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一种基于机器学习的分子云核检测算法

一种基于机器学习的分子云核检测算法

中国天文学会2019年学术年会

作者：罗骁域三峡大学

＜正＞恒星形成是天体物理的基本问题之一,致密的分子云核在引力的作用下向内坍缩并最终形成恒星。因此,分子云核的认证对我们了解分子云的演化、碎裂并最终形成恒星过程,有着极其重要的科学意义,是分子云研究中的基础工作。现有的检测...

＜正＞恒星形成是天体物理的基本问题之一,致密的分子云核在引力的作用下向内坍缩并最终形成恒星。因此,分子云核的认证对我们了解分子云的演化、碎裂并最终形成恒星过程,有着极其重要的科学意义,是分子云研究中的基础工作。现有的检测方法如:gaussclumps、clumpfind对参数依赖性很强,当获得较高的检出率时,误检率也相应增高;fellwalker、

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基于局部密度聚类的分子云核检测

基于局部密度聚类的分子云核检测

一种针对MWISP项目分子云团块的3DCNN证认方法

中国天文学会2020年学术年会

作者：罗骁域三峡大学

分子云是恒星形成的场所已渐渐成为天文界的共识,对分子云的研究有助于天文学家理解恒星的早期形成及演化,因此分子云核的检测成为研究恒星的最基本工作之一。分子云的典型尺度在10pc以上,分子云团块的典型尺度约为1 pc,分子云核的典型...

分子云是恒星形成的场所已渐渐成为天文界的共识,对分子云的研究有助于天文学家理解恒星的早期形成及演化,因此分子云核的检测成为研究恒星的最基本工作之一。分子云的典型尺度在10pc以上,分子云团块的典型尺度约为1 pc,分子云核的典型尺度约为0.1 pc,天文学家根据经验将分子云核定义为数据立方体中具有密度集中、高强度的那些区域。分子云核的形状也具有多样性和复杂性。

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天文学报 2020年第5期61卷 30-43页

作者：周飘罗骁域郑胜江治波曾曙光三峡大学理学院宜昌443002 三峡大学天文与空间科学研究中心宜昌443002 中国科学院紫金山天文台南京210023

分子云团块是恒星的诞生地.分子团块的普查和其性质的全面研究将有助于了解恒星的形成乃至星系和宇宙的演化过程.随着银河画卷计划(MWISP)项目的深入进行,这类研究方案变得切实可行.但是项目产生的分子云观测数据是海量的,因此迫切需要... 详细信息

分子云团块是恒星的诞生地.分子团块的普查和其性质的全面研究将有助于了解恒星的形成乃至星系和宇宙的演化过程.随着银河画卷计划(MWISP)项目的深入进行,这类研究方案变得切实可行.但是项目产生的分子云观测数据是海量的,因此迫切需要一种能够自动识别和证认分子团块的方法.目前应用广泛的3维分子云数据处理方法有很多,典型的包括Gauss Clumps、Clump Find、Fell Walker、Reinhold等,但都需要输入多个参数来控制它们的性能,并且进行反复的参数优化和目测才能得到比较满意的结果.对于大规模的观测数据,利用现有方法进行分子团块的证认将是一项耗时耗力的任务.为了克服传统分子云团块检测算法的局限性,人工智能(AI)的方法将提供一个很好的解决方案.提出了一种3D CNN (Convolutional Neural Network)方法,它可以自动处理3D分子谱线数据,整个过程分为检出和验证两个步骤.首先,通过设置较低阈值使用Clump Find以检出候选对象,然后通过训练好的3D CNN模型进行验证.利用仿真数据所做的一系列的实验结果表明,该方法的综合表现优于4种传统方法.将该方法应用于实际的MWISP数据表明, 3D CNN方法的性能也令人满意.

关键词：恒星:形成星际介质:云技术:图像处理

基于Lorenz-96模型的数据同化方法比较研究

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核科学与技术 2024年第3期12卷 129-138页

作者：张大志罗骁域郑胜中核武汉核电运行技术股份有限公司湖北武汉三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌三峡大学理学院湖北宜昌

目的:数据同化将观测数据和基于模型的方法有机结合,以实现更精准的预测和状态估计,在多个领域都发挥着积极的作用。近年来,数据同化在核工业领域的重要性不断上升。为了分析现有的同化算法在不同数据场景下的表现,本文对集成卡尔曼滤波... 详细信息

目的:数据同化将观测数据和基于模型的方法有机结合,以实现更精准的预测和状态估计,在多个领域都发挥着积极的作用。近年来,数据同化在核工业领域的重要性不断上升。为了分析现有的同化算法在不同数据场景下的表现,本文对集成卡尔曼滤波(EnKF)、三维变分(3D-Var)和四维变分(4D-Var)数据同化方法进行了详细的对比分析。方法:为了验证上述同化方法在不同数据场景下的同化效果,本文利用Lorenz-96模型生成仿真数据,并添加不同误差水平的噪声,同时获取具有不同观测间隔的数据。利用不同的数据集对同化方法进行分析,通过统计分析时空均方根误差来评估同化效果。结果:实验结果表明:EnKF在不同观测噪声水平和观测间隔的数据下展现出卓越的同化效果,适用于实际复杂系统的数据同化。3D-Var由于仅在当前数据点进行同化,因此在同化速度上较为迅速;而4D-Var方法则对给定窗口内的数据进行同化,导致同化时间相对于3D-Var较长。

