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对称密码量子电路的综合与优化研究综述

中国科学:物理学力学天文学 2025年

作者：林达高飞邹剑黄震宇孙思维孙兵国防科技大学理学院北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室福州大学计算机与大数据学院福州大学网络系统信息安全福建省高校重点实验室中国科学院信息工程研究所网络空间安全防御重点实验室中国科学院大学网络空间安全学院中国科学院大学密码学院密码科学技术全国重点实验室国防科技大学密码研究中心

随着量子技术的不断发展和量子计算机的逐步推进,现代密码面临的挑战愈加多元化.在分析密码算法抵抗量子攻击的安全性强度时,量子实现电路的构造是其中的重要一环.对称密码是现代密码的重要组成部分.本文综述了近年来在量子计算模型下... 详细信息

随着量子技术的不断发展和量子计算机的逐步推进,现代密码面临的挑战愈加多元化.在分析密码算法抵抗量子攻击的安全性强度时,量子实现电路的构造是其中的重要一环.对称密码是现代密码的重要组成部分.本文综述了近年来在量子计算模型下优化对称密码实现电路的研究成果.具体地,归纳了线性层、S盒以及各类加法操作等的可逆电路构造的相关研究,还总结了AES算法、SM4算法、Camellia算法等对称密码的量子实现研究.

关键词：量子技术量子实现对称密码

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基于大语言模型的事件常识知识图谱扩展方法

软件学报 2025年

作者：黄俏娟曹存根王亚王石中国科学院计算技术研究所智能信息处理重点实验室中国科学院大学南阳师范学院人工智能与软件工程学院

常识知识通常不在自然语言中明确表述,而是隐含在人类的认知中,为机器提供常识知识一直是人工智能领域的长期目标之一.前期,课题组成员手工构建了一个高精度的以事件为中心的中文种子常识知识图谱(ECKG),包含了26 606个常识事件三元组,... 详细信息

常识知识通常不在自然语言中明确表述,而是隐含在人类的认知中,为机器提供常识知识一直是人工智能领域的长期目标之一.前期,课题组成员手工构建了一个高精度的以事件为中心的中文种子常识知识图谱(ECKG),包含了26 606个常识事件三元组,覆盖了因果、时序、条件等多种常见的事件关系.尽管种子ECKG具有一定的价值,但规模较小,在实际应用中发挥的作用有限,且大规模的事件常识知识图谱在现有研究中较为稀缺.为了应对这些挑战,采用GPT系列的大语言模型来扩展种子ECKG中的因果、时序、条件和子事件这4种事件关系.扩展方法包括3个主要的步骤:首先,将种子ECKG中的事件结合4种关系定义设计了特定的事件知识提示(ek-prompt),并使用GPT-4-Turbo模型生成相应的事件三元组.其次,将种子ECKG的三元组与通过ek-prompt获取的正确三元组组合,以构建特定的数据集,并将GPT-3.5-Turbo模型在数据集上进行微调,以生成更多具体的事件三元组和验证新三元组准确性.最后,通过分析种子ECKG事件的相似性,并引入事件共享机制,将相同关系下的相似事件关联的事件互相共享,以保持相似事件的三元组一致性.经过实验评估,新获取的三元组具有高质量,尤其是时序关系的三元组准确率最高,达到了98.2%.所提扩展方法最终为种子ECKG增补了2 433 012个常识事件三元组,显著扩大了ECKG的规模,可以为人工智能领域的许多应用提供了更为丰富的常识知识资源.

关键词：事件常识知识图谱大语言模型微调技术事件三元组事件共享机制

鄱阳湖全天候水位-面积逐日数据集（2014—2023年）

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湖泊科学 2025年

作者：李昕悦谢涛马荣华南京信息工程大学遥感与测绘工程学院中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与流域水安全重点实验室中国科学院大学南京学院

在气候变化与人类活动的影响下，鄱阳湖洪涝灾害和干旱频发，严重影响鄱阳湖流域的生态环境。本研究旨在通过雷达遥感技术，准确监测鄱阳湖水域面积全天候的时空动态变化，为鄱阳湖水资源评估和旱涝灾害预警提供科学依据。基于2014—202... 详细信息

