基于笔的电子表单设计工具

笔式用户界面以纸笔为隐喻,有着广泛的应用范围。提出了一种基于笔交互的电子表单设计工具,用户可以使用数字笔自然、高效地设计表单。介绍了笔式电子表单工具的设计思路以及其中的关键技术,包括笔手势的设计、笔迹处理的流程以及相关的识别技术。基于设计思路和关键技术,实现了一个原型系统。用户测试表明,基于笔交互的表单设计工具比传统的表单设计工具更加自然、高效。

笔式用户界面的eGOMS模型研究

认知心理学是构建人机交互模型的基础,从认知心理学角度对笔式用户界面(PUI)进行了建模和分析,以eGOMS模型为基础对PUI进行了评估。从认知过程的视知觉特征和心理加工机制、知识表征系统的组织形式以及单通道和多通道交互中的信息的加工和整合的方面、注意选择与分配的机制与特点等进行了细致的探讨了PUI的特点。PUI交互模式更加自然,可以减轻用户的认知负担。

虚拟家居设计系统的笔式交互应用研究

以虚拟家居设计系统为应用目标,以笔式交互在虚拟家居设计系统中的应用为主要研究内容,将基于笔交互的自由勾画技术和概念设计过程中的草图设计技术相结合,并利用已有的手势识别技术,系统研究了虚拟家居系统中笔式交互的交互任务、交互过程模型和交互技术,具体包括:建立了手势知识库,研究了虚拟家居系统中从草图绘制到三维漫游过程中的约束求解技术等,为笔式交互在家居设计系统中应用提供了参考原型。基于笔交互的虚拟家居设计展示系统已经投入应用,并取得较好的效果。

自然交互研究——笔式简谱编辑器的设计与实现

自然交互是指用户可以用自己熟悉的日常技能与计算机进行交互。中国有大量的音乐爱好者使用简谱,但是针对简谱编辑的编辑软件却相对较少,并且现有软件的交互方式不够自然,降低了用户对软件的使用效率。他们需要一种更自然、更方便使用的简谱编辑软件。该文介绍了一个基于笔式输入的简谱编辑器原型系统的设计和实现。基于对现有软件、简谱特性和可利用的新技术的综合分析,设计并实现了这个原型系统。对此原型系统进行了非正式的用户实验之后,对结果进行了分析,并提出了修改的方案。

支持笔输入的虚拟家居设计系统

介绍人机交互技术的概况和家居设计软件的开发现状 ,总结笔交互技术的特点 .根据三维场景中的交互任务定义了常用的交互手势集 ,给出笔交互应用的层次结构 ,设计了一个虚拟家居设计系统的总体框架 ,并成功开发了一个基于笔输入的家居设计系统 .最后给出了一个设计实例 ,取得了满意的设计效果

基于多笔交互的儿童讲故事系统

单显示多输入的交互方式具有节约设备成本和提高合作效率的优点,如何实现多个输入设备独立地控制是其中的关键问题。针对此问题,提出了多笔交互技术,从设备层开始分离各笔设备的输入,为各笔构建单独的处理部分,实现多用户共享单显示设备的功能,并以笔式输入模式使得交互更加自然与高效。将多笔交互技术应用在儿童讲故事原型系统中,儿童可以共同进行故事创作。结果表明,多笔交互技术能使多个儿童同时操作,共享讲故事软件,带给儿童新的协作体验。

基于笔式界面的交互式可视化分析系统

当前可视化分析软件对于人机交互的支持不足,造成分析推理过程效率较低。针对此问题,设计并实现了一个笔式可视化分析系统。首先分析了可视化分析过程的交互任务,然后提出了笔式可视化分析系统的体系结构,研究了基于草图的自适应布局算法,并对分析过程中的交互方式进行设计。最后给出了该系统的应用实例,可用性实验评估结果表明,该系统可以为可视化分析提供一种自然、高效的支持工具。

笔式服装工艺设计系统的研究与实现

为了满足服装CAD的领域需求,提高服装工艺设计的效率,采用笔式用户界面进行草图勾画与知识编辑,通过对用户设计意图的隐式理解,利用几何约束求解技术,设计并实现了面向非计算机专业用户的基于笔交互的服装工艺设计系统。该系统与传统CAD软件相比改善了人机交互的方式,降低了用户的认知负担,提高了设计效率。

笔式服装工艺设计系统的研究与实现

为了满足服装CAD的领域需求,提高服装工艺设计的效率,采用笔式用户界面进行草图勾画与知识编辑,通过对用户设计意图的隐式理解,利用几何约束求解技术,设计并实现了面向非计算机专业用户的基于笔交互的服装工艺设计系统.该系统与传统CAD软件相比改善了人机交互的方式,降低了用户的认知负担,提高了设计效率.

