DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 模型方法 CGE模型为本文研究的核心方法，已被广泛应用在国际贸易 [ 9 ] 、税收政策 [ 10 ] 、气候变化 [ 11 ] 、环境问题 [ 12 ] 等领域。本文所使用的广东两区域动态CGE模型是由中国科学院广州能源研究所和日本国立环境研究所共同开发，两区域即为广东和中国其他地区。Wang [ 13 ] 和Dai [ 14 ] 对模型的技术参数、模型特征等进行了具体的描述。 2.1. 行业划分 广东两区域动态CGE模型是以2007年国家投入产出表和广东省投入产出表为基础数据，为了凸显广东省能源消费和碳排放的情况，将高耗能行业如电力、水泥、石化、钢铁等单独列出，对能源消费较低的行业，如金融、地产、商贸等均视为服务业，将行业部门集成为33个部门投入产出表，如表1所示。 2.2. 参数设定 本模型中，影响未来经济增长和能源消费的主要数据为：GDP增长率、全要素生产率(TFP)、能源效率改进参数(EEI)、人口增长率(POP)，如表2所示。 广东省“十三∙五”国民经济发展规划将GDP增速设定为7%，同时，权威人士多次在人民日报发文称中国未来的经济增长不会是短期的V型反弹，而是L型走势，综合以上信息，本文将2020~2030的GDP的增长率设定为6%。 徐家杰 [ 15 ] (中国全要素生产率估计1978~2006)通过测算得到中国在1978~2006年间的平均TFP在3.25%左右，李善同在2001年发表的《中国宏观经济形势报告》中明确指出：中国经济20年内潜在增速可达7.3%，全要素生产率保持年均增长2.5%~3%是基本前提。即，2001~2020年期间，中国的全要素生产率应该保持在3%以上。2020年以后，全要素生产率可能会出现适当的下降，综合上面的情况，本文设定广东2015~2020年的全要素生产率为：3.25%，2020~2030年则设置为2%。 2015~2020年的人口增长率参考《广东省国民经济与社会发展第十二五个五年规划纲要》以及广东省人口增长历史数据设定0.5%的年均增速。广东省人口发展研究院院长董玉整在接受南方日报采访时，给出了放开二胎之后广东省人口的年均增长速度是0.46%。此外，参考广东省人口就业处的黄映川在《未来广东人口发展前景展望》一文中预测的2030年广东常住人口将介于1.15~1.25亿人口，设定广东省2015~2020年的人口增长速度为0.5%，2020~2030年的人口增长速度为0.46%，到2030年广东省人口为1.165亿，介于1.15~1.25之间。 关于能源效率改进参数的设置，不同学者有不同的设置范围，Fujimori [ 16 ] 设置到2050年的EEI为 Table 1 Guangdong two regional dynamic CGE model of the various industrial sector 序号 部门 序号 部门 1 农业 18 钢铁 2 煤炭开采和洗选业 19 有色金属冶炼加工业 3 石油开采业 20 金属制品业 4 天然气开采业 21 机械制造业 5 采矿业 22 电子设备制造业 6 食品饮料烟草制造业 23 电力、热力的生产和供应业 7 纺织业 24 燃气生产和供应业 8 木材及家具制造业 25 水的生产和供应业 9 造纸及纸制品业 26 建筑业 10 其他制造业 27 铁路运输业 11 石油及核燃料加工业 28 道路运输业 12 炼焦业 29 城市公共交通业 13 化工业 30 水上运输业 14 水泥制造业 31 航空运输业 15 其他非金属矿物制造业 32 管道运输业 16 玻璃及玻璃制品制造业 33 服务业 17 陶瓷制品制造业 表1. 广东两区域动态CGE模型各产业部门 Table 2 Baseline scenario setting 各参数 增长率 2015~2020 2020~2025 2025~2030 GDP 7% 6% 6% 全要素 3.25% 2% 2% 人口 0.50% 0.46% 0.46% 投资 6% 5% 4% 能源效率改进参数固5%、液4%、气3%、电3% 表2. 基准情景参数设置 1%~3%；Zhang [ 17 ] EEI为2.21%~3.6%，Dai [ 18 ] 设置中国到2020年EEI为2.5%，考虑到政府短期内受强度目标的限制，本文将广东省气体燃料和电力的EEI设置为3%，将固体和液体燃料的EEI设定为5%和4%。 2.3. 数据处理 广东两区域动态CGE模型是以折合成33部门后的投入产出表和能源平衡表为数据基础，以产业部门生产、分配、流通和消费中的产品物质量和价值量平衡来建立动态模型。其中价值量平衡所采用的是资金流量表和国际贸易数据，然后将现价统一折算为2007年为基准的价格。由于统计年鉴中各个行业的能源消费数据采用实物量进行统计，而投入产出表则是以价值量计算，考虑到价格因素的影响，我们以能源平衡表中各个行业的数据为准，校核33部门SAM表中行业能源数据，最后用交叉熵法平衡SAM表。 2.4. 模型校核 本文以2007年历史数据为基准，对2008~2015年的历史数据进行模拟预测，然后和2008~2015年的统计数据进行对比，模拟结果如下图所示： 图1是模型模拟的2008~2015年GDP的模拟值和统计数据的对比，在过去七年里，GDP模拟量的总和与统计数据的误差只有0.136%。 图2是模拟的能源消费数据与统计数据的对比图，从图中我们可以看到，模拟曲线很大程度上与 图1. GDP统计数据与模拟数据对比 图2. 能源消费统计数据与模拟数据对比 实际统计数据相吻合，除了2009~2011年的统计数据稍大于实际数据外，其他年份的数据基本一致。 综合GDP和能源消费的模拟数据，我们的模拟结果具有一定的可靠性，因而在下面的分析中，我们将用校核后的模型对未来广东的GDP的能源消费情况进行模拟预测。 2.5. 情景设置 为实现GDP照常增长的前提下实现能源消费的下降，本文试图在保持投资总量不变的前提下，通过改变高耗能行业的投资分布量来改变原有的产业投资结构，进而对经济增长和能源消费情况进行新的梳理和分析。为此本文设置了四种情景：BaU、GINV1、GINV2、GINV3，如表3所示。 其中对高耗能行业的定位主要为以下九大行业：矿物开采业(包括煤炭、石油、天然气开采业和采矿业)、纺织业、造纸业、石油化工业(包括石油及核燃料加工业、炼焦业、化工业)、非金属矿业(包括水泥制造业、玻璃及玻璃制品制造业、陶瓷制品制造业、其他非金属矿物制造业)、有色金属加工冶炼、黑色金属加工冶炼(包括钢铁业和金属制品业)、电力热力燃气水的生产和供应业、交通业(包括道路运输业、水上运输业和航空运输业)。
