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华北水利水电大学学报（自然科学版） 2024年第1期45卷 11-20,30页

作者：姚华鑫肖潇陈品祥周庆郭津刘瑶张方方王胜蕾李俊生中国科学院空天信息创新研究院数字地球重点实验室北京100094 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 可持续发展大数据国际研究中心北京100094 北京市测绘设计研究院北京100038 城市空间信息工程北京市重点实验室北京100038 自然资源部国土卫星遥感应用中心北京100048 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049

2021年12月26日,我国成功发射资源一号02E(ZY1-02E)卫星,其搭载了新一代高光谱相机(Advanced Hyperspectral Imager,AHSI),拥有30 m空间分辨率的可见光到短波红外范围内的166个波段,在内陆水体水质参数反演方面具有重要潜力。本研究以... 详细信息

2021年12月26日,我国成功发射资源一号02E(ZY1-02E)卫星,其搭载了新一代高光谱相机(Advanced Hyperspectral Imager,AHSI),拥有30 m空间分辨率的可见光到短波红外范围内的166个波段,在内陆水体水质参数反演方面具有重要潜力。本研究以北京市沙河水库和金海湖为研究区,开展基于ZY1-02E AHSI影像数据的叶绿素a浓度和透明度反演研究,以评价其实际应用效果。基于京津冀地区12个湖库的遥感反射率和叶绿素a浓度实测数据,构建叶绿素a反演半经验模型。将该模型和基于准解析算法(Quasi-Analytical Algorithm,QAA)的透明度半分析模型应用于ZY1-02E AHSI影像,并利用在沙河水库和金海湖两个研究区获取的星地同步实测水质数据对反演结果进行精度评价。结果表明,基于670 nm和705 nm波长的归一化指数的叶绿素a反演半经验模型的精度最高,拟合度和平均相对误差分别为0.79和21.70%;基于QAA-V6的透明度半分析模型的精度最高,拟合度和平均相对误差分别为0.93和13.90%。该研究结果初步证明了ZY1-02E高光谱数据在内陆水体水质参数反演中的潜力。

关键词： ZY1-02E卫星高光谱影像内陆水体叶绿素a 透明度

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光纤端面耦合周期极化铌酸锂(PPLN)薄膜波导器件的研究

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人工晶体学报 2024年第8期53卷 1319-1325页

作者：马翠坪陈家颖陈怀熹梁万国伍秋林冯新凯福建师范大学物理与能源学院福州350117 中国科学院福建物质结构研究所福州350002 中国福建光电信息科学与技术创新实验室福州350108 中国科学院大学北京100049 福建师范大学光电与信息工程学院福州350117 福建农林大学安溪茶学院泉州362406

通过有限元模拟器从理论上分析了在理想光学系统中实现光纤与周期性极化铌酸锂(PPLN)波导之间高效耦合的可行性。仿真模拟了单模保偏光纤和透镜光纤在空间中的发散情况。针对截面尺寸为10μm×10μm、长度为20 mm的PPLN脊形波导,进... 详细信息

通过有限元模拟器从理论上分析了在理想光学系统中实现光纤与周期性极化铌酸锂(PPLN)波导之间高效耦合的可行性。仿真模拟了单模保偏光纤和透镜光纤在空间中的发散情况。针对截面尺寸为10μm×10μm、长度为20 mm的PPLN脊形波导,进行了与两种不同光纤的直接端面耦合模拟分析。分析发现,尽管透镜光纤的耦合效率高达95%,但其基模占比却不足5%。鉴于PPLN倍频器件主要依赖于激光的基模进行工作,这使透镜光纤的耦合效率在实际应用中显得相对较低。相比之下,单模保偏光纤的基模占比高达93.8%,显示出更为优越的性能。因此,本文选择了单模保偏光纤与PPLN脊形波导进行封装测试。实验结果表明:当温度为24.8℃,从光纤放大器输出的泵浦功率最大为1.6 W时,计算扣除输入端光纤与波导的耦合损耗后的输入泵浦功率为1.2 W,光纤到波导的耦合效率为75%,略高于当前已知的最高效率72%。1 560 nm基频光的输入功率为1.2 W时,最大输出653 mW的倍频光,光光转换效率达到了54.4%,归一化转换效率为20.2%/(W·cm^(2))。

