第1章 绪论
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第一章 绪论
1.1.2 人工智能的起源与发展
孕 育 期 （ 1956年前） 形 成 期 （ 1956－1970年） 暗 淡 期 （ 1966－1974年） 知识应用期 （ 1970－1988年） 集成发展期 （ 1986年至今）
1.1.2 人工智能的起源与发展
孕 育 期 （ 1956年前）
亚里斯多德（公元前384—322）：古希腊伟大的哲学家和思 想家，创立了演绎法。他提出的三段论至今仍然是演绎推理的 最基本出发点。
AI的严格定义依赖于对智能的定义，即要定义人工智能，首先应该定义智能；但 智能本身也还无严格定义。
一般解释：人工智能就是用人工的方法在机器（计算机）上实现的智能，或称机 器智能、计算机智能。
1.1.1 人工智能的定义
知识与智能 知识 人们通过体验、学习或联想而知晓的对客观世界规律性的认识，包括事实、
能理论框架，使人工智能进入一个新的发展时期 。
1.1.2 人工智能的起源与发展
中国的AI研究
1981年中国人工智能学会在长沙艰难成立，其后长期得不到国内科技界的认同，只能 挂靠中国社会科学院哲学研究所，直到2004年，才得以“返祖归宗”，挂靠到中国科 学技术协会。
1985年前，人工智能在西方国家得到重视和发展，而在苏联却受到批判；我国人工智 能也与“特异功能”一起受到质疑，人工智能学科群专著不能公开出版。
（表处理语言）。 1961年，明斯基发表了“走向人工智能的步骤”的论文，推动了人工智能的发展。 1965年，鲁宾逊提出了归结（消解）原理。费根鲍姆开发第一个专家系统DENDRAL，
用于质谱仪分析有机化合物的分子结构
1.1.2 人工智能的起源与发展
暗 淡 期 （ 1966－1974年）
由于一些人工智能研究者被“胜利冲昏了头脑”，盲目乐观，对人工智能的未来发展 和成果做出了过高的预言，而这些语言的失败，给人工智能的声誉造成重大伤害。 当时的人工智能主要存在下列三个局限性：
第一章绪论
2、农业的根本特性
（1）农业的本质特征——自然再生产与经济再生产相交织
农业具有生产对象具有其固有的生长、发育、繁殖的规律；土地是必不可少的、重要的生产资料农业生产与外界自然环境关系密切；农业内部各生产门类之间相互依存；农业生产时间与劳动时间不一致；农产品具有消费资料与生产资料的双重属性；农产品具有鲜活易腐烂且体积大等一般特征。
由于农业是人类直接利用生物、太阳能、土壤、气候等自然力的生产活动，农业生产一方面是人类劳动产品、劳动力和生产关系等经济现象的再生产过程，同时又是生物的生长和繁衍及其与自然界进行物质和能量相互转换的自然现象的再生产过程。因此，经济再生产与自然再生产相交织是农业的根本特性。
自然再生产---指生物依靠自然环境和自身的生活机能而进行的自然生长发育过程（生物的自然生长发育过程），即生物有机体同自然环境之间不断进行物质、能量交换和转化的过程。自然再生产过程是生物通过自身的代谢活动而实现的，它是农业再生产的自然基础。亦可理解为：作为农业生产对象的动、植物（和微生物）通过自身的生长、发育、繁殖而自行增殖的过程。
社会功能包括为农民提供谋生手段和就业机会、提供生活和社交场所；有助于形成和维持农村生活模式及社区活动；减少农村人口盲目向城市流动，保持社会稳定，形成社会资本；在发展中国家，农业还可以消除贫困，替代社会福利保障。
粮食安全功能指所有人在人任何时候都在经济上有能力并且可以获得足够数量卫生安全和营养的食物。其构成要素为充足的供给、供给的稳定性、粮食的可获得性、食物的卫生安全、质量和偏好等。其实现途径为依靠自己生产（自给自足）、依靠进口及二者结合。开放贸易有助于稳定世界农产品市场，反之又有利于稳定粮食进口国的价格和保障其国家粮食安全。
农业除了确保粮食和其它农产品的供给之外，还要发挥防止洪涝灾害、涵养水源、防止土壤侵蚀和水土流失、处理有机废弃物、净化空气、提供绿色景观和自然景观，以及传统文化的继承等多方面的作用。目前，欧盟、日本和韩国等国，已经将农业的多功能性作为保护其国内农业和农产品市场，维持其高度农业保护政策的口实。
（1）农业的本质特征——自然再生产与经济再生产相交织
农业具有生产对象具有其固有的生长、发育、繁殖的规律；土地是必不可少的、重要的生产资料农业生产与外界自然环境关系密切；农业内部各生产门类之间相互依存；农业生产时间与劳动时间不一致；农产品具有消费资料与生产资料的双重属性；农产品具有鲜活易腐烂且体积大等一般特征。
由于农业是人类直接利用生物、太阳能、土壤、气候等自然力的生产活动，农业生产一方面是人类劳动产品、劳动力和生产关系等经济现象的再生产过程，同时又是生物的生长和繁衍及其与自然界进行物质和能量相互转换的自然现象的再生产过程。因此，经济再生产与自然再生产相交织是农业的根本特性。
自然再生产---指生物依靠自然环境和自身的生活机能而进行的自然生长发育过程（生物的自然生长发育过程），即生物有机体同自然环境之间不断进行物质、能量交换和转化的过程。自然再生产过程是生物通过自身的代谢活动而实现的，它是农业再生产的自然基础。亦可理解为：作为农业生产对象的动、植物（和微生物）通过自身的生长、发育、繁殖而自行增殖的过程。
社会功能包括为农民提供谋生手段和就业机会、提供生活和社交场所；有助于形成和维持农村生活模式及社区活动；减少农村人口盲目向城市流动，保持社会稳定，形成社会资本；在发展中国家，农业还可以消除贫困，替代社会福利保障。
粮食安全功能指所有人在人任何时候都在经济上有能力并且可以获得足够数量卫生安全和营养的食物。其构成要素为充足的供给、供给的稳定性、粮食的可获得性、食物的卫生安全、质量和偏好等。其实现途径为依靠自己生产（自给自足）、依靠进口及二者结合。开放贸易有助于稳定世界农产品市场，反之又有利于稳定粮食进口国的价格和保障其国家粮食安全。
农业除了确保粮食和其它农产品的供给之外，还要发挥防止洪涝灾害、涵养水源、防止土壤侵蚀和水土流失、处理有机废弃物、净化空气、提供绿色景观和自然景观，以及传统文化的继承等多方面的作用。目前，欧盟、日本和韩国等国，已经将农业的多功能性作为保护其国内农业和农产品市场，维持其高度农业保护政策的口实。
第1章机械原理-绪论
的组合体。
2.零件 －独立的制造单元(制造的单元体) 零件 构件 －独立的运动单元(运动的单元体) 内燃机 曲柄滑块机构
一个构件是由一个零件如内燃机中活塞 或多个零件刚性组成。彼此之间无相对运动。 如内燃机中连杆
湘潭大学
套筒
螺栓
垫圈 螺母
连杆体 轴瓦
作为一名工程技术人员，同学们在今后的工 作岗位上将会接触各种各样的通用或专用机 械，因此必须掌握机械方面的基础知识。
设计出满足功能与制造要求的机构和机械零件 任务 研究的内容：
（1）机械设计基础知识
（2）常用机构及传动设计 （3）通用零件设计 （4）有关机械总体设计中的一些问题 （5）机械现代设计方法与手段的概念和特点
内燃机
2.工件自动载送装置 含带传动、蜗杆传动、 凸轮机构、连杆机构等。
滑杆左移时，夹持器将 工件夹住。
滑杆带着工件右移时，夹 持器动爪受挡块的压迫将 工件松开，工件落入载送 器被传送到下一道工序。
