基于Stacking集成学习的恒星/星系分类研究

机器学习在当今诸多领域已经取得了巨大的成功,但是机器学习的预测效果往往依赖于具体问题.集成学习通过综合多个基分类器来预测结果,因此,其适应各种场景的能力较强,分类准确率较高.基于斯隆数字巡天(Sloan Digital Sky Survey,SDSS)计划恒星/星系中最暗源星等集分类正确率低的问题,提出一种基于Stacking集成学习的恒星/星系分类算法.从SDSS-DR7(SDSS Data Release 7)中获取完整的测光数据集,并根据星等值划分为亮源星等集、暗源星等集和最暗源星等集.仅针对分类较为复杂且困难的最暗源星等集展开分类研究.首先,对最暗源星等集使用10折嵌套交叉验证,然后使用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)、随机森林(Random Forest,RF)、XGBoost(eXtreme Gradient Boosting)等算法建立基分类器模型;使用梯度提升树(Gradient Boosting Decision Tree,GBDT)作为元分类器模型.最后,使用基于星系的分类正确率等指标,与功能树(Function Tree,FT)、SVM、RF、GBDT、XGBoost、堆叠降噪自编码(Stacked Denoising AutoEncoders,SDAE)、深度置信网络(Deep Belief Network,DBN)、深度感知决策树(Deep Perception Decision Tree,DPDT)等模型进行分类结果对比分析.实验结果表明,Stacking集成学习模型在最暗源星等集分类中要比FT算法的星系分类正确率提高了将近10%.同其他传统的机器学习算法、较强的提升算法、深度学习算法相比,Stacking集成学习模型也有较大的提升.     

移动扫描系统在1∶2 000地形图成果检验中的应用

基于移动扫描系统提出一套新的1∶2 000地形图检验流程,通过与全站仪、RTK等传统数学精度检验方式,论证移动扫描系统三维点云数学精度对于1∶2 000地形图精度检测的适用性。通过与传统人工外业巡视等传统地理精度检验方式,对比、分析全景影像对于地理精度检测的辅助作用。实验结果表明,移动扫描系统的三维点云数据数学精度符合1∶2 000地形图测绘成果质量精度检测要求,以全景影像辅助地理精度检查一定程度降低外业检验时长。因此,将移动扫描系统运用于1∶2 000等大比例尺地形图成果质量检验工作能一定程度优化检验流程、提升质检效率,为测绘成果质量检验工作提供新思路。     

宇宙线的超新星遗迹起源

宇宙线的起源是高能天体物理的核心问题之一.一直以来,超新星爆发被认为是能谱膝区以下宇宙线的主要来源.多波段观测表明,超新星遗迹有能力加速带电粒子至亚PeV (10~(15)eV)能量.扩散激波加速被认为是最有效的天体高能粒子加速机制之一,而超新星遗迹的大尺度激波正好为这一机制提供平台.近年来,一系列较高精度的地面和空间实验极大地推动了对宇宙线以及超新星遗迹的研究.新的观测事实挑战着传统的扩散激波加速模型以及其在银河系宇宙线超新星遗迹起源学说上的应用,深化了人们对宇宙高能现象的认识.结合超新星遗迹辐射能谱的时间演化特性,构建的时间依赖的超新星遗迹粒子加速模型,不仅能够解释200 GV附近宇宙线的能谱反常,还自然地形成能谱膝区,甚至可以将超新星遗迹粒子加速对宇宙线能谱的贡献延伸至踝区.该模型预期超新星遗迹中粒子的输运行为表现为湍流扩散,这需要未来的观测以及与粒子输运相关的等离子体数值模拟工作来进一步验证.     

月球交会对接VLBI差分时延研究

中国探月3期任务中,月球交会对接技术是任务成功的重要保障.利用嫦娥3号(CE03)绕月飞行的VLBI (Very Long Baseline Interferometry)时延数据,模拟仿真绕月交会对接过程中,同波束VLBI观测模式下,差分群时延的变化情况.仿真结果显示,在远程导引段,轨道器和上升组合体轨道距离保持100 km,持续半小时,差分群时延很好地反映了两者的轨道信息,可以用于定轨定位;自主控制段,上升组合体靠近轨道器,在轨道距离从5 km减小到20 m过程中,上升组合体加速追赶轨道器时,差分群时延快速趋近于0,上升组合体减速远离轨道器时,差分群时延绝对值快速变大.最后,利用嫦娥3号奔月段同时发射两个DOR (Differential One-Ranging)信号的VLBI时延数据,计算差分相时延,初步展示了月球交会对接过程中同波束VLBI差分相时延的误差情况.     

ASO-S卫星工程科学应用系统的数据库设计

先进天基太阳天文台(Advanced Space-based Solar Observatory, ASO-S)卫星是我国首颗太阳观测卫星, 主要观测太阳耀斑和日冕物质抛射以及产生它们的磁场结构. ASO-S卫星的科学应用系统是科学卫星工程的6大系统之一, 它连接科学用户和卫星数据, 为将卫星的科学数据转化为科学成果提供保障. 科学应用系统的数据库是连接软件与海量数据的枢纽, 为科学数据生产和用户服务及运行提供数据层的支撑. 介绍了科学应用系统的数据库架构设计、数据库的选择以及数据库性能优化和表样例. 这里的数据库包括观测计划、工程参数、运维日志、科学数据、定标数据和特征事件识别等数据库. 这些数据库的建设将为ASO-S卫星工程科学应用系统的顺利运行提供数据支撑, 也可以为未来其他科学卫星类似数据库的搭建提供参考和借鉴.     

