研究精粹

• 动态可信度量研究综述

  杨慧婷;黄浩翔;郭学让;郭庆瑞;李峰;汪烈军;

  随着数字化转型的加速推进及发展新质生产力的核心需求，重要信息系统在社会各领域得到广泛应用，然而其业务多样化、规模庞大化致使运行境况愈发复杂，如何有效保证其生命周期内的可信运行成为社会关注的焦点问题．随着可信计算的应用被提升至国家战略层面，动态度量作为其核心技术之一，成为解决重要信息系统运行态可信难题的理想方案，但是如何保证动态度量的有效性及低性能开销成为一个极具挑战的问题．首先，介绍了动态度量的应用背景，梳理了可信计算的基本概念及定义；其次，从动态度量的有效性、可信评估的精准性及度量架构的安全性三个方面分析了动态度量的关键因素，并给出了动态度量的定义．接着，从动态度量模型的理论研究和工程研究（被度量对象的全面性、度量架构的安全性）两个方面对现有方案进行了深入探讨．在此基础上，对动态度量面临的技术难题进行了总结分析并给出了未来解决思路．最后，对动态度量技术未来发展及应用进行了展望．

  2025年04期 v.42;No.188 385-400页 [查看摘要][在线阅读][下载 1193K]
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空-天-地一体化智能数字基座关键技术研究与行业应用专题

• 遥感大模型进展与行业应用展望

  钱育蓉;白璐;刘鹏;李晨;杨帆;李梦倩;范迎迎;刘炫辰;公维军;

  随着人工智能与遥感领域技术的深度融合，遥感大模型逐渐成为当前的研究热点．本文系统梳理了遥感大模型的发展历程和最新进展，分别从模态和任务的角度分类总结了遥感大模型关键技术新动态．从模态角度，遥感大模型在处理海量遥感数据时展现出卓越的能力，可有效挖掘多模态遥感大数据中复杂的空间和光谱信息．从任务角度，遥感大模型正从单任务向多任务处理演变，同时展现出强大的泛化能力，具备迅速适应多模态数据环境下的多样化任务需求特性．首先，归纳总结了单任务/多任务、单模态/多模态遥感大模型学术界热点研究；其次，分类梳理了农业大模型实际应用现状；最后，结合遥感大模型在农业领域泛化能力和可用性等方面关键科学问题进行展望，并重点聚焦于农业知识图谱构建、数据迁移以及轻量化部署三个方面的分析．

  2025年04期 v.42;No.188 401-415页 [查看摘要][在线阅读][下载 1420K]
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• 带截止期约束的复杂依赖任务的智能调度优化

  王佳;潘仟喜;杨文忠;

  农作物分类、种植面积估计、需水量/蓄水量的预测等是农业领域水资源高效利用的重要任务．当前天-地协同水资源管理中，不同设备（天基卫星、空基遥感、地面观测）所产生的异构数据间紧密关联．用户提交的不同任务通常由一系列相互依赖的子任务构成，且要求在给定的截止期前完成．故提出一种基于图注意力网络和元学习的调度优化策略，通过均衡子任务间的传输时间和计算时间以最小化所有作业的完工时间．为更好提取异构数据间的紧密关联，采用改进多头注意力机制的图注意力网络有效提取子任务间的依赖和关联关系．同时，利用指数平滑改进的元学习方法进行网络参数优化以提高模型的适应性．与现有深度学习调度算法相比，所提调度策略在截止期前完成的作业数量比率平均提升7.52%.

  2025年04期 v.42;No.188 416-424页 [查看摘要][在线阅读][下载 959K]
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• 非独立同分布与长尾分布下的联邦学习优化方法

  冯文举;杨焱青;贾振红;张琳琳;

  针对联邦学习中非独立同分布和长尾分布问题，结合对比学习和两阶段学习策略，提出了一种新型联邦学习方法．利用对比学习对齐客户端模型与全局模型之间的特征，减少各客户端之间的特征差异，同时汇总并上传客户端的模型梯度，通过服务器端的虚拟特征重新训练分类器，提升全局模型对少数类数据的学习能力．结果表明：所提方法在Fashion-MNIST数据集上准确率最高提升0.36%，在CIFAR-10数据集上准确率最高提升1.64%.

