DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 6. 结论 在前人研究的基础上，本文认为： 图10. C-C’测线平衡剖面 1、沙林凹陷发育分为伸展构造样式、收缩构造样式、走滑构造样式和反转构造样式等四种构造样式，研究区发现的收缩构造样式主要为逆冲推覆构造，伸展构造样式主要为铲式正断层及叠加断层系，走滑构造样式主要为正花状构造，反转构造样式主要为下凹上隆的正反转构造。 2、沙林凹陷内可以分为四个主要构造带，西部与东部都受到逆冲断裂的强烈影响，凹陷中心比较稳定，应该是凹陷内主要最具油气潜力的地方，中新世NNW-SSE的拉张作用构成了凹陷第三纪时期伸展拉张的主要应力使得盆地广泛扩张，后期来自于喜马拉雅山和印度方向的挤压应力控制了凹陷的形变。 3、沙林凹陷构造演化总体来看经历了弱伸展：伸展拉张断裂~挤压构造反转~稳定沉积3个发展时期，伸展期主要发育铲式断层与半地堑；挤压期，强烈挤压应力活化了早期正断层使其逆冲运动形成反转构造，局部地区因地层脆韧性差异发生应力调节产生平移断层出现走滑构造样式。沙林凹陷内沙林凹陷内部各处具备生油潜力的圈闭受一系列逆冲断层控制，后期的构造运动对油气圈闭影响较小，这一点有利于富集油气，且具有自生自储的特点，因此这些圈闭为凹陷下步的勘探方向。
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user: 摘 要 利用地理信息系统(GIS)、数据库、网络等技术为支持，以水库大坝应急调度管理相关数据为基础，构建具有信息接收存储、信息处理、指挥调度、灾害可视化时空分析等多种综合管理功能的水库应急管理自动化信息系统。系统集成了洪水预报调度、大坝性状分析、大坝安全评价及预测、水库下游洪水演进、风险分析等专业模型，具备应急调度、灾害管理、空间分析等一系列功能。该技术可为水库日常管理提供专业技术支持。 关键词 :水库，应急调度，自动化系统，地理信息系统 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 重大突发事件往往会造成巨大的人员伤亡和财产损失，水库大坝如果遭遇突发事件，一旦失事，会给下游造成灭顶之灾。所以针对水库应对突发事件的应急管理决策支持研究非常重要。在突发事件即将发生或已经发生后，如何迅速地做出决策，及时周密地解决由此带来的问题，将损失减到最小程度，是目前人们研究的一个热点问题 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 。虽然应急预案的制订可以使管理部门做到有备无患，但由于事件的突发性、时间的紧迫性、后果的严重性，以及人们经验和理性的有限性，事前制定的应急预案可能会具有一定的局限性，所以为决策者建立一个高效的计算机应急管理自动化系统，将有助于决策者做出及时正确的决策，其意义十分重大。此外，水库应急管理自动化信息系统可以作为应急预案的有效补充，更好地为应急管理服务。
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user: 2. 水库应急调度管理 一旦出现对水库大坝造成威胁的致灾因子，相关部门会迅速进行水库应急响应，包括应急启动、监测报送、预测预报、分析评估、应急结束五个方面 [ 4 ] 。遵循水库应急响应过程需要对水库进行应急调度。首先，基于水情测报、工情监测、闸门监控、巡视检查、上下游灾情、天气预报、工程安全实时评价等信息，对工程安全状况进行实时分析，据此选择具体的水库调度方案；在调度实施过程中，则需不断根据最新工情、水情发展情况，对调度方案进行修正；当工程出现严重险情或遭遇特大甚至超标准洪水时，提前发出警报，并通过会商拟订抢险方案和应急调度方案，并进行应急处置。根据应急处置的情况进行实时评估，直到险情排除，应急结束。水库应急调度流程见图1。
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user: 3. 系统结构体系设计 在大量基础信息数字化和可视化的基础上，运用模型方法库、数据汇集平台、GIS技术建立水库应急管理自动化信息系统，将水库洪水预报调度，大坝安全监测，洪水风险分析与应急指挥决策有机结合起来，实现基础设施信息的查询和管理、洪水演进仿真模拟、应急指挥决策以及控制显示等功能，方便 图1. 水库应急调度决策流程 防洪管理部门在短时间内掌握水库防洪形势、大坝安全状态和一旦发生洪灾下游的损失情况以及救援物资的供给情况等，从而提高水库日常管理和灾时应急反应能力。 在照分层设计的思想指导下，系统分为数据采集监控层、数据资源共享层、应用服务层、用户层，合理定位已经建成的独立系统的功能，采用科学的结构框架，将目前已建系统和未建系统集成在统一的体系结构中。按照需求分析的结果，运用地理信息系统等技术，在WINDOWS环境下，进行开发设计。水库应急管理自动化信息系统总体结构如下图2。 数据采集监控层由信息采集系统和工程监控系统组成，是水利信息工程与水利实体工程间的接口，是系统信息的主要来源。数据资源共享层包含了网络通讯和综合数据库，构成了整个系统的数据仓库和信息纽带。应用服务层由各个业务子系统构成，结合专业模型完成与水库应急调度决策相关的任务，并通过人机界面构成用户层。 系统通过网络通讯和综合数据库与各个子系统互联互通，充分利用和发挥多种信息处理手段在水库 图2. 系统总体结构 应急调度过程中的综合作用。总体采用多层技术架构，既便于充分发挥已有系统能力，又为将来系统的扩充创造了条件。系统的主要人机界面采用浏览器，采用B/S模式，系统更新维护快捷方便。系统采用三维GIS技术，在建立三维模型的基础上，利用综合数据库中实时监测数据，采用专业模型进行分析计算，在三维场景中实时展现水库的淹没范围、当前大坝断面的渗流线、大坝体内的渗流面、动态模拟闸门启闭状况，实现水库大坝场景与水库安全分析技术的三维可视化。
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user: 4. 系统功能结构 4.1. 信息服务子系统 信息服务子系统是为水库防汛调度系统在决策会商时为有关人员(包括决策者、专业人士、相关人员)提供防汛有关信息(包括历史、实时水雨情、工情、灾情等)查询服务的子系统。其内容主要是对综合数据库的相关内容及其它子系统输出信息的查询与显示。系统功能逻辑结构如图3。 4.2. 洪水预报调度子系统 洪水预报与调度子系统结合地理信息系统技术，以洪水预报调度数学模型为核心，根据水文作业预报的业务流程，采用B/S体系结构搭建应用系统平台，满足不同层次的技术和防洪决策人员进行计算分析、信息查询的需要。系统包含以下几个部分组成： 1) 人机交互平台； 2) 预报调度方案构建模块； 3) 洪水预报模块(自动定时预报、人工干预预报)； 4) 水库洪水调度模块； 5) 预报调度信息查询与结果模块。 图3. 信息服务子系统系统功能逻辑结构图 4.3. 大坝安全综合评价系统 采用先进的大坝安全监测技术、计算机网络通信技术和数据管理技术，在整理与分析水库大坝已有的监测资料基础上，通过对水库大坝安全现状研究，在满足有关技术规范要求下，针对影响和控制该工程安全性态的关键变量和关键部位重点监测，监测项目、测点布置和结构优化组合 [ 5 ] 。