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user: 4. 结论 依据上面的分析，通过调整九大高耗能行业的投资增速，虽然可以实现在较少GDP损失的基础上降低能源消费总量的目的，但是仅依靠投资结构的改变，并不能完成既定的调控目标，还需要结合其他调控政策。 对于黑色金属加工业、石油化工业、纺织业、造纸业、有色金属加工业，通过限制并逐年降低其投资额度的方式，可以较大程度降低其能源消费量；对于电力热力燃气水的生产和供应业，适当减缓投资增速，便能达到较好的结果；对于交通业、矿物开采业，限制投资的效果并不明显；对于非金属矿物业，限制投资反而会适得其反，并增大其能源消费量。 我们在制定投资政策时，必须考虑到不同行业对投资敏感程度的差异性，以及不同行业的能源消费与投资之间的相关程度，有针对性的制定与本行业相适应的投资政策，通过合理的政策安排，使其在满足能源消费总量控制的前提下，达到资本的最佳配置，协调GDP增长与能源消费总量控制这一矛盾，实现在较小GDP损失的基础上达成能源消费总量下降的目标。
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user: 摘 要 [目的]：通过分析黑岱沟露天煤矿排土场内不同植被类型下的土壤性状变化情况，为该地区选择合理的复垦植被类型提供科学依据。[方法]：通过分析不同的复垦植被类型：豆科作物(苜蓿)和灌木(山杏、油松和沙棘)及油松和沙棘混交林复垦下的土壤水分和养分的变化情况，揭示不同植被类型下对土壤理化性质的影响状况。[结果]：不同植被类型均可提高土壤表层(0~20 cm)土壤含水量，复垦年限相同时，灌木的保水效果整体上要好于豆科，灌木混交时要好于单植。不同植被类型均可不同程度的提高土壤养分含量，但随着复垦年限的增加，有机质、全氮、碱解氮和全磷均呈现下降的变化趋势，而速效磷含量呈现上升趋势。不同植被类型均对排土场土壤修复起到了一定的积极作用，但灌木的修复效果较豆科(苜蓿)要好，而灌木混交条件下表现最好。[结论]：利用灌木混交作为复垦植被更有利于矿区排土场土壤的质量的提升。 关键词 :黑岱沟露天煤矿，植被类型，土壤理化性质，土壤修复 Copyright © 2017 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 我国的煤炭资源丰富，煤炭的大力发展为国家建设和经济发展做出了巨大的贡献，但是，矿产资源的开发利用同时也带来巨大的生态环境危机 [ 1 ] 。黑岱沟露天煤矿位于鄂尔多斯准格尔旗东部，地处生态脆弱的北方农牧交错带，是中国第一大露天煤矿 [ 2 ] 。露天煤矿的开采均采用外排土的方式，将采矿过程中产生的剥离物集中排放到一个特定区域，形成了排土场 [ 3 ] ，在开采区不断扩大的同时，大量的剥离物也随之产生，排土场占用的土地面积也逐年增加 [ 4 ] ，这不仅造成了环境污染，而且还破坏了当地生态环境，造成了水土流失、土壤退化和植被破坏等一系列生态环境问题 [ 5 ] 。因此，排土场生态系统的修复和重建已成为近年来关注的焦点，植被修复是矿区复垦地修复的主要环节之一，因为任何退化生态系统的修复都是以植被修复为前提的 [ 6 ] ，植被修复不仅起着构建排土场初始植被的作用，还能促进土壤结构和肥力的修复，从而促进整个生态系统结构和功能的修复 [ 7 ] 。 土壤是生态系统中最活跃的生命层次 [ 8 ] ，是植物生长的最根本、最重要的环境因子，其质量的变化直接的影响着植物的生长、发育及演替过程；同样，植被的变化也改变着土壤的特征 [ 9 ] ，因此，利用植被来改善土壤质量成为研究热点。近年来，不少学者研究了植被复垦对排土场土壤修复的影响，但大多集中在不同植被对土壤重金属含量 [ 10 ] [ 11 ] 、土壤物理性状 [ 12 ] 、土壤养分 [ 13 ] [ 14 ] 等。本文在借鉴前人研究的基础上，利用不同植被复垦，通过监测土壤水分和养分状况，探究和评价了在不同复垦年限下不同植被类型对土壤理化性质的影响，从而为选择适宜的植被类型进行矿区复垦提供理论依据。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 研究区概况 试验区域位于内蒙古准格尔旗黑岱沟露天煤矿，该矿区地处晋、陕、蒙接壤的黄土高原地区，地理坐标东经111˚10'~111˚25'，北纬39˚25'~39˚59'。矿区气候属中温带半干旱大陆性气候，雨量集中在7~8月，年平均降雨量为386.5 mm，年平均蒸发量为1907.3 mm，年平均气温为5.3℃~7.6℃。地貌为典型的黄土高原沟壑区，地表沟壑纵横，水土流失严重，生态环境恶劣。土壤类型主要为黄绵土，肥力低下。 2.2. 研究方法 黑岱沟露天煤矿1990年开始建设，矿区在大力发展生产的同时，于1992年开始对露天排土场进行了复垦，本文对三个排土场(东排土场、北排土场、捣蒜狗)的不同复垦植被类型(苜蓿、油松、山杏、沙棘、沙棘和油松)和不同复垦年限(2a、5a、10a和15a)的土壤修复改善情况进行了研究分析，与未复垦的裸地作比较，具体试验设计如表1所示。 2006年对不同植被复垦区的土壤质量含水量和土壤养分进行了测定。 土壤质量含水量：采用铝盒烘干法，用土钻钻取不同时期土壤测定，分5个土层0~10 cm，10~20 cm，20~30 cm，30~50 cm，50~70 cm，3次重复。 用土钻取0~20 cm土层土样，每个试验小区取5个点，混合后装入无菌塑封袋中，带回实验室，保存在4℃的冰箱中，测定微生物数量，然后将剩余土样在室温条件下自然风干，研磨，过2 mm筛后测定土壤有机质、全氮、碱解氮和全磷、速效磷。有机质采用重铬酸钾容量法一稀释热法，全氮采用半微量开氏法，碱解氮采用碱解扩散法，全磷采用HCLO 4 -H 2 SO 4 消煮法，速效磷采用钼锑抗吸光光度法 [ 15 ] 。 2.3. 数据处理与分析 试验数据采用SAS 9.0进行方差分析，利用Microsoft Excel 2013进行数据整理并制图。
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user: 3. 结果与分析 3.1. 不同植被类型不同复垦年限对土壤含水量的影响 复垦2a时，单植油松和苜蓿在0~70 cm的土壤含水量均高于未复垦的裸地。除0~10 cm土层外，其它土层中苜蓿含水量均高于油松，种植油松土壤含水量呈现先升高后降低的变化趋势，在20~40 cm土层达到最大。种植苜蓿的土壤含水量随着土层深度的增加而增加，而未复垦的裸地中土壤含水量的变化趋势呈现“增大–减小–增大–减小”的变化趋势，在30~50 cm土层处达到最大(图1)。 复垦5a时，未复垦的裸地、苜蓿和山杏的土壤含水量随土层深度增加的变化趋势不一致。但种植苜蓿和山杏在表层(0~20 cm)的含水量均高于未复垦的裸地，而20~50 cm土层间山杏的含水量低于未复垦的裸地，种植苜蓿的含水量与未复垦的裸地差别不大。在50~70 cm土层间，种植苜蓿和山杏的土壤含水量略高于未复垦的裸地。 Table 1 Distribution of different vegetations in different reclamation lan 样地编号 样地名称 复垦年限(a) 复垦植被 东排土场 1276 (m)平台 2 苜蓿 1279 (m)平台 2 油松 北排土场 1248 (m)平台 5 苜蓿 1243 (m)平台 5 山杏 1217 (m)平台 10 苜蓿 1213 (m)平台 10 沙棘 捣蒜沟 1191 (m)平台 15 油松 1191 (m)平台 15 沙棘 1193 (m)平台 15 油松 × 沙棘 表1. 不同植被复垦地分布 图1. 