动画
强调代替人类完成有用工作
机器的共有特征：
①人造的实物组合体；
工件 定爪 动爪 装配夹具 工件载送器
天然工具 ——→简单机器 ——→工业革命 ——→现代机器
人类在征服自然中
改革开放后：我国机械工业得到了长足发展。
任何机械都经历了：简单→复杂的发展过程。 以起重机为例，它经历了： 斜面 →杠杆 →起重轱辘 →滑轮组→手动(电动)葫芦 →现代起重机 （包括：龙门吊、鹤式吊、汽车吊、卷扬机、叉车、电梯－电脑控制）。
典型机器的分析： 1.内燃机 活塞的往复运动通过连杆变位曲轴的连续 转动，该组合体称为：曲柄滑块机构 凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀； 称为：凸轮机构 两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之 间形成协调动作， 称为：齿轮机构 各部分协调动作的结果，就将燃料中化 学能转化为曲轴旋转的机械能。
2.零件 －独立的制造单元(制造的单元体) 零件 构件 －独立的运动单元(运动的单元体) 内燃机 曲柄滑块机构
一个构件是由一个零件如内燃机中活塞 或多个零件刚性组成。彼此之间无相对运动。 如内燃机中连杆
湘潭大学
套筒
螺栓
垫圈 螺母
连杆体 轴瓦
作为一名工程技术人员，同学们在今后的工 作岗位上将会接触各种各样的通用或专用机 械，因此必须掌握机械方面的基础知识。
设计出满足功能与制造要求的机构和机械零件 任务 研究的内容：
（1）机械设计基础知识
（2）常用机构及传动设计 （3）通用零件设计 （4）有关机械总体设计中的一些问题 （5）机械现代设计方法与手段的概念和特点
内燃机
2.工件自动载送装置 含带传动、蜗杆传动、 凸轮机构、连杆机构等。
滑杆左移时，夹持器将 工件夹住。
滑杆带着工件右移时，夹 持器动爪受挡块的压迫将 工件松开，工件落入载送 器被传送到下一道工序。
动画
强调代替人类完成有用工作
机器的共有特征：
①人造的实物组合体；
工件 定爪 动爪 装配夹具 工件载送器
天然工具 ——→简单机器 ——→工业革命 ——→现代机器
人类在征服自然中
改革开放后：我国机械工业得到了长足发展。
任何机械都经历了：简单→复杂的发展过程。 以起重机为例，它经历了： 斜面 →杠杆 →起重轱辘 →滑轮组→手动(电动)葫芦 →现代起重机 （包括：龙门吊、鹤式吊、汽车吊、卷扬机、叉车、电梯－电脑控制）。
典型机器的分析： 1.内燃机 活塞的往复运动通过连杆变位曲轴的连续 转动，该组合体称为：曲柄滑块机构 凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀； 称为：凸轮机构 两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之 间形成协调动作， 称为：齿轮机构 各部分协调动作的结果，就将燃料中化 学能转化为曲轴旋转的机械能。
第1章 绪论
《森林防火条例 》
1988年1月16日国务院公布，自1988年3月15日起施行 目 录 第一章 总则
第二章
第三章 第四章 第五章 第六章
森林防火组织
森林火灾的预防 森林火灾的扑救 森林火灾的调查和统计 奖励与处罚
第七章
附则
火 火 火！
什么是火？
火是一种自然现象，它是可燃物与氧等 助燃物质发生剧烈氧化反应，并伴有放 热发光的燃烧现象。
我国森林火灾的特点
损失严重
1987年 中国大兴安岭 133万公顷
大面积森林火灾多发生在偏远山区和林区 森林火灾波动性大 目前森林火灾大幅下降
我国林火管理目标
从生态观点出发，根据森林的实际情况和现代技 术的理论水平，进行综合森林防火规划，采用人 为和天然的多种防火措施，有效地控制森林火灾， 使森林火灾的发生控制在允许范围之内，并将森 林火灾的损失限制在一定经济水平，充分发挥火 的有益生态效益，以维护生态平衡，繁荣林区经 济。
——最大限度地控制森林火灾的发生与发展，充分 发挥林火的生态效益。
四、我国森林火灾划分标准
分类
五、我国森林防火管理法律 制度及依据
中国华人民共和国森林法 森林防火条例
中华人民共和国森林法实施条例
六、森林防火主要内容
林火基础理论 林火与环境 林火与生态系统 森林火灾预防 林火扑救 火的应用 林火评价
而美国、加拿大、澳大利亚、俄罗斯等国，虽然防火灭 火手段先进，但由于地广林多，加之受气侯的影响，森 林火灾仍然很严重。
中国森林防火吉祥物“威威” 中国森林防火吉祥物诞生于2007年4月4日，名字叫“威 威”，其名字与保卫的“卫”字谐音。 防火虎“威威”身穿森林消防制服，背负风力灭火机，帽徽 为中国森林防火徽标，胸前的“CFFM”是“CHINA FOREST FIRE MANAGEMENT”（中国森林防火）的英文 缩写。
第1章 绪论-全
石油产品自给率，%
10
29
39
41
19
浙江海洋学院
我国炼油工业发展概况
（2）1960－1978年全面大发展时期
自 1960 年开始的大庆石油会战到 1978 年，我国原油产量 突破1亿吨，这19年是中国原油生产实现历史性转变和持 续大幅度增长的时期，也是中国石油加工工业全面大发 展时期
第一阶段：1960－1965年
12
浙江海洋学院
1、世界炼油技术的发展过程
进入1980s’ ，从世界范围来看，炼油工业的规模和 基本技术构成相对比较稳定，但是对具体的各项技 术，如工艺设备、催化剂、系统优化、过程模拟和 先进控制、环境保护等方面，都有了重要的进步和 发展 纵观炼油技术发展的历史，促进炼油技术发展的最 基本动力：
建设了大庆、南京等大型炼油厂
改扩建了上海炼油厂、大连石化七厂
将过去主要生产加工人造石油的抚顺石油一厂、二厂、 五厂、茂名石油公司改为加工天然石油的炼油厂
浙江海洋学院
20
21
浙江海洋学院
我国炼油工业发展概况
第二阶段：1966－1978年
我国新建的几条长距离输油管线投入使用 在技术方面，炼油工业的“五朵金花”－即流化催化裂 化、催化重整、延迟焦化、尿素脱蜡以及催化剂、添加 剂五方面工艺技术开发成功 国内各个老厂都进行了技术改造扩建，并且发挥中央和 地方两个积极性，在全国建设了一批大中型炼油厂和地 方、油田小炼油厂
充分利用 技术进步
合理加工利用
节约
32
浙江海洋学院
意培养兴趣
5
浙江海洋学院
教材及主要参考资料
林世雄.《石油炼制工程》（第3版），北京：石油 工业出版社，2000 寿德清，山红红 .《石油加工概论》，东营：石油 大学出版社，1996
第一章 绪论
实 地 地 形 图
测绘 测设
5
1.2 地球形状和大小
一、地球的自然形体 不规则的曲面。 不规则的曲面。 最高点： 8844.43米 最高点：珠峰 8844.43米， 最低点： 11022米 最低点：马氏海沟 -11022米。 相差约20km 20km。 相差约20km。 在不规则的曲面上无法进行 计算和绘图。 计算和绘图。 人们找寻一个理想几何体 来代表地球形状和大小， 来代表地球形状和大小， 需满足二个条件： 需满足二个条件： 1、与地球自然形体十分接近 2、可以用数学公式来表达
6 0
24
°
°
°
