發布時間:2023-09-24 15:32:32
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇行政決策的方法,期待它們能激發您的靈感。
關鍵詞土地整理;決策;二元關系;偏好;格序;屬性約簡
中圖分類號 F301 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104(2010)10-0086-05 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2010.10.015
土地整理是按照可持續發展的原則,綜合行政、經濟、工程技術等手段,對耕地、道路、林網、居民點、水利設施等進行整治,調整土地利用結構和土地覆被,以實現增加有效耕地面積、改進農業生產條件、提高土地生產能力、改善土地生態環境、優化土地景觀格局等目的。土地整理的投資主體為各級政府,收益群體為項目區全體農民,既有明顯的公益性和公共性特色,它的投資重點集中在農業生產的基礎設施,追求土地生產力水平的提高,因此其社會效益、生態效益等外部性效益遠遠高于直接經濟效益,并且該種效益的體現具有一定的滯后性和隱蔽性。
土地整理的立項決策是土地整理項目管理的一個重要環節,是明確土地開發整理責權、合理使用工程投資、保證工程質量和項目工期的有效方法,因此科學的評價方法是土地整理立項決策的重要保障和重要途徑。規劃中的土地整理項目承擔著項目區土地功能分區、空間布局、調整土地利用類型和數量結構的功能,必須達到經濟合理、社會可行、生態平衡的多重目的,受到多方面復雜因素影響與制約。針對土地整理領域中評價決策問題,當前較為普遍的理論方法是層次分析法、主成分分析法、特爾菲法、可拓工程方法等,如王璦玲等”[1]借鑒多目標多層次指標體系綜合評價理論,構建包括技術效益、經濟效益、社會效益、景觀生態環境效益指標的土地整理評價指標體系,采用特爾菲法和層次分析法相互校正方法確定評價指標權重,根據評價指標對項目成功度的效應建立模糊分布函數,獲得評價結果;薛繼斌等[2]通過分析我國土地整理事業的基本特點,認為可拓工程方法憑借其思維模式和物元變換方法,在土地整理規劃設計策略集生成方面占有一定優勢,提出針對土地整理目標和條件間及主、客觀條件間的矛盾,利用物元的可拓性,通過物元變換化矛盾問題為相容問題,開拓出符合要求的規劃設計方案集;李巖等[3]從土地整理的經濟、社會和生態效益等方面人手,構建了由八個經濟效益指標、六個社會效益指標和八個生態效益指標組成的土地整理效益評價指標體系,并采用層次分析方法確定各指標權重,以指數和法計算土地整理項目的評價得分,從而確定評價標準。本文將著眼于不完備決策信息的處理,從決策空間的二元關系入手,分析決策對象的格序結構關系,運用屬性約簡和優勢關系理論辨別決策規則的合理性,深入探討土地整理立項決策過程。最后通過實例分析說明了構建的理論模型方法在實際工作中的運用。
1 立項決策中的格序關系
土地整理立項決策是一個逐步尋優的過程,決策者根據主觀偏好和知識經驗,不斷構建基于主觀認識的決策規則和決策空間,選擇令自己更加滿意的對象。但是,在某些復雜決策環境中,決策目標或者對象屬性之間存在客觀沖突,決策者無法直接做出偏好比較和優劣排序時,可以引入“格序”這一理論工具。
“序”是自然界與社會經濟領域中的一種基本屬性,它表現為對象間的相對優劣。在復雜決策過程中,決策者就是要在諸多干擾因素下賦予決策對象一個序關系的屬性。“格”是一種特殊的有序結構,它在處理決策問題中的不確定性偏好關系、選擇決策空間中的滿意對象等方面有較大的優勢與廣泛的應用。格序決策理論的建立,開創了決策科學發展的新方向,能夠更加客觀地定性或定量地描述不確定決策問題。
設Q是土地整理立項決策集合,稱R為Q上的一個二元關系[4],如果滿足RQ×Q。決策者對評價對象(土地整理項目)的相對偏愛程度稱為偏好序或偏好關系,可以表示為目標決策空間上的一種二元關系[4]。如二元關系“f ”表示“嚴格優于”關系。存在立項決策集合Q,偏好關系“f ”是Q上的一個二元關系,它滿足:①對任意的立項決策對象a∈Q,不存在afa(非自反性);②對任意的立項決策對象a,b∈Q,如果afb,那么不存在bfa(非對稱性);③對任意的立項決策對象a,b,c∈Q,如果afb且bfc,那么afc(傳遞性);④對任意的立項決策對象a,b,c∈Q,如果不存在afb以及bfc,那么也不存在有afc(逆傳遞性)。
在偏好集(Q,f)中,SQ,x∈Q,如果對任意的s∈S有xfs,則稱x是S的一個上界;對偶地,如果對任意的s∈S有sfx,則稱x是S的一個下界。記S的所有上界的集合SU={x∈Q|對任意的s∈S,xfs};S的所有下界的集合SL={x∈Q|對任意的s∈S,sfx}。如果SU有最小元x,則稱x是集合S的上確界,表示為supS=∨s∈Ss;如果SL有最大元y,則稱y是集合S的下確界,表示為infS=∧s∈Ss。
定義1[5] 設(Q,f)是一個偏好集,如果對任意的立項決策對象x,y∈Q,都存在x,y的上確界和下確界,則稱土地整理立項決策集合Q關于二元關系“f ”構成一個格,并稱“f ”是Q上的一個格序。
趙微等:土地整理立項決策的屬性約簡方法研究中國人口•資源與環境 2010年 第10期格序是區別于全序的一種重要的序關系結構。所謂全序是指偏好關系滿足連通性假設,即保證對于Q的每一對元素是可比的,使得對所有元素排序成為可能。然而,由于決策人對土地整理立項決策環境認知的局限以及決策對象屬性信息集的不完備性,或者決策人自身判斷能力的限制等原因,對一般的二元關系,連通性的假設并不一定總能成立。因此,較之全序,格序是一種更真實地反映決策者實際偏好、不依賴于連通性又能滿足某些公理的序結構。因此,基于格序偏好結構的土地整理立項決策分析與推理更加科學和合理。
2 屬性約簡及立項決策模型
屬性約簡是粗糙集理論的一種方法和應用,它通過優勢關系的判定代替格序結構中不可比二元關系進行科學決策。定義如下:
3 實例分析
