。土壤总磷含量在2015年和2016年分别增加100%和400%，并且有效磷含量总体也成增加趋势；总钾含量在2015年和2016年分别增加50%和150%；土壤有机质含量在2014年、2015年和2016年分别增加25%、50%和150%，预计4年就可以恢复到一般草原土壤营养水平。总体来说，此技术的应用一方面可以改善土壤，使土壤中的营养物质逐步达到正常土壤的水平，使沙地得到修复，并为下一代沙漠水稻的种植提供营养物质；另一方面种植的水稻可以给市场提供无污染、无公害的优质大米，形成独具特色的沙区绿色有机稻米产业带。
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user: 8. 沙漠水稻种植中存在的问题 多年衬膜水稻移栽后秧苗返青迟缓、发根差、叶片黄褐色、下部叶片枯死，整个根系呈黑色或暗灰色，严重时根部腐烂。这主要是衬膜完全阻断氧气，土壤底层中高价铁离子被还原成低价铁离子，低价铁离子主要毒害水稻老根、水稻常伴有缺钾、磷症状发生。水稻受害的亚铁临界浓度为50~100 ppm，亚铁越高水稻受害越重，可以直接或间接抑制水稻生长。对此我们研发试用沙漠水稻专用铁肥，用以消除低价亚铁毒害。
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user: 摘 要 设计了应用改性CaO作为催化剂催化制备碳酸甘油的应用化学综合实验，考察了改性剂种类和碳酸甘油酯合成条件对CaO催化性能的影响。该实验实现将甘油转化为高附加值的碳酸甘油酯，有效提高其经济效益，对生物柴油产业的发展具有重要意义。同时，该实验将化学理论基础与实验技术相结合，能够提高学生的专业实验技能、分析和解决问题的能力。 关键词 :综合实验，改性CaO，碳酸甘油酯 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 传统生物柴油生产过程中会产生大量副产物甘油，甘油自身价格低廉，且其分离和精制技术目前仍存在成本高、工艺复杂和耗能大等问题 [ 1 ] [ 2 ] ，因此将甘油转化为高附加值的化学品 [ 3 ] ，可有效提高甘油副产物的利用效率，增加生物柴油经济效益，对生物柴油产业的发展具有重要意义。碳酸甘油酯作为甘油的一种衍生物，由于无毒、低蒸发率、低可燃性和保湿能力强等优越性能 [ 4 ] ，使得它在涂料、胶黏剂、润滑剂及其个人护理和医药等领域有着广泛应用 [ 5 ] [ 6 ] 。目前从甘油出发合成碳酸甘油酯主要有四类方法：光气法、羰化法、氨酯法和酯交换法 [ 7 ] [ 8 ] 。其中以酯交换法合成碳酸甘油酯的研究最为广泛，是当前最为绿色环保、经济的方法之一 [ 9 ] 。碱催化酯交换法制备碳酸甘油酯国内外已有许多报道 [ 10 ] [ 11 ] 。非均相固体碱催化与均相碱催化酯交换反应相比，能够较好地解决催化剂与产物分离的问题，工艺流程相对简单且对环境污染较少，催化剂可以重复利用，具有较好的工业化前景。其中，碱土金属的氧化物是一类有工业应用价值的固体碱催化剂。最近以CaO固体碱催化酯交换反应的研究相当活跃 [ 12 ] [ 13 ] ，因具有较高碱性、无毒性、廉价易得、在有机物中溶解度低等优点，成为酯交换反应催化剂的研究热点。在此基础上，本实验设计改性CaO作为催化剂的非均相体系制备碳酸甘油酯的综合性实验，考察了改性剂种类和碳酸甘油酯合成条件对CaO催化性能的影响。该实验设计符合学生全面掌握催化和酯交换反应相关知识的要求。
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user: 2. 实验目的 1) 通过文献调研了解氧化钙改性和甘油转化的相关知识； 2) 了解氧化钙的预处理过程； 3) 掌握外标法定量原理以及色谱仪使用方法； 4) 学会通过实验数据、文献查阅等方法分析引起碳酸甘油酯产率变化的原因。
