不同计算形式的相关分析在气象中的应用综述

相关分析在气象科研和业务中具有广泛应用,是定量分析气象变量之间关系的重要工具。首先系统综述了气象科研与业务中不同计算形式的相关分析算法,然后重点阐述了相关分析在气象领域应用的最新进展,特别是全窗口滑动相关和相关系数的扫描式多尺度突变检测算法。接着介绍了大数据研究领域中新发展的相关分析算法,简析了其对气象相关分析的启示。最后分析了气象相关分析中存在的问题,并且对相关分析在气象领域未来的发展趋势进行了展望。      

多源异构日志综合分析技术研究与实践

多源异构日志分析技术是目前国内外网络安全领域的研究热点.首先,提出了一种包括聚焦分析、统计分析和因果关联分析在内的多源异构日志综合分析模型,引入重要度评价方法对日志信息进行聚焦分析,并通过实例加以说明;然后探讨了多源日志因果关联分析算法;最后利用网络实例数据,对所提出的综合分析模型和算法进行了验证.结果表明该模型和算法是可行的和有效的.     

视觉里程计研究综述

视觉里程计（Visual Odometry）作为视觉同步定位与地图构建技术（Visual Simultaneous Localization and Mapping）的一部分,主要通过相机传感器获取一系列拥有时间序列图像的信息,从而预估机器人的姿态信息,建立局部地图,也被称为前端,已经被广泛应用在了多个领域,并取得了丰硕的实际成果,它对于无人驾驶、全自主无人机、虚拟现实和增强现实等方面有着重要意义.本文在介绍经典视觉里程计技术框架模块中的各类算法的基础上,对近年来新颖的视觉里程计技术（VO）的研究和论文进行了总结,按照技术手段不同分为两大类——多传感器融合的视觉里程计（以惯性视觉融合为例）和基于深度学习的视觉里程计.前者通过各传感器之间的优势互补提高VO的精度,后者则是通过和深度学习网络结合改善VO的性能.最后通过比较视觉里程计现有算法,并结合VO面临的挑战展望了视觉里程计的未来发展趋势.     

IPCC第六次气候变化评估中的气候约束预估方法

得益于第五次评估报告（AR5）以来约束预估研究的迅速发展,观测约束成为政府间气候变化专门委员会（IPCC）第一工作组（WGI）第六次评估报告（AR6）提升对未来预估约束的证据链中的重要一环。IPCC第一工作组第六次评估报告首次利用包括根据历史模拟温度升高幅度得到的观测约束、多模式预估以及第六次评估报告中更新的气候敏感度在内的多条证据链来约束全球地表温度未来变化的预估,减小了多模式预估的不确定性。文中回顾并介绍了IPCC第一工作组第六次评估报告中涉及的几种主要观测约束方法（多模式加权方法、基于归因结论的约束方法（ASK方法）、萌现约束方法）及其应用情况。在IPCC第一工作组第六次评估报告以及很多针对不同区域不同变量的预估研究中,观测约束方法均显示出了订正模式误差、改善模式预估的潜力。相比而言,目前中国在观测约束预估方面的研究还不多,亟待加强观测约束方法研究以及在中国区域气候变化预估中的应用,为中国应对气候变化的政策制定和适应规划提供更丰富、不确定性更小的未来气候信息。      

面向智能驾驶视觉感知的对抗样本攻击与防御方法综述

现如今,深度学习已然成为机器学习领域最热门的研究方向之一,其在图像识别、目标检测、语音处理、问答系统等诸多领域都取得了巨大成功.然而通过附加经过特殊设计的细微扰动而构造出的对抗样本,能够破坏深度模型的原有性能,其存在使许多对安全性能指标具有极高要求的技术领域,特别是以视觉感知为主要技术优先的智能驾驶系统,面临新的威胁和挑战.因此,对对抗样本的生成攻击和主动防御研究,成为深度学习和计算机视觉领域极为重要的交叉性研究课题.本文首先简述了对抗样本的相关概念,在此基础上详细介绍了一系列典型的对抗样本攻击和防御算法.随后,列举了针对视觉感知系统的多个物理世界攻击实例,探讨了其对智能驾驶领域的潜在影响.最后,对对抗样本的攻击与防御研究进行了技术展望.     

基于事件触发和欺骗攻击的多智能体一致性控制

本文研究了基于事件触发和欺骗攻击的多智能体一致性问题.为了降低智能体间无线通信网络负载,本文引入事件触发机制来减少智能体之间通信的冗余数据传输量.由于智能体间无线通信网络易遭受网络攻击,因此考虑无线通信网络环境下欺骗攻击的影响,建立了一类基于事件触发和欺骗攻击的多智能体系统数学模型.基于此模型,通过利用Lyapunov稳定性理论、多智能体一致性理论和线性矩阵不等式技术分别给出多智能体一致性控制的稳定性条件和控制器设计算法.最后,通过仿真算例验证了所提出设计方法的有效性.     

