随着数字化在全球的发展，有许多发达国家都开始把数字化引进工业产品设计中。例如，美国密歇根大学和贝卡罗来那大学、瑞士苏黎世理工大学等诸多著名大学开设研究项目，转变工业设计理念。
2工业产品数字化的前景分析
2.1对传统工业产品设计的影响传统的工业设计的核心是产品设计，就是对人与自然关系中产生的工具需求的响应，其中包括维持生存和发展的物质需求，即产品能够很好地匹配使用者的身心。（1）对传统工业的冲击。传统的手绘效果图是20世纪90年代以前工业设计的基本表现方式，但是随着计算机的普及和软件的开发推广，数字化工业产品设计被广泛的应用，原来的工业模式有了跨越式的转变，但是有些企业不切实际的使用数字化，不但没有达到预期的效果，反而影响经济效益。此外，许多设计专业的学生丧失了基本徒手制作的能力，而沦为电脑的奴隶，设计的作品呆板而又机械，缺乏人文气息。（2）对传统工业的革新。数字化技术对传统工业设计的革新是毋庸置疑的，不仅表现在产品的设计形式上，而是全方位思维模式的创新，无论是设计的意念、工业流程、展示与评估、产品形态，还是设计教育，数字化在工业上的应用革新都是巨大的。
2.2对现代工业产品设计的影响（1）新思维方式的转变。现阶段，在数字化领域中，出现两种设计思维：一是非物质的设计观，二是界面设计思维，两者共同促进虚拟化、网络化、界面化、服务化的产品设计形式，并包含人性化的特征。非物质设计以计算机为辅助工具，从产品设计向服务设计发展。界面设计就是能使产品的设计过程转变成动态的交流过程，使人机界面成为相互交流和作用的窗口。总的来说，我们用数字化的思维和数字化的技术去设计具有数字化技术和思维的产品，已经成为一种既定的设计风景线。（2）基于VR技术下的互动模式方案。VR技术是可以创造虚拟世界，使人在自然环境中有高度逼真的视、听、动等行为的人机界面系统。现在它已经被广泛应用到我们生活的各个地方，对于政府来说，这种技术已经应用到航天领域，它所创造的价值也是巨大的，所以它的发展具有前瞻性和广阔性。（3）工业产品面貌的改变。新时代下，工业产品应该具有以下品格：以人为本，尊重客户需求，以客观化、实用性为设计标准，批量生产。要有追求和精神意义，具备美学功能，设计应该容易被理解，并且注重细节。设计者遵循诚信原则，睿智创新。遵循生态原则，简单耐用无污染。具备这些设计原则的设计者才能够潜移默化地改变人们的生活，改善人们的心灵。
2.3工业产品设计数字化发展的趋势首先，软件设计的刚性需求超越硬件设计；物质的、有形的向非物质的无形的转变；智能的设计和第六感应研究逐渐适应于数字化中，并把资讯融入到人们的生活当中，消除隔阂；设计真正实现民主。我们对数字化的揣摩并不是空穴来风，数字化时代的来临是有可能的。
3结语
1.1“虚拟现实”技术的产生与定义
早在20世纪50年代，电子技术还处于以真空电子管为基础的时候，美国的MortonHeilig就成功地利用电影技术，通过“轮廓体验”让观众经历了一次沿着麦哈顿的想象之旅，虚拟现实技术进入探索阶段。直到20世纪80年代初，美国VRL公司的创始人JaronLanier正式提出了“virtualreality”——“虚拟现实”一词。
虚拟现实技术是指以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉等一体化的虚拟环境，用户可以借助各种特殊的硬件设备（如空间位置跟踪器、数据手套、力反馈设备等）与虚拟环境中的物体进行交互，从而产生身临其境的感受和体验。虚拟现实技术所虚拟的环境可以是真实世界的再现，如真实建筑物的虚拟创建；也可以是纯粹构想的虚拟世界，如三维动画中的建筑及环境。
1.2“虚拟现实”技术的特征
虚拟现实技术的特征主要表现在三个方面：沉浸性（Immersion）、交互性（Interactivity）和想象性(Imagination)。虚拟现实的沉浸性是指使用户感觉到好像完全置身于虚拟世界之中一样，它来源于对虚拟世界的多感知性，这包括视觉感知、听觉感知、触觉感知、嗅觉感知、身体感知等所有人在现实客观世界中具有的感知功能。交互性是指虚拟现实系统强调人与虚拟世界之间进行自然的交互方式，并实时产生在真实世界中一样的感知，由此观察个人对环境的控制和反馈及环境发生的相应变化。而想象性是指虚拟现实技术可根据设计者的想象进行设计与仿真，使人类突破时间与空间，经历或体验世界上早已发生或尚未发生的事件；也可忽略客观存在的困难和局限，完成难以完成的事情。
1.3“虚拟现实”技术在建筑领域中的应用
数字化技术日新月异，使得三维电子模型在建筑表现方面的运用已经不再陌生。随处可见的电脑渲染表现图和多媒体动画早已让人们领略到数字化表现媒介的无穷魅力。如今，超写实的电脑透视效果在很大程度上已经取代了传统水彩、油墨等创作的图画，大多数的设计单位更倾向于将数字化工具用于制作效果表现图呈献给客户。无论是在设计概念分析和空间表达方面，数字化的虚拟表现确实展示了令人信服的结果。虚拟现实技术打破了专业化和非专业化之间的沟通障碍，是数字化的交流媒介，同时也为多学科、多专业信息的兼容带来了交叉合作。
虚拟电子模型所表现的并不仅仅是几何形状构成的视觉因素，还拓展到三维空间以外的光照条件、材料质感、声场音效、能源利用等方面。光影效果和材料质感极大地影响着空间的视觉冲击力，通过对光线阴影运动的模拟，可以观察到一天内光环境的变化；场地音效的模拟可以探索不同方位的声音效果，从而发现和解决设计中出现的声响问题，也可以依此来调节房间内部空间的尺度；通过对建筑物内部及其与其他建筑物之间的温度、湿度和气流变化状况的仿真，考量热传导和自然通风中能源效率的应用，从而指导建筑中开放空间及房间比例的设计。例如，国家体育场——“鸟巢”（图1-2）在设计中对热舒适度和风舒适度进行研究时，就采用了流体力学（CFD）模拟手段进行模拟分析，对自然通风气流组织进行评价，并根据结果提出对现有设计是否调整或调整建议（如调整吊顶分块间隙宽度、通风口的数量位置等）。