不同植被不同复垦年限下土壤水分的垂直分布 复垦10a时，种植苜蓿的土壤含水量在0~70 cm土层中均低于未复垦的裸地，且随土层深度增加，差值在变大。种植沙棘的表层(0~20 cm)含水量高于未复垦的裸地，但20 cm以下土壤含水量低于未复垦的裸地。 复垦15a时，单植油松和沙棘在表层(0~20 cm)的土壤含水量均高于未复垦的裸地，20 cm土层以下，含水量均低于未复垦的裸地。而在油松和沙棘混种模式下，含水量的变化表现为先升高后降低的变化趋势，在10~20 cm土层间达到最大，在0~30 cm土层间含水量高于未复垦的裸地，30 cm土层以下低于未复垦的裸地。油松和沙棘混种模式下，各土层的含水量高于单植处理。 3.2. 不同植被复垦对0~50 cm土壤养分含量的影响 耕地、苜蓿和欧李的土壤有机质含量均显著高于油松，耕地和苜蓿的有机质含量显著高于欧李，苜蓿对有机质的提升效果最好，较油松提高了4.02倍；苜蓿和耕地的土壤全氮含量显著高于欧李和油松，欧李和油松之间不显著，苜蓿在提高土壤全氮效果上表现最优，较最差的油松提高了40.00%；耕地、苜蓿和欧李的土壤碱解氮含量均显著高于油松，耕地和苜蓿的碱解氮含量显著高于欧李，苜蓿对碱解氮含量的提升效果最好，较最差的油松提高了1.83倍；欧李和苜蓿的土壤全磷含量显著高于耕地，欧李对土壤全磷的提升效果最好，较最低的耕地提高了47.62%；不同植物类型对土壤速效磷含量和pH值影响差异不显著(表2)。 3.3. 不同植被不同复垦年限对养分含量的影响 复垦2a时，种植苜蓿和油松较未复垦的裸地均显著提高了土壤养分(除苜蓿和裸地的速效磷含量之间差异不显著外)，种植苜蓿的土壤速效磷含量低于种植油松，其他养分指标均高于油松。种植苜蓿对土壤全氮和碱解氮含量的提升幅度最大，分别较未复垦的裸地提高了14.33倍和3.1倍。 复垦5a时，种植苜蓿和山杏可显著提高土壤有机质、全氮和碱解氮含量，提高幅度分别为36.17%和142.02%、9.75%和24.89%、10和12.33倍。种植苜蓿对全磷提高幅度较大，但对速效磷含量影响不大。对于种植山杏，降低了全磷和速效磷含量，降幅分别为16.51%和83.87%。 复垦10a时，较未复垦的裸地相比，种植沙棘和苜蓿均提高了土壤的养分含量，对全氮影响最大，分别较为复垦裸耕地提高了9.17倍和5.08倍，沙棘对速效养分的提高幅度要大于苜蓿。 复垦15a时，与未复垦的裸地相比，油松、沙棘单植和油松与沙棘混交均不同程度提高了土壤养分含量，但均对全氮含量的影响最大，对速效磷含量影响较小。油松与沙棘混交下，有机质、全磷和速效磷的含量较单植油松和沙棘的高，分别较油松和沙棘提高了1倍和1.49倍、185.45%和69.72%、32.84%和28.91%。单植中油松效果总体表现较单植沙棘好。 苜蓿种植10a时，有机质全氮和全磷含量降幅较大，全氮降幅最大，达到了60.33%，速效养分波动不大，有机质下降了32.66% (表3)。种植油松和沙棘的土壤养分含量也随着复垦年限增加而降低，但在复垦15a时，油松与沙棘混交林的养分含量最高，修复效果最好。
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user: 4. 结论与讨论 4.1. 不同植被不同复垦年限对土壤含水量的影响 试验结果表明，豆科作物(苜蓿)和灌木(山杏、油松和沙棘)及油松和沙棘混交林整体上均可不同程度的提高土壤表层(0~20 cm)含水量。复垦年限相同时，灌木整体上保水效果要好于豆科，灌木混交时要好于单植。复垦2a时，同时也提高了20~70 cm土层的土壤含水量，但复垦5a、10a和15a时，对>20 cm土层的土壤含水量整体表现为小于未复垦的裸地。孙建 [ 16 ] 等研究认为，0~20 cm土层土壤含水量主要受降雨影响，土壤蒸发和蒸腾作用对其影响较大，20~70 cm土层间土壤含水量主要受植物根系吸收利用的强弱影响其大小，而且随着复垦年限的增加，植物根系逐渐旺盛发达，对水分需求量也增加，对较深土层土壤水分影响较大。成文浩 [ 17 ] 等研究表明，油松根系具有深耕性特征，对于起吸收作用的细根主要分布在0~60 cm土层。崔浪军 [ 18 ] 等研究认为，沙棘-杨树混交林的根系分布要比杨树纯林更深、更均匀。 Table 2 Differences of soil nutrient contents in different vegetation type 类型 层次 有机质(g/kg) 全氮(g/kg) 碱解氮(mg/kg) 全磷(g/kg) 速效磷(mg/kg) pH 苜蓿 0~50 cm 3.47 a 0.84 a 70.58 a 1.66 ab 11.58 a 7.72 a 耕地 0~50 cm 3.41 a 0.79 a 62.30 a 1.26 c 11.08 a 7.71 a 欧李 0~50 cm 2.75 b 0.73 ab 38.50 b 1.86 a 10.90 a 7.66 a 油松 0~50 cm 0.69 c 0.60 b 25.90 c 1.41 bc 11.79 a 7.89 a 表2. 不同植被类型的土壤养分含量差异 注：表中小写字母代表在0.05水平下的差异性。 Table 3 Effect of different vegetation types on soil nutrient contents in different reclamation year 复垦年限(a) 植被 有机质 全氮 碱解氮 全磷 速效磷 (g/kg) (g/kg) (mg/kg) (g/kg) (mg/kg) 2a 苜蓿 4.47b 1.84a 23.82b 6.26a 67.66e 2a 油松 3.24dc 0.75c 14.29c 3.2c 82.32d 5a 苜蓿 4.55ba 1.32b 24.89b 5.46b 68.55e 5a 山杏 2.56dfe 1.6a 9.75de 0.91f 10.9f 10a 苜蓿 3.01c 0.73dc 25.45ba 3.04c 80.22d 10a 沙棘 2.24fe 1.22b 27.88a 2.3d 138.17b 15a 油松 2.58dce 0.66dc 7fe 1.1f 118.71c 15a 沙棘 2.07fe 1.14b 12.34dc 1.85e 122.33c 15a 油松×沙棘 5.16a 0.48d 14.07c 3.14c 157.69a 未复垦 裸地 1.88f 0.12e 5.8f 1.09f 67e 表3. 不同复垦年限下不同植被对土壤养分含量的影响 注：表中小写字母代表在0.05水平下的差异性。 麻冬梅 [ 19 ] 等认为根据根系和非饱和水移动规律，根系不断向下生长，土壤深层水沿着水势梯度向根层移动，使土壤深层水分不断消耗，土壤含水量降低。对于本试验中不同植被处理的表层土壤含水量均高于未复垦的裸地，但随着复垦年限增加，更深土层的土壤含水量反而低于裸地处理，一方面可能是随着复垦年限的增加，地上植被较为旺盛，地表覆盖度增加，减少了土壤水分蒸发，所以表层土壤水分保持效果较好，含水量较高；另一方面可能是由于植被根系旺盛，对水分需求量增加，根系将深层土壤中的水分向上层提升，达到水分再分配，使得深层土壤水分减少，上层水分增加，现已发现多年生草本(如：苜蓿)和乔木(松科)具有水分再分配的现象 [ 20 ] 。 