  2025年04期 v.42;No.188 425-433页 [查看摘要][在线阅读][下载 1189K]
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• SWLS：沙湾市遥感图像土地覆盖语义分割数据集

  卢毅果;钱育蓉;白璐;范迎迎;李志财;刘鹏;

  近年来，随着国产高分卫星数据获取的便利性提升，遥感图像在城市扩展监测、水资源管理及农业应用等领域的解译需求愈发迫切，遥感图像语义分割技术逐渐成为核心手段之一，高质量的基准数据集是训练和评估遥感图像语义分割算法的基础．现有土地覆盖语义分割数据集大多缺乏近红外波段，地物标注精细度和多样性不足，且缺少新疆特有地貌的数据支持，限制了模型在特定地区实际应用的效果．为此，提出了一个专注于新疆沙湾市的高分辨率多光谱卫星遥感图像土地覆盖语义分割数据集Shawan Land-cover Semantic Segmentation Dataset(SWLS)，该数据集基于高分一号卫星（GF-1）的多光谱图像，涵盖了RGB和近红外4个波段，具有更精细的地物标注，尤其在防风林和建筑物等复杂类别上具备差异化标注．在SWLS数据集上对多种经典卷积神经网络和Transformer架构的语义分割模型进行了全面评估，卷积架构模型最高m IoU为87.46%,Transformer架构最高m IoU为69.83%.

  2025年04期 v.42;No.188 434-443页 [查看摘要][在线阅读][下载 2201K]
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• SW-SRD：新疆沙湾地区遥感图像超空间分辨率重建数据集

  邓峰良;钱育蓉;吴同铨;范迎迎;白璐;王元旭;

  随着遥感技术的飞速发展，高分辨率遥感图像在环境监测、农业资源管理等领域的需求不断增加．然而，现有数据集（如CBRA、SpaceNet等）缺乏更高分辨率的农田区域数据，制约了超分辨率重建技术在复杂地表环境中的应用．为填补这一空白，提出了SW-SRD(Shawan Super-spatial Resolution Dataset)超空间分辨率数据集．该数据集基于中国新疆沙湾地区的高分一号卫星图像，包含2 m全色图像与8 m多光谱图像，通过数据融合生成2 m分辨率的多光谱图像．SW-SRD数据集具有以下特点：1）精确对齐的高低分辨率图像对，保证超分模型训练的准确性；2）多光谱波段支持，增强遥感算法的光谱信息利用；3）涵盖农田、建筑物、沙漠、山脉等多样地表特征，为复杂环境下算法研究提供丰富场景．为验证SW-SRD数据集的有效性，选择了多种经典及先进的超分辨率重建方法进行了实验对比．在各项指标中，SW-SRD数据集在农田、建筑物、荒漠等复杂场景的细节还原和纹理表现方面均显著优于其他数据集．

  2025年04期 v.42;No.188 444-456页 [查看摘要][在线阅读][下载 2404K]
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• 公路场景下无人机遥感图像变化检测研究

  武爱英;伊克沙尼·帕依祖拉木;张一欣;王晓莉;

  为适应公路场景的具体需求，构建了用于公路补油变化检测的数据集ROR-CD(road oil replenishment change detection)和新的变化检测模型SIBCD(single independent branch change detection network)，通过单一特征提取分支降低模型参数量．利用轻量级全局特征融合模块GFFM(global feature fusion module)融合全局信息和局部信息，提升模型面对多尺度数据的适应能力．采用基于空间和通道注意力的多尺度特征融合模块CFFM(convolutional feature fusion module)融合多时态多级特征，提升模型检测效果．在两个变化检测公开数据集LEVIR-CD和SYSU-CD以及自建公路补油变化检测数据集上进行一系列实验，验证了模型在保证计算成本的前提下，检测精度在多个数据集上均有所提高，可满足公路场景的实际需求．

  2025年04期 v.42;No.188 457-468页 [查看摘要][在线阅读][下载 2663K]
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• 基于信息量和机器学习的新疆托克逊县地质灾害易发性评价

  李凤霞;刘桂萍;杜光辉;魏震;杨焱青;