基于RS和GIS的四川省土地利用/覆盖变化及可持续利用研究

LUCC是全球变化研究的核心主题之一，也是社会经济可持续发展的关键问题。改革开放后四川的社会经济发展非常快，在各种因素的驱动下，土地利用/覆盖发生了深刻变化。目前四川省缺乏基于实际调查数据的、全域性的、具有连续时间序列的LUCC和驱动力分析及土地可持续利用研究成果，这对我们从全局上把握全省土地利用现状、发展变化趋势，利用土地政策参与宏观调控，实现长期可持续发展目标，建设资源节约型、环境友好型社会极为不利。本研究针对这一问题，选取全川八大土地利用类型作为研究对象，研究了全省1996年到2006年的土地利用/覆盖格局和变化情况，分析了不同尺度的驱动因素，对全省农用地和建设用地的集约利用状况、潜力进行了分析评价，并提出相应的对策措施。 1．1996年-2006年10年来整个省域的土地利用/覆盖格局变化。 （1）1996年-2006年全省的土地利用/覆盖格局 1996年，全省是一个以农用地为主的土地利用/覆盖格局，林地和牧草地属于优势覆盖类型（合占69.17%），居民点及工矿用地和交通用地合占只有3%左右。 2000年的LUCC格局较为明显的特点是耕地所占比重下降0.4个百分点，水域和未利用土地所占比重有所下降，牧草地保持不变，其余地类所占比重有所上升。 与2000年相比，2004年林草地的优势格局进一步得到强化（合占比重达到70.23%）。耕地面积占幅员面积的比重下降0.83个百分点，略有下降的有未利用土地、水域和牧草地。值得关注的是在“退耕还林还草”的大背景下，牧草地占幅员面积的比重下降0.04个百分点。 到2006年，仍为林草地为主导优势的格局，二者合占上升0.15%。在城市化快速推进的背景下，居民点及工矿用地中的城市用地和建制镇用地占比重超过15%，农村居民点占比重降至76%。交通用地中农村道路占比重降至57.8%,公路用地占比重升至37.5%。五个地貌区的土地利用/覆盖格局与全省的变化基本一致。值得关注的是盆西平原区的交通用地上升幅度和盆地丘陵区的未利用土地的开发利用力度明显大于其它地貌区。 （2）1996-2006年10年间土地利用/覆盖格局的变化 1996-2000年4年间，耕地、水域和未利用地三个地类下降，年均减少0.75、0.19和0.32个百分点。其中耕地年均减少49229.0公顷，约一半流向林地，13.77%流向园地，约20%流向建设用地。另外5个地类面积增长，增长绝对量最大的是林地，年均增长40063.7公顷，交通用地增幅最大，4年年均增长达1.95%。 2001-2004年是西部大开发逐步推进、“退耕还林还草”项目全面展开和土地整理深入实施的关键期，LUCC更为深刻。耕地、未利用地、水域和牧草地四个地类面积下降，其余地类按增长幅度依次是园地、交通用地、居民点及工矿用地和林地。耕地加速下降，年均降幅达到1.59%，其减少去向主要是林地（占66.75%）和园地（占19.84%），其增加来源主要是未利用地、园地和水域。交通用地的增幅最大，为3.96%,其增加主要来源于耕地、未利用土地和林地，分别占49.96%、16.63%和13.09%。居民点及工矿用地增长幅度为3.12%。 从1996年到2006年的10年间，耕地、未利用地、水域和牧草地下降幅度分别为10.36%、3.61%、1.34%和0.26%。园地增幅达23.61%。绝对面积增长最大的则是林地，达630733.3公顷。交通用地和居民点及工矿用地增幅也较大，分别为15.00%和9.31%。 10年间年均总变化量为310326.6公顷，2000年-2004年之间变化最大（为356865.8公顷），高于平均变化量，而1996-2000年间和2004-2006年间都小于平均变化量。 （3）10年间不同地貌区的LUCC变化 盆西平原区的特点是园地大幅上升达77%，居民点及工矿用地和交通用地也大幅上升，耕地、未利用地下降幅度大，该区耕地、水域、未利用地的减少强度和园地、居民点及工矿用地、交通用地的上升强度均居五区第一；盆地丘陵区的特点是牧草地下降幅度大，为-36.89%,交通用地、园地和林地上升幅度较大，该区耕地减少、未利用地减少、林地增加、居民点及工矿用地和交通用地增加的变化强度均居五区相应地类增减的第二位；盆周山地区的特点是耕地减少较多，交通用地和园地增长较大，该区林地变化强度居各区第一位，牧草地和水域变化强度居各区第二位，耕地、居民点及工矿用地和未利用地居各区第三位；川西南山地区的特点是园地、耕地、交通用地和居民点及工矿用地变化幅度大，另外四个地类变化较小。该区减少的牧草地占全省牧草地减少的97.91%，变化强度居各个地貌区的第一位，园地相对变化强度居五区的第二位；川西北高山高原区的特点是耕地大幅下降、园地大幅上升，交通用地升幅也较大，其余地类变化不大。值得注意的是，该区牧草地和水域面积增加，与全省该地类的变化相反。其余地类的相对变化强度均是五个地貌区中最小的。 用变化强度分值考量变化强度，盆西平原区的变化强度最大，盆地丘陵区和盆周山地区的变化强度相当，川西北高山高原区的变化强度则要小得多。 （4）1996年及2006年全省土地利用/覆盖格局的景观生态学分析 全省是以自然景观占优势（占约70%）、农业景观为补充、建设用地景观居于从属地位的土地利用景观格局。景观多样性和均匀度不高。到2006年，全省总的景观格局并无大的改变。总体情况是随着时间的推移和人类活动的加强，区内景观优势度上升、多样性和均匀度变小。但斑块数减少，斑块面积和斑块孔隙度有所增大。斑块的形状指数和分维数均有所下降，表明受人为干扰有加剧的趋势。反映景观格局结构的破碎度指数有轻微下降。景观指数的变化表明全省土地利用有缓慢集中、规模聚集的趋势。 （5）三大生态建设工程对土地利用/覆盖变化的影响 1996-2006年间LUCC与三大生态建设工程实施的耦合分析，发现退耕工程对耕地、林地、牧草地等地类覆盖变化的影响最大，天保工程次之，长防工程最小。 2.四川省LUCC驱动力分析 （1）总体分析： 从整体上分析，人为因素对区域整体LUCC的影响从1996年的63.32%增加到2006年的66.99%，变得日益强烈。同时人为因素影响强度表现出明显的区域差异，地势平缓、经济区位条件好的区域其人为影响强度明显较高。 政策体制转变下的经济高速增长、快速的城市化、工业化过程和生态建设是四川省LUCC宏观尺度的驱动因素。区域的LUCC主要受到了由内向外(从城市到乡村)和由外向内(从山顶向平地)两种作用力的共同推动。局部尺度上，如距离交通线、水利线、中心城市的远近，地形凸起、大型独立项目落址、重污染项目的阻隔等，甚至一些乡规民俗等因素也会成为LUCC的驱动影响因素。在较小的尺度上,人类个体行为选择对LUCC的影响也是存在的。 　　根据驱动因子的特性作者将其划分为驱变、阻变、良性、惰性因子等类型。 （2）分地貌区的驱动因子分析 各地貌区都存在城市化、工业化、生态工程实施、自然灾害等驱动因子，但主次不一。对于盆西平原和盆地丘陵区，城市化、工业化是前两位的因子，而对另外三个地貌区，生态工程实施和产业结构调整则成为第第一、二位的驱动因子。 （3）分地类的驱动因子分析（以坡耕地为例） 分坡度的耕地变化分析发现，耕地减少主要集中在2°以下的平地、15°-25°和25°以上三个坡度级，是其它坡度级耕地减幅的三倍左右。这表明耕地减少受城市化进程和“退耕还林还草”工程驱动影响尤为巨大。 3.土地利用格局优化、集约利用评价和可持续利用及对策研究 （1）土地利用格局优化的战略选择及调整预测 土地利用格局调整的战略是农业生产用地、建设用地和生态及其他用地占幅员的比重分别稳定在13%、7%和80%左右，重点是三大类别内部二级和三级地类的合理调整。 （2）全省土地集约利用评价 全省农用地利用集约度为0.46，总体上集约度不高，处于较适度利用阶段。建设用地利用集约度为0.38，处于较适度利用阶段。集约利用提升空间较大。 农用地的潜力主要在于加强土地保育、完善利用制度、提高单产。城市建设用地的包括存量潜力、强度潜力、结构潜力，空间很大。农村居民点整理潜力可以逐步挖掘。 （3）新增建设用地集约利用的统筹安排 据测算，到2020年，四川省城市建设用地需求量在463850-492360hm2之间，城镇各业新增建设用地规模为361276.79hm2，占用耕地200565.94 hm2。2004-2020年间四川省农村居民点整理潜力33.86万hm2。农村居民点建设用地需求量为70.57万公顷。 （4）土地集约利用措施与坡耕地可持续利用战略 提出了土地集约利用的措施。在对坡耕地生态系统结构与功能分析的基础上，提出坡耕地可持续利用战略与生态恢复战略，并从技术和政策层面提出了坡耕地合理利用和生态退耕的措施和建议。 LUCC is one of the key questions of global change and sustainable development of society. After the opening and reform of China, the society and economy of Sichuan Province developed very fast ,the land-use/cover changed very strong droved by many factors .But nowadays we have no constant spatial-temporal study and driving force analysis about the whole province based on investigation. And it is lack of land sustainable utilization study based on correlative study. So we choose all the land resource in Sichuan, combine RS and GIS and field investigation, and take statistic-mathematic means and system analysis, to study the LUCC patterns and different scale driving force of different physiognomy regions, land cover types and periods; to analyze the current situation and potential of land resource intensive utilization, and gave out corresponding measurements. We found that forest and grassland are the dominant cover types of Sichuan provincial land –use/cover pattern, and becoming more and more stronger from 1996 to 2006,the natural landscape is the metric and occupy 70%,the diversity and evenness index are not high; the totally change quantity from 2000 to 2004 is the biggest; cultivated land especially steep cultivated land ,garden plot, forestry land ,settlement and industry land and traffic land changed relative stronger; among five physiognomy regions ,the changing intensity of PEN XI PING YUAN QU is the biggest, CHUAN XI BEI GAO SHAN GAO QU is smallest; under the background of policy system changing, the fast developing of economy, fast urbanization and industrialization and ecology construction are the macro-scale driving force of Sichuan provincial LUCC; to compare the impacts of “TUI GENG GONG CHENG” on LUCC especially to cultivated land ,forestry land and grassland is strongest, “TIAN BAO GONG CHENG ” is stronger,“ HANG FANG GONG CHENG” is smallest; the intensive utilization level of farmland and construction land of whole province is relative moderation, there is huge potential to excavate and fulfill the increasing demand of construction land；we must take synthetic measurements to accelerate the sustainable utilization of land resource, including administrative, economical ,technological and ecological policies.