文獻[8]按照全面性、可比性、代表性、有效性、實用性及可操作性原則,將土地開發整理項目立項決策評價指標分為若干一級指標(綜合指標)和相應二級指標,并對全國土地整理規劃片區中的東南沿海區、黃土高原區中抽取不同類型的土地開發整理項目,運用可拓評價方法對其進行立項決策評價。本文針對上述實例,從格序決策理論出發,進行基于屬性約簡方法的立項決策模型分析。具體評價決策方法為從“市場與社會需求程度”、“技術可行性”、“建設規模合理性”、“項目效益”等四類一級指標出發,對各個項目的分類指標進行評價。評價時重點考察一級指標下涵蓋的二級指標,如“市場與社會需求程度”強調耕地指標占用率、人均耕地、公眾支持率等;“技術可行性”強調新增耕地率、田塊平整度、耕地質量、灌溉排水標準、灌溉水利用系數、路網密度、防護林配套等;“建設規模合理性”強調建設規模面積、項目投資、畝均投資等;“項目效益”強調投資回收期、農業生產能力增加率、防護面積增加率、水土流失面積控制率等。文獻[8]從東南沿海區(q1、q2、q3)和黃土高原區(q4、q5、q6)分別選出典型項目,其中q1、q3、q6為平原區項目,q2、q4、q5為丘陵區項目,根據其對應區域的評分標準,經過專家對各評價對象的二級指標進行打分,然后乘以該二級指標對于其所屬一級指標的權重后加權得出各類一級指標的評價值為[8](見表1):
表中q1-q6為評價對象集合:東南沿海區及黃土高原區土地開發整理項目;C1-C4為一級評價指標:“市場與社會需求程度”、“技術可行性”、“建設規模合理性”、“項目效益”。指標值的高低反映了決策專家的主觀偏好(越大越優型)。現利用二元關系理論分析評價對象。考慮各對象的屬性指標,有q5 f qi∈{q1,q2,q3,q4,q6},q2 f q3,而其他元素之間都是不可比的,無法滿足理想狀況下的連通性假設。但是任意兩個元素都存在上確界和下確界(或擬下確界),因此可采用格序結構描述該評價對象集合,見Hasse圖1-圖6:
4 結 語
土地整理項目是按照土地利用總體規劃,對農業生產和農村生活環境進行的綜合整治[9]。為保證項目的合理性,本文利用格序決策理論和屬性約簡方法對土地整理項目的“市場與社會需求程度”、“技術可行性”、“建設規模合理性”、“項目效益”等指標進行分析評價。針對格序結構中無法直接給出優勢關系的不足,構建了屬性約簡模型,探討了約簡規則提取的原則和步驟,實現了評價對象由復雜格序結構向單一鏈狀結構轉變的目的,科學地完成了土地整理項目立項決策的過程。
參考文獻(References)
[1]王璦玲,趙庚星,李占軍. 土地整理效益項目后綜合評價方法[J]. 農業工程學報,2006,22(4):58-61.[Wang Ailing, Zhao Gengxing, Li Zhanjun. Integrated Evaluation Method for Project Post-Evaluation of Land Consolidation Benefits[J]. Transaction of the CSAE, 2006,22(4):58-61.]
[2]薛繼斌,吳次芳,葉艷妹,等. 基于可拓工程方法的土地整理規劃設計探討[J]. 浙江大學學報:農業與生命科學版,2005,31(6):816-819. [Xue Jibin, Wu Cifang, Ye Yanmei, et al. Research on Planning and Design of Land Consolidation Based on Extension Engineering Method[J]. Journal of Zhejiang University :Agric & Life Sci, 2005,31(6):816-819.]
[3]李巖,趙庚星,王璦玲,等. 土地整理效益評價指標體系研究及其應用[J]. 農業工程學報,2006,22(10):98-101.[Li Yan, Zhao Gengxing, Wang Ailing, et al. Evaluation Index System for Land Consolidation Benefits and Its Application[J]. Transaction of the CSAE, 2006,22(10):98-101.]
[4]胡長流,宋振明. 格論基礎[M]. 開封:河南大學出版社,1990.[Hu Changliu, Song Zhenming. Introduction for Lattice Theory[M]. Kaifeng: Henan University Publishing House, 1990.]
[5]郭耀煌,劉家誠,劉常青,等. 格序決策[M]. 上海:上海科學技術出版社,2003.[Guo yaohuang, Liu Jiacheng, Liu Changqing, et al. Decision-Making of Lattice Theory[M]. Shanghai: Shanghai Scientific and Technical Publishing House, 2003.]
[6]戴毓,周德群. 決策分析中屬性約簡的擇優算法[J]. 系統工程,2007,25(8):89-93.[Dai Yu, Zhou Dequn. An Algorithm to Choose the Reduction of Attributes in Decision Analysis[J]. Systems Engineering, 2007,25(8):89-93.]
[7]戴毓,周德群. 基于粗糙集理論的格序選擇方法[J]. 中國管理科學,2007,15(6):105-110.[Dai Yu, Zhou Dequn. A method of Lattice-Order Selection Based on Rough Sets Theory[J]. Chinese Journal of Management Science, 2007,15(6):105-110.]