关键词：光纤周期性极化铌酸锂波导端面耦合耦合效率

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基于生成对抗网络的建筑物损毁检测

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测绘学报 2022年第2期51卷 238-247页

作者：葛小三陈曦赵文智李瑞祥河南理工大学测绘与国土信息工程学院河南焦作454003 河南理工大学自然资源部矿山时空信息与生态修复重点实验室河南焦作454003 北京师范大学地理科学学部遥感科学与工程研究院北京100875

建筑物作为自然灾害中最受影响的承灾体之一,其损毁信息的准确提取对灾后应急救援具有十分重要的意义。本文借鉴多模态的思想,提出了一种自动检测损毁建筑物的recursive-generative adversarial networks(RS-GAN)方法,将损毁建筑物检测... 详细信息

建筑物作为自然灾害中最受影响的承灾体之一,其损毁信息的准确提取对灾后应急救援具有十分重要的意义。本文借鉴多模态的思想,提出了一种自动检测损毁建筑物的recursive-generative adversarial networks(RS-GAN)方法,将损毁建筑物检测分为灾前建筑物识别和灾后损毁建筑物检测两个任务,且分别在两个GAN分支中完成。RS-GAN加入联合损失函数将两个GAN分支进行连接,充分利用两个任务之间的潜在互利性提升检测效果。RS-GAN利用第1条GAN分支识别建筑物灾前形状与位置,并将识别结果作为第2条GAN分支的输入进行损毁建筑物检测任务,从而使检测结果具有更清晰的轮廓。该方法为端到端模型,在不需要过多的人工干预情形下,实现了损毁建筑物的自动检测。为了验证RS-GAN模型的效果,在圣罗莎和密苏里两个数据集上进行了测试。试验结果表明,RS-GAN方法拥有更好的检测性能,在圣罗莎数据集上的总体精度和平均精度分别达到了0.90和0.86。

关键词：生成对抗网络(GAN) 灾前灾后双时相遥感影像建筑物轮廓提取损毁建筑物检测分步学习

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SiC陶瓷/UHMWPE纤维复合结构抗12.7 mm穿甲燃烧弹试验与仿真

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兵工学报 2022年第6期43卷 1355-1364页

作者：李永鹏徐豫新张健花培鑫赵晓旭北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 高能量密度材料教育部重点实验室北京100081 北京理工大学北京理工大学重庆创新中心重庆401120 北京理工大学唐山研究院河北唐山063000 北京理工大学机电学院北京100081 首都师范大学信息工程学院北京100048

针对SiC陶瓷板、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维板层合而成的复合结构,为掌握组元厚度对其抗弹性能的影响规律,进行12.7 mm穿甲燃烧弹对复合结构的侵彻试验,获得不同撞击速度下的侵彻效果。建立弹体对复合结构侵彻的有限元计算模型,并通... 详细信息

针对SiC陶瓷板、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维板层合而成的复合结构,为掌握组元厚度对其抗弹性能的影响规律,进行12.7 mm穿甲燃烧弹对复合结构的侵彻试验,获得不同撞击速度下的侵彻效果。建立弹体对复合结构侵彻的有限元计算模型,并通过试验验证计算模型的可靠性。采用被验证的计算模型对12.7 mm穿甲燃烧弹侵彻不同厚度组元的复合结构进行仿真计算,分析复合结构在弹体侵彻下的破坏机制及抗弹性能影响因素。研究结果表明:所建立的有限元模型能够可靠计算12.7 mm穿甲燃烧弹对复合结构的侵彻效应;复合结构抗弹性能随组元厚度增加呈线性增加,SiC陶瓷对抗弹性能的影响较UHMWPE纤维板大;随SiC陶瓷与UHMWPE纤维板厚度比的增加,复合结构抗弹体侵彻性能先增强后减小,当厚度比在0.2~0.4之间时,复合结构抗弹体侵彻性能最佳。