在气候变化与人类活动的影响下，鄱阳湖洪涝灾害和干旱频发，严重影响鄱阳湖流域的生态环境。本研究旨在通过雷达遥感技术，准确监测鄱阳湖水域面积全天候的时空动态变化，为鄱阳湖水资源评估和旱涝灾害预警提供科学依据。基于2014—2023年Sentinel-1影像，分别利用单波段阈值法、双极化水体指数以及谱间关系法，结合最大类间方差法自适应确定阈值提取水体，通过精度评价，选定最优提取方法，应用于全天候鄱阳湖水域面积提取。结合星子站、湖口站水位数据，揭示水位变化与湖泊水域面积关系。得到鄱阳湖全天候水位-面积逐日数据集，该数据集包括2014—2023年共424期鄱阳湖水域栅格数据、水域面积汇总数据以及星子站、湖口站水位数据，数据集存储为.tif、.xlsx格式。同时，利用湖泊水域面积时间序列曲线的扰动事件识别方法，识别2020年和2022年面积突变的主要因素。结果表明：谱间关系法结合最大类间方差的阈值分割法的提取精度最优(总体精度>95%);2016—2023年间，鄱阳湖的水域面积呈现显著的年内变化，主要集中在河道以及湖中部。水位与面积变化总体趋于一致，水位≥14 m时，水位变化与湖泊水域面积变化呈现显著正相关。从湖泊时间序列扰动结果分类可以看出，2020年湖泊水域面积扩张的主要原因是自然因素，2022年湖泊水域面积骤减的主要原因是人为因素。

关键词：水域面积鄱阳湖 Sentinel-1 Google Earth Engine 时序变化

对端交流故障下构网型柔直换流站暂态特性及故障穿越策略

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电网技术 2025年

作者：张恒悦郑超刘文焯连攀杰电网安全与节能国家重点实验室中国电力科学研究院有限公司

大扰动冲击下，采用构网型控制的柔性直流存在换流站之间、换流站与交流电网间的相互耦合作用，并影响系统稳定性。本文首先研究了基于虚拟同步的构网型柔直技术，分析了定直流电压站交流侧发生故障时构网型换流站的动态响应特性；然后... 详细信息

大扰动冲击下，采用构网型控制的柔性直流存在换流站之间、换流站与交流电网间的相互耦合作用，并影响系统稳定性。本文首先研究了基于虚拟同步的构网型柔直技术，分析了定直流电压站交流侧发生故障时构网型换流站的动态响应特性；然后，针对定直流电压换流站交流故障期间引发直流侧扰动，恶化构网型换流站响应性能的问题，提出了适应不同运行工况的构网柔直故障穿越策略；最后，基于全电磁暂态仿真软件PSModel，构建了含构网型柔直的大规模交直流混联电网全电磁暂态仿真系统，验证了理论分析的准确性和故障穿越策略的有效性。

关键词：构网型控制柔性直流动态特性故障穿越策略

中国耕地非农化与非粮化时空分异及其治理策略

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干旱区研究 2025年

作者：张擂周煜明董杰谋李祥刘时栋徐丽萍新疆石河子大学理学院中国地质大学(北京)土地科学技术学院中国科学院空天信息创新研究院遥感科学国家重点实验室

基于1980—2020年中国土地利用数据和社会经济统计面板数据，对耕地非农化与非粮化时空演变特征进行系统分析，揭示其变化规律及驱动机制，以期为耕地可持续利用和稳定粮食安全提供依据。采用标准差椭圆、趋势分析估计综合评估非农化、... 详细信息

基于1980—2020年中国土地利用数据和社会经济统计面板数据，对耕地非农化与非粮化时空演变特征进行系统分析，揭示其变化规律及驱动机制，以期为耕地可持续利用和稳定粮食安全提供依据。采用标准差椭圆、趋势分析估计综合评估非农化、非粮化动态演变特征，构建非农化、非粮化综合指标体系，构建偏相关模型量化各因子相对贡献。结果表明：（1）时间上，我国非农化形势总体不断趋好，而部分地区非粮化表现出加剧趋势。（2）空间上，东北和中东部地区的非农化问题较为突出，西北、华南以及东南沿海部分地区非粮食生产的比例相对较高。非农化演变存在沿东北-东南方向“极化现象”，非粮化中心呈现出从西南向东北移动的发展态势。（3）经济因素是非农化主导驱动作用，且近10 a来影响程度有所降低。农业生产条件是非粮化的基础因素，同时粮食每亩产值、城乡收入差距等经济因素的推动作用逐渐增加。1980—2020年中国非农化、非粮化时空演变特征与影响因素研究可为科学实施耕地保护决策提供参考。

