SegTEE:面向小型端侧设备的可信执行环境系统

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作者 杜冬冬 杨璧丞 +6 位作者 余炀 夏虞斌 丁佐华 赵永望 张磊 臧斌宇 陈海波 《计算机学报》 北大核心 2025年第1期188-209,共22页

面向万物互联、智联计算的边端场景,如何在小型端侧设备上保护用户隐私,隔离关键代码和数据,成为一个亟待突破的重要问题。现有系统通常依赖于可信执行环境,通过基于处理器的硬件扩展,保护安全敏感应用的机密性和完整性。然而,现有端侧... 面向万物互联、智联计算的边端场景,如何在小型端侧设备上保护用户隐私,隔离关键代码和数据,成为一个亟待突破的重要问题。现有系统通常依赖于可信执行环境,通过基于处理器的硬件扩展,保护安全敏感应用的机密性和完整性。然而,现有端侧可信执行环境系统主要面向静态、固定的安全场景,难以满足万物互联所带来的动态复杂的安全要求。具体来说,包含四个关键挑战。首先,动态复杂的安全需求会在可信执行环境中带来不可忽视的“资源税”,导致其难以部署在小型端侧设备中。其次,在内存安全方面,现有端侧设备往往只提供简单的段隔离机制(如ARM MPU和RISC-V PMP),难以支持多层多域的复杂隔离需求。再次,在I/O安全方面,现有系统通过静态划分或主机代理的方式,前者难以适应动态变化的安全应用场景,后者存在严重性能开销和安全隐患。最后,在可扩展性方面,端侧设备依赖的段隔离机制能够降低硬件资源开销,但是仅能支持十分有限的隔离域,无法满足万物互联场景下较多的隔离域需求。为了系统性地突破并解决上述挑战,本文提出SegTEE,一个面向万物互联小型端侧设备的可信执行环境系统。和传统可信执行环境方案相比,SegTEE围绕段隔离机制设计了全系统的隔离和保护,支持同特权态隔离域间隔离和跨特权态的段隔离。具体来说,SegTEE首先提出嵌套段隔离机制,在硬件层面支持TEE-Seg段保护机制和OS-Seg段保护机制,其中TEE-Seg能够实现隔离域间隔离,而OS-Seg则提供用户态和特权态操作系统间的隔离性保障。基于TEE-Seg和OS-Seg的嵌套段隔离机制,SegTEE引入了段滑动窗口设计,能够在有限数量(例如16个)的段寄存器基础上,实现上百个隔离域,有效支撑万物互联的复杂场景。SegTEE还引入了基于段的内存裁剪机制,有效降低资源税,并且设计了基于段隔离的I/O动态保护方案。实验结果显示,SegTEE能够基于本文提出的设计,相比前沿RISC-V可信执行环境(蓬莱-PMP),隔离域数量提升了14倍,降低了54%的内存资源占用,并且可以在运行时达到相当的性能表现。 展开更多

关键词 操作系统 可信执行环境 RISC-V

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遥感大数据解译及仿遥感地学知识发现

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作者 赵博 张德会 +1 位作者 陈其慎 周永章 《矿物岩石地球化学通报》 北大核心 2025年第3期462-477,I0002,共17页

遥感大数据是地学大数据的重要组成部分。本文阐述了其多光谱、时序、空间、纹理、尺度等五大特征,以及基于这些特征的遥感智能解译原理与应用。在此基础上,提出了“仿遥感”地学数据处理思想,探讨了基于Hopfield神经网络的遥感模拟可... 遥感大数据是地学大数据的重要组成部分。本文阐述了其多光谱、时序、空间、纹理、尺度等五大特征,以及基于这些特征的遥感智能解译原理与应用。在此基础上,提出了“仿遥感”地学数据处理思想,探讨了基于Hopfield神经网络的遥感模拟可行性。对于人工智能与遥感大数据联合驱动下的地学研究思路及创新方向或有借鉴意义。 展开更多

关键词 深度学习 遥感解译 综述 模拟 知识发现

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基于无人机多光谱遥感的水稻二化螟冬前虫量测算

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作者 曹梦娇 白石 +3 位作者 唐攀攀 徐红星 王晔青 周国鑫 《江苏农业学报》 北大核心 2025年第2期305-312,共8页

