Active galactic nuclei (AGN) are supermassive black holes with luminous accretion disks found in some galaxies, and are thought to play an important role in galaxy evolution. However, traditional optical spectroscopy for identifying AGN requires time-intensive observations. We train a convolutional neural network (CNN) to distinguish AGN host galaxies from non-active galaxies using a sample of 210,000 Sloan Digital Sky Survey galaxies. We evaluate the CNN on 33,000 galaxies that are spectrally classified as composites, and find correlations between galaxy appearances and their CNN classifications, which hint at evolutionary processes that affect both galaxy morphology and AGN activity. With the advent of the Vera C. Rubin Observatory, Nancy Grace Roman Space Telescope, and other wide-field imaging telescopes, deep learning methods will be instrumental for quickly and reliably shortlisting AGN samples for future analyses.

现代的天空调查正在产生大量的观测数据，这使经典方法的应用用于分类和分析对象具有挑战性和耗时的。但是，使用自动机器和深度学习方法可能会大大减轻此问题。我们提出了一种新的深度学习工具Ulisse，它从单个原型对象开始，能够识别具有相同形态和光度特性的对象，因此可以创建候选苏西亚列表。在这项工作中，我们专注于在斯隆数字天空调查的星系样本中应用方法来检测AGN候选物，因为光带中主动银河系核（AGN）的鉴定和分类仍然是外层术天文学的挑战性任务。乌里斯（Ulisse）旨在初步探索大型天空调查，直接使用从图像网数据集提取的功能来执行相似性搜索。该方法能够快速识别仅从给定原型的单个图像开始的候选人列表，而无需任何耗时的神经网络训练。我们的实验表明，乌里斯（Ulisse）能够根据宿主星系形态，颜色和中央核源的存在的结合来鉴定AGN候选物，检索效率从21％到65％（包括复合源）（包括复合源），这是基于宿主的候选者。随机猜测基线为12％。我们发现，与具有螺旋形或晚期特性的原型相反，Ulisse在早期型宿主星系中检索AGN最有效。根据这项工作中描述的结果，Ulisse可以是在当前和未来的广阔田野调查（例如欧几里得，LSST等）中选择不同类型的天体物理对象的有前途的工具，该工具每晚都针对数百万个来源。

我们提出了一种基于机器学习的新型方法，用于从干涉数据中检测出星系尺度的重力透镜，特别是使用国际Lofar望远镜（ILT）采用的方法，该镜头是在150 MHz的频率上观察到北部无线电天空，该频率是350的角度分辨率。 MAS和90 Ujy Beam-1（1 Sigma）的灵敏度。我们开发并测试了几个卷积神经网络，以确定给定样品被归类为镜头或非镜头事件的概率和不确定性。通过对包括逼真的镜头和非镜头无线电源的模拟干涉成像数据集进行训练和测试，我们发现可以恢复95.3％的镜头样品（真正的正速率），仅污染仅为0.008来自非静态样品（假阳性速率）的含量。考虑到预期的镜头概率，结果导致了92.2％的镜头事件的样品纯度。我们发现，当镜头图像之间的最大图像分离大于合成光束尺寸的3倍时，网络结构是最健壮的，并且镜头图像具有至少与20个Sigma（点源）的总磁通密度相等）检测。对于ILT，这对应于爱因斯坦半径大于0.5 ARCSEC和一个无线电源群体的镜头样品，其150 MHz通量密度超过2 MJY。通过应用这些标准和我们的镜头检测算法，我们希望发现Lofar两米天空调查中包含的绝大多数星系尺度重力透镜系统。

