土地资源管理前沿技术

第一篇：土地资源管理前沿技术

土地管理技术在土地资源管理中的应用

土地管理技术包括测绘技术和信息技术：

1.“3S”测绘技术在现代土地科学中的应用

摘要：在介绍全球定位系统、地理信息系统、遥感及3S集成技术的基础上，分析了3S测绘技术在土地资源调查与评价、土地规划与整理、土地勘测定界、土地动态监测和土地执法检查等现代土地科学中的基本应用过程和方法。“3S”测绘技术使土地管理更具科学性、实用性和可操作性。

土地是人类生存和发展的物质基础。随着我国社会经济和城镇化的快速展，人地矛盾和土地不合理利用问题日益突出，开展土地科学研究，保护和合理利用土地刻不容缓。现代土地科学是随着人类社会经济的发展要求以及科学技术水平的不断进步而逐步产生和发展的，重点解决或缓解当今社会人与资源之间的关系。长期以来，落后的土地管理技术一直制约着我国土地管理事业的发展。随着科学技术的发展与进步，开展利用以全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)和遥感技术(RS)为代表的“3S”测绘技术进行现代土地科学研究就很有必要。

1.“3S”测绘及其集成技术

1.1 GPS、GIS 和RS 测绘技术

GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。该系统由地面控制、空间和用户装置等构成，其主要优点有：全天候、全覆盖、高精度三维定位定速定时和快速省时高效。GPS现已广泛用于航天器定位、全球授时、地形测绘、国界测定、海岛与礁石联测、山体测高、测量板块和地壳运动、交通管制和工程建设等。特别是近几年发展起来的GPS中的RTK技术，以实时定位、厘米级定位精度、作业时间短和效率高等特点逐步在资源调查和土地管理等方面得到广泛应用。

GIS是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的系统。GIS 处理和管理的对象包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据和属性数据等，GIS 已在城市规划、交通运输、资源调查、环境评估、灾害预测、邮电通讯和公共设施管理等领域发挥了重要作用。在土地行业，利用GIS可快速建立土地利用数据库，将空间图形数据与属性数据完整地结合，确保图形与数据的一体化，实现对土地利用的数据建库、数据分析、数据管理和成果输出等。

RS 是指不直接接触目标物和现象，在远离地物的遥感平台上，使用遥感器接受地面物体的电磁波信号，并记录、传送到地面，经过信息处理、分析判读和野外实地验证，最终服务于用户的全过程。RS 具有信息丰富、全天候、多光谱特性、信息获取周期短等优势，特别是高分辨率遥感影像图像清晰，空间分辨率高，现已广泛应用于社会可持续发展、资源综合规划与利用、自然灾害防治、气象观测预报、农作物估产、环境动态监测等工作中。尤其可利用RS进行土地动态监测和分析，及时准确地掌握土地变化及其发展趋势。

1.2 “3S”集成技术

“3S”集成是将GPS、GIS、RS及其他技术有机地集成在一起的高新测绘技术，包括GIS与RS，GPS与GIS，GPS与RS，GPS、GIS 与RS等4种集成模式。单独地运用一种“3S”技术不能提供对地观测、存储管理、信息处理、分析模拟等能力，不能满足复杂工程的需要。在“3S” 集成中，GPS 主要用于实时、快速提供目标、各类传感器和运载平台的空间位置;RS用于实时或准实时地提供目标及其环境信息，以发现地球表面变化，用于更新数据库;GIS则是对各种数据进行综合处理、动态存储、集成管理、分析加工。当前，应将“3S”测绘技术充分地渗透到土地管理的各个领域，促进现代土地科学的发展。

2 “3S”测绘技术在现代土地科学中的应用

2.1 在土地资源调查中的应用

土地资源指目前或可预见到的将来，可供农、林、牧业或其它各业利用的土地，是人类生存的基本资料和劳动对象。土地资源调查是为查清某一国家、某一地区或某一单位的土地数量、质量、分布及其利用状况而进行的量测、分析和评价工作，目的是为合理调整土地利用结构和生产布局、制定农业区划和土地规划提供依据，并为进行科学的土地资源管理创造条件。土地资源调查主要包括土地利用现状调查、土地质量调查和土地评价及土地监测等。可利用“3S”技术建立土地调查系统，并应用于全国第二次土地调查。

RS、GIS和GPS等为土地调查提供了坚实的技术支撑：RS快捷、实时、高效地获取土地利用变化信息;GPS 快速准确地采集土地利用变化图斑的空间位置;GIS对采集的数据进行编辑实现数据管理自动化。当前的全国第二次土地调查的技术流程如下：采用现代遥感技术获取影像资料，完成正射影像和基础图件制作;通过遥感影像和外业自动化调查进行实地调查;进行内业处理，完成信息的汇总统计和分析;实现调查数据的管理和更新机制的建设;逐步建立起土地利用动态监测体系。

2.2 在土地资源评价中的应用

土地资源评价(又称为土地评价或土地分等)是指在土地资源调查完成后，根据特定生产目的对土地质量、适用性和生产潜力进行的评估。在制定科学、合理的土地规划前，必须先进行充分的土地评价，明确各块土地最合适的用途。随着我国土地使用制度的改革，对土地进行科学评价是有效管理和利用土地的一项非常迫切的任务。但由于我国土地分等定级估价工作起步较晚，土地定级估价的技术手段还不完善，土地定级估价中还存在估价方法和标准不统一，估价指标体系有效期短和估价时间长等问题。

应用“3S”技术，可实现土地资源评价的定量化、自动化和智能化，“3S”技术用于土地资源评价的要点：GPS 实现各土地评价单元的准确定位， 并辅助于实地评价和核查;RS 为评价工作提供基础资料，实时获取各类土地资源评价单元的属性信息和利用现状;GIS 实现土地利用数据、土地利用程度、土地利用结构、土地利用状况以及土地利用经济效益等的分析，利用相关指标权重和评价模型得到各评价单元总分值，划分土地等级，最终输出土地评价结果;利用RS 和GIS 技术确定土地类型图和快速生成的土地评价单元图。