关键词：穿甲燃烧弹 SiC陶瓷 UHMWPE纤维板抗弹性能

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基于复合LSTM模型的PM_(2.5)浓度预测

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中国环境监测 2023年第1期39卷 170-180页

作者：顾阔焦瑞莉薄宇刘帅强王立志北京信息科技大学信息与通信工程学院北京100101 中国科学院大气物理研究所中国科学院东亚区域气候-环境重点实验室北京100029 北京清创美科环境科技有限公司北京100083

在对淄博市19个空气质量监测站点监测数据进行分析后,提出了一种基于机器学习的复合模型——灰色关联度分析(GRA)-改进的完备总体经验模态分解(ICEEMD)-长短期记忆网络(LSTM)模型。通过分析淄博市2019年大气污染物和气象数据,选用LSTM... 详细信息

在对淄博市19个空气质量监测站点监测数据进行分析后,提出了一种基于机器学习的复合模型——灰色关联度分析(GRA)-改进的完备总体经验模态分解(ICEEMD)-长短期记忆网络(LSTM)模型。通过分析淄博市2019年大气污染物和气象数据,选用LSTM模型预测PM_(2.5)浓度。由于传统单一模块机器学习模型具有训练时间较长和预测精度较低的问题,提出了复合LSTM模型。该模型由3部分组成:GRA,用于PM_(2.5)浓度影响因素变量筛选;ICEEMD,用于PM_(2.5)分解、分量筛选和原始大气污染物及气象数据处理;LSTM,用于PM_(2.5)浓度预测。预测结果表明:淄博市中部丘陵地带PM_(2.5)浓度高于南部山区和北部平原,东部高于西部;淄博市逐月PM_(2.5)浓度呈“U”形分布,1月最高,8月最低;淄博市PM_(2.5)浓度受PM_(10)和CO影响较大,受湿度和温度影响较小。对比单一LSTM模型和GRA-LSTM模型,GRA-ICEEMD-LSTM模型能有效提升运算效率,减少训练时长,提升预测精度,具有良好的应用效果。

关键词： PM_(2.5)浓度灰色关联度分析(GRA) 改进的完备总体经验模态分解(ICEEMD) 长短期记忆网络(LSTM)

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基于生成式对抗网络的联邦学习后门攻击方案

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计算机研究与发展 2021年第11期58卷 2364-2373页

作者：陈大卫付安民周纯毅陈珍珠南京理工大学计算机科学与工程学院南京210094 信息安全国家重点实验室(中国科学院信息工程研究所) 北京100093

联邦学习使用户在数据不出本地的情形下参与协作式的模型训练,降低了用户数据隐私泄露风险,广泛地应用于智慧金融、智慧医疗等领域.但联邦学习对后门攻击表现出固有的脆弱性,攻击者通过上传模型参数植入后门,一旦全局模型识别带有触发... 详细信息

联邦学习使用户在数据不出本地的情形下参与协作式的模型训练,降低了用户数据隐私泄露风险,广泛地应用于智慧金融、智慧医疗等领域.但联邦学习对后门攻击表现出固有的脆弱性,攻击者通过上传模型参数植入后门,一旦全局模型识别带有触发器的输入时,会按照攻击者指定的标签进行误分类.因此针对联邦学习提出了一种新型后门攻击方案Bac_GAN,通过结合生成式对抗网络技术将触发器以水印的形式植入干净样本,降低了触发器特征与干净样本特征之间的差异,提升了触发器的隐蔽性,并通过缩放后门模型,避免了参数聚合过程中后门贡献被抵消的问题,使得后门模型在短时间内达到收敛,从而显著提升了后门攻击成功率.此外,论文对触发器生成、水印系数、缩放系数等后门攻击核心要素进行了实验测试,给出了影响后门攻击性能的最佳参数,并在MNIST,CIFAR-10等数据集上验证了Bac_GAN方案的攻击有效性.