关键词：耕地非农化非粮化时空演变影响因素

中高层大气环境变异及天气气候致灾效应——重大项目简介及最新进展

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大气科学学报 2025年

作者：田文寿卞建春陆高鹏肖子牛尹志聪黄金龙胡定珠周放张重阳宋晓蕾兰州大学大气科学学院中国科学院气物理研究所中层大气和全球环境探测重点实验室中国科学技术大学地球和空间科学学院中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室南京信息工程大学大气科学学院

中高层大气因其对天气气候的显著影响而被列为世界天气气候研究计划前沿科学研究领域。同时，作为航空到航天的过渡空间，中高层大气被视为国防安全的“高边疆”。然而，由于观测数据不足以及缺乏完备的中高层大气模式，我国对中高层大... 详细信息

中高层大气因其对天气气候的显著影响而被列为世界天气气候研究计划前沿科学研究领域。同时，作为航空到航天的过渡空间，中高层大气被视为国防安全的“高边疆”。然而，由于观测数据不足以及缺乏完备的中高层大气模式，我国对中高层大气环境变异及其天气气候致灾效应的认识还很薄弱。为了加深我们对中高层大气的认识，国家自然科学基金委资助了重大研究项目“中高层大气环境变异及天气气候致灾效应”，该项目旨在：1）发展中高层大气成分观测的新技术和方法，开展“天空地”一体化多要素协同观测，获取中高层大气的多时空尺度观测资料；2）研究跨大气层相互作用和多源扰动对中高层大气的影响，量化外部强迫因子和内部变率对中高层大气变异的影响及贡献；3）完善模式的中高层大气物理化学过程，建立中高层大气资料同化系统；4）揭示中高层大气环境变异对东亚极端天气气候的影响和机制，评估其致灾效应和风险。该项研究将为防灾减灾、气候变化应对以及国防安全保障提供重要的科技支撑和决策依据。本文简要介绍了该项目的研究背景、内容和关键科学问题及最新研究进展。

关键词：中高层大气协同观测数据同化化学-辐射-动力反馈地球系统模式极端天气气候事件

基于时序InSAR技术的武汉大型垃圾填埋场形变监测与分析

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武汉大学学报(信息科学版) 2025年

作者：李晨程江利明吴宇轩史绪国赖振炎金源中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院中国科学院大学地球与行星科学学院

随着城市化进程加快，填埋场已成为一种安全经济处理固体废弃物的主要方式，其稳定性监测对于保障城市居民生命财产安全具有重要意义。本文以武汉市陈家冲和长山口生活垃圾填埋场为例，基于Sentinel-1两个相邻轨（Path113和Path40）SAR... 详细信息

随着城市化进程加快，填埋场已成为一种安全经济处理固体废弃物的主要方式，其稳定性监测对于保障城市居民生命财产安全具有重要意义。本文以武汉市陈家冲和长山口生活垃圾填埋场为例，基于Sentinel-1两个相邻轨（Path113和Path40）SAR影像，采用小基线集合成孔径雷达干涉测量（small baseline subset interferometric synthetic aperture radar，SBAS-InSAR）技术获取了包含该两个大型垃圾填埋场在内的武汉部分城区2017～2024年间地表形变信息，并利用多通道奇异谱（multichannel singular spectrum analysis， MSSA）方法重建了地表形变和ERA5气温降雨的季节性。结果表明：研究区85%的区域相对稳定，Path113和Path40的视线向（line of sight，LOS）形变速率范围分别为-55.3～39.6mm/a、-47.3～22.7mm/a；长山口填埋场LOS向最大沉降速率（40.0mm/a）位于边坡区域，陈家冲填埋场LOS向最大沉降速率(55.3mm/a)位于中部堆积体区域；垃圾填埋场的沉降主要受垃圾堆体的机械压缩、生化效应、气温和降雨影响，沉降相对于降雨迟滞100天左右，迟滞相关性为0.76，相对于气温迟滞60天左右，迟滞相关性为0.93；2019年6月21日的暴雨加速了垃圾填埋场的沉降。研究证实，InSAR技术能够有效监测垃圾填埋场地表沉降，可为垃圾填埋场安全管理和环境保护提供技术支撑。