监测项目包括主坝变形监测、渗流监测和环境量监测。通过网络实现监测信息远程管理与分析。 利用大坝安全监测系统自动监测数据、人工观测数据和巡视检查记录等，采用合理的数学模型和评判准则，实时分析大坝运行性态，进行安全诊断，提供多种报警功能。 4.4. 下游洪水风险分析子系统 本子系统的水库风险分析分正常调度洪水和水库溃坝洪水2种。水库正常调度洪水风险为遇特大洪水和超标准洪水时，执行相关调度方案进行调度带来的风险；水库溃坝洪水风险即遇特大洪水和超标准洪水时，水库大坝溃坝所带来的风险。集成溃坝洪水计算模型、水库调度模型、二维水动力学洪水演进模型、洪灾损失评估模型，对水库下游洪水风险分析技术进行综合研究。使用溃坝模型计算溃坝洪水流量过程，其他设计标准洪水通过水库调度模型计算相应水库下泄流量过程；通过洪水演进模型模拟洪水淹没过程，计算淹没水深、范围、流速等多种洪水淹没要素；采用GIS中的叠置分析方法结合洪水演进计算结果进行淹没损失计算 [ 6 ] 。水库下游洪水风险分析流程见图4。 4.5. 方案管理评价子系统 防汛会商生成的各种决策方案种类繁多，并且随着时间的推移方案具有不同的时效性。对这些方案的有效管理需要方案管理子系统来实现。当决策方案生成后，应将其数据信息录入到相应的数据库中，以便管理。根据方案元数据中定义的标识信息，主要存储信息的编码、名称、类型、来源、关键词、网页路径、描述等内容。根据方案管理的需求分析，针对不同类别的目标分别提供众多模板，根据锁定的目标或热点不同，可以快捷方便地进入相应的模板库，并能够迅速准确地获取目标相关主题信息。防汛会商系统其主要功能包括以下三个部分：1) 方案模板管理。2) 模板内容管理。3) 内容发送管理。 4.6. 水库应急调度会商子系统 水库应急调度会商系统的功能主要是当水库发生对水库产生威胁的致灾因子时，通过迅速采集和传 图4. 水库下游洪水风险分析流程 输的水情、雨情、工情，通过专业预报调度模型对水库防洪形势做出分析，通过人机对话的方式，为领导提供防洪工程调度方案，由决策层讨论、修正、确定新的方案，再调用洪水演进、灾害损失评估等系统进行检验，最后形成科学的决策方案。水库应急调度会商系统功能模块划分见图5。
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user: 5. 结语 在上述研究成果的支撑下，以青山水库实时安全调度系统为基础，考虑水库应急调度的实际需求，将原型水库已有各种类型的信息监测控制系统进行集成。系统采用快速原型开发方式，进行系统总体框架、功能组成、模型集成研究，对青山水库实时安全调度系统进行扩充、改造，在不影响原有功能的条件下，使原系统具有应急调度的能力，为该水库应急调度提供一个现代化的辅助决策指挥调度平台。该系统具备以下特点： 1) 充分业务支持 系统采用多种技术组合，集成了包括各类业务信息服务、洪水预报调度、大坝安全诊断、水库下游洪水风险分析模拟等功能模块，对水库及主管部门提供了充分的信息处理和辅助决策支持手段，满足水库管理对信息多样化的要求。 2) 系统高度整合 系统通过通讯网络与大坝安全监测、水文自动测报、视频图像监控、办公自动化等系统高度集成， 图5. 水库应急调度会商系统功能模块划分 充分利用和发挥多种信息处理手段在水库安全监控中的综合作用。 3) 应急特色鲜明 水库应急管理自动化信息系统的重要特色是提供对致灾因子的判断、评估、响应、处置等一系列及时有效的应对措施，将对水库大坝不利的突发事件的危害和损失降低到最小程度。
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user: 摘 要 针对传统振动台子结构试验的界面力施加需要反力墙作为附属加载装置、控制系统复杂等问题，研制了一种用于振动台子结构试验加载的电液伺服驱动AMD系统。在对液压伺服阀、液压动力机构和液压执行机构的性能需求进行分析的基础上，建立了电液伺服AMD系统的系统模型；设计加工了电液伺服AMD装置，并进行的AMD系统性能测试。试验结果表明该系统具有动态特性好，体积小，控制精度高、系统刚度大等特点，可以用于实时子结构试验的加载装置，又可用于结构振动控制相关领域的试验研究。 关键词 :主动质量驱动器，电液伺服作动器，子结构试验，性能试验 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 为克服常规振动台试验中无法进行大型结构试验的限制，产生了基于地震模拟振动台的实时子结构试验方法 [ 1 ] [ 2 ] 。振动台子结构试验的特点之一是将数值模型得到的界面力施加到试验子结构上，传统方法是在振动台旁设置反力墙和动态作动器对试验子结构进行加载 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] 。Michel Bruneau等对二层结构进行了实时混合试验 [ 7 ] ，试验子结构与数值子结构的界面力由反力墙上的作动器来提供。受实验室空间和安装条件限制，如果振动台附近无法安置反力墙则这种试验就无法实现。同时，由于安装于反力墙上的作动器输出的位移是相对于静止地面的绝对位移，因此这种子结构试验需要使用具有较大行程的作动器。为解决上述问题，Narutoshi Nakata等提出了可控质量的振动台子结构试验方法 [ 8 ] 。主动质量驱动装置(Active Mass Driver，简称AMD)具有控制效果好、控制代价低等优点在高层 建筑、高耸结构抗风抗震 [ 9 ] 反应控制的应用中获得了成功，成为目前研究与应用非常广泛的一种振动控制设备 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] 。利用电液伺服型AMD装置作为振动台子结构试验的加载装置具有不需要反力墙，作动器行程要求低等诸多优点。因此本文根据开展振动台子结构试验的研究需要，在对液压伺服阀、液压动力机构和液压执行机构的性能需求进行分析的基础上 [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] ，研制了一种体积小、出力大、控制精度高的AMD系统，推导了AMD系统的系统模型；进行了AMD系统的性能试验。
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user: 2. AMD系统原理 纸型 电液伺服主动质量驱动系统(简称AMD)是电液伺服技术和液压技术相结合的产物，该系统由电液伺服阀驱动，伺服阀按照输入的指令进行变速度驱动、变向驱动和限速驱动。图1是采用电液伺服阀控制的电液伺服主动质量驱动系统原理图，由图1可知，它是液压开式回路：伺服阀阀芯位移→油液变量→执行器变速；伺服阀阀芯变向→油路变向→执行器变向。 AMD控制系统中最重要的部件是作动器系统，它是给结构施加控制力的执行机构，其工作性能直接影响到AMD系统的控制效果。图2为电液伺服AMD系统构成示意图。 图1. 电液伺服AMD系统原理图 图2. 电液伺服AMD机械构造原理图 电液伺服AMD系统的最大特点是充分发挥电液伺服阀的特性，通过改变伺服阀阀芯的移动方向、速度和位置来控制油缸的正反向、油缸速度、作用力和位置。同时，电液伺服系统与执行元件油缸可以做到较为理想的功率匹配。还具有作动器体积小，液压伺服元器件对外部环境要求低，系统动态特性好，使用寿命长，适用性广等优点，图3为本文研制的电液伺服AMD系统实物图。