風能領域概述
和其他類型的新能源相比,風能的獨特優勢使其在新能源開發利用中備受青睞。
其一,儲量大、分布廣。我國探明風能理論儲量為32.26×109kW,而可開發利用的為2.53×109kW,近海可利用風能7.5×109kW。我國東南沿海和內蒙、新疆、甘肅等東北、西北地區是最大風能資源區。
其二,可利用性強,成本相對低。目前風電場造價成本約為8500~9000元/千瓦?時,機組(設備)占70%左右,基礎設施占25%,其他占5%。風電場運行維護成本費用很低(約占風電機組成本的3%~5%),建設周期短(半年左右)。一旦建成,風電場就是一源源不斷的出錢機器。
風力發電的技術核心
風力發電系統作為風能發電領域的核心環節,技術進步也是日新月異。目前主要有恒速恒頻風力發電機系統和變速恒頻風力發電機系統兩大類。
恒速恒頻風力發電系統一般使用同步電機或者鼠籠式異步電機,通過定槳距失速控制的風輪機使發電機的轉速保持在恒定的數值,從而保證發電機端輸出電壓的頻率和幅值恒定,其運行范圍比較窄,只能在一定風速下捕獲風能,發電效率較低。
變速恒頻風力發電系統一般采用永磁同步電機或者雙饋電機作為發電機,通過變槳距控制風輪,使整個系統在很大的速度范圍內按照最高的效率運行,這是目前風力發電技術的發展方向。對于風機來說,其調速范圍一般在同步速的50%~150%之間,如果采用普通鼠籠異步電機系統或者永磁同步電機系統,變頻器的容量要求與所拖動的發電機容量相當,非常不經濟。雙饋異步風力發電系統定子和電網直接相連接,轉子和功率變換器相連接,通過變換器的功率僅僅是轉差功率,這是各種傳動系統中效率比較高的,該結構適合于調速范圍不寬的風力發電系統,尤其是大中容量的風力發電系統。
采用繞線異步電機作為發電機并對其轉子電流進行控制,是變速恒頻異步風力發電系統的主要實現形式之一。主要的拓撲結構包括交流勵磁控制、轉子斬波調阻以及由上述兩種拓撲結構結合發展而來的混合結構。
1 交流勵磁結構
交流勵磁控制通過變頻裝置向轉子提供三相滑差頻率的電流進行勵磁,這種方式的變頻裝置通常使用交交變頻器,矩陣變換器或交直交變頻器。
2 斬波調阻結構
這種結構的基本思想是采用一個可控電力電子開關,以固定載波頻率的PWM方法控制繞線電機轉子回路中附加電阻接入時間的長短,從而調節轉子電流的幅值,控制滑差約在10%的范圍之內。該結構依靠外部控制器給出的電流基準值和電流的測量值計算出轉子回路的電阻值,通過電力電子器件的導通和關斷來調整轉子回路的電阻值。這種電力電子裝置的結構相對簡單,但是其定子側功率因數比較低,且只能在發電機的同步轉速以上運行,是一種受限制的變速恒頻系統。
3 混合結構
為了降低變流器的成本并且能夠實現風力發電系統的寬轉速范圍運行,有人提出一種基于雙饋電機斬波調阻與交流勵磁控制策略多功能變流器拓撲結構,將整流器、斬波器和逆變器結合在一起,該結構的巧妙之處在于斬波器和逆變器共用了一組可控的電力電子開關,但是由于引入了四個接觸器型的受控開關,導致該結構的主回路結構復雜,很難實現同步速切換過程的過渡,而且在高于同步速運行情況下難以改善發電機的功率因數。
綜上所述無論采用哪種結構,在研發過程,對變頻系統的效率和性能進行準確的評價和測試都至關重要;同樣風電場的整體監控也需要精確的測試。
風力發電的測試要點
工欲善其事,必先利其器。風力發電從電機研發到風電場監控需要成套的高性能測試儀器來實現精確調制和嚴密監控。
1 利用功率計對變頻系統的性能作精確的評價
風力發電系統變頻系統的調制頻率帶寬高,調制方式復雜,調制的對象也非正弦波形,波形畸變嚴重,且包含大量的變頻成分,要求測量儀表具有寬頻帶功率測量和諧波分析功能。為此需要選用性能穩定且精度高的功率計作好輔助工作。下文以橫河電機的WT3000功率計為例,簡要談談風電行業的測試。wT3000可以進行IEC61000―4―7最新版諧波分析、IE C61000-4-7最新版的諧波測量及電壓波動/閃變測量,帶寬0.1Hz~1MHz,采樣率200kSa/s,ADC為16位,功率精度為0.02%,配有4個輸入模塊,8.4英寸LCD顯示,以及USB和Ethernet接口。
變頻后波形的失真
波形失真與諧波的關系,如圖1所
失真波形的測量需要足夠帶寬,失真波形包含高頻率成分,測量儀器的帶寬如果沒有延伸到高頻段就容易產生誤差。如圖2所示。
使用WT3000功率計可同時進行變頻系統功率測量和諧波分析,方案如圖3所示。
變頻系統的諧波測量方法(如圖4所示)
使用FFT運算功能將波形由時域轉換成頻域,測量各頻率成分提取疊加信號頻率的方法如下。
傅里葉級數:所有周期函數均可用三角函數的和來表述。
傅里葉積分:將周期設為無窮大,使其能適用于所有函數。
傅里葉變換:對波形的時間函數x(t)進行傅里葉積分運算后,即可得出頻率函數x(f)。
2 利用示波器對變頻電路里波形信號作詳細分析
PWM調制后,通過功率計可以獲得其電特性指標,為研發和檢測部門提供準確的參考。如果想要進一步對調制后的波形信號作詳細的分析,則需要運用具備cycle Statistics~Jj能的示波器(下文以橫河D LM2000系列示波器)來實現。DLM2000的Cycle Statistics功能,在頻率固定/Duty比變化時,或在Duty比固定/頻率變化時,均可有效地對周期性變化的參數進行分析,方案如圖5所示。
關鍵詞: 三維人臉;特征區域檢測;特征提取;Itti視覺注意模型;計算機視覺
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2014)03-0621-06
人臉在日常的情感表達與交流中扮演著重要的角色,它是語言和復雜情感的表情載體。人類自身對人臉非常熟悉和敏感,人類視覺系統(Human Visual System, HVS)具備分辨復雜環境下人臉的能力,僅通過少量圖片信息就能準確快速地在大腦中重建人臉的三維形狀,進而實現身份辨識。然而這種對人來說與生俱來的分析合成能力對計算機而言卻顯得尤為困難。如何更好地借鑒人類的認知機理和相關的計算機科學最新理論研究成果,建立新的人臉認知計算模型和方法,實現從圖像、視頻中準確、高效地重建三維人臉是當前計算機視覺、人工智能等領域的一個關鍵問題。20世紀90年代以來,隨著信息技術的發展和需求的增加,借助計算機系統強大的計算能力,并結合在認知科學、計算機視覺、機器學習等領域的研究成果,使計算機在一定程度上具備對人臉的感知能力,成為一個熱門的研究課題,涌現了大量的研究成果,其中涉及人臉檢測、人臉識別、特征提取、三維重建等,研究方法和手段也逐漸豐富和成熟。