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user: 3. 实验原理 3.1. 碱催化酯交换反应原理 碱催化碳酸二甲酯与甘油酯交换反应机理见图1：第一步碱催化剂与甘油作用生成甘油负离子和相 图1. 碱催化甘油与碳酸二甲酯酯交换反应机理 应的共轭酸；第二步甘油负离子进攻碳酸二甲酯的羰基发生亲和取代反应，生成中间体和甲醇负离子；第三步甲醇负离子从碱催化剂共轭酸中夺取H，生成甲醇和碱催化剂；第四步中间体发生分子内亲核取代生成碳酸甘油酯。 3.2. CaO表面改性 钙基固体碱类催化剂在存放过程中易吸收空气中的水和二氧化碳，在其表面生成CaCO 3 和Ca(OH) 2 ，这类物质几乎没有碱催化活性，并且其覆盖在CaO表面还会阻碍CaO活性组分与反应物的接触，使其催化活性下降 [ 14 ] 。因此，本实验设计以市售氧化钙作为基体，采用有机试剂为改性剂对氧化钙表面进行改性，以提高普通氧化钙在空气中的稳定性，从而改善其催化反应活性。本实验以三种有机溶剂为改性剂(三氯丁基硅烷、溴化苄、溴乙酸乙酯，下同)对CaO进行表面改性，其中以三氯丁基硅烷为改性剂对氧化钙表面进行改性为例，其对CaO表面改性机理见图2。 3.3. 气相色谱法分析原理 3.3.1. 气相色谱法分析原理 气相色谱仪是以气体作为流动相(载气)，当样品由微量注射器注射样品进入汽化室后，被载气携带进入毛细管色谱柱。由于样品中各组份在色谱柱中的流动相(气相)和固定相(固相)间吸附力的差异(即保留作用不同)，在载气的冲洗下，各组份在两相间作反复多次分配并在柱中得到分离，随后顺序通过柱后检测器依次被检测出来，并转换为电信号送至色谱数据处理系统绘出色谱图给出定量、定性分析结果。在确定的实验条件下，色谱峰的保留值具有一定的特征性，可以作为色谱定性分析的依据；而各组分在检测器上的相应信号(峰面积或峰高)与其质量(或浓度)成正比，可以作为色谱柱定量分析的依据。 3.3.2. 气相色谱仪的组成部件 气相色谱仪的组成部件如图3所示。 图2. CaO改性机理 图3. 气相色谱仪工作流程图 气相色谱仪工作流程见图3，它的主要组成部件如下： 1) 动力源：高压钢瓶或气体发生器，流动相为气体，如N 2 、H 2 、He、Ar。对组分几乎无选择； 2) 流量控制：稳压阀、稳流阀或电子压力(流量)控制器； 3) 进样装置：微量注射器取样后直接注入进样口； 4) 色谱柱：DB-WAX型毛细管柱(30 m × 0.32 mm × 0.25 mm)； 5) 检测器：氢离子火焰检测器(FID)； 6) 记录系统：采用色谱数据处理软件或色谱工作工作站记录、保存谱图，并处理实验数据。 3.3.3. 气相色谱仪的操作步骤 1) 打开气阀、空气发生器，通载气(注：在开气阀之前，检查排空阀是否关闭)； 2) 打开色谱仪电源； 3) 打开计算机，双击桌面上的“FPI.GC-MS-InsShell”，选择“GC2000”进入色谱工作站，调用方法→方法名→选择→激活方法→预热机器； 4) 至仪器参数和基线稳定时，按“点火”，待出现“点火成功”字样，可开始测样； 5) 激活方法→准备运行→用色谱进样针手动进样→运行方法； 6) 待运行完成后，如需继续测样按照(5)步骤进行； 7) 运行完成后会自动保存数据，打开桌面“FPI.GC-MS-AnalyseShell”进入色谱数据处理软件，根据标样和未知样中相应组分的保留时间进行定性分析，根据各峰的峰面积按选定的定性方法进行定量分析； 8) 若完成实验选择关机方法→准备运行，待各个部件位置降温低于 100 ℃ ； 9) 完成实验后，按开机的逆顺序关机(退出工作站和色谱数据处理软件→关闭PC→关闭气相色谱仪电源→关闭空气发生器电源→关闭气源→打开排空阀→至空气发生器压力为0 MPa→关闭排空阀)。 注意：气相色谱仪操作必须要做到“先通气，后通电”和“先断电，后断气”。