4.2. 不同植被不同复垦年限对土壤养分含量的影响 与未复垦的裸地比较，利用不同植被复垦，均可不同程度的提高土壤养分含量，随着复垦年限的增加，有机质、全氮、碱解氮和全磷均呈现下降的变化趋势，但速效磷含量呈现上升趋势。复垦年限相同时，豆科作物(苜蓿)的养分含量要高于灌木(山杏、油松和沙棘)，灌木混交时要好于单植。麻冬梅 [ 20 ] 等研究表明，长期种植苜蓿会造成土壤氮匮乏，说明植株制造并向土壤输送的碱解氮比本身从土中吸收并消耗的多。钱奎梅 [ 21 ] 等以黑麦草作为复垦作物，在复垦23个月后全氮降低了72.05%，分析可能原因是由于植物需要从基质中吸收生长所需养分，从而导致养分含量的降低。郭玉泉 [ 22 ] 等的研究表明，3a苜蓿草地土壤有机质和全氮与种植前相比显著降低。汪超 [ 23 ] 等研究表明，在油松林种植28a时，有机质、全氮和速效氮含量达到最大，之后有所降低，以28a为分水岭，整体呈现先升高后降低，再趋于稳定的变化趋势。佘雕 [ 24 ] 等研究表明与10年生柠条林地土壤相比，20年生柠条林地表层土壤中全磷，速效磷、数值有小幅度的降低。但是丁清坡 [ 13 ] 等研究认为随着复垦年限的增加，各养分指标变化规律不一致，全氮呈现先降低，后升高的变化趋势，碱解氮则表现为逐渐增加，全磷表现为先增加，后降低，再升高，最后逐渐降低，速效磷整体则表现为逐渐增加。本研究中有机质、全氮、速效氮和全磷含量降低，可能是研究年限不够长，土壤养分还处在不断变化的过程中；也可能与环境条件、土壤结构和植被吸收利用有关，速效磷升高可能是因为土壤水热环境改善加速了全磷向速效磷的转化，但是由于磷的迁移能力差，又导致了速效磷被根系吸收利用低。 综合评价，灌木混交对排土场土壤水分保蓄和综合肥力提升方面表现最佳，建议在今后矿区排土场土壤修复工作中，优先考虑灌木混交方式。
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user: 摘 要 本文介绍一种被动红外感应式水龙头，利用人体产生的红外辐射作为信号源，选用红外光子型探测器掺杂锗来探测，可以高效响应人体辐射的峰值波长，并且响应快，受环境温度影响小。在详细分析人体辐射特性的基础上，选择合适的红外探测器和相应的信号处理电路，设计了被动式红外感应自动水龙头系统，用指示灯代替水龙头，并验证了设计方案的正确性。 关键词 :被动式，人体辐射，红外感应，开关控制 Copyright © 2017 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 近年来，随着资源的不断消耗和工业化进程对环境影响，“节能环保”这个话题越来越受到人们的重视，也成为产品设计的出发点。水龙头作为生活用水的把控者，其性能的好坏不但影响人们的日常生活，更影响着水资源的节约和有效利用。如今全世界都正面临着淡水资源短缺，我国尤为严重。因此，树立节水意识，并切实将节水落实到生活中去已经刻不容缓。目前市场上已有的红外感应式水龙头基于红外线反射原理，由红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路、电磁阀、电源等组成。当人或事物靠近时，自动产生控制信号，继电器动作，使电磁阀得电吸合从而自动打开水源；反之则自动关闭水源。与传统供水设施相比，能够提高水资源的使用效率。使用方便，且由于不需要用手接触水龙头，避免了病菌的传播。系统电路设计简单实用，可以广泛用于商场、学校、办公大楼等人员密集场所 [ 1 ] 。 然而，现有的红外感应式水龙头采用了反射式红外传感器。红外线的发射和接收一般使用红外发光二极管和红外接收器来完成。发光二极管时刻处于发射状态，长时间会消耗大量的电能，并且系统复杂。本文设计一种被动式红外感应水龙头，它的红外发射源于人体，水龙头中只要安装个红外接收器即可。减少了红外发射系统，简化系统，节约了电能。
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user: 2. 被动式感应系统水龙头 被动式红外探测器不需要附加红外光源，而是利用红外探测器直接探测来自生物体的红外辐射，它的工作原理是基于：任何高于绝对零度(−273.15℃)的物体都会辐射红外线，辐射能量的大小以及能量随波长的分布与该物体的表面温度有关。物体的表面温度越高，它辐射的能量就越强。人体也是一个红外辐射源，在正常37℃左右时发射率为0.98~0.99，近似为1，辐射特性近似于黑体，不断地向周围空间散发红外辐射能量。它与室内其它背景物体不但在红外辐射能量方面有所不同，而且各自辐射的红外线的峰值波长也不相同 [ 2 ] 。物体发射出的红外线辐射能，最强波长和温度的关系满足λm*T = 2989 (μm.k) (其中λm为最大波长，T为绝对温度)。人体的正常体温为36℃~37.5℃，即309~310.5 K，其辐射的最强的红外线的波长为λm = 2989/(309~310.5) = 9.67~9.64 μm，中心波长为9.65 μm，如图1所示 [ 2 ] 。因此，人体辐射的最强的红外线的波长正好落在滤光窗的响应波长(7~14 μm)的中心 [ 3 ] 。所以，滤光窗能有效地让人体辐射的红外线通过，而最大限度地阻止阳光、灯光等可见光中的红外线的通过，以免引起干扰。综上所述，传感器只对移动或运动的人体和体温近似人体的物体起作用。 利用该辐射可设计成被动式感应系统水龙头。被动式感应系统水龙头的控制过程是：当人手靠近自动水龙头时，人体发出的红外直接作用到红外接收光电管。接收光电管接收到的红外光信号自动转换为电信号，经过后续电路进一步放大、整形、译码，最后驱动电路控制电磁阀动作打开水源。当人手离开自动水龙头时，接收光电管接收不到红外光信号，驱动电路断开电磁阀电源，从而关闭水源。 被动式红外水龙头主要由光学系统、红外探测器、信号滤波和放大、信号处理和执行开关系统电路 图1. 人体的辐射光谱图 [ 2 ] 等几部分组成。其结构框图如图2所示。红外探测器的光敏面上装有微透镜，可以将人体辐射的红外线聚焦到红外探测元上，提高探测灵敏度；信号处理放大电路主要是把探测器输出的微弱电信号进行放大、滤波、延迟、比较，为执行开关系统的动作打下基础。