6、高斯平面坐标系的建立 中央子午线的投影为X 中央子午线的投影为X‘轴，赤道投影为Y’轴， 赤道投影为Y 原点为O 原点为O‘轴，X’，Y‘称为坐标自然值。 称为坐标自然值。
25
为了使横坐标不出现负值， 西移500千米， 500千米 为了使横坐标不出现负值，将X‘西移500千米， 并且在横坐标前冠以带号形成高斯通用坐标系。 并且在横坐标前冠以带号形成高斯通用坐标系。 X，Y称为坐标通用值。 称为坐标通用值。 X=X‘ X=X‘ 带号N 500000米 带号N Y＇+500000米 Y=
18
2、高斯投影的原理
高斯投影采用分带投影。 高斯投影采用分带投影。将椭球面按 采用分带投影 高斯投影平面 一定经差分带，分别进行投影。 一定经差分带，分别进行投影。
N 中 央 子 午 线
c
赤道
S
பைடு நூலகம்
19
3、高斯投影特点 投影后角度保持不变 中央子午线长度不变 经线和纬线长度有所变形
中 央 子 午 线
问题的提出： 问题的提出： 为什么在小范围内可以用 水平面来代替水准面进行计算。 水平面来代替水准面进行计算。 一、地球曲率对水平距的影响 地面上AB两点 地面上AB两点 AB 投影在水平面上的长度为D 投影在水平面上的长度为D， 投影在水准面上的弧长为S 投影在水准面上的弧长为S，
测绘 测设
5
1.2 地球形状和大小
一、地球的自然形体 不规则的曲面。 不规则的曲面。 最高点： 8844.43米 最高点：珠峰 8844.43米， 最低点： 11022米 最低点：马氏海沟 -11022米。 相差约20km 20km。 相差约20km。 在不规则的曲面上无法进行 计算和绘图。 计算和绘图。 人们找寻一个理想几何体 来代表地球形状和大小， 来代表地球形状和大小， 需满足二个条件： 需满足二个条件： 1、与地球自然形体十分接近 2、可以用数学公式来表达
6 0
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°
°
°
6、高斯平面坐标系的建立 中央子午线的投影为X 中央子午线的投影为X‘轴，赤道投影为Y’轴， 赤道投影为Y 原点为O 原点为O‘轴，X’，Y‘称为坐标自然值。 称为坐标自然值。
25
为了使横坐标不出现负值， 西移500千米， 500千米 为了使横坐标不出现负值，将X‘西移500千米， 并且在横坐标前冠以带号形成高斯通用坐标系。 并且在横坐标前冠以带号形成高斯通用坐标系。 X，Y称为坐标通用值。 称为坐标通用值。 X=X‘ X=X‘ 带号N 500000米 带号N Y＇+500000米 Y=
18
2、高斯投影的原理
高斯投影采用分带投影。 高斯投影采用分带投影。将椭球面按 采用分带投影 高斯投影平面 一定经差分带，分别进行投影。 一定经差分带，分别进行投影。
N 中 央 子 午 线
c
赤道
S
பைடு நூலகம்
19
3、高斯投影特点 投影后角度保持不变 中央子午线长度不变 经线和纬线长度有所变形
中 央 子 午 线
问题的提出： 问题的提出： 为什么在小范围内可以用 水平面来代替水准面进行计算。 水平面来代替水准面进行计算。 一、地球曲率对水平距的影响 地面上AB两点 地面上AB两点 AB 投影在水平面上的长度为D 投影在水平面上的长度为D， 投影在水准面上的弧长为S 投影在水准面上的弧长为S，
(逻辑学课程课件)第一章绪论
一、形式逻辑是认识客观世界的辅助工具
资料：形式逻辑的作用———从未知到已知的方法
二、形式逻辑是论证思想和表达思想的必要工具
例如：有一份关于重大责任事故案的判决中写道：“李XX在这次事故中 不负责任”。
还有一份判决书中：“由于被告王XX长期与流氓鬼混，经常旷工，致使 该厂连续3个多月没有完成生产任务。”
第二节 形式逻辑、数理逻辑和辩证逻辑
辩证逻辑
逻 辑
形式逻辑
归纳逻辑 演绎逻辑
传统的演绎逻辑 现代的演绎逻辑
数理逻辑 内涵逻辑
数理逻辑与形式逻辑
数理逻辑是近三百年才发展起来的一门学科。数理逻辑在它发展的初期，是 用数学的方法来研究形式逻辑中的某些问题。例如，用数学中原来代表数量的变 项“x”、“y”、“z”来代表概念，用数学中原来代表数量运算的符号“+”“”、“X”来代表概念间的关系。这样，就把由概念构成的判断形式转变为类似数 学的公式。
如，“逻辑性强”，“不合逻 辑”。
（4）逻辑学。
如，“逻辑讲座”。
练习题
指出下列语句中的“逻辑”一词的含义 1. 帝国主义者的逻辑和人民的逻辑是这样的不同，捣乱，失败，再捣乱，再失败，
直至灭亡——这就是帝国主义和世界上一切反动派对待人民事业的逻辑，他们决 不会违背这个逻辑的。（客观事物的规律） 2. 写文章要讲逻辑。（思维的规律性） 3. 在某些人看来，清官比贪官还要坏，这真是奇怪的逻辑。（特殊的理论、观点） 4. 关于思维过程本身有规律的学说，即逻辑和辩证法。（逻辑学） 5. 干部要学点逻辑与文法。（逻辑学）
（1）三种基本思维形式的特点及其表现形式；
形Байду номын сангаас
式
（2）四种逻辑基本规律（同一律、矛盾律、排中律和充足理由 律）的内容和逻辑要求；
第1章 绪 论
CH3 CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CH2CHCH3
• 为表示分子的立体形象可用立体 结构式：
H C H H H
科学的步伐是不会被“鸿沟” 阻止的。1824年，德国化学家维 勒(1800—1882)首次从无机物人工 合成了有机化合物——尿素．给 “生命力论一次巨大冲击。 维勒起初是想用氰作用于氨水 以制取氰酸铵(NH4CN0)、然而却 意外地得到一种白色晶状物质， 经分折这是一种与动物机体内的 代谢产物尿素相同的物质。这一 实验结果震动了整个化学界。
B
+
H
+
• 酸与碱的关系：
• 酸放出质子后产生的酸根即为该酸的 共轭碱。 • 碱与质子结合后形成的质子化合物即 为该碱的共轭酸。 • 酸越强，它的共轭碱越弱 • 碱越强，它的共轭酸越弱。
• 酸
CH3COOH H2SO4
碱
H2O CH3OH
碱的共轭酸 酸的共轭碱
H3O+ CH3O+H2 CH3COOHSO4-
4、共价键的极性和极化之间区别
• 键的极性是由成键原子的电负性不同而产 生的，其大小取决于成键原子的电负性之 差。键的极性是键的内在性质，是永恒的 现象。而键的极化则是在外界电场作用下 产生的，是一种暂时现象，当外界电场除 去后即可以恢复原来的状态。
三、有机化合物的官能团和分类
• 官能团(functional group)：有机化合物分子 结构中能反映出化学性质的原子或原子团， 有时又叫功能基，功能团。 • 有机化合物一般有两种分类方法：一种按 照骨架分类，另一种按照化学性质分类。
• 异裂(heterlysis)： 另一种断裂方式是成键的一对电子保留 在一个原子或原子团上，由此而产生 正负离子。按异裂而产生正负离子的 反应称为离子型反应。
• 为表示分子的立体形象可用立体 结构式：
H C H H H