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user: 3. AMD系统分析 基于能量转换观点，电液伺服系统实现了电能→液压能→机械能→负载运动的传递过程。AMD装置的机械系统包括惯性质量、液压伺服作动器和机架三部分组成。考虑作动器的液压伺服特性，给出了AMD装置的简化力学模型。 系统理论建模主要围绕伺服阀部分——伺服阀压力—流量数学模型，液压动力部分——作动器数学模型，液压执行部分——液压缸驱动负载的数学模型三部分展开。 3.1. 伺服阀压力–流量方程 q L = K q x q − K c p L (1) 式中： K q 为伺服阀系统的流量增益，且 K q = C d ω 1 ρ ( p s − p L ) (2) 图3. 电液伺服AMD系统实物图 K c 为伺服阀的流量–压力系数， K c = C d ω x V ( p s − p L ) / ρ 2 ( p s − p L ) (3) 式中未说明符号意义如图1所示。 3.2. 作动器数学模型 根据流量连续性结合质量守恒定律，建立电液伺服阀控液压缸的方程为 q L = A p d x p d t + V t 4 β d p L d t + C t c p L (4) 式中 V t 为液压缸两腔的总容积； V t = V 1 + V 2 (5) C t p 为液压缸总泄漏系数； C t c = C i c + C e c / 2 (6) C i c 为液压缸内泄露系数； C e c 为液压缸外泄露系数。 3.3. 液压缸执行机构力平衡方程 忽略库伦摩擦等非线性负载，根据牛顿第二运动定律，可得电液伺服作动器的输出力为 F = A p p L = M t d 2 x p d t 2 (7) 由上述分析可得电液伺服AMD系统的传递函数如式(8)所示，框如图4所示，控制器的传递函数用PID代替。 x m u = k q A p P V m k 4 β e s 3 + ( C c + K c ) m k s 2 + A p 2 s + k d k q A p P (8) 图4. 电液伺服系统传递函数方块图 图中： m k 表示AMD系统惯性质量， x m 为惯性质量的实际位移， p L 为负载压力， A P 表示活塞等效截面积； Q L 为作动器流量， V t 表示作动器腔内全容积， β e 为液压油体积弹性模量， C c 液压缸泄露系数； k q 表示伺服阀信号–流量增益， K c 为流量–压力系数。
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user: 4. AMD系统性能测试 AMD系统的设计参数为负载1000 kg，最大加速度20 m/s 2 ，最大速度0.6 m/s，最大位移100 mm。为了检测AMD系统的实际性能与设计指标是否一致，将电液伺服AMD系统固定于地面上，进行PID控制下的位置闭环试验，分别输入白噪声、阶跃信号和正弦信号(97 mm，1 Hz；9 mm，9 Hz)，在空载和负载(400 kg，1000 kg)两种不同情况下进行多组工况试验。 1) 对10 mm阶跃信号的响应，分为空载、400 kg和1000 kg进行测试测试结果如表1所示，阶跃信号响应曲线如图5所示。 阶跃信号测试表明，AMD装置可以很好的跟踪位移指令，响应速度较快，动态特性满足设计要求。 2) 通过正弦信号对AMD系统的基本性能进行测试，负载1000 kg，对于最大速度的测试要选取低频率大位移幅值的正弦信号，故选取97 mm，1 Hz。对于最大加速度的测量选取9 mm，9 Hz。通过反馈信号控制实际幅值大小。AMD系统的测试结果见图6~8。 根据图6的正弦信号，通过计算可以得到AMD系统最大速度0.615 m/s。通过工况(图8所示)，通过外置传感器采集到的AMD系统最大加速度为27 m/s 2 。 3) 通过对AMD系统输入白噪声工况进行试验，对AMD系统参数进行辨识，建立AMD系统的传递函数。辨识算法采用最小二乘法，辨识结果如下所示。 x m E = 1.396 × 10 7 s 3 + 183.8 s 2 + 2.653 × 10 4 s + 2.932 × 10 6 (9)
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user: 5. 结论 经过上述分析与试验，结论如下： 1) 通过AMD系统负载1000 kg，在不同频率和幅值的正弦运动工况，测试到AMD系统的最大速度为0.6 m/s和最大加速度为27 m/s 2 ，达到AMD系统设计目标，该AMD系统表现较好； 2) 对AMD系统进行参数辨识，得到了AMD系统的模型参数。为后续AMD系统用于振动台实时子结构试验提供加载装置； 3) 该系统动态特性好，出力大，控制灵活，刚度较好，系统稳定性好，精度高，但是当系统进行高频工况时，会出现幅值衰减和相位滞后，后续可以通过改进控制算法，改善这一弊端。 图5. 阶跃响应曲线。(a) 幅值10 mm，空载；(b) 幅值10 mm，负载质量400 kg；(c) 幅值10 mm，负载质量1000 kg 图6. 负载1000 kg，幅值97 mm，1 Hz，PID控制 图7. 负载1000 kg，幅值9 mm，9 Hz，PID控制 图8. 负载1000 kg，幅值9 mm，9 Hz，加速度测量信号 Table 1 Test result of step signa 编号 幅值 负载 上升时间 调整时间 1 10 mm 空载 70 ms 130 ms 2 10 mm 400 kg 80 ms 110 ms 3 10 mm 1000 kg 100 ms 120 ms 表1. 阶跃信号测试结果
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user: 摘 要 针对目前基于LWE (Learn With Errors)构造的全同态加密方案普遍需要高斯函数抽样以及公钥尺寸过大等问题，本文采用高效的LWR (Learning With Rounding)替换传统的LWE方案，提出了多用户云环境中提供端到端数据保护的基于密钥策略–属性的全同态加密(LWR-ABFHE)方案。本文提出的LWR-ABFHE方案能够在对加密数据进行细粒度访问的同时执行同态计算，并且在不牺牲同态加密的计算能力情况下，达到在一组授权属性上处理单调访问结构的效果。本文在LWR假设下，证明了LWR-ABFHE方案在选择明文攻击下的安全性。 关键词 :LWR，LWE，基于属性，全同态加密，单调访问结构 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 随着互联网的快速发展和云计算的普及，人们对数据隐私越来越重视。针对如何保证用户数据的私密性产生了很多加密方案，其中全同态加密占据主流的研究地位。