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基于叶片光谱特征的农业区域植物分类 被引量：13
1
作者 李婵 王俊杰 +1 位作者 邬国锋 李清泉 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期307-315,共9页
基于农业区域8种植物的叶片光谱数据,提取63种光谱特征变量,并对全波段光谱(原始、一阶微分和包络线去除光谱)提取主成分,分别采用k最近邻(k-nearest-neighbors,kNN)、支持向量机(support vector machine,SVM)和随机森林(random forest,... 基于农业区域8种植物的叶片光谱数据,提取63种光谱特征变量,并对全波段光谱(原始、一阶微分和包络线去除光谱)提取主成分,分别采用k最近邻(k-nearest-neighbors,kNN)、支持向量机(support vector machine,SVM)和随机森林(random forest,RF)3种机器学习方法对不同植物进行遥感分类.比较3种方法所得的总精度、训练精度、验证精度及8种植物的生产者精度.结果表明,SVM的分类性能优于kNN与RF;单一的光谱特征变量识别精度都较低(<50%);基于主成分分析的一阶微分光谱识别性能优于原始光谱和包络线去除光谱.研究指出,叶片一阶微分光谱与SVM相结合的方法能够准确识别不同植物物种.可为景观或区域尺度的植被遥感分类、精准农业和森林资源调查等提供借鉴. 展开更多
关键词 地物波谱学 高光谱遥感 植物分类 叶片光谱 主成分分析 机器学习 k最近邻 支持向量机 随机森林
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大芯径光谱传光光纤焦比退化特性研究 被引量：7
2
作者 王森 朱冰 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第7期17-24,共8页
针对天文光谱观测系统使用的传光光纤在布放和观测过程中因弯曲和入射中心未对准光纤中心而导致的焦比退化效应,采用光学追迹方法进行了分析计算。根据我国大天区面积多目标光纤光谱望远镜(LAMOST)工程中实际使用的光纤光缆的参数,分析... 针对天文光谱观测系统使用的传光光纤在布放和观测过程中因弯曲和入射中心未对准光纤中心而导致的焦比退化效应,采用光学追迹方法进行了分析计算。根据我国大天区面积多目标光纤光谱望远镜(LAMOST)工程中实际使用的光纤光缆的参数,分析并计算了所用传光光纤的使用条件,为工程应用提供参考。根据分析计算的结果,在LAMOST工程中光纤对准误差设计值为不大于32μm的条件下,LAMOST工程中光纤光缆施工安装及观测使用过程中最小弯曲半径应限制在不小于300mm。 展开更多
关键词 焦比退化 光线追迹 多目标光谱技术
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LAMOST光纤单元定位参数研究 被引量：6
3
作者 刘志刚 江晖 谢志林 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期239-243,共5页
大天区多目标光纤光谱天文望远镜LAMOST是世界上光谱获取量最大的望远镜,4000个双回转光纤单元的精确定位是关键因素之一。根据对星像观测的要求以及单元的定位方式,确立了所需的7个定位参数,研究了在复杂现场环境下获取定位参数的具体... 大天区多目标光纤光谱天文望远镜LAMOST是世界上光谱获取量最大的望远镜,4000个双回转光纤单元的精确定位是关键因素之一。根据对星像观测的要求以及单元的定位方式,确立了所需的7个定位参数,研究了在复杂现场环境下获取定位参数的具体流程和可行性算法,包括光重心法、摄像机快速标定算法、基于最小二乘拟合圆算法、空间坐标旋转算法等。通过模拟星像观测仿真测试和现场星像试观测证明,定位参数精度能很好地满足观测需求。目前LAMOST望远镜观测光谱获取率已达到90%以上。 展开更多
关键词 光学测量 LAMOST光纤单元 定位参数 光重心法 摄像机快速标定算法 最小二乘拟合圆算法
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基于轨迹聚类的天光光谱特征分析 被引量：4
4
作者 蔡江辉 杨雨晴 +3 位作者 杨海峰 罗阿理 孔啸 张继福 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1301-1306,共6页
