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题名太阳耀斑预报深度学习建模中样本不均衡研究
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作者
周俊
佟继周
李云龙
方少峰
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机构
中国科学院国家空间科学中心
中国科学院大学
国家空间科学数据中心
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出处
《空间科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期241-250,共10页
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基金
国家重点研发计划项目(2022YFF0711400)
中国科学院网信专项(CAS-WX2022SF-0103)共同资助。
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文摘
不同等级耀斑发生的频次存在数量级上的差别,使基于常规卷积神经网络的耀斑预报模型通常难以捕捉M和X类耀斑先兆特征,导致高等级耀斑预报精度低的问题.本文对于这种耀斑预报中的长尾分布问题,通过控制变量法讨论不同深度长尾学习方法对于耀斑预报精度提升.尝试从训练集优化、损失函数优化、网络权重优化等角度改进模型对于M和X类耀斑的预报性能.在SDO/HMI太阳磁图预报未来24 h耀斑的实验中,相比于常规方法训练的基准模型,改进模型在M和X类耀斑预报的精确率分别有了53.10%和38.50%的提升,同时在召回率上有64%和52%的提升.表明在耀斑预报问题中,数据长尾分布的处理至关重要,验证了深度长尾学习方法的有效性.这种提升尾部类预报精确率的方法不仅可以应用于耀斑预报领域,还可以迁移到其他具有长尾分布现象的空间天气典型事件的预报分析中.
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关键词
耀斑预报
长尾分布
残差神经网络
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Keywords
Flare prediction
Long-tailed distribution
Residual neural network
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分类号
P354
[天文地球—空间物理学]
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题名大数据开放背景下的我国空间科学数据出版实践
被引量：8
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作者
袁雅琴
胡晓彦
佟继周
邹自明
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机构
中国科学院国家空间科学中心
国家空间科学数据中心
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出处
《中国科技资源导刊》
2022年第1期89-96,共8页
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基金
中国科学院“十四五”网络安全和信息化专项“中国科学院空间科学数据中心能力建设项目”(WX145XQ07-06)。
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文摘
阐述国内外数据开放共享与出版背景,分析我国的科学数据出版现状,探讨我国国家空间科学数据中心的科学数据出版实践,提出科学数据出版中存在的大部分期刊尚未对论文数据做出要求、数据利益相关者积极性不高、缺乏数据权益保护机制、数据仓储的国际认可度低且经费存在可持续等问题,并针对这些问题提出相应的建议。
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关键词
科学数据
数据共享
数据出版
出版模式
空间科学
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Keywords
data science
data sharing
data publication
publishing model
space science
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分类号
G230.7
[文化科学]
G239.2
[文化科学]
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题名基于U-net的紫外极光观测极光卵形态提取
被引量：1
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作者
王梓涵
佟继周
邹自明
钟佳
白曦
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机构
中国科学院国家空间科学中心
中国科学院大学
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出处
《空间科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第4期667-675,共9页
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基金
中国科学院“十三五”信息化建设专项(XXH13505-04)
北京市科技计划空间科学大数据管理与应用服务平台建设课题项目(Z181100002918002)共同资助。
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文摘
极光卵形态提取是极光研究的重要手段.如何提高强干扰背景下的紫外极光图像极光卵形态提取精度,目前仍是一个难题.本文提出一种基于深度学习语义分割模型U-net的方法,实现了对极光卵形态的高精度提取.在Polar卫星紫外极光观测数据的实验结果表明,该方法相比于已有算法精度更高,对完整型极光卵和缺口型极光卵图像均能得到更加精确的提取结果,特别是针对强日辉干扰、灰度不均匀和对比度低情况下的紫外极光图像时,该方法显示了明显优势.