2.3 在土地利用规划中的应用

土地利用规划是指在土地利用的过程中，为达到一定的目标，对各类用地的结构和布局进行调整或配置的长期计划。在规划设计前，要做好与土地相关的所有信息的收集、整理和处理分析等工作。这些信息的处理，不但可以为后续的规划工作提供数据基础，更重要的是明确土地性质、质量，从而确定未来发展中可使用用地和不可使用用地;确定保留用地和适宜城市发展的用地;在明确土地的空间分布的基础上，具体确定各类用地的具体范围。

在土地利用规划过程中，“3S”技术充分展现其实时性、准确性、自动化和高效等优点。利用RS，通过遥感的数据处理，可以直接得到理想的图片及数字结果，准确及时地反映土地信息。利用GIS 建立土地利用信息系统，为土地利用总体规划提供详实的资料;利用GIS对土地利用现状进行分析评价并自动生成土地利用现状分析数据库，进行土地利用远景规划和利用类型预测，实现土地利用结构优化设计和布局制图;利用GIS结合规划设计模型，实现对规划设计结果的模拟显示和分析。

2.4 在土地整理中的应用

土地整理是指通过采取各种措施，对田、水、路、林、村综合整治，提高耕地质量，增加有效耕地面积，改善农业生态条件和生态环境的行为。国内已有利用“3S”测绘技术开发精确农业信息系统，该系统能精确地界定待整理农地的数量和空间位置，针对不同区域农地

提出土地整理的方向和措施。

“3S”测绘技术用于土地整理的要点：利用GPS进行地物的空间定位和测量。土地整理工作涉及田块的划分、产权的调整等大量与空间定位有密切关系的内容，利用GPS技术可以大大提高工作效率和精确度;利用RS的高分辨率影像，辅以其他背景资料，通过目识解译，快速准确地提取土地利用信息，并绘制1∶5000～1∶3500的土地利用现状图，为土地整理提供基础资料;利用GIS 建立土地利用信息数据库，进行土地平整的填挖土方量的工程计算和三维仿真模拟，以及土地整理规划、工程放样、工程施工等图件的编制。

2.5 在土地勘测定界中的应用

土地勘测定界(简称勘界)，是指根据土地征收、征用、划拨、出让、农用地转用和土地整理等工作需要，实地界定土地使用范围、测定界址位置、调绘土地利用现状，计算用地面积，为用地审批和地籍管理等提供科学、准确的基础资料而进行的技术服务性工作。土地勘界主要包括权属调查、土地测绘和编写勘测定界报告。根据土地勘测定界的工作程序，勘测定界分为外业调查、外业测量、内业整理汇总及归档阶段四个主要阶段。

“3S”技术可充分用于土地勘界的全过程：在土地勘界外业中，可使用GPS进行定位，将基准站的已知数据和观测数据发送给流动站，流动站接收基准站数据，并采集GPS观测数据，形成差分观测值，实时计算出流动站的三维坐标及其精度。该测量方式可以提高土地勘测定界精度，并且无需通视，观测时间短，操作简便;在土地勘界内业中，采用GIS与数据库技术相结合的方式对土地勘测定界测量和土地征收数据进行管理，能保证外业和内业数据处理的一致性，实现数据处理的自动化，保证数据统计的准确性以及方便数据查询。

2.6 在土地动态监测中的应用

土地利用动态监测是指运用遥感、土地调查等技术手段和计算机、检测仪等科学设备，以土地详查的数据和图件作为本底资料，对土地利用的动态变化进行全面系统地反映和分析。传统方法的土地动态监测方法是由用地单位直接上报和登记数据，监测主管部门只能被动的了解土地变化。在“3S”技术体系中，由于遥感解译的矢量数据具有地理坐标，利用GPS 的精密定位功能，可以在野外对室内不确定的解译成果进行精确核查，提高遥感解译结果的可靠性和精度，“3S”测绘技术可有效地实施土地利用动态监测。

国内已有研究人员利用TM和CBERS数据，在野外用手持GPS进行验证并更新数据库，利用GIS提取出土地利用变化信息，建立高精度的土地利用动态变化数据库，最终实现土地利用动态监测。应用“3S”技术进行土地动态监测的主要步骤如下：利用RS 快速主动地发现土地利用的变化信息; 利用GPS准确而快速地获取变化信息的数量和特性，将变化信息与历史信息进行空间分析，获得新的土地利用现状数据;利用GIS实现土地数据的计算机管理与可视化，实现土地利用数据库的更新，实施土地动态变化成果制图。

2.7 在土地执法检查中的应用

土地执法检查承担着保护土地的重任，处于土地管理的前沿阵地，是有效贯彻国家严管土地政策的基础工作。目前土地执法检查主要有超前控制方法、跟踪检查方法、目标管理方法以及协作处理或公开处理等方法。但违法用地多位于偏远的郊外或隐蔽的园区中心，在日常动态巡查中是难以发现的。“3S”技术用于土地执法监察，可以帮助土地执法人员快速准确发现、到达疑似违法用地现场，辅助疑似违法用地的巡查、核查、违法违规处罚处理以及结果汇总上报等工作，形成“天上有眼睛、地上有巡查”的全方面立体式的监督。

“3S”技术用于土地执法检查，实现土地管理的“数字执法”，其技术流程如下：首先利用遥感监测技术与土地执法动态巡查相结合的办法，最大限度地发现土地违法行为，再利用便携式GPS接收设备和GIS提供的电子地图，快速准确找到疑似违法用地。

3 结语：

“3S”测绘技术彻底地改变了我国传统的土地管理方法和模式，优化和完善了我国当前土地管理的方式和内容。但是，“3S”测绘技术的三维展示和虚拟现实技术在土地管理中的运用才刚刚起步，在技术和方法上还存在许多问题有待进一步解决和完善。

2.信息技术在土地管理中的应用

摘 要：地理信息系统(GIS)是分析和处理海量的通用技术,土地的管理工作包含多方面的内容，比如土地资源调查、土地利用规划、地籍地理数据管理等，是一门非常复杂的系统，迫切需要采用信息化的手段来进行科学、高效的管理。

地理信息系统(GIS)是一种采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统, 是分析和处理海量地理数据的通用技术, 是一项以计算机为基础的管理和研究空间数据的新兴技术系统。

