自适应笔式用户界面研究

笔式用户界面是HCI领域重要的研究方向，是Post-WIMP用户界面时代的主要界面形态之一，其在思维捕捉或记录、概念设计、观点研讨和交流等领域已经有较好的应用。笔式用户界面在得到良好应用的同时，也存在着以下三个方面的挑战：(1)相比于图形用户界面而言，笔式用户界面具有交互的模糊性，离散交互和连续交互的混合性等交互特征，我们将笔式用户界面的这些交互特性称为笔式用户界面的交互复杂性，交互复杂性无疑增加了笔式用户界面的设计和实现的复杂度；(2)由于笔式交互基于纸笔隐喻，相比传统的键盘鼠标输入的图形用户界面具有更加自然高效的交互特性，这种自然高效的交互特性会使更多更广的用户使用笔式用户界面，这些用户之间的笔式输入习惯会存在差异，会自然的期望笔式用户界面能够较好的适应特定用户的个性化。(3)普适计算是二十一世纪的计算模式，在普适计算环境下，用户要求能够随时、随地根据任务的需要来访问和操作各种信息，而支持多种环境下的不同的笔式交互设备无疑便利了用户的需求，因此笔式交互是普适计算环境下重要的交互方式，普适计算下也同时要求笔式用户界面能够适应设备和环境的多样化的计算要求。综上所述，解决笔式用户界所面对的交互复杂性和用户、设备、环境的适应性需求将是笔式用户界面的重要研究方向之一。 本文在总结笔式用户界面的发展的情况下，分析了笔式用户界面面临的上述三个方面的挑战。在分析面临挑战的基础上，阐述了本文研究的动机，即用自适应的方法来解决上述笔式用户界面所面临的挑战，即将本文的工作定位在自适应笔式用户界面研究上。 本文在分析了自适应用户界面和笔式用户界面相关研究的基础上，先后从以下几个方面展开研究：(1)研究了什么样的笔手势是良好的笔手势，提出了意义性的笔手势及其分类，并通过定量实验评估的方法验证了意义性笔手势的易学易记特性，为设良好的笔手势提供了参考依据；(2)提出了用自适应的策略来解决手势在使用时适应用户个性化输入的问题；(3)提出了自适应的基于笔和语音的多通道交互技术，并在此基础上建立了一个自适应的多通道几何白板系统；(4)提出了实现笔式用户界面的交互框架，并且在此框架的基础上与实践相结合总结性地提出了自适应笔式用户界面的软件体系结构；(5)在自适应笔式软件体系结构的基础上，本文最后描述了自适应笔式用户界面的软件开发方法，并通过实例来说明该方法的具体应用；(6)最后本文基于上述研究实现了一个自适应的多通道几何白板应用和一个自适应的表单系统。综上所述，本文从不同的层次展开了对自适应笔式用户界面的研究。这些层次是：(1)用户研究层次；(2)相关技术及框架研究层次；(3)软件体系结构和开发方法层次；(4)应用原型。 在自适应笔式用户界面的研究中，我们从上述五个方面展开了研究工作，其中主要的创新点有： (1)意义性笔手势及其实验评估 提出了意义笔手势的定义、分类及其易记性优势的假设。并通过定量的评估实验验证假设。在文献调研和用户调查的基础上，提出与所代表的命令有形象性的，意义性连接的笔手势是设计良好的笔手势，称为意义性笔手势，并将意义性笔手势分成三类，即为：指示性笔手势、实物隐喻笔手势和文化约定笔手势。最后，我们通过一个定量实验，评估意义性笔手势在易学性上是否优于非意义性笔手势。 (2)自适应的笔手势界面框架 在笔式用户界面中，静态识别器不能解决如下问题：不同用户对同一命令手势的输入差异大于某一用户在输入不同手势时的差异。本文提出了自适应的笔手势界面框架来解决这种用户手势输入的个性化问题。 (3)自适应的基于笔和语音交互的多通道交互技术 在多通道用户界面中，自适应性能够更好的发挥多通道交互的优势，本文提出了自适应的基于笔和语音的多通道交互技术，阐述了该自适应多通道的交互框架，详细阐述了输入模块、融合模块和自适应模块。对多通道的输入，融合，自适应策略进行了详细描述。 (4)笔式用户界面的交互框架和自适应笔式用户界面的软件体系结构 针对笔式用户界面的交互复杂性，在相关研究的基础上，提出了基于层次状态机的交互框架。同时基于框架，面向笔式用户界面的多设备、多环境、多用户的应用需求，提出了自适应笔式用户界面的软件体系结构，为自适应笔式用户界面的设计和开发提供指导。 (5)自适应笔式用户界面的软件开发方法 在以人为中心的设计方法和极限编程XP的开发方法的基础上，和实践相结合，根据自适应笔式用户界面的特点，提出了自适应笔式用户界面开发的总体流程，该流程重点描述了笔式用户界面自适应性的需求分析、设计开发及评估。在自适应笔式用户界面软件体系结构和总体开发流程的基础上，提出了自适应笔式用户界面的设计和开发流程，用以指导自适应笔式用户界面的设计和开发。 (6)原型实例 本部分在上述研究的基础上，建立了两个原型应用，一个为自适应的多通道用应用，本部分详细描述了该应用的模块组成及其关系，特别针对自适应模块，描述了自适应的策略。另一个为自适应表单应用，详细描述了该表单应用的需求分析、设计和实现、评估。

