【摘要】：對變源和暫現(xiàn)源的觀測是時域天文研究領(lǐng)域的重要組成部分,在光學(xué)波段,巡天觀測和后隨觀測是該領(lǐng)域的主要研究手段之一。通過對指定天區(qū)開展系統(tǒng)性的觀測,并對感興趣的源進(jìn)行針對性的跟蹤觀測,可以得到大量有價值的觀測數(shù)據(jù)。現(xiàn)代天文觀測普遍使用先進(jìn)大視場望遠(yuǎn)鏡開展長期不間斷的觀測,產(chǎn)生了大量的觀測數(shù)據(jù),傳統(tǒng)的人工分辨和閾值截斷方法已經(jīng)不能滿足天文數(shù)據(jù)的處理要求,引入機(jī)器學(xué)習(xí)模型對數(shù)據(jù)處理結(jié)果進(jìn)行分類和預(yù)測顯得很有必要。本文以AST3-2巡天望遠(yuǎn)鏡2016年數(shù)據(jù)為樣本,討論了探測AST3-2巡天天區(qū)的變源和暫現(xiàn)源的方法。AST3-2光學(xué)巡天望遠(yuǎn)鏡位于南極大陸穹頂A,該處的氣候特征對開展長時間不間斷的時域天文巡天觀測非常有利。南極通信不便,數(shù)據(jù)回傳有諸多困難,我們希望能夠在南極本地自動處理AST3-2觀測數(shù)據(jù),進(jìn)行變源和暫現(xiàn)源處理,但是受到低功耗計(jì)算機(jī)的限制,數(shù)據(jù)的快速自動處理的實(shí)現(xiàn)存在諸多困難。為此我們結(jié)合已有的圖像相減方案,將AST3-2 2016年觀測數(shù)據(jù)作為測試樣本,發(fā)展了一套基于隨機(jī)森林的暫現(xiàn)源及變源的篩選方法。我們使用圖像相減法找出可能的存在光度變化的源,再用主成分分析法抽取候選源的特征,并選擇隨機(jī)森林作為機(jī)器學(xué)習(xí)分類器,在測試中對正樣本的召回率達(dá)到了97%。本文的工作驗(yàn)證了這種方法的可行性,并最終在2016年觀測數(shù)據(jù)中探測出一批變星候選體。本文第一章介紹了國內(nèi)外大規(guī)模時域巡天的設(shè)備、流程、及數(shù)據(jù)處理方法的發(fā)展?fàn)顩r,第二章簡要描述了各類變星的特征,這些是本文工作的研究背景。第三章描述了CCD的特性及基本的測光方法,第四章介紹了本文工作所使用的算法的原理和特點(diǎn),第五章介紹了我們的工作所基于的軟件,這些構(gòu)成了我們所討論的暫現(xiàn)源和變源的搜尋方法的基礎(chǔ),第六章詳細(xì)介紹了這種結(jié)合圖像相減法和隨機(jī)森林的方法及研究結(jié)果,并對這種方法未來的發(fā)展做出展望。
【圖文】：

到最大前兩周內(nèi)的數(shù)據(jù)。逡逑ＴＮＴＳ巡天啟動于２０１２年十月，覆蓋了銀緯大于１０度，銀經(jīng)０到６０度之逡逑間共２０００平方度的天區(qū)，如圖１．２示Ｗ。為了尋找一些極早期的超新星，近鄰的逡逑Ｃｏｍａ星系團(tuán)和大部分室女座星系團(tuán)也包括在了邋ＴＮＴＳ巡天天區(qū)內(nèi)。通常對一個逡逑天區(qū)拍攝一張圖片需要兩分鐘，包含６０秒曝光時間，２２秒讀出時間，以及轉(zhuǎn)動逡逑和穩(wěn)定望遠(yuǎn)鏡所需要的３０秒。為排除宇宙線的干擾，在每個天區(qū)拍攝后的１到逡逑１．５小時左右，望遠(yuǎn)鏡會對這個天區(qū)重新進(jìn)行拍攝，這也有利于對特征時標(biāo)很短逡逑的暫現(xiàn)源的觀測研宄。對于亮于１８等，，且亮度正在上升的超新星和其他我們感逡逑興趣的暫現(xiàn)源，ＴＮＴＳ巡天會對其做后隨光譜和測光觀測。興隆站的后隨觀測望逡逑遠(yuǎn)鏡口徑０．８米，視場１１．５角分ｘｌｌ．２角分。ＴＮＴＳ巡天的數(shù)據(jù)處理程序基于開逡逑源軟件，通過Ｌｉｎｕｘ系統(tǒng)Ｂａｓｈ腳本整合。逡逑本文工作涉及到的是ＡＳＴ３巡天項(xiàng)目（Ａｎｔａｒｃｔｉｃａｌ邋Ｓｕｒｖｅｙ邋Ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ－３）

－一邋．－一逡逑圖１．３邋ＡＳＴ３－２巡天天區(qū)規(guī)劃逡逑大量的觀測數(shù)據(jù)，如何高效處理這些數(shù)據(jù)成為一個新的問題。Ｃ．Ａｌａｒｄ＾提出的逡逑圖像相減法是目前時域天文領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛的一個方法，通過比較兩個時刻逡逑的星像的流量差異來獲得天體的時變信息，可以準(zhǔn)確找出流量發(fā)生變化的源。理逡逑想情況下相減后得到的殘差圖像上應(yīng)該只有流量發(fā)生變化的暫現(xiàn)源和變源，但逡逑是在實(shí)際操作中不可避免地受到各種因素的干擾，如儀器影響，對齊偏離，卷積逡逑異常等，這使得我們需要對相減后的殘差進(jìn)行區(qū)分，而僅靠人力去識別處理后的逡逑結(jié)果不僅費(fèi)時費(fèi)力，而且難以確保可靠性。在數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域常使用機(jī)器學(xué)習(xí)代替逡逑３逡逑
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P111

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本文編號：2608039