【摘要】：天文大數(shù)據(jù)是科學(xué)領(lǐng)域研究中的重要一環(huán),對(duì)天體現(xiàn)象的研究可以使我們進(jìn)一步了解宇宙,這是解決天文學(xué)相關(guān)難題的必要基礎(chǔ)。光變曲線是光亮度隨時(shí)間變化的函數(shù),研究能夠發(fā)現(xiàn)短時(shí)發(fā)生的瞬變天體現(xiàn)象。GWAC提供了重要的星體點(diǎn)源圖像信息,是中法合作的SVOM項(xiàng)目中重要的地面設(shè)備。在光變曲線研究中,選取適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)實(shí)時(shí)光亮度數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控與異常亮度值預(yù)警是非常重要的。本文首先對(duì)課題研究方法的背景與意義進(jìn)行了概述,結(jié)合課題的需求分析了光變曲線的研究意義以及LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)課題需求的適用性,為光變曲線研究的本質(zhì)做出了定義。同時(shí)列舉了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)光變曲線的研究以及相關(guān)異常檢測(cè)方法在各個(gè)領(lǐng)域的研究成果。對(duì)于相關(guān)的技術(shù)理論進(jìn)行了概述,這是本文研究方案的理論基礎(chǔ)。之后對(duì)本文使用的光變曲線數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了介紹,描述了光變曲線從點(diǎn)源圖像到光亮度曲線生成的過程,在數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)點(diǎn)源信息提取了所需要的特征值,分別包括星體的uniqueID、時(shí)間戳、光亮度值。對(duì)于選取的數(shù)據(jù)集進(jìn)行了分析以對(duì)其有更好的理解。將提取的特征值進(jìn)行預(yù)處理后作為所選模型的使用數(shù)據(jù)。本文實(shí)現(xiàn)了基于LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的離線學(xué)習(xí)預(yù)警算法,使用LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練。介紹了模型結(jié)構(gòu)與參數(shù)選取的過程,對(duì)模型性能進(jìn)行了的評(píng)估,并根據(jù)模型預(yù)測(cè)值與真實(shí)值的誤差提出了基于預(yù)測(cè)誤差的異常檢測(cè)算法,使用真實(shí)數(shù)據(jù)與人工添加異常數(shù)據(jù)對(duì)算法進(jìn)行評(píng)估。在此之后,實(shí)現(xiàn)了基于LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的在線學(xué)習(xí)的預(yù)警算法。與離線算法相比,模型在線學(xué)習(xí)的過程利用新的觀測(cè)數(shù)據(jù)更新模型的權(quán)重。解決了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流預(yù)測(cè)誤差偏移的問題,即實(shí)時(shí)光變曲線異常亮度數(shù)據(jù)出現(xiàn)時(shí)所造成的預(yù)測(cè)誤差偏離正常值,導(dǎo)致對(duì)之后獲取正常亮度數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)偏差。對(duì)于疑似異常點(diǎn)處權(quán)重的更新與正常點(diǎn)不同,使得異常點(diǎn)后的預(yù)測(cè)結(jié)果可以快速更新到正常狀態(tài)�；趦�(yōu)化后的預(yù)測(cè)誤差,使用基于統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)行異常檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)證明,相比于離線學(xué)習(xí)預(yù)警算法,對(duì)于異常點(diǎn)的檢驗(yàn)有著更好的適用性。
【圖文】：

圖 2-1 基于兩個(gè)數(shù)據(jù)集的點(diǎn)異常實(shí)例Figure2-1 Poiot anomaly instances based on two data sets.變曲線當(dāng)中，，我們只關(guān)注某一顆星體的單一亮度值的較于前后時(shí)間點(diǎn)而已言遠(yuǎn)超過正常的亮度范圍，就可常義，如果數(shù)據(jù)實(shí)例在特定上下文中是異常的，但對(duì)于被稱為上下文異常，也稱為條件異常。的考慮因素主要包括以下兩點(diǎn)：聯(lián)的屬性用來(lái)確定上下文（或附近）的。例如，在空間數(shù)據(jù)集下文屬性。在時(shí)間序列數(shù)據(jù)中，時(shí)間屬性本身就是整定了事件實(shí)例的位置。對(duì)于星體亮度而言，時(shí)間的節(jié)

第 2 章 相關(guān)理論技術(shù)研究曲線研究而言，由于星體的數(shù)據(jù)是由觀測(cè)望遠(yuǎn)鏡拍攝所獲取的時(shí)需要考慮拍攝設(shè)備影響數(shù)據(jù)觀測(cè)的結(jié)果以及天文現(xiàn)象發(fā)生因素。這些屬性的設(shè)定非常依賴于相關(guān)的天文技術(shù)，因此上下界定。異常相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)例集合與整個(gè)數(shù)據(jù)集不一致，則稱為集合異常。集據(jù)本身可能不是異常，但它們作為集合一起出現(xiàn)時(shí)是異常的
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP391.41;P11

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7 楊f逃

本文編號(hào)：2711027