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科研方向三:地质信息系统与空间信息工程

发布时间: 2017-02-07 13:07 访问人数: 797

1.地质信息系统软件平台及其关键技术

主要对地质科学大数据理论与方法进行了较为系统的研究。由于地质科学大数据特征与一般大数据有相似之处,也有显著差别,可以引进大数据理论、方法和技术,开展对地质科学大数据的统合和利用。采用大数据技术直接在海量时空数据和文本数据中挖掘知识,能突破采样随机性和样本空间狭小、仅凭少量观测数据和固有模式进行判断,以及传统数据分析方法的限制,有可能取得地质科学的新发现。在《科学通报》发表论文对地质科学大数据及其利用的若干问题进行了探讨,研究提出了大数据时代地质科学发展所涉及的关键科学技术问题,包括结构化数据与半结构化非结构化数据、大数据与小数据、混杂性数据与精确性数据、模型与数据、静态勘查模型与动态监测模型等的一体化存储管理和处理,数据挖掘与数据分析的结合、相关关系与因果关系的统一,地质科学大数据的深度挖掘和可视化。"玻璃地球"是地质科学大数据的有效载体,开展"玻璃地球"建设是解决上述各种科学技术问题的最佳途径之一。此外,进行了三维地质建模方法方面的研究工作,主要对三维地形曲面算法进行了优化,研究提出了一种三维地质体模型的序贯剖面动态显示方法。

2.空间航天器轨道优化设计与系统研发

2016年,轨道优化设计组围绕民用航天十三五预研项目的立项申报以及装备教育部联合基金的申报,深入研究了对地覆盖计算的快速方法、深空探测的轨道优化设计、CSTK产品的市场化以及可靠性建模与分析工具的研发等工作。具体如下:

(1)研究了对地覆盖计算的快速方法。设计了长期摄动因素影响下的精确轨道计算模型,实现了多种典型摄动类型的快速计算;提出了纬度带法覆盖计算的快速方法,针对特定区域高强度持续覆盖优化设计了最优星座。

(2)研究了深空探测轨道优化设计方法。采用神经网络与CBR(Case based-reasoning)方法提出了深空探测任务中的探测目标选择问题,改进了传统的DE算法并对定行星序列的时间搜索问题进行了求解。

(3)研究了CSTK产品的市场化工作。以航天典型任务的需求分析为出发点,基于用户的视角,分析了航天应用中的共性基础模块,剔除了现有CSTK软件中的专业性或非共性不通用的功能模块,以星座优化设计、星座覆盖分析、多星任务规划、效能评估等核心应用为基础,提炼与优化了功能完备的软件模块作为构建CSTK1.0版本的基础,并设计简单、统一、通用的软件接口以方便用户的二次开发。

(4)研究了可靠性建模方法。设计研发了Petri网建模、分析和仿真软件。该软件是一款集扩展的确定与随机Petri网( EDSPN ) 、着色随机Petri网(SCPN)、动态着色Petri网(DCPN) ,建模、分析和仿真评价等功能于一体的仿真软件。

3.地质空间信息安全及其应用

2016年度主要展开了在多媒体通信安全、新一代网络流媒体隐秘通信的理论和方法研究,包括在多媒体网络通信安全、信息隐藏、卫星遥感通信安全、实时数字信号处理、分形计算与智能计算交互、地质空间信息安全、海量地质数据在网络中安全传输的关键问题、可信认证和匿名安全通信基础性科学问题研究、环境物联网安全感知关键技术等方向开展研究,取得了进一步的研究成果。

在学术研究及特色凝练上,以地球科学涉及到的数据、信息、系统、网络为研究对象,构建了基于海量异构地学信息的流媒体实时隐密通信新方法、确定了地质空间信息安全及其应用的学科方向,就如下问题展开了初步研究及探索:地质环境与地质灾害监测物联网安全、地下水资源监测物联网安全、地质灾害与地质工程监测物联网安全、空间信息基础设施云安全、基于云平台的国家地质基础信息资料的访问控制与审计、地质图空间数据库安全、涉密地理信息系统安全、战略地质资源网络数据访问控制、多源异构富媒体地质大数据安全共享、天地图网络安全、地学网络安全、地学相关数据和信息网络的特征(数据特征,网络结构特征,数据访问的模式特征)、地学相关数据和信息网络的特定安全系统方案(防火墙,入侵检测系统,网络日志审计系统,网络隔离系统)、地学数据与信息的通信安全(VPN,IPSec,End-to-End加密)、新型地学网络系统架构中的安全问题(地学云计算安全,地学大数据安全)、地学系统安全、面向地学数据安全的密码学、地学内容安全、地学软件安全。


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