近年來,隨著三維圖像系統的發展,三維成像設備從實驗室走向市場,逐漸普及,使三維數據獲取變得便捷。研究人員已逐漸認識到,相比于二維人臉分析方法,三維人臉能更精確地描述人的臉部特征,提供了人臉曲面的解剖結構信息,在光照、姿態和表情變化等方面具有明顯的優勢,利用人臉的三維信息是克服二維人臉分析的技術瓶頸最有效的方法。同時,隨著對人類視覺神經系統、認知心理和認知過程研究的不斷深入,建立人類視覺系統感知信息過程的計算理論和計算模型,并將計算機視覺與人類視覺聯系起來,建立可與人類視覺系統水平相當的通用視覺模型,正成為計算機視覺研究的新課題和新挑戰。
由于傳統的對人類視覺注意(Human Visual Attention)的研究主要針對二維圖像,該文將視覺注意模型引入到對三維人臉模型的分析,借鑒了Itti視覺注意模型[][][][]的思想,并結合計算機視覺中對三維人臉圖像的處理算法,提出了一種改進的模型。該模型能夠對三維人臉數據進行顯著性分析,快速定位人臉特征分布的候選區域,進而進行特征點提取。
1 相關技術及分析
1.1 三維人臉特征點提取
人臉特征點的選擇應根據應用需求而定,在MPEG-4中定義了人臉特征點的國際標準[]:FDP(Facial Definition Parameters)和FAP(Facial Animation Parameters)。其中FDP定義了人臉的形狀、紋理等特征,提供人臉特征點、網格、紋理、人臉動畫定義表等數據。MPEG-4定義了FDP的84個人臉的特征點,如圖1所示。
圖1 MPEG-4中定義的FDP特征點
三維人臉特征提取是將三維人臉數據模型轉化為特征表示,利用特征來體現原始數據模型的特點。特征點能否準確定位對進一步的研究工作(如三維人臉檢測和識別、三維人臉重建等)的效率、可靠性和魯棒性都有很大的影響。特征點定位主要分為三類:1、基于人臉“三庭五等”的幾何對稱性,從獲取人臉的對稱平面開始,進而定位其他的特征點;2、基于人臉的幾何特征,利用特征點處的深度、曲率和法線等進行特征點定位;3、基于人臉特征點的統計分布,利用人臉的特征點分布區域的共性,定位特征點分布候選區域,再進行特征點提取。
王躍明等人[6]將特征束的思想引入到三維人臉特征點定位,通過手工標定訓練集的特征點,計算特征點處的Point Signature,構成特征束,以此判定人臉特征點的平均區域。A.B. Moreno等人[]使用平均曲率和高斯曲率對三維人臉進行分割,得到人臉特征點分布的候選區域,然后通過五官分布特征,去掉非標準區域,得到真正的特征區域。GaileG. Gordon[]將三維人臉深度圖轉換到圓柱坐標系中,在圓柱坐標參數下計算每一點的高斯曲率和平均曲率。Dorai等人[]提出SI(Shape Index)特征,該特征用來表示每一點的凹凸程度,點p的Shape Index是由其最大和最小曲率計算得到。鼻尖的候選點集由SI值在0.85~1之間的點組成,鼻尖點定位于該區域的質心;內眼角的候選點集由SI值在0~0.27之間的點組成,內眼角定位于該區域的質心:
S. Gupta等人[]將人體測量學原理應用于三維人臉的特征提取。通過手工標定25個測量學上常用的特征點,計算這些特征點之間的測地線距離(ISO-Geodesic Distance),選擇其中23組距離比例組合成特征向量,最后用線性判別分析(Linear Discriminative Analysis, LDA)對特征進行分類。人體測量學上的基準點和度量富含更多的三維人臉特征。
2.2 Itti視覺注意模型
視覺注意機制是靈長類動物處理視覺信息的本質特征,人類視網膜對圖像是非均勻采樣的,這是視覺注意機制的生物基礎。同時,由于高層視覺處理只是對初始視覺傳感器信息的一個子集進行處理,因此需要對初始得到的視覺信息進行選擇。
視覺注意的計算模型用顯著圖(Saliency Map)來表示視覺區域的顯著性。顯著圖不僅通過其像素值表示原圖像對應點在視覺區域的顯著性大小,而且通過顯著性的空間分布來引導注意區域的選擇[1]。顯著圖最初是由Koch和Ullman[]在1985年提出的,其模型利用顏色、方向特征信息構造出一組特征圖。Itti顯著圖模型(IttiSaliency Map)是Laurent Itti等人于1998年提出的[1],該模型框圖如圖2所示。他采用bottom-up控制策略的注意模型,在Koch和Ullman模型的基礎上,提出一個適合自然圖像處理的計算模型。該模型主要包括特征提取、顯著圖生成和注意焦點轉移三個模塊:首先采用高斯金字塔結構對輸入圖像進行多尺度表示,去除圖像中的冗余信息,得到顏色、亮度和方向的初級視覺特征提取圖,然后利用生物的中心-環繞(Center-Surround)計算策略在每種特征圖的內部進行競爭,通過在多個空間尺度上提取初級特征,將得到的多種特征、多種尺度的視覺空間的特征顯著圖通過組合形成一幅最終的顯著圖來引導注意;最后采用WTA(Winner-Take-All)機制控制注意轉移。WTA機制中被檢測出來的勝者,即為顯著度更高的注意焦點。由于待注意目標在所有參與競爭的目標中總是最顯著的,在競爭中總是會獲得勝利,所以需要采用抑制返回檢測的機制、就近轉移的原則和注意區域尺寸的確定來實現焦點的注意和轉移。
在Itti等人最初的論文中[1],針對無top-down外部命令的情況下,提出了一個特征圖歸一化算子,以增強顯著峰較少的特征圖、削弱存在大量顯著峰的特征圖。在Itti等人后來的工作中[2][3],比較了多種特征組合策略,發現歸一化每一特征圖至固定動態范圍后再相加將在檢測復雜景象中的突出目標時表現出較差的檢測性能。于是在歸一化的基礎上,Itti等人給出了一種新的特征組合策略,通過各特征圖內的局部非線性競爭增強現顯著峰較少的特征圖,而削弱存在大量顯著峰的特征圖。這種特征內競爭模式與電生理學所觀察到的非經典抑制相互作用類似。
