日侧极光分类方法及物理特征研究

发布时间：2021-12-29 01:53

　　极光是由来自太阳风的高能带电粒子与地球的大气层相碰撞而产生,它的形态受复杂的空间物理环境影响,对极光形态的研究有助于我们了解太阳风—磁层耦合。由于不同的极光形态对应着不同的空间物理过程,因此对极光形态分类有助于我们了解不同形态极光的发生机制。同时,极光在发生过程中,除了形态的变化,也会有一些特殊的极光事件发生,这些特殊事件也会反映出特殊的物理过程。基于此,本文针对极光的形态分类以及相关的物理特征展开详细的分析与研究。针对极光图像分类及极光形态与空间环境存在的关系问题,提出了基于GMM-HMM模型的极光图像分类方法。首先,提取不同形态极光图像的静态特征,将提取到的特征输入到GMM-HMM模型中,实现对极光图像的分类。接着,将极光图像的静态特征和对应的物理参数作为极光形态的表征量,输入到GMM-HMM模型中,最后根据分类结果分析不同物理参数对极光形态的影响。该方法不仅有效的实现了极光图像的分类,同时也对不同的空间环境参数对极光形态的影响进行了分析。极光是一个动态的且连续发生的过程,对极光形态的分类仅仅考虑极光的静态特征是不够的,基于此,本文提出了一种基于粘性流体粒子运动模型的极光视频序列的... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

北极黄河站极光成像设备

不同形态的极光图像

是极隙区到昏侧这个时间段。因此，对冕状极光的研究有助于极隙区动力学过程的研究。图2.2 极光形态随时间分布图2.3行星际磁场对极光形态的影响太阳风通过与向日面磁层顶的磁重联将太阳风的部分能量直接输入到了极区电离层，日侧极光的主要能量则来源于向日面磁层顶。有研究表明，日侧冕状极光主要为磁鞘的软电子准直沉降形成，沉降电子的平均能量小于 400eV[38]，而弧状极光被认为是电子沉降经过加速后形成的，沉降电子的平均能量约为 1keV 甚至更大[39]，因此行星际磁场对极光能量有较大的影响。为了探究行星际磁场对极光形态的影响，我们对行星际磁场三分量及极光形态进行了统计研究。根据挑选出的极光图像，我们提取了相对应时间段的行星际磁场三分量的数据，通过比较行星际磁场三分量方向的改变来探究其对极光形态的影响。如图 2.3 所示为行星际磁场三分量与极光形态的关系图

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于全天空图像的极光活动变化检测方法研究[J]. 王倩,胡红桥,胡泽骏,丘琪.  地球物理学报. 2015(09)
[2]结合样本选择和AdaBoost的日侧冕状极光检测算法[J]. 高凌君,高新波,梁继民.  中国图象图形学报. 2010(01)
[3]午后极光强度与太阳风-磁层耦合函数的相关[J]. 胡红桥,刘瑞源,杨惠根,N．Sato,M．Kikuchi.  空间科学学报. 2006(04)

博士论文
[1]日侧全天空极光图像分类及动态过程分析方法研究[D]. 王倩.西安电子科技大学 2011

硕士论文
[1]关于磁尾中性片与极尖区磁场结构的研究[D]. 肖超.南京信息工程大学 2016
[2]基于动态纹理模型的极光影像分类算法研究[D]. 宋亚婷.西安电子科技大学 2015
[3]极光静态图像分类的动态过程分析[D]. 赵晓静.西安电子科技大学 2014



本文编号：3555163