人类活动对森林景观影响研究进展

从影响森林景观的人为活动的性质入手,将人类活动分为两类:土地利用和森林经营,分别阐述其研究现状。土地利用主要包括农业开发和城市化,通常使林区转变为非林区。森林经营活动主要包括采伐和修建道路。采伐影响森林格局和动物生境,前者侧重于采伐参数和格局结构特征之间关系的研究,后者着重于从动物生境保护角度设计采伐格局;修建道路会改变景观格局和过程,近期焦点为道路网空间结构特征与景观格局的关系、该关系在不同尺度下的表现规律及道路影响下景观过程变化。目前,在中国道路研究尚未引起重视。本文对中国进行人类活动对森林景观影响研究中存在的问题进行了总结:1)人类活动作用的时空格局定量化是人类活动影响研究的前提,这方面研究较少,阻碍了研究的深入进行;2)目前,各种模型的开发、应用仍方兴未艾,模型验证及灵敏度分析是难点和热点,中国处在模型应用的起步阶段,亟待发展适合自身特点的空间直观模型;3)该领域开始从格局研究向过程研究深入(如景观格局与动物生境关系、森林格局与水文过程关系的研究) ,前者重点解决动物的迁移、分布和景观格局的关系,我国受动物行为学研究较薄弱的制约而仅限于生境描述和分析,后者从格局出发,以景观生态学的空间异质性理论,强调森林水文功能对采伐面积、强度、方式、伐区空间位置的响应;4)多数地区的森林景观动态深受政策影响,研究其对典型政府决策反应的方向和速率,能为森林经营和自然保护的科学决策提供重要依据。

沙地土壤磷循环研究

磷素是干旱半干旱地区沙地生态系统的限制性养分因子,沙地土壤磷循环对沙地生态系统生产力维持至关重要,越来越受到人们的关注。本文根据国内外研究成果,对沙地土壤磷的来源、磷库容量、磷循环途径和影响磷循环的因素等关键问题进行综述,认为磷循环研究方向可归纳为以下几个方面:1)影响沙地土壤磷循环各因素的作用机制;2)不同磷循环途径的磷收支通量;3)不同土壤利用状态下,磷平衡状况;4)不同土壤利用状态下,土壤生产力的可持续性;5)维持土壤磷平衡采用的生态恢复手段。上述研究,对于维持沙地生态系统稳定的生产力,解决人与资源和环境的矛盾均有指导作用。

树木、林内、林冠上与森林区风速廓线研究(英文)