为实现稻田二化螟冬前虫量的精确测算,本研究在二化螟差异化防控的基础上,利用无人机获取水稻灌浆期和蜡熟期的双时相多光谱数据,并结合虫量稳定期的冬前虫量田间调查,基于线性回归、支持向量机回归、随机森林回归、岭回归、Lasso回归... 为实现稻田二化螟冬前虫量的精确测算,本研究在二化螟差异化防控的基础上,利用无人机获取水稻灌浆期和蜡熟期的双时相多光谱数据,并结合虫量稳定期的冬前虫量田间调查,基于线性回归、支持向量机回归、随机森林回归、岭回归、Lasso回归和贝叶斯回归等方法构建稻田二化螟冬前虫量的遥感估算模型。结果表明,灌浆期450 nm(b1)、660 nm(b3)波段的光谱反射率和蜡熟期的归一化植被指数(NDVI)与稻田二化螟冬前虫量存在极显著的线性相关;不同回归方法下,采用双时相数据建立的稻田二化螟冬前虫量遥感估算模型的估算值与观测值的相关性整体上优于单时相数据,其中,基于双时相遥感数据和随机森林回归模型建立的估算方法最佳,测试集和训练集的估算虫量和观测虫量相关系数分别达0.85和0.94,且此方法下稻田二化螟冬前虫量的估算结果更符合田间实际情况。本研究基于无人机技术建立的稻田二化螟冬前虫量估算方法,可为稻田二化螟的精确防控提供依据。 展开更多

关键词 二化螟 冬前虫量 多光谱 随机森林 双时相

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基于无人机多光谱遥感的早稻二化螟为害程度评价

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作者 曹梦娇 白石 +3 位作者 唐攀攀 王晔青 徐红星 周国鑫 《浙江农业学报》 北大核心 2025年第3期603-611,共9页

为明确无人机多光谱遥感技术能否用于早稻二化螟为害程度评估,通过喷施不同农药、不同次数来控制二化螟的为害,利用多光谱无人机获取b1(450 nm)、b2(555 nm)、b3(660 nm)、b4(720 nm)、b5(750 nm)、b6(840 nm)波段的反射率数据,记录田... 为明确无人机多光谱遥感技术能否用于早稻二化螟为害程度评估,通过喷施不同农药、不同次数来控制二化螟的为害,利用多光谱无人机获取b1(450 nm)、b2(555 nm)、b3(660 nm)、b4(720 nm)、b5(750 nm)、b6(840 nm)波段的反射率数据,记录田间作物生长状态和环境信息,采用线性回归、支持向量机、随机森林、岭回归、Lasso回归和贝叶斯回归等6种机器学习模型,研究了在3个时间段获取的多光谱数据和二化螟为害率的相关性。结果表明,基于双时相(抽穗期、腊熟期)数据的支持向量机模型更能反映二化螟为害信息,预测结果与实际的田间二化螟为害程度相对一致。研究结果初步证实,无人机多光谱遥感结合双时相支持向量机模型可有效评估二化螟的为害程度,可为智慧植保的发展提供一定的理论依据与参考。 展开更多

关键词 二化螟 为害率 多光谱 建模

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基于高分辨率遥感影像和改进U-Net模型的滑坡提取——以汶川地区为例 被引量：4

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作者 白石 唐攀攀 +3 位作者 苗朝 金彩凤 赵博 万昊明 《自然资源遥感》 CSCD 北大核心 2024年第3期96-107,共12页

滑坡快速识别检测可以满足滑坡灾害的高时效性要求,对灾害损失评估和灾后救援具有重要意义。研究提出一种基于深度学习的滑坡自动提取方法提高滑坡检测的精度。该方法使用目标区遥感影像、数字高程模型数据和面向对象多特征变化向量分析... 滑坡快速识别检测可以满足滑坡灾害的高时效性要求,对灾害损失评估和灾后救援具有重要意义。研究提出一种基于深度学习的滑坡自动提取方法提高滑坡检测的精度。该方法使用目标区遥感影像、数字高程模型数据和面向对象多特征变化向量分析法(robust change vector analysis,RCVA)提取的变化特征作为模型输入,设计结合密集上采样和非对称卷积的U-Net模型提高滑坡识别精度。以四川省汶川地区作为研究区,设计试验测试了不同数据组合和不同方法得到的像素级滑坡分割精度,结果表明该研究提出的改进的U-Net模型可以取得更好的分割结果。 展开更多

关键词 深度学习 滑坡 语义分割 U-Net

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基于二值神经网络的辐射源信号识别方法

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作者 王慧赋 梅明飞 +2 位作者 齐亮 柴恒 陶诗飞 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期3912-3919,共8页

