张衡一号卫星在轨6年积累了海量观测数据,检测其中的闪电哨声波事件(Lightning Whistler,LW)对于分析空间物理环境规律具有重要意义.但现有基于时频图像的方法推理速度过慢,完成任务需约40年.为此,研究首次从音频事件检测的角度提出高...张衡一号卫星在轨6年积累了海量观测数据,检测其中的闪电哨声波事件(Lightning Whistler,LW)对于分析空间物理环境规律具有重要意义.但现有基于时频图像的方法推理速度过慢,完成任务需约40年.为此,研究首次从音频事件检测的角度提出高速的闪电哨声波检测模型WhisNet,将检测的时间成本从40年压缩至54天.方法为以4 s滑动窗截取波形,提取梅尔频谱特征,利用轻量级卷积循环神经网络(CRNN)提取音频事件特征,输出层预测LW事件起始时间和持续时长.基于2020年4月1-10日的感应磁力仪(SCM)数据实验显示,WhisNet检测性能与传统方法相当,但计算量和参数量减少99%,速度提升98%.进一步在2020年5月SCM数据上的应用结果与WGLC(全球闪电气候学和时间序列,WWLLN Global Lightning Climatology and time series)全球闪电密度趋势高度一致,验证了WhisNet在大规模卫星数据处理中的准确性与适用性.研究结果为挖掘其他海量地球空间事件提供了重要参考.展开更多
文摘张衡一号卫星在轨6年积累了海量观测数据,检测其中的闪电哨声波事件(Lightning Whistler,LW)对于分析空间物理环境规律具有重要意义.但现有基于时频图像的方法推理速度过慢,完成任务需约40年.为此,研究首次从音频事件检测的角度提出高速的闪电哨声波检测模型WhisNet,将检测的时间成本从40年压缩至54天.方法为以4 s滑动窗截取波形,提取梅尔频谱特征,利用轻量级卷积循环神经网络(CRNN)提取音频事件特征,输出层预测LW事件起始时间和持续时长.基于2020年4月1-10日的感应磁力仪(SCM)数据实验显示,WhisNet检测性能与传统方法相当,但计算量和参数量减少99%,速度提升98%.进一步在2020年5月SCM数据上的应用结果与WGLC(全球闪电气候学和时间序列,WWLLN Global Lightning Climatology and time series)全球闪电密度趋势高度一致,验证了WhisNet在大规模卫星数据处理中的准确性与适用性.研究结果为挖掘其他海量地球空间事件提供了重要参考.
