本發明涉及數據處理,具體涉及一種極地科考跨境數據共享與校驗方法及系統。
背景技術:
1、隨著極地科考國際合作的不斷深化,多國聯合開展的極地科考航次持續增加,依托各類科考平臺,在海冰監測、海洋溫鹽深剖面探測、極地生態調查等方面積累了海量實測數據,這些數據是支撐極地航道商業化運營、極地氣候演變研究、生態環境保護等工作的核心數據基礎。
2、然而,現有極地科考跨境數據共享與校驗模式存在諸多結構性技術短板,核心問題集中于標準壁壘、安全風險、精度不足及協同缺失等方面。跨境合作雙方的極地科考數據觀測規范源于各自的科研體系,在溫鹽深剖面儀(ctd)數據校驗閾值、海冰厚度觀測精度、沉積物分析指標定義等方面存在顯著差異,導致數據無法直接互通,需人工逐一對接轉換,單航次數據對接周期長達7~10天,且易引入人工誤差。現有跨境數據傳輸多依賴通用網絡通道,缺乏極地科考敏感數據專屬加密機制,存在數據泄露、篡改風險;數據校驗方式為單一主體單向校驗,校驗誤差較高,嚴重影響研究結論的可靠性。同時,通用數據處理工具無法適配極地復雜工況與合作雙方的標準差異,存在數據共享滯后、校驗周期長的問題,且缺乏跨境優化的長效方案,難以形成標準化的合作范式,制約了極地科考國際合作的深化。
技術實現思路
1、為了解決或至少部分解決上述技術問題,本發明提供了一種極地科考跨境數據共享與校驗方法。
2、第一方面,本發明提供了一種極地科考跨境數據共享與校驗方法,包括以下步驟:
3、s1、獲取極地科考原始數據,調用預先設定的雙向數據映射規則,對所述極地科考原始數據進行格式轉換、指標校準與無效數據初篩,得到標準化數據;
4、s2、根據所述標準化數據的敏感等級,調用預先設定的分級加密規則,對所述標準化數據進行加密處理,通過極地衛星通信鏈路完成加密數據的跨境傳輸;
5、s3、對跨境傳輸后接收的所述加密數據進行解密處理,調用預先設定的雙路校驗規則對解密數據進行并行校驗,得到對應的數據校驗結果;
6、s4、根據所述數據校驗結果與預先設定的分級訪問規則,對校驗合格的數據完成匹配訪問權限的跨境共享。
7、可選地,所述雙向數據映射規則包括極地科考核心數據類型的指標定義、格式參數、校驗閾值的對應轉換關系,以及傳感器系統性偏差的校正規則,且預留有規則擴展接口。
8、可選地,所述s1中,所述無效數據初篩,具體包括以下步驟:
9、基于極地環境物理閾值,剔除所述極地科考原始數據中不滿足所述極地環境物理閾值的無效數據點;
10、采用無監督異常檢測算法,識別所述極地科考原始數據中的隱蔽異常數據,結合多組異常檢測算法進行交叉驗證,將驗證確認的所述隱蔽異常數據標記為待復核,同步記錄異常原因與對應元數據。
11、可選地,所述s2中,所述對所述標準化數據進行加密處理,具體包括以下步驟:
12、對普通等級的所述標準化數據,采用對稱加密算法進行加密;
13、對敏感等級的所述標準化數據,采用非對稱加密算法結合對稱加密算法的混合模式進行加密;
14、對核心等級的所述標準化數據,在采用所述混合模式加密的基礎上增加雙重密鑰驗證。
15、可選地,所述s2中,跨境傳輸的傳輸隧道采用分層協議,控制信道采用tcp協議,數據信道采用udp協議,傳輸過程基于數字證書完成雙向身份認證;所述通過極地衛星通信鏈路完成加密數據的跨境傳輸,具體包括以下步驟:
16、實時監測雙路極地衛星通信鏈路的信號質量,根據所述信號質量切換主備鏈路,或拆分所述加密數據的數據包通過雙路鏈路并行傳輸;
17、根據所述信號質量實時調整數據包大小,發送前對數據包添加前向糾錯編碼,傳輸過程中按固定數據長度生成校驗摘要,所述校驗摘要用于接收端進行實時比對;
18、對丟失或篡改的數據包進行重傳。
19、可選地,所述s3中,所述調用預先設定的雙路校驗規則對解密數據進行并行校驗,具體包括以下步驟:
20、調用兩路校驗算法同時對所述解密數據進行校驗,其中一路校驗算法針對數據趨勢一致性進行校驗,另一路校驗算法針對數據極端值與異常模式進行校驗;
21、針對校驗結果在預先設定的誤差閾值內的所述解密數據,生成校驗合格的所述數據校驗結果;針對校驗結果超出所述誤差閾值的所述解密數據,定位差異原因并推送復核流程;
