引言

今年年初，英国BBC新闻网发起“20世纪最伟大人物”评选，中国首位诺贝尔生理学或医学奖得主，我们敬爱的屠呦呦屠奶奶就是候选人之一。在后来公众投票中，可谓各路神仙齐聚，最后决赛的名单，包括马丁·路德·金、纳尔逊·曼德拉、欧内斯特·沙克尔顿、戴维·鲍伊、穆罕默德·阿里还有巴勃罗·毕加索。然而还是有一位伟人超越了他们，被命名为“20世纪最伟大的人物”，他就是计算机科学之父——阿兰·图灵（Alan Turning）。别的伟人给人类以信仰，以图灵为代表的计算机科学家，给人类的则是未来。
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话题和标题扯得有点远，图灵也好，信息论创始人香农（Shannon）也好，今天的主角python的创始人吉多（Guido）也好，其实他们离我我们真的不远。既然同处一个时代，同样是兴趣使然，虽然难以望其项背，但是用先进的手段做一些好玩的东西，甚至用Nature、Science常用的数学手段分析一点日常的东西自娱，还是有可能的。世上无难事，只要肯登攀。

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有句话叫Talk is cheap,show me the code这里也不过多的宣传数字化思维的作用了，我们直接进入正题，let's go~

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目标

机场驱鸟的重要性这里不予赘述，因为会静下心看这篇东西的人必然是核心技术人员，都懂的比我更深。我们平时制作的鸟类活动分布图，基本是在特定的区域里绘制鸟类表示此区域有该鸟种分布，由于图的静态限制，除了认识这种鸟的照片外作用微乎其微。本次目标分两个，一是制作辖区动态鸟类分布图，用动态的方式展现出特定的鸟种活动区域，并将移动速度，体型，危害程度等作为属性参数予以体现，由于篇幅限制此图仅展示原理；另外一个是制作模拟鸟类在飞机进近过程中出现的过程，把特定区域的高危鸟种罗列出来，以动态形式展现，同时将进近中的飞机变为可操作对象，直观展示应对鸟击所适宜采取的措施，我将展示最终成果效果图。

环境

计算机环境相对简单，需要自行安装python3.0，python作为人工智能时代的编程语言，可以说是未来很多工作数字化的最佳基础。本次编码后来采用的geany编译器。

之后pip install pygame，兴趣使然所以使用的pygame平台（我才不会说是因为matplotlib我还没彻底熟悉呢，另外动态过程pygame真的方便）。

素材

图片素材包括鸟类素材，飞机素材，背景素材。因为作者人在内蒙，本文就以当地常见的斑翅山鹑，小沙百灵，云雀三个鸟种为例，其他的种类原理相同可以自行添加。飞机素材网上一大把，ps抠图就是了。背景素材嘛，就地取材拍一张了。

素材样例

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代

码

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详细代码段

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首先是导入和预设，防中文汉字乱码或者报警，所以采用gbk编码。然后初始化pygame。

coding=gbk

导入pygame

import pygame

import random

导入pygame坐标系

from pygame.locals import *

初始化pygame

pygame.init()

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既然直观展示，我们需要一个可以交互的界面，生成一个1500×1000像素的界面。

screen = pygame.display.set_mode((1500, 1000))

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下面需要导入飞机和鸟类模型，生动一点的话，还应该导入动态的云彩，于是定义相应的类。首先是飞机主体。

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飞机有两种行为，一种是由人手动操控，一种是按照既定路线（PS：我在某机场看到管制员再玻璃窗上绘制了飞机进近的参考线，很有意思）降落至跑道上平飞。我们在定义过程中加入操控部分。

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为了防止飞机飞出屏幕，适当做个保护吧

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飞机定义好了，开始定义上鸟类，首先是斑翅山鹑种，也就是沙斑鸡，飞行高度较低，喜欢跑动，所以生成点高度设定的也低。具体如下：

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同理，定义小沙百灵和云雀，注意根据习性不同设置了不同的分布参数。

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为了更有真实感，我们还设定了动态的云朵，出现方式类似，只是调整了频率。

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下面把最后的预处理工作做好：

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到此为止，所有设定工作都已完成，开启界面的主循环。我们要使在主循环过程中，可以按退出终止演示，同时也要让不同鸟种动态生成，自动更新。

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当然，主循环过程中该自动更新生成的不能落下。

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当发生飞机和鸟类碰撞时，即鸟击事件，为方便演示，我们定义二者的边框有重叠部分时，改变飞机的形态为hit形态，同时背景文件替换（当然，这是个人习惯，也完全可以加载一张其他提示性的png文字图片）

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对了，还记得开头提到过的，飞机自动进近路线么，我们定义一个行为，当我按住键盘上的g键时，飞机按照既定的方向和速度进近落地，当落地至跑道平面时，飞机以既定的速度平飞。具体如下：

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以上，我设想的一些功能都已实现，不过一旦鸟击之后，还是希望可以重新开始进行下一次演示的，我们不妨设定一下重新开始的程序吧。按空格键后，飞机要重置，背景要重置，鸟类可以不用动，继续动态演示就好了。

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最后，加上一句pygame.display.flip()，开始运行！

实际运行效果如图（因为屏幕大，所以gif的优化不是很好，软件本身并无卡顿，另外部分功能如G键自动运行不会很好的体现出来，有兴趣可以下载代码自行测试。）

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扩展

扩展有两个，一个是软件本身，其实我们要的是演示效果，包括鸟类的分布动态显示，这些依据机场的时机情况要好的多，所以我这里只设定了每种鸟类的平行分布。而是鸟击之后可以在背景内增加更多的分析和思考内容，所以我采用背景替换的方式，图片中虽然显示的事youlose，真正适合显示的对不同区域不同种类的鸟种的防治分析。

第二个扩展，就是开头说的，如何利用相同的思路绘制动态鸟类活动分布地图呢。其实只需要修改背景为机场周边8公里地形图或者其他mapinfo软件绘制的底图，然后重新定义鸟类的活动区域和运动速度，当超出边界时使用kill（）方法消除即可。因为需要多种鸟类同时存在才有效果，故这里仅提供思路，我的32位低配电脑真跑起来还是有压力的。