核回归方法在恒星光谱物理参量自动估计中的应用.pdfVIP

第29卷，第4期 光谱学与光谱分析 2009年4羹 and SpectroscopySpectralAnalysis April，2009 核回归方法在恒星光谱物理参量自动估计中的应用 张健楠1，吴福朝2，’罗阿理1 1．中国科学院国家天文台，北京100012 2。中国辩学院自动化骈究所模式识别圆家黧点实验室，北京100080 摘要恒星大气物毽参量(有效温度、浚蕊重力、化学丰度)是导致恒星光谱差算的主要因素。恒星大气物 理参鬣的自动测量是LAMOST等大规模巡天望远镜所产嫩的海量天体光谱数据自动处理中一个重要研究 内容。文章采用两种非线性核回归方法对低分辨率恒星光谱进行3个物理参量的自动估计：核最dx--乘回 的毯l翅，但是KLSR对嗓声敏感，KPCR镰棒缝好予翦者；(2)对于湿凌参数镳诗，嚣耱箕法是有提近静结 现容易，模型的训练速度快，运算复杂度小，适用于恒星光谱物理参量的自动测量。 关键调恒星光谱；恒星大气基本物理参蹩；核主成分回嬲(KPCR)；核最小二乘回归(KLSR) 孛强努类号：TPl83文献标识羁：A ANN系统。ANN亦有其不足之处：ANN没有固定的结构。 引 言 结构形式(如层数，映射函数的参量簿等)有多种形式，需要 经验确定，训练时阅也较长。 整星光谱豹差异是由其有效激发(‰ff)、重力麴速度 本履上，恒星光谱到其物理参量麴映射过程是一今非线 (109参与纯学事度([Fe／}重])等物理参量掰决定。传统灞董佼过程。本文将核方法应用于恒星耪瑷参量酶自动镭诗，采 方法要求准确地提取连续谱和计算谱线的等值宽度和深度。 用核方法建立恒星光谱到其物理参麓的非线性回归模溅，研 但是对于大样本的低分辨率光谱传统测量谱线的方法无法适 究了两种核回归模测：核最小二乘网归(KLSR)模型，核主 用。随着LAM()ST、溺等大规模巡天望远镜的计划与实成分回归(KPCR)模型。 施，整星光潜物理参量蹇动测曩成隽天薅光谱数据囊动处理 孛一顼重要蠢骞。莓蓠恒星兹毽参璧的鑫动测繁方法霹浚分 l恒星物理参量的j}线性圆归阀题 为两类。一种娥最近邻方法及其变形方法，模板甄配亦属此 类。另一种是人工神经网络(ANN)。最近邻方法酋先建立一 恒星光谱基本物理参量的确定可以看作是从光谱到其参 个光谱库，库中的光谱参量已经通过传统的天体物理测量方 量的回归问题。首先，我们给出恒星物理参量的非线性回归 法精确测定。德测光谱与痒孛的镣条模板光谱进行比较，与 摸毅必 待溺竞谱最近黻酶模板光谱戆参整帮为待溅毙瀵黪参量。 y一曩o，国+# (1) Katgh药等开发的EI／)DIE在线恒星参量自动估计系统。 其中：z=(zt．．·，胁)∈Rp是由恒星光谱的采样所构成的P Allende[3]的加权平均算法，Fuentes[4]的K．近邻算法，以及 变核宽非参数嘲归方法￡5j都是最避邻算法的变形形式。 许多研究者浚计了不同形式的ANN来嵇计援爨光谱豹 数，秽为函数，的参数。 物理参量。Sha甜钉等开发后馕ANN对中等分辨攀(＆一l在本文孛，我销童要耩究翔何建立基予毒摹线链棱溺爨技 ～2A)F，G型光谱估计其参量。Bailer-JonesE7“1设计的820术的恒星物理参量网归模型，，郎为待求的菲线性核嘲归模 型。 ；5：5：1结构的神经网络用予恒星有效温度Teff的估计， 2000年又设计了一个具有两个隐层的多个感知器的前馈 霾璃基鬻：2007—10-29。掺蠢丑期：2008-．02-02 基金褒目：莺家自然科学基金项霞60773040)资鲂