作为设计与表现的媒介和工具，数字化虚拟技术不断激发人们的想象力，使复杂的建筑形式及建造成为现实，其结构形式及组织构件都依赖于计算机迅速而精准的运算能力。近些年我国在这方面的实例也有很多，如扎哈·哈迪德的广州歌剧院（图3）、库哈斯的央视办公大楼、安德鲁的国家大剧院（如图4）、“鸟巢”、“水立方”等一系列的建筑设计创作，都与数字化技术息息相关，才使得建筑师的奇思妙想得以真正的实现。建筑师在建筑设计的实践中，数字化的虚拟技术可以帮助建筑师将创作理念转化为物理现实，通过建筑模型表现设计结果，变“不可能”为可能；也可以成为建筑师建立设计概念的起点，在虚拟环境中生成概念，在模型推敲中进行创作与再创作。弗兰克·盖里是数字化建筑创作的典型代表，他设计的西班牙毕尔巴赫古根海姆博物馆（图5）就采用了这种技术，其全部设计建立在150万个电脑模型基础上，被视为是数字时代建筑的里程碑。在F·盖里早期的项目中，数字化手段只是作为高级建模工具层面的应用，计算机只在他天马行空的设计发展完备以后才介入。如今计算机在设计过程模型阶段就提前介入，作为设计思维层面的应用被纳入整个设计过程，在初期就用CATIA软件（在“鸟巢”设计中被采用，在我国建筑行业属首例）扑捉出曲面形态，软件往往带给他意想不到的结果，F·盖里及时对每个过程及其结果进行反馈、控制、筛选与决策，逐步形成最后的建筑作品。
2智能技术
2.1智能建筑的兴起及定义
数字化对建筑的影响除了数字化虚拟空间与实体建筑的结合，还应包括数字化技术支持下建筑智能环境的创造。1984年，美国康涅狄格州的哈特福德市采用计算机技术对一幢旧金融大厦进行改造，对大楼内的空调、电梯、照明等设备进行监控，并提供语音通信、电子邮件和情报资料等方面的信息化服务，建成了“城市广场”——世界公认的第一座智能大厦。此后，智能建筑以一种崭新的面貌和技术迅速在世界各地展开，领先的范例包括日本东芝总部大厦（1984）、日本电报电话双塔楼（1986）、伦敦的Lloyds大厦（1994）、香港银行总部大厦（1995）。据2004年的数据统计，我国大陆地区共有不低于4500幢智能大厦，这包括北京发展大厦、上海金茂大厦、深圳地王大厦、南京金鹰国际商城等。2008年奥运体育场馆更是当今世界智能建筑的杰出代表。
美国智能建筑学会（AIBI）对“智能建筑”的定义是将结构、系统、服务、运营及其相互联系全面综合，并达到最佳组合，所获得的高效率、高功能与高舒适的建筑。与这种抽象的描述相比，建筑的智能化系统更像是建筑的“神经系统”，它将数字化技术所特有的性能带入僵硬的建筑中，对栖居其中的人作出合适的反应，不仅仅局限于传统概念上的消防、保安、空调，以及照明系统，而是扩展到几乎所有的部分，满足人们各个方面不同的需求，提供人们更多的选择。
2.2智能建筑的系统构成
智能建筑的智能环境无不以数字化信息技术为基础，其主要由三个方面的自动化构成，即建筑设备自动化系统BAS(BuildingAutomationSystem)、办公自动化系统OAS(OfficeAutomationSystem)、通讯自动化系统CAS(CommunicationAutomationSystem)，每个系统中还有许多不同的子系统，由系统集成中心（SIC）利用综合布线系统（PDS）进行连接和控制，如表1所示。
2.3智能技术在建筑设计的影响
智能建筑的发展已经并将继续呈现出多样化的特征，从单幢大楼到成片的建筑广场，大到摩天大厦，小到家庭住宅，从集中布局的楼宇到规划分散的居民小区，均属于智能建筑的范畴。建筑的智能环境不再局限于办公类大厦，而是像公寓、酒店、商场、医院、学校等建筑种类扩展。而成片开发的建筑智能广场还拥有系统更大、结构更复杂的集成管理系统（IBMS）,能对智能广场中所有的楼宇进行全面和综合的管理。不仅大型的公共建筑拥有舒适、高效的智能环境，数字化的智能技术在家庭环境中也得到了更为人性化的发展，它可以扩展到住宅内任何带有电子开关的东西，除了包括水电、暖通、安全警戒、声像联络、电话通讯、门窗构件等，还延伸至从动作和温度感应到生物传感器的诸多电子化设备。台湾首座高科技管家、智能型住宅“似水年华”，就可以通过玄关的系统控制面板，依据当时的温度或心情自动控制室内的冷气、灯光、窗帘，还可以呼叫电梯；到洗浴室洗浴时，秀出个人芯片卡，浴室就会自动播放自己喜爱的影音节目，测量体重的精确值则可以在镜面上显示，而非体重计。美国麻生理工曾经研究的“聪明屋”住宅，在暴风雨来临时可以自我保护和修复，建筑墙壁可以自动过滤汽车鸣笛的噪声，而接收鸟鸣和雨声。
进入21世纪，智能建筑技术中的信息网络技术、控制网络技术、智能卡技术、可视化技术、流动办公技术、家庭智能化技术、无线局域网技术、数据卫星通讯技术、双向电视传输技术等，都得到了更加广泛而具体的发展和应用。但与此同时，智能环境中网络化计算机和多媒体设备的普遍应用也为建筑师的设计工作增加了更大的复杂性。建筑师不但要了解计算机通信及多媒体环境的设计含义，更要在建筑设计的方案阶段就考虑到自动化设备机房的布局，弱电竖井的配置，吊顶、架空地板需要的层高等，对整个空间做出计划和部署。无形的数字信息和网络技术将会促进多元、层级的无线智能场所空间的形成，从而引起建筑布局从形式到内容的巨大变化。例如，通过智能技术在家可做的工作越来越多，家庭空间相应需要不断地增多增大，甚或发展成为家庭办公的SOHO形式。
在数字化信息技术的高速发展下，智能建筑比传统建筑在能源效率方面具有无可比拟的优势。然而，智能建筑在关注效率和功能的同时，发展人居环境与生态环境的和谐才是最为核心的目标。数字化的智能技术只是一种途径与方法，可持续发展的战略对智能建筑的设计与内容提出了新的方向，即绿色建筑。数字化技术与材料资源和损耗有着密切的关系，建筑设计应为控制物质浪费和能源消耗提供解决方案，寻找和研究新的材料和结构系统以适应信息环境所应有的功能。因此，新兴的生态学、生物工程学、生物电子学、仿生学、生物气候学和新材料学等科学技术都会逐步渗透到建筑智能化的多学科多技术领域中，实现真正的建筑与人和自然的和谐发展。“新材料、新结构、新技术”的应用在2008奥运体育场馆的设计和建造中得到了充分的体现。
例如，我国国家游泳中心——“水立方”就是响应了“绿色奥运”的理念，其设计综合展示了人文、科技与绿色的结合。国家游泳中心自由的结构形式和ETFE气泡外墙是整个建筑的亮点(图6)。其结构设计的灵感来源与Kelvin的“泡沫理论”，将水泡的结构放大到建筑结构的尺度，这种结构模型普遍的存在于自然界，如细胞组织单元的基本排列形式和水晶矿物结构等，但被用于建筑结构模型还属首次。而ETFE（四氟乙烯）膜材料的应用就更加充分体现了绿色和科技的主题，这种材料的选用不仅大大减低了屋顶和外墙的重量，而且成本合理、热学性能高、透光性强，具有良好的阻燃性和自熄性，其表面附着力及极小，对灰尘、污水的自洁性能远远大于玻璃，在北京的特殊气候下，无疑是最为理想的透明半透明材料。ETFE还在国家体育场-“鸟巢”的屋顶围护结构中作为防雨层，在一个建筑中如此大面积的应用单层ETFE膜结构，在世界上也还是首例。(图7)
3数据库系统和网络技术对建筑设计的支持
3.1数据库管理系统和网络技术的组成