我们采用自我监督的代表性学习来从深色能源仪器遗产成像调查的数据释放9中从7600万个星系图像中提取信息9.针对新的强力引力镜头候选者的识别，我们首先创建了快速的相似性搜索工具，以发现新的搜索工具强镜仅给出一个单个标记的示例。然后，我们展示如何在自我监督的表示上训练简单的线性分类器，仅需几分钟即可在CPU上进行几分钟，可以自动以极高的效率对强镜进行分类。我们提出了1192个新的强镜候选者，我们通过简短的视觉标识活动确定，并释放一种基于Web的相似性搜索工具和顶级网络预测，以促进众包快速发现额外的强力镜头和其他稀有物体：HTTPS：https：//github.com/georgestein/ssl-legacysurvey。

我们介绍了Galaxy动物园贴花：SDSS DR8占地面积的星系中的黑色能量相机传统调查图像的详细视觉形态学分类。更深的贴花图像（R = 23.6与SDSS的r = 22.2）显示螺旋臂，弱杆和在SDSS成像中未见的潮汐功能。为了最佳利用较大的贴花图像，志愿者从一套新的答案中选择，旨在提高对合并和酒吧的敏感性。 Galaxy动物园志愿者提供750万个单独的分类超过314,000个星系。 140,000个星系收到至少30分类，足以准确测量像条状的详细的形态，其余的收到约5.所有分类都用于培训贝叶斯卷积神经网络的集合（一种最先进的深度学习方法）预测所有314,000个星系的详细形态的后海外。当衡量自信的志愿者分类时，每个问题的网络大约有99％。形态学是每个星系的基本特征;我们的人机和机器分类是理解星系如何发展的准确和详细资源。

We present a machine-learning framework to accurately characterize morphologies of Active Galactic Nucleus (AGN) host galaxies within $z<1$. We first use PSFGAN to decouple host galaxy light from the central point source, then we invoke the Galaxy Morphology Network (GaMorNet) to estimate whether the host galaxy is disk-dominated, bulge-dominated, or indeterminate. Using optical images from five bands of the HSC Wide Survey, we build models independently in three redshift bins: low $(0<z<0.25)$, medium $(0.25<z<0.5)$, and high $(0.5<z<1.0)$. By first training on a large number of simulated galaxies, then fine-tuning using far fewer classified real galaxies, our framework predicts the actual morphology for $\sim$ $60\%-70\%$ host galaxies from test sets, with a classification precision of $\sim$ $80\%-95\%$, depending on redshift bin. Specifically, our models achieve disk precision of $96\%/82\%/79\%$ and bulge precision of $90\%/90\%/80\%$ (for the 3 redshift bins), at thresholds corresponding to indeterminate fractions of $30\%/43\%/42\%$. The classification precision of our models has a noticeable dependency on host galaxy radius and magnitude. No strong dependency is observed on contrast ratio. Comparing classifications of real AGNs, our models agree well with traditional 2D fitting with GALFIT. The PSFGAN+GaMorNet framework does not depend on the choice of fitting functions or galaxy-related input parameters, runs orders of magnitude faster than GALFIT, and is easily generalizable via transfer learning, making it an ideal tool for studying AGN host galaxy morphology in forthcoming large imaging survey.

我们开发了卷积神经网络（CNNS），快速，直接从无线电尘埃连续图像中推断出行星质量。在原始板块中的年轻行星引起的子结构可用于推断潜在的年轻行星属性。流体动力模拟已被用于研究地球属性与这些磁盘特征之间的关系。然而，这些尝试了微调的数值模拟，以一次适合一个原始磁盘，这是耗时的，或者四方平均模拟结果，以导出间隙宽度/深度和行星质量之间的一些线性关系，这丢失了信息磁盘中的不对称功能。为了应对这些缺点，我们开发了行星间隙神经网络（PGNET），以推断出2D图像的行星质量。我们首先符合张等人的网格数据。 （2018）作为分类问题。然后，通过使用近随机采样参数运行额外的模拟来分布数据集，并将行星质量和磁盘粘度一起作为回归问题衍生在一起。分类方法可以达到92 \％的准确性，而回归方法可以达到1 $ \ Sigma $ AS 0.16 DEX，用于行星质量和0.23°D磁盘粘度。我们可以在线性拟合方法中重现退化缩放$ \ alpha $ $ \ propto $ $ m_p ^ 3 $。这意味着CNN方法甚至可以用于寻找退化关系。梯度加权类激活映射有效地确认PGNETS使用适当的磁盘特征来限制行星质量。我们为张等人提供了PGNETS和传统配件方法的计划。 （2018），并讨论各种方法的优缺点。

