太阳活动区的自动识别研究

太阳活动区的自动识别研究

论文摘要

太阳活动区是太阳爆发活动的重要源区。活动区的快速识别和特征参量提取有助于及时、准确地预报太阳活动。随着众多大型太阳观测设备的投入使用,太阳观测数据急剧增加,手动识别太阳活动区已经不能满足太阳活动预报的及时性需求。实现太阳活动区的自动快速识别已成为太阳活动预报的关键问题和技术基础。针对SDO/HMI高时空分辨率的活动区数据,本文:1.利用数学形态法,自动识别出黑子,并在识别基础上计算得到黑子群的面积和黑子数。将计算得到的黑子群面积和黑子数与NOAA/SWPC发布的活动区相应参量进行比较,发现本文计算结果与SWPC发布数据变化趋势基本一致、相关性较好,其中两者在黑子群面积上的相关系数为0.77,黑子数上的相关系数为0.79。2.在对活动区SHARP数据进行黑子识别的基础上,利用卷积神经网络方法中的Inception V3模型开展了黑子群McIntosh类型的自动识别研究。通过对McIntosh分类中Z、p、c三个分量分别进行分类训练,模型得到Z分量的识别准确率为75.4%;p分量识别的准确率为79.2%;c分量识别的准确率82.2%。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 研究背景与意义
  •   1.2 本文主要研究内容
  • 第2章 太阳活动现象及自动识别
  •   2.1 太阳活动的主要现象
  •     2.1.1 黑子
  •     2.1.2 耀斑
  •     2.1.3 日冕物质抛射
  •   2.2 太阳活动现象的识别
  •     2.2.1 手工识别黑子
  •     2.2.2 自动识别黑子
  •     2.2.3 黑子群特征的提取
  •     2.2.4 其他太阳活动现象的识别
  • 第3章 黑子识别与特征参量提取
  •   3.1 数据选择
  •   3.2 自动识别方法
  •     3.2.1 数据准备与处理
  •     3.2.2 黑子的识别与参量计算
  •   3.3 活动区参量自动提取的对比分析
  •     3.3.1 2011 -2017 年期间的结果比较
  •     3.3.2 太阳活动高年-2013年
  •     3.3.3 太阳活动低年-2017年
  •     3.3.4 总结与分析
  • 第4章 基于卷积神经网络的McIntosh分类
  •   4.1 卷积神经网络
  •     4.1.1 卷积
  •     4.1.2 激活函数
  •     4.1.3 池化
  •     4.1.4 全连接
  •   4.2 McIntosh分类数据准备
  •   4.3 Inception V3 模型的构建
  •   4.4 结果与讨论
  • 第5章 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 李泠

    导师: 刘四清

    关键词: 活动区,自动识别,卷积神经网络,分类

    来源: 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 天文学

    单位: 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)

    分类号: P182.9

    总页数: 72

    文件大小: 4028K

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