数据库是按照数据结构来组织、存储和管理数据的集合。而数据库管理系统(databasemanagementsystem)则是一种操纵和管理数据库的软件应用程序，用于建立、使用和维护数据库，简称DBMS。它对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。数据库管理系统可分为广泛的两种类型：前台工具和后台工具。前台工具是指用于与现有客户或潜在客户进行直接交流的系统，包括宣传手册、提案简报、网络站点等；后台工具则包括创造和管理前台使用的交流信息的系统工具，主要就是数据库管理、单位内部的局域网络等。
计算机网络把分布在不同地点且具有独立功能的多个计算机，通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络软件运行下，实现网络中资源的共享。计算机网络分为局域网、广域网和将局域网、广域网通过一定协议组成的国际互联网络。
3.2数据库管理系统和网络技术在建筑设计中的应用
数据库系统和网络技术在“虚拟现实技术”以及“智能技术”中都起到至关重要的作用。在虚拟现实系统中，数据库存放着整个虚拟世界中所有物体各个方面的信息和大量物体的模型。通过网络，将位于不同物理位置的多个用户或虚拟世界相联结，形成分布式虚拟现实系统（DVR,DistributeVR），使不同用户同时参与到一个虚拟空间，进行交互，共同体验虚拟经历，以达到协同工作的目的。在智能建筑中，网络业务也已经成为用户最为经常的行为，从早期的通信（E-mail、BBS）到后来的资源共享、网上银行服务、网上电视IP\IT、多媒体信息查询、远程医疗、远程教学、视讯会议、视频点播等。
对于设计单位而言，无论是设计院还是设计公司，都涉及内部人事管理和外部项目管理，以及介于两者之间的资料信息管理，三者协同运作，缺一不可。这些任务都适于使用数据库管理系统完成。数据库中所关联的信息储存和操作可以包括项目历史、设计人员的个人资料、图片资料库以及商业洽谈联系的追踪记录等等。对设计人员来讲，设计资料数据库的建立为他们提供了方便、完备的设计背景，使他们不必再将额外的时间过多地花费在前期准备阶段，从而更快地进入角色。而设计单位的行销也越来越依赖于计算机以确定市场客户，通过网络，公司可在准备介入某项设计竞标的工作时，方便地获取目标客户的相关信息及该项目所涉及的内容进行背景研究。设计单位也可以建立自己的网络站点展示单位的主要设计作品和正在开展的项目，甚至企业形象。而客户可以从任何地方找到涉及公司的信息，同设计者进行实时、在线的联系。如果说数据库管理系统是一个设计单位内部充分利用数字化手段，实现资源共享、优化管理的系统，那么，网络的介入则为这个系统提供了开放的行销机会，使它真正融入到广阔无边的信息社会中。
设计单位局域网的建立为设计团体带来了新型高效的合作方式，实时交流的合作加强了不同专业部门的同时协作。例如，设计人员和结构人员在不同时间、不同地点对图纸提出的修改意见都可以同步地及时反映在对方的电脑屏幕上，而非像传统的流水作业必须一步一步，任何一项逆序反复的改动都会提高预算，降低效率。而广域网和互联网的普及，为更大范围的设计合作和交流提供了更广阔的平台，使得建筑师能够随时关注当前的设计动态，并保持与业主、材料供应商等之间的良好沟通，甚至是与其他建筑师进行远程合作。
另外值得一提的是，数字化技术的发展为设计者和使用者的角色融合提供了可能性。新兴的虚拟网络社区在更好地表达设计者意图的同时，为公众参与设计发展出一种新的方式——自助式设计。专业人员建立的案例样板库可以让客户根据自己的需要在方案构思阶段就参与决策，提出自己的想法和意见。这种参与于设计人员来说，有助于他们对建筑生命周期的深入参与和渗透把握，而于设计本身，它争取了最大范围的主动参与，将人文关怀、社会民主与公共立意赋予了更多现实意义。
4对数字化时代的建筑设计的反思
数字化时代的新技术为建筑设计带来了诸多新的可能，为建筑师在形式创新方面提供了更自由的选择，使“复杂”不再成为令人望洋兴叹的畏途。在数字化技术影响下，建筑材料形态与特性的变化使得建筑形式“无所不能”，但在某种程度上，这种“无所不能”使设计陷入一种“数字化工具主义”的误区，过分关注形式本身，为追求表面化的新形式而创造新形式，造成所谓的“数位皮层”与建筑脱节。如许多曲面古怪、造型夸张而设计简陋的建筑以“数字化建筑”自居，注重单纯、孤立、静态的细部和材料的物质属性，缺乏与技术体系、建构工艺、社会文化相互关联的综合性系统思考。
另外，数字化信息时代的无限复制导致建筑本体价值的贬值，建筑意义的缺失以及地域文化艺术的缺失，独一无二的“形象”向无数“类象”分解转化，甚至看到一幢建筑就可以知道它在设计过程中所采用的软件。新的数字软件通过简便易行的复制手段和可调参数的灵活性，将复杂部件的大量使用大大简化的同时，也不可避免地在采用此类手段的设计对象身上打下了自己的烙印——所谓的“低强度美感”和“高资讯内涵”。我们应该认识到，新技术所带来的可能性并不是带来对“形式拓展”的趋之若鹜，而是为建筑结构和塑形提供更多元的支持。在任何时候，人类栖居的建筑环境与空间形式，在更大程度上依赖于实际生活和社会行为的需要，建筑的意义应该回归建筑的真实体验，从文脉、场所、社会、生活等人类根本需求中寻找“形式”的基点。
建筑本身是一种信息媒介，它包括的不仅仅是结构、构造、节点细部等技术因素，它还承载一个社会时代的生活、审美方式等诸多信息，起着文化载体的作用。建筑形式应当表达形式构成的自然规则与自然属性，表达的是人类对构成自然的要素和自然的规律的认识。建筑形式自身的构成是一个科学与技术的问题，比如材料科学、结构科学都是研究建筑形式的科学构成问题。但“建筑构成形式的表达”却不单是一个科学技术的问题，“材料的特性”与人类某种情感契合，以及建筑构成体系的理性所揭示的自然规律是建筑建构性的本质。而建构性的表达正是建筑艺术的本质。
参考文献：
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关键词:变革；数字化；计算机；网络；教育；艺术；教学
当下，数字、信息、网络正在无时无刻、无所不在地渗透到人们的学习、工作和生活中，改变着人们的生产方式和生活方式，改变着人们的思维方式和学习方式。信息技术的飞速发展，同样对高等教育产生了史无前例的巨大冲击，从教育环境、教育模式到教育理念、教育目标，都在这场冲击中发生着变革。