科学的步伐是不会被“鸿沟” 阻止的。1824年，德国化学家维 勒(1800—1882)首次从无机物人工 合成了有机化合物——尿素．给 “生命力论一次巨大冲击。 维勒起初是想用氰作用于氨水 以制取氰酸铵(NH4CN0)、然而却 意外地得到一种白色晶状物质， 经分折这是一种与动物机体内的 代谢产物尿素相同的物质。这一 实验结果震动了整个化学界。
B
+
H
+
• 酸与碱的关系：
• 酸放出质子后产生的酸根即为该酸的 共轭碱。 • 碱与质子结合后形成的质子化合物即 为该碱的共轭酸。 • 酸越强，它的共轭碱越弱 • 碱越强，它的共轭酸越弱。
• 酸
CH3COOH H2SO4
碱
H2O CH3OH
碱的共轭酸 酸的共轭碱
H3O+ CH3O+H2 CH3COOHSO4-
4、共价键的极性和极化之间区别
• 键的极性是由成键原子的电负性不同而产 生的，其大小取决于成键原子的电负性之 差。键的极性是键的内在性质，是永恒的 现象。而键的极化则是在外界电场作用下 产生的，是一种暂时现象，当外界电场除 去后即可以恢复原来的状态。
三、有机化合物的官能团和分类
• 官能团(functional group)：有机化合物分子 结构中能反映出化学性质的原子或原子团， 有时又叫功能基，功能团。 • 有机化合物一般有两种分类方法：一种按 照骨架分类，另一种按照化学性质分类。
• 异裂(heterlysis)： 另一种断裂方式是成键的一对电子保留 在一个原子或原子团上，由此而产生 正负离子。按异裂而产生正负离子的 反应称为离子型反应。
第一章绪论
前起落架 锁连杆安 装螺栓 (销子)意 外断裂。
高速公路直道与弯道的连接
路面的剪切破坏
2. 工程构件的刚度问题
Space Shuttle Discovery
3. 工程构件的稳定问题
3.本课程的任务
构件的强度、刚度和稳定性与构件的材料、 截面形状与尺寸、成本有关。 材料力学就是通过对构件承载能力的研究，找到构 件的截面尺寸、截面形状及所用材料的力学性质与所受 载荷之间的内在关系，从而在既安全可靠又经济节省的 前提下，为构件选择适当的材料和合理的截面尺寸、截 面形状。
2、均匀性假设： 认为变形固体整个体积内各点处的 力学性质相同。
3、各向同性假设： 认为变形固体沿各个方向的力学性 质相同（不适合所有的材料）。
4. 小变形假设： 指构件在外力作用下发生的变形量远 小于构件的尺寸。
材料力学研究的变形通常局限于小变形范围——小变形前提
小变形前提条件的作用：
1）小变形前提保证构件处于纯弹性变形范围
内力：外力作用引起构件内部附加的相互作用力。 内力的特点：
①连续分布于截面上各处； ②随外力的变化而变化。
求内力的方法 — — 截面法：用以显示和求解内力的方法，其步骤为：
F5 F1
F2
F4 F3
①截开：在待求内力的截面处假想地将构件截分为两部分， 取其中一部分为研究对象——分离体；
②代替： 用内力代替弃去部分对分离体的作用； —— 通常为分布内力系
a
n
y
L c
nb
mm
P
mOm Mm Nm
P
x
解：1、沿m-m截面截开，取上半部分：
Y 0
Nm - P = 0 ∴ Nm = P
MO ( F ) 0 Pa Mm 0， Mm Pa
高速公路直道与弯道的连接
路面的剪切破坏
2. 工程构件的刚度问题
Space Shuttle Discovery
3. 工程构件的稳定问题
3.本课程的任务
构件的强度、刚度和稳定性与构件的材料、 截面形状与尺寸、成本有关。 材料力学就是通过对构件承载能力的研究，找到构 件的截面尺寸、截面形状及所用材料的力学性质与所受 载荷之间的内在关系，从而在既安全可靠又经济节省的 前提下，为构件选择适当的材料和合理的截面尺寸、截 面形状。
2、均匀性假设： 认为变形固体整个体积内各点处的 力学性质相同。
3、各向同性假设： 认为变形固体沿各个方向的力学性 质相同（不适合所有的材料）。
4. 小变形假设： 指构件在外力作用下发生的变形量远 小于构件的尺寸。
材料力学研究的变形通常局限于小变形范围——小变形前提
小变形前提条件的作用：
1）小变形前提保证构件处于纯弹性变形范围
内力：外力作用引起构件内部附加的相互作用力。 内力的特点：
①连续分布于截面上各处； ②随外力的变化而变化。
求内力的方法 — — 截面法：用以显示和求解内力的方法，其步骤为：
F5 F1
F2
F4 F3
①截开：在待求内力的截面处假想地将构件截分为两部分， 取其中一部分为研究对象——分离体；
②代替： 用内力代替弃去部分对分离体的作用； —— 通常为分布内力系
a
n
y
L c
nb
mm
P
mOm Mm Nm
P
x
解：1、沿m-m截面截开，取上半部分：
Y 0
Nm - P = 0 ∴ Nm = P
MO ( F ) 0 Pa Mm 0， Mm Pa
第一章 绪论
农业标准化工作包括农业标准化体系、 农业质量检测体系和农产品评价认可 体系。
2、农业标准体系 （1）国家标准：是指对全国经济技术发 国家标准： 国家标准 展有重大意义，必须在全国范围内统一的 标准。由国家质量技术监督局编制计划和 组织草拟，并统一审批、编号和发布。 （2）行业标准 行业标准：是指我国全国性的农业 行业标准 行业范围内的统一标准。对没有国家标准 而又需要在某个行业范围内统一技术要求， 可以制定行业标准。
有机食品： 有机食品： 是指来自于有机农业体系， 根据国际有机农业生产规范生产加工， 并通过独立的有机食品认证机构认证的 一切农副产品。 有机食品是一类真正源于自然、富营养、 高品质的环保型安全食品。
有机产品生产的基本要求:生产基地在最近 三年内未使用过农药、化肥等违禁物质； 种子或种苗来自于自然界，未经基因工程 技术改造过；生产基地应建立长期的土地 培肥、植物保护、作物轮作和畜禽养殖计 划；生产基地无水土流失、风蚀及其他环 境问题；
农产品的污染就其性质来说，可归结为 生物性污染和化学性污染。 微生物污染： 微生物污染：主要是有毒霉菌污染 化学性污染： 化学性污染：包括农药、重金属、来源 于包装材料的有害物质。（如塑料中的 聚氯乙烯及其添加剂、印刷油墨中的多 氯联苯等）
（3）农产品的感官评定 农产品的色泽、气味、规格、密度、容 重等形态特征是农产品感官检验的重要 技术指标，是不可忽视的检验项目，可 据此进行定等分级。
农产品质量认证 （1）无公害农产品 无公害农产品：是指出自良好的生态 无公害农产品 环境，按照无公害农产品生产技术操作规 程生产或加工，有毒有害物质含量控制在 安全允许范围内，经无公害农产品认定委 员会认定的产品。
绿色食品： 绿色食品：为了突出这类食品出自良好 的生态环境，并能给人们带来旺盛的生 命活动因此将其定名为“绿色食品”。 绿色食品分为A级和AA级两种。 绿色食品的认证机构是农业部中国绿色 食品发展中心，各省的绿色食品办公室 负责初审工作。
第1章 绪论
配制强度
(2)确定水灰比w/c：
(2-2)
式中， ------混凝土的水灰比；
------水泥28d实测强度抗压值等级值
------水泥强度值的富余系数，取1.13
------混凝土强度标准值，取42.5
实测强度
碎石A=0.46，B=0.07
水灰比 <最大水灰比0.60
故此水灰比能够满足要求。
(3)确定单位用水量