针对用于辐射源信号识别的神经网络存在参数冗余、运算量庞大等问题,提出一种基于二值神经网络的辐射源信号识别方法。该方法指出利用卷积层效用值衡量神经网络卷积层的重要性,根据卷积层效用值的大小,将重要的卷积层保留为实值,其余卷... 针对用于辐射源信号识别的神经网络存在参数冗余、运算量庞大等问题,提出一种基于二值神经网络的辐射源信号识别方法。该方法指出利用卷积层效用值衡量神经网络卷积层的重要性,根据卷积层效用值的大小,将重要的卷积层保留为实值,其余卷积层进行二值化处理。实验结果表明,在信噪比大于-9 dB时,采用该方法得到的二值神经网络的信号识别准确率相比于实值卷积神经网络降低了0.5%,而网络参数内存大小降低了83.4%,网络运算次数降低了83.8%,网络运算复杂度降低了85.8%,易于部署在各种硬件平台上。 展开更多

关键词 辐射源信号识别 二值神经网络 卷积层效用值 网络复杂度

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云贵高原地区生态系统健康时空分布及其驱动因素影响

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作者 张学鹏 曾铖 +1 位作者 勾鹏 黄莹双 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第8期37-41,共5页

针对云贵高原地区生态系统健康(EH)的时空分布及其驱动因素问题,本文首先建立了“活力-组织力-恢复力-服务力”的EH评估模型,分析2000—2020年EH时空分布,然后利用XGBoost模型和SHAP解释模型分析各驱动因子与EH间的具体函数关系。结果表... 针对云贵高原地区生态系统健康(EH)的时空分布及其驱动因素问题,本文首先建立了“活力-组织力-恢复力-服务力”的EH评估模型,分析2000—2020年EH时空分布,然后利用XGBoost模型和SHAP解释模型分析各驱动因子与EH间的具体函数关系。结果表明:①2000—2020年,云贵高原地区的EH西部区域较东部区域较好,弱健康县集中在东北地区;②弱健康和较弱健康县由2000年的40%降低至2020年的24%,总体呈现全域改善的趋势;③城市化水平、降水与EH间存在递减的三次函数关系,温度、归一化植被指数与EH间存在递增的三次函数关系,高程与EH间为波动的四次函数关系。本文旨在为区域EH监测提供新方案,为云贵地区生态保护与恢复提供参考。 展开更多

关键词 生态系统健康 时空分布 驱动因素 XGBoost模型 SHAP模型

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基于土地利用的生态系统服务价值估算尺度效应研究 被引量：7

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作者 倪维秋 张学鹏 +2 位作者 杨澜 何莹宣 陈伟 《生态经济》 北大核心 2022年第9期170-178,共9页

土地利用/覆盖(LULC)对生态环境具有重要影响,是计算生态系统服务价值的重要数据,然而不同空间尺度或不同LULC的产品数据,计算出来的生态系统服务价值是否有差异,以及差异程度尚不明确。论文采用两种土地利用产品数据,并使用重采样的方... 土地利用/覆盖(LULC)对生态环境具有重要影响,是计算生态系统服务价值的重要数据,然而不同空间尺度或不同LULC的产品数据,计算出来的生态系统服务价值是否有差异,以及差异程度尚不明确。论文采用两种土地利用产品数据,并使用重采样的方式获取了两套不同分辨率的数据,通过当量因子法计算出生态系统服务价值,研究了不同尺度LULC对ESVs的影响。结果表明:(1)不同产品或同种产品用尺度不同的土地利用数据计算出的生态系统服务价值的结果不同。(2)两种土地利用数据计算出来的ESVs相差了大约1.7%,并且随着尺度的增加,差值有减小的趋势。(3)随着LULC尺度的增加,ESVs的总体变化趋势也是增加的,增加的趋势逐渐缓和,并且ESVs与LULC尺度符合对数关系,拟合度R2>0.9。研究结果为获取可靠生态系统服务价值具有重要参考价值。 展开更多

关键词 生态系统服务价值 尺度 土地利用 当量因子 重采样

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小型化超宽带叶型微带单极子天线设计 被引量：2

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作者 李想 曹建银 +3 位作者 姚晨阳 丁振东 王昊 陶诗飞 《现代电子技术》 2023年第14期1-6,共6页