国内大学相继投入到了这既是严峻挑战，同时也是千载难逢的机遇中。然而，尽管有些学校已经采用了一些先进的设备和工具，但是还在沿用数十年来的传统教学方法和管理模式。电化教学设施设备变成了利用率很低的简单摆设，真正起决定性变化的管理和教学的方法和模式却没有随着社会发展的大趋势进行相应变革。面对知识全球化和民族素质提高的教育要求，以及一系列的教育市场化竞争的挑战，如何根据本校的实际情况，顺应变革的潮流，是各个院校的当务之急。
1、教育环境的变革
信息时代是一个快捷的时代，效率之高、信息量之大，都是前所未有的。教学环境的变革是信息有效共享与集成，它建立在计算机技术、网络技术、多媒体技术等现代信息技术基础之上，其核心是指用全数字化的信息获取、存储、传输及处理技术，来控制和操纵整个专业系统的教学和管理事务，对教育教学过程必将产生巨大的影响。
数字化技术有利于艺术设计高校教育的信息交流、教学互动、资源共享，计算机实现了设计数据的储存及再利用,各种设计素材、设计草图、效果图、制图、图形艺术、模型等资料都可以用数据来储存，并且可以随时方便地进行检索。专业考试与成绩管理系统中可以做到课程设置，试题编辑，自动出卷，试题库整理，成绩录入与查询等多项功能。数字化工作室可以使学生自主培养自己的协同工作能力，以及探索知识，获得知识的能力。
此外,多媒体课件的开发、网络技术和远程教育给学生以更多的信息知识，通过局域网或Internet网，可实现院、校之间的网上教学，一些知名的专家教授可以足不出校而面向全国艺术设计教育机构。网络也拓展了艺术设计存在的空间,使艺术设计走向了更广泛的数字化，让受教育者轻易地接触大量艺术设计资讯，有利于学生形成开阔的、前瞻性的视野。
2、教学方式的变革
目前在我国的教育领域已经广泛采用现代数字技术辅助教学，提高教学效益，并由此引发的教育观念、教育手段、教学模式和教育结构的改革已成为共识。
这样一来，教学组织形式更加灵活，课堂教学不再局限在有形的教室中，教学活动的时间和空间得到了无形的扩展，使随时随地学习成为可能。学生可以按照自身的条件，选择最适合于自己的发展途径，使因材施教进入一个新的阶段，课堂教学可以达到更加多元化及协作化的学习模式，进一步体现了教师的主导作用和学生的主体地位。在丰富的教育资源面前，教师不再是唯一的信息源，学生的个性得以觉醒，创新精神得以彰显。所有这一切，都将最终导致教育理念的转变甚至教育理论的创新。
在数字化教育平台上，可以提供多方位的教学服务。在教学实践中，教师可以把教学、试验、科研有效结合起来。如网络教学平台中可将教师的课堂教学、反馈练习，课后辅导，乃至个别化学习，在线学习、电子邮件、远程教学等各个部分包容进来，形成大容量，开放式，交互式的符合学生认知规律的新的教学形式。更有价值的是,因为每个教学内容的数据都储存在服务器上,数据在任何时候都可以被调用,教学信息更容易分享，教学环节更容易整合。
3、教学管理的丰富
通过数字化技术，我们可以还原本真课堂，通过数字监控进行公开课的课堂教学观摩，给予课堂上的教师、学生尽可能少的影响。
我们可以实现教师自我教学水平的提升。很多鲜活的事例告诉我们，教师的个人发展，不仅是听专家报告、参加教研活动，更在于自身的针对性的实践和思考。数字化设备可以为每一位愿意提高自己的教师自动记录着真实的课堂，无需外人帮助，需要的只是上课后在网络上静心点击和自我对课堂的感悟。
通过数字化技术，我们欣喜地积累着优秀的教学资源。很多好的教学课案如果不及时地记录下来，会随着时间的流逝而被丢失。借助数字化设备，一些优秀的课堂实录、设计过程等将被忠实地记录下来，不仅使宝贵的教学资源数字化后便于知识管理，为学校积累具有本校特色的优秀教学资源，也为每一位成长中的教师保留着一份宝贵的财富，一段成长的足迹。
通过数字化技术，我们还可以突破时空限制，将教学实况直接变为网络上可以实时播放的视频流和音频流。这种技术手段的改进，为远程专家实时点评、课后专家远程诊断、教师互评、学生学习、自我反思、网络教研、行政考核等提供了真实感性的第一手资料。
通过数字化技术，我们可以实现更多的人性化教学管理，提供更贴心的教学服务，建立起更好的保障教学质量不断提升的长效机制，深化改革，持续创新，使学校向一流高校的美好前景稳步迈进。
4、设计专业的新增
随着时代的发展，传统艺术在与计算机技术、工业、建筑、管理等学科的不断交叉中，衍生出许多新专业，如广告设计、工业设计、环境艺术设计等。目前，在数字时代的大背景下，动漫制作、游戏策划、游戏设计等数字化专业亦成为了热门。
不过，就其归属而言，数字化艺术设计还是艺术学的分支。它虽然以计算机为依托，不可避免地要涉及到技术问题，但始终以艺术作为自己的出发点，在题材、技巧、观念等方面深受传统艺术的影响。当数字化艺术设计的作品数量还不是很多，影响还不是很大时，数字化设计只是艺术设计学科的课程之一，随着数字化艺术设计的日益普及，创意经济、文化产业、数字影像、体验时代，成为当下使用最为频繁的关键词。DV、Flash、电子杂志、动画、网络游戏日益成为新生代生活中不可缺少的一部分。在这样的背景下，数字设计艺术作为新的艺术门类，正在以新产业主体的形象迅速涌入我们的视野，数字化艺术设计已成为艺术设计领域的专业之一。
5、辅助设计的帮助
传统的平面设计制作多手工制作或者手绘，而如今多为电脑制作，新一代设计师更加重视技术的使用。互联网时代是信息爆炸的时代，我们能够很轻松得下载材质，更换设计材料来对比平面设计中的不同效果，呆滞快速的程序化的过程抹杀设计师的创作激情，大量设计作品只能成为信息污染的一部分产生和结束，缺乏设计师的个性和生命。当然，数字化的平面设计方式也创造了诸多适合科技特点的设计，这些设计在制作过程中主动选择数码的表现形式，如2000年的汉诺威世博会的标志设计就是其中比较优秀的代表，采用不同国家的语言产生的声波作为标志图形，开创可变标志组合的先河，也表现了数字化合理运用的神奇效果。制作过程的变化导致了数字化对平面设计定义的影响：进入数字化以后，设计师的门槛变低了，只要人们掌握一两个强大的设计软件，就能够开始设计工作。甚至出现了认为平面设计就是图像处理的观念。这一观念的出现，对设计来说，破坏力极强。设计师强调软件的学习，而无内涵和创意的研究，只能变得浅薄并止步不前。
数字化对传统平面设计的展示方式的影响
很明显，数字化给传统平面设计的展示开辟了一片新天地。平面设计有了更多可能出现在大街小巷，电子屏，广告栏，海报，导视牌等等，无处不在。也使平面设计面临新的设计要求，新的设计项目和传达形式：网页设计、交叉页面设计等都要求设计师不能只停留在平面设计中，他必须同时处理声、光、动画影像的设计。很明显，数字化的到来使得平面设计对平面设计师的要求反而提高了。然而要求与事实没有达到一个均衡发展。知识的贫富差距在平面设计师中表现十分明显。
