广州市天地空一体化环境空气质量监测网络的建设

简述了原有广州市环境空气自动监测网络情况,通过对环境空气自动监测网络的集成优化,增设站点、扩展监测项目和引入新技术,建立了一个"金字塔形"的集天地空一体化的环境空气监测网络,弥补了原有监测网络在反映环境空气质量总体水平、污染来源解析、预报预警所需的环境质量信息、对环境空气质量的评估等方面的不足,该网络已成功应用于广州亚运会的空气质量保障。

水电工程环境影响的天地空一体化监测体系

为全面提升水电工程环境影响监测预警能力,促进水电站经济发展与生态环境保护的高质量发展,通过对原有水电工程环保工作监测网络的集成及优化,增设站点、扩展监测项目和引入新技术,建立了天地空一体化水电工程环境影响四维监测网络,同时构建了水电工程全过程环境保护工作评价指标体系,从工程运行、环境监测、环保设施运行及效果评估、流域环境评价等方面构建电站环境影响后评价模型。该监测体系及环境影响后评价模型已成功应用于黄河上游青海段8座水电梯级开发生态环境全过程监测及评估,支撑黄河上游水电工程环保工作开展,发挥区域可再生能源综合效益。

“天地空一体化”重点流域水质监测预警体系构建——以淮安市为例

介绍了浮标站和遥感反演在水环境监测中的应用,结合江苏省淮安市的水质现状和“十四五”生态环境建设规划要求,以淮安市为例设计一套浮标站、大数据平台和遥感反演技术相结合的针对排污口的重点流域水质监测预警体系,重点突出“天地空一体化”监测的优势,为未来其他地区的水质监测预警提供技术参考。

基于移动边缘计算的空天地一体化网络架构

下一代无线通信技术将通过支持智能交通、智能医疗、虚拟现实/增强等服务来提高用户的体验质量。这些新兴的服务通常都是计算密集型和时延敏感型的,必须满足严格的时延、能耗和可靠性要求,而基于云计算的服务难以满足这些要求。为了解决以上问题,提出移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)技术,解决将卸载请求回传到云计算中心所具有的高时延和高带宽消耗的问题。空天地一体化网络(Space-Air-Ground Integrated Network,SAGIN)作为6G的重要研究方向,可以弥补全球范围内的巨大覆盖缺口,受到广泛关注。通过将MEC技术、联邦学习技术和人工智能技术引入SAGIN,高效管理网络中海量、异构的资源,构建低时延、低能耗、高可靠性的SAGIN,以支持新兴的各种服务。

无人机协同空天地一体化战场信息采集策略研究

围绕空天地一体化战场信息采集场景,建立优化目标为最大化系统效率和性能的信道分配和设备匹配模型。针对信道分配和设备匹配决策变量具有相关和耦合性的特点,提出一种基于遗传算法和深度强化学习的两阶段资源分配(GD2A)算法。通过仿真验证,分析超参数对GD2A算法的性能和收敛速度的影响。对比实验表明,GD2A算法能在6G空天地异构网络中保障军事通信的可靠性和安全性,最大化系统效用。

面向空天地一体化网络的数字孪生技术架构及应用

详细探讨了数字孪生技术在空天地一体化通信中的具体架构,以及网络优化方面的应用。将数字孪生分为虚拟空天地一体化网络和智能决策层。虚拟网络是对物理空天地通信网的精准映射,支持实时监控和测试验证功能。在智能决策层,通过环境感知与业务预测实现网络优化。最后,验证了面向空天地一体化的数字孪生技术在动态通信网络优化中的巨大潜力,为网络优化的未来发展提供了创新思路。

基于概率博弈的空天地一体化网络安全路由算法

针对空天地一体化网络存在的安全问题,提出了使用路由证据的方法对洪泛攻击、灰洞/黑洞攻击进行防御的方案。该方案可以检测出自组织网络中存在的恶意节点,以保证路由的安全可靠性;克服了已有方案存在的不足,可以自适应地在空天地一体化网络等容断容迟网络中应用。此外,搭建了仿真平台,通过仿真验证的手段,证明了该方案可以检测出90%以上的恶意节点,验证了其有效性。

基于聚类算法内容流行度预测的空天地一体化网络缓存方法

针对空天地一体化网络中恶劣的自然条件可能造成连通异常和通信阻塞的情况,对一种新的空天地一体化网络缓存方法进行研究,即基于聚类的内容缓存方法。基于空天地一体化网络架构,利用提取的内容特征来预测流行度,并用于缓存替换决策。内容的流行度预测是由动态聚类算法实现的,这种方法可以有效地减轻地面核心网的通信压力,从而进一步提升用户体验。使用开放数据集对算法进行评估,实验仿真结果证明了该方法的可行性和有效性。