3 基于Itti視覺注意模型的三維人臉特征檢測
3.1 三維人臉數據表示
本文的研究中采用點云(Point Cloud)來表示三維人臉數據。點云數據是指在一個三維坐標系統中的一組三維元組的集合,這些元組通常以(x, y, z)三維坐標的形式表示,一般主要用來代表一個物體的外表面形狀。除(x, y, z)代表集合位置信息以外,點云數據還可以附加一個點的RGB顏色通道信息、灰度值、深度等。
假設p=(x,y,z)∈[?]3表示三維人臉點云數據p中的一個三維的點。由于一個三維的點可以表示成一個三維的向量[p],所以可以將三維人臉點云數據表示為:
3.2 三維人臉數據預處理
一個典型的三維人臉點云數據往往包含十幾萬個頂點,并且獲取的數據往往包含噪聲和毛刺,所以需要對這些頂點進行預處理操作。該文采用的預處理操作主要有:
1)向下采樣(Downsampleing):首先定義一個三維的體素網格(3D Voxel Grid),將這個網格在點云數據中移動,并計算落在網格內的點的質心,以這個質心來表示落在網格中的所有點;
2)重采樣(Resampling):采用MLS(Move Least Square)方法對三維人臉點云數據進行規整化。
3)姿態校正(Pose Correction):原始三維人臉的姿態并不一致,所以需要對獲得的三維人臉數據進行姿態校正,使其正面與z軸垂直。
4)面部區域裁剪(Face Segmentation):該文采用P.Bagchi等人[]的方法找到鼻尖位置。在得到鼻尖的位置之后,采用P. Nair等人[]提出的方法進行人臉面部區域的裁剪。
3.3 改進的Itti視覺注意模型
為了讓Itti視覺注意模型能夠處理三維人臉數據,該文對Itti模型進行了改進。改進后的模型如圖3所示。
1)從紋理圖像數據[T]獲取顏色顯著圖。三維人臉點云數據p中點i在紋理數據中對應的顏色值:
[rgb(i)=f(ui,vi),i=0,1,2,...,n ] (10)
得到點i的顏色后,用該點的灰度值歸一化各個顏色通道,然后建立4個寬調諧(Broadly-tuned)的顏色通道RGBY:
若R、G、B、Y為負值則置為0。然后建立這4個顏色通道的高斯金字塔R([σ])、G([σ])、B([σ])和Y([σ])。
2)從位置數據[P]獲取深度圖[D]。設三維人臉點云數據p的在XY軸的分辨率為M×N,分布區間分別為[xmin,xmax]和[ymin,ymax],則可以計算得到深度圖[D]在XY軸的坐標集:
由于二維深度圖[D]中xy坐標值與點云p中xy坐標值并不是一一對應,函數g通過計算點云p中隱式xy坐標(implicit x- and y- coordinates)處的z坐標的插值,得到深度圖中的深度值。
3)計算空間法向量[N]。三維人臉點云數據p中點i的法向量計算公式:
其中k是選擇的點[pj]的鄰域的點數,[p]為鄰域內點的質心。
4)計算曲率[C]。本位采用Dorai等人[9]提出最大和最小曲率計算方法,并得到點云數據p中點i的SI(Shape Index)特征。加入曲率特征的顯著圖是為了增強人臉的器官如鼻子、眼睛、嘴巴等的顯著性。
4 實驗結果
為了檢測改進的Itti視覺注意模型對三維人臉特征區域檢測的有效性,實驗采用的平臺為Intel I5 2500K CPU、8G內存、NvidiaGFX460顯卡、Ubuntu13.04(x64)操作系統。三維人臉數據集來源于Darren Cosker教授提供的D3DFACS(Dynamic 3D FACS Dataset)[]數據庫,該人臉庫包含6位女性和4位男性,總共記錄了519張不同表情的人臉三維模型。實驗首先對數據格式進行.obj到.pcd的格式轉換,利用PCL點云庫對三維人臉點云數據進行預處理,生成三維人臉點云數據的深度圖像、空間法向量以及空間曲率。通過修改Laurent Itti教授開源的神經元計算模型iNVT(iLabNeuromorphic Vision C++ Tookit)[]的源代碼,使其能夠接收并處理三維數據,生成三維人臉圖像的顯著圖。選擇閾值[θ]對特征圖進行二值化后,選取面積最大的前4個顯著區域,并將其用該區域的最大外接矩形進行表示。
實驗分兩組進行。第一組將自然狀態下的三維人臉作為輸入,第二組將有表情變化的三維人臉作為輸入。實驗結果如圖4所示。從實驗結果可以看出,該文提出的改進的Itti視覺注意模型能夠準確檢測出有表情和無表情的三維人臉數據中如眼睛、鼻子和嘴巴的分布區域。
5 結論
傳統的視覺注意模型主要針對二維圖像數據進行研究,該文將傳統的視覺注意模型引入到對三維人臉數據的處理,提出了一種基于Itti視覺注意模型的三維人臉特征檢測方法。該方法通過結合原始數據中的紋理信息和三維人臉點云數據中的空間位置信息、空間法向量、深度信息和空間曲率,生成三維人臉圖像的顯著圖。最后利用生成的顯著圖快速定位三維人臉的特征區域分布,從而進行三維人臉特征的提取。實驗結果證明了該方法具有特征區域檢測效果好、適用性廣的特點。下一步的工作將集中在對已經檢測出的特征區域進行分析,并結合二維紋理數據,盡可能精確的提取出特征區域中的特征點。
參考文獻:
[1] The iLabNeuromorphic Vision C++ Toolkit: http://ilab.usc.edu/toolkit/
[2] D. Cosker, E. Krumhuber, A. Hilton. A FACS Valid 3D Dynamic Action Unit Database with Applications to 3D Dynamic Morphable Facial Modeling [C]. Proceedings of IEEE International Conference on Computer Vision (ICCV), 2011.