随着天文学中检测到的瞬变数量的迅速增加，基于机器学习的分类方法正在越来越多地使用。他们的目标通常是要获得瞬态的确定分类，并且出于良好的性能，他们通常需要存在大量观察。但是，精心设计，有针对性的模型可以通过更少的计算资源来达到其分类目标。本文介绍了Snguess，该模型旨在找到高纯度附近的年轻外乳旋转瞬变。 Snguess可以使用一组功能，这些功能可以从天文警报数据中有效计算。其中一些功能是静态的，并且与警报元数据相关联，而其他功能必须根据警报中包含的光度观测值计算。大多数功能都足够简单，可以在其检测后的瞬态生命周期的早期阶段获得或计算。我们为从Zwicky Transient设施（ZTF）的一组标记的公共警报数据计算了这些功能。 Snguess的核心模型由一组决策树组成，这些集合是通过梯度提升训练的。 SNGUESS建议的候选人中约有88％的ZTF从2020年4月至2021年8月的一组警报中被发现是真正的相关超新星（SNE）。对于具有明亮检测的警报，此数字在92％至98％之间。自2020年4月以来，Snguess确定为ZTF Alert流中潜在SNE的瞬变已发布到AMPEL_ZTF_NEW组标识符下的瞬态名称服务器（TNS）。可以通过Web服务访问ZTF观察到的任何暂时性的SNGUESS分数。 Snguess的源代码可公开使用。

通过图像差异发现新瞬态的能力而无需直接人类干预是观察天文学的重要任务。对于此类图像分类问题，机器学习技术（例如卷积神经网络（CNN））表现出了显着的成功。在这项工作中，我们介绍了来自Dark Energy Survey Supernova计划（DES-SN）的CNN上的图像上自动瞬态识别的结果，其主要重点是使用IA型超新星用于宇宙学。通过对CNN进行架构搜索，我们可以从工件（图像缺陷，错误分配等）中确定有效选择非艺术的网络（例如，超新星，可变星，AGN等），可实现先前工作的效率在随机的森林中，无需花费任何特征识别的努力。 CNN还可以帮助我们确定一个标记错误的图像的子集。在此子集中对图像进行重新标记，与CNN的结果分类明显优于以前的结果。

天文学家通常已经着手通过从头开始创建自己的表示来解决监督的机器学习问题。我们表明，经过训练的深度学习模型，可以回答每个星系动物园贴花问题问题，即学习星系的有意义的语义表示，这些语义表示对于从未训练过的新任务很有用。我们利用这些表示形式优于最近对研究大型星系样本至关重要的实际任务的方法。第一个任务是识别与查询星系相似的形态的星系。给定一个星系为人类分配了一个免费文本标签（例如“ #diffuse”），我们可以找到与大多数标签匹配该标签的星系。第二个任务是确定特定研究人员最有趣的异常。我们的方法在识别最有趣的100个异常（由Galaxy Zoo 2志愿者判断）方面是100％准确的。第三个任务是调整模型来仅使用少数新标记的星系解决新任务。与从陆地图像（ImageNet）或从头开始训练的模型相比，从我们的表示形式进行微调的模型可以更好地识别环形星系。我们用很少的新标签解决每个任务；一个（用于相似性搜索）或数百个（用于异常检测或微调）。这挑战了长期以来的观点，即深度监督方法需要新的大型标签数据集，以便在天文学中实际使用。为了帮助社区受益于我们验证的模型，我们发布了我们的微调代码Zoobot。没有先前经验的研究人员可以访问Zoobot。