空天地信息一体化网络移动骨干网构建

针对特殊地形或自然灾害对通信系统的影响,为提高信息传输有效性,建立基于空天地信息一体化的通信系统。针对该系统信息实时可靠传输的需求,为空天地信息一体化网络构建移动骨干网(mobile backbone network,MBN),MBN可有效简化路由,提高网络资源利用率,从而保证信息的实时可靠传输。提出了一种分布式MBN构建与维护(distributed mobile backbone network construction and maintenance,DMBNCM)算法。理论分析和仿真表明,DMBNCM算法构建的MBN是连通的,且消息和时间开销较小,对基于空天地信息一体化的通信系统有一定的应用前景。

低轨星座网络的空天地一体化无线光通信资源调度方法

研究基于低轨星座网络的空天地一体化无线光通信资源动态调度方法,高效精准分配其通信资源,保障资源利用率与通信效率。结合软件定义网络(Software Defined Network,SDN),设计空天地一体化无线光通信网络,构建包含数据转发平面与控制平面的低轨星座网络,通过转发平面传输通信业务,由控制平面结合遗传-粒子群算法,动态调度空天地一体化无线光通信网络的通信资源。结果表明,该方法可实现空天地一体化无线光通信网络资源的动态调度,资源的综合利用率较高、通信时延较低,调度效果显著,可为网络的整体通信质量提升提供保障。

空天地一体化地质灾害监测体系建设及应用探讨

所谓“空天地一体化”地质灾害监测体系主要指代“天基区域监测”、“地基点监测”以及“物联网传感器”所共同组成的不同种类、不同轨道、不同性能的卫星信息化网络,简言之就是“天基+空基+地基”的一体化综合网络。本文中简单探讨了空天地一体化地质灾害监测体系的基本构建内容,对体系预警技术要点展开全面分析,最后思考体系技术应用背景与思路,并简单分析案例。

空天地一体化技术在地灾监测预警系统中的应用分析

为了有效应对长期复杂的地质灾害风险,铁路工程区域亟需构建空天地一体化的自动化监测预警体系。该体系将整合InSAR、LIDAR等遥感技术,以及物联网传感器、无人机和GIS等先进工具,实现灾害的全方位监测和海量数据的快速处理,从而确保社会经济安全和重大工程的稳定运行。本篇文章主要对空天地一体化技术在地灾监测预警系统中的应用进行了分析和论述,希望能起到一定的借鉴作用。

空天地海一体化网络在雨林场景的应用研究

随着我国生态环境工作的开展,利用科技化手段保护雨林资源成为了智慧林业发展的新重点。同时,利用空天地海一体化网络的网络融合特性解决终端回传问题也为加快推进智慧雨林建设提供了新的方向。因此,该项技术的具体实践研究需要结合雨林特有场景及这些场景对网络的需求,剖析业务场景对天基、空基、地基、海/水基网络的融合要求,然后结合不同维度的通信手段特点,选取合适雨林场景的网络架构,最后对实践中发现的网络回传场景的组网方式进行研究。

6G空天地一体化网络架构及其构建

6G空天地一体化网络(Space-Air-Ground Integrated Network,SAGIN)是指将卫星通信网络作为地面通信网络的重要补充和延伸,通过深度融合空基、天基和地基网络资源,构建一个覆盖全球、无处不在、高速智能、安全可靠的通信网络。该网络具有覆盖范围广、可灵活部署、超低功耗、超高精度和不易受地面灾害影响等特点,能够为用户提供优质、高效、智能的通信服务。

空天地一体化网络流量检测技术研究

随着空间技术的不断发展和应用,空天地一体化网络已成为信息通信领域的新兴研究方向。在这样的网络环境中,网络流量的监测和检测变得尤为重要,以保障网络安全和数据隐私。本文探讨了空天地一体化网络流量检测技术的研究现状和进展,分析了其在实际应用中的优势和挑战,并提出了未来的研究方向和发展趋势。