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user: 4. 实验步骤 4.1. 仪器与试剂 GC-2000气相色谱仪，聚光科技杭州股份有限公司；DF-101S恒温加热磁力搅拌器，郑州科丰仪器设备有限公司；SC-03低速离心机，安徽中科中佳科学仪器有限公司。氧化钙，分析纯，国药集团化学试剂有限公司，实验前经 800 ℃ 焙烧后干燥器内保存；碳酸二甲酯(DMC)，分析纯，成都市科龙化工试剂厂；丙三醇，分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；无水乙醇，分析纯，天津市河东区红岩试剂厂；碳酸甘油酯，纯度90%，临沂中通科技有限公司。 4.2. 改性CaO固体碱催化剂的制备 4.2.1. 配制改性剂溶液 准确称取改性剂置于干燥的小烧杯中，用乙醇使其溶解，然后定容于25 mL容量瓶中，配制浓度为1 × 10 −4 mol/mL的改性剂溶液。 4.2.2. CaO的表面改性 实验前实验准备人员先将市售CaO在 800 ℃ 焙烧4小时候冷却，放置于干燥器中保存待用。称取 2.8 g 市售CaO放入100 mL单口烧瓶中，加入2.5 mL配置好的浓度为1 × 10 −4 mol/mL的改性剂溶液，37.5 mL甲醇溶液，放入磁子。恒温加热回流1 h。待其冷却后抽滤，用甲醇洗涤2~3次，烘干后装入干燥瓶中密封，待用。 4.3. CaO固体碱催化性能的评价 按一定摩尔比将甘油、碳酸二甲酯和无水乙醇加入带有回流装置的100 mL三口烧瓶，加入5%的催化剂(以氧化钙、改性氧化钙为催化剂)。充分搅拌后水浴恒温反应，在相应时间间隔取样，将样品在3000 r/min离心15 min除去催化剂，并通过气相色谱仪对样品进行分析。 4.4. 碳酸甘油酯产率的测定 使用气相色谱仪(GC2000，聚光科技有限公司，China)，采用外标法对产物碳酸甘油酯进行定量分析。色谱分析条件为：DB-WAX型毛细管柱(30 m × 0.32 mm × 0.25 mm)；载气为N 2 ，流量20 mL/min；分流比30:1；气相色谱进样口温度为 250 ℃ ，FID检测器温度为 300 ℃ ，进样量1 μL。 本实验以乙醇为溶剂，测定碳酸甘油酯，从而对产物碳酸甘油酯进行定量分析。 4.5. 碳酸甘油酯标准曲线的绘制 开机将色谱条件设定，待基线稳定后以无水乙醇为溶剂，称取纯度为90.0%的碳酸甘油酯0.6260 g定容于50 mL容量瓶中。移取上述配好的碳酸甘油酯溶液于 10 m L容量瓶中，依次按照0.5、1.0、2.0、2.5、5.0、10.0 mL的体积置于不同容量瓶，定容至10 mL。在4.4所述色谱条件下，通过气相色谱仪测定其峰面积，作碳酸甘油酯标准曲线图，其中横坐标为碳酸甘油酯浓度，纵坐标为碳酸甘油酯峰面积。 注意：气相色谱开机、色谱条件设定、基线稳定需要较长时间，可以根据实验进程，在氧化钙改性或者催化反应阶段就开机运行。
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user: 5. 数据处理 记录实验中的实验数据，得出碳酸甘油酯质量，从而计算出碳酸甘油酯产率。本实验以产物碳酸甘油酯的产率来评价催化剂的催化性能。碳酸甘油酯产率计算公式如下： 碳 酸 甘 油 酯 产 率 = m 碳 酸 甘 油 酯 ( 测 量 值 ) m ( 甘 油 初 始 加 入 量 ) × M 碳 酸 甘 油 酯 / M 甘 油 × 100 % 根据实验数据，分析反应时间对该酯交换反应影响，以及产生这些影响的原因。
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user: 6. 思考题 1) 外标法定量的特点是什么？外标法定量的主要误差来源有哪些？ 2) 对比表面改性氧化钙和未改性氧化钙的催化效果，说明氧化钙的表面改性为什么会对反应产生影响？ 3) 反应时间对碳酸甘油酯产率有哪些影响？分析其影响产生的原因。
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user: 7. 总结 本实验涉及知识面广，需要学生掌握催化剂制备及气相色谱仪使用方法，同时需要对固体碱催化甘油和碳酸二甲酯酯交换制备碳酸甘油酯的作用原理有初步的了解。学生在查阅文献和设计实验过程中，必须具有一定的分析问题和解决问题的能力，有利于开阔学生视野，提高科研潜能。本实验综合性强、内容多，需要多人合作完成，可以提高学生之间的协作能力和相互交流学习能力。综合性体现在催化剂的制备和催化性能评价、仪器使用、数据处理及结果讨论。