地理信息系统(GIS)的产生和发展首先是在土地管理中得到应用。一方面，土地管理本身是一项既重要又复杂的系统。这是因为土地是人类最宝贵的非可再生的自然资源之一，从古至今人类一直重视对土地的管理和利用。土地的管理工作包含多方面的内容，比如土地资源调查、土地利用规划、地籍管理、土地市场管理等，是一门非常复杂的系统，迫切需要采用信息化的手段来进行科学、高效的管理;另一方面，由于土地管理中存在大量的空间数据，需要采用空间技术来进行管理。传统的关系数据库技术对属性数据的管理已相当成熟，但对空间信息的管理显得力不从心，地理信息系统技术不仅可以管理属性信息和空间信息，而且还可以实现空间信息和属性信息间关系的管理。因此，土地是地理信息系统(GIS)最古老、最广泛的应用领域之一。早期的地理信息系统(GIS)几乎全部是处理和土地有关的信息系统，GIS 的概念正是由于计算机在土地管理中的应用而产生的。

地理信息系统(GIS)和土地的这种渊源使地理信息系统(GIS)在土地方面得到了广泛的应用。据统计，在土地资源管理领域, 地理信息系统的应用有地籍信息管理、土地资源评价、土地利用现状动态监测、城市地价评估等。现已建立了土地管理信息系统、土地资源动态监测技术系统、建设用地管理系统、土地利用现状数据库系统、土地利用总体规划管理信息系统。

目前，地理信息系统在土地资源管理中的应用概括起来主要包括以下三大方面：

一、地籍信息管理

地理信息系统对地籍信息的管理体现在其信息直接反映每一块宗地的特征, 它包括宗地的基本信息( 位置、面积、利用类别、等级等), 权属管理( 所有权、使用权、他项权利等), 附着物信息( 地上、地下建筑及各种设施情况), 文档信息( 调查原始资料、法律、条例等) 和图形信息( 地籍图、土地利用现状图等)。地籍信息管理系统的目标是完成土地调查、登记、统计、评价, 为地籍管理提供依据, 为土地法律咨询提供手段。在城乡地籍管理领域,并建立了地籍管理系统、城镇地籍管理信息系统、时域地籍信息系统、农村地籍管理信息系统、日常地籍管理信息系统。

二、土地利用动态监测

由于土地利用动态管理信息系统是为城市规划土地管理分析决策提供及时、准确的土地利用状况信息，因此需要一套完整和科学的实时更新机制，既确保数据的真实性和现势性，又能建立合理、有效的管理体系。在土地利用调查以及动态监测中, 可以通过地理信息系统与遥感相结合, 获取土地类型和土地利用现状信息, 监测土地利用变化, 通过地理信息系统数据库以及在地理信息系统的支持下的土地评价分析, 利用专家们的知识与学问研究, 建立土地利用决策模型, 辅助土地利用决策。把计算机技术与GIS 技术应用于执法监察工作中，不但减少土地执法人员在调查取证中进行土地现场勘测的工作量，提高工作质量和效率, 而

且可以及时把握土地违法案件的发展与变化的动态信息，为执法监察管理和决策提供高效和科学的信息服务。在土地动态巡查过程中，对于有效防范土地违法行为发生，有力发挥土地执法监察效能起了积极作用。

三、土地利用总体规划

土地利用总体规划是在一定规划范围内，根据当地自然和社会经济条件以及国民经济发展要求，协调土地总供给与总需求，确定或调整土地利用结构和用地布局的宏观战略措施。土地利用总体规划是我国今后实施土地用途管制的主要依据, 其主要任务有具体落实土地利用总量平衡分解指标的数量与分布, 土地生产潜力等级与土地质量等级的划分和图形的编制, 土地开发、整治、复垦规划项目的落实与实施, 土地用途管理, 土地利用动态变化信息反馈等。

土地是宝贵的自然资源，是一切发展的源头, 合理利用土地资源、掌握土地利用的动态信息是新形势下土地管理工作的需要。它是国家和人民赖以生存和发展的物质基础, 对土地资源合理地开发、利用、治理和保护, 会直接影响到一国的经济建设。土地资源及其利用的现状, 各类土地的动态监测, 是制定土地管理工作中长期利用规划和国民经济社会发展战略的重要依据。土地管理的特色是对土地空间特性的管理。土地空间特性，包括土地的地理位置、相邻关系，图层的划分及与土地相关的各种空间属性和人文属性。土地的这种空间特性，为地理信息系统(GIS)的应用提供广阔的天地。GIS 最初的应用领域，就是建立与土地管理、土地规划相关(包括地籍管理、土地数据库等有关系统的管理和规划等)的土地信息系统(LIS)。因此，GIS是进行土地管理，建立土地信息系统的最佳平台。

地理信息系统近年发展迅速，其内涵和外延正在不断变化。最初的地理信息系统都是一些具体的应用系统，充其量只能称之为一门技术。现在已发展成一个独立的、充满活力的新兴学科，这已经为大家所公认。地球信息科学从理论上讲是解决地球信息问题，它的范围包括从卫星航空遥感或全球定位系统(GPS) 接受信息，变换和校正后进入空间数据库：数据库中的地理信息可以方便地检索、查询，在此数据库和相关知识库的基础上能够定义和生成各种领域专用模型，如城市规划模型、灾害评价模型等;运用这些模型对地理数据进行有效分析，并把分析结果或是决策咨询建议以直观、清晰的形式输出。

第二篇：印刷前沿技术与印刷工程专业

090210331唐继文09印刷工程3班

印刷前沿技术与我的专业

我是一名印刷工程系的学生，既然选择了这个专业，就必定要好好学习相关专业知识。这学期我选择了印刷前沿技术与设备这门课程，老师详细介绍了一些印刷机的基本知识以及各大印刷设备制造商的信息，给我们提供了大量的前沿讯息，这对于我们以后的专业学习无疑是有益而无弊。

既然是选择了印刷工程这个专业，就必须对该专业有所了解。印刷工程专业学生主要学习彩色图像与文字处理、制版与印刷工艺的基础理论和基本知识，受到图文处理，制版与印刷工艺设计和实践的基本训练，掌握图文信息处理、制版与印刷工艺及设备、材料的选择和印刷适性测试等方面的基本能力。通过四年的学习，我们理应掌握印刷工艺设计及工艺操作的基本技术;具有印刷设备及材料的选择、测试和使用的基本能力;具有印刷产品质量的检测、控制以及印刷生产组织、管理的初步能力;具有制版与印刷新工艺、新技术和新材料的研究和开发的初步能力。当然，纸上谈兵是不行的，最重要的还是要放眼未来，注重实践，努力提升自身的专业素养。