Rapid detection of porcine circovirus type 2 by loop-mediated isothermal amplification

A method of loop-mediated isothermal amplification (LAMP) was employed to develop a rapid and simple detection system for porcine circovirus type 2 (PCV2). The amplification could be finished in 60 min under isothermal condition at 64 degrees C by employing a set of four primers targeting the cap gene of PCV2. The LAMP assay showed higher sensitivity than the conventional PCR, with a detection limit of five copies per tube of purified PCV2 genomic DNA. No cross-reactivity was observed from the samples of other related viruses including porcine circovirus type 1 (PCV1), porcine parvovirus (PPV), porcine pseudorabies virus (PRV) and porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV). The detection rate of PCV2 LAMP for 86 clinical samples was 96.5% and appeared greater than that of the PCR method. The LAMP assay reported can provide a rapid yet simple test of PCV2 suitable for laboratory diagnosis and pen-side detection due to ease of operation and the requirement of only a regular water bath or heat block for the reaction. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

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。

笔式界面软件快速开发工具

笔式界面软件快速开发工具Visual PBAP(pen-based application)Creator可以根据用户的个性化需求快速设计和开发相应软件,缩短开发周期。一方面,Visual PBAP Creator通过场景和UI编辑方便开发人员和用户确定需求;另一方面,自动生成代码可以缩短开发周期。Visual PBAP Creator以笔式操作平台为软件平台,采用基于场景设计的开发方法,设计结果形成XML格式的文档,通过解析这些XML文档最终生成C代码。实践表明,VisualPBAP Creator可以提高笔式界面软件的开发效率。