[3] P. Nair, A. Cavallaro. 3-D Face Detection, Landmark Localization, and Registration Using a Point Distribution Model [J]. IEEE Transactions on Multimedia, 2009, 11(4):611-623.
[4] P. Bagchi, D. Bhattacharjee, M. Nasipuri, et al. A Novel Approach for Nose Tip Detection using Smoothing by Weighted Median Filtering Applied to 3D Face Images in Variant Poses [C]. Proceedings of the International Conference on Pattern Recognition, Informatics and Medical Engineering, 2012.
[5] C. Koch, S. Ullman. Shifts in Selective Visual Attention: Towards the Underlying Neural Circuitry [J]. Human Neurobiology, 1985, 4:219-227.
[6] S. Gupta, J.K. Aggarwal, M.K. Markey, et al. 3D Face Recognition Founded on the Structural Diversity of Human Faces [C]. Proceedings of IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, Minneapolis, 2007:1-7.
[7] C. Darai, A.K. Jain. COSMOS-A representation scheme for 3D free-form objects [J]. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 1997, 19(10):1115-1130.
[8] G.G. Gordon. Face recognition based on depth and curvature features [J]. Proceedings of SPIE Conference on Geometric Method in Computer Vison, 1992:234-247.
[9] A.B. Moreno, A. Sanchez, J.F. Velez, et al. Face Recognition using 3D Local Geometrical Features: PCA vs. SVM [C]. International Symposium on Image and Signal Processing and Analysis, 2005:185-190.
[10] WangYingjie, Chua Chin-Seng, Ho Yeong-Khing. Facial Feature Detection and Face Recognition from 2D and 3D Images [J]. Pattern Recognition Letters, 2002, 23(10):1191-1202.
[11] ISO/IEC 14496-1:1999, Coding of Audio-Visual Objects: System Amendment 1[R]. 1999
[12] V. Navalpakkam, L. Itti. Modeling the Influence of Task on Attention [J]. Vision Research, 2005, 45(2): 205-231.
[13] L. Itti, C.Koch. Computational Modeling of Visual Attention [J]. Nature Neuroscience, 2001, 2:194:203.
關鍵詞 行政決策 科學化 民主化
中圖分類號:D035 文獻標識碼:A
行政決策是政府管理的首要環節和履行各項政府職能的基礎,而推進行政決策的科學化與民主化則是推進我國政治體制改革的一個著眼點。有關我國行政決策的科學化與民主化進程已經研究了多年,雖然行政決策制度建設和政策法規方面取得了一些有益的進展,但是與西方國家的行政決策科學化,民主化程度相比,我國仍處于理論框架建構的低速運行,雛形發展階段。我國行政決策具有重要的地位,如果我國所處的社會主義市場經濟的現實國情作為立足點,那么,構建有中國特色的社會主義行政決策體系是實行行政決策民主化與科學化的根本保障。
行政決策時行政管理的核心和基礎,是政策制定和行政執行過程中最基本的活動,如何高效地市縣行政決策的科學化與民主化,如何保證政策達到效果最佳和獲得良好的執行效果,是各級公共行政組織和行政決策者必然面臨的難題,也是行政決策發展的必由之路。
1行政決策民主化與科學化的基本內涵
決策民主化就是指行政決策主體在決策過程中與社會公眾保持密切的聯系最大限度地讓人民群眾參與決策,使人民群眾能夠通過各種有效的信息渠道充分表達對各種行政決策選擇方案的意見和建議達到決策體制符合民愿、決策目標符合民情、決策方式考慮民力、決策過程尊重民意、決策結果順應民心最終實現最廣大人民群眾根本利益的政策行為。具體來說行政決策民主化包括了兩方面的內容。
行政決策科學化的基本內容:行政決策的科學化或者科學決策是指行政決策在科學的決策理論指導下按照科學的決策程序、運用科學的決策方法進行決策,包括決策體制的科學化、決策程序的科學化、決策方式的科學化。
2我國行政決策科學化與民主化中存在的問題
2.1法律法規不完善