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关键词
紫外极光观测
极光卵形态提取
U-net模型
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Keywords
Ultraviolet aurora observation
Auroral oval morphology extraction
U-net model
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分类号
P353
[天文地球—空间物理学]
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题名基于贝叶斯证据的全球地磁场模型主磁场阶数分析
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作者
马森
马嘉卉
佟继周
李云龙
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机构
中国科学院国家空间科学中心
中国科学院大学
国家空间科学数据中心
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出处
《空间科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期600-608,共9页
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文摘
全球主磁场模型描述了主磁场的时空分布特征。模型的主磁场阶数是构建主磁场模型的关键问题之一。使用贝叶斯推理分析全球主磁场模型,依据贝叶斯证据比较模型阶数,为主磁场的阶数分析提供一种统计依据。利用Swarm卫星磁测数据,估计不同阶数的主磁场模型的证据。结果表明,在1~20的模型阶数中,阶数N=12具有全局最佳证据。参照Jefrrey’s scale的阈值区间,数据对阶数N=12的偏好显著优于其他阶数。实验表明,主磁场阶数的证据推理可用于研究主磁场贡献,结果与14阶球谐函数的功率谱分析相匹配。
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关键词
地磁场
主磁场模型
贝叶斯证据
模型比较
地磁功率谱
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Keywords
Geomagnetic field
Main field model
Bayesian evidence
Model comparison
Geomagnetic power spectrum
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分类号
P353.1
[天文地球—空间物理学]
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题名利用转移熵研究引起磁暴扰动的太阳风参数重要性排序
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作者
于佳斌
佟继周
方少峰
胡晓彦
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机构
中国科学院国家空间科学中心
中国科学院大学
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出处
《空间科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第3期346-356,共11页
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基金
中国科学院战略性先导科技专项(A类)空间科学(二期)地面支撑项目科学卫星数据处理与管理技术课题资助(XDA15040200)。
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文摘
磁暴是重要空间天气灾害性事件,能够影响卫星的安全在轨运行和地面电网系统等。目前,对于太阳风–磁层相互作用的研究多集中在分析相关系数的线性关系,而基于信息论的转移熵可以提供强大的无模型有向统计量,可用来分析传统相关性分析和模型假设检测不到的非线性关系。本文利用转移熵的方法,研究了磁暴期间的太阳风驱动参数。利用第23和24太阳活动周的小时精度数据进行长时间尺度分析,发现太阳风向地磁的信息传递呈双峰分布,表现出与太阳活动水平的一致性。利用2010-2018年93个地磁暴期间的分钟精度数据进行短时间尺度分析,结果表明:行星际电场(E)和行星际磁场南向分量(B_(z))对地磁指数Sym-H在时间延迟为60 min时信息传递较强,而太阳风速度v_(sw)、温度T_(sw)、数密度D_(sw)、磁场B和动压P_(sw)对Sym-H指数的信息传递较弱。上述研究结果能够为太阳风-磁层相互作用的建模提供参数选择及确定预测范围的依据。
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关键词
太阳风
地磁暴
转移熵
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Keywords
Solar wind
Geomagnetic storm
Transfer entropy
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分类号
P353
[天文地球—空间物理学]
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题名空间科学数据产品组织模型的应用研究
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作者
纪珍
佟继周
胡晓彦
邹自明
马福利
熊森林
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机构
中国科学院国家空间科学中心
国家空间科学数据中心
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出处
《中国科技资源导刊》
2022年第1期83-88,96,共7页
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基金
中国科学院“十四五”网络安全与信息化专项“中国科学院空间科学数据中心能力建设项目”(WX145XQ07-06)。
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文摘
科学数据产品规范化组织是科学数据管理过程中的重要环节,对空间科学领域多学科多类型数据资源的统一组织是发挥数据价值,支撑科技创新的有效保障。本文基于国家科学数据中心构建的科学数据产品组织模型,以空间科学先导专项为例,从数据汇交与处理、管理与归档、发布共享3个数据活动关键环节,系统地介绍其在空间科学数据管理活动中的应用,总结科学数据产品组织模型实际应用效果。
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关键词
科学数据
科学数据管理
科学数据组织模型
空间科学数据
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Keywords
scientific data
scientific data management
space science data organization framework
space science data
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分类号
P35
[天文地球—空间物理学]
P17
[天文地球—天文学]
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