数字化对传统平面设计“观察”与“想象”阶段的影响
设计是一个必须跟上时展的行业。信息大爆炸的来临，让所有人都被众多信息淹没，“信息强迫症”同样困扰设计师，观察时生怕错过可能有价值的信息，大量收集信息，导致没有时间整理和消化，甚至创新。最后导致在接到设计项目时，只能在形式上改进，无法在内容上超越。从社会心理学的角度上来说，平面设计是一个说服的过程，最终目的是引发个体某种行为的改变，加强视觉冲击和贴近经验法则，是令人们不假思索就接受的外部线索。因此许多设计师常常借助具有美感的视觉元素与产品的简单拼凑来做设计，也就是追求视觉效果。这当然会起到一定作用，但是我们应当注意，只有通过理性说服，才能让人产生更持久的行为改变，从而更好得达到传达信息的目的。仅靠视觉冲击力成就的设计，是没有生命力的。
数字化对平面设计提出了新的要求
关键词：数字化技术科学与艺术艺术设计教学
艺术设计是艺术、科学和技术的交融结合，从本质上看，即是艺术与科学技术统合的产物，它以科学技术为基础，用艺术设计的方式创造实用与审美结合的产品，为人类的生活服务，满足人物质和精神方面的多种需求。当下设计不再仅仅是一门技术，或是一门技术和艺术的简单相加，而是一种文化。它不仅关系到产品的设计，而且肩负着对新的生活方式的设计。所以，设计人才综合素质的培养就成了设计教育的主体内容，设计教育的培养目标是培养有创造力的现代设计人才，而教育、教学的方法和目标则是关键。
一、艺术设计教学必须与时俱进
随着人类社会进入到信息时代，计算机与网络的应用日益普及，计算机作为设计工具在现代艺术设计领域里已是必不可少。计算机的普及与互联网的应用，全球经济一体化的到来和数字化生存方式的出现必将给我们的设计理念、设计方式带来巨大的革命，传统的设计教育理念、设计教学方式也亟待改革和重新整合。我们说21世纪是“创意经济时代”，亦是“设计时代”，经济建设急需具有现代设计观念、具备相当专业设计水平的设计艺术人才。因此现代设计教育应该紧跟时代的变化，要不断创新和不断发展，认真地研究如何与现代技术结合。
信息社会，高新技术在层出不穷地涌现，譬如电子艺术、新媒体艺术的发展，正在冲击着传统艺术的载体；材料科学的进步，纳米技术的广泛应用，正在促使产品的加速更新换代；建筑科技的发展，也正在使智能建筑、生态建筑走进人们的生活，这些都令我们应接不暇。信息时代需要新型的设计艺术人才,这对设计教育提出了一项新课题，即必须立足设计教育发展趋势，推进艺术设计教学改革研究，更新观念,树立新型的现代设计教育思想，把艺术与科学紧密地结合起来，把高新技术直接应用到教学实践中去。
这就要求在现代设计教育中，教师的教学观念必须有强烈的时代概念，高校的教师更要不断地学习，以使自己的思维跟上快速发展的时代。国家教育部在高等教育面向21世纪教学内容和课程改革规划中提出：改革的根本目的是改革更新培养模式，调整课程结构，用现代文化、科技发展新成果充实和更新教育内容，逐步实现教学内容、课程体系、教育方法和手段的现代化。
二、数字化技术给艺术设计教学拓展了一个广阔的发展空间
目前在我国教育领域已经广泛采用现代教育技术辅助教学，提高教学效益，并由此引发的教育观念、教育手段、教学模式和教育结构的改革已成为共识。高效率是生存的前提。因此，在讲究时间和效率的现代社会里，教育应该毫无疑问地更加重视教学质量和教学效益。以艺术设计教育为例，将数字化多媒体引入课堂，能明显地使课堂变得更生动直观，可提高课堂的教学效果。通过计算机将艺术学科的主要课程连接起来，可以优化课程结构，节约课时，减少繁琐的表现技法的练习，而把更多的精力放在构思和创意上。计算机的智能化也有利于培养学生的创新精神和实践能力，能让教师和学生及时看到艺术创造预想的效果。设计教学中欣赏、启发和参与极为重要，它们使我们能真正认识到设计的真实内容。在教学中采用多媒体数字化技术使教学思想、教学内容、教学方式、课程体系及课堂结构发生巨大变化，也使艺术设计教学具有了传统教学方法无法比拟的优势，主要体现在：
1.数字化技术能够有效地启发和引导学生进行创造性思维
在艺术设计教学中，多媒体数字化技术进入课堂发挥了现代教学技术手段的优势。在教学中通过数字化教学手段把学生难以直接感知和领会的事物现象在短时间内直接呈现出来,这样不仅丰富了教学内容,扩大了学生的视野,还能启发和引导他们进行创造性思维,抓住自己的感觉,融入自己的理解,表现出自己创意设计的精神。判断、捕捉并保住自己在汲取他人设计养分中出现的既能符合设计美学原理，又能发自内心的点滴新意,并不断积累、融通和表现，是设计创作乃至形成自己设计风格的重要因素。利用多媒体数字化技术教学，也有利于照应设计专业学生个性差异。教师可以根据不同程度学生的实际情况，对教学内容的难度加以控调,使每个学生都能在自己原有的基础上得到提高，解决了学生个体对事物领会过程中构成的理解差异,使整个课程进度保持统一。在教学实践中，教师可以通过各种具有创造性的教学方法，激励学生从发散性思维中选出最佳方案，并使学生在亲身体验中学习如何分析、解决问题，把教学、试验、科研有效结合起来。
2.数字化技术有利于信息交流、教学互动、资源共享
随着CAD/CAM/CAE以及计算机信息和网络技术的发展，欧美各航空制造大国均已全面采用三维数字化设计和制造技术，全面采用三维数字化产品定义和仿真技术，从根本上改变了传统的飞机设计与制造方式，大幅度地提高了飞机设计制造技术水平。波音公司在波音777飞机的研制过程中，由于全面采用了该项新技术，使研制周期缩短50%，出错返工率减少75%，成本降低25%，其研制过程是数字化设计制造技术在飞机研制中应用的重大突破。近几年在美国波音787、F-35、欧洲A400M及A350的研制中，数字化设计及装配技术有了更为深入的应用[1]。近几年，国家加强了对航空业的扶持力度，我国的航空制造业迎来了高速发展时期。当前一些新型号的研制已全面采用了基于MBD的全三维产品设计，飞机产品设计已全面实现三维无纸化设计，取得了产品从二维模拟量到全三维数字量的革命性突破，也为进一步实施数字化制造打好了坚实的基础。目前零件制造部门使用MBD数据已较为顺利，大大减少了因工人对图纸理解偏差导致的质量问题；然而装配工艺设计部门依然按照传统方式进行装配工艺的规划和设计，导致三维数字化的产品数据在装配工艺设计阶段出现断层，使得三维数字化的产品设计数据无法准确顺利地往下一级流动，需要大量的人员手工参与，数据的准确性、连续性被破坏，装配指令（即AO）的编制完全采用文字或者插入少量图片的方式进行表达，工人现场使用时还需参照大量设计技术文件以及各类工艺性文件，可读性和操作性极差，一线操作者意见很大，普遍存在师傅干什么徒弟干什么的情况，无法起到指导现场操作的作用。因此装配工艺设计部门需要适应全三维数字化设计的新形势，采用基于MBD的三维数字化装配工艺设计系统进行装配工艺的设计和规划，利用设计部门在VPM协同设计系统中设计并发放的产品三维数模，通过数据接口将产品数据导入装配工艺设计系统中，并将产品三维数模的路径关联到每个零件上，在三维可视环境下进行产品的装配工艺规划及工艺设计，直观地反映装配状态，最后生成现场使用的三维可视化装配指令指导现场生产。