在我國憲法的具體規定中,公民享有廣泛的權利和自由。憲法規定了我國民眾享有十分廣泛的自由權利,公民參與政治的方式并沒有受到嚴格的控制,但是在法律事實上也并未建立相關的公眾參與的系統制度,在憲法中,只是有一些簡單的原則性的規定,例如,公民可以在選舉中投票,可以發表政治言論。然而,在實踐過程中,有些權利的有效性和真實性值得質疑,過于寬泛的規定缺乏有效,切實相關保障,例如,憲法只對公民的新聞自由進行是否享有的規定,然而相關的具體內容,行使這一權利方式等關鍵性問題,都未作出詳盡的規定,我國憲法僅僅在原則上規定了公民的言論,出版等自由權,但并未涉及到對自由權的具體保護措施,世界上大多數國家的憲法一般都或直接或間接的規定新聞自由是保障的,然而在我國憲法中,一些類似的規定遠遠不夠具體,詳細,這仍需要通過相關的立法來進行規范。
2.2決策的程序環節不夠嚴謹,決策缺乏可行性論證
公認的科學決策程序大體分為以下四大步驟即提出問題,確定目標,調查預測,擬訂方案,評估選優,確定方案,實施反饋,修正完善。然而,在目前我國的決策實踐中一些功能環節往往沒有受到應有的重視甚至被忽視特別是決策過程中可行性論證的缺失尤為突出“ 形象決策”、“政績決策”比比皆是。例如案例中大興礦難前的專家論證其并未一一下井勘察卻做出了安全開采的可行性論證違反了正確的決策程序。這些決策往往只重視政治效應而忽略經濟效應只重視眼前利益而忽略長遠利益只重視定性分析而忽略定量分析等。
2.3行政決策觀念陳舊,決策價值偏離公共性
在傳統政治文化和行政文化影響下我國行政決策者或多或少抱有“庶民不議”、“民使由之”不可使知之等思想觀念認為政治和決策只是政府的事情由此總愛以“清官”舊居喜歡“為民決策”。在這種思想觀念的作用下政府行政決策的制定與執行往往是在較為封閉的系統內進行的,政府啟動決策,政府圈定決定,政府實施決策。行政決策信息具有高度的壟斷性從上到下往往是紅頭文件的你來我往,而公眾和社會團體常常被排除在行政決策過程之外只有被動地接受既定的事實。在傳統行政決策體制下行政決策的公開性、民主性和科學性都顯得十分貧乏和不足。封鎖信息、暗箱決策等是決策者常有的觀念和做法公眾缺乏知情權要了解“內部文件”、“內部材料”的所謂“內部情報”不是一件容易的事。
2.4行政決策權力過于集中,決策權限劃分不清
雖然我國市場經濟體制己經得到不斷的發展與推進,但是政府與市場、政府與社會之間的職能定位還有待進一步發展,現代政府應該是一個有限政府這意味著政府,必需要收縮自己的活動范圍,將自己的權限限制在市場失靈的領域主要去解決市場做不了或不宜由市場解決的問題。有限政府表明屬于社會的權力也該讓它回歸社會政府應該將管不了、管不好的事情更多地下放給社會,由中介組織、協會、社團等各種社會民間組織進行自我管理。政府職能的嚴格限制,必然要求政府將原先自己包攬的權力按照市場經濟發展的需要交還給市場和社會使他們能夠充分行使自己的自主決策的權利。
2.5行政決策組織機構不盡合理咨詢機構與執行機構獨立性不夠
現代行政決策體制是由中樞系統、信息咨詢系統、執行系統與監督系統所構成的完整組織體系同時謀與斷、決策與執行以及決策制定、執行與監督等相互分離又是現代行政決策體制發展趨勢。經過多年的發展,我國也逐步建立了較為完整的行政決策體制,而且也注意到各個系統之間的相互合作、相互制約與相互溝通協調。但總體而言,我國行政決策組織結構還不盡合理,存在著決策制定與決策執行的高度統一、信息咨詢機構缺乏獨立性等問題。
3完善行政決策科學化、民主化的建議及對策
3.1健全行政決策體制
行政決策體制是指承擔行政決策制定任務的行政機關和行政人員在制定行政決策時所形成的組織體系。健全和完善我國行政決策體制需要從以下幾方面著手決策中樞系統觀念民主化,以保證決策的科學化。強化決策者的民主意識做到民主決策,一方面要體現人民群眾的積極參與,另一方面決策要代表和體現人民群眾的意愿和要求,使決策由個人行為變為有民主基礎的集體行為。
3.2行政決策者的整體素質
行政決策中樞系統在整個行政決策中占有核心的地位,對行政決策的制定起著決定性的作用。因此,為了保證行政決策的科學和優化,對行政決策中樞系統的人員構成有著更為科學的要求。首先,要求提高行政決策中樞系統人員的素質。除了提高他們的政治素質和業務素質外,更重要的是提高他們的決策能力素質,培養他們在現代決策理論、方式、方法、技術手段的學習和應用。
3.3不斷創新現代化的決策方式完善我國的行政決策程序
在我國的行政決策實踐中,一些行政決策的必要環節往往是被我們忽視的科學的、合理的決策程序并未完全確立起來。在我國的行政決策現實中,那些沒有經過長期調研及理論探討沒有經過專家的詳細論證,沒有經過多次的充分討論而作出來的決策還時有發生少數領導者行政決策程序意識淡漠憑經驗甚至是隨心所欲“拍板”決策的情況遠未絕跡。
3.4現代手段和傳統方法有機結合
互聯網使決策者可以獲得大量決策參考信息,但社會調查仍然是重要的決策手段,社會調查之所以重要,就在于它是了解客觀實際的一種基本手段。所以不能因為信息時代的到來就忽略社會調查。社會調查和系統分析是同一決策過程中兩個不同的階段,兩種不同的方法,應該綜合應用。
現代法治國家的一個重要標志就是依法行政,這是法治國家普遍遵守的基本原則,也是行政管理的本質要求。行政決策作為行政管理活動的首要環節,決定著行政管理活動的成敗,依法、科學、民主決策成為建設法治政府的本質要求。黨的十報告提出到2020年基本建成法治政府的目標,意味著我國法治政府建設的速度將要“加快”。筆者認為行政決策法治化是推動法治政府建設的首要任務,本文就行政決策法治化的必要性、存在問題及相關對策淺加探討。
一、行政決策法治化的必要性
行政決策是國家行政機關為履行行政職能,有效的管理社會公共事務,從實際出發,設定目標,制定與選擇行動方案,做出決定的活動。行政決策的根本目的是公共利益,而不是決策者自身或其他特定人員和組織的利益,追求社會效益;行政決策的主體是國家行政機關及其工作人員(主要是行政領導者);行政決策的內容廣泛,涉及政治、經濟、文化、教育、外交事務等一系列行政活動;行政決策具有權威性,有國家強制力做保障。行政決策自身所獨有的特點決定了行政決策必須科學、民主,而行政決策法治化能夠保障行政決策科學、民主,實現行政決策公共利益的價值目標,最大限度地促進政府資源和社會資源的公平分配,滿足社會各方的利益需求。