关键词：垃圾填埋场时序InSAR 形变监测 MSSA 武汉市区

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降水形态转变及其影响研究进展与展望

中国科学:地球科学 2025年

作者：李雪梅车涛唐源隆段焕娥王桂钢张旭杨传明吴俊张悦李兰海兰州交通大学测绘与地理信息学院地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心甘肃省测绘科学与技术重点实验室中国科学院西北生态环境资源研究院中国科学院黑河遥感试验研究站冰冻圈科学与冻土工程重点实验室中国科学院新疆生态与地理研究所新疆干旱区水循环与水利用重点实验室天山积雪雪崩新疆野外科学观测研究站

降水包括降雨、降雪、雨夹雪、冰雹等多种形态.降水形态转变以及降水总量、强度和频率等的变化对区域气候、水文、生态、地气系统能量平衡等有着重要影响.近百年来,降水形态观测、判别、转变及其影响等方面取得了一定进展,主要包括:20世... 详细信息

降水包括降雨、降雪、雨夹雪、冰雹等多种形态.降水形态转变以及降水总量、强度和频率等的变化对区域气候、水文、生态、地气系统能量平衡等有着重要影响.近百年来,降水形态观测、判别、转变及其影响等方面取得了一定进展,主要包括:20世纪80年代以来,降水形态观测、形成机制及其预测研究逐步受到重视并形成一定规模,利用新探测理论和方法估测不同降水形态成为研究重点,气层位势厚度阈值法、特征层温度阈值法和近地表气温阈值法等多种判别方法或方案陆续产生,同时针对多种方法或方案的判别精度对比和适用性评估亦同步展开.近年来,受全球气候变暖和人类活动增强等影响,北半球中高纬度地区冷季固液降水转变(Shift of Precipitation from Solid to Liquid, SPSL)明显,进而增加雪面降雨(Rain On Snow, ROS)事件和雪崩灾害发生频率,影响春季积雪消融速度、强度和时间,加速海冰和冰川消融,促进冻土碳释放,改变生态系统土壤湿度、生产力和物候特征,从而影响其格局、进程、质量和服务功能等.尽管降水形态相关研究已取得以上阶段性成果,但在基础数据的完备性、判别方案的可靠性、SPSL与其他要素或系统相互作用的机理性方面尚有巨大研究潜力.降水形态转变及其影响研究将在全球气候变化影响评估、水循环过程、水资源管理、冰雪过程、冰雪灾害、冻土碳排放和生态系统安全等研究中产生越来越重要的作用.

关键词：降水形态固液降水转变(SPSL) 气候变化水循环过程冰雪过程冰雪灾害冻土碳排放生态系统

融合时空重构单元和Transformer的雷达回波外推算法

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郑州大学学报(工学版) 2025年

作者：方巍王淏西南京信息工程大学计算机学院南京信息工程大学软件学院中国气象局流域强降水重点开放实验室/暴雨监测预警湖北省重点实验室中国气象局武汉暴雨研究所中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室

针对现有基于深度学习的雷达回波外推算法时空特征提取能力不足和建模能力有限的问题,提出了一种融合Transformer和时空重构单元(SRU)的雷达回波外推模型SRU-Former。首先,在模型的编码器和解码器中引入新设计的时空重构单元,通过分离... 详细信息

针对现有基于深度学习的雷达回波外推算法时空特征提取能力不足和建模能力有限的问题,提出了一种融合Transformer和时空重构单元(SRU)的雷达回波外推模型SRU-Former。首先,在模型的编码器和解码器中引入新设计的时空重构单元,通过分离、变换和重构的策略来提取雷达图像精细化时空特征;其次,在编码器和解码器之间引入Transformer的变体架构模型Poolformer,用全局平均池化操作代替自注意力机制,帮助模型对高度动态变化的雷达序列进行建模;最后,在江苏省气象雷达数据集和上海市气象雷达数据集上训练和测试,与目前主流的深度学习模型进行对比。在2 h外推任务中,CSI、FAR、MSE和SSIM 4个指标均取得最优值,在江苏数据集上CSI提升了0.020,上海数据集上CSI提升了0.048。实验结果表明:SRU-Former能够有效提升模型的预报准确率,外推后期对强回波区域的捕捉更加精确,细节纹理更加丰富清晰。

关键词：深度学习雷达回波外推 Transformer 时空重构单元全局平均池化