风速是森林生态系统研究中最为重要的变量之一,同时也是控制气流运输过程最基本的要素。由于树木生理指标和生长过程对风速的改变十分敏感,因此风速随高度的变化规律,即风速廓线的研究十分重要。一般认为,在裸地或林冠上的风廓线均呈对数规律变化,但是在单株树木和林分内风速随高度的变化则不呈对数规律。本文根据最近在海岸松林内风的研究结果,总结了针叶树种单株树木内、林分内和林冠上层以及海岸林区的风速廓线变化规律,其主要结论如下:1)单株针叶树树冠内的风速廓线呈指数形式分布,2)在林分内的风速廓线可用风的减弱系数来表示,3)[(\267\347)(\300\252\317\337\324\332\301\326\271\332\262\343)]上的分布可由风廓线参数(摩擦速度、粗糙长度、零平面位移)确定,4)在海岸林区,极端风速的分布可以使用了建筑上的风荷载模型进行预测。另外,本文提出了该研究领域尚需进一步探讨的问题,主要包括:1)风速廓线与树木特征及林分特征间的关系,2)利用简单的方法预测了风速廓线参数,3)风速廓线在树木生理、生态研究的作用、树木生长过程中风的微生态学效应以及森林生态和管理应用等方面。图4表1参60。

水和土壤中LAS的提取及HPLC测定

<正> 1 引言合成洗涤剂中直链烷基苯磺酸盐(LAS)是目前生产和使用量最大的表面活性剂[1],同时也是环境中最常见、分布最广的有机污染物[2,3]。它可通过生活污水、垃圾及工业废水废渣等多种途径进入水体和土壤,造成了不同程度的环境污染[4,5]。准确、快速、经济地提取和测定环境样品中的LAS含量,是防治其污染的必要手段。目前水样中LAS的提取方法多为液-液提取法,土壤样品中LAS的提取多用索氏提取法。但这些方法步骤繁琐、费时,试剂消耗量大,且重现性不好[1]。本研究旨在建立一个快捷、准确、经济的水和土壤中LAS的提取和测定方法。 2 材料与方法

外生菌根菌与森林树木的相互关系

生态系统的每个过程都伴随着各种微生物的活动 ,其中最重要的功能群之一是菌根真菌 (菌根菌 )。一般认为 ,菌根菌是自然界多数植物生存最基本的组成部分 ,陆地上约 90 %以上的高等植物都具有菌根菌。这些菌类的菌丝体与植物根系结合形成菌根 ,使植物生长成为可能 ,使不同种类植物的根系联在一起。根据菌根菌入侵植物根系的方式及菌根的形态特征 ,菌根可分为外生菌根、内生菌根和内外生菌根 3组共 7种类型。外生菌根主要出现在松科、桦木科、壳斗科等树种的森林生态系统中 ,在根系表面形成菌丝鞘 ,部分菌丝进入根系皮层细胞间隙形成哈氏网表面。菌根菌剂在森林经营中得到广泛地应用。外生菌根菌对森林树木的作用可归纳为 :1)促进造林或育苗成活与生长 ;2 )提高森林生态系统中植物的多样性、稳定性和生产力 ;3)对森林生态系统的综合效应 ,主要表现在增加植物 -土壤联结 ,改善土壤结构 ,促进土壤微生物 ,增强植物器官的功能 ;4 )抗拮植物根命病宫病原菌等。树木与菌根菌相互关系研究主要包括 :1)菌根共生的机理 ;2 )菌根菌在退化森林生态系统恢复与改造中的作用 ;3)菌根菌的分布格局与森林生态系统服务功能的关系 ;4 )菌根菌对森林生态系统的综合效应 ,如菌根菌与森林植物群落结构、物种多样性以及森林系统