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user: 3. 红外探测器 红外探测器从探测机理上可以分为两大类：光子探测器和热探测器。光子探测器包括碲镉汞探测器、锑化铟探测器、铂化硅探测器、多量子阱探测器、Ⅱ类超晶格探测器等；而常见的热探测器有辐射热测定器(Bolometer)、热释电探测器、热电探测器、超导探测器等 [ 4 ] 。光子探测器的工作原理是基于光生电导或光生伏特效应。光电导和光生伏特效应的强弱取决与辐射源的辐射强度和探测器的灵敏度。在整个探测工作过程中，光子探测器的温度基本保持恒定；而热探测器主要是通过吸收红外辐射的能量，使探测器的温度发生变化，引起探测器电阻率或电极性的改变，热探测器电阻率或电极性的改变量同样取决与辐射源的辐射强度和探测器的灵敏度 [ 4 ] 。由于工作机理的不同，这两类探测器显出各自不同的红外响应特性：光子探测器有最佳的响应波长(峰值波长)，黑体响应率与峰值响应率之间差异随着探测器响应波段的不同而有很大的不同；而热探测器的响应率随波长的变化几乎是平坦的。因此，热探测器的黑体响应和峰值响应几乎没有什么差别。也就是说，热探测器对各种波长的红外辐射均有响应，是波长无选择性器件；而光子探测器只对短于截至波长的红外辐射有响应，是波长有选择性器件。另外光子探测器的响应度比热探测器高1~2个数量级，响应时间也短得多 [ 5 ] 。 常见的红外光子探测器有两种类型：利用光电导效应的光导型探测器；利用光生伏特效应的光伏型探测器。早期的红外探测器都是光导型探测器。由于光导器件响应慢，功耗高，近年来，虽然还有部分光导器件在使用，但已逐渐被性能更优良的光伏型探测器所取代。与光伏器件相关的是用掺杂硅制作的杂质带传导(BI)C器件和用硅化物制作的肖特基势垒器件。除了这些，还有一些用HgCdeT、Insb制作的MIS结构探测器，但它们的应用范围极其有限。根据不同波长，光谱的红外区域被分为短波红外(SWIR)、中波红外(MWIR)、长波红外(LWIR)。每个部分对应的探测器类型与对应的波长列于表1。 人体也是一个红外辐射属于LWIR波段，峰值波长为9.65 μm，因此选择灵敏度峰值波长为9.65 μm左右的光子红外探测器，且能够在0℃~40℃的环境中稳定工作。人体的正常体温为36℃~37.5℃，当环境温度与其相当时，可以采用点探测器的阈值加以控制，而且一般水龙头所处的环境温度都较低。 图2. 系统组成方框图 Table 1 Infrared spectral partition and corresponding detector typ 红外光谱分类 波长(μm) 探测器类型 SWIR 1~3 HgCdTe，硅化物，PbS MWIR 3~5 HgCdTe，Insb，硅化物，PbSe，超晶格 LWIR 8~14 HgCdTe，超晶格，掺杂锗，PbSnTe 表1. 红外光谱分区与相应探测器类型
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user: 4. 人体红外辐射与探测性能分析 人体是一天然的红外辐射源，其温度通常异于周边环境，因此人体的红外辐射不易受复杂背景、携带包裹、光照变化等的影响。正常人体的辐射本领与绝对温度310˚K的黑体相似。不论肤色，比辐射率约为0.99 [ 6 ] ，说明人体具有很高的辐射本领，可以作为目标辐射源。经过一系列的分类检测，得出人体的红外辐射特征值如表2所示。 选择红外探测器从以下几个方面考虑： 1) 性能指标方面，光斑尺寸、工作波长、测量精度、响应时间； 2) 环境和工作条件方面，如环境温度、窗口、显示和输出、保护附件等； 3) 其他选择方面，如使用方便、维修和校准性能以及价格等，也对红外探测器的选择产生一定的影响。 根据人体的红外辐射特征值，对红外探测器的性能参数加以分析，一般光电水龙头的感应距离在5~15 cm，结合8~14 μm波段和辐出度184.49 W∙m −2 ，选择掺杂锗(Ge：X)光子红外探测器J16-5SP，掺杂锗(Ge：X)探测器可在0℃~40℃的环境中稳定工作，且峰值波长为9.65 μm [ 7 ] 。
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user: 5. 红外线接收电路模块的设计 红外线接收模块是由红外接收器J16-5SP、LM567、放大电路、固态继电器、电磁阀等构成的控制电路。红外接收器PH302接收到的信号经过VT1、VT2放大，之后通过电容C5加至IC2(LM567)的③脚端输入。由IC2(LM567)来控制电磁阀的断开进而控制水龙头是否流水。其模块电路如图3所示。
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user: 6. 被动式红外线感应水龙头系统测试 为了在实验室验证设计系统的性能，选择电压为12 V的电压供电，小功率的继电器控制开关和LED指示灯，LED指示灯代替水龙头。在平常的状态下因红外线接收器没有被任何物体照射，从而使的IC2的⑧脚端以高电平输出，VT3就会处在截止状态下，继电器就会处在释放状态下，电磁阀没有电流通过，进而使得电磁阀关闭。当人手靠近红外接收器20 cm以内时，红外接收器接收到人体的红外辐射信号，转变为光电流，信号光电流在VT1上放大进而经过电容的滤波耦合。接下来晶体管VT2继续对其信号的放大，然后把这个输出的信号再经过C5加至音频译码(LM567)的③脚端输入。经过晶体管VT1、VT2的放大，放大后的信号经过IC2的选频，那么端⑧口就会输出低电平。端⑧口输出的低电平经过电阻R10加到VT3的基极上让其导通，那么继电器K通电后就会吸合接通，电磁阀门通电而打开，功能得到实现。验证中LED指示灯亮代表水龙头打开，LED指示灯灭代表水龙头关闭。红外感应水龙头测试图见图4。 Table 2 Infrared radiation characteristic value of human body [6 人体总辐射度 490.66 W∙m −2 光谱辐出度峰值 33.96 W∙m −2 ∙μm −1 平均辐射强度 93.76 W∙Sr −1 . 峰值波长 9.65 3~5 μm波段辐出度 6.87 W∙m −2 ，占总能量的1.4% 8~14 μm波段辐出度 184.49 W∙m −2 ，占总能量的37.6% 表2. 人体的红外辐射特征值 [ 6 ] 图3. 红外线接收控制电路 图4. 红外感应水龙头测试图。(a) 人手接近时打开状态；(b) 人远离时关闭状态
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user: 7. 结论 本文利用人体自然产生的红外辐射，被红外传感器响应接受，并经过信号处理电路的放大、滤波、延迟、比较，继电器K通电后就会吸合接通，电磁阀门通电而打开，实现水龙头开关的作用。它的红外发射源于人体，水龙头中只要安装个红外接收器即可。减少了红外发射系统，简化系统，节约了电能。由于不需要用手接触水龙头，避免了病菌的传播。系统电路设计简单实用，可以广泛用于商场、学校、办公大楼等人员密集场所。