宇宙学调查实验中的数据处理和分析管道引入了数据扰动，可以显着降低基于深度学习的模型的性能。鉴于加工和分析宇宙学调查数据的监督深度学习方法的增加，数据扰动效应的评估以及增加模型稳健性的方法的发展越来越重要。在星系形态分类的背景下，我们研究了扰动在成像数据中的影响。特别是，我们在基线数据培训和扰动数据测试时检查使用神经网络的后果。我们考虑与两个主要来源相关的扰动：1）通过泊松噪声和2）诸如图像压缩或望远镜误差的图像压缩或望远粉误差所产生的步骤所产生的数据处理噪声提高了观测噪声。我们还测试了域适应技术在减轻扰动驱动误差时的功效。我们使用分类准确性，潜在空间可视化和潜在空间距离来评估模型稳健性。如果没有域适应，我们发现处理像素级别错误容易将分类翻转成一个不正确的类，并且更高的观察噪声使得模型在低噪声数据上培训无法对Galaxy形态进行分类。另一方面，我们表明，具有域适应的培训改善了模型稳健性并减轻了这些扰动的影响，以更高的观测噪声的数据提高了23％的分类精度。域适应也增加了基线与错误分类的错误分类的潜在空间距离〜2.3的倍数距离，使模型更强大地扰动。

无线电星系的连续排放通常可以分为不同的形态学类，如FRI，Frii，弯曲或紧凑。在本文中，我们根据使用深度学习方法使用小规模数据集的深度学习方法来探讨基于形态的无线电星系分类的任务（$ \ SIM 2000 $ Samples）。我们基于双网络应用了几次射击学习技术，并使用预先培训的DENSENET模型进行了先进技术的传输学习技术，如循环学习率和歧视性学习迅速训练模型。我们使用最佳表演模型实现了超过92 \％的分类准确性，其中最大的混乱来源是弯曲和周五型星系。我们的结果表明，专注于一个小但策划数据集随着使用最佳实践来训练神经网络可能会导致良好的结果。自动分类技术对于即将到来的下一代无线电望远镜的调查至关重要，这预计将在不久的将来检测数十万个新的无线电星系。

我们将变异自动编码器（VAE）应用于Lamost-K2低分辨率光谱，以检测K2场中恒星的磁活性。在对所选无活跃恒星的光谱进行训练之后，VAE模型可以有效地生成光谱减法程序所需的合成参考模板，而不知道任何恒星参数。然后，我们在样品中检测到特殊的光谱特征，例如色圈排放，强卵巢排放和锂吸收。我们测量色球活性指标的排放，H $ \ alpha $和Ca II红外三重线（IRT）线，以量化出色的磁性活性。活跃星的H $ \ alpha $和Ca II IRT线的过量排放与旋转周期和源自K2光度法得出的光曲线的振幅非常相关。我们降低了LAMOST光谱，以模拟中国空间站望远镜（CSST）的无频谱，并将VAE应用于模拟数据。对于凉爽的活跃恒星，我们揭示了h $ \ alpha $线的等效宽度（ews）之间的良好协议，该线从光谱中衍生出具有两种决议。结果表明，在未来的CSST调查中鉴定磁性恒星的能力，该恒星将提供前所未有的大型低分辨率光谱数据库以及同时的恒星多波段光度法。

