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基于稀疏子空间的类星体光谱异常特征并行提取与分析 被引量：5
1
作者 马洋 张继福 +2 位作者 蔡江辉 杨海峰 赵旭俊 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1086-1091,共6页
类星体是人类所观测到的最遥远天体,对于了解早期宇宙的演化具有重要科学意义。由于类星体距离地球较远,其红移一般较大,导致在光学观测窗口中只有很少的特征(发射线),且难以识别。类星体光谱的异常特征提取与分析可对未知类星体的识别... 类星体是人类所观测到的最遥远天体,对于了解早期宇宙的演化具有重要科学意义。由于类星体距离地球较远,其红移一般较大,导致在光学观测窗口中只有很少的特征(发射线),且难以识别。类星体光谱的异常特征提取与分析可对未知类星体的识别,提供有效的判别依据。离群检测作为数据挖掘领域的一个主要研究内容,旨在发现那些稀有、特殊数据对象及异常特征,可作为从海量类星体光谱数据中,发现特殊、未知类星体的一种有效途径和手段。Spark作为新一代大数据分布式处理框架,可为海量天体光谱的有效分析和处理,提供一个高效且可靠的并行编程平台。本文充分利用集群系统和Spark编程模型的强大数据处理能力,提出一种基于稀疏子空间的类星体光谱异常特征并行提取与分析方法,其工作由三个模块组成,即类星体光谱特征约减、类星体光谱的稀疏子空间构造和搜索、类星体光谱异常特征提取并行算法设计与分析。类星体光谱特征约减模块,通过属性相关性分析来识别呈现聚类结构的类星体光谱特征线,这些特征线通常会聚集在稠密区域且对类星体光谱异常特征检测毫无意义。光谱特征约减旨在运行异常特征检测算法之前剪枝类星体光谱的冗余特征线,缩小光谱数据检测范围。类星体光谱的稀疏子空间构造和搜索模块,通过设定的稀疏系数阈值来测量类星体光谱的子空间密度,并采用粒子群优化方法作为稀疏子空间的搜索策略,从而快速、高效地获取类星体的异常特征。在第三个模块中,提出了一种MapReduce框架下的类星体光谱异常数据并行检测算法,该算法由并行化数据约减策略、稀疏子空间并行搜索技术两个MapReduce构成,达到适应海量光谱数据的处理目标。最后对检测出的部分类星体异常特征进行了理论分析、测量及人眼证认,充分说明稀疏子空间可为识别特殊、未知类星体候选源,提供有效支持和有力证据。 展开更多
关键词 类星体 稀疏子空间 郭守敬望远镜(LAMOST) 光谱分析
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基于RANSAC方法的星表自动匹配方法 被引量：3
2
作者 邱波 胡宇 +1 位作者 胡占义 赵永恒 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期1024-1027,共4页
本文把星表匹配问题转化成计算机视觉中的对应点匹配问题,接着使用二维Delaunay三角化方法对星表进行三角化,然后用RANSAC方法对星表的自动匹配问题进行了研究。研究结果表明,我们的方法能够快速有效地完成星表匹配。在总共960个样本中... 本文把星表匹配问题转化成计算机视觉中的对应点匹配问题,接着使用二维Delaunay三角化方法对星表进行三角化,然后用RANSAC方法对星表的自动匹配问题进行了研究。研究结果表明,我们的方法能够快速有效地完成星表匹配。在总共960个样本中,除了两幅不符合匹配的星表之外,全部获得了正确的匹配结果。 展开更多
关键词 RANSAC方法 星表自动匹配方法 三角化 计算机视觉 天文学 图像匹配
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基于影响空间和数据场的LAMOST低质量光谱分析 被引量：2
3
作者 杨雨晴 蔡江辉 +2 位作者 杨海峰 赵旭俊 殷晓娜 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1186-1191,共6页
针对LAMOST DR5 pipeline分类为Unknown的光谱数据对其进行了特征提取和聚类分析。主要工作如下:(1)基于影响空间及数据场的特征提取。首先基于影响空间从低信噪比光谱中提取出大量小集团;然后计算各小集团内部的场并根据场对光谱排序,... 针对LAMOST DR5 pipeline分类为Unknown的光谱数据对其进行了特征提取和聚类分析。主要工作如下:(1)基于影响空间及数据场的特征提取。首先基于影响空间从低信噪比光谱中提取出大量小集团;然后计算各小集团内部的场并根据场对光谱排序,依次访问光谱序列及其小集团内的成员来获得特征谱;(2)对上述特征谱进行K-means聚类,并统计了每一类目标所在天区、观测视宁度、各波段信噪比、亮度、光谱仪/光纤的分布情况。(3)低质量光谱聚类结果的理论分析。通过聚类所有低质量光谱被分为了5大簇:A光谱信噪比较低或与传统分类模板差异较大,但通过特征分析可确定其类别(占比2.7%);B光谱蓝端或红端出现疑似特征线或分子带,但与线表无法匹配(占比23.6%);C光谱蓝端信噪比极低,且该波长区域噪声值较强,其他波长区域的连续谱和线的特征较弱(占比48.0%);D红蓝两端拼接问题导致5 700~5 900?局部光谱突起明显,其他波长区域的连续谱和线的特征较弱(占比24.2%);E存在大量缺省值导致无法确定其类别(占比1.5%)。实验结果表明,该方法不仅能够有效提取低信噪比光谱的特征谱,同时能够通过特征谱的聚类分析揭示低质量光谱的成因,从而为制定光谱观测计划提供参考,为低信噪比光谱分析及处理提供方法借鉴。 展开更多
关键词 低信噪比光谱 光谱分解 特征分析 数据场 聚类分析
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R语言应用于LAMOST光谱分析初探 被引量：4