2基于MBD的三维数字化装配工艺的设计过程
基于MBD的三维数字化装配工艺设计不仅仅是指编制三维装配指令，而是贯穿飞机设计的整个过程，在整个过程中不同阶段有不同的侧重点。这个过程主要包含以下三个阶段：第一阶段：工艺系统接收产品初步设计数据，分析产品结构特点，与设计人员协商初步确定工艺分离面并制定初步的装配方案，然后在三维仿真软件内进行装配方案可行性的初步分析，制定总体装配方案，分析可能的装配难点和重点。第二阶段：工艺系统接收产品较高成熟度的MBD设计数据，在三维仿真软件内对重点部位（必要时对全部）结构件、管路、自动化装配设备等进行装配过程和人机功效的详细仿真分析，发现并解决产品、工装以及工艺方面的问题并给出解决方案，如图1～图3所示；这个阶段的工艺工作主要包括：装配顺序的创建和优化；装配路径设计和优化；装配工艺过程仿真模拟、人机功效模拟、自动化定位及制孔设备等的工作仿真。利用三维数字化仿真软件对产品的组件或部件进行装配过程规划，确定组件或部件内零组件的装配顺序；按照工厂现有装配条件和装配单元工作内容，进行装配路径的仿真和优化；最后在数字化装配仿真系统中进行零组件或自动化设备的装配过程及人机功效的仿真模拟，分析装配工艺过程的可操作性和合理性，发现并解决数字化产品模型装配过程中所遇到的产品、工装以及工艺设计中的各类问题，同时也可以进行工具等的选型工作[2]。第三阶段：接收设计部门的最终三维MBD设计数据，创建顶层MBOM以及PBOM等工艺数据，在数字化工艺设计系统中进行装配工艺的详细规划和细节设计以及资源库的创建，在三维可视化的环境下进行零组件以及标准件的划分，在全三维的环境下对装配指令进行工步级的细节编辑，最终生成现场使用的三维可视化工艺指令。
3三维数字化装配工艺设计系统的架构和工作模式
3.1三维数字化装配工艺设计系统的架构
本文所述的装配工艺设计系统是基于达索公司的DELMIA软件平台进行开发的三维数字化装配工艺设计系统，DELMIA软件平台分DPE和DPM两个工作环境，DPE侧重数据管理和工艺规划，DPM则提供一个三维可视化的环境便于产品数据的划分和装配仿真等工作。由于DELMIA只是提供了一个平台且目前MBD设计标准不统一，故需要在原有基础上进行客户化定制和开发，本系开发了多种辅助工艺设计工具以便工艺设计人员只需极少的文字输入即可完成工艺设计，所有关键数据均直接继承自产品MBD数模，保证了工艺信息的完整和准确；此系统中最为复杂难度最大是MBD数模中标准件的处理和划分，由于大型飞机标准件数量都在数十万甚至上百万件以上，采用实体建模将会产生天量的数据，因此目前飞机标准件设计大都采用点线等元素进行简化表达，无法使用DELMIA中标准功能进行标准件的工艺规划，因此系统开发了一套专门处理标准件模型的工具，本系统也是国内目前唯一实现了对以点线表达的标准件识别和划分的系统，如图9所示。本系统依托VPM协同设计平台提供MBD产品数据，在DELMIA中完成PBOM的创建、顶层MBOM的划分、三维装配指令的设计并向协同平台提供底层MBOM以及三维装配指令等数据，由系统平台进行管理和发放。三维数字化装配工艺设计系统的流程及架构如图4所示，整个三维数字化装配工艺设计系统始终保持设计数据的一致性，保证数据的准确性及完整性，同时本系统可给生产管控系统（MES）以及ERP系统设置数据接口[3]。
3.2三维数字化装配工艺设计系统的工作流程
三维数字化装配工艺设计系统主要由需要工艺管理部门和各车间工艺设计部门使用和管理，工艺管理部门和各车间工艺设计部门必须紧密协同才能顺利开展三维数字化装配工艺设计，同时工艺管理部门需要给予车间一级足够的权限，毕竟车间一级工艺人员对产品设计特点有更深入的了解。工艺管理部门主要负责三维装配设计系统数据的顶层设计，其利用DELMIA中的DPE环境下的数据接口进行EBOM导入，通过对EBOM的重组增加工艺组件和路线定义等形成PBOM；在PBOM的基础上构建顶层MBOM；根据各厂际分工要求进行大部件级的顶层工艺组件的划分，如图5所示。各车间工艺技术主管接收工艺管理部门下发的数据，进行各车间内部工艺面的进一步划分并将之分派给具体每个工艺员；工艺员接收工艺主管分发的具体某个装配单元的数据，进行本装配单元装配工艺的层次划分以及具体工步的分解，在DPM三维可视化的环境中中进行零组件及标准件的划分，然后在DPE环境下进一步进行装配可视化修饰等细节编辑，但对于装配工艺所需飞机装配技术条件、材料、工艺规范文件等全部采用专门开发的工艺设计工具进行创建以保证编制数据的准确和完整。最后直接在DPE中输出结构化和标准化的三维装配指令并提交审批，经过审批的装配指令发送到协同平台进行统一进行发放及管理，以上过程见下图6～图14所示。三维装配指令审批发送到系统平台后由工艺管理部门统一管理，不属于装配工艺设计的范畴，本文不再赘述。
4基于MBD的三维数字化装配工艺设计的优势及要求
4.1基于MBD的三维数字化装配工艺设计的优势
1）采用基于MBD的三维数字化装配工艺设计，彻底解决了制约装配工艺设计过程中涉及的数据准确性、完整性的问题，整个装配工艺的设计完全基于设计的MBD数模，保证了与设计数据的一致性；2）工艺人员在三维可视化的环境下进行装配工艺的规划、仿真和设计，使得装配工艺设计更加直观更有操作性，通过装配路径仿真、人机功效仿真以及自动化设备工作仿真等可提前发现存在的设计、工装及工艺规划包含的问题并提前予以解决，大幅减少现场实际生产时的各类问题，提高生产效率并大幅降低生产成本；三维可视化装配指令设计系统使工艺人员完全从枯燥的文字编辑以及事后数据校对中解放出来，工艺人员只需关注装配工艺的可行性和合理性，无需花大量精力进行数据准确性和完整性的检查；3）在三维数字化装配工艺设计系统中输出的三维装配指令彻底颠覆了传统文字化的装配指令，工人只需在系统输出的三维可视化装配指令中进行简单操作即可，无需查找大量的图纸、设计技术文件以及其他工艺性文件，做到了可见即所得、所得即所需的效果，同时工人还可在装配指令的三维视图中对轻量化的设计数模进行各类尺寸的直观测量，便于工人现场操作的进一步了解；4）三维数字化装配工艺设计系统可输出装配部门准确完整的底层MBOM，有利于ERP以及MES系统的实施和管理；5）三维数字化装配工艺设计系统可以与装配知识库系统紧密集成，使得公司积累的知识在装配工艺设计时顺利地的共享和调用；6）工艺管理部门可利用DELMIA软件平台中DPE模块对整个装配数据进行有效的管理，保证下游数据的完整性和准确性，利于工艺设计部门编制完整准确的装配指令。