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user: 摘 要 为满足震情值班人员在震后快速发送震情快报等文档的需要，基于FreeMarker模版引擎使用Java语言开发一套可跨平台使用的震情快报自动产出软件，可在接收到地震参数后数秒内自动产出震情快报和新闻签发稿等Word文档，并能自动发送到FTP服务器供其它人员使用。2018年2月台湾花莲海域地震序列的实践检验表明，软件产出文档时效性高，文档符合office标准，打印不变形，有效地提高了震情值班人员的工作效率。 关键词 :FreeMarker，Word，XML，GMT，震情快报 Copyright © 2018 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 震情快报主要包含地震参数(发震时刻，经纬度，深度，震级和地震名称)和震中图等信息，是地震发生后地震部门和其它政府部门、新闻媒体等进行信息交流的方式之一。地震部门对外发布地震信息、实现信息共享时，信息发布的速度是至关重要的，特别是在发生强地震的情况下，越快向政府部门提供一份正式详细的震情快报，就意味着越少的损失 [ 1 ] 。 目前，国内很多地震部门基于不同技术实现了震情快报的自动产出。邵平荣基于C #(C Sharp)和MapX编写了一套震情快报系统，以人机交互的方式实现了福建震情快报的产出 [ 1 ] ，大大提高了震情值班人员的工作效率。金艳等通过VC++编程，将VC++与word结合，实现了安徽省地震编目文档和速报震情的自动化 [ 2 ] 。赵庆等以Delphi XE为平台，开了新疆震情简报自动生成软件，实现新疆地震局震情简报的自动化生成 [ 3 ] 。 福建省地震局震情快报由震情值班人员编写，经速报人员校核后打印并传真给省委、省政府等部门，若地震达到应急级别或震感强烈，还需向新闻媒体发送新闻签发稿，同时将震情报告报送办公室人员进行归档。自2006年以来，福建局震情值班人员一直使用邵平荣开发的震情快报系统进行震情快报的编写工作，由于受到时间和系统升级等因素的影响，该系统目前已无法完成快报的自动化产出，震情值班人员的工作效率和质量无法得到有效保障。 由于各地对震情快报格式或内容要求不尽相同，其它软件无法直接复制使用。因此，本文基于FreeMarker模版引擎，使用Java语言开发了一套新的震情快报自动产出软件，从EQIM或AU实时接收地震参数并将地震参数和震中图等信息插入预先制定的模版中，可在接收到地震参数后数秒内自动产出震情快报、新闻签发稿和震情归档等Word文档，同时具有自动发送FTP等功能，有效避免出现人工操作带来的问题，提高了震情值班人员的工作效率和质量。和已有软件不同的是，本文软件使用Java语言开发，可在Windows，Linux和Mac等操作系统上使用；震情简报基于模版，而不是直接对Word进行操作，可根据需要随时更改模版样式而无需更改代码，实现上很灵活。
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user: 2. 相关技术介绍 2.1. FreeMarker Apache FreeMarker是一个模板引擎：一个基于模板和数据替换，用来生成输出文本(HTML网页，E-mail配置文件，源代码等)的Java类库。FreeMarker是自由软件，基于Apache许可证2.0版本发布，模版的编写使用FreeMarker Template Language (FTL)，这是一种简单的、订制化的语言(和诸如PHP等成熟的编程语言不同)。一般地，使用类似Java等多功能的编程语言来准备数据，然后利用Apache FreeMarker显示使用了模版后的准备数据。它的核心原理是模版 + 数据模型 = 输出，在模版内只需关注如何展示数据，模版外只需关注展示什么数据。虽然FreeMarker最初设计用于生成MVC网页应用框架中的HTML页面，但是并不局限于HTML或任何网页相关的应用，它也可以用于非网页应用环境 [ 4 ] 。