针对目前超宽带(UWB)微带单极子天线带宽较窄以及尺寸较大等缺点,文中提出一种基于共面波导(CPW)馈电的小型化超宽带微带单极子天线。该天线由叶型的辐射贴片(其上挖去3个圆形贴片)、梯形地板和环形三叉戟共面馈电组成,可实现1~18 GHz... 针对目前超宽带(UWB)微带单极子天线带宽较窄以及尺寸较大等缺点,文中提出一种基于共面波导(CPW)馈电的小型化超宽带微带单极子天线。该天线由叶型的辐射贴片(其上挖去3个圆形贴片)、梯形地板和环形三叉戟共面馈电组成,可实现1~18 GHz的超宽带频率覆盖。使用HFSS软件对天线的结构和尺寸进行分析,得出最终的天线尺寸仅为40 mm×75 mm×0.5 mm。利用矢量网络分析仪进行测试,结果表明,所设计的天线具有179%的相对带宽,在1~18 GHz的工作频段内阻抗匹配良好,并且具有良好的辐射性能;且该天线的工作频率能够实现L波段、S波段、C波段、X波段以及Ku波段的多个频率覆盖,具有超宽带的优良性能。 展开更多

关键词 超宽带天线 微带单极子天线 小型化天线 共面波导馈电 天线结构 矢量网络分析仪

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弱监督的无人机影像地裂缝自动提取 被引量：4

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作者 王臻 王辉 李国锋 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2022年第3期51-56,共6页

地裂缝需要被持续监测,但是地裂缝探测仍需人工实地勘探,因此自动地裂缝提取具有重要意义。为此,该文提出一种深度学习模型,利用无人机影像自动提取地裂缝,该模型针对地裂缝相对其他地物具有细长结构的特征,设计了地裂缝提取网络;针对... 地裂缝需要被持续监测,但是地裂缝探测仍需人工实地勘探,因此自动地裂缝提取具有重要意义。为此,该文提出一种深度学习模型,利用无人机影像自动提取地裂缝,该模型针对地裂缝相对其他地物具有细长结构的特征,设计了地裂缝提取网络;针对人工准确标注地裂缝蜿蜒曲折的形态费时费力等特点,设计了一种弱监督的方法对人工标签进行优化,改善人工标签不准确的情况。利用朔州市平鲁区无人机影像验证方法有效性,实验结果表明:地裂缝能被有效提取,召回率达91.4%,并利用提取的地裂缝生成了地图产品,可用于辅助区域内地裂缝风险警示和成因分析。 展开更多

关键词 地裂缝 无人机影像 深度学习 弱监督学习

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天地演化导论

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作者 张春雷 李霞 +2 位作者 宋思仪 张帆 赵博 《中国矿业》 2024年第S01期622-630,共9页

为了探寻地球与宇宙未知奥秘,将天文学、地理(地质)学、物理学及高能化学紧密结合在一起,运用辩证统一的思想和正演、反演和举证的方法,对这一重大课题开展了研究。指出:地球及其他各大行星,以及所有恒星都各自拥有一个由高能粒子组成... 为了探寻地球与宇宙未知奥秘,将天文学、地理(地质)学、物理学及高能化学紧密结合在一起,运用辩证统一的思想和正演、反演和举证的方法,对这一重大课题开展了研究。指出:地球及其他各大行星,以及所有恒星都各自拥有一个由高能粒子组成的引力、能量巨大的能量核(引力核);“万有”引力不是存在于任何物体之间;聚变与裂变、合并与分裂是宇宙及其星系永恒的主题,宇宙是永恒存在的,宇宙之外还有宇宙,碰撞与爆炸只是发生在星系内部或星系之间,不存在宇宙大爆炸,各星系也不是大爆炸后的星云凝结而成。研究指出了暗物质及其暗能量的藏身之处。对地理演化的内外动力及其过程提出了新认识。研究创立了星际碰撞(撞击)地理学说,指出大陆和深海是星际碰撞产生的,青藏高原是由于星际碰撞的液压隆升效应叠加隆起形成的。指出地球不存在大规模板块飘移、板块俯冲地壳运动型式。提出液压隆升效应之叠加隆起构造对热液型金属非金属矿床的控矿机制。指出了大地构造型式的复杂多样性。丰富了人与自然生命共同体理论的科学内涵。 展开更多

关键词 能量核 聚核引力与散核引力 裂变与聚变 星际碰撞 构造形迹 构造体系 液压隆升效应 自然哲学

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