“新文科”理念下应用型文科实验教学体系的建设与探索

在分析应用型文科实验教学特点的基础上,结合“新文科”理念助推文科实验教学改革带来的机遇与挑战,重构文科实验教学体系,探索建立以应用文科为对象、以综合实验教学为抓手的教学体系结构。从综合性新文科人才的培养理念提升、新文科实验教学的体系重构、应用文科综合实验课程的多元建设和应用文科实验室的高度开放与广泛共享等方面拓展实验教学和人才培养的维度和深度。将“新文科”背景下的应用文科生培养成为具有实践能力、人文素养和复合创新能力的综合型人才。

纸质文献修复实践——书画装裱镜片技艺虚拟仿真实验项目

本文以装裱知识点为核心内容,借助虚拟仿真技术,从装裱过程的全真模拟、重要工具及材料的处理使用以及装裱作品的分层结构展示等三个方面,对传统手工技艺类的虚拟仿真实验进行了探索与实践。

国内外文物数字化标准现状分析与发展建议

本文通过查阅大量文献资料,对国内外现有的文物数字化标准进行了全面的调查和梳理,分析得出国内外文物数字化标准的建设现状,总结了各自发展的不足与优势。在此基础上提出中国文物数字化标准体系建设方案,以期为未来我国文物数字化标准建设与规划提供思路。

基于K均值聚类和区域匹配的颜色迁移技术

针对色彩丰富的图像之间的颜色传递问题,利用K均值聚类对图像进行分析,并提出最近区域匹配算法,该算法可以避免多个区域匹配到同一个区域的问题,从而更好的实现两幅图像的颜色迁移。将两幅图像从RGB颜色空间转换到lαβ颜色空间中;用K均值模型分别对颜色图像和亮度重映射后的形状图像进行同类数的聚类分析;利用欧式距离和最近区域匹配算法确定两幅图像的区域匹配关系;完成颜色迁移。实验结果表明:该算法能较好地实现色彩丰富图像之间的色彩迁移。

数字壁画病害提取与修复算法研究

数字图像修复为古代石窟壁画的科学保护与修复提供了重要依据,目前数字壁画病害信息的完整提取与合理化修复是文物虚拟修复的重要课题。以麦积山数字壁画为研究对象,分析风化裂隙伴随点状剥落的病害特征与形成机理,病害信息的完整提取以文物修复的最小干预为原则,采用以加权平均为相似性度量的局域最优层次聚类进行提取,并形成病害信息掩膜。以此掩膜图像为对象,其合理化修复利用增加了有效像素估计的曲率驱动扩散模型实现图像修复。该方法使得麦积山石窟壁画病害的虚拟修复更精确,达到了文物修复最小干预原则的效果。

能量均衡的围捕任务分配方法

随着水下机器人反围捕策略研究的不断深入,水下机器人围捕变得越来越困难。为此构建一种多层环状伏击围捕模型并设计了基于围捕任务的任务分配方法,使得水下机器人能够充分利用自身的特点更好地完成任务。同时,考虑在围捕过程中随时间推移,系统内能量会出现消耗不均的现象,据此提出一种能量均衡方法平衡系统能量的消耗。实验证明所提出的基于多层环状围捕模型的能量均衡策略任务分配方法能有效提高围捕成功率,延长系统寿命。

多机器人混合编队控制

提出一种将行为控制和反馈控制相互融合的多机器人混合编队控制方法.采用基于行为的体系结构模型,将动态死区和动力学方程控制共同应用于多机器人编队控制中,从而改善了基于反馈的跟随领航者方法不能快速适应大角度队形变换的问题.在AmigoBot机器人平台上的实验证明,该方法具备一定的可行性.