本厂生产规模由主管部门根据国家的全面规划和当地基本建设总规划提出，在确定生产规模时，认真贯彻执行党的技术政策，并考虑以下因素：
1.当地对该制品的需求量及远景发展规划。
2.产品共产范围(供应半径)及运输条件。
3.原材料的来源，经常供应量，储量及运输条件。
4.厂址地形条件，可使用土地面积范围，工程地质及水文地质条件等。
注：做钢筋笼时，两端绕筋加密长度均是2m，加密间距45mm，非加密间距85mm,Φ500的管桩用5.0mm绕筋。
2.3.3带钢的用量计算
带钢型号：
每根管桩所用带钢的数量为2，一年管桩所用带钢的数量为：（考虑带钢的损耗系数）
每天用管桩所用带钢的数量为：（考虑带钢的损耗系数）
2.3.4端头板的用量计算
端头板的型号： (外径×壁厚×厚度×钢筋数×钢筋直径)
1.2可行性研究
预应力混凝土管桩不仅是我国重要的桩基础材料，也是我国预制构件中产量较大的一种混凝土制品。预应力混凝土管桩主要具有以下特点：
(a)施工工期短、施工方便、不受季节限制、工业化生产；
(b)对施工场地无污染，若采用静压式施工更无噪音，符合绿色环保施工要求；
(c)经济效益可观，同样的地基处理效果(竖向承载力及水平承载力)所使用的混凝土比实心桩节省30%-60%，且抗腐蚀能力强，工作性能同钢管桩基本相似；
(2)确定水灰比w/c：
(2-2)
式中， ------混凝土的水灰比；
------水泥28d实测强度抗压值等级值
------水泥强度值的富余系数，取1.13
------混凝土强度标准值，取42.5
实测强度
碎石A=0.46，B=0.07
水灰比 <最大水灰比0.60
故此水灰比能够满足要求。
(3)确定单位用水量
本厂生产规模由主管部门根据国家的全面规划和当地基本建设总规划提出，在确定生产规模时，认真贯彻执行党的技术政策，并考虑以下因素：
1.当地对该制品的需求量及远景发展规划。
2.产品共产范围(供应半径)及运输条件。
3.原材料的来源，经常供应量，储量及运输条件。
4.厂址地形条件，可使用土地面积范围，工程地质及水文地质条件等。
注：做钢筋笼时，两端绕筋加密长度均是2m，加密间距45mm，非加密间距85mm,Φ500的管桩用5.0mm绕筋。
2.3.3带钢的用量计算
带钢型号：
每根管桩所用带钢的数量为2，一年管桩所用带钢的数量为：（考虑带钢的损耗系数）
每天用管桩所用带钢的数量为：（考虑带钢的损耗系数）
2.3.4端头板的用量计算
端头板的型号： (外径×壁厚×厚度×钢筋数×钢筋直径)
1.2可行性研究
预应力混凝土管桩不仅是我国重要的桩基础材料，也是我国预制构件中产量较大的一种混凝土制品。预应力混凝土管桩主要具有以下特点：
(a)施工工期短、施工方便、不受季节限制、工业化生产；
(b)对施工场地无污染，若采用静压式施工更无噪音，符合绿色环保施工要求；
(c)经济效益可观，同样的地基处理效果(竖向承载力及水平承载力)所使用的混凝土比实心桩节省30%-60%，且抗腐蚀能力强，工作性能同钢管桩基本相似；
第一章绪论
第一章绪论刚开始接触一门学科，人们首先往往会提出一些比较普遍性的问题。
比如：这门学科的定义是什么？它有什么特征和性质？它与其他学科的相关性及不同之处在哪里？它研究那些方面的问题？它的具体研究方法有哪些？本章就将针对这一系列问题，详细的介绍社会心理学的涵义、研究对象和研究方法。
第一节社会心理学的定义一、社会心理学的基本定义及特征（一）国外社会心理学家的观点西方社会心理学界普遍使用的定义是来自于美国著名社会心理学权威奥尔波特（G. W. Allport）对社会心理学涵义的规定：“社会心理学是设法了解与解释个人的思想、情感和行为怎样受到他人存在的影响；这个他人存在包括实际存在，想象中的存在或暗指的存在”。
①社会心理学家们从一开始就比较关注具体的个人行为和心理问题是如何受到社会的影响。
阿伦森(E. Aronson)在《社会心理学入门》一书中提到，“社会心理学是研究人们对别人的信念和行为所产生的影响”。
②社会心理学要解释的就是人是怎样受影响的？为什么接受影响？究竟这个影响是什么？增加或减少社会影响效果的变因是什么？这些影响的效果是永久的还是短暂的？那些变因能增加或减少社会影响效果的长久性吗？另一位美国社会心理学家克特.巴克（K. W. Back）在他的著作《社会心理学》中补充说道：“社会心理学家对于导致一个人改变他对别人的态度的过程很感兴趣”；“只有当某个个体受到与他相互作用的社会成员的影响或者这些成员受到该个体影响的时候，社会心理学家才去考察这个个体。
”③对某一个人，其他人会做出一定的反应，此人对这些反应必定会有所知觉，这种知觉会影响到他看待自己的方式，而社会心理学家研究的就是这种知觉影响是怎样作用于知觉者的整个过程。
因此，社会心理学研究的是一个个体与群体相交叉的领域。
日本社会心理学家古畑和孝对社会心理学的定义是：“社会心理学是关于各种各样的社会心理现象，用一定的客观的共同手段去探讨，完全实证地归纳出在这类现象中存在的普遍性、规律性、法则性和一般性的学科”。
第一章 绪论
19
1.2.2状态与状态函数 状态性质的分类： 几何性质：体积、面积 力学性质：压力、表面张力、密度 电磁性质：电流、磁场强度 化学性质：摩尔数、摩尔分数
热力学性质：温度、熵、内能、焓、亥姆霍兹自由 能、吉布斯自由能
对于组成不变的均相封闭系统（简单可压缩系） 来说，两个独立的变量就可以确定系统的状态。
3
1.1.2热力学的发展史
1.1.2 热力学的发展史
科学予以知识，而历史予以智慧！一门科学的历史，
是那门科学中最宝贵的部分。
热力学发展史，约可分成四个阶段：
第一个阶段： 17世纪末到19世纪中叶
此时期累积了大量的实验与观察的结果，并制造出 蒸气机，对于“热”的本质展开研究与争论。在19世纪 前半叶，首先出现了卡诺理论，热机理论（第二定律的 前身）和功热互换的原理（第一定律的基础）。
概括出的热力学第一、第二定律为基础，引出热力学能、
焓、熵、亥姆赫兹函数、吉布斯函数，加上P、V、T等可
直接测定的宏观量作为系统的宏观性质，经过归纳与演绎 推理，得到一系列热力学公式、结论，用来解决物质变化 过程的能量平衡、相平衡和反应平衡等问题。
8
1.1.3热力学的研究方法
宏观热力学的特点：不涉及物质内部粒子的微观结 构，只涉及物质系统前后状态的宏观性质。
33
1.2.4过程与途径 非静态过程不能用状态图上的一条实曲线来表示，为了
研究的方便，我们可以用一条虚线来表示它，但是该曲线没
有其他的任何意义。
P
A
非静态过程
B
o
V
准静态过程是一种理想的极限，但作为热力学的基础，我 们要着重研究它。
34
1.2.4过程与途径
典型的几种过程：
第1章绪论
扩展学科及内容
原生动物学 寄生虫学 软体动物学 甲壳动物学 蛛形学 昆虫学 鱼类学
新兴学科-----保护生物学（Conservation Biology）
返回
动物学发展简史
主要了解下列人物（著作）及其伟大贡献 西方国家：
亚里士多德(Aristotle
384—322)
二、分类的基本原则
物种（species）
概念：种是互交繁殖的自然群体，与其他群体在生
殖上相互隔离，并占有一个特殊的生态位 （niche）。
自然种群 互交 特殊现象： 地理隔离 马x驴 骡