关键词：联邦学习生成式对抗网络后门攻击触发器水印

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GNSS广播星历轨道和钟差精度分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2022年第7期47卷 1122-1132页

作者：刘路郭金运周茂盛鄢建国纪兵赵春梅武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 山东科技大学测绘科学与工程学院山东青岛266590 海军工程大学导航工程系湖北武汉430033 北京房山人卫激光国家野外科学观测研究站北京100830

为了对多个全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)当前的广播星历精度进行一个全面的分析,对比了2014—2018年共5 a的GNSS广播星历与精密星历,并对全球定位系统(global positioning system,GPS)、格洛纳斯卫星导... 详细信息

为了对多个全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)当前的广播星历精度进行一个全面的分析,对比了2014—2018年共5 a的GNSS广播星历与精密星历,并对全球定位系统(global positioning system,GPS)、格洛纳斯卫星导航系统(global navigation satellite system,GLONASS)、伽利略卫星导航系统(Galileo satellite navigation system,Galileo)、北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)、准天顶卫星系统(quasi⁃zenith satellite system,QZSS)等5个系统的广播星历长期精度变化进行了分析。结果表明:5 a中GPS的广播星历轨道及钟差精度最稳定;GLONASS的广播星历轨道精度稳定性较好,但其钟差精度存在较大的离散度;Galileo得益于具备全面运行能力(full operational capability,FOC)卫星的大量发射及运行,其广播星历轨道、钟差精度大幅度变好,切向轨道、法向轨道与钟差精度已赶超GPS;BDS的广播星历轨道精度离散度较大,钟差精度出现不稳定现象;QZSS的广播星历轨道与钟差精度的稳定性与离散度相对最差。以2018年1 a的广播星历与精密星历为例分析了各个系统当前的广播星历精度,结果表明,当前GPS、GLONASS、Galileo、BDS、QZSS的考虑轨道误差与钟差误差贡献的空间信号测距误差(signal⁃in⁃space ranging error,SISRE)分别为0.806 m、2.704 m、0.320 m、1.457 m、1.645 m,表明Galileo广播星历整体精度最高,GPS次之,其次分别是BDS、QZSS和GLONASS。只考虑轨道误差贡献的SISRE分别为0.167 m、0.541 m、0.229 m、0.804 m、0.675 m,表明GPS广播星历轨道精度最高,其次分别是Galileo、GLONASS、QZSS和BDS。GPS卫星广播星历中新型号卫星的钟差精度总体要优于旧型号卫星。

关键词：全球导航卫星系统广播星历精密星历轨道误差钟差误差

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基于异常行为的海洋气象传感网的入侵检测方法研究

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通信学报 2023年第7期44卷 86-99页

作者：苏新田天 Ziyang Gong 周一青河海大学信息科学与工程学院江苏常州213022 嘉泉大学计算机工程系韩国京畿道04703 中国科学院计算技术研究所处理器芯片全国重点实验室北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100190

应对海洋气象传感网面临的异常数据流攻击,分析安全机制,针对其复杂庞大的网络结构和节点内分布极端不平衡的数据流,对基于异常行为的海洋气象传感网入侵检测方法进行研究,并搭建入侵检测系统。重点考虑数据集不平衡问题,使用深度生成网... 详细信息

应对海洋气象传感网面临的异常数据流攻击,分析安全机制,针对其复杂庞大的网络结构和节点内分布极端不平衡的数据流,对基于异常行为的海洋气象传感网入侵检测方法进行研究,并搭建入侵检测系统。重点考虑数据集不平衡问题,使用深度生成网络CVAE-GAN学习数据集中少数类的分布,实现有效的数据生成。使用基于OPTICS的去噪算法清除多数类中噪声点,清晰化类别边界。从数据角度入手,降低数据集不平衡率,减小不平衡数据集对入侵检测系统的影响,提高分类器对少数类异常流量的识别能力。仿真结果表明,所提系统能够有效识别各类异常流量,尤其是少数类异常流量,所采用的不平衡数据集处理方法对分类器的检测能力有显著提高。

关键词：海洋气象传感网入侵检测系统数据集平衡化 CVAE-GAN OPTICS

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废弃矿井残余煤层气开采多能互补直流微电网关键技术及瓶颈问题