工欲善其事，必先利其器。我们要学好这门专业，也得先看看市场行情。目前印刷行业仍是一个欣欣向荣的行业，行业的高速发展导致印刷企业对人才的需求全线扩大，印前、印刷、印后加工等各个环节均有相关人才需求，其中包括设计人才，一线的技术操作人员，高级技术人才以及企业管理人才等。而与此相对应的是， 印刷行业

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人才文化素质不高，尤其是一线操作员以及技工的文化素质偏低已是不争的事实。出现这个现象的主要原因是我国开展印刷专业高等教育比较晚，所以高学历的印刷人才就十分少了。作为印刷工程专业的学生，我们不能就这样居安思危，从当前的印刷行业来看，高校培养的专业人才在数量与质量上都无法满足印刷企业的需求。现有高校设立的印刷工程专业，其基础条件仍相对薄弱，难以满足企业对应用型和创新型人才的现实需要。而且，学校往往只重视学生的理论知识，而不注重学生的动手能力，理论与实际操作相脱节。在印刷技术方面，国外还处在前端领域，而我国的印刷设备与技术与设备还相对落后，我们应该摆正心态，学习国外先进技术。

我们这些人中的大部分将来都将与印刷技术与设备打交道，为什么不从现在开始就关注印刷行业的发展，收集前沿印刷讯息呢?在学校，我们有浓厚的学习氛围，良好的学习环境，充裕的学习时间，此外，我们还有能给我们提供帮助的老师。这些有利条件都是我们工作以后所不能获得的，既然有这么好的条件，我们就应该好好珍惜。我们有很多渠道可以获得前沿信息，最简单的方法便是通过网络实现，现在网络十分迅捷 ，在网上收集印刷行业的新进展并不是难事。在不断的充实中，我们便提升了自己的专业素养。

这样看来，印刷前沿技术与我们是息息相关的，我们必须着眼未来，了解前沿信息，才能在以后的竞争中有所作为，在印刷行业有立足之地。

第三篇：电子与信息技术前沿讲座

心得

通过长达一年的学术性讲座，我们接触了本学科各个发展方向的许多优秀的老师，了解各个方向最前沿最新的消息，对于选择未来的学习方向和择业都起到了很大的作用。

就拿皮亦鸣教授讲的《军事电子信息系统》来看，从中我们可以看到信息战是现代高技术战争发展过程中逐步形成的新事物。将更广泛地影响到军队的作战行动和军事学术理论的深刻变革。

正如知识改变命运一样，科学技术的发展改变了现代的军事战争。

科学技术是第一生产力。在军事战争领域，科学技术起着至关重要的作用。科学技术始终是世界军事发展和变革的动力。

上世纪，科技的发展使军事领域发生了新的军事革命，21世纪武器装备进入到信息化时代，走向信息化、网络化、精确化、隐身化、立体化、无人化等。信息战武器、电子战武器、隐身武器、精确制导武器以成为军事大国21世纪占优势的主导武器装备。可见，在现代军事战争中，科学技术已成为主导力量。

高科技的发展使战争经历了冷兵器阶段、火药兵器时代、机械化战争、现代化战争几个阶段。

古往今来，重大科学技术进步都会对军事产生全面的影响，会使某些特定的军事能力得到显著加强。火药的发明，使大刀长矛让败于火枪和火炮，飞机的发明使战场从地面和海洋扩大到了空中，原子核裂变技术使广岛和长崎在热核爆炸中化为了一片灰烬，精确制导技术使美国的巡航导弹像长了眼睛一样在巴格达和贝尔格莱德的高楼大厦中穿梭往来。

科学技术的不断发展，各种武器装备不断发展革新。高科技不但提高了装备的性能，另武器的精确度大幅度提高，而且武器装备不断向体积小、多功能发展。高科技下的军事武器装备打击程度更高，毁灭性程度更大。在作战能力不断加强的同时，有可能引发战争的几率更大，在特定的情况下，也可以说是高科技引发了某些战争。

高技术的发展使战争的可控性增强、战场空间空前广阔、系统对抗加强、作战方式多样化、指挥控制自动化、消耗巨大。现代战争不再是传统的陆、海、空三位一体的战争，而是陆、海、空、天、电一体的多元空间的战争。随着科学技术水平的迅猛发展，这种全方位、多层次、立体化的战争将成为未来战争的主导形式。它要求国家战略、国防经济、国防科技和军品生产、军事思想、战争样式和作战方式、军队建设和管理、战争准备、战略战术、后方保障等各个方面，都要进行深刻的改革。

高科技对现代军事战争的影响是深远的，它大大缩短了战争的时间，提高了作战效率，再者作战空域也空前扩大，甚至把作战空间拓展到太空中。但是，高技术的发展同时也使战争消耗的增大，国家的经济负担加重，后勤保障更加艰巨和复杂。

如果说海湾战争是最后一次工业化时代的战争，科索沃战争是第一次真正意义上的信息化时代的战争，那么伊拉克战争是目前战争史上运用高新科技含量最高的一次。在伊拉克战争中，美英联军大量运用了具有当代高新技术水平的常规武器装备和速度更快、精确程度更高精确制导武器，并采取了相应的作战方式进行了战争。

伊拉克战争的整个战争过程充分的反映出高科技对武器装备的性能，自动化水平，生存能力，作战能力以及武器的可靠性和可维修性的影响;对军事理论的发展影响;对战争的面貌和作战方式的影响;对作战行动时的隐蔽和行动透明度，火力战的地位和战场生存能力，昼夜作战的差别和作战难度，战争立体化的发展和协同作战的要求以及作战时的后勤保障的影响;对作战指挥人员的手段和作战指挥机构的效率、机动、生存以及指挥人员素质的影响。

军事技术的突破性发展正在引发一次新的军事革命。将会出现不同以往的全新的军事武器装备、军事理论、战争形态及部队结构。在当前出现的军事革命中，科学技术始终处于核心地位，它在给各国带来更强的作战能力的同时，它也给世界带来了更大的威胁，核武器的研制成功，对世界和平构成了严重的威胁，所以我们要正确对待科学技术及由它而引发出来的高技术武器装备，不能让它成为破坏人类和平的夙敌，要应用得当。同时面对这一世界潮流，我军也必须有所作为，提高我军的总体知识水平。