全同态加密(FHE)是一种特殊的加密方案，可以解决云计算、电子商务等安全问题，因为它允许第三方对加密数据进行任何操作，而无需预先解密。2009年Craig Gentry [ 1 ] 实现了第一个全同态加密(FHE)方案，其允许对加密的密文数据执行任何加法和乘法的功能。 自Gentry实现第一个全同态加密方案后，FHE方案逐渐成为了研究的热点，至今产生了各种相关的实现及优化。当前研究全同态加密的主流方案是基于LWE困难问题的安全性假设。因为LWE问题理论上可以量子规约到格上的求解SIVP困难问题和GapSVP困难问题，因此认为基于LWE的全同态加密方案具有牢固的安全性保证。2011年Brakerski等 [ 2 ] [ 3 ] 提出基于LWE问题构造全同态加密方案的思想，方案利用“重线性化”技术实现密文之间的同态运算，但是同态过程需要用到额外的运算公钥evk，导致密文运算复杂而且效率低下；2012年Brakerski等人 [ 4 ] 基于LWE又提出了模不变的全同态方案，省略了模交换技术的消耗，但是该方案在保证安全性的前提下，模数q的取值很大，导致了较高的复杂度；2013年，Gentry [ 5 ] 在Crypto国际会议中提出利用近似特征向量方法构造全同态加密方案。该方案的优势是密文之间乘积不会导致维数的膨胀，消除了秘钥交换技术。但是密文的同态计算由向量转换为矩阵之间的加法和乘法，计算复杂；文献 [ 6 ] [ 7 ] 分别提出利用多键和舍弃自举技术等方案在一定程度上改进了全同态方案的效率，但是这些方案基于LWE问题都需要高斯噪声抽样，时间开销很大，计算上也存在瓶颈。所以消除高斯噪声带来的高昂实际代价很有必要，Bogdanov [ 8 ] 和Costache [ 9 ] 提出的LWR方案是LWE问题的变体，安全性与LWE问题一样困难，而且LWR问题消除了高斯函数抽样，显著提高了计算效率。 为了支持多用户需求，到目前为止所回顾的所有方案都受到这样的事实的影响，即对同态加密方案的引入扩展对计算能力具有负面影响。Xiao等人方案 [ 10 ] 和Lopez方案 [ 11 ] 均通过密钥代理或CSP服务器来实现额外的密钥转换过程。同时，Gentry方案 [ 5 ] 和Clear-Mc Goldrick方案 [ 12 ] 能够提供对用户属性进行加密的细粒度控制访问。然而，Gentry方案 [ 5 ] 和Clear Mc Goldrick方案 [ 12 ] 仅允许用相同属性加密的数据执行计算，因此无法支持多用户设置下的同态加密。尽管Clear-Mc Goldrick方案 [ 13 ] 能够支持多属性计算，但是它们的方案继承了Lopez方案 [ 11 ] 的性能瓶颈。本文提出的方案与现有的工作 [ 5 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] 之间的主要区别是三个方面。首先，利用LWR问题构造基于属性的全同态加密方案，不仅消除了高斯噪声抽样和运算秘钥，而且公钥尺寸更加小，具有更加高效的计算效率。其次，与现有的ABHE方案 [ 5 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] 相比，它们仅将其访问结构视为单一属性 [ 5 ] [ 12 ] ；或者使用单个属性来表示一组“子属性” [ 13 ] ；所提出的方案使用LSSS矩阵(G，p)在一组属性上表示单调访问结构。最后，所提出的LWR-ABFHE方案不是将同态加密和ABE方案直接融合成单个密文，而是将密文分解为两个子分量。第一个分量用公钥PK对数据进行加密；而第二个组件包含一组授权属性U。同态评估只涉及第一个组件。同时，第二个组件用于细化加密数据的访问控制。用户的秘密密钥SK通过一组授权属性与单调访问结构A关联。单调访问结构中的每个授权属性 A 1 都拥有密钥SK的有效份额。因此，当且仅当 A 1 ∈ A 时，才能正确解密加密数据。另外，为了防止多个用户之间的共谋攻击，所提出的LWR-ABFHE方案扩展了密钥随机化技术 [ 15 ] [ 16 ] ，以使用户的秘密密钥失效，其中多个用户不能将他们的属性集中在一起并重建一个有效的密钥。
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user: 2. 预备知识 本文中用粗体小写字母表示向量，例如r；向量的第i个分量用r[i]表示；向量均以列向量形式表示，向量转置用 r T 表示； ⌈ · ⌉ 表示向上取整， 表示四舍五入取整；向量范数 ‖ x ‖ ∞ c a n 表示所有向量元素绝对值中的最大值。文中对数log默认底是2，向量加法和乘法运算均在模q或者模p意义下进行。 2.1. LWE和LWR问题 定义1. (LWE问题)选取整数n和 q ≥ 2 ，对于选定的向量 s ∈ Z q n 和随机均匀选择的向量 a ← Z q n ，输出 ( a ， 〈 a ， s 〉 + e ) ∈ Z q n + 1 ，其中e是服从离散高斯分布的噪音向量。LWE问题的本质就是从上述LWE函数生成的独立样本中恢复向量 s 。 定理1. (LWE问题难解性假设)选取整数n， 令 α = α ( n ) ∈ ( 0 ， 1 ) 和素数 q = q ( n ) 满足条件 q > 2 n α 。如果存在一个攻击者A能够在多项式时间内破解 LWE n ， m ， q ， χ 问题，则存在一个以 O ( n α ) 为近似因子的有效算法求解格上的GapSVP问题。 定义2. (LWR问题)选取整数n，q和p，并且满足 n ≥ 1 以及 q ≥ p ，定义LWR问题(带舍入学习)如下：对向量 s ∈ Z q n ，均匀随机选取 a ← Z q n ，输出 。 LWR n ， q ， p 问题的本质是区分若干抽样 ( a i ， b i ) 与等量的均匀抽样 ( c i ， d i ) ∈ Z q n × Z p 。 定理2. 假设c是任意 Z q 上B有界分布的LWR问题取样，而且c可以有效的取样。令 B < q / 2 p .则对于求解任一分布上 s ∈ Z q n 的LWR问题，我们认为困难程度等价于求解相同分布上 s ∈ Z q n 的LWE问题。 2.2. 访问控制相关概念 定义3. (单调访问结构)：令 U = { u 1 ， u 2 ， ⋯ ， u n } 表示一组属性。如果对于任意的B、C满足条件 B ∈ A 并且 B ⊆ C ，意味着 C ∈ A ，则集合 A ⊆ U 是单调的。单调访问结构是 { u 1 ， u 2 ， ⋯ ， u n } 的非空子集的单调集合A。A中的集合称为授权集合，而不在A中的集合称为未授权集合。 一般来说，在CP-ABE方案中有三种方法来表示布尔公式，访问树和线性秘密共享方案(LSSS)。在本文中，访问策略是基于LSSS方法构建的，因为已经证明LSSS能够表达任何单调访问结构 [ 17 ] 。接下来，LSSS方案定义如下。 定义4. 线性秘密共享方案(Linear Secret-Sharing Schemes (LSSS))：由访问策略形成的线性秘密共享矩阵的每一行对应一个属性值，即行向量与属性值形成一一映射的关系。