天光背景扣除是LAMOST 1D光谱数据处理中重要的环节,其扣除好坏直接影响光谱产品质量,因此构造理想的超级天光光谱模型具有重要的意义。通常超级天光是由与目标天体同时观测的天光光纤光谱构造而成,同一区域的天光背景可能随着不同的观... 天光背景扣除是LAMOST 1D光谱数据处理中重要的环节,其扣除好坏直接影响光谱产品质量,因此构造理想的超级天光光谱模型具有重要的意义。通常超级天光是由与目标天体同时观测的天光光纤光谱构造而成,同一区域的天光背景可能随着不同的观测时刻有着规律性的变化特征(如月相变化),如果能充分分析并利用这些特征,可有效校正超级天光模型,从而提高减天光效果。轨迹聚类方法是一种分析目标随时、空变化特征的有效工具,针对LAMOST天光光谱中可能存在的变化规律,给出一种基于轨迹聚类的天光光谱特征分析方法。主要分以下三部分:首先是天光光谱的时序化描述。LAMOST pipeline采用且提供了每个观测天体的即时超级天光光谱,为了获取特定天区背景天光的光变特征,需选择天光光纤光谱以及扣除目标天体光谱的背景光谱,以5°视场(LAMOST望远镜视场)为单位,按观测日期MJD均匀分组,从而对特定区域的天光光谱进行了时序化表征;其次给出基于密度的天光光谱数据聚类算法STK-means。为解决随机参数导致收敛及聚类效果不理想的问题,在分析天光光谱时序数据特征的基础上,给出基于密度的相似性度量公式,并作为传统k-means聚类的初始参数选择依据,从而给出基于密度的天光光谱数据聚类算法STK-means;最后进行实验分析。实验验证了该方法的正确性和有效性以及不同初始参数K值的选择对聚类结果的影响。在此基础上,利用STK-means聚类方法,对LAMOST第一期巡天中一个完备小天区的天光光谱时序数据进行了轨迹特征分析,结果表明,除个别光谱质量较差或常说异常外,该特定区域的天光背景以农历每月十五、十六为中心向两边呈对称分布,反映了该区域观测过程中受月相的影响变化情况,该特征经量化后可为校正超级天光模型提供一种有效途径。同时,由于时序化� 展开更多
关键词 天光背景 轨迹聚类 多目标光纤光谱 郭守敬望远镜(LAMOST)
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R语言应用于LAMOST光谱分析初探 被引量：4
5
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恒星分类模板间相似性度量分析 被引量：3
6
作者 陈淑鑫 孙伟民 孔啸 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1922-1925,共4页
随着获取和收集天文光谱大数据能力的与日俱增,合理利用计算科学技术正确地分析海量光谱的处理方法及结果统计。前述工作采用了欧氏距离分析判别LAMOST实测光谱与模板之间相似度的研究,研究恒星分类准确性取决于高质量的模板光谱,选取LA... 随着获取和收集天文光谱大数据能力的与日俱增,合理利用计算科学技术正确地分析海量光谱的处理方法及结果统计。前述工作采用了欧氏距离分析判别LAMOST实测光谱与模板之间相似度的研究,研究恒星分类准确性取决于高质量的模板光谱,选取LAMOST光谱在用的分类软件中183个恒星模板光谱,分别利用欧氏距离和马氏距离方法得出A,F,G,K和M型恒星模板间的均值和最大值,完成每条谱线相互之间的相关性分析,找出相对距离较大的模板及形成原因。相似度度量可视化实验数据结果表明模板之间具有一定的区分度,通过马氏距离分析模板间相似性能更进一步辨识出相近模板之间的细微差别,具备较优良的判别效果,证实了LAMOST现有分类的各模板间距离较均匀,且分类结果较为准确。该研究可进一步优化在用光谱分类模板,提升LAMOST恒星分类模板库的精确度和可信度。 展开更多
关键词 相似性度量 欧氏距离 马氏距离 恒星光谱模板 LAMOST
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A型恒星光谱线指数岭回归有效温度的预测分析 被引量：3
7
作者 薛仁政 陈淑鑫 黄宏本 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2624-2629,共6页
天文光谱线指数数据能够较好地保留着恒星的物理特征信息,为此借助线指数特征数据构建多参数模型,有利于更好地回归分析数据的共变关系及谱线的内在规律。世界上光谱获取率最高的施密特天文望远镜LAMOST发布的观测光谱都已经过标记,利... 天文光谱线指数数据能够较好地保留着恒星的物理特征信息,为此借助线指数特征数据构建多参数模型,有利于更好地回归分析数据的共变关系及谱线的内在规律。世界上光谱获取率最高的施密特天文望远镜LAMOST发布的观测光谱都已经过标记,利用天文可视化工具分析这些标记的恒星光谱线指数会产生预测因子自相关,多元线性回归时因变量存在共线性,导致方差较大、得到最小二乘回归系数不稳定,虽不影响使用回归的有效性,但较难从回归方程中得到独立预测因子的评估系数。利用LAMOST巡天光谱数据中A型恒星Lick线指数为数据源,选取有效温度 T eff 为7 000~8 500 K,取信噪比大于50的光谱特征值实现回归分析恒星参数 T eff 值,经箱线图呈现DR5星表中, A型光谱86 097条具备 T eff 值大样本光谱数据的整体分布,统计分析26种线指数的特征值后,选取分布相似且带宽为12 的kp12, halpha12和hgamma12字段,减少解释线指数变量的数目,优化冗余变量方差膨胀因子(VIF)系数。实验选取两两变量间观测数据集,局部拟合回归散点、同样的数据源使用散点图的总体轮廓生成高密度散点图,利用色差透明性突出显示数据密集区域。结果表明多元线性回归和岭回归算法都能从低分辨率光谱中确定A型恒星的有效温度,但经过共线性数据分析有偏估计实验,使用岭回归分析寻找最佳模型,能更准确地确定恒星有效温度,进而得到预测A型恒星有效温度及谱线回归特性。 展开更多
关键词 恒星光谱 LAMOST 岭回归 线性模型 Lick线指数