总而言之，在21世纪的今天，不善理解和运用现代高新技术的军队，将无法与用现代信息技术武装起来的军队相抗衡。因此，我们要根据自己的国情，走中国特色的精兵强军之路，充分利用军事高科技的发展对现代军事装备、战争的影响，为未来军事斗争做好准备，为新时期防卫作战和保卫祖国领土完整和统一做好准备，进而增强国防实力。

第四篇： 催化剂前沿技术研究综述

摘要：这里系统地介绍了国内外多种催化剂新技术、新材料和新产品发展动态

和发展趋势，针对我国催化剂技术发展现状，对催化剂行业的发展提出

了自己的见解。

关键词：催化剂 技术 材料 新产品 1 前言

催化剂的主要作用是降低化学反应的活化能，加快反应速度，因此被广泛应用于炼油、化工、制药、环保等行业。催化剂的技术进展是推动这些行业发展的最有效的动力之一。一种新型催化材料或新型催化工艺的问世，往往会引发革命性的工业变革，并伴随产生巨大的社会和经济效益。1913年，铁基催化剂的问世实现了氨的合成，从此化肥工业在世界范围迅速发展;20世纪50年代末，Ziegler-Natta催化剂开创了合成材料工业;20世纪50年代初，分子筛凭借其特殊的结构和性能引发了催化领域的一场变革;20世纪70年代，汽车尾气净化催化剂在美国实现工业化，并在世界范围内引起了普遍重视;20世纪80年代，金属茂催化剂使得聚烯烃工业出现新的发展机遇。目前，人类正面临着诸多重大挑战，如：资源的日益减少，需要人们合理开发、综合利用资源，建立和发展资源节约型农业、工业、交通运输以及生活体系;经济发展使环境污染蔓延、自然生态恶化，要求建立和发展物质全循环利用的生态产业，实现生产到应用的清洁化。这些重大问题的解决无不与催化剂和催化技术息息相关。因此，许多国家尤其是发达国家，非常重视新催化剂的研制和催化技术的发展，均将催化剂技术作为新世纪优先发展的重点。

2 国外催化剂技术发展趋势

经过长期的发展，催化剂的应用领域已趋向如下局面：传统的石油化工技术基本趋于成熟，但需要新催化剂以满足原料性质变差、产品升级换代以及日趋苛刻的环保要求;天然气化工和煤化工在经济上还不能与石油化工竞争，所涉及的催化技术有很大的相似性;用于高附加值化学品和药物中间体合成为主的精细化工催化技术相对较为分散，发展迟缓，目前正在得到加强;以环境治理和环境保护为目的催化技术得到了广泛的重视。

据统计，全世界石油加工的产值为940多亿美元，基本有机化工和精细化工分别520和480亿美元左右，虽然在产量上，后二者之和低于前者，但其产值已超过石油加工，而且呈上升趋势。新型催化剂、高效催化反应技术和催化新材料及催化剂制备共性技术的创新是推动这些产业发展的核心。其中，环保用催化工艺及相应的新型催化剂、催化剂制备精细化等的发展是关键，也是今后催化剂技术的主要发展方向。 2.1 新型催化剂的开发与应用发展迅速 2.1.1 炼油与化工催化剂

新型、高效催化剂的研制，是石油和化学工业实现跨越式发展的基础。近年来，国际上有关催化的研究中，近50%的工作围绕开发新型催化剂展开，且对其重视程度日益增加。另一显著特点，是新型催化剂的开发与环境友好密切联系，即要求催化剂及催化技术生产生活必须品的同时，从源头消除污染。从国际权威检索系统收录的研究论文数量来看，有关新型催化剂的报道自l990年至1999年至少增加了15倍，其中固体酸、固体碱、选择性氧化等新型催化剂发展极为迅速。固体酸催化剂是近年来国际上发展起来的一类新型催化剂，因其可在酯化、烷基化、异构化等重要反应中替代传统硫酸催化剂，并从源头杜绝污染，从而成为发展势头最为强劲的一类新型催化剂。

均相碱催化在化学品合成中占有相当比例，如环氧化物开环加成合成表面活性剂、酯交换制备精细化学品等，但因严重的污染问题对环境造成恶劣影响。近年来，以固体碱替代传统氢氧化钠等液碱催化剂已成为必然的发展趋势。

由于对催化剂活性、经济、环保的要求，煤液化催化剂的研究重点已经集中在超细粒分散型铁基催化剂的制备与加入方式上，今后的研究课题仍需在用离子交换法引入催化剂的方式、直接浸渍方法的改进、纳米级氧化铁和改性(硫化)氧化铁的应用、低浓度的可促进铁基催化剂活性提高的金属的加入等方面做工作。

2.1.2 汽车尾气净化催化剂

随着汽车发动机新技术的应用及环保法规的日益严格，汽车尾气转化催化剂将呈以下发展趋势。首先，为提高燃料燃烧效率和减少CO排放，汽车发动机将逐渐采用贫燃技术。据有关报道，该发动机比常规发动机的燃料经济性高出20%～25%。由于氧气过剩，因而将NOX还原脱除就成为一技术难题。目前正在研究的解决方案包括NOX捕集、选择性还原和电热催化剂等，该技术可望于近期在欧洲工业化。其次是设计发动机冷启动时能快速预热的催化剂。在欧洲和北美，汽车排放污染物主要是在催化转化器预热之前的早期排放引起的。在今后数年中，美国、欧洲和日本将生效的更为严格的排放限制主要是针对启动前20～30s尾气的净化。此外，汽车尾气转化催化剂生产商正致力于减少催化剂中的贵金属含量。第三是消除H2S的排放。刚装上催化转化器的汽车在行驶时会产生难闻的气味，这是由于催化转化器中积累的硫以H2S的形式排出，目前合适的解决办法正在研究之中。 2.1.3 光催化剂

2 0世纪 70年代初的石油危机不仅带来了光电化学的迅速发展，而且引起了对光催化剂领域的广泛关注。近 30年来，由于在环境治理、太阳能转换、临床医学等诸多方面的潜在应用，光催化及其相关技术得到了快速发展，尤其在污水处理和太阳能转换方面得到了广泛研究。

