發(fā)布時間：2020-06-13 10:16

【摘要】：天文大數(shù)據(jù)是科學(xué)領(lǐng)域研究中的重要一環(huán),對天體現(xiàn)象的研究可以使我們進(jìn)一步了解宇宙,這是解決天文學(xué)相關(guān)難題的必要基礎(chǔ)。光變曲線是光亮度隨時間變化的函數(shù),研究能夠發(fā)現(xiàn)短時發(fā)生的瞬變天體現(xiàn)象。GWAC提供了重要的星體點(diǎn)源圖像信息,是中法合作的SVOM項(xiàng)目中重要的地面設(shè)備。在光變曲線研究中,選取適當(dāng)?shù)姆椒▽?shí)時光亮度數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控與異常亮度值預(yù)警是非常重要的。本文首先對課題研究方法的背景與意義進(jìn)行了概述,結(jié)合課題的需求分析了光變曲線的研究意義以及LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對課題需求的適用性,為光變曲線研究的本質(zhì)做出了定義。同時列舉了近年來國內(nèi)外學(xué)者對光變曲線的研究以及相關(guān)異常檢測方法在各個領(lǐng)域的研究成果。對于相關(guān)的技術(shù)理論進(jìn)行了概述,這是本文研究方案的理論基礎(chǔ)。之后對本文使用的光變曲線數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了介紹,描述了光變曲線從點(diǎn)源圖像到光亮度曲線生成的過程,在數(shù)據(jù)庫中對點(diǎn)源信息提取了所需要的特征值,分別包括星體的uniqueID、時間戳、光亮度值。對于選取的數(shù)據(jù)集進(jìn)行了分析以對其有更好的理解。將提取的特征值進(jìn)行預(yù)處理后作為所選模型的使用數(shù)據(jù)。本文實(shí)現(xiàn)了基于LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的離線學(xué)習(xí)預(yù)警算法,使用LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練。介紹了模型結(jié)構(gòu)與參數(shù)選取的過程,對模型性能進(jìn)行了的評估,并根據(jù)模型預(yù)測值與真實(shí)值的誤差提出了基于預(yù)測誤差的異常檢測算法,使用真實(shí)數(shù)據(jù)與人工添加異常數(shù)據(jù)對算法進(jìn)行評估。在此之后,實(shí)現(xiàn)了基于LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的在線學(xué)習(xí)的預(yù)警算法。與離線算法相比,模型在線學(xué)習(xí)的過程利用新的觀測數(shù)據(jù)更新模型的權(quán)重。解決了實(shí)時數(shù)據(jù)流預(yù)測誤差偏移的問題,即實(shí)時光變曲線異常亮度數(shù)據(jù)出現(xiàn)時所造成的預(yù)測誤差偏離正常值,導(dǎo)致對之后獲取正常亮度數(shù)據(jù)的預(yù)測偏差。對于疑似異常點(diǎn)處權(quán)重的更新與正常點(diǎn)不同,使得異常點(diǎn)后的預(yù)測結(jié)果可以快速更新到正常狀態(tài)。基于優(yōu)化后的預(yù)測誤差,使用基于統(tǒng)計的方法進(jìn)行異常檢測。實(shí)驗(yàn)證明,相比于離線學(xué)習(xí)預(yù)警算法,對于異常點(diǎn)的檢驗(yàn)有著更好的適用性。
【圖文】：

圖 2-1 基于兩個數(shù)據(jù)集的點(diǎn)異常實(shí)例Figure2-1 Poiot anomaly instances based on two data sets.變曲線當(dāng)中，，我們只關(guān)注某一顆星體的單一亮度值的較于前后時間點(diǎn)而已言遠(yuǎn)超過正常的亮度范圍，就可常義，如果數(shù)據(jù)實(shí)例在特定上下文中是異常的，但對于被稱為上下文異常，也稱為條件異常。的考慮因素主要包括以下兩點(diǎn)：聯(lián)的屬性用來確定上下文（或附近）的。例如，在空間數(shù)據(jù)集下文屬性。在時間序列數(shù)據(jù)中，時間屬性本身就是整定了事件實(shí)例的位置。對于星體亮度而言，時間的節(jié)

第 2 章 相關(guān)理論技術(shù)研究曲線研究而言，由于星體的數(shù)據(jù)是由觀測望遠(yuǎn)鏡拍攝所獲取的時需要考慮拍攝設(shè)備影響數(shù)據(jù)觀測的結(jié)果以及天文現(xiàn)象發(fā)生因素。這些屬性的設(shè)定非常依賴于相關(guān)的天文技術(shù)，因此上下界定。異常相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)例集合與整個數(shù)據(jù)集不一致，則稱為集合異常。集據(jù)本身可能不是異常，但它們作為集合一起出現(xiàn)時是異常的
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP391.41;P11

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 翟迪生;陸文賢;;飛馬座U的光變曲線和視向速度曲線的統(tǒng)一解[J];天文學(xué)報;1988年01期

2 翟迪生;張效愚;;U Peg的光變曲線變化的分析和星面黑子活動[J];天文學(xué)報;1988年03期

3 胡守信,葛蘊(yùn)藻;不透明度對Ⅱ型超新星光變曲線的影響[J];河北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1989年02期

4 陸啟鏗,陳建生,鄒振隆;食變星偏食光變曲線解[J];中國科學(xué);1978年01期

5 毛李勝;;3C 120射電光變曲線中的一個可能周期(英文)[J];天文研究與技術(shù);2007年04期

6 栗志，周衛(wèi)紅;一種獲取耀斑光變曲線的高精度、高分辨方法[J];空間科學(xué)學(xué)報;1994年02期

7 張雄,謝光中,白金明;類星體3C345的光變周期特性研究[J];天文學(xué)報;1998年03期

8 彭朝陽,覃一平;兩類γ暴的譜形和光變曲線的統(tǒng)計差異[J];天文研究與技術(shù).國家天文臺臺刊;2004年02期

9 付軍平;張皓晶;張雄;熊定榮;郭飛;;Period04分析PKS1510-089射電流量變化周期[J];天文學(xué)報;2014年01期

10 陳建生,蔣兆基,李泳,劉曉為,馮興春;PG激變星候選天體的光變曲線[J];Chinese Journal of Astronomy and Astrophysics;1993年03期

相關(guān)會議論文 前9條

1 劉繼峰;;M81-ULS1的光變曲線[A];中國天文學(xué)會2014年學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2014年

2 王松;;M81-ULS1的光變曲線[A];中國天文學(xué)會2014年學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2014年

3 閆大海;;Blazar光變曲線中的物理信息[A];中國天文學(xué)會2017年學(xué)術(shù)年會摘要集[C];2017年

4 宋黎明;;光變曲線RMS與光子流量[A];新觀點(diǎn)新學(xué)說學(xué)術(shù)沙龍文集34：高能天體物理中的熱點(diǎn)問題[C];2009年

5 章鵬飛;趙建兵;王兆曦;;基于光變曲線反演小行星形狀與自轉(zhuǎn)參數(shù)[A];中國空間科學(xué)學(xué)會空間探測專業(yè)委員會第二十六屆全國空間探測學(xué)術(shù)研討會會議論文集[C];2013年

6 吳雪峰;戴子高;;噴流拐折關(guān)系及其對物理參數(shù)的限制[A];中國天文學(xué)會高能分會2004年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

7 楊f逃

本文編號：2711027