瞬變源自動識別方法與證認(rèn)系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著現(xiàn)代天文觀測技術(shù)的發(fā)展，天文瞬變源的巡天觀測與研究成為了國際天文領(lǐng)域中的前沿課題之一。我國正在興建中的GWAC（地基廣角相機(jī)陣）是國家空間科學(xué)天文衛(wèi)星SVOM的地基觀測系統(tǒng)，具有大視場和高時間采樣率的特點，它的科學(xué)目標(biāo)之一即為光學(xué)瞬變源的搜尋（包括伽馬暴）。該科學(xué)目標(biāo)對GWAC數(shù)據(jù)實時處理的速度提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，本文主要從瞬變源的自動快速識別和瞬變源的實時交叉證認(rèn)兩方面出發(fā)，初步實現(xiàn)了GWAC快速實時的數(shù)據(jù)處理的需求。
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2、研究主要內(nèi)容包括：⑴瞬變源的自動快速識別。為了從殘差圖像上的噪聲源當(dāng)中識別出稀有的瞬變源，本文使用了機(jī)器學(xué)習(xí)中的監(jiān)督式分類技術(shù)隨機(jī)森林算法。在訓(xùn)練分類模型之前，需要對瞬變源的特征進(jìn)行準(zhǔn)確表達(dá)，目前國際上主流的表達(dá)方式是通過點擴(kuò)散函數(shù)（point-spread function, PSF）對星像的外形輪廓進(jìn)行擬合，以此來提取用于構(gòu)建分類模型的特征參量，但這對于在數(shù)據(jù)處理時間上要求更高的GWAC來說，很難滿足其需求。為此本文提出了等光度測量

3、的特征表達(dá)方法，試圖加快分類模型識別瞬變源的速度。基于等光度測量法，本文實現(xiàn)了對星像輪廓特征的另一種準(zhǔn)確描述，在此基礎(chǔ)上從實際星像輪廓仿真構(gòu)建的訓(xùn)練樣本中提取的特征參量訓(xùn)練出來的分類模型不僅與國際主流分類模型具有基本相同的正確識別率，而且數(shù)據(jù)處理速度也獲得顯著提升，每幅圖像的瞬變源識別時間為6.9秒左右，完全滿足了GWAC在15秒之內(nèi)完成數(shù)據(jù)快速處理的需求。除此之外，由于瞬變源是天文觀測中的相對稀有事件，為了遵循寧多勿漏的原則，在構(gòu)建訓(xùn)

4、練樣本時使用了較低信噪比的瞬變源數(shù)據(jù)，該策略不可避免會給瞬變源的識別結(jié)果帶來一些噪聲，本文對此加入了自動過濾判斷條件，在不遺漏的情況下提升了瞬變源識別結(jié)果的純度。⑵瞬變源的實時交叉證認(rèn)。通過上述瞬變源的自動快速識別，得到的瞬變源候選體均處于孤立狀態(tài)，即不同時間觀測的屬于同一目標(biāo)源的候選體處于彼此互不關(guān)聯(lián)的狀態(tài)。為進(jìn)一步對候選體進(jìn)行歸類操作和詳細(xì)地篩選與證認(rèn)，提出了基于 Web開發(fā)框架的Django平臺實現(xiàn)后臺數(shù)據(jù)庫管理和前端網(wǎng)頁交互展示