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煤炭学报 2023年第4期48卷 1798-1813页

作者：王浩李斌王雨婷李绍令张国澎杨大山白利军王聪河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454003 河南省煤矿装备智能检测与控制重点实验室河南焦作454003 煤炭科学技术研究院有限公司北京100013 山西蓝焰煤层气集团有限责任公司山西晋城048204 中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083

从废弃矿井残留能源与空间资源协同利用出发,在废弃矿井绿色低碳多能互补体系框架下,统筹考虑废弃矿井采空区煤层气开采活动用电需求与采煤沉陷区可再生能源发电潜力,以及低浓度瓦斯发电和储能作为补充,提出探索构建集成风-光-气-储的... 详细信息

从废弃矿井残留能源与空间资源协同利用出发,在废弃矿井绿色低碳多能互补体系框架下,统筹考虑废弃矿井采空区煤层气开采活动用电需求与采煤沉陷区可再生能源发电潜力,以及低浓度瓦斯发电和储能作为补充,提出探索构建集成风-光-气-储的废弃矿井残余煤层气开采多能互补直流微电网系统。相较于普通直流微电网,低系统惯量、弱电网连接、分布式发电随机波动和周期变工况负荷大扰动等多重不利因素叠加使得废弃矿井残余煤层气开采多能互补直流微电网系统稳定运行面临更加严峻的挑战。为此,有必要围绕废弃矿井残余煤层气开采多能互补直流微电网系统这一废弃矿井残留能源与空间资源协同利用潜在场景涉及的关键技术及背后的瓶颈问题展开系统梳理与探讨。首先,阐述了废弃矿井残余煤层气开采多能互补直流微电网系统的拓扑结构与组成单元,并从能量流动模型出发探讨了在寻求系统容量优化配置过程中需要考虑的约束条件。接着,提炼出煤层气抽采机电动机周期变工况负荷分析、低浓度瓦斯发电机气-电转换环节耦合、电压稳定控制及协调运行等破解废弃矿井残余煤层气开采多能互补直流微电网系统可靠稳定及协调运行难题涉及的关键技术,总结和回顾了已有研究进展,分析了目前工作存在的难点和问题,同时探讨了可能的解决方法及后续工作建议。进一步指出亟待攻克低浓度瓦斯发电机气-电耦合长时间尺度与风光储短时间尺度联合建模,以及低惯量、弱连接、大扰动等多重不利因素作用导致的电压振荡机理等关键技术背后的核心瓶颈问题。最后,从已有工作基础、研究进展及经济效益评估等方面展望了构建废弃矿井残余煤层气开采多能互补直流微电网系统的可行性及应用前景。

关键词：废弃矿井煤层气多能互补直流微电网关键技术瓶颈问题可行性

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基于极化神经网络的雷达舰船检测识别方法

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上海航天（中英文） 2023年第1期40卷 53-60页

作者：林晓晶肖鹏浩何良王海鹏复旦大学信息科学与工程学院电磁波信息科学教育部重点实验室上海200433 北京华航无线电测量研究所北京102445

相参雷达捕获的全极化海面目标距离-多普勒(RD)回波数据中,目标区域占比小、信噪比低,且海况环境与干扰种类多变,使得经典的深度神经网络在此种条件下检测识别精度较低。为此,本文提出了一种基于极化深度神经网络的全极化相参雷达海面... 详细信息

相参雷达捕获的全极化海面目标距离-多普勒(RD)回波数据中,目标区域占比小、信噪比低,且海况环境与干扰种类多变,使得经典的深度神经网络在此种条件下检测识别精度较低。为此,本文提出了一种基于极化深度神经网络的全极化相参雷达海面目标检测识别算法。首先,引入极化特征提取模块挖掘目标与干扰的差异化特征;其次,通过特征金字塔网络解决小目标检测识别的问题;最后,使用级联结构进一步提升算法性能。在全极化相参雷达回波数据集上的测试结果表明:基于特征值与特征矢量的极化特征对于数据集中两类舰船目标的平均精度分别达到0.907 9与1.0,相比不采用极化特征有着显著提高。

关键词：距离-多普勒(RD)回波数据海面目标检测识别极化神经网络极化特征极化分解

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