比如，王庆喜(2012)，曾玉林(2013)，王正敏等(2016)，周建锋(2016)等人就基于FreeMarker实现了Word文档的动态生成 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] 。FreeMarker产出Word的优点在于如果后续文档需要更改样式，只需要对模版样式进行更改，而无需改动软件代码。 2.2. Word对XML的支持 微软从Office Word 2003开始对XML进行完整设计，支持称为Word标记语言的原生XML词汇，Office Word 2003及以上版本对XML均有较好地支持，可以使Word文档和XML文档进行相互转换。Word中常用的标签有 是XML用来表示Word的根元素； 表示字体； 表示正文内容； 表示一个段落； 定义样式； 表示样式串； 表示真正的数据内容； 包含了Base64编码的二进制数据流可以用来表示图片编码。 2.3. GMT GMT [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] 是Generic Mapping Tools的简写，它是一个由大约80个命令行工具组成的开源软件集合，这些工具可以用来操作地理和笛卡尔数据集(包括滤波，拟合，网格化，投影等)以及生成PostScript图表，比如绘制从简单的XY坐标图像，等值线图，到3D图像等；另外GMT还提供了约40个专业的和专门学科的工具。GMT提供了超过30种图形投影和变换需要例如GSHHG海岸线、河流和行政边界等数据的支持。GMT由Paul Wessel， Walter H. F. Smith， Remko Scharroo， Joaquim Luis and Florian Wobbe开发和维护，得到全球志愿者的帮助和美国国家科学基金会的支持，它在GNU较宽松公共许可证 V3及后续版本下发行 [ 13 ] 。 GMT是一款开源免费软件，具有跨平台的特性，可以Windows，Unix/Linux和Mac下运行，GMT可以由命令行、脚本和用户程序调用，具有较强的适应性。此外，GMT还具有很强的灵活性，能够结合地形数据、配色方案，将复杂的信息以高质量的PostScript格式输出，绘制出非常漂亮的二维和三维图形。GMT已在地理、大气、海洋、地震等研究领域得到较为广泛的应用本文使用 [ 14 ] 。由于震情快报中包含震中分布图，考虑到跨平台的需求，因此本文使用GMT来绘制震中分布图。
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user: 3. 方案设计 3.1. 工作流程 地震发生后，震情快报自动产出软件从EQIM (全国地震速报信息共享与服务系统)和AU (地震自动速报平台)实时接收地震参数，利用GMT软件绘制震中分布图然后将图片转换为Base64编码数据，使用FreeMarker模版引擎将图片数据和地震参数插入预先制定的震情快报模版，以速报代码和发震时刻命名震情快报Word文档，并保存到预设路径下，另外自动上传到FTP指定位置供其他部门使用。新闻签发稿以及震情报告的制作流程和上述过程基本一致，不再赘述。震情快报自动产出软件工作流程如图1所示。 3.2. 软件功能 按照工作流程，震情快报自动产出软件主要包括地震参数接收模块，GMT绘图模块，文档生成模块和FTP上传模块，其功能树如图2所示。每个模块详细功能如下： 1) 地震参数接收模块。实时接收和解析AU或EQIM发布的地震参数信息，得到发震时刻、震中经纬度、震级、深度和参考位置等信息，同时触发GMT绘图模块。 图1. 软件工作流程图 图2. 软件功能树 2) GMT绘图模块。根据地震参数接收模块提供的地震参数，绘制带有行政边界、主要城市名称、震中分布、震级等信息的震中图。 3) 文档生成模块。利用前两个模块提供的地震参数和震中图，调用FreeMarker引擎将模版中相应的数据进行替换，生成震情快报等Word文档。 4) FTP上传模块。将生成的Word文档自动上传到FTP服务器指定位置，供震情值班人员使用或提供给其它部门的有关人员使用。