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user: 摘 要 我国高校机制体制改革一直是学界关注的热点问题之一，而如何科学合理评价高校协同创新综合绩效更是衡量高校体制机制改革有效与否的关键。本文在大量调研与分析的基础上，构建了一套以“2011计划”为基础的高校体制机制协同创新绩效综合评价体系，该评价指标体系分为定量指标和定性指标体系两大部分，并采用层次分析法设置指标权重，最后以两型社会协同创新中心为例进行了实证分析。 关键词 :高校，2011计划，体制机制改革，绩效评价体系 Copyright © 2017 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 我国高校机制体制改革一直是学界关注的热点问题之一。自新中国成立以来，我国高校管理体制经过了几次重大变革，与国外先进大学相比，我国高校的体制机制仍然存在许多的问题 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] ，使我国高校在创新型人才培养和创新科研成果上与国外高校存在较大差距。为此，国家为加快实施创新驱动发展战略而推出的2011计划——高等学校创新能力提升计划为高校创新驱动机制的改革提供了思路和方向 [ 6 ] ，通过近3年的实施也取得了阶段性的成效，但仍然存在不少问题。例如，协同创新的体制机制改革不完善，管理行政化、学术垄断化等等 [ 7 ] [ 8 ] ，严重地阻碍了我国高校的进一步发展。 目前，国内学者对于高校体制机制改革方面的研究多集中在高校体制机制存在的问题与对策、改革方向与措施的探讨等方面 [ 9 ] [ 10 ] ，对高校绩效评价的研究也多集中在教师教学质量评价、科研项目评价方面，对高校改革绩效的评价，尤其是对2011计划的综合绩效评价研究甚少 [ 11 ] [ 12 ] 。因此，根据国家2011计划对高校体制机制协同创新的要求，如何科学、合理的评价高校协同创新的综合绩效是一个重要又有意义的问题。
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user: 2. 综合评价流程与内容 2.1. 评价流程 设计指标体系及进行综合评价是一项艰难的工作，在选择变量并加以综合的过程中，需要依据评价对象的实际情况进行确定，基于2011计划的高校体制机制协同创新绩效评价流程如图1所示。 2.2. 评价内容 高校管理是调节高校活动人、财、物等资源要素并指导全过程的行为，其主要目标是根据高校系统发展和创造知识同时直接或间接地为经济和社会服务的目标规范并指导高校的活动，以提升高校的创新能力、竞争力和效率。在高校管理中，体制机制的设立是高校科技活动能够良好地运行和开展的前提。在2011计划的倡导下，高校可以从管理制度改革、组织结构调整、基础设施建设、人才队伍建设、创新文化建设等方面着手，开展体制机制创新等尝试。同时，高等学校是一种多投入多产出的组织，通过投入多种教育资源从事教学、科研和服务活动，产生多种教育产出 [ 13 ] 。高校投入是其对人力、物力和财力资源投入的总和，包括教学设施、设备、房屋建筑、资金、人员等。高校的产出则主要包括人才培养产出、科研产出和社会服务与贡献方面的产出。 图1. 基于2011计划的高校体制机制协同创新绩效绩效评价流程 高校体制机制改革是一个复杂的过程，对其改革的评价无疑也是一项复杂的、难度极大的工作。定量评价具有客观性、科学性的特点，但如果完全排除人的主观因素，反而会影响到评价结果的科学性。定性评价则可更全面的考虑问题，因统计数据而产生的片面和局限性可以获得缓解。但定性评价往往会受周围环境的影响而产生主观判断，从而造成评价结果的不稳定。因此，本研究更倾向于定性与定量方法相结合的评价方法，建立双重的综合的评价体系。在综合了国内外对高校体制机制改革评价的指标体系的基础上，本研究将评价指标按定量与定性指标进行分类，分别设为定量评价指标体系与定性评价指标两部分。其中，定量指标体系按投入、产出进行进一步细分，定性指标按管理制度改革、组织结构调整、基础设施建设、人才队伍建设、创新文化建设五个方面实施进一步细分。
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user: 5. 结论 由评价结果可知，两型社会协同创新中心改革前绩效评价结果不论是从定量评价，还是定性评价结果看，最终绩效水平均有提升，显示改革措施有所成效。从案例分析的结果来看，高校在国家2011计划的倡导下，开展协同创新模式，转变以往的体制机制管理模式，实施更为高效的管理体制以后，确实能带来资源利用效率的提升和管理绩效的提高，增强自身的竞争能力和创新能力。
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user: 摘 要 为提高风电场设计水平和降低风电企业投标经济风险，有必要对复杂地形风电场项目的风能资源进行后评估。本文首先确定了风电场后评估的技术指标。接着讨论了技术指标的相关影响因素。最终，基于某工程实例，采用后评估方法对该风电场设计阶段与运行阶段相关参数进行对比及分析，结果表明：风电场运行指标与设计指标最大误差不超过3.1%，本文提出的相关折减系数具有较好地适用性，可以为风电企业和投资方提供参考。 关键词 :风电场，后评估，折减指标，设计发电量 Copyright © 2017 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. 概论 随着风力发电的快速发展，复杂山地风场的比例在逐渐增大，由于复杂山地风场的风能资源具有波动性和间歇性等不易预测的特性，给风能资源评估带来了巨大的挑战 [ 1 ] [ 2 ] 。对于地形变化显著的复杂地形，由于现阶段技术水平的限制，可能存在一定程度的风能资源评估及发电量预测误差。风资源的评估不当，可能导致风电场的亏损，给业主和风电企业造成较大的经济风险。丹麦、德国等风能资源利用发达国际最早提出了风电场后评估框架及方法 [ 3 ] ，并成功地运用到实践工程中。风电场后评估是指对已经投入运行的风电场进行全面的评估，找出实际运行阶段与设计阶段所存在的差距，并分析导致这些差异的原因，对此风电场的设计进行客观评价，以供以后的风电场设计作为参考。尽管我国的风能事业近年来发展迅速，但有关风电项目的后评估工作严重滞后，与国际上有着较大的差距。因此，亟需开展风电建设项目的后评估研究。开展风电场设计后评估工作，有助于风电企业和业主了解所评估的风资源是否和实际运行风电场的风资源相同以及判断风电场设计年发电量和实际年发电量是否一致 [ 4 ] ，从而进一步优化和改善风电场的设计水平。
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user: 2. 后评估方法及风电场技术指标 2.1. 后评估方法 项目后评估是指对己经完成的项目或规划的目的、执行过程、效益、作用和影响进行的系统的、客观的分析。通过项目活动实践的检查总结，确定项目预期的目标是否达到，项目的主要效益指标是否实现 [ 5 ] 。后评估结论的科学与准确与否，很大程度上取决于评估方法的选择。常见的后评估的方法主要包括前后对比法、有无对比法、因果分析法 [ 6 ] 。 1) 前后对比法。一般情况下，前后对比是指将项目实施之前与完成之后的情况加以对比分析，以确定项目的作用与效益的一种对比方法。在后评估中，前后对比则是指将项目前期阶段的可行性研究和经济评价的预测结论与项目的实际运行结果相比较，以发现变化并分析原因的一种方法。这种对比方法可用于反映项目的计划、决策和实施的质量。 2) 有无对比法。有无对比是指将项目实际发生的情况与如果没有此项目时可能发生的情况进行对比，用来度量项目的真实影响与作用。对比的重点是要分清楚项目作用的想象与项目之外作用的影响。这种对比方法用于项目的效益评价和影响评价中。 3) 逻辑框架法。逻辑框架法又称逻辑框架结构矩阵，是由美国国际发展署在1970年提出的一种工具，主要用于项目的规划、实施、监督和评价。逻辑框架法有助于评估者的思考与策划，侧重于分析项目的运作，比如项目的对象、目的、进行时间和方式等等，更加系统地、全面地思考问题，避免发生大的遗漏。