强化结构的数字壁画病害修复算法研究

针对北京地区法海寺壁画块状缺失,且缺失区域结构信息丰富的特点,提出了一种强化结构的数字图像修复算法,解决了Criminisi算法修复时对图像结构信息考虑不足的问题。首先在计算填充块的优先权函数时,将线性卷积的曲率计算融入数据项中,同时增加结构信息的权重,实现了优先修复结构信息丰富区域的目的;其次在搜索匹配块的相似度计算中引入区域协方差方法,确保修复后图像结构的一致性,减少了匹配错误率。实验结果表明:该算法较好地解决了结构性较强的壁画块状信息缺失填充错位问题。

基于神经网络PID的AUV控制方法研究

针对水下机器人各自由度之间存在较强的耦合和非线性特征,其精确的数学模型很难获得的问题,建立了水下机器人空间运动的数学模型,并根据实际需要和控制器设计的方便进行了适当简化,得到了水下机器人自由度运动模型.在此基础上,使用了基于神经网络的PID控制方法.结合水下机器人六自由度水动力模型,建立了基于BP网络的PID的水下机器人控制器,并进行了仿真环境下的试验.试验结果表明,以上控制方法较为适合水下机器人的运动控制.

数字博物馆复合型人才培养模式的探索与思考

数字博物馆是各种先进的数字化技术在博物馆领域研究和应用的集中体现的载体,是现代博物馆发展的方向。然而,数字博物馆建设所需文博、传播、管理、技术等各方面复合型专业人才储备严重不足,直接阻碍了数字博物馆的快速发展。本文基于现代高等教育博物馆人才培养所存在的问题,提出数字博物馆人才培养模式和方式,认为组建博物馆数字化课程群,加强课内实践和课外以项目形式的专业实践是提高学生博物馆数字化专业能力的教学模式。另外,通过大学生数字博物馆创新创业基地的实践和摸索,加强行业的对接性,可提高学生的就业质量和社会影响力。

磁暴期间极尖区场向电子事件研究

根据Cluster卫星在中高度极尖区的观测数据,分析研究了两次连续磁暴期间极尖区场向电子事件的持续时间以及与Dst值和Dst时间变化率之间的关系.结果表明,磁暴期间场向电子事件的持续时间的范围为6~54 s,大多数场向事件的持续时间小于34 s;极尖区场向电子事件的最大密度和最大场向通量与Dst值没有明显的相关关系;而随着Dst变化率的增加,场向电子最大密度和最大通量也随之增加,场向电子最大密度与Dst变化率之间的相关系数为0.81,场向电子最大通量与Dst变化率之间的相关系数为0.56,下行电子最大通量与Dst变化率之间的相关系数为0.85.经讨论认为行星际磁场持续南向、太阳风速度和动压的急剧增加是引起场向电子通量增加的主要原因.

极区场向电子事件持续时间的统计研究

利用Cluster卫星的4s分辨率数据,对极区高高度4～8Re范围内的场向电子事件进行了统计,分析了场向电子事件持续时间的分布特性,并研究了不同地磁条件下场向电子事件持续时间的分布.结果表明：极区高高度范围场向电子事件的持续时间为6 ～ 475 s,大部分场向电子的持续时间小于50 s,在持续时间10～ 20 s内,场向电子事件最容易发生；持续时间长的场向电子在北半球上行的情况下发生较多；持续时间较长的场向电子事件一般都发生在地磁场By较小的条件下.

中国古代建筑多维模型库的搭建与展示界面设计研究

古建筑多维模型库的搭建与展示界面设计是古建保护利用的基础工作。文章在已有大量古建三维模型数据的基础上,通过梳理中国古代建筑的发展脉络,进行了古建模型库的搭建与多维度界面展示设计研究,解决了模型数量多、无法充分利用的问题,对于古建场景复原有重要的意义。

自治水下机器人的局部规划方法

针对自治水下机器人(AUV)所处的真实海洋环境,通过分析长距离航行时AUV局部规划必须考虑的各种因素和可能产生的影响,设计一种局部规划器的结构,提出基于模糊逻辑的解决方案。该方法能实时综合考虑机器人的各种状态、其所处的海洋环境及任务目标情况,并根据三者间的关系得出速度折扣因子。实验表明,该方法能有效处理海洋环境下AUV大范围长距离航行的局部规划问题。

