Компьютеры могут научиться находить солнечных вспышек и других мероприятиях в огромных потоков солнечного изображения и помочь синоптики НОАА выпуск своевременных предупреждений, согласно новому исследованию. Машина-обучающая методика, разработанная учеными черри и национальных центров НОАА экологической информации (NCEI), поиск больших объемов спутниковых данных выделить особенности значительное космической погоды. Меняющиеся условия на солнце и в космосе может влиять на различные технологии на Земле, блокирующие радиосвязь, повреждения электросетей, и уменьшается точность навигационной системы.
«Будучи в состоянии обрабатывать солнечные данные в реальном времени является важным, поскольку вспышки извергается о влиянии Солнца на Земле в течение минуты. Эти методы обеспечивают быстрое, постоянно обновляемый обзор солнечной функций и может указать нам на области, требующие более пристального внимания», — сказал Роб Steenburgh, Синоптик В по исследованию космической погоды Центра прогнозирования (SWPC) в Боулдере.
Исследование было опубликовано в октябре в журнале космической погоды и космического климата.
Для прогнозирования поступающей космической погоды, синоптики суммировать текущие условия на Солнце два раза в день. Сегодня они используют рисованной карты с надписью с различных звездных объектов, в том числе, активных областей, волокон и корональных дыр границ. Но солнечные томографы производить новый набор наблюдений каждые несколько минут. Например, солнечное УФ-тепловизор (Суви) на НОАА ходит-Р спутников серии работает на 4-минутного цикла, сбор данных в шести разных длинах волн каждого цикла.
Только с соблюдением всех этих данных может занимать много прогнозистом время. «Нам нужны инструменты для обработки солнечных данных в удобоваримый куски», — сказал Дэн Ситон, ученый черри, работающих на NCEI и один из соавторов статьи. Черри является частью Университета Колорадо Боулдер.
Так J. Марк Хьюз, информатики аспирант в калифорнийском городе Боулдер, черри ученый в NCEI и ведущий автор исследования, создали компьютерный алгоритм, который может посмотреть на все Суви изображений одновременно и выявления закономерностей в данных. Со своими коллегами, Хьюз создал базу данных экспертов-меченые карты Солнце и использовать эти образы, чтобы научить компьютер определять солнечные характеристики важны для прогнозирования. «Мы не сказали им, как определить эти функции, но что искать-вещи, как вспышки, корональные дыры, яркие регионов, волокна и протуберанцы. Компьютер, узнает, как с помощью алгоритма», — сказал Хьюз.
Алгоритм определяет солнечных объектов с помощью дерева решений подход, который определяется набором простых правил, чтобы различать разные черты характера. Она анализирует изображения на один пиксел за раз и решает, например, есть ли этот пиксель ярче или тусклее, чем определенный порог, прежде чем отправить его вниз по ветви дерева. Это повторяется, пока, в самом низу дерева, каждому пикселю соответствует только одна категория или функция — ракету, например.
Алгоритм узнает сотни деревьев решений, и сотни решений, каждое дерево-чтобы различать солнечные характеристики и определить «большинство голосов» для каждого пикселя. После подготовки системы, она может классифицировать миллионов пикселов в сек, поддерживая прогнозы, что может быть плановым или требует оповещения или предупреждения.
«Эта техника очень хорошо при использовании одновременно все данные», — сказал Хьюз. «Потому что алгоритм обучается так быстро, это может помочь синоптикам, понять, что происходит на Солнце гораздо быстрее, чем они делают это сейчас.»
Техника также видит людей не могу. «Иногда можно найти черты нам трудно было правильно идентифицировать себя. Так что машинное обучение может направить наши научные исследования и выявления важных характеристик объектов, мы не знали, что искать», — сказал Ситон.
Навык алгоритма в поиске моделей-это не только полезно для краткосрочного прогнозирования, но и помог ученым оценить долгосрочный солнечные данные и совершенствования моделей Солнца. «Потому что алгоритм может выглядеть на 20 лет изображений и найти закономерности в данных, мы сможем ответить на вопросы и решить долгосрочные проблемы, которые были неразрешимыми», — сказал Ситон.
NCEI и SWPC еще тестирование инструмент для отслеживания меняющихся условиях солнечного, поэтому синоптики могут выдавать более точные часы, предупреждения и оповещения. Инструмент может быть официально введен в эксплуатацию уже до конца 2019 года.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!