如果满足以下两个性质，则在 U = { u 1 ， u 2 ， ⋯ ， u n } 集合上的秘密共享方案P称为线性的(通过 R q )： 1) 每个属性的共享秘钥是在 R q 上形成的一个向量； 2) 存在P的秘密共享矩阵，表示为矩阵 G ∈ R q n × m ，其中行标签 p ( i ) ∈ U ， ∀ i ∈ [ n ] ，给定一个秘密分享列向量 v = ( s ， r 2 ， ⋯ ， r m ) ，其中 s ∈ R q 是要共享的秘钥并且随机选择 r 2 ， ⋯ ， r m ← R q ， G v 表示根据P的n个共享秘钥的向量。共享 δ i = ( G v ) i ，即内积 G i ⋅ v 属于属性p(i)，其中p是从 { 1 ， ⋯ ， n } 到U的函数。 LSSS享有如下的线性重构性质 [ 7 ] 。假设P是一个代表访问机构A的LSSS方案。设 C ∈ A 是一个授权的集合，并且 I ⊂ { 1 ， 2 ， ⋯ ， n } 被定义为 I = { i : p ( i ) ∈ C } 。存在常数 { w i ∈ R q } i ∈ I ，使得 δ i 是依据P的秘钥SK的有效分享，那么 ∑ i ∈ I δ i w i = s 。此外，这些常数 w i 可以以共享生成矩阵G的大小在多项式时间内找到。对于任何未授权的集合，不存在这样的常数。在本文中，LSSS矩阵 ( G ， p ) 将用于表示与用户密钥相关的访问结构。 2.3. 密文策略基于属性的加密(CP-ABE) 定义5. 基于密文策略属性的加密方案由以下四种算法组成： S e t u p ( λ ， U ) ：设置算法将安全参数l和属性U的全局作为输入。它输出公共参数PP和主密钥MSK。 E n c r y p t ( P P ， M ， D ) ：加密算法采用公共参数PP，明文消息M和包含全部属性的U上的访问结构D作为输入。该算法对明文消息M进行加密并输出密文CT，使得只有符合条件的用户拥有满足访问结构的一组属性才能够解密该消息。 K e y G e n ( M S K ， A ) ：密钥生成算法使用主密钥MSK和描述密钥的一组属性A。它输出一个对应于属性A的私钥SK。 D e c r y p t ( P P ， C T ， S K ) ：解密算法采用公开参数PP，由访问结构D组成的密文CT和属性集合A的私钥SK。如果属性集合A满足访问结构D使得 A ∈ D ，那么算法输出消息M，否则输出一个解密失败符号 ⊥ 。
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user: 4. 效率分析与对比 当数据接收方的属性列表满L足访问控制策略W时，接收方利用获得的用户私钥 S K L ，可以成功运行解密算法，从而获得数据的明文信息。下面从两个方面验证计算的正确性： 本文提出了基于Ring-LWR问题硬度的LWR-ABFHE方案的构建。为了支持多用户云环境下的端到端数据保护，本文将基于属性的加密方案扩展为同态加密方案。所提出的LWR-ABFHE方案能够在对加密数据进行细粒度访问控制的同时执行计算。在访问结构方面，所提出的LWR-ABFHE方案非常灵活， Table 1 Comparison of efficiency analysi 方案 公钥尺寸 私钥尺寸 密文尺寸 基于困难问题 AB-GSW方案 2 n ( n + 1 ) log 2 q ( n + 1 ) ⌈ log q ⌉ 2 ( n + 1 ) 2 ⌈ log q ⌉ 3 LWE 本文方案 log 2 d 3 log 2 d 2 m log p LWR 表1. 效率分析对比 能够通过一组授权属性处理单调访问结构。在加密方面，所提出的LWR-ABFHE方案将密文分解为两个子分量，这进而改进了同态加密的计算能力。第一个组件承载用同态加密方案加密的数据;而第二个组件则负责通过使用基于属性的加密方案提供加密数据的细粒度访问。因此，能够扩展同态加密方案以支持多用户环境而不影响同态加密的计算能力。所提出的方案在Ring-LWR硬度的选择性设置模型下是安全的。 本文的LWR-IBFHE方案比传统的基于LWE问题构造的全同态加密方案具有更小的公、私钥尺寸和密文尺寸。而且消除了加密过程LWE进行高斯函数抽样的高昂时间开销，具有更快的高效的加解密效率。表1中列出了和文献 [ 5 ] (以下简称AB-GSW方案)在同态计算电路的深度为d时的效率对比，其中 m = O ( n log q ) ， p ≥ m 3 2 d + 1 ω ( log 2 d m ) 并且 q ≥ 2 m p B 。
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user: 5. 结语 近年来基于容错学习的全同态加密方案是研究的热点，但这类方案隐含的公钥尺寸过大和代价高昂的高斯噪声抽样，成为影响其效率的瓶颈。在本文中，我们基于R-LWR问题的困难性构造了一个更有效的LWR-ABFHE方案，并且演示了如何利用基于LSSS方案的单调访问结构编码密文以及密文的同态计算。带舍入学习问题的构造在保证安全性的基础上也降低了公钥尺寸，取得更快的计算效率。下一步工作将致力于研究非单调访问结构的访问策略构造全同态加密方案，以达到更高的效率和实现更广泛的应用场景。
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user: 摘 要 针对H.264/AVC视频编码标准熵编码域大容量隐藏的需求，本文提出了一种基于CAVLC (Context Adaptive Variable Length Coding)拖尾系数的H.264/AVC视频信息隐藏方法，通过调制合适的4 × 4亮度DCT块的拖尾系数符号嵌入秘密信息。该方法根据拖尾系数数目调整秘密信息映射规则。信息提取过程不需要原始视频，也不需要完全解码，只解码CAVLC过程拖尾系数符号即可。实验结果表明，该算法在不改变比特率及不影响视频主观质量情况下，具有较高的嵌入效率和容量。 关键词 :视频信息隐藏，H.264/AVC，CAVLC，拖尾系数 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 互联网的发展与普及，使得信息传递更加便捷。但在公开信道上传输的信息极易遭到拦截、窃取、破坏、篡改，不仅个人、企业不堪其扰，国家安全也受到了威胁，因此，确保信息安全变得尤为重要。保证信息安全最基本的方法是加密，它通过置乱消息的内容使攻击者无法读懂消息。但加密的内容更容易引起攻击者的好奇和注意，并有被破译的可能。而信息隐藏技术作为保证信息安全的另一手段，通过隐藏通信的存在很好的解决了加密的缺陷，从而受到广泛关注 [ 1 ] [ 2 ] 。 信息隐藏技术是将秘密信息嵌入公开载体(文本、图像、音频、视频)中，在不引起第三方注意的情况下完成隐蔽通信的一种手段。具有安全性、大容量两个重要特性。安全性要求对载体的修改在人类可感知范围之外，以此降低隐蔽通信被发现的可能性；大容量性则要求载体有尽可能多的冗余用于隐藏信息。相对于文本、图像、音频等信息隐藏载体，数字视频具有信号空间大的特点，能够满足信息隐藏大容量嵌入信息的需求。 在以往的基于MPEG1和MPEG2视频编码标准的信息隐藏技术中，通过直接调制量化后的DCT系数来隐藏信息，而H.264/AVC标准引入了帧内预测编码、可变块大小运动补偿及基于上下文自适应熵编码等新特性 [ 3 ] [ 4 ] ，预测残差在经过4 × 4DCT变换、量化之后，系数大部分为0或±1，这使得轻微的变动足以影响视频比特率及质量，所以以往的图片和视频编码标准中的DCT域隐藏方法不能直接应用到H.264/AVC标准中，必须深入研究H.264/AVC标准的特性并探讨新的信息隐藏方法。