4
作者 陈淑鑫 罗阿理 孙伟民 《天文研究与技术》 CSCD 2017年第3期363-368,共6页
以可扩展性极强的开源软件R程序语言为工具,发挥在统计学和数据挖掘领域强大的数据分析能力,重点研究R语言用于读写FITS格式文件软件包RFITSIO的主要功能和特点,并对LOMAST采集的FITS文件进行详细介绍,将海量LOMAST巡天光谱DR2数据用RFI... 以可扩展性极强的开源软件R程序语言为工具,发挥在统计学和数据挖掘领域强大的数据分析能力,重点研究R语言用于读写FITS格式文件软件包RFITSIO的主要功能和特点,并对LOMAST采集的FITS文件进行详细介绍,将海量LOMAST巡天光谱DR2数据用RFITSIO读出恒星光谱,并利用R语言的主成分分析工具提取各类型光谱数据的特征量即主成分。从含有大量冗余信息的光谱中提取代表恒星光谱特征的主要成分,通过采用主成分分析方法提取光谱特征,重构后能够有效降低原始光谱数据受噪声的影响,为后续数据挖掘工作提供研究基础。 展开更多
关键词 R语言 FITSIO 光谱巡天 LAMOST 主成分分析
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LAMOST离群光谱J140242.45+092049.8特征分析
5
作者 杨海峰 蔡江辉 +3 位作者 张继福 罗阿理 赵旭俊 杨雨晴 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1269-1273,共5页
LAMOST巡天已获取超过100 000条星系光谱,为探索珍贵、稀有的天体从而完善现有科学理论提供了重要的数据条件。研究采用基于相关子空间的离群挖掘方法,从LAMOST DR3星系光谱数据中获得的离群数据挖掘结果中,针对呈现出多种稀有特征的光... LAMOST巡天已获取超过100 000条星系光谱,为探索珍贵、稀有的天体从而完善现有科学理论提供了重要的数据条件。研究采用基于相关子空间的离群挖掘方法,从LAMOST DR3星系光谱数据中获得的离群数据挖掘结果中,针对呈现出多种稀有特征的光谱J140242.45+092049.8进行了深入分析。首先利用特征光谱线进行红移测量并交叉SDSS同源光谱提供的红移信息,测量并证认了该光谱的两套红移系统:吸收线系统z_1=0.020 95、发射线系统z_2=0.069 5。从整体上,通过交叉现有文献及SDSS图像特征,分析了该"吸收+发射"模式的双红移系统属于透镜星系的可能性,而红移间隔Δz=0.048远大于Keel指出的双星系具有物理关系的临界0.008,意味着该目标前景与背景星系之间只是视向重叠,即视向星系对,没有相互的物理作用;对于前景星系(吸收线系统),通过测量光谱中呈现的特殊的特征线强度,分析了属于E+A星系的可能性;对于背景星系(发射线系统)光谱中呈现的双峰特征,分析了该光谱来自双峰发射线星系的可能性;此外,初步分析了该光谱中背景星系发射线强度关系异常的原因。 展开更多
关键词 双红移系统 透镜星系 星系对 离群数据
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LAMOST光谱J152238.11+333136.1 P-Cygni轮廓分析 被引量：3
6
作者 屈彩霞 杨海峰 +1 位作者 蔡江辉 荀亚玲 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1304-1308,共5页
LAMOST一期巡天成功获取河外星系光谱超过150 000条,大样本光谱数据为探索奇异、稀有的天体从而完善现有的天体演化理论提供了必要的数据条件;而先进的信息技术为从海量的数据中挖掘这些珍稀样本提供了有效途径。针对采用基于DoPS的数... LAMOST一期巡天成功获取河外星系光谱超过150 000条,大样本光谱数据为探索奇异、稀有的天体从而完善现有的天体演化理论提供了必要的数据条件;而先进的信息技术为从海量的数据中挖掘这些珍稀样本提供了有效途径。针对采用基于DoPS的数据挖掘方法,从LAMOST DR5星系光谱数据获得的离群数据挖掘结果中,呈现出疑似P-Cygni轮廓特征的光谱J152238.11+333136.1进行了深入讨论。首先针对该光谱的基本信息、疑似P-Cygni轮廓特征以及相应的离群数据挖掘方法进行了简要表述,光谱在Hβ和[OⅢ]λ4860处呈现P-Cygni轮廓,在NeⅢλ3869和HeⅠλ5874处呈现反P-Cygni轮廓;其次,对该特征的真实性及其生成机制从以下4个角度展开讨论。(1)交叉同源观测。Sloan巡天2004年(相差11年)的同源观测,其光谱上并未呈现对应的特征,据推测可能是正在进行的演化活动或者光纤定位误差所致;(2)通过分析光谱质量、减天光残差等方法,分析P-Cygni特征是否为观测或数据处理所致。NeⅢλ3869和HeⅠλ5874处呈现反P-Cygni轮廓可信度较低;同时,通过比较目标光谱与超级天光,以及相邻光纤观测到的光谱在对应波长处的光谱特征,说明存在P-Cygni轮廓为减天光过程导致的可能性;(3)光谱子型差异。IRAS和WISE等近红外同源观测,显示其为Seyfert 2型星系,光学波段发射线强比[NⅡ]/Hα,[OⅢ]/Hβ显示其为HⅡ区,结合光学、红外测光图像特征,推测目标可能是两个星系进行并合活动;(4)从导致P-Cygni轮廓的物理机制的角度,分析了由星系并合触发外流、由恒星形成(爆发)电离气体触发的外流以及由Wolf-Rayet特征星系的超星风等原因引起的可能性。 展开更多
关键词 P-Cygni轮廓 OUTFLOWS 郭守敬望远镜(LAMOST) 离群特征
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