关键词：数据同化核工业 Lorenz-96模型

基于SIFT特征检测和密度峰值聚类的太阳活动区自动检测算法研究

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天文学报 2022年第2期63卷 63-71页

作者：蒋博刘磊郑胜杨珊珊曾曙光黄瑶罗骁域三峡大学天文与空间科学研究中心宜昌443002

太阳活动区是太阳大气中产生各种活动现象的区域,精确地检测和识别太阳活动区对理解太阳磁场的形成机制具有极为重要的科学意义.根据太阳活动区结构较为复杂的特点,基于尺度不变特征变换(Scale-Invariant Feature Transform,SIFT)和密... 详细信息

太阳活动区是太阳大气中产生各种活动现象的区域,精确地检测和识别太阳活动区对理解太阳磁场的形成机制具有极为重要的科学意义.根据太阳活动区结构较为复杂的特点,基于尺度不变特征变换(Scale-Invariant Feature Transform,SIFT)和密度峰值聚类(Clustering by Fast Search and Find of Density Peaks,DPC)算法的优越性,提出了一种太阳活动区的自动检测和识别方法.首先,对太阳动力学天文台(Solar Dynamics Observatory,SDO)日震和磁场成像仪(Helioseismic and Magnetic Imager,HMI)的纵向磁图进行对比度增强;然后采用SIFT方法提取出全日面磁图中的特征点;最后利用DPC算法将特征点进行聚类,从而自动检测和识别出太阳活动区.研究结果表明,SIFT和DPC算法相结合的方法可以在不需要人工交互的情况下准确地自动检测出太阳活动区.

关键词：太阳:磁场太阳活动区尺度不变特征变换密度峰值聚类算法

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基于密度峰值聚类的高斯混合模型核电运行工况划分

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科学技术与工程 2023年第20期23卷 8670-8676页

作者：崔文浩郑胜杨森权杨珊珊曾曙光罗骁域三峡大学电气与新能源学院宜昌443002 三峡大学理学院宜昌443002 中核核工业仿真技术重点实验室武汉443074

核电厂运行数据记录了核电厂的运行状态,对核电数据进行处理分析从而完成准确的工况划分是实现核电厂运行状态监测的重要基础。为提高核电厂的运行工况划分准确性,提出了基于密度峰值聚类的高斯混合模型对核电厂的运行工况进行划分。首... 详细信息

核电厂运行数据记录了核电厂的运行状态,对核电数据进行处理分析从而完成准确的工况划分是实现核电厂运行状态监测的重要基础。为提高核电厂的运行工况划分准确性,提出了基于密度峰值聚类的高斯混合模型对核电厂的运行工况进行划分。首先,采用主成分分析(principal component analysis,PCA)算法进行数据降维,然后利用密度峰值聚类算法中的决策图确定工况个数,最后利用高斯混合模型完成工况划分。基于真实的核电厂运行数据开展工况划分实验。实验结果表明:所提出的方法能合理有效地划分出核电运行工况,其三类工况的划分准确率分别达到了99.29%、100%、97.57%,且错误率仅为1.25%。

关键词：核电厂运行数据工况划分密度峰值聚类高斯混合模型主成分分析(PCA)

基于局部密度聚类的雷达目标散射中心区域分割

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科学技术与工程 2024年第1期24卷 260-266页

作者：胡承鑫曾曙光管灵董纯柱曾祥云郑胜黄瑶罗骁域三峡大学天文与空间科学研究中心宜昌443002 三峡大学理学院宜昌443002 北京环境特性研究所北京100854

散射中心是描述雷达目标高频散射机理的重要特征,准确提取雷达目标散射中心参数对解析雷达目标有着极其重要的研究意义。为了提高散射中心参数计算速度,通常将整幅合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像分解为多个包含散射中... 详细信息

散射中心是描述雷达目标高频散射机理的重要特征,准确提取雷达目标散射中心参数对解析雷达目标有着极其重要的研究意义。为了提高散射中心参数计算速度,通常将整幅合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像分解为多个包含散射中心的小区域,对每个小区域分别进行特征提取和参数计算。根据雷达目标散射中心的特点,提出了一种基于局部密度聚类的雷达目标散射中心区域分割技术。首先,对雷达图像进行Frost滤波、基于水平集方法(level set method,LSM)的图像分割和面积滤波的一系列图像预处理获得目标感兴趣(region of interest,ROI)区域,然后对预处理后的图像利用局部密度聚类算法检测散射中心并进行区域分割。实验中,采用模拟数据和真实数据对所提方法和传统图像分割算法展开数值实验,实验结果验证了所提方法在雷达目标散射中心区域分割的有效性和优越性。

关键词：雷达目标散射中心局部密度聚类区域分割

银河画卷巡天实测数据分子云核智能仿真与检测系统

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天文研究与技术 2022年第6期19卷 626-635页

作者：周光荣曾祥云曾曙光黄瑶郑胜罗骁域陈志维江治波三峡大学天文与空间科学研究中心湖北宜昌443002 三峡大学理学院湖北宜昌443002 中国科学院紫金山天文台江苏南京210023

现代天文学认为分子云核是恒星诞生的区域,对分子云核的检测和其性质的全方面研究有利于理解恒星的形成过程以及星系和宇宙的演化。随着银河画卷巡天项目(Milky Way Imaging Scroll Painting,MWISP)的开展和实测数据的快速积累,开发分... 详细信息

现代天文学认为分子云核是恒星诞生的区域,对分子云核的检测和其性质的全方面研究有利于理解恒星的形成过程以及星系和宇宙的演化。随着银河画卷巡天项目(Milky Way Imaging Scroll Painting,MWISP)的开展和实测数据的快速积累,开发分子云核智能仿真与检测系统成为必要。系统提供分子云核智能检测、仿真建模、参数还原、三维可视化、数据存储等功能。借助该系统,科研人员可以方便快捷地对银河画卷实测数据开展分子云核的检测和三维可视化,更好地研究其物理性质。

关键词：分子云核三维可视化局部密度聚类参数还原

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小学生课前预习册三年级（下）