目前净化水的技术有很多是借助于化学和光化学方法。光催化作为污水治理的新技术有以下优点：一是作为目前研究最为广泛的高活性光催化剂二氧化钛可以吸收 4%～5%的太阳光，且具有稳定性好、无毒、廉价等优点。二是除来源于空气中的氧以外，不需要添加其他水溶性的氧化剂就可以分解有机污染物，原理上不需要添加其他化学药品。三是同时进行氧化过程和还原过程。四是可以氧化其他高级氧化技术方法无法分解的稳定有机物。五是二氧化钛的杀菌作用是光催化剂的重要优点。

近年来，以日本、欧美为主的国家纷纷投入巨资和大量的人力进行相关的开发研究，每年都有大量的研究成果。据介绍，目前光催化剂开发的热点主要是：非二氧化钛半导体材料的研究;混合/复合半导体材料的开发研究;掺杂二氧化钛催化剂;催化剂的表面修饰;制备方法和处理途径的探索等。 从光催化剂应用的前景来看，目前主要应用领域：一是二氧化钛涂层的自洁净功能。将二氧化钛镀在建筑材料、交通工具、室内装修材料的外表，利用生活中的太阳光、照明灯光即能分解这些表层的污染物，雨水清洗即实现自洁功能。二是超亲水性能用于制备防雾设备。如涂有超亲水光催化性薄膜的玻璃遇到水气时表面形成了均匀的水膜，所以镜像保持清晰。三是空气和水资源的净化。水处理的分类有各种不同领域，如对上下水源的处理，工厂排水、农业排水的处理等。在医学方面用来消灭病菌和病毒也受到极大的关注。此外，光催化反应还在防腐、印刷、光储存等诸多方面有着潜在的应用前景。

光催化要成为实用技术目前尚存在许多难点，如反应速度慢、量子效率低等，特别需要考虑污染物本身的特征以及可能产生有害的副产物。要想从根本上解决如上问题，关键是要改善催化剂本身的性能。因此，开发研究可见光催化剂以及高效率催化剂已成为光催化研究的重要课题。利用多相光催化治理污染的过程不需要能源和化学氧化剂，催化剂无毒、廉价、反应物活性高、无选择性，并且可能完全矿化有机物，破坏微生物。如果找到量子效率足够高的光催化剂，该项技术将有十分广阔的发展前景。 2.1.4 生物催化剂

生物催化剂技术是化学生物技术的一个组成部分，作为化学合成的一种手段或工具的重要性越来越大。消费者对新产品的需求、产业界要求提高收益并降低成本、政府和行政部门对加强管理的压力以及新技术出现和科学发明等推动了生物催化剂的应用。

精细化学品制造商不断采用酶工艺制备手性中间体。美国的酶合成工艺正在向生产光性医药中间体的传统合成工艺挑战。目前使用的工业催化剂有青霉素酰化酶、天冬酶、磷脂酶、氨转移酶、富马酸酶以及固定化大肠杆菌等。用工业生物催化剂生产的产品已有L-苯丙氨酸、L-天冬氨酸、综合氨基酸、L-亮氨酸、丙烯酰胺、L-苹果酸、L-丙氨酸、6-氨基青霉烷酸、氨苄青霉素、头孢氨苄等。

目前生物催化工艺对化学工业已经产生重大影响。在传统方面，微生物和酶工艺已经被用于生物衍生原料。现在开始扩展到石油衍生材料领域，并且手性酶在有机药品合成及柴油微生物脱硫中得到广泛应用，在反应中作歧化剂。生物催化合成技术与传统的有机化学过程相比，具有潜在的优越性，其选择性好，效率高，生产费用低。酶催化可应用于精细化学品生产，范围包括药品和农用化学品。酶不仅对天然物催化有效，并且可用于非天然物的催化反应，其催化选择性较高，可在常温条件下反应，易于处理废料。用酶催化由丙烯腈制丙烯酰胺工艺已达到年产10万t的水平。将传统的化学合成转变为生物催化过程，具有费用大大节减和环境友好的优点，它可提高天然原材料的使用率。

目前，杜邦等公司已注册酶工艺生产1，3-丙二醇的专利。生产过程利用了不同碳水化合物一步发酵技术。该产品已应用于聚对苯二甲酸三甲酯类聚酯的生产。Corgill-Dow聚合物公司在其玉米加工系统中应用大规模发酵工艺，并采用化学加工形成一种“生物炼厂”生产聚乳酸，该工艺可用于生物降解材料，生物兼容纤维及包装工业，取代通用的聚苯乙烯包装。

巴斯夫公司开发新的生物催化工艺主要用于生产高附加价值产品，而不是通用化学品，它们包括氨基酸，如赖氨酸和蛋氨酸，辛烷羟基化生产辛醇，以及维他命，这对通用化学品业务如聚丙烯或聚苯乙烯尚不产生影响。巴斯夫将使用生物催化途径使产品价值提升10欧元/kg。只要原油价格在20美元/桶，生物催化途径就尚不能与传统的化学途径生产通用化学品相竞争。然而，生物催化途径可用于生产某些特种化学品，巴斯夫公司利用生物催化剂可生产用于涂层树脂的交联剂和生物去垢剂用酶。一些生物催化系统可实际用于合成复杂的化学分子，从而可生产高价特种产品。1998年，巴斯夫公司向生物技术策略投资了几亿美元，预计在今后8年内，巴斯夫公司将投产利用生物技术生产维他命E的装置。巴斯夫公司正加大投资开发新的发酵过程用于生产维他命，并于最近计划在韩国Gunsan(冈山)新建3000t/a维他命B2装置。

现已有许多生物催化领域获得突破。在制造生物医药方面，DSM公司开发了生物催化生产抗菌素中间体-7氨基乙酸基苄基头孢菌素酸(7ADCA)。一些化学公司正在开发新的生物催化途径制造工业化学品，杜邦与Tate & Lyle柠檬酸公司的合资企业开发生物途径生产1，3-丙二醇(PDO)：杜邦公司聚三亚甲基对苯二甲酸酯(PTT)塑料的原材料。该合资企业已将发酵微生物工程化，从谷物糖类生产PDO。杜邦现通过化学合成生产PDO的PTT市场，可望2003年由生物法PDO装置取代。全世界现有几百万支队伍在进行生物催化研究，在今后十年内，预计会有许多研发机构会成功开发新的生物催化工艺应用于化学工业。生物催化剂在精细化学品市场中呈现出很高的增长率。