虎x狮
虎狮
三、 种的命名
采用国际通用方法
学名（Science name）由拉丁文或拉丁化的文字组成
双名法：属名 + 种本名 人的学名：Homo sapiens 三名法：属名 + 种本名 + 亚种名 亚种北狐：Vulpes vulpes schiliensis
第1章 绪 论
1.1 生物的分界及动物在其中的地位
1.2
动物学的概念 1.3 动物学发展简史
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1.1 生物的分界及动物在其中的地位
目前全世界有动物174万种 动物分布的范围：
山峰---7x1.6093
大海深处---6x1.6093 20.9209km
小知识
动物在分界中的地位
脊椎动物：脊索动物门
标记兰色者为主要学习内容
小资料
亚种——是一个种内的地理种群或生态种群与同类任何
其它种群有别。亚种用于表示动物,变种用于表示植物.
第一章 绪论
新兴资产阶级思想的发展促生了人文主义的教育思想，一些进步 思想家们开始提出自然主义教育思想，新的儿童观应运而生。
人文主义思想在17世纪至18世纪得到了进一步的发展，要尊重 儿童，对儿童进行教育，就要依据儿童的天性。
社会发展
大工业想 自然主义教育思想
近代自然科学
请同学们阅读第9-10页，回答以下问题： 1.近代西方儿童心理学产生的原因是什么？ 2.社会发展与儿童观产生有何关系？ 3.近代自然科学与儿童观产生有何关系？
（一）社会的发展和新儿童观的产生
欧洲中世纪时，宗教统治着一切，教育被教会垄断，儿童通常 被看作是小大人，人们并不把儿童作为生命中的一个独立阶段来看待。
称号： “美国心理学之父”———开创了美国儿童心理学的研究 “青少年心理学之父”——使用科学方法对青少年心理研究的第一人 “心理学界的达尔文”
运用当时的生物进化论和生物复演说的观点来说明个 体心理发展，
学前儿童发展与教育
你知道谜底是什么吗？
你所认为的“学前儿童”指的是多大年龄的儿童？
个体从受精卵开始到正式接受小学教育之前
学
（一般为六七岁）的儿童
前
儿
童
3-6岁的儿童
二、学前儿童发展心理学的研究任务
（一） 描述学前儿童心理发展的普遍规律 学前儿童发展心理学需要描述学前儿童在身体动作、认知、语言、
实验
情境中不常出现 应与自然情况下
“点红测验” 的行为；
可能不一致。
3.保证情境相同。
皮亚杰在观察儿童 玩游戏。
视觉悬崖实验
点红测验
自然观察当中，如何减小 观察误差？ 1.把摄像机放在一个隐蔽 的地方拍摄观察对象 2.在正式观察之前，先让 观察对象在这个情景当中 待一段时间，让观察对象 习惯观察者的存在。
人文主义思想在17世纪至18世纪得到了进一步的发展，要尊重 儿童，对儿童进行教育，就要依据儿童的天性。
社会发展
大工业想 自然主义教育思想
近代自然科学
请同学们阅读第9-10页，回答以下问题： 1.近代西方儿童心理学产生的原因是什么？ 2.社会发展与儿童观产生有何关系？ 3.近代自然科学与儿童观产生有何关系？
（一）社会的发展和新儿童观的产生
欧洲中世纪时，宗教统治着一切，教育被教会垄断，儿童通常 被看作是小大人，人们并不把儿童作为生命中的一个独立阶段来看待。
称号： “美国心理学之父”———开创了美国儿童心理学的研究 “青少年心理学之父”——使用科学方法对青少年心理研究的第一人 “心理学界的达尔文”
运用当时的生物进化论和生物复演说的观点来说明个 体心理发展，
学前儿童发展与教育
你知道谜底是什么吗？
你所认为的“学前儿童”指的是多大年龄的儿童？
个体从受精卵开始到正式接受小学教育之前
学
（一般为六七岁）的儿童
前
儿
童
3-6岁的儿童
二、学前儿童发展心理学的研究任务
（一） 描述学前儿童心理发展的普遍规律 学前儿童发展心理学需要描述学前儿童在身体动作、认知、语言、
实验
情境中不常出现 应与自然情况下
“点红测验” 的行为；
可能不一致。
3.保证情境相同。
皮亚杰在观察儿童 玩游戏。
视觉悬崖实验
点红测验
自然观察当中，如何减小 观察误差？ 1.把摄像机放在一个隐蔽 的地方拍摄观察对象 2.在正式观察之前，先让 观察对象在这个情景当中 待一段时间，让观察对象 习惯观察者的存在。
第一章 绪论
第一章第一部分学习指导生理学、机体、机体功能的概念；人体生理学研究的内容；学习生理学的目的。
生理学的发展简史。
生理学的研究方法及研究的三个水平。
第一节兴奋性兴奋性：机体感受刺激繁盛反应的能（特征）。
一、刺激与反应刺激：引起机体发生反应的环境变化，是引起反应的条件。
按刺激性质分为：物理刺激、化学刺激、生物刺激、社会心理性刺激(生理学多用电刺激)。
刺激具备的条件：强度、时间、强度-时间变化率。
反应：刺激引起的机体功能活动的改变，是刺激引起的结果。
反应的形式：兴奋：机体受刺激后，由相对静止变为活动，或者活动由弱变强。
抑制：机体受刺激后，由活动变为相对静止，或者活动由强变弱。
二、衡量兴奋性的指标——阈值阈刺激刚能引起组织发生反应的刺激刺（激强度等于阈值）。
阈值：刚能引起组织发生反应的最小刺激强度。
阈下刺激：小于阈值的刺激。
兴奋性与阈值的关系：兴奋性∝1/阈值。
可兴奋组织：神经、肌肉、腺体（兴奋性搞、反应迅速明显、能产生动作电位）。
三、组织兴奋时兴奋性的变化呈规律性变化（表1-1）表1-1 组织兴奋时兴奋性的变化分期对刺激的反应兴奋性绝对不应期对任何强大的刺激不起反应基本消失相对不应期对阈上刺激其反应降低超常期对阈下刺激其反应稍微增高低常期对阈上刺激其反应稍微降低绝对不应期的意义：决定组织单位时间内反应的最多次数。
第二节人体与环境一、人体与外环境外环境：人体生活的自然界，人体与外环境相互影响。
二、内环境与稳态内环境：人体细胞直接生活的环境（细胞外液）稳态：内环境理化因素保持相对稳定的状态。
稳态的意义：人体生命活动正常进行的必要条件。
第二节人体功能的调节一、人体功能的调节方式神经调节：通过神经系统的活动对人体功能进行的调节，基本方式是反射。
反射：在中枢神经系统参与下，人体对刺激产生的规律性反应。
反射的结构基础：反射弧。
反射弧组成：感受器、传入神经、反射中枢、传出神经、效应器反射的分类：非条件反射：先天遗传的反射。
第一章 绪论
第一章绪论1.简述园林的概念及其内涵。
园林的概念有广义和狭义之分：从古典园林的狭义角度看，园林是指在一定的地段范围内，利用、改造天然山水地貌或人工开辟山水地貌，遵循艺术规律，运用造园要素，从而构成一个文化美学意味浓、视觉景观美、物质功能全的游憩和居住环境。
从现代园林发展角度看，广义上的园林早已发展成为概念更为宽泛且深远的现代景观、环境设计，不仅包括各类公园、城镇绿地系统、自然保护区等，还包括人类有形环境和无形环境的活动，集自然生态、风景与人文历史、科技艺术于一体，为人类社会提供自然生态的、文明的生存环境。
2.试述园林产生的背景及其性质功能。
（1）背景：园林的形成离不开大自然的造化、社会历史的发展和人们的精神需要等三大背景。
（2）性质：①社会属性。
社会属性又分为私有属性和公有属性。
古代园林大多是供少数富裕阶层游憩、享乐的花园或别墅庭园，普通民众可享用的公共园林很少，因而具有私有性。