22、并且,
23、標記為待復核的所述隱蔽異常數據,隨所述標準化數據同步完成加密處理、跨境傳輸與解密處理;所述s3后,所述方法還包括:
24、對標記為待復核的所述隱蔽異常數據、以及并行校驗超出所述誤差閾值的所述解密數據進行人工復核,經復核判定為有效的數據補入所述數據校驗結果,經復核判定為無效的數據予以剔除。
25、可選地,所述雙路校驗規則中嵌入預先訓練的隨機森林分類模型,所述隨機森林分類模型的輸入特征包括數據差異特征、數據統計特征、時空與環境背景特征、校驗狀態特征,所述隨機森林分類模型的輸出結果分為數據合格、數據異常、特殊現象、標準分歧四類。
26、可選地,所述s4具體包括以下步驟:
27、對校驗合格的一級公開數據,向所有合作機構開放訪問權限;
28、對校驗合格的二級受限數據,經合作雙方項目負責人共同授權后開放訪問權限;
29、對校驗合格的三級核心數據,僅對指定核心人員開放訪問權限,且需通過雙重密鑰驗證。
30、可選地,所述方法還包括以下步驟:
31、s5、采集人工復核的修正結果,實時更新所述雙向數據映射規則、所述雙路校驗規則的對應參數,將人工復核完成的數據樣本作為新增標注數據,對所述隨機森林分類模型進行增量訓練;
32、s6、按固定周期匯總當期采集的人工復核的所述修正結果、數據應用反饋信息,對所述雙向數據映射規則、所述分級加密規則、所述雙路校驗規則、所述分級訪問規則進行全量迭代更新,采用當期累計的全部所述新增標注數據重新訓練所述隨機森林分類模型,調整所述隨機森林分類模型的特征維度,優化數據處理與校驗邏輯。
33、第二方面,本發明還提供了一種極地科考跨境數據共享與校驗系統,包括:
34、獲取模塊,用于獲取極地科考原始數據,調用預先設定的雙向數據映射規則,對所述極地科考原始數據進行格式轉換、指標校準與無效數據初篩,得到標準化數據;
35、傳輸模塊,用于根據所述標準化數據的敏感等級,調用預先設定的分級加密規則,對所述標準化數據進行加密處理,通過極地衛星通信鏈路完成加密數據的跨境傳輸;
36、校驗模塊,用于對跨境傳輸后接收的所述加密數據進行解密處理,調用預先設定的雙路校驗規則對解密數據進行并行校驗,得到對應的數據校驗結果;
37、匹配模塊,用于根據所述數據校驗結果與預先設定的分級訪問規則,對校驗合格的數據完成匹配訪問權限的跨境共享。
38、本發明提供的方法具有以下有益效果:
39、本發明的技術方案,通過調用雙向數據映射規則對極地科考原始數據進行格式轉換、指標校準與無效數據初篩,能夠消除不同來源科考數據的互通壁壘,減少人工數據轉換的工作量,避免人工操作引入的誤差,提升數據標準化處理的效率與一致性。通過根據標準化數據的敏感等級匹配對應的加密處理方式,能夠適配不同數據的防護需求,結合極地衛星通信鏈路完成跨境傳輸,能夠適配極地特殊的通信環境,降低數據傳輸過程中泄露、篡改、丟失的風險,保障數據跨境傳輸的安全性與穩定性。通過雙路校驗規則對解密后的數據進行并行校驗,能夠融合不同校驗維度的技術優勢,提升異常數據的識別能力,降低校驗誤差,保障跨境共享的科考數據的可靠性,為聯合科考研究提供準確的數據支撐。通過根據數據校驗結果與分級訪問規則完成數據跨境共享,能夠實現數據共享的精細化管控,保障數據共享過程的可控性,適配跨境科考合作的不同數據共享需求。
40、在此基礎上,通過在雙向數據映射規則中加入傳感器系統性偏差的校正規則,能夠進一步提升數據校準的準確性,減少設備固有偏差對數據一致性的影響;通過多組異常檢測算法交叉驗證的設計,能夠提升隱蔽異常數據的識別準確率,減少異常數據的漏檢與誤檢;通過分層協議設計、前向糾錯編碼的應用,能夠進一步適配極地弱信號、高干擾的通信環境,提升數據傳輸的穩定性;通過隨機森林分類模型的嵌入,能夠提升數據校驗的智能化程度,準確定位數據差異的原因,減少人工復核的工作量;通過人工復核結果與應用反饋驅動的規則、模型更新設計,能夠讓數據處理與校驗邏輯持續適配實際科考需求,提升方案的長期適配性。