2.2 催化剂制备共性技术及新型催化材料的开发得到高度重视

催化剂制备精细化是改进和提高催化剂性能的重要途径，而催化新材料则是催化剂更新换代和品种多样化的物质基础。新型催化剂和相应的催化工艺的出现，往往以催化新材料和精细化制备工艺为重要前提。国际上自20世纪80年代以来，在此方面的研究十分活跃，政府和许多公司投入大量人力和物力从事研究开发，并在相关领域中长期坚持研究。如联碳公司的磷铝、磷硅铝、金属磷铝分子筛和铑催化体系的磷配体，飞马公司的ZSM分子筛、法国石油研究院的金属有机络合物、杜邦公司的白钨矿结构氧化物、海湾石油公司的层状硅酸盐和硅铝酸盐、英国石油公司的石墨插层化合物、埃克森公司的双、多金属簇团等。

随着纳米技术在催化剂领域的应用，新研制的催化剂的效能大大提高。如：粒径小于0.3nm的镍和铜-锌合金的纳米颗粒的加氢催化剂的效率比常规镍催化剂高10倍。

美国科学家发现一种称为钛硅酸盐ETS-4的物质能够作为良好的分子筛。当温度升高时，ETS-4会逐渐脱水，微孔的尺寸随之减小。利用这种方法，可以在3到4埃的范围内精确地调整微孔尺寸。

在开发新材料的基础上，借助催化剂制造精细化技术，有效地调节催化剂孔结构、孔分布、晶粒尺寸、粒径分布、形貌等，并通过控制活性组分分析与载体间相互作用等方法，提高催化剂性能。由于精准控制分子筛的结构使其呈现多样性，以及工业应用取得了意想不到的辉煌成就，使人们更加注意新型催化材料和精细化制备技术的开发。目前，较为活跃的研究领域主要有杂多酸、固体酸、固体碱、金属氧化物及其复合物、层状化合物、均相催化剂和酶固载化载体、金属超微粒子和纳米材料等。

据美国《燃料》2008年3月报道，加氢处理催化剂在炼油厂用于加工从汽油到渣油的各种油品，其目的可以是脱硫、脱氮、提高含氢量、脱金属(镍、钒、铁、砷、硅)和/或改进其它性质如贮存安定性和颜色。最近的法规要求超低硫柴油含硫量≤15ppm，美国和欧洲的许多炼油厂都新建或改建了一批中馏分油加氢处理装置。所有这些以及渣油和油砂油的增多，都增加了对加氢处理催化剂的需求。在过去10年间，对氢加工催化剂(含加氢裂化催化剂)的需求已经从9.08万吨/年左右增加到2007年的13.62万吨/年左右。在可以预见的未来，氢加工催化剂市场将持续增长。大约有40%～50%的催化剂用于渣油加氢处理。在渣油加氢催化剂中约有40%用于渣油沸腾床(LC-Fining和H-Oil)加氢，60%用于渣油固定床加氢。Chevron/Grace的合资企业 ART公司在渣油固定床加氢处理催化剂市场中占有50%以上的份额。脱金属催化剂可以容纳自身重量50%～80%的金属(如镍和钒)。渣油的含硫规格越来越严使渣油加氢的重要性提高，要么进行直接加氢，要么就焦化然后进行瓦斯油加氢。最近，UOP公司收购了CANMET技术，打算将其用于渣油加氢的第一步，接着进行加氢裂化。Criterion、Albemarle和ART公司最近都供应沸腾床加氢催化剂。世界上有13套渣油沸腾床加氢装置在运转，己经计划的还有一些。

对总加工能力达300万桶/日(1.5亿吨/年)的15座大炼油项目进行了研究。拟建设的加氢处理装置66套、加氢裂化装置23套、焦化装置24套，催化裂化装置只有9套。显然，炼油工业正在投巨资，满足含硫法规、加工重质原油和多生产柴油的需求。

馏分油加氢处理催化剂有许多供应商，但主要供应商是Criterion、Albemarle、Haldor Topsoe、ART、Axens和UOP公司。为满足美国2006年和欧洲2009年生产超低硫柴油的需求，加氢处理催化剂生产能力有了很大增长。 Haldor Topsoe公司在丹麦、美国都有催化剂生产厂商，都在全力生产。重要的创新技术和最新产品是设计有BRIM活性中心的催化剂，这种催化剂能够用于脱除由于空间位阻作用而堵塞Ⅰ型活性中心非常难以处理的硫分子。Haldor Topsoe公司称，自己是超低硫柴油加氢处理催化剂的领先者，正在准备进一步扩大生产能力。今后馏分油加氢处理催化剂需求增长的市场是尚未生产超低硫柴油的炼油厂和将进行催化裂化原料油加氢预处理的炼油厂。

Albemarle公司供应市场需要的各种加氢处理催化剂。美国在车用柴油需求增长的同时，非车用柴油和船用燃料油降低含硫量是今后催化剂市场需求增长的两个亮点。Nebula催化剂设计用于生产超低硫柴油。最近Albemarle公司收购了Akzo公司的催化剂业务，声称因为炼厂要生产高质量的运输燃料，预计催化剂业务会得到进一步发展。

Criterion公司是世界上炼油工业加氢处理催化剂的领跑者。催化剂业务在持续增长，在路易斯安那州新建的催化剂工厂将在2008年末或2009年第一季度投产，在加利福尼亚州的两座催化剂工厂最近已进行扩建。氢加工是受市场拉动的技术。Criterion公司的研发工作集中在生产更好的超低硫柴油加氢处理催化剂、改进加氢裂化催化剂和生产更好的渣油加氢新催化剂。因为不少裂化石脑油要进行重整，所以也做一些石脑油加氢处理催化剂的研发工作。焦化石脑油和合成原油石油脑油中都含有较多的砷和硅。

UOP公司的工作主要在常规催化剂方面，也开发生产生物柴油和绿色柴油所用的催化剂。前者生产脂肪酸甲酯(FAME)，后者是把各种植物油与石油馏分油一道加氢处理生产合成柴油或绿色柴油。