面向智能空间的普适计算技术

普适计算作为智能空间的一种新型计算模式,从根本上改变人们对什么是计算的思考。普适计算是信息空间与物理空间的融合,在这个融合的空间中人们可以随时随地和透明地获得数字化的服务。本文综述了普适计算研究的现状和发展趋势,并讨论了普适计算关键研究内容—普适计算体系结构、觉察上下文计算和游牧计算。

自治水下机器人运动模型研究

伴随着海洋的开发,水下机器人得到广泛的应用。但是由于水下机器人各自由度之间存在较强的耦合和非线性特征,其精确的数学模型很难获得。因此,在设计控制器时需要考虑许多因素。本文旨在探讨水下机器人空间运动数学模型的建立方法,并根据实际需要和控制器设计的方便进行了适当简化,得到了AUV六自由度运动模型。

基于Isolation Forest改进的数据异常检测方法

针对现有的基于隔离森林(Isolation Forest)的数据异常检测算法检测精度低、执行效率差和泛化能力弱等问题,提出一种改进的数据异常检测方法 SA-iForest。该方法基于模拟退火算法选择精度高和有差异性的隔离树来优化森林,同时去除冗余的隔离树,改进了隔离森林的森林构建。采用标准仿真数据集对所提方法进行验证,结果表明该方法与传统Isolation Forest和LOF方法相比,在准确率、执行效率和稳定性方面均有显著提高。

文物鉴赏虚拟仿真实验教学研究——以唐三彩鉴赏为例

文物鉴赏是了解和认识文物的重要手段,也是文物与博物馆学专业学生进行专业认知学习的重要环节。常规教学通过多媒体技术展示大量文物照片供学生学习达到鉴赏的目的,当涉及到文物的形制、纹饰、材质、工艺特点鉴赏时往往需要学生亲手触摸,观察实物才能获得相应的鉴赏效果。然而文物的珍贵性、不可再生性很难使学生直接接触到真实的文物,稍有不慎则可能造成不可挽回的损失。文物鉴赏虚拟仿真教学实验平台利用数字化虚拟仿真手段,建立各类文物虚拟仿真模型,学生可以在无法接触到文物实物的情况下,利用丰富的高精度三维文物数据库,在虚拟平台下进行各种文物表面形态和局部特征的细微观察,另外加以显微镜,X射线荧光仪等现代科技鉴赏方法达到辨识鉴赏各类文物特征的效果。

一种基于森林优化的粗糙集离散化算法

多维属性离散化能提升机器学习算法训练的速度与精度,目前的离散化算法性能较低且多是单属性离散,忽略了属性之间的潜在关联。基于此,提出了一种基于森林优化的粗糙集离散化算法(a discretization algorithm based on forest optimization and rough set,FORDA)。该算法针对多维连续属性的离散化,依据变精度粗糙集理论,设计适宜值函数,进而构建森林寻优网络,迭代搜索最优断点子集。在UCI数据集上的实验结果表明,与当前主流的离散化算法相比,所提算法能避免局部最优,显著提升了SVM分类器的分类精度,其离散化性能更为优良,且具有一定的通用性,验证了算法的有效性。

行星际磁场对磁尾场向电流发生率的影响

利用Cluster卫星的磁场和等离子体探测数据,研究了行星际磁场(IMF)时钟角(clock angle)Φ和锥角(cone angle)θ对磁尾等离子体片边界层(PSBL)区场向电流发生率的影响.当时钟角Φ>0时,磁尾场向电流的发生率较高,这表明磁尾场向电流的发生与昏向太阳风条件更为密切;当90°<|Φ|<180°时,场向电流的发生率较高,这表明场向电流的发生与南向IMF更为密切.当锥角θ<30°时(即IMF与日地连线夹角较小时)场向电流的发生率较低.而当θ>30°时,场向电流在90°<|Φ|<180°的情况下发生率明显增大,这说明南向IMF情况下,场向电流发生率明显增大.但是当|Φ|<90°时(北向IMF情况下),尽管θ很大,场向电流的发生率并未明显增大.当θ>70°时,且在140°<Φ<160°的行星际磁场条件下,磁尾等离子体片边界层区场向电流的发生率最大.