4.2基于MBD的三维数字化装配工艺设计的要求
1）基于MBD的三维数字化装配工艺设计要求有准确、完整及规范的且严格执行的MBD数模，产品设计数据是所有下游数据的源头，设计数据是否准确、完整及规范是决定三维装配工艺设计系统是否顺畅和准确最关键的要素。因此产品设计部门必须要有科学合理的与制造部门协商过的MBD设计标准和规范且必须严格执行，否则必定会导致整个下游其他系统的数据的混乱和实施困难[4]。2）工程制造部门也须有严格的与设计部门MBD设计标准和规范相协调的各类工艺规范且必须严格执行，用以支撑三维数字化装配工艺设计。本文所述的装配工艺设计系统在开发过程中发现产品设计标准很大程度上体现的是传统二维设计模式的思想，不能很好的适应当前基于MBD的三维数字化设计要求，而且设计人员没有严格执行现有标准化要求，特别是以点线表达的标准件模型存在大量的格式错误等不规范设计，导致系统开发比较缓慢，仅为了解决标准件数模处理和划分就占了近三分之一的时间。因此产品设计应开发专用的标准化设计工具和数据库用以支撑基于MBD的产品设计，同时需要借助专业化的软件工具对MBD产品数据进行标准化等项目的批量检查，最大限度地减少因人为因素导致的产品数据错误。3）工艺设计人员必须具备相当的工程经验，熟练理解并掌握三维数字化装配工艺设计系统所涉及的理念和软件使用要求，三维数字化装配工艺设计系统对工程技术人员来说只是工具，它本身无法识别工艺设计和规划的合理性和可行性，这些都必须由工艺设计人员依靠经验和知识确定。
5结束语
（1）促进了艺术创作的大众化
艺术创造需要投入大量的时间和精力，繁缛的传统艺术设计所耗费的时间之长、训练过程之艰苦都是生活节奏越来越快的现代人所难以接受的，以高技术代替大量传统技法训练的数字化艺术设计只需要很短时间的培训就可以进行简单的艺术设计，大大缩短了艺术创作的过程，这对追求简易快捷的现代人来说具有极大的吸引力。同时，在数字化环境中，各种绘图软件为创作多样化的设计效果提供了方便，人们可以从各种预存的“素材库”中寻找自己需要的形象，进行色彩调配、重新组合表现新的感觉；而应用软件中画笔、数位板等数字绘画技法的设计为人们随心所欲的展现自己的艺术创作提供了可能性，这种便捷的表现形式不仅更贴近大众，为人们独立实现自己的想法、展现自己的艺术构思和艺术设计提供了平台。美国学者在谈到数字化艺术设计作品时说到：对于专业人员来说，数字化技术不仅能证明计算机分析现存技术或规则的潜力，帮助艺术家理解艺术创作的过程，而且还能证明普通人的创造能力，使人们从中获得创作的乐趣。
（2）为设计师表达设计意图提供了新的平台
随着计算机技术的发展，计算机已成为数码图形制作的重要手段，具有强大的生命力。越来越适合处理高质量图象的计算机辅助设计软件已成为艺术设计表现的主流。设计人员可以运用数字化绘图和数字化三维动态手段等辅助电脑设计的诸多软件将复杂的四维空间形象绘制在二维空间，反映空间状态、构造和装饰材料的质感，尤其是在艺术设计的后期制作中数字化绘图软件更是体现出明显的优势：数字化图形技术的发展不仅丰富了设计的表现手法，提升了设计的艺术效果、优化设计方案，而且还能较好地反映空间的视觉效果、写实地模拟真实的空间环境、装饰材料的光影等，从休闲到工作、从娱乐到学习、从欣赏到创造改变着人们的创造性思维和审美习惯，为人们的预期判断提供了更加可信的依据；而数字化图形技术还可以对效果图进行造型、色彩、灯光等进行反复修改，有助于多角度展示设计的构思和表达。
（3）改变了视觉设计
以传统艺术设计为基础发展起来的数字化技术设计摆脱了传统艺术环境单一化、表态化的视觉传达形式，实现了视觉传达的综合化、动态化和瞬间化，加强了艺术设计在人们生活中的地位，影响着人们的感官和思想。如2008年北京奥运会印章的设计不仅让全世界从中感受到中国文化的艺术魅力，而且还给观众留下了深刻的印象。数字化技术对视觉艺术的影响不仅造成了人们对艺术品个性化创意的忽视，也非常容易将艺术设计带入发展的死胡同，这显然与技术发展的初衷是相违背的。
针对新疆部队饮用水的水源特点及保障水质的要求，构建监测、预警、分析、应急于一体的水源水质监测预警管理信息系统。水质管理系统由一个中心监测站和若干个固定监测子站组成（如图1所示），水质检测结果的数据由各个监测子站将水质检测结果录入系统，基于106项水质国标在线监测与实时技术，全面提升饮用水水源水质预警水平及应急管理，做到集中管控、实时预警、提前治理。系统采用网络地理信息系统（WebGIS）平台的开发模式，以GIS为载体建立水源点信息及地理位置数据库，然后与水质状态和中心预警模型连接起来，将实时分析结果展示在GIS中。本文中的水质预警系统基于ArcGISServer、Flash等软件开发平成，是集数据库、评价、预测、预警、图形等功能于一体的地理信息系统。
2数字化管理系统的功能模块及整体设计与开发
水质预警管理系统采用B/S与C/S结合的系统架构进行系统设计，以Oracle数据库作为服务端，利用PowerBuilder9.0开发客户端程序，包括监测、分析、预警、综合管理等功能模块。
2.1功能模块
2.1.1短信应用平台数据模块（可扩展）
系统采用当前主流的短信应用平台技术，使系统交互性更强，脱离传统的系统运行模式，摆脱没有计算机或网络无法使用系统的情况。该模块允许用户通过短信方式与数据中心交互提交指标数据，使中心监控站的管理人员无需长时间查看系统是否有预警。一旦数据分析有预警情况发生，可直接以短信形式将预警内容发送到管理人员的手机上，即使管理人员外出不在计算机旁也可第一时间了解预警的详细信息。
2.1.2数据中心模块（可扩展）
该模块是系统中的主要模块之一，负责实时监控分析监测子站上传的水质检测数据，实时发出预警，并能提供数据缓存服务（指标数据与MapInfo地图数据），提高Web窗体模块的响应速度。
2.1.3Web窗体模块