行政決策作為行政決策者的一種思維活動,或多或少帶有決策者的主觀色彩,把握不當,就會導致主觀主義、經驗主義。尤其是在首長負責制的行政管理體制中,行政決策在某種意義上就是官員的意志體現。要避免行政決策權力高度集中所帶來的決策過程中的主觀隨意性,避免有缺陷的技術官僚在行政決策過程中的操縱,避免行政權力被濫用,維護公共利益和社會公平,行政決策法治化即以法律和制度的形式保證行政決策程序和內容的合法化、規范化、科學化極為必要。
二、我國行政決策存在的問題及原因
__年國務院出臺了《全面推進依法行政實施綱要》明確提出“依法決策、科學決策、民主決策”的目標。《綱要》實施多年,一些地方政府違法決策、濫用決策權和決策失誤現象依然存在;現行的行政決策體制還存在缺陷和不足,憑經驗決策、盲目決策、倉促決策的現象時有發生。行政決策法治化程度不高,主要表現在以下幾個方面。
(一)行政決策者觀念陳舊,決策存在主觀性、隨意性
在傳統政治文化和行政文化影響下,我國行政決策者或多或少抱有“庶民不議”、“民可使由之,不可使知之”等思想觀念,認為政治和決策只是政府的事情,喜歡“為民決策”。政府行政決策的制定與執行往往是在較為封閉的系統內進行,而公眾和社會團體被排除在行政決策過程之外,只有被動地接受既定的事實。封鎖信息、暗箱決策等是決策者常有的觀念和做法。
當行政決策者是一個“經濟人”時,決策不一定總是以公共利益為首選目標,在特定的境遇下他們也可能會損公肥私,利用公共權力為自己、為部門或地區謀取利益。我國行政決策利益的區域化、部門化傾向飽受詬病。
利益化的“政績觀”驅使行政官員隨意決策,獨斷專行,對法律規定“繞道而行”。決策時視野狹窄,缺乏宏觀考慮,忽視長遠目標和總體規劃,行政決策嚴重脫離社會現實,缺乏科學性、可行性,造成行政效率低下。在一些經濟性行政決策中,許多動輒耗資上億、上十幾億的低水平重復建設項目即是無制約的行政決策體現。
(二)行政決策體制不完善,信息系統、智囊系統乏力
由于行政決策權的高度集中,決策體制中具有相對獨立地位的咨詢機構缺位,導致行政決策在作出之前不能充分地收集信息,決策過程中不能進行充分的論證。行政機關內部的調研機構與具有最后行使決策權的行政首長處于領導與被領導關系,很難對決策形成真正意義上的制約。有些機構雖名為研究所、信息中心,實際功能卻蛻化成起草文件和報告的秘書班子。專家智囊和政策研究人員也只能按照領導的意圖做“命題文章”,給領導的意見披上“科學”的外衣,由以前的一個人說了算變成一個人替大家說了算。
(三)行政決策行政問責制不完善,對決策的績效評估不夠
行政問責配套制度的缺失:“一是專門監督問責機構缺乏應有的獨立性和權威性,問責不力、問責不到位、問責缺位、問責乏力等問題依然嚴重;二是人大問責機制的缺位,人大問責缺乏具體的規范和操作程序;三是公民和社會力量參與問責的途徑匱乏;四是行政問責法律缺失,雖然自20__年開始我國中央政府和一些地方相繼制定了行政問責方面的規章,但我國行政問責制還只是中央政策或地方性的政府規章,(文秘站:)而不是法律;五是績效評估問責的基本缺失,行政官員對績效問責存在抵觸心理,且我國也還沒有建立起一整套的績效問責評估體系。”行政問責整體上看是一種針對行政決策結果的政治責任,缺乏對行政決策過程過失或故意違反責任的追究,造成行政決策責任極不明晰,隨意決策責任難以追究。
三、行政決策法治化思考
行政決策,既要考慮到思維方式問題,也要考慮到具體方法問題;既要考慮到形式問題,也要考慮到本質問題;既要考慮到強度問題,也要考慮到方向性問題。這些方面必須有機結合起來,構建適應社會發展的行政決策體系,保證行政決策科學有效,進而提高行政效能。
(一)培養行政決策者法治思維方式,加強決策民主
憲法規定,黨和政府必須在憲法和法律的范圍內活動,必須用憲法和法律規范自己的領導行為,對違法行為承擔責任。領導者加強法治思維成為當務之急,“任職之前先考法,任職之后要講法”,工作中處處講法,時時用法,努力做到每一個決策都是一絲不茍地按法定程序進行。
決策者應正確處理“謀”與“斷”的關系。謀和斷是決策過程兩個不同的階段,謀是斷的前提,斷是謀的結果。發揚民主貫穿于謀中,即要求請專家謀,善于利用“外腦”,彌補不足,了解民情、反映民意、 集中民智,拓寬決策的思路,使決策更加能夠反映民意。決策民主是實現科學有效決策的前提。漸進決策理論的創立者林德布隆姆認為“決策是一種合作的集體努力”它如同“一架梯子”:“行政首腦在上,普通公民在下,其他參與者居中。公民自下而上反映他們的意見和偏愛。”尊重民眾在政府決策上的發言權,使他們能夠反映社會生活的各種問題,表達各種政治主張和意見,通過合理利用利益博弈來促進決策的合理性。
(二)立法完善行政決策體系,實現科學決策
行政決策法治化的主要標志就是在決策的整個過程中,都必須嚴格地遵循法律的制約和規范,必須堅持法律保留和法律優先的基本原則,確保各種決策以及決策的各個環節都在法律規范的范圍內進行。
1、完善程序立法,規范政府的決策行為。行政決策過程一般包括以下四個階段:一是發現問題,明確目標;二是科學預測,擬定方案;三是評估優選,擇定方案;四是試點檢驗,完善決策。通過立法對包括行政決策的立項、行政決策的前期調研、行政決策的論證、行政決策的決定和行政決策的評估及修正等內容用法定的步驟、法定的順序、法定的形式和法定的期限等加以規范。嚴格按法定程序決策會大大減少決策的隨意性,從而減少決策的失誤。
2、科學的行政決策體系制度化。行政決策體系包括信息系統、咨詢(智囊)系統和決策中樞系統三個子系統,三者相互聯系、相互制約、相互影響,共同在行政決策中發揮重要作用,缺一不可。制定法律法規政策,培育引導獨立的信息收集整理系統和咨詢系統。鼓勵社會中介組織和非官方民意調查機構建立發展,客觀地收集社會各方面信息,將民眾心理、民眾意愿、民眾需求等指標納入調查范圍。專業的調查與分析可以從技術上保證所獲信息的真實性和信息篩選的科學性。完善各類智囊機構和專家系統獨立發揮作用的制度,防止智囊專家淪為“御用”工具。
(三)建立健全行政決策評價法,落實決策責任追究制
行政評價又稱為政府績效評價, 是指采用現代科學的研究方法, 對政府或者政府的某個具體職能部門所實施的行政行為所產生的效果、執行情況及其所帶來的各種影響等進行客觀、系統的考察與評價的制度。對涉及公眾利益或者多方利益的行政行為, 通過評價制度評價其可行性以減少或者消除不利影響。有必要通過健全行政評價法, 加強公眾對行政評價的監督,保障行政決策的科學性、民主性。