污水灌溉对土壤重金属含量、酶活性和微生物类群分布的影响

以沈阳张士灌区长期污灌的农田土壤为对象,研究了土壤重金属、土壤酶活性、微生物生物量和种群分布特征,分析了土壤微生物参数与土壤重金属和土壤性质的相关关系。结果表明,虽然已停止污灌十余年,张士灌区农田土壤仍存在Cd、Zn、Cu等多种重金属污染。土壤Cd污染最严重,含量达1.75~3.89 mg.kg-1。土壤耕作层(0~30cm)Zn、Cu、Pb总含量随土层深度增加逐渐减少,而Cd元素的垂直分布呈向下迁移的趋势。Cd、Zn、Cu、Pb等4种重金属含量水平分布特征相似,均为1号样地>2号样地>3号样地>4号样地。相关性分析表明,张士灌区土壤酶活性、微生物生物量和种群分布受重金属污染和土壤养分的影响,土壤养分含量(有机碳、N、P、K)对微生物的正面效应大于重金属对微生物的负面效应。土壤全量Cd和速效K对微生物参数的影响最为明显,Cd含量与多酚氧化酶活性和微生物生物量(Cmic)呈极显著负相关,与纤维素酶活性呈极显著正相关(P<0.01),速效K含量与多酚氧化酶活性、微生物生物量以及可培养微生物种群数量均呈极显著正相关(P<0.01)。

油松水源保护林人工诱导更新与定向恢复机理

以油松水源保护林为对象,进行人工诱导更新与定向恢复机理研究。结果表明,在郁闭林分内油松更新苗密度平均为5 375株.hm-2,更新苗年龄为1~2年,而在人工Gap“效应岛”样地内,更新苗密度平均为17 062.5株.hm-2,其中1~2年、3~4年、5~6年生更新苗分别占73.44%,13.97%和12.59%;生长季光照强度在0、1.5和2.0 m三个不同高度梯度上,在Gap内部的平均值分别为289.0×100、542.0×100和589.0×100 lux,在对照林分内分别为139.0×100、146.0×100和246.0×100lux;从夏季观测到的空气温度平均值日变化分析,在白天Gap内的温度高于郁闭林分内部,温差可差2~3℃,在夜间Gap内的温度低于郁闭林分内,温差可差0.5~1℃;在白天6:00~11:00,人工Gap“效应岛”内空气湿度明显低于郁闭林分内,在其它时间段大致相当;对于同一层次土壤而言,Gap内的土壤温度明显高于郁闭林分内且变化幅度大,在0、10和20 cm三个梯度上Gap与郁闭林分相比土壤温度最大差值分别可达10、5和2℃;0~10、10~20和20~30 cm三个层次平均土壤含水量在Gap内分别为16.9%1、5.1%和12.3%,在郁闭林分内分别为14.6%、12.5%和9.9%。总体上比较二者的光照强度、空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤水分等有显著差异,因此人工Gap“效应岛”的创建是诱导其内部微环境因子变化的基础,也是油松水源保护林定向恢复更新的机理之所在。

植物对气候变化生理生态响应的不确定性分析

生态系统对全球气候变化的响应模式有利于人类预测与适应未来生态环境变化,植物作为陆地生态系统的重要组成部分,对全球气候变化的响应具有重要作用。本文通过对近年来植物对气候变化的生理生态响应研究中(包括定点控制实验,空间代替时间样带),植物响应模式的复杂性、多样性及可变性等诸多不确定性进行分析,以探讨预测未来气候情景下植物的动态变化及生理生态响应过程。分析结果认为,造成这些不确定性的主要原因包括:(1)利用空间代替时间的样带研究中,往往忽略了植物的非线性响应,存在明显的阈值;(2)样带及定点研究中,由于各种气候因子的耦合,很难确定各种气候因子对植物生理生态学特性影响的权重;(3)定点控制实验中往往忽略了植物对气候变化的适应性,使实验结果很难代表更长时间尺度上的反映模式;(4)在相同的气候变化条件下,不同植物的响应有可能存在明显差异。提出了今后植物对气候变化生理生态响应研究的建议。

植物生殖物候研究进展

概述了植物生殖物候的近期研究趋势、研究内容和研究进展。近十几年,生殖物候研究体现了从物种尺度到群落尺度、由野外观察到模拟实验、从孤立研究到关联研究过渡的趋势。主要研究内容包括:(1)特定植物的生殖物候;(2)群落尺度的生殖物候;(3)生殖物候与系统发生的关系;(4)生殖物候的可塑性;(5)生殖物候对气候变化的响应;(6)生殖物候与动物食源供应的关系;(7)生殖物候与花粉过敏症的关系;(8)生殖物候与植物保护和植被管理的关系。控制实验和长期观测将在未来研究中占有重要地位,以植物多样性保护和退化生态系统恢复为目的的研究将趋于增多,有关温带植物和草本植物以及特殊生态系统的研究将得到进一步加强,群落尺度的研究将继续增多。