大面积硅微条探测器在轨数据压缩算法的设计与实现

硅微条探测器具有位置分辨高、响应快、低噪声、低功耗等优点,广泛应用在各大加速器试验中,测量粒子径迹.新世纪以来,逐渐应用于空间探测领域.计划中的"悟空"2号暗物质粒子探测卫星的硅微条探测器将至数十万计,将产生海量的原始数据.如何实现探测器快速实时的数据压缩,是其需要解决的一大难题.立足于面向空间应用的硅微条探测器在轨实时压缩算法,算法采用FPGA (Field-programmable Gate Array)搭建流水线结构的方式实现,在提高系统集成度、节省逻辑资源的同时,批量数据处理时最高可将数据压缩率提升至38.4 M通道/s.算法结构具有通用性,设计思想和方案将为"悟空"2号的径迹探测器的研制提供参考.     

X射线荧光光谱法分析不同类型岩石中10种主量元素的测试能力验证

以28个不同类型岩石标样作外标,用玻璃熔片法制样,采用经验系数法进行基体校正,建立了X射线荧光光谱法(XRF)测定不同类型岩石中硅铝钙镁等10种主量元素的分析方法。该方法被用于参与GeoPT分析测试能力验证,15年来分析了23个不同类型的岩石验证样品。经验证该方法对SiO_2、Al_2O_3、K_2O和CaO具有非常好的分析效果(所有测定结果的|Z|2);对于MgO、MnO、TiO_2和Na_2O四个元素,尽管各有一个样品的分析结果的|Z|2,这主要是样品与标样的基体差异较大造成了低含量样品测定结果超差,但依然可获得好的分析效果;当TFe_2O_31.0%,P_2O_5含量在0.08%~0.80%区间时,分析结果的|Z|2,满足分析期望。总体上所建立的XRF分析方法稳定,可满足应用地球化学实验室测试不同类型岩石中10种主量元素的分析期望。     

深层搅拌桩复合地基施工技术的研究与应用

深层搅拌桩在建设工程很多领域发挥着不可替代的作用,在软土地基得到广泛应用.通过深层搅拌桩理论设计,施工工艺,质量控制措施,应用范围等工作,不仅对深层搅拌桩有全面深入的了解,而且期望该项技术在工程上得到充分应用与发展.     

青蛤(Cyclina sinensis) TRAF6基因克隆及其在Poly I:C胁迫下的免疫应答

对青蛤(Cyclina sinensis)转录组文库筛选并克隆得到青蛤TRAF6(Cs TRAF6)基因的c DNA序列,其开放阅读框为2337bp,编码778个氨基酸,分子量为86.59k Da。Cs TRAF6蛋白包含RING型锌指结构,两个TRAF型锌指结构,coiled-coil结构域以及MATH结构域。经生物信息学及分子系统学分析表明Cs TRAF6属于TRAF6家族的一员。利用实时荧光定量PCR方法检测了Cs TRAF6基因在青蛤各个组织以及在Poly I:C侵染下在血淋巴中的时序性表达情况。结果表明,Cs TRAF6基因在青蛤血淋巴、闭壳肌、鳃、性腺、外套膜和肝脏中普遍表达,其中在血淋巴中的表达水平最高。在Poly I:C刺激后的3h,青蛤血淋巴中Cs TRAF6的表达量迅速升高,在6h达到最大值,说明青蛤的Cs TRAF6基因参与了病毒类似物侵染下的免疫应答反应。     

柴达木盆地1:50 000尕海镇幅水文地质图数据集

尕海镇幅位于柴达木盆地东北缘的巴音河山前平原,是1：50 000国际标准图幅。其水文地质图是根据中国地质调查局组织编制并即将颁布实施的《水文地质图编制规范（1：50 000）》的基本要求,结合区内发展建设的需求,利用2016年1：50 000水文地质调查最新获取的尕海镇幅钻孔抽水试验成果数据（本次施工以及收集已有钻孔资料共48个钻孔）,水化学（61个水样）、同位素（12个同位素样）和土壤易溶盐（55个土样）分析成果数据,地下水位统测成果数据（68个统测点）,以及已有资料与成果数据编制而成。编图以地下水系统理论和生态水文地质理论为指导,按地下水系统、水文地质结构、含水岩组及富水性、地下水补给-径流-排泄条件、地下水化学特征、地下水水位埋深与流场、地下水与生态植被关系、地下水开发利用等分类加工处理数据形成水文地质图数据集,使大量的信息在图面上以主图结合镶图的形式主次分明、层次清晰地加以展现,以便为当地水资源开发利用和生态环境保护提供直观易用的地下水资料支撑。