而近现代园林是为满足社会全体居民游憩娱乐需要而建设的公共场所，从而具有公有性。
②自然属性。
园林中浓郁的林冠、新鲜的花朵、明媚的水体、动人的鸣禽、俊秀的山石、优美的建筑及栩栩如生的雕像艺术等都是令人赏心悦目、流连忘返的艺术景观。
虽然各园的景观千差万别，但是都改变不了美的本质。
（3）功能：①狩猎②游玩③观赏④休憩⑤祭祀⑥集会、演说⑦文体娱乐⑧饮食3.简述园林的类型划分与构成要素。
（一）类型划分（1）按园林构园方式区分①规则式园林②自然式园林③混合式园林（2）按园林的从属关系区分①皇家园林②寺观园林③私家（贵族）园林④陵寝（寝庙）园林⑤公共园林（3）按园林功能用途区分①综合性园林②专门性园林③专题园林④纪念性园林⑤自然保护区园林此外，园林类型还可以按国别划分，如中国园林、英国园林、法国园林、日本园林、印度园林等不胜枚举。
（二）园林的基本要素：（1）建筑（2）山石（3）水体（4）植物（5）动物4.世界园林发展有哪几个阶段，各阶段的特点是什么？世界园林经历了原始文明、农业文明、工业文明和信息文明四大文明阶段。
第一章绪论
第1章绪论中国行政制度史是以中国历代行政制度为研究对象的一门学科，是以现代政治理论和行政管理理论为指导，以行政制度的历史发展变化为主线，分专题研究中国历史上的君主、中央行政、地方行政、行政监察、官吏选拔、官吏管理、胥吏、公文，以及教科文卫等各方面的制度。
中国行政制度史着重分析历代行政制度对行政管理和社会发展的正负两个方面的影响，从中国行政制度的产生、发展和变革中总结历史的经验教训。
1.1中国行政制度史的研究对象每一独立存在的学科，都有其研究对象，或者说矛盾的特殊性。
毛泽东说：“科学研究的区分，就是根据科学对象所具有的特殊的矛盾性。
因此，对某一现象领域所特有的某一种矛盾的研究，就构成某一科学的对象。
”①中国行政制度史研究的对象从广义来说，举凡中国历史上与行政制度相关的政治、经济、法律、军事、思想、文化、社会等的有关部分，都必然要纳入其内容之中。
只有将行政制度的研究置放于各个时期社会经济政治总体之内进行，才可能动态地、全面地理解行政制度，这是深入理解中国行政制度史的必由之路。
上述内容覆盖的时间，为夏商周三代奴隶制社会时期与秦汉至明清整个封建社会历史时期。
封建制国家的行政制度，有些虽然渊源于奴隶制国家，但由于奴隶制及其以前的社会，年代久远，文献也不足为征，所以本书便把重点放在秦汉至明清这段封建制时代。
至于秦以前的奴隶制时期行政制度，只做简要介绍。
众所周知，中国的文明史与巴比伦、埃及、印度等文明古国不同，这些国家曾多次被异族征服，都遭受过外来文明的侵略，因此古巴比伦、古埃及、古印度的古老文化都未能完整、独立地保存下来。
只有在华夏大地上孕育生长的中华文化，一直连绵未断，持续发展。
从传说时代的黄帝开始，直到现在，中华文化传统一直保持着发展的连续性和主体的纯洁性，成为东方文化的主流。
这就决定了中国行政制度史的时间跨度大，地域辽阔，对象广博，内容丰富完整，对它的研究概括起来应有以下几个方面：第一，中国历史上的行政管理及其效果，包括行政体制、行政机构设置、行政权力运行、行政环境、行政文化、行政思想，以及因此产生的各种形式的制度。
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1955
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世界第一张照片
世界第一张照片
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气球遥感图片
气球遥感图片
24
鸽子遥感图片
鸽子遥感图片
25
第一架飞机
第一架飞机
1903年，莱特兄弟的飞机
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气象卫星时代开始于 TIROS 1 的发射，发射 时间： April 1, 1960 TIROS ：Television and
Infrared Observation
30
主动遥感与被动遥感
• 主动遥感（发射能量）：设备具有声、光、 电磁波发射源，在其测量空间中大气特性 对其传播信号产生相应的吸收、散射、反 射形成带有大气特征的回波信号。如：测 云雨雷达 • 被动遥感（不发射）：直接探测来自大气 的声、光、电磁波信号。如：气象卫星
31
注意要点
• 对同一种气象要素的测量，随其探测原理 的差异，仪器性能将会有很大的差异。 • 不同的直接或遥感手段，会组装成形式完 全不同的仪器。
1. 提高温度观测中防辐射设备的反射率和通 风 2. 增加湿度元件在低温、低湿条件下的灵敏 度 3. 降低高空风测量的测风仰角下限
42
第一章 习题
1. 2. 3. 4. 直接探测、直接探测原理？ 遥感探测、遥感探测原理？ 主动遥感、被动遥感？ 几个概念：灵敏度，精确度，惯性， 稳定性
43
气象观测工作的组织
7
1.1 概述（3）
大气探测的主要研究内容是那些？
云、能、天（各种天气现象） 温、压、湿、风（地面、高空） 辐射（太阳、地球、大气）。
8
大气探测的主要研究内容是那些？
• 地面气象观测：对近地面层的大气状况进行观察 和测定。包括云、能、天；温、压、湿、风；降 水、蒸发、辐射能、日照时数、冻土深度、积雪 和电线积冰。 • 高空气象观测：利用气球、无线 电探空仪、气象 探测飞机、气象 火箭、气象雷达和卫星等对自由 大气的 温、压、湿、风等要素进行探测。 • 专业性气象探测：根据不同的专 业要求需要进 行，如大气污染监测、农业气象观测
17
1936
18
1993
19
20
1.1 发展历程（4）:遥感探测阶段
1941－1942年，测雨云雷达开始应用； 1960年4月1日，美国发射了第一颗气象卫星TIROS-1 (Television and Infra-Red observational Satellite); 1960s初，相继出现了声雷达，激光雷达，微波辐射计等； 1990s以来，地面观测自动气象台站网开始广泛建立，卫星、 雷达等遥感观测系统成为大气探测常规观测项目的一部分。 GPS探测系统得到发展。 其他方面：如探空仪的改型换代、数字化信号传输、能见度 观测仪、闪电定位仪等等。
28
1.2 探测原理
• 直接探测：将感应元件置放于测量位置上， 直接测量大气要素的变化。 • 直接探测原理：根据元件的物理、化学性 质受大气某种作用而产生反应的特点。 • 例子：温度表，水银液体的热胀冷缩性质。
29
• 遥感探测：探测元件不置放于测量物体上， 测量大气要素的变化 • 遥感探测原理：是根据大气中声、光、电 等信号传播过程中性质的变化，反演出大 气要素的时空变化 • 例子：鸽子照相，胶片对光的感应 卫星， 辐射传输的变化
《大气探测学》
大气物理系
王成刚 （wcgnju@）
南京信息工程大学 1
课程要求
课程的性质和任务: 使学生掌握地面和高空各种气象要素的观测仪器和观测 方法；熟悉我国正在进行的大气监测自动化系统工程的 探测部分；并使学生了解国内外最新（90年代以后）探 测技术. 课程安排： 32学时 考核方式： 期中考试50％、期末考试50％ 参考书目：《大气探测学教程》顾松山编著，气象出版社，1988
