大数据在基础教育管理与决策中的应用研究

进入大数据时代后,基础教育管理和运行迎来了更多的发展机遇,基于大数据的预测、分析将逐步融入基础教育管理和决策中。大数据技术和思维将影响基础教育管理与决策的各个环节,影响基础教育发展规划,改变基础教育教学评价体系,甚至在基础教育教学思维中产生深远的影响。基础教育管理工作者应主动研究和思考,以积极的态度迎接大数据时代的来临。     

大数据背景下信息与计算科学专业数理统计课程教学改革与实践

通过分析信息与计算科学专业数理统计课程的教学现状,指出其中存在的问题.针对这些问题,提出了制定适合信息与计算科学专业学生的数理统计课程大纲、实验大纲和实验指导书,编写具有时代特色的数理统计教材,增加计算机实验课程,加强案例教学和项目教学,建设网络课程,改革考核方式等解决办法,激发学生的学习兴趣,提高学生的数据分析能力,适应大数据时代发展的要求.     

MICAPS第四类数据格式Python处理库的实现和应用

本文基于Python语言设计和实现了MICAPS第四类数据格式的通用接口库Diamond4,包含数据读写,格点到站点的插值,数据格式转换等功能。Diamond4库简洁高效,可有效支持对MICAPS数据的本地开发。最后展示了Diamond4库结合其他Python第三方库在新乡市气象台本地业务应用的两个实例:结合Bokeh库的多模式站点两米温度的自动提取和结合Arcpy库的多模式降水对比邮票图的自动生成。     

赣江流域高分辨率卫星降水数据的精度特征与时空变化规律

提出了一种基于地面雨量计空间插值数据,从栅格单元、子流域以及全流域3种空间尺度上综合验证和比较卫星降水数据精度的方法.采用该方法,针对长江中下游赣江流域,以2003~2009年325个雨量站空间插值数据为基准,在日时间尺度上,综合评价了TRMM 3B42,TRMM 3B42RT,CMORPH,PERSIANN,GSMaP MWR＋和GSMaP MVK＋共6种高分辨率卫星降水数据的精度,揭示了精度指标的时空变化规律.结果表明经地面雨量计校正的3B42综合精度最高,在日均意义上略为高估了基准降水量,其他未经校正的5种数据均有较大程度低估.同时,6种数据在汛期的精度显著高于非汛期.随着时间尺度的扩展,卫星降水数据的精度有不同程度提高,其中3B42最明显.在赣江流域西部山区及北部山前区,卫星降水数据的精度较低,而在中部及东南部丘陵、盆地相对较高.随着空间尺度的扩展,6种数据的精度不断提高.本文为验证其他区域卫星降水数据精度提供了范例,并为进一步研究利用卫星降水数据分析流域水文过程提供了直接依据.     

信息可视化和可视分析：挑战与机遇——北戴河信息可视化战略研讨会总结报告

由天津大学软件学院发起并召集,东北大学秦皇岛分校和燕山大学承办的信息可视化战略研讨会于2012年6月9-10日在北戴河成功举行．本文总结了此次会议的讨论内容和达成的共识,对当前信息可视化和可视分析领域的挑战和国际上这方面的研究方向做了大致的分析,并对今后信息可视化和可视分析的大方向提出一些建议,以及对具体行动提出一系列倡议．     

移动传感网中基于定向角度路由的数据收集

在Sink和节点不断移动的多跳无线传感器网络中,节点和Sink的位置不断变化.如果节点采用传统的广播方式发送数据,节点发送的数据在到达移动Sink之前,很有可能被大量的节点不断转发.这样不仅容易导致数据冗余过大,而且容易造成节点的能量消耗过快从而缩短网络生命周期.为了最大化网络生命周期,提出一种节能的算法ROAR来解决这个问题.首先,节点执行类似于选取簇头的收集器选择算法,能量高的节点以高概率决定是否成为收集器.然后,节点将数据发送给有效区域内的邻居节点.所谓的有效区域是指过节点作连接节点和Sink的直线的垂线,以垂线为边界,与移动Sink同侧的区域.最后,收集器采用折半角度传输的方式将数据发送给移动Sink.仿真实验结果表明,与目前已有的算法相比,算法ROAR能够有效地缩短收集一轮数据所需的时间、减少能量开销、延长网络生命周期.     