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user: 2. 相关工作 目前，很多学者对基于H.264/AVC标准的视频隐藏做了研究，主要通过调制帧内、帧间预测模式 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] ，修改帧间预测中运动矢量的大小 [ 11 ] ，调制熵编码过程中QDCT系数及码字 [ 12 ] [ 13 ] 等来实现秘密信息的嵌入。 文献 [ 5 ] 根据10个视频序列的统计数据在帧内4 × 4亮度块与秘密信息之间建立映射，并通过修改帧内4 × 4块的预测模式隐藏1比特信息。信息嵌入容量由一个能量参数 控制。该算法的映射规则建立在测试序列分析之上，对于其他视频序列，该规则未必是最优的。 文献 [ 6 ] 在帧内和帧间预测编码中，基于分块大小与秘密信息间建立映射。此算法在比特率增加很小及视频质量无主观恶化的情况下能够有效的隐藏秘密信息。 文献 [ 7 ] 利用帧内4 × 4块预测模式的奇偶性与待嵌信息间建立映射，并引入矩阵编码技术，调制一个块的预测模式能够嵌入2比特秘密信息。该算法具有较高的数据嵌入率。 文献 [ 8 ] 利用LSB嵌入思想，将4 × 4帧内预测模式调制为与秘密信息奇偶性不同的次优模式。算法没有对用于隐藏的块进行筛选，如果最优模式与次优模式差值较大时，模式的修改对视频质量影响较大。文献 [ 9 ] 对 [ 8 ] 做了改进，选择参考亮度值接近的帧内4 × 4亮度块进行嵌入。改进的算法具有良好的不可见性。 文献 [ 11 ] 基于运动矢量进行隐藏，通过对不同宏块类型赋予不同的阈值来进行信息隐藏点的选择，并引入菱形编码，减少运动矢量修改率，提高了嵌入容量。但以上基于预测过程和运动矢量的隐藏方法或多或少都改变了视频的比特率。 文献 [ 12 ] 通过修改CAVLC最高频拖尾系数的符号嵌入1比特信息，该方法保持信息嵌入前后比特率不变，但用于嵌入信息的数据块的位置不可控，调制所有最高频拖尾系数符号嵌入信息时，视频有较大失真。文献 [ 13 ] 和文献 [ 12 ] 相同，通过调制拖尾系数符号嵌入秘密信息。其首先使用随机数生成器生成随机嵌入位置，然后调制所有拖尾系数符号的校验和并随机调制一个符号位来嵌入1比特信息。该方法在保持比特率不变及视频质量的同时保证了嵌入信息的安全性，但其信息嵌入容量十分有限。且在调制3个拖尾系数符号中的1个时只能嵌入1比特秘密信息，嵌入效率较低，没有充分利用H.264/AVC拖尾系数符号的冗余特性。在保证隐藏信息安全性及视频质量的同时，为提升信息嵌入效率及容量，本文提出了一种基于H.264/AVC基本档次CAVLC过程的信息隐藏方案，根据拖尾系数个数来调整秘密信息嵌入数目。信息的提取过程中只需解码4 × 4亮度DCT块的CAVLC过程即可。 本文其余部分安排如下，第三部分简要介绍H.264/AVC的CAVLC基本原理及编码过程。第四部分，将详细描述提出的信息隐藏算法的原理及算法实现主要步骤。第五部分是仿真结果及分析。第六部分给出结论。
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user: 3. H.264/AVC中的CAVLC H.264/AVC熵编码方法有两种，其一是基于上下文的自适应可变长编码(CAVLC)，另一种是基于上下文的自适应二进制算术编码(CABAC)。两种算法各有优劣，CABAC以低比特率的特征应用于H.264的主要档次。而CAVLC则以低计算复杂度、低耗时的特点应用于H.264的基本档次。 3.1. CAVLC基本原理 H.264的CAVLC用于对亮度和色度残差数据进行编码。经过预测、变换、量化之后的4 × 4系数块多半都是稀疏的(大部分为0)。这些数据块经zig-zag扫描重排序后，得到一维数组。图1是某一4 × 4亮度残差块zig-zag扫描示例，可以看出，幅值大的位于数组前端，而后端大部分是±1和0。CAVLC使用游程编码来紧凑表示零串以达到压缩冗余的目的。由于相邻块的非零系数个数通常是相关的，对系数个数的编码使用码表，而表的选择依赖于相邻块非零系数的个数，这体现了基于上下文的思想。CAVLC充分利用残差数据的特性进行编码，在减少数据冗余的同时，提升了H.264的编码效率。 3.2. CAVLC的编码过程 CAVLC的编码过程主要有以下5个步骤： 图1. 4 × 4块zig-zag扫描 1) 对非零系数的数目(Total Coeffs， TC)和拖尾系数数目(Trailing Ones， T1)进行编码。其中TC {0， 1，…16}，T1 {0， 1， 2， 3}。以逆zig-zag扫描的顺序，如果±1的个数大于3，则只取前3个为拖尾系数。编码基于左邻及上邻块的非零系数个数得到NC值，并通过查表的方式获得编码比特流。共有4个变长表格和1个定长表格可供选择。 2) 对拖尾系数的符号(Trailingones sign flag， T1s)以逆zig-zag扫描顺序进行编码。其中“−”用比特1表示，“+”用比特0表示。 3) 对除拖尾系数之外的非零系数的幅值(level)进行编码。幅值由两部分组成：前缀(level_prefix)和后缀(level_suffix)。通过计算level_prefix和level_suffix的值并查表得到编码比特流。 4) 对最后一个非零系数前零的数目(TotalZeros)进行编码。其中TotalZeros是指按照正向扫描的最后一个非零系数前零的总数，同样通过查表编码。 5) 对每个非零系数前零的个数(Runbefore)查表编码。按照逆zig-zag扫描的顺序进行，其中最后一个非零系数前零的个数不需要进行Runbefore编码，如果没有剩余的零需要编码(Runbefore=TotalZeros)时也无需进行Runbefore编码。