里约三公约交叉议题谈判进展及应对策略研究

气候变化、生物多样性、土地荒漠化的国际协作在全球范围内越来越受到重视。本文系统梳理了里约三公约交叉议题及其进展情况,并对其进行了综合评价。里约三公约交叉议题可归纳为减缓领域、适应领域、损失和损害以及战略计划和目标四大类,未来会日益强调基于生态系统方式实现协同增效。本文还提出了中国谈判及履约建议：(1)主动引领交叉议题谈判进程;(2)构建和完善国家协同履约机制;(3)结合南南合作、一带一路等开展区域合作。     

我国沙尘灾害遥感监测研究与展望

沙尘暴是一种强自然灾害,日益成为影响生态环境和社会经济的重要问题.随着遥感技术的不断发展和新型遥感数据的大量出现,运用遥感技术监测沙尘灾害不仅弥补了传统监测手段时空分辨率的不足,同时也是沙尘灾害研究的重要组成部分.本文论述了卫星遥感监测沙尘灾害的原理,从沙尘移动路径变化、下垫面状况、遥感信息定量获取和强度监测等四个方面总结了遥感监测沙尘灾害的主要内容,并介绍了利用极轨卫星和静止卫星遥感监测沙尘的主要方法,最后从新型遥感数据应用、多种遥感方式结合和多学科、多领域的交叉研究等三个方面展望了卫星遥感监测沙尘的未来的发展趋势.     

国际航空气象预报的发展趋势

结合国际上最新的航空气象预报产品或项目,介绍了美国、加拿大及欧洲在航空气象预报方面的最新进展和未来的发展趋势。综合来看,未来航空气象预报将更多地基于网络技术,逐渐走向半自动化和自动化;将更多地使用概率预报;形式也将更加多样化,图形格式的预报产品将有越来越大的比率。在航空用户业务系统中,预报产品最终将成为集成的决策辅助工具;在协同决策中的所有参与者使用统一的预报产品;针对不同的航空用户提供不同的预报产品将是未来气象服务的一个主要方向。     

我国农业气象自动化观测现状与展望

农业气象观测是地面观测的重要业务之一,是我国农业气象业务服务的基础.开展农业气象自动化观测有利于提升气象为农服务科技水平、提高农业气象业务服务的科学性、针对性、及时性,是适应现代气象发展和防灾减灾需求的重要举措.针对我国在土壤水分、农田小气候和农作物生长状况等方面自动化观测的现状、存在问题,展望了未来发展趋势,提出了增加观测内容、完善观测技术和加强移动观测等发展建议,为推进我国农业气象观测自动化、完善综合气象观测体系提供参考.     

基于GIT的气象数值模式代码管理平台METCODE

随着气象数值模式的发展完善,已广泛应用于国家级和区域中心,研发力量地理上分散。支撑数值模式运行的高性能计算机系统呈现出异构众核的发展趋势,模式研发的学科交叉衍生性越发明显,分布式模式研发的高效协同共享成为一个亟待解决的问题。本文基于Git建立了一个代码管理协作共享平台METCODE,实现了气象数值模式的代码版本管理、集成协作共享与过程管理,方便地支持分布式团队的合作研发。平台已在气象数值模式的研发中成功应用,应用效益良好。     

变分同化框架通过背景误差协方差构建动力平衡约束的研究进展

通过背景误差协方差构建动力平衡约束是变分同化框架设计的重要环节。它不仅帮助实现变量间的协同分析,提高观测使用效率,还能改善变分极小化问题的性状。本文在系统梳理通过背景误差协方差引入动力平衡约束的方式、流程的基础上,对求解目前全球和有限区域变分同化系统普遍采用的准地转平衡和静力平衡约束的共性问题和存在的不足作了归纳总结。分析了求解准地转平衡约束的三类方案:动力平衡方程方案、统计方案和动力-统计相结合方案的优缺点。对照比较了不同垂直离散方案下求解静力平衡约束时遇到的欠定问题的表现以及解决途径。最后,展望了基于背景误差协方差构建动力平衡约束在赤道等特殊地区、高分辨率同化系统、以及集合-变分混合同化系统发展中面临的挑战和机遇。     

农作物长势遥感监测业务化应用与研究进展

农作物长势监测可为田间管理提供及时的决策支持信息和早期估产提供依据。为了更好地研究作物生长过程中不同遥感监测作物长势方法的适用性,从多光谱遥感数据、高光谱遥感数据和微波遥感数据的应用及遥感监测指标与模型模拟方面综述了国内外农作物长势遥感监测研究及业务化应用的最新进展,指出了未来拟重点加强的研究任务,包括高时空分辨率和高光谱分辨率遥感数据的业务化技术、多遥感反演参数协同监测作物长势技术研发、基于遥感信息与作物过程模型的集合预报技术研究、全球尺度作物长势监测业务运行系统研发。     