同时，逻辑框架法是“以果索因”，针对性强，便于综合考虑项目成败的原因，总结经验教训。 2.2. 技术指标 风电场的后评估内容并非整体风电场建设项目，而是其中的某些关键性技术内容，通常称之为技术指标后评估。由于风电场的两大主体评估内容为风能资源与风电场设计发电量，而对于风能资源的评估，最终结果也要落到设计发电量这个指标上，因此本文将最终评估目标选定为风电场设计发电量。 2.3. 后评估内容 风电场设计发电量的计算主要由以下三个过程组成：测风数据的处理与统计，风资源评估软件的计算，按各种折减指标进行折减计算。因此务必将各种因素作为指标内容进行细化，并建立指标体系。从风力发电的理论考虑，能量的转化过程是风能–机械能–电能，因此在得到电能之前，能量为两种形态，所以可以将各种影响因素从理论上划分为“风侧”指标和“机侧”指标两大部分。所谓“风侧”指标，就是源于风的变化而引发发电量计算变化的那些指标；所谓“机侧”指标，即指在风力发电机中导致发电量变化的那些指标。通过细化划分，将指标体系简列成图，如图1所示。本文采用前后对比法对设计发电量进行后评估，以求可获得更精细的风资源与发电量设计的方法。
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user: 3. 设计发电量折减指标 风电场设计发电量的估算在经过软件计算后，得出的是一个粗算发电量，一般来说，这个值相对实际情况要高很多。这是由于风电场实际运行时，有很多阻碍因素在影响着最终的发电量，而这些因素在风况的统计和软件评估时没有予以考虑。所以在风电场的设计阶段，在经过数据统计分析和软件计算评估得出粗算发电量后，还要按照相应的因素对粗算发电量进行折减计算。通常对粗算发电量进行如下内 图1. 设计发电量评估指标体系 容的折减，包括：1) 空气密度修正系数；2) 风机利用率；3) 风电场内能量损耗；4) 控制及湍流强度的影响；5) 风沙及叶片污染的影响；6) 气候影响系数；7) 风资源测量偏差。从而使得折减后得到的估算发电量接近实际发电量。有些折减指标不易通过计算得出折减系数，则应综合多方面数据和以往相关经验给出一个相对较为合理的折减系数。 3.1. 风侧折减指标 风侧折减指标，主要指气象本身或由于对气象进行测量计算而引起的影响。经过分析，按工程评估顺序，其大体可分为气象宏观变化折减指标、测风误差折减指标和统计计算误差折减指标三部分。在发电量估算中，空气密度产生的影响应在功率曲线中加以修正，而不是用密度比直接折减，这样将会提高发电量估算的精度。 3.2. 机侧折减指标 机侧折减指标，主要指风能开始转化为机械能到转化成电能之间，可对发电量产生影响的折减指标。经过分析，按类别其大体可分为机械性能折减指标、气动性能折减指标、电气性能折减指标和故障停机率等。
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user: 5. 结论 对于地形变化显著的复杂地形，由于现阶段技术水平的限制，可能存在一定程度的风能资源评估及发电量预测误差，所以对建设项目进行后评估是非常必要的。本文对后评估理论及方法进行研究与分析，建立复杂地形风电场相关的后评估框架；选择有代表性的风电场进行风能资源与发电量设计后评估，对收集到的测风数据及风电场运行数据进行处理研究，综合分析设计发电量和实际发电量之间的差异，其结果可以风电场资源评估提供有益参考。
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user: 摘 要 近年来，以卫星遥感技术为代表的空间信息科学技术正在迅猛发展。尤其在大数据的背景下，卫星遥感以其数据获取的宏观性、周期性等特点，成为对地球观测的最主要和最直接的信息源。卫星全球导航定位系统和GOOGLE卫星地图也都走进了我们的生活。神舟号宇宙飞船和嫦娥探月工程以及天宫号太空站都展示出中国空间探测的辉煌成就。针对师范类综合大学的学生基础、兴趣和培养目标，结合通识课程跨越式目的要求，通过“遥感与世界”通识课程的教学实践，进行课程设计及教学目标与内容、教学方法、课程实施与课堂管理、考核评价方式等方面的研究性教学，可以培养学生综合素质，拓宽学生知识面，提高跨学科类通识课的教学质量，切实达到通识教育的目的。 关键词 :通识教育，遥感，教学模式，教学实践 Copyright © 2017 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 遥感科学是在地球科学与传统物理学、现代高科技基础上发展起来的交叉学科。卫星遥感以人造卫星为平台，自20世纪60年代开始兴起以来，卫星遥感技术已应用在政治、经济、军事和社会的众多领域，成为改变现有生产和生活方式、创造新产业、推动社会经济发展的有力手段 [ 1 ] 。东北师范大学作为国内重要的高等师范院校，培养人才特别是未来的教师人才，更需要强化对人类生活和经济发展有着重要影响，代表着国家科技实力的前沿科技的教育。本文基于东北师范大学地理与遥感得学科优势。结合自然地理、人文地理、遥感技术，开设了“遥感与世界”通识教育选修课，将高新科技的理念贯穿到人才培养的实践中。课程以理论与实践相结合、拓展知识与提高素质相结合、科学性与普适性相结合，以期达到培养学生知识面和认知及解决复杂问题的能力，提升综合素质的目的。
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user: 2. 课程的设计 2.1. 课程性质 本课程为公共选修课中的通识课，设置为2学分课程，共40学时，其先修课程是通识必修课《信息技术》，掌握计算机和网络等基础知识。 2.2. 课程的基本价值 (1) 了解遥感技术基本原理，认识卫星在空间信息获取中的地位和作用，了解卫星遥感技术对人类生活带来的极大影响； (2) 学会使用遥感方法和手段解决工作和生活中问题，提高学生利用遥感解译、摄影测量、地理空间信息等基础专业知识能力； (3) 培养学生以航天卫星作为信息获取平台，从太空看世界，从全新的视角获得对地球的认识。 2.3. 课程设计思路 (1) 注重核心概念和基础知识的教学，让学习者掌握遥感技术的核心概念与基本原理。 (2) 强化实践教学环节，加强对学生应用遥感信息解决工作与生活中的问题的实践能力的培养。 (3) 注重培养学生对遥感技术及其应用的理论与实践的研究兴趣。