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user: 5. 实验结果 为了对提出的信息隐藏方案进行验证，基于H.264/AVC参考软件JM19.0 [ 14 ] 进行了仿真。实验中用到ice，city，soccer，foreman共4个标准QCIF测试序列。JM参考软件主要编码配置参数如表2所示，其余参数采用软件默认设置。 实验选取了4个视频序列的前50帧进行测试，并从以下几方面对算法进行评估。 A) 嵌入信息前后视频主观质量评价 图3是4个序列嵌入信息前后的第25帧图像，其中(a)是原始重建图像，(b)、(c)分别是E取16、20时的嵌秘图像。与原始视频重建帧对比分析可得，(b)、(c)中图像质量均无明显恶化。 B) 客观质量评价 为对提出的算法进一步评估，引入了4个客观质量评价指标，当嵌入控制参数E分别取12、16、20时，视频综合性能测试结果如表3所示。 表中，Capacity表示本算法在各个视频序列中的嵌入容量，Y-PSNR是嵌入信息后视频序列亮度平面的平均峰值信噪比。SSIM是结构相似度评价指标，该指标与人类视觉感知系统相符，取值为0-1，其值越接近1，表示失真图像与原图越相似。BRV表示嵌入信息前后视频比特率变化情况，定义如下： BRV = B ′ − B B × 100 % (5) Table 2 The main configuration parameters of the JM reference softwar Parameters Configuration Profile Baseline Frames Rate 30 QP 28 GOP IPPPP Total Frames 50 表2. JM参考软件的主要配置参数 图3. 嵌秘前后第25帧视频图像 Table 3 Video comprehensive performance test when E = 12， 16， 2 视频 Capacity/bit Y-PSNR/dB SSIM BRV/% 序列 E = 12 E = 16 E = 20 original E = 12 E = 16 E = 20 original E = 12 E = 16 E = 20 E = 12 E = 16 E = 20 ice 1108 827 674 39.44 34.68 37.24 38.03 0.981 0.974 0.976 0.978 0 0 0 soccer 1709 1268 1031 35.94 31.16 33.50 33.49 0.917 0.892 0.904 0.908 0 0 0 city 1185 898 714 35.15 31.37 29.80 32.50 0.939 0.911 0.913 0.920 0 0 0 foreman 1382 1002 825 36.98 30.38 30.16 32.79 0.956 0.931 0.940 0.948 0 0 0 表3. E = 12， 16， 20时视频综合性能测试 其中，B'表示嵌入信息后视频序列的比特率，B表示未嵌入信息时的比特率。 由表3可知，随着嵌入间隔E的增大，用于嵌入信息的宿主块减少，相应的各个视频序列隐藏容量也减少了。对于视频序列的平均PSNR，应该随着E的增大而减小，但在city序列中，E = 12时视频序列的PSNR却小于E = 16的PSNR，分析原因，是由于E=16时修改过多位于低频的拖尾系数从而导致帧内误差累积，造成了PSNR的下降。在表中SSIM这一指标变化趋势较为统一，整体随着E的增加而逐渐接近原始解码帧的SSIM值。另外，本算法的视频比特率在嵌入信息前后严格保持不变。综合分析各个评价指标，当E取值为16、20时，本算法在隐藏容量与视频质量之间取得了较好的平衡。 表4是取10帧视频序列限定调制200个块的情况下，本文方法与文献 [ 13 ] 比较的实验结果。 Table 4 The experimental results compared with literature [13 视频 文献 [ 13 ] 方法 本文方法 序列 Capacity/bits Y-PSNR/dB SSIM BRV/% Capacity/bits Y-PSNR/dB SSIM BRV/% ice 200 36.34 0.976 0 274 33.87 0.973 0 soccer 200 29.79 0.910 0 264 33.13 0.913 0 city 200 32.76 0.926 0 257 31.63 0.920 0 foreman 200 28.64 0.936 0 232 30.70 0.942 0 表4. 与文献 [ 13 ] 比较的实验结果 在隐藏容量方面，本文算法要明显高于文献 [ 13 ] 。这是因为文献 [ 13 ] 每调制1个块只能嵌入1比特信息，而本文算法在调制拖尾数目为3的块时，能够隐藏2比特信息。随着所调制拖尾数目为3的块的增多，本文方案将比文献 [ 13 ] 隐藏容量更大。 峰值信噪比与结构相似性方面，文献 [ 13 ] 算法ice和city序列的值要高于本算法。但在soccer和foreman序列中其值要低于本算法。 在比特率变化方面，本算法与文献 [ 13 ] 一致，嵌入信息前后视频比特率严格保持不变。
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user: 6. 结论 本文提出的视频信息隐藏方案基于H.264/AVC视频编码标准CAVLC过程的拖尾系数编码步骤。利用logistic混沌序列加密待嵌信息，提高了安全性，并用嵌入参数E控制嵌入间隔，在保证嵌秘前后视频的比特率保持不变及视频质量良好的情况下，本方案每调制一个拖尾数目为3的4 × 4块，将比文献 [ 13 ] 多隐藏1比特秘密信息，具有更高的嵌入效率，因此隐藏容量也有所提升。同时，算法复杂度低，隐藏与提取过程耗时较少，适于实时应用。但由于本算法在熵编码过程中嵌入信息时改变了残差系数值，在帧内预测过程将会导致失真累积，随着嵌入容量的增加，视频将越来越恶化。另外，嵌秘码流不能够抵抗重编码攻击。
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user: 资助信息 国家自然科学基金(61167006)。
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user: 摘 要 空间地图投影涉及大量的椭球偏心率幂级数展开、复合函数微分、空间坐标变换、傅里叶级数展开、矩阵运算等一系列含时间变量的复杂数学分析过程，传统算法主要依靠人工推导完成，许多问题解决的并非完美。以空间地图投影各种复杂数学分析过程为研究对象，提出利用计算机代数分析方法，借助计算机代数系统强大的数学分析能力，深入开展卫星地面轨迹投影、空间地图投影正反解、空间地图投影变换计算机代数精密分析和空间地图投影计算机代数可视化研究，推导和建立理论上更严密、形式上更简单、精度上更精确的符号化的新公式和新算法，揭示空间地图投影各类复杂数学模型背后隐藏的规律。空间地图投影计算机代数分析研究可以实现空间地图投影特定数学分析问题的突破和创新，进一步丰富和完善空间地图投影的理论体系。研究成果可广泛应用于卫星遥感图像处理、地图制图、空间信息定位、测量等领域。 关键词 :空间地图投影，数学分析，计算机代数，可视化 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 卫星遥感图像数据的大量涌现，为地图制图提供了丰富的资料来源，促使卫星遥感制图不断发展。由于卫星遥感制图是一种动态的制图过程，传统意义上的静态、二维的地图投影理论和方法已不能适应其应用需求，与之相适应地也开辟了地图投影学的一个崭新研究领域—空间地图投影 [ 1 ] 。空间地图投影能够很好地模拟卫星动态成像的物理过程，可将传统地图投影中地球形状、透视中心和投影面三者固定的关系转换成随时间变化的函数关系，是适合于遥感图像处理的动态投影，是卫星图像的一种较为理想的数学基础。 