气候变化约束下中国电力系统低碳转型路径及策略

为理清应对气候变化约束下推动电力系统转型中面临的挑战和潜力,形成有效精准抓手,研究从气候变化约束对电力需求的影响出发,系统梳理温升目标下电力系统转型路径相关研究,并通过综述在低碳转型过程中与电力系统密切相关的煤电退出问题、可再生能源并网问题以及电网优化问题提出相应政策建议。研究发现,温升约束下煤电规模需快速下降,可再生能源发电大规模并网及远距离输送将成为最显著的特征,气电将承担比现在更重大的责任,核电需抛开争议加速发展。加快完善市场化机制、严控煤电规模、着力提升能效、统筹加强灵活性资源管理以及优化跨区负荷管理应成为监管部门重点推进的方向。     

气候变化科学方面的几个最新认知

IPCC第六次评估报告（AR6）第一工作组报告主要从以下几个方面的进展提升了我们对气候系统变化、气候变化原因以及预估未来气候系统变化等方面的认知,对过去气候变化及其与人类活动的关系有了更加清晰、可靠的认识。综合多重证据评估指出,全球气候正经历着前所未有的变化;包括极端事件在内的归因进展已把人类活动对气候系统影响的认识从大气圈扩展到水圈、冰冻圈和生物圈,进一步强化了人类活动影响全球和区域气候的认识;有关区域气候变化信息的内容更加丰富,与各行业和敏感地区的气候变化影响联系更加紧密,使这些信息能更好地为气候变化风险评估和气候变化区域适应提供支持;气候模式和约束预估方法的发展以及对气候敏感度认识的深化,减少了未来不同排放情景下全球地表温度（Global Surface Temperature,GST)、海平面上升和海洋热含量的变化预估的不确定性。这份最新报告对我国提升气候变化研究水平和防灾减灾应对能力具有十分重要的指导意义。     

进入21世纪的中国农业气象研究

文中简要回顾了中国农业气象的发展历程,并将现代农业气象研究划分为3个阶段:20世纪50—60年代初创起步阶段、70—80年代恢复发展阶段及90年代以后的快速发展阶段。从作物资源利用、农业气候资源与区划研究、作物产量预报和遥感估产技术、农业气象灾害研究、气候变化对农业与生态影响研究等方面重点介绍了现代农业气象科研工作的主要研究成果和进展;从未来气候变化带来的问题、农业生产和可持续发展需求、农业气象科研中存在的薄弱环节等方面,提出了气候变化影响下农业气象灾害防灾减灾技术研究、气候资源高效利用技术研究、有关国家粮食安全关键技术研究、农业气象现代化观测技术研究、作物生态系统模拟与定量化评估技术研究、设施与特色农业气象及现代生物技术的环境调控技术研究、农业气象基础理论研究等方面农业气象未来的重点研究领域和发展方向。     

Exploratory analyses of local institutions for climate change adaptation in the Mongolian grasslands: An agent-based modeling approach

There has been a decrease in grazing mobility in the Mongolian grasslands over the past decades. Sedentary grazing with substantial external inputs has increased the cost of livestock production. As a result, the livelihoods of herders have become more vulnerable to climate variability and change. Sedentary grazing is the formal institutional arrangement in Inner Mongolia, China. However, this may not be an efficient institutional arrangement for climate change adaptation. Self-organized local institutions for climate change adaptation have emerged and are under development in the study area. In this study, we did exploratory analyses of multiple local institutions for climate change adaptation in the Mongolian grasslands, using an agent-based modeling approach. Empirical studies from literature and our field work show that sedentary grazing, pasture rental markets, and reciprocal pasture-use groups are three popular institutional arrangements in the study area. First, we modeled the social–ecological performance (i.e., livelihood benefits to herders and grassland quality) of these institutions and their combinations under different climate conditions. Second, we did exploratory analyses of multiple social mechanisms for facilitating and maintaining cooperative use of pastures among herders. The modeling results show that in certain value-ranges of some model parameters with assumed values, reciprocal pasture-use groups had better performance than pasture rental markets; and the comparative advantage of cooperative use of pastures over sedentary grazing without cooperation becomes more evident with the increase in drought probability. Agent diversity and social norms were effective for facilitating the development of reciprocal pasture-use groups. Kin selection and punishments on free-riders were useful for maintaining cooperation among herders.     

多智能体系统的协调控制研究综述

近年来,多智能体系统的协调控制在多机器人合作控制、交通车辆控制、无人飞机编队和网络的资源分配等领域有着广泛的应用,成为当前控制学科的一个热点问题.首先介绍了多智能体系统的研究背景、智能体的概念和相关的图论知识;然后从多智能体系统协调控制包含的几个问题入手,即群集问题、编队控制问题、一致性问题和网络优化问题等,对其国内外的发展现状进行了总结和分析;最后,给出了多智能体系统有待解决的一些问题,以促进对多智能体系统协调控制理论与应用的进一步研究.