在线双向适应的笔手势界面框架研究

提出一个在线双向适应的笔手势界面框架,该框架针对传统笔手势界面中静态手势识别器不能支持用户的个性化输入以及用户在笔手势界面中面临的手势记忆问题,提出了在线双向适应的策略:一方面系统能够适应用户(系统可以在线支持用户的个性化输入);另一方面用户可以学习系统(用户可以学习系统提供的某些笔手势).该框架包括5个部分:(1)双向适应笔手势输入解释模型;(2)双向适应笔手势输入解释流程;(3)上下文优先级定义;(4)纠错和模糊消解界面;(5)在线笔手势查询帮助系统.在该框架的指导下作者开发了一个原型系统并进行了对比实验评估.结果表明该框架在可用性上具有较大的优势.

网络测量技术研究与系统实现

近年来，计算机网络迅速发展，各种网络应用层出不穷，各种网络性能面临挑战。对网络流量进行识别和分类，对网络性能进行测量和分析，已成为计算机网络的一个新兴课题。网络测量能够了解网络的行为特征和性能特征等，是对网络进行规划建设和优化改造的基础。 本文以当前网络测量实际应用为背景，介绍了网络测量技术的发展、分类和商用产品，设计并实现了一种纯软件开发的、扩展性强、有实际应用价值的网络测量系统，并对实现过程中所涉及到的网络流量测量和网络性能测量关键技术作了详细描述。 本文工作主要有如下贡献： 1、提出了以纯软件方法开发网络测量系统的方案； 2、设计了网络测量系统的系统结构及各模块之间的接口； 3、设计并实现了网络流量测量子系统，能够监测和分析从数据链路层到应用层等不同协议层次的流量组成和变化趋势，以及主机对之间和服务器负载上的应用类型和流量，提供实时的和历史的流量统计分析功能，可协助分析和定位网络异常和网络瓶颈； 4、设计并实现了网络性能测量子系统，能够测量网络层端到端的跳数、丢包率、往返延迟、往返延迟抖动等参数，以及HTTP、TELNET、FTP和EMAIL等常见网络业务的应用层性能，协助用户分析影响网络性能的原因。

多表征模型组合仿真的形式描述与因果序研究

多表征模型组合仿真是可组合仿真、遗留系统集成的重要研究领域，也是多表征建模与仿真的一项关键技术，无论在理论研究还是实际应用上都有重要意义。本文针对多表征模型组合仿真问题在以下几个方面展开了较深入的研究：（1）并发控制机制；（2）多表征模型组合的形式描述；（3）因果序保持；（4）所有权管理服务。 在分析并发表示法特点的基础上，针对并发表示法中对于交互控制过于集中的问题，将集中式的并发控制机制改为分布式的并发控制机制，改进了整个并发控制的体系结构模型；对于多表征实体中的集中式并发控制处理中容易造成服务瓶颈的问题，利用多表征仿真的分层交互规则，将原有的单个交互消解器和一致性执行器改成分布式的控制方式，以有效缓解单个交互消解器的负担。 在改进的采用分布式并发控制机制的体系结构基础上，对多表征模型组合的机制及过程进行了分析，然后使用并行离散事件规范PDEVS对多表征原子模型与耦合模型进行了形式化定义，证明了多表征耦合模型具有耦合封闭性，这使得可以将多表征耦合模型与其它的多表征原子模型或多表征耦合模型一起不断地组合成更大的系统，即多表征模型可以以构件耦合的方式层次式地组成整个仿真系统。并提出了一个多表征模型组合框架。通过多表征模型组合框架清晰地描述了多表征模型组合的过程以及与HLA/RTI协调的机制。 针对HLA时间管理服务中没有提供因果排序机制，而多表征模型组合仿真需要保证以因果序提交模型交互的问题，我们通过引入向量时间，设计了一个符合因果序提交的通信协议，并对其相关的正确性问题进行了证明。 分析了HLA所有权协议应用于多表征模型组合仿真时存在的不足，并以HLA协商型推模式所有权服务为例进行了改进，使得所有权协议可以支持指定某个成员为对象属性所有权的接收者、解决了RTI不存储释放了所有权的属性的更新值，以及HLA属性所有权服务本身不包含时间管理机制等问题。