当前，我国已经发射了100多颗人造地球卫星，其中包括高分四号、资源三号等多颗遥感卫星，今后还将要发射一系列资源卫星和多用途军事应用卫星等，对这些卫星图像数据的处理和制图是摆在我们面前的首要任务。因此，开展空间地图投影研究，建立与卫星图像相适应的数学基础具有非常重要的科学意义和现实意义。同时，随着人们不断获得大范围的、多分辨率的、海量的地理空间数据，空间地图投影算法的优劣在计算机实现中至关重要，为满足计算机处理海量数据的变换需求，迫切需要研究方程简、精度高、适用范围广的空间地图投影新算法。 空间地图投影涉及地球形状、地球自转、卫星轨道摄动等非常复杂的数学分析问题，从而不可避免地会遇到大量的椭球偏心率幂级数展开、复合函数微分、空间坐标变换、三角函数变换、傅里叶级数展开、矩阵运算等一系列与时间变量有关的复杂符号推导过程。过去由于历史条件的限制，空间地图投影数学分析问题主要依靠人工推导完成。由于问题本身的复杂性，人工处理费时费力、又非常繁琐冗长，并且很容易出错；特别是随着展开阶数的增加，展开式的复杂性会呈几何级数增加，人工推导难度极大，甚至难以完成。本文总结了空间地图投影数学分析的研究现状，分析了当前研究中存在的问题，并给出了相应的研究对策，以期为空间地图投影研究提供参考。
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user: 4. 结语 过去由于历史条件的限制，空间地图投影数学分析问题主要依靠人工推导完成。由于问题本身的复杂性，人工处理费时费力、又非常繁琐冗长，并且很容易出错；特别是随着展开阶数的增加，展开式的复杂性会呈几何级数增加，人工推导难度极大，甚至难以完成。本文分析了空间地图投影数学分析问题研究现状，提出开展空间地图投影计算机代数精密分析研究，主要结论如下： 1) 将具有严格解析意义的计算机代数分析方法引入空间地图投影数学分析领域，代替繁琐机械单调的人工推导，一定程度上革新和丰富了空间地图投影数学分析手段。由于计算机代数强大的数学分析能力，将会推导出一些理论上更严密、形式上更简单、精度上更精确的空间地图投影非数值的符号化表达式，解决以往算法存在“近似处理、复杂繁琐、迭代运算、数值形式”的问题。 2) 借助计算机代数系统强大的数学分析能力和符号运算功能，将会导出一些过去依靠人工推导难以实现的空间地图投影新公式和新算法，实现空间地图投影在个别理论和应用方面较大的突破和创新，进一步丰富空间地图投影的数理基础，完善空间地图投影的理论体系。 3) 过去地图投影可视化大都需要大型软件的支持，推广应用不甚方便。计算机代数系统具有非常强大的科学计算可视化能力，借助计算机代数系统强大的可视化功能进行空间地图投影计算机代数可视化分析和表示，不仅使枯燥的空间地图投影数学分析变得更生动有趣，而且可以揭示空间地图投影复杂数学模型和海量数据背后隐藏的规律，直观显示椭球空间几何元素和各类投影的空间变化特征。
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user: 1. 引言 岭南庭园历史悠久，最早可追溯至南汉时期。但“岭南庭园”的定义则是上世纪60年代初夏昌世、莫伯治所提出。岭南园林具有“庭园”的性质，规模都比较少，且多与居住建筑结合。其功能以适应生活起居要求为主，适当引入水石花木等景物。因而，又称为“岭南庭园”。 岭南庭园具有实用与绚丽并存的植物配置风格特征。表现为重利实惠的植物配置造园理念，繁杂纷陈、玲珑通透的配置艺术，花果繁盛、绚丽多姿的群落外貌以及丰富多样的植物选材。岭南庭园植物配置不仅反映热带与亚热带植物群落特征，而且要求能够入画，甚至供饮食之乐，实用性与观赏性并存。与恢宏富丽的北方皇家园林、诗情画意的江南私家园林植物配置文化内涵不同，体现了雅俗共赏的岭南园林植物配置文化内涵。其中，现存清代粤中四大名园东莞可园、佛山梁园、顺德清晖园、番禺余荫山房是其典型代表。 清代以降，随着岭南地区政治、经济、文化的繁荣和发展，岭南园林进入了繁盛期。清代康乾时期，岭南绘画也出现了前所未有的中兴。而嘉道时期，则是岭南美术史上的一个高峰。这时期产生了黎简、梁蔼如、苏六朋、苏仁山、居巢、居廉等一批著名画家，均能诗者兼工画，反映了清代中后期的绘画风尚。且不少均与园林营造或游园活动产生一定的关联。 岭南传统艺术中的诗、书、画、园林被称为“四艺”，四种门类艺术形成相互联系，相互感染的综合体。只要是其中某一个方面的专家，那么他很可能同时也是其它三个方面的专家。岭南绘画艺术，尤其是花鸟画，与岭南庭园植物配置文化的相互影响是不容忽视的。
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user: 2. 东莞可园 东莞可园始建于清道光三十年(1850年)，东临鱼塘、西傍东江。面积仅2200余平方米，是晚清“岭南四大名园”之一。其名“可”，有可人意、合人心意之解。可园园主张敬修精通金石书画，擅长琴棋诗赋，时值战乱，投笔从戎。 岭南画派鼻祖居巢、居廉是园主张敬修的幕宾，居巢、居廉客居可园多年，草草草堂为他们客居和作画的地方，据说当时兴建可园还曾参与其事 [ 1 ] 。二居的成就，可以说东莞可园为其提供了优厚的条件。可园的花卉草虫与岭南田园浑然一体，深深影响了二居的画风。二居与可园交相辉映，流芳百世。 从绘画规格上看，居廉一生所作画，大多为扇面、团扇、纨扇、册页一类的小品画，条幅、中堂、手卷较为少见，高头大轴几乎没有。其原因与鬻画生活分不开 [ 2 ] 。首先，居廉晚年求画者日多，只能选用一种多快好省的题材形式来应付，小品画是最为经济、有力的选择。其次，居廉画小品游刃有余，以小见大。此外，东莞可园占地狭小，植物景观观赏尺度多属于近赏，这些特征一定程度上也影响着居廉绘画的规格尺寸。 从绘画写生题材来看，二居绘画写生的题材跟岭南庭园可园的植物配置环境有很大的关联。居巢的花鸟草虫画中，为数最多的是岭南时卉、瓜果写生，其中尤以梨花、荔枝常见。张敬修《双清室题榜跋后》所述：“双清室者，界于筼筜、菡萏间，红丁碧亚、日在定香净绿中，故以名之也。”二居在曲池画的荷花游鱼，陶冶了岭南画派鼻祖的性情。花隐园是可园花圃的名称，不仅二居喜欢写生，园主张敬修也受其影响，绘画以画兰花为主，亦画梅花，不仅在可园种有佳品，而且基于写生。张敬修为购买兰花名种，常常不惜重金、不计路程在可园搜集各种奇花异草、飞鸟游鱼，供画家观赏、写生，且修筑滋树台。所谓：“性喜蕙，绘者蕙，植者亦蕙” [ 3 ] 。滋树台俗称兰花亭，其功能就是种兰花的台子，供二居、张敬修画兰写生之用(图1)。尔后，张敬修侄张嘉谟为使居廉安心作画，派人为居廉搜集奇花异卉，鸟雀虫鱼。居廉一住十年，所画画册十多册，为其画法打下重要的基础。 从绘画手法来看，二居深感前人抹粉、挞粉、钩粉法不足，为求真实表现动植物的质感，在前人的基础上参以写生，兼工带写，创造了撞水法和撞粉法。所画的花鸟画逼真传神，妍丽秀美，赋色华妍，一时成为中国的新画派，雄踞岭南。二居创造的没骨花鸟画几乎主宰了岭南画坛半个世纪，其撞水、撞粉花鸟画在近代岭南画坛上具有里程碑意义，开辟岭南画派先河。其在艺术风格追求和变革创新方面与岭南庭园艺术具有一定的共性。