  地质灾害易发性评价对防灾减灾工作至关重要，有效的评价方法与评价模型在地质灾害易发性评估中发挥着重要作用．本文以ArcGIS为平台，采用信息量法和机器学习方法，构建了IV-RF、IV-XGBoost、IV-CatBoost、IV-KNN四种耦合模型，对托克逊县地质灾害易发性进行评价，并利用SHAP值深入剖析最高AUC值的耦合模型，明确各影响因子对预测结果的贡献．结果表明：在四种模型中，IV-CatBoost模型具有较高精度，其中距道路距离、距水系距离和地形起伏度是最重要的三个影响因子．研究区地质灾害极高易发区、高易发区主要位于阿拉沟山、鱼儿沟、甘沟等沟谷沿线，阿拉沟河和乌斯通沟中下游地区，以及吐-和高速公路（G3012）甘沟段、S301沿线．

  2025年04期 v.42;No.188 469-484页 [查看摘要][在线阅读][下载 3692K]
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智慧工程与先进制造专题

• 660 MW超超临界燃煤机组烟气余热深度利用系统经济性分析

  马小晶;王其微;胡丽娜;睢洋洋;程泽宁;艾克旦·艾尼瓦;

  以某国产典型660 MW机组为案例，根据能量梯级利用理论，设计了针对不同季节的烟气余热深度利用系统，即：夏季联合烟气旁路系统、冬季联合烟气旁路+常规暖风器、冬季烟气旁路联合暖风器，建立了系统的经济性分析模型．与常规烟气余热利用方案进行对比，分别进行变工况分析．结果表明：机组在夏季变工况下最高可降低标准煤耗率2.42 g/kWh；冬季变工况下采用烟气旁路联合暖风器更优，最高可降低标准煤耗率3.42 g/kWh．该烟气余热深度利用系统的总投资约为1 184.10万元，全年平均可节省6 688.86吨标准煤，年节煤收益501.66万元，CO_2等气体减排超过1.59万吨，节能环保效益显著，在工程上具有可行性．

  2025年04期 v.42;No.188 485-495页 [查看摘要][在线阅读][下载 1333K]
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• 高温熔融盐储热辅助热电联产机组灵活调峰研究

  张鹏;廖海燕;周兆伦;王翔;卓建坤;姚强;

  为解决燃煤热电联产机组供暖季热负荷与电负荷不匹配，以及供暖季和非供暖季运行差异等问题，提出了基于双向换热系统的熔盐储热系统．供暖季采用“主蒸汽、再热蒸汽储热-给水释热”模式提升调峰能力并满足供暖热需求，非供暖季通过“主蒸汽、再热蒸汽储热-给水、凝结水释热”模式提高系统热效率．基于仿真模型分析表明，双向换热系统可实现储/释热模式的灵活切换，供暖季在供热负荷为90 MW_(th)时机组最小负荷可降低至98.76 MW_e(28.2%THA)，非供暖季主蒸汽储热比例为80%时机组最小负荷可降低至106 MW_e(30.3%THA)．经济性评估显示，供暖季采用双向换热系统较传统熔盐方案设备成本降低了12.3%．研究验证了双向储-释热换热器在机组全周期经济性与能源效率中的提升作用，为火电机组低碳转型提供技术支撑．

  2025年04期 v.42;No.188 496-505页 [查看摘要][在线阅读][下载 1459K]
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• 火车车轮踏面外径激光测量传感器位姿标定及误差分析

  南昀;唐晓娟;尹爱勇;赵美云;

  基于激光测距的非接触式车轮踏面外径测量原理，提出了4根激光线汇交于一点的对中方法．采用标定指针、标定板和标定环对4个激光测量传感器的位姿进行标定，其中，位姿参数主要有水平面内激光线之间的夹角θ和激光器发射点到汇交点的距离．在此基础上，对激光线垂直面内的倾斜角β和水平面内的夹角θ进行了误差分析．该测量方法能够测量Φ800～1 300 mm的车轮，测量误差小于±0.5 mm.

  2025年04期 v.42;No.188 506-512页 [查看摘要][在线阅读][下载 1330K]
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