气候观测
部分台站，时间统一到天气观测的时制上去
特殊项目观测
53
54
•观测场地：25*25平方米
能代表本地较大范围气象要素的特点 四周空阔平坦 四周10m内不能种植高杆作物
55
56
高空气象观测
• 直接探测
–飞机探测 –气球探测
• 遥感探测
–主动遥感 –被动遥感
57
1997年3月全球探空覆盖情况
32
1.3 探测仪器
• 充分了解仪器的性能，才能发挥它应有的 功效。（吸尘器、大笤帚） • 决定仪器性能的首要因素是感应原理，由 感应原理决定了仪器的主要性能指标：
–灵敏度 –精确度 –惯性（时间常数） –坚固性（稳定性）
33
• 灵敏度：指单位待测量的变化所引起的指 示仪表输出的变化，仪器的灵敏度与它的 感应原理有关。
6
1.1 概述（2）
大气探测处于一个什么样的位置？
大气科学是研究大气圈的各种物理性质、物理现象 和大气运动及其变化规律的一门学科。
大气探测是大气科学的重要分支之一，它研究的是 测量大气的原理、方法和设备，是探测大气奥秘的 重要手段。在大气科学的发展过程中，大气探测起 到了十分重要的作用。是大气科学发展的排头兵。 “巧妇难为无米之炊”
（19—20世纪初）
气象台网的建立
拉马契克在欧洲建立了第一个气象台站网 实现了时间和地域的同步连续观测
大气探测进入三维空间
1920s，出现了无线电探空仪，发展了高空风探测技术 1940s开始，探测高度从平流层底部，对流层顶部扩展 到了100公里的高度
14
15
1930
16
1934
46
参加区域气象资料交换
47
48
高空气象探空站
（120个）
49
基本气象监测网
气象部门现有气象观测站 2653个
其中
地面气象观测站 2431 个 – 高空气象探空站 120 个 – 大气辐射观测站 98 个 – 大气本底观测站 4个 人工观测与自动观测同时开展
–
50
地基观测系统的分布图
气象站（红色）观测船舶（蓝色）
9
1.1 概述（3）
• 本课程的重点是什么？
测量元件、仪表和设备的基本原理 仪器的安装，使用所要遵循的原则 气象数据的误差分析 气象数据的使用
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1.1 发展历程（1）：萌芽阶段
甲骨文记载（目测）、相风铜乌（汉初）、
雨量器（明永乐）
就萌芽时期大气探测的情况而言，我国是走
在世界前列的。
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Байду номын сангаас
第一章 绪论
• • • • 大气探测学研究的内容和特点 大气探测的发展历史 气象观测工作的组织 大气探测的三性要求
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1.1 概述（1）
大气探测的定义是什么？
指对地球表面一定范围内的表征大气状况的气象要
素、天气现象及其变化过程，进行系统、连续的观
察和测定，为天气预报、气象信息、气候分析、科 学研究和气象服务提供重要的依据。
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• 遥感探测的误差来源：
– 探测系统，即仪器的灵敏度和稳定性，以及系 统各部分的标定误差 – 反演误差
• 目前遥感仪器的探测精度低于直接探测
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• 不同探测方法需共同遵守的原则：资料的 代表性 • 观测地点的代表性：选择观测地点 • 数据取样平均的代表性：取多次或多点的 平均
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提高探测精度难题
图2 地基观测系统的分布图：气象站（红色）观测船舶（蓝色）
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全球高空探测网分布示意图
截止2001年10月上半月
图3 截止2001年10月上半月全球高空探测网分布示意图
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地面观测
• 观测项目
天气观测
基本观测：02时，08时，14时，20时 辅助观测：05时，11时，17时，23时 补充观测
36312 reports
每天施放探空数：
58 ECMWF
大气探测的三性要求
• 代表性 • 准确性 • 比较性
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– 观测平台：安放仪器的设施，如：观测场 – 观测仪器 – 资料处理单元：将仪器输出的信号实时采集、 处理、传送和存储
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1.4 探测方法
• 根据探测任务的性质选用合适类型的仪器， 并制定相应的探测方法。 • 直接探测式仪器，直接接触，相互干扰， 感应元件周围大气条件可发生畸变，出现 系统误差。 解决方法：统一仪器的规格指标、安装方 法和操作步骤，可使系统误差值相对稳定。
《地面气象观测规范》中国气象局，气象出版社 2003
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讲授内容
• • • • • 第二章：温度的测量 第三章：湿度的测量 第四章：气压的测量 第六章：辐射能的测量 第七章：云、能、天的观测
3
讲授内容
• • • • • 第五章：气流的测量 第九章：高空风的测量 第十章：高空温、压、湿的探测 第十一章：气象雷达 第十二章：气象卫星探测
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1.1 发展历程（2）: 初始阶段
(16-19)
标志性仪器－－水银气压表（托里拆利于1643年 发明；精度：0.1hPa；相对误差：1/10000）
其他仪器－－液体玻璃温度计，雨量器，毛发湿
度表，风杯风速计，黑白球日射表
云状分类－－拉马契克于1802提出（目测项目）
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1.1 发展历程（3）:发展阶段
Satellite 电视和红外辐射
观测卫星, 泰罗斯气象侦
察卫星[美]n Canaveral, FL
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First TIROS-1 Image
April 1, 1960
Canada
Nova Scotia
Within hours President Eisenhower was viewing the first images
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