UOP、Criterion、Chevron Lummus(CLG)和Axens公司都是加氢裂化催化剂的主要供应商。其中除Criterion公司外都直接转让加氢裂化技术，Criterion公司是通过其母公司Shell Global Solutions公司转让加氢裂化技术。加氢裂化催化剂的市场规模估计是在5902～8172吨/年(1300～1800万磅/年)之间。随着新装置投产和许多国家对加氢裂化的重视，预计今后5年间催化剂的需求还将增加2270～2724吨/年。

国外柴油加氢处理催化剂近况

阿克苏-诺贝尔公司STARS和NEBULA催化剂技术

荷兰阿克苏-诺贝尔公司和日本Ketjen公司推出两种STAS催化剂：KF 757和KF 848，现已实现工业化应用。KF 848是应用于较高压力下的NiMo催化剂，KF 757是应用于低至中压下的CoMo催化剂。STARS催化剂的HDS和HDN活性及稳定性均比前一代催化剂高出50～60%。KF 757用于馏分油超深度脱硫，产品柴油含硫量可达50μg/g。原料可为直馏柴油或催化柴油，含硫0.8～2.0%，氢分压1.5～6.5MPa。某炼厂将KF 757应用于直馏柴油加氢处理，其HDS活性优于KF 756，催化剂寿命也由1年延长至2年。另一炼厂用于处理含大量裂化原料的柴油，活性也提高15～20℃。处理含或不含裂化成分的轻柴油，KF 757可生产含硫30～50μg/g产品。KF 848推荐用于高苛刻度HDS，可使硫含量降至小于10μg/g。重质、高含氮的原料需高度HDN，也可将KF 848用作下游贵金属催化剂的预处理。KF 848与KF 852相比，具有高HAD(加氢脱芳烃)、HDS和HDN活性。KF 757已在BP公司英国格兰杰默斯炼厂和科雷顿炼厂使用，生产含硫10～20μg/g的柴油。KF 848也在两套装置上应用，生产极低含硫量柴油。

日本触媒化成公司和日本材料及化学研究院开发的催化剂

这种催化剂由铂、钯、镱和其他金属负载在分子筛载体上构成。可在与常规镍基催化剂相似的条件下操作，条件为：约300℃和5MPa。可使柴油含硫减小到10～20μg/g。该催化剂费用比镍基催化剂贵几倍，但使用寿命更长。日本Orient催化剂公司还开发了柴油脱硫的双催化剂系统，可使柴油含硫降达50μg/g以下。一种是以氧化铝为载体的CoMo催化剂，处理有机硫化物，如烷基硫化物、硫醇和烷基多硫化物。另一种是以氧化铝为载体的NiMo催化剂，可分解去除多环化合物如烷基二苯并噻吩中的硫。可在常规反应条件(340～370℃和5～7MPa)下操作。

Axens公司开发的加氢处理新催化剂

Axens公司开发了新的加氢处理催化剂系列：HR400。这些催化剂有高的活性，在生产超低硫柴油(ULSD)时能保持很好的稳定性。 HR406为钴-钼(CoMo)催化剂，尤其适用于缓和工况，如石脑油或煤油脱硫，对于很轻质至轻质的进料，有高的脱硫活性。 HR426为含助剂的CoMo催化剂，用于生产ULSD，适用于直馏瓦斯油(SRGO)或SRGO与某些热解馏分的混合物，可使含硫小于10μg/g。该催化剂还可使烷基二苯并噻吩脱硫。适用于长停留时间的低压或中压装置。可使耗氢量最少。HR448为含助剂的NiMo催化剂，有高的加氢活性和高的脱硫率。可在高压下处理很难加工的进料。进料可以是高含氮和(或)高含裂解料的重质进料。该催化剂系统组合了高脱硫和脱氮活性。HR468可替代HR426 CoMo或HR448 NiMo催化剂。可用于柴油深度或超深度脱硫。高的加氢活性使之可灵活处理难加工的进料，也可用于低压装置对FCC进料进行预处理。

第五篇：科技技术前沿讲座心得体会

浅谈车联网行业的发展

我从事于上海博泰悦臻电子设备有限公司，工作任务是车载娱乐终端的软件功能评测。在2010年我公司为上汽集团推出全时在线inkanet系统，除了传统车机的导航、娱乐功能，还增加了实时路况、一键通导航，并能通过语音指令来拨打电话、查股票、收短信、在线聊天。真正实现了互联网与汽车相结合。

车联网给所有人带来无限的想像空间，车联网技术是指利用先进的传感技术、网络技术、计算技术及控制等技术，对道路和交通进行全面感知，实现多个系统间大范围、大容量数据的交互， 对每一辆汽车进行交通全程控制，对每一条道路进行交通全时空控制，以提供交通效率和交通安全为主的网络与应用。

在2013年的上海车展博览会上，上汽集团推出了inkanet第三代系统，奔驰、宝马、沃尔沃、日产、福特、丰田等也已全面进入智能行车系统，吉利的G-Netlink、比亚迪(BYD)的“i”系统、华晨的E-drive也纷纷加入这一波的车联网大潮。

车联网的热度一直在增加，不但被汽车业界看好，甚至吸引其他行业逐步渗透到车联网行业来。车联网正在颠覆传统的汽车工业。Google在2010年宣布制造无人驾驶汽车，规模化生产已指日可待;苹果在今年宣布了iOS in the car计划，本田、现代起亚、宝马等汽车公司已与其合作。

车联网产品的形态随着技术的发展也呈多样化。车机自带通讯模块会增加硬件成本及通讯成本，通过MirrorLink技术使车主在车上时可以用手机实现联网，既可以降低车机本身的成本和服务成本，又可以实现车联网的一些功能，并能将车主不在线的时间吸引到互联网上来，通过互联网开发出不同的增值服务。另外OBD加手机APP的产品形态也已非常流行，此类产品的价格便宜、免安装，只需手机下载一款手机软件，通过蓝牙或者其他连接技术将车辆信息发送到手机端，实现远程诊断。

车联网技术虽然发展迅猛，但是也存在一定的问题，目前车联网产品还没有行业或国家标准，每家车载系统的“接口”还不尽相同，就更谈不上车联网的商业模式了，目前我们公司正致力于车联网行业标准的推动，相信随着时间的推移车联网产业一定会蓬勃的发展。作为一名车载行业的工作人员，我只有不断的学习，不断的探索新科技知识，不断的增加自己的工作阅历，才能紧跟车联网技术发展的脚步，为车联网行业贡献自己的一份力量。