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user: 3. 课程目标与内容 3.1. 课程目标 “遥感与世界”的课程目标设置为：面向全校对地理熟悉或爱好的文科与理科学生，以让不同专业的学生更多地了解遥感为目标。课程的特色是通过不同的实践教学环节展示遥感在生产及生活中的应用及其科学性、趣味性。 该课程依托地理科学学院地理信息科学系的优越软硬件环境，通过实际的应用案例学习，让不同专业的学生了解了解遥感技术与应用的现状与发展，掌握遥感技术与应用基本原理与方法，学会使用遥感方法和手段解决工作和生活中问题，提高学生利用遥感解译、摄影测量、地理空间信息等基础专业知识能力，扩大知识面，同时也是作为实践教学的有益尝试。 3.2. 课程内容概要 (1) 遥感的神秘面纱：通过科技片辅助，教师讲解遥感的基本概念、技术等； (2) 空间探索：常见遥感数据认识，遥感影像目视判读； (3) 卫星仿真：了解卫星平台、传感器、轨道、运载火箭、卫星控制、数据传输等等的过程； (4) 寻找古文明：搜寻资料，根据地理坐标，在数字地球上找到某一个文明古迹地点，展示现在的位置和状况； (5) 找到自己的家：在GoogleEarth或“天地图”上找到自己家的位置，并标注出来，认识自己的家及周边环境，并辨明周边地物； (6) 制定出行路线：利用数字地球地理信息，能搜索到的旅馆信息、航班、车次及其价格信息，根据给定的旅游目的地，制定经济合理的旅游路线； (7) 防灾减灾中的遥感技术：遥感技术在灾害调查中的优势及作用，介绍火灾和洪涝干旱和地震灾情评估等； (8) 天气预报为何经常不准：了解卫星影像的处理与天气预报； (9) 从太空看地球/世界：全球自然地带、各大洲地理事件、旅游景观。全球海陆分异与景观地带性、世界重大自然灾害分布、世界重要旅游地分布； (10) 遥感与区域：遥感技术与区域地理的结合，中国地理区域的分布与特点的空间认知。
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user: 4. 课程实施 4.1. 教学建议 (1) 深入了解学生学习需求：通过多种方式在教学正式实施前了解学生的学习起点、学习期望、学习条件；重视“课程导入”环节，让学生对课程目标与内容、课程考核方式等有整体的了解与认同。 课程内容涉及遥感技术的多个应用领域，通过PPT、视频讲解、参观体验和上机实际操作等丰富的内容，让遥感更广泛地接近生产及生活，不再驻足于“遥远的感知”。 (2) 采用“多源信息–多教学环节–师生双向反馈”教学模式。“多源信息”是依据课程内容的区域性、综合性、交叉性和实践性四个特征，利用地图、影像、录像、文字、数据、实景等多源信息设计的教学环节；“多教学环节”是指依据教学规律和学生认知规律的有机结合，利用多媒体设计教学环节，包括讲课内容、学术报告、讨论辩论、作业、面试、CAI、网络教学等，促进学生感官和多种能力的训练；“师生双向反馈”则是依据师生互动原理，在教师传输教学信息的同时，即时通过各种教学环节接收学生反馈的信息，再反馈于学生。通过不断地双向反馈，在互动中完成整个教学过程，从而在有限的课时下，提高单位时间的教学效率，也为教师发掘学生潜力和进一步的重点培养学生提供条件。 4.2. 学习建议 (1) 自主学习 建议学生通过网络、图书馆自主查阅课程中涉及的学习资源，独立规划自己的课程学习计划，自主设计、自主调节与评价学习过程，撰写学习日志形成电子文档，充分发挥自身的学习能动性。 (2) 研究性学习 鼓励学生针对课程教学主题与相关论题提出自己的观点，有自己独到的见解；学生可以提出与课程内容相关的问题，教师与同学一起讨论。 4.3. 评价建议 (1) 评价的主体 课程教学中充分发挥教师与学生的评价主体作用。 (2) 评价的原则 ① 以教育主管部门组织评介和征求学生对课程的意见建议，教师自我总结相结合，目标是改进和提高教学效果。 ② 以课程整体教学目标为基准，既面向全体学生，又关注学生的个性化发展。 ③ 整合总结性评价与过程性评价，全面评价学生的学习效果，其中过程性评价具有诊断性与发展性功能，以便帮助学生及时发现学习中存在的问题并提供有效的学习建议。 (3) 评价的内容 ① 学生对遥感基本概念的理解程度； ② 学生对遥感平台的了解程度； ③ 学生对遥感基本应用方法的理解与应用程度； ④ 学生对遥感地理识别的能力； ⑤ 学生的自主学习与协作学习能力。 (4) 评价方式及组织实施 ① 平时成绩(教师评价+学生自评)：共30分，其中课堂作业20分(含出勤考核)，课后作业10分。 ② 期末考试(教师评价)：占70分，以提交课程学习论文的方式进行。重点考核5个方面，其中：基本内容占30%，遥感图像理解占40%，思路占10%、表达和创新性各占10%。前2项主要考核对遥感概念的理解和对遥感图像获取、识别和应用，是课程内容考核的主体；后3项主要考核综合分析、表达和提升能力。
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user: 5. 课堂实践 该课程经过三年6个学期的教学实践，达到了较好的预期。每学期都会在选课开始后被选满限额。教学中特别注意了以下几点： 5.1. 趣味性和可接受性 “通识课程”是与“专业课程”相对应的一个概念，强调个性化、人文化、弹性化，学生在学习上有一定的选择权。因此，要求教师不但具有充足的跨学科知识，而且还要考虑选课学生不同的知识背景，抓住大学生的心理特点，在通识课讲授过程中讲究教学方法和教学艺术，增强课程教学的趣味性和可接受性 [ 2 ] 。在课堂上根据实际发生的雾霾、沙尘暴、洪水及国际国内的热点，实时的讲解卫星遥感技术在识别、监测和评估这些现象和热点中的作用。在讲解遥感的物理学基础时，就高度概括任何地物只要不是黑体且自身没有达到绝对零度，就具有反射和辐射电磁波的能力，而卫星传感器能够接收到不同地物发射和辐射的电磁波，进而来判断地物的性质和状态。这让不同专业的大学生能听懂接受。 5.2. 教学方式的多样性 通识课程的学生来自不同专业(理科、文科、社会科学、艺术、体育)，学生的文理基础、知识需求与理解能力存在差异，因此，我们在课程内容设计方面不完全局限于本专业的大纲和教材内容，而是将通识教育贯穿到专业教育之中，使专业课程的部分内容成为重要的通识教育内容。教学方式采用视频播放、动画演示、PPT演讲、现场操作和课堂讨论等多种方式。注重突出学生的主体性地位，使学生真正体会到自己是知识的探索者，是学习的参与者，而不是被动的知识接受者。在课堂上注重为学生营造开展研究性自主学习的氛围，培养和训练学生的思维能力、创新能力和探究精神，这也正是通识教育的培养目标 [ 3 ] [ 4 ] 。同时，利用课间适当的时机或课后的网络平台等与学生积极沟通，通过学生的反馈信息，及时了解学生的学习动态，了解自己的不足，并不断改进教学方法。 5.3. 体现通识性 “通识”的识，并不是知识，而是见识，通识课培养的是学生的见识。当然，这都需要老师来引导。通过正确的通识教育，学生从一个课堂转向另一个课堂、从一个科目转向另一个科目，他们被迫用不同方式思考问题。更深层的价值是，他们在回应不同种类问题的过程中养成了良好的思维习惯，这些习惯被用不同方式加以型塑，需要各种各样的解决方案。当这些学生离开教室、开始他们的生活时，这些习惯就能够使他们在思考问题时更具灵活性和创造性。那么通识教育的意义就真正体现出来了 [ 5 ] 。 通识教育就是打通学科、专业间的壁垒，实现提升学生综合素质的目标 [ 6 ] 。“遥感与世界”通识课程力图从三个方面打通壁垒，实现真正的通识：一是在内容设计上聚焦卫星遥感对地球的观测。虽然选课学生专业知识背景差异较大，但其生存的空间却是人人关注的对象。二是把遥感图像贯穿于整个认知过程，Google Earth、遥感图像成为不同专业、不同年级学生的共同通识工具，成为获取日常生活所需空间信息，认识与理解我们生存的地理空间的重要手段。开设该课程的主要理念是把遥感图像作为继文字、地图之后，最直观的地理学第三语言。