铋层状化合物Na0.5Ho0.5-xYbxBi4Ti4O15陶瓷材料的上转换发光、铁电、介电性能研究

采用传统的固相烧结法,制备了Na0.5Ho0.5-xYbxBi4Ti4O15铋层状结构陶瓷.经X射线衍射（XRD）表征,新合成材料为单相结构,且扫描电子显微镜下的表面和断面图像均为层状,说明合成材料为新型铋层状材料.室温时,在可见光波长范围内,有2个峰,分别为546 nm处的绿光峰和656 nm处的红光峰,分别对应于Ho3＋离子的5F4＋5S2→5I8和5F5→5I8跃迁.为研究其机理,测试了变功率条件下的发光强度,经计算,绿光和红光发射均为双光子过程.研究陶瓷样品在变温（-130~270°C）条件下的发光性能时,发现红光与绿光的强度比值与温度呈线性关系,该材料有望应用于光学温度传感器领域.经介电性能测试发现当Ho：Yb=1：9时,样品的居里温度为686.4°C.研究铁电性能发现当Ho：Yb=3：2时,剩余极化Pr为9.3μC/cm2,矫顽场强为Ec=82 k V/cm,表明具有一定的铁电性能.以上研究结果表明,制得的新材料是一种具有优异光学性能的多功能材料.     

稀土Ho3＋/Yb3＋共掺SrBi4Ti4O15高温铁电陶瓷的上转换发光及其温度传感特性

Sr Bi4Ti4O15是一种具有高居里温度（Tc）、高机械品质因数和大电阻率的铋层状结构铁电、压电多功能材料,通过掺入稀土离子的手段,可使其具有上转换发光的特性,并且可以在一定程度上改善其电学性能.在本文中,同时将Ho3＋和Yb3＋对A位的Bi进行取代,其中Ho3＋的取代量为0.06 mol-1,Yb3＋的取代范围为0≤x≤0.3,采用传统的固相烧结法制备了Sr Bi3.94-xHo0.06YbxTi4O15陶瓷.主要通过控制Ho3＋离子的量不变,调节Yb3＋离子的浓度来研究不同稀土离子掺杂量对Sr Bi4Ti4O15陶瓷的形貌、上转换发光特性、以及介电性能的影响.在使用980 nm的红外激光器对Sr Bi3.94-xHo0.06YbxTi4O15陶瓷进行激发下,从上转换发光图谱中可以观察到三个峰,分别为峰位在547 nm附近较强的绿色发光、659附近以及759 nm处的较弱的红色发光.同时可以看到,随着Yb3＋浓度的增加,绿色上转换发光的强度表现出先增强,后减弱的规律,且当Yb3＋取代量为x=0.15时,绿色上转换发光强度达到最大值.通过研究上转换发光强度与激发光功率的关系得到,绿色和红色上转换发光均为双光子吸收过程.在研究Sr Bi3.79Ho0.06Yb0.15Ti4O15样品上转换发光与温度的关系时,可以观测到随着温度的增加,547 nm处的绿色上转换发光和659 nm处的红色上转换发光的强度均随之减弱,且I659 nm与I547 nm的荧光强度比与温度存在线性关系,利用这种温度与上转换发光强度的关系,可将Sr Bi3.94-xHo0.06YbxTi4O15陶瓷应用于光学温度传感器.     

PDMiner:基于云计算的并行分布式数据挖掘工具平台

随着信息技术和互联网的发展,各种信息呈现爆炸性增长,且包含丰富的知识.从海量数据信息中挖掘得到有用的知识仍然是一个挑战性的课题.近几十年来,数据挖掘技术,作为从海量数据信息中挖掘有用信息的关键技术已经引起了广泛的兴趣和研究.但是由于数据规模的增长,以往的很多研究工作并不能有效地处理大规模数据,因此,开发设计或者扩展已有算法使之能处理大规模数据集,已经成为数据挖掘中非常重要的研究课题.近年来,基于云计算的数据挖掘技术研究已经成为一个热点话题,本文中我们研究开发一个基于大规模数据处理平台Hadoop的并行分布式数据挖掘工具平台PDMiner.在PDMiner中,开发实现了各种并行数据挖掘算法,比如数据预处理、关联规则分析以及分类、聚类等算法.实验结果表明,并行分布式数据挖掘工具平台PDMiner中实现的并行算法:1)能够处理大规模数据集,达到TB级别;2)具有很好的加速比性能;3)大大整合利用已有的计算资源,因为这些算法可以在由这些商用机器构建的并行平台上稳定运行,提高了计算资源的利用效率;4)可以有效地应用到实际海量数据挖掘中.此外,在PDMiner中还开发了工作流子系统,提供友好统一的接口界面方便用户定义数据挖掘任务.更重要的是,我们开放了灵活的接口方便用户开发集成新的并行数据挖掘算法.     

改进的多方向融合图像插值算法

为了解决数字图像插值过程中出现的边缘模糊和锯齿现象,提出一种改进的多方向融合图像插值算法.该算法将图像分为平坦区域和边缘区域,平坦区域采用双线性插值算法进行插值,边缘区域采用多方向融合算法进行插值.实验结果表明,该算法运算复杂度小,其结果在主观视觉效果和客观指标方面都有很大的改善,且适用于任意倍数的插值放大.