Web窗体模块即UI展示模块，该模块承载所有用户所要操作的子模块。
2.1.3.1用户模块
（1）用户登录。提供用户登录与退出操作。（2）密码管理。提供用户修改账户密码操作。
2.1.3.2查询模块
（1）重点指标快速查询。系统可对用户关心的重点指标进行提前设置，使用该功能可快速查询系统设置中标记的重点指标数据。（2）自定义查询。提供自定义指标查询功能。（3）报表生成与导出。可根据日期、地区等条件对检测结果生成各种图表，例如柱状图、曲线图、饼状图等，并提供导出功能。（4）指标预警地图展示。根据系统中预定的国家规定饮用水指标阈值对各个水源传来的水源检测结果进行指标检测，检测到不合格水质时，将通过MapInfo地图直观地展示水源位置、超标项等预警信息。
2.1.3.3录入模块
（1）指标录入。各个监测子站将采样时间、采样地点、水质各项指标的检测结果通过该功能上传给系统。（2）设备文件批量导入。可使用系统指定的模板对水源水质检测结果进行批量导入。
2.1.3.4设置模块
（1）用户管理。提供用户新增、维护、权限分配等设置功能。（2）权限管理。提供权限的新增、修改、删除功能。（3）指标管理。主要针对国家规定的生活饮用水卫生标准中的各个指标的管理，可对指标进行新增、删除、修改等功能。（4）数据备份与恢复。提供数据库备份与恢复功能。
2.2系统设计与开发
2.2.1系统架构
系统采用3层架构形式，层与层之间的调用由特定功能模块调用实现，各类信息由各个特定的接口实现。（1）表现层。即Web端，基于客户端Flash表现形式实现空间数据与属性数据的关联，以图一体化形式为用户提供丰富化的可视化操作界面。为了保证表现层的简易性、灵活性、可扩展性等特点，系统借助ArcGISAPIforFlex和Framework框架来设计实现，以此来创建比传统WebGIS更智能、更具交互性的客户端。（2）服务层。作为整个框架的核心，提供GIS地图服务和各种数据服务。主要负责处理用户从客户端发来的各种请求，并根据类型作出相应的响应。ArcGISServer作为GIS应用服务器的核心组件，为客户端提供在线地图服务，并通过空间数据引擎连接空间数据库。基于.NET的Web应用服务器提供系统运行数据服务，用于客户端与后台进行业务数据交互，包括水质在线监测数据模块和预警模块的数据传输都是由Web服务器实现的。服务层可对短信应用平台支持扩展接口。（3）数据层。主要包括空间数据引擎ArcCatalog以及数据库Oracle，主要功能是为水质预警系统提供数据支持。数据库模块包括实时监测水质、水源点空间分布及水质标准。系统检测指标包括色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物、pH值、总硬度、铁、锰、铜、锌、挥发酚、阴离子合成洗涤剂、硝酸盐、硫酸盐、氯化物、氟化物、氰化物、砷、汞、镉、铬、铅、细菌总数、大肠菌群等常用指标。
2.2.2公共类设计
公共类及接口主要是对应用系统的通用方法进行抽象，实现应用系统的一些基础功能，为各子系统提供部分可供调用的基本方法和接口，有效地实现代码的重用，保证整体的一致性。同时，各子系统在此基础上，可以依据各模块内部的业务逻辑对基本方法和接口进行组合和扩展，以实现各模块特有的业务功能。公共类主要有数据访问类、统计图表类、图层控制类、目录管理类、数据处理类等。各类的设计如下：（1）数据访问类。此类主要实现与Oracle数据库的交互，实现的功能包括属性数据库的查询、添加、删除以及更新，空间数据库的查询、添加、删除、数据检测等操作，并通过函数的重载来实现不同输入参数情况下功能的实现，以增加系统实现过程中的灵活性。通过此类的封装可为其他模块提供更加方便的实现函数。（2）统计图表类。此类主要是对由属性或业务数据产生各类统计图表的功能进行封装，实现各类统计图表的绘制功能，包括柱状图、折线图、饼状图等种类。通过此类的封装可为其他相关模块提供各类统计图表的实现方法。（3）图层控制类。此类主要是对矢量图层的相关操作进行封装，实现图层加载、图层卸载、图层可见与否等的控制以及图层控制树的动态加载及实现。此类的封装可为其他模块实现图层控制子模块的实现方法以及对图层的基本操作方法。（4）目录管理类。此类主要是对应用系统中可能涉及到的各类对象的管理方法进行封装，包括组的创建、删除，图层状态的获取、设置以及初始化需要涉及到的相关操作。通过此类的封装可为其他模块提供更加简便的操作。（5）数据处理类。此类主要是对数据的处理进行封装，包括原始数据的读取与解析、数据的转换等主要功能。针对各种指标采集或动态地对数据进行分析和转换，为相关模块提供统一的方法。
3核心预警模块
水质预警模块是整个系统的核心部分。水源点传感器采集后的数据通过上传至服务中心，中心对接收的数据进行提取、分类与处理，将数据存储到指标记录库中，并从指标阈值库中读取阈值与数据进行对比，如超出阈值，则预警信息。
4系统实现
传统的地理信息系统的计算管理模式是集中式的，信息的流动范围有限。系统处于相对封闭和孤立的状态，普遍存在严重的“信息孤岛”问题，即每个子系统之间是独立的，不能有效地进行信息交换和共享，很难随着业务范围的增加而线性扩充，不能适应空间数据的爆炸性增长及其分布、动态更新的要求。WebGIS是一项应用Internet技术来扩展和完善传统地理信息系统的新技术，是在GIS中嵌入HTTP和TCP/IP标准的综合应用技术体系。利用Internet在Web上空间数据，为用户提供空间数据的浏览、查询、分析等功能，已成为GIS发展的必然趋势。GIS的图形处理功能能够将城市管网和监测点的信息图文并茂、准确、快速地显示在屏幕中，使人清楚直观地了解水源水质的现状，并可根据需要定制输出各种专题图。数据库技术的运用，使得存储和管理海量的监测数据十分便捷安全。管网的水力水质模拟基于良好的水力水质模型，是预警系统关键的部分，利用其模拟分析可全面了解管网的运行状况。该系统基于C/S架构，通过遍布全区基层连队的全军政工网或综合信息网对水质监测实时信息进行集中监控管理，实时上传并分析水源检测结果。对超标结果通过基于MapInfo地图的WebGIS实时预警，直观显示超标情况和地理位置，并且可采用当前主流的短信应用平台技术，摆脱没有计算机或网络无法使用系统的情况。强大的数据缓存服务可对繁多的水源检测指标数据和MapInfo地图数据实时缓存，使系统响应速度更快、使用更流畅。
5结语
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