喉区极光的机器识别

发布时间：2024-02-05 18:28

　　喉区极光是一种发生在电离层对流喉区附近的极光现象,是极光卵向低纬侧延伸出的南北向分立结构,其可能对应由磁鞘高速流与磁层顶作用引发的磁层顶重联过程.喉区极光研究对深入理解太阳风-磁层-电离层耦合过程具有重要意义.从长期观测所积累的大量全天空极光观测数据中准确高效识别出喉区极光结构,是开展喉区极光统计研究的基础.本文利用北极黄河站2003-2017年全天空成像仪的极光观测数据,建立了喉区极光图像标注数据集;基于密集连接卷积神经网络(DenseNet)对极光图像全局高维表征的自动学习,首次实现了喉区极光结构的机器识别.算法对喉区极光识别准确率达96%,且具有良好的泛化性能.研究表明基于深度学习的图像识别方法可用于从海量极光观测数据中自动识别喉区极光事件.

【文章页数】：13 页

【部分图文】：

图１极光图像预处理流程??Ｆｉｇ．?１?Ｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ａｕｒｏｒａ?ｉｍａｇｅ??

喉区极光的机器识别2人类对极光的观测和探索起源久远，根据搭载观测设备的基站不同，观测分为搭载于卫星的天基观测，和搭载于地面观测站的地基观测。天基观测设备如Polar卫星、DMSP卫星及我国即将发射的SMILE卫星上搭载的紫外成像设备(UltravioletImager，UVI)。....

图２．?ＡＳＩ：图像像素分布餘圏＿??Ｆｉｇ．?２?Ｉｍａｇｅ?ｐｉｘｅｌ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｈｉｓｔｏｇｒａｍ?ｏｆ?Ａ?ＳＩ??

第1章绪论3图1.3黄河站在地图中的位置。图引自（邢赞扬，2013）Figure1.3PositionofYellowRiverStationinmap.图1.4全天空极光观测设备。（a）CCD成像仪结构图；（b）CCD成像仪外形；（c）三波段CCD成像仪布局。图引自中国极地研究....

图３正负样本样例．（ａ）喉区极光，（ｂ）非喉区极光??Ｆｉｇ．?３?Ｅｘａｍｐｌｅｓ?ｏｆ?ｐｏｓｉｔｉｖｅ?ａｎｄ?ｎｅｇａｔｉｖｅ?ｄａｔａ，??

第1章绪论3图1.3黄河站在地图中的位置。图引自（邢赞扬，2013）Figure1.3PositionofYellowRiverStationinmap.图1.4全天空极光观测设备。（a）CCD成像仪结构图；（b）CCD成像仪外形；（c）三波段CCD成像仪布局。图引自中国极地研究....

图７?１０?ｍｉｎ计数的极光样本??Ｆｉｇ．?７?Ａｕｒｏｒａ?ｓａｍｐｌｅｓ?ｃｏｕｎｔｅｄ?ｉｎ?１０?ｍｉｎ??

第1章绪论5构映射着特殊的地磁物理过程。如极光的涡旋事件被认为可能与磁层顶开尔文-赫尔姆霍茨不稳定性有一定的关系（Hallinan，1976；Davisetal.，1976）。喉区极光事件可能由冲击磁层顶的磁鞘高速流引起。从茫茫极光图像中发掘代表特殊极光事件的形态结构，有助于研究....

本文编号：3896028