星空地井一体化探测技术体系在复杂地质条件场地调查中的应用

复杂地质条件下的场地调查往往受地形起伏、断裂构造复杂、水文地质条件变化剧烈、人类工程扰动强烈等因素影响,存在调查范围缺乏科学性、调查尺度与精度难以协同平衡导致总体工作量部署高而高风险区表征精度相对不足。本文通过融合“星空界”、“天空界”、“地表界”、“地下界”技术,在突破单一技术手段片面零散探测的基础上,强调空天地一体化与井下探测技术的有机融合,构建了星空地井一体化探测技术体系。该一体化探测技术在湖北典型污染场地地下水污染调查中得到了有效应用验证,具有全局性视野认知、自组织高效诊断识别、兼具大时空尺度风险筛查与场地尺度分层精细表征等技术优势。此外,采用该一体化探测技术体系在江西赣南边远山区找水打井与地下水源应急供水中得到了应用验证,从技术方法上克服了传统单一方法的不确定性,科学有效地提高了基岩山区水文地质调查找水的成功率与工作效率。地表界调查圈定找水靶区,论证地下水源找水井位;地下界探测应用落地,基岩山区水文地质钻探涌水量达120 m3/d,解决了赣南革命老区季节性缺水的实际问题。作为行业共性关键技术,星空地井一体化探测技术体系在生态环境、自然资源、水利巡查、应急救灾等业务领域应用前景广阔。未来在多技术方法融合、多元异质信息融合及项目应用落地方面有待进一步拓展,天空界无人机航测、地下界分层精细探测新技术新方法等尚需加强研发应用与技术协同。

空天地一体化森林防火云平台建设初探——以麦积风景区为例

论述了麦积风景区空天地一体化森林防火云平台的建设及应用,包括森林高清视频监控系统、无人机巡护监测系统和移动巡护监测系统三大融合的森林物联网系统功能,基于多源卫星(主要是高分卫星)遥感的大数据分析平台,这对麦积山风景区促进森林生态旅游发展,实现现代林业森林防火、建设生态文明、落实绿水青山就是金山银山具有重大意义。

空天地一体化应急通信网络中的任务调度研究

通过天基卫星网、空基自组网和地面蜂窝网的优势互补,空天地一体化应急通信网络能够扩大应急通信覆盖和救援业务范围,实现多域全天候应急通信服务。为了满足应急场景中用户对服务质量的要求,提出了空天地一体化应急通信网络架构,概述了该架构下面临的关键技术挑战。同时,针对通信、感知和计算等任务调度问题,从调度方案、决策和求解三个方面对空天地一体化应急通信网络中任务调度的研究现状、技术原理和未来发展趋势进行了分析和展望。

基于“空天地”一体化技术的岩层采动损伤监测与应用

矿区采动损伤监测是研究地表移动变形规律、开采损害预警、减损设计的重要依据。由于西部特殊开采地质条件、生态损伤累积效应和传统开采沉陷监测技术在观测精度、数据处理、成本投入和监测效率等方面的缺陷,从煤炭开采全生命周期角度出发,提出采动损伤科学内涵并构建矿区“空天地”一体化监测技术体系。以神东矿区上湾煤矿12401工作面为研究背景,利用BDS+GPS进行控制测量,为地表形变监测提供高精度空间三维坐标;基于InSAR技术探究地表沉降量和形变速率的时空演化规律;采用无人机与现场实测方法厘清地裂缝发育规律与工作面推进速度、来压步距的对应关系;运用固定站式三维激光扫描精确获得地表下沉量;通过高密度电法和探地雷达揭示地下深层隐伏裂缝的发育趋势与部分岩层的离层现象。研究成果发现开采后地表存在抬升现象,在抬升与下沉交界处容易形成地裂缝。中部动态裂缝宽度变化存在“单峰裂隙”与“双峰裂隙”演化规律,前峰裂缝宽度约为后峰的1.5倍,前后峰值间隔10 d左右。通过InSAR精细观测区、GNSS控制点与三维激光扫描结果进行多源数据融合,得到工作面地表沉降云图和采动损伤数据信息,厘清基本顶周期来压、主关键层破断与地表主裂缝的周期性传导关系。

面向空天地一体化信息网络的边缘计算资源融合管理方法

随着空天地一体化信息网络的建设与发展,无线网络的全球无缝覆盖与泛在的人工智能成为了可能.卫星与无人机作为天基边缘计算节点,辅助地面设备完成各项任务,成为6G网络中的重要应用场景.当前针对卫星、无人机边缘计算的研究处于起步阶段,这些研究在边缘计算服务模式及实际应用方面仍有待进一步深入.单个卫星或无人机的计算能力薄弱,通常难于独立提供较复杂的数据处理服务.现有资源管理算法通常需要多轮博弈才能收敛,难于满足空天地一体化场景中资源管理方法快速收敛的需求.针对以上挑战,本文在天算星座边缘计算服务场景基础上,对空天地一体化网络中天基资源的服务模式进行了分析,提出了组合及聚合两种计算服务融合方式.本文将天基边缘计算资源的管理建模为两阶段的斯坦科尔伯格博弈模型,提出了分布式混合动态迭代算法与分布式分组动态迭代算法,加快了博弈过程的收敛速度.本文基于分布式场景构建了仿真实验,并在典型参数设置下对算法性能进行了分析.仿真实验结果表明:在两种不同服务模式下,本文提出的方法能够使空中边缘计算节点与用户设备获得最大收益;相比近年相关研究,本文所提方法的收敛时间能够缩短60%以上.