空间飞行器编队重构建模与规划方法研究

编队重构是实现空间飞行器编队飞行的一项关键技术，也是自动导航和控制的重要研究领域，无论在理论研究还是实际应用上都具有重大意义。本论文针对空间飞行器编队重构问题展开了深入的研究：（1）编队重构建模；（2）空间飞行器多轨道规划；（3）空间飞行器时间-燃耗的轨道规划；（4）编队重构的协同规划；（5）考虑燃料均衡的编队重构规划。围绕编队重构建模问题，本论文在分析其特点的基础上，完善了传统的单目标优化模型，加入了现有研究通常忽略的发动机推力的精度约束，提高了模型精度以降低控制反馈误差。另外，还根据航天任务的特点，从多目标优化的角度建模了问题，优化的性能指标包括变轨时间、编队的总燃料消耗和飞行器间的燃料均衡。在多轨道规划的研究中，作者基于进化计算和参数优化方法，提出了一种空间飞行器多轨道规划算法。通过将可行轨道按其空间分布分类，并采用一种多轨道保持技术，使新提出的算法能够获得多条在空间中分布较为离散的最优/近优轨道，并可以方便地根据环境和任务要求设定希望获得的轨道之间的差异。该算法充分利用了编队飞行相对动力学方程的解耦性，简化了问题，提高了计算速度，并使最终轨道的选择更加灵活多样。作者还针对空间飞行器的变轨时间与燃料消耗的关系问题展开了研究，基于小生境进化算法，提出了一种时间-燃耗的轨道规划方法。该方法采用一种变长实值染色体编码方式和特定的种群初始化方法，能使生成的轨道满足各种约束条件，并引入等值分享法保证优秀个体具有较大的选中概率和前沿的多样性。实验表明，该算法能有效地搜索到飞行器变轨的时间-燃耗前沿，一次规划生成多个Pareto最优解，为任务制定者选择最合适的变轨方案提供可靠的依据。在编队的协同规划方面，通过分解空间飞行器编队重构问题，并与协同进化的思想相结合，提出了一种两层结构的飞行器编队重构规划算法。高层算法通过优化构型映射来优化编队的总燃料消耗，实现全局规划并确保飞行器之间保持一定的安全距离以避免相互碰撞；低层规划算法采用多轨道规划方法为各飞行器规划满足约束条件的轨道。该算法不仅实现了多颗飞行器的轨道子种群间的协同进化，还实现了高、低层规划结果的协同进化。由于利用编队的分布式结构实现了并行计算，该算法能解决大型编队重构的协同规划问题。虽然给出的最优解是唯一的，但在规划过程中为各飞行器都生成了多条散布在空间中的轨道，提供了可替换解以保证编队重构任务的顺利执行。最后本论文从多目标优化的角度建模了带燃料均衡的多飞行器编队重构规划问题，初步研究了变轨时间、燃料消耗和飞行器间的燃料均衡三个重要指标之间的关系。通过将进化计算与问题领域的知识相结合，提出了一种最优轨道规划方法，能从上述三个指标的角度分别评价一个变轨方案的最优性，并且计算量较小，一次规划能提供多个最优解决方案，能用于实际规划之前进行简单的估算，十分适合方案设计阶段应用。

休闲农业研究进展及其若干理论问题

本文对国内外在休闲农业概念、资源开发与空间布局、产品开发与市场营销、产业分析、宏观管理、休闲农业与乡村可持续发展等方面的研究进展进行了综述。据此及我国当前休闲农业实践中存在的问题,提出了今后休闲农业研究的四个理论问题:1.休闲农业的本质与乡村性;2.休闲农业经营主体与政策立足点;3.城乡互动与城郊型休闲农业的空间布局;4.体验经济与休闲农业产品开发。