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马氏距离度量LAMOST早型星光谱的分类研究 被引量：2
8
作者 陈淑鑫 孙伟民 宋轶晗 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1618-1622,共5页
随着天文大数据不断积累,我国大天区多目标光纤光谱望远镜LAMOST已完成6年的大规模巡天观测,获得DR5数据集已达到900多万条光谱,其中含有观测比例较低的早型恒星光谱,具备重要的研究价值。利用准确的恒星分类模板库可提升恒星的分类精... 随着天文大数据不断积累,我国大天区多目标光纤光谱望远镜LAMOST已完成6年的大规模巡天观测,获得DR5数据集已达到900多万条光谱,其中含有观测比例较低的早型恒星光谱,具备重要的研究价值。利用准确的恒星分类模板库可提升恒星的分类精度与可靠性,由于LAMOST第一年的巡天光谱中并没有完整覆盖B型恒星包含的所有子类型,造成后续观测数据分类的子类型范围受限。依据LAMOST已发布DR5数据中B型恒星光谱为研究对象,选取ELODIE发布的B型恒星实测光谱模板库来检测LAMOST在用的分类光谱。首先完成ELODIE发布37条B型光谱模板的相关性分析,去掉相关性弱的三条光谱后,筛选出ELODIE 34条B型恒星实测模板作为中心,通过计算LAMOST DR5发布的绝大多数被标记为B6型(7 662条)和B9型(3 969条)实测光谱的马氏距离,经有监督聚类LAMOST早型恒星光谱数据,标记13个子类型在涵盖B2—B9子类的34条ELODIE光谱模板中的分布。经线性分析判别每条谱线子类型的类内距离,确保波长覆盖范围和分辨率与LAMOST数据完全一致,去掉距离数值偏差较大的数据,计算相应子类的平均谱线,得到LAMOST源于DR5观测数据早型B型恒星的13条子类型光谱分类模板,为后期完善模板提供较好的参考性。 展开更多
关键词 马氏距离 早型恒星 光谱模板 LAMOST ELODIE
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基于网格聚类分析LAMOST恒星光谱与理论模型的差异 被引量：2
9
作者 陈淑鑫 孙伟民 孔啸 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1951-1954,共4页
随着天文大数据时代计算科学的蓬勃发展,我国具备自主知识产权的国际天文界口径最大、光谱获取率最高的大视场望远镜LAMOST,已率先在国际上开拓并实现了同时观测几千个天体光谱的大规模巡天工作。自2011年巡天至2015年6月所获得的DR3光... 随着天文大数据时代计算科学的蓬勃发展,我国具备自主知识产权的国际天文界口径最大、光谱获取率最高的大视场望远镜LAMOST,已率先在国际上开拓并实现了同时观测几千个天体光谱的大规模巡天工作。自2011年巡天至2015年6月所获得的DR3光谱数据集目前已获取世界上最大的恒星参数星表。针对LAMOST第三期发布FGK恒星光谱的流量定标等相关数据,利用Kurucz模板光谱对应的参数空间划分网格,基于开源高效的数据处理R语言程序软件平台,设计了有监督的聚类中心,便于验证其理论参数网格的差异。处理LAMOST实测光谱经归一化后,选择距离量直接描述属性,采用欧氏距离分析判别光谱之间的相似度,选取相应的属性向量构造函数判断观测光谱和理论光谱差别的量级。实验表明:比对LAMOST实测FGK型恒星光谱数据与Kurucz理论模板库数据一致性以及参数测量的准确性,结果显示相同参数的光谱间特征谱线具有较好的一致性,从而得出LAMOST光谱测量物理参数质量较高,具备极好的可靠性,为后续恒星大气模型的改进提供相应的论证依据。 展开更多
关键词 聚类分析 Kurucz模型光谱 距离度量 LAMOST
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网格聚类分析天文光谱数据 被引量：1
10
作者 陈淑鑫 孙伟民 王丽丽 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2017年第B11期453-456,共4页
应用互联网+融合信息技术,天文大数据研究实现了海量观测数据及次生数据的高效存储、检索、数据分析及信息挖掘。现结合我国自主知识产权的大科学工程LAMOST望远镜巡天第四期(DR4)发布的经定标后的光谱数据,运用R语言中RFITSIO软件包读... 应用互联网+融合信息技术,天文大数据研究实现了海量观测数据及次生数据的高效存储、检索、数据分析及信息挖掘。现结合我国自主知识产权的大科学工程LAMOST望远镜巡天第四期(DR4)发布的经定标后的光谱数据,运用R语言中RFITSIO软件包读写光谱专用文件FITS格式,读取LAMOST发布的恒星天文数据,结合统计学和数据挖掘方法设计了有监督的网格聚类验证方案,处理并识别光谱数据,经降维提取光谱特征,归一化连续谱,保留吸收谱线特征,再划分网格聚类波长定标中心,利用相似度量函数来描述识别观测光谱数据。 展开更多
关键词 聚类分析 FITSio 光谱数据 LAMOST
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