科技日?qǐng)?bào)北京4月16日電 (記者陸成寬)記者16日從中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心獲悉，基于機(jī)器學(xué)習(xí)，該中心科研人員提出一種日冕物質(zhì)拋射識(shí)別與參數(shù)獲取的新方法。該方法對(duì)預(yù)報(bào)災(zāi)害性空間天氣具有重要意義。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《天體物理學(xué)雜志增刊》。
日冕物質(zhì)拋射(CME)是從太陽拋入行星際空間的大尺度等離子體團(tuán)，是太陽系內(nèi)最大尺度的能量釋放活動(dòng)，也是災(zāi)害性空間天氣的主要源頭，可能會(huì)導(dǎo)致中度到強(qiáng)烈的地磁暴。
“了解日冕物質(zhì)拋射在日冕以及行星際的傳播和演化過程，預(yù)報(bào)日冕物質(zhì)拋射是否到達(dá)地球軌道及何時(shí)到達(dá)地球軌道，是空間天氣領(lǐng)域關(guān)注的重要課題。”論文通訊作者、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心研究員沈芳介紹。
利用搭載于太陽與日光層觀測(cè)臺(tái)(SOHO)衛(wèi)星上的大角度和光譜日冕儀的觀測(cè)數(shù)據(jù)，美國(guó)國(guó)家航空航天局的研究人員手工整理了1996年至今的日冕物質(zhì)拋射觀測(cè)目錄。該目錄記載了每一次日冕物質(zhì)拋射事件的時(shí)間、位置角、角寬度、速度等，是日冕物質(zhì)拋射相關(guān)研究的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
“然而，面對(duì)海量的數(shù)據(jù)，手工識(shí)別存在著耗時(shí)費(fèi)力的缺點(diǎn)，自動(dòng)識(shí)別日冕物質(zhì)拋射成為空間天氣研究的熱點(diǎn)。”沈芳說。
此次，科研人員提出了基于機(jī)器學(xué)習(xí)的日冕拋射物質(zhì)識(shí)別與參數(shù)獲取方法。首先，科研人員基于大角度和光譜日冕儀的圖像數(shù)據(jù)，訓(xùn)練了一個(gè)能夠判別圖像內(nèi)是否有日冕物質(zhì)拋射的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；隨后，利用主成分分析方法提取神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特征圖中的信息，獲取了能夠展示每一張觀測(cè)圖像中日冕物質(zhì)拋射位置的共定位圖；最后，根據(jù)不同圖像中日冕拋射物質(zhì)區(qū)域的形狀、位置等特征，獲取了日冕拋射物質(zhì)的速度、角寬度以及中央位置角等信息。
“與日冕拋射物質(zhì)手工目錄以及部分經(jīng)典自動(dòng)識(shí)別方法相比，基于機(jī)器學(xué)習(xí)的日冕拋射物質(zhì)識(shí)別與參數(shù)自動(dòng)獲取方法效率高、速度快，能夠識(shí)別較為微弱的日冕拋射物質(zhì)信號(hào)，并給出準(zhǔn)確的日冕拋射物質(zhì)的形態(tài)信息。”沈芳說。（科技日?qǐng)?bào)）