Strong lensing in galaxy clusters probes properties of dense cores of dark matter halos in mass, studies the distant universe at flux levels and spatial resolutions otherwise unavailable, and constrains cosmological models independently. The next-generation large scale sky imaging surveys are expected to discover thousands of cluster-scale strong lenses, which would lead to unprecedented opportunities for applying cluster-scale strong lenses to solve astrophysical and cosmological problems. However, the large dataset challenges astronomers to identify and extract strong lensing signals, particularly strongly lensed arcs, because of their complexity and variety. Hence, we propose a framework to detect cluster-scale strongly lensed arcs, which contains a transformer-based detection algorithm and an image simulation algorithm. We embed prior information of strongly lensed arcs at cluster-scale into the training data through simulation and then train the detection algorithm with simulated images. We use the trained transformer to detect strongly lensed arcs from simulated and real data. Results show that our approach could achieve 99.63 % accuracy rate, 90.32 % recall rate, 85.37 % precision rate and 0.23 % false positive rate in detection of strongly lensed arcs from simulated images and could detect almost all strongly lensed arcs in real observation images. Besides, with an interpretation method, we have shown that our method could identify important information embedded in simulated data. Next step, to test the reliability and usability of our approach, we will apply it to available observations (e.g., DESI Legacy Imaging Surveys) and simulated data of upcoming large-scale sky surveys, such as the Euclid and the CSST.

传输定时变化（TTV）可以提供用于通过运输观察的系统的有用信息，因为它们允许我们对观察到的行星的质量和偏心的限制，甚至限制存在非过转化伴侣的存在。然而，TTV也可以用作检测偏压，可以防止在运输调查中检测小行星，否则将被标准算法（如盒装最小二乘算法（BLS）检测到）如果它们的轨道没有扰乱。这种偏差特别存在于具有长基线的调查，例如开普勒，其中一些苔丝扇区以及即将到来的柏拉图任务。在这里，我们介绍了一种对大型TTV的稳健的检测方法，并通过恢复和确认围绕开普勒-1705的十个TTV的一对谐振超级地球来说明其使用。该方法基于培训的神经网络，以恢复河图中的低信噪比比（S / N）扰动行星的轨道。我们通过拟合光线曲线来恢复这些候选人的传输参数。电孔-1705b和c的各个运输S / n大约比具有3小时或更长时间的所有先前已知的行星低的三倍，推动这些小型动态活动行星的恢复中的边界。恢复这种类型的物体对于获得观察到的行星系统的完整图谱是必不可少的，并且解决在外产群体的统计研究中不经常考虑的偏差。此外，TTV是获得质量估计的方法，这对于研究通过过境调查发现的行星的内部结构是必不可少的。最后，我们表明，由于强大的轨道扰动，开普勒-1705的外谐振行星的旋转可能被捕获在子或超级同步的旋转轨道共振中。

湍流的分析是融合等离子体物理学中的重要面积。目前的理论模型基于某些等离子体密度结构的演变量化湍流程度，称为Blob。在这项工作中，我们通过在合成数据上训练掩模R-CNN模型和合成和实际数据测试的掩模R-CNN模型，跟踪这些BLOB在高频视频数据中的形状和位置。因此，我们的模型有效地跟踪了合成和真实实验GPI数据的BLOB结构，显示其前景作为估计与Tokamak等离子体的边缘湍流相关的BloB统计的强大工具。

X射线荧光光谱（XRF）在广泛的科学领域，尤其是在文化遗产中，在元素分析中起重要作用。使用栅格扫描来获取跨艺术品的光谱的XRF成像为基于其元素组成的颜料分布的空间分析提供了机会。然而，常规的基于XRF的色素识别依赖于耗时的元素映射，该元素映射通过测量光谱的专家解释。为了减少对手动工作的依赖，最近的研究应用了机器学习技术，以在数据分析中聚集相似的XRF光谱并确定最可能的颜料。然而，对于自动色素识别策略，直接处理真实绘画的复杂结构，例如色素混合物和分层色素。此外，与平均光谱相比，基于XRF成像的像素颜料识别仍然是障碍物。因此，我们开发了一个基于深度学习的端到端色素识别框架，以完全自动化色素识别过程。特别是，它对浓度较低的颜料具有很高的敏感性，因此可以使令人满意的结果基于单像素XRF光谱映射颜料。作为案例研究，我们将框架应用于实验室准备的模型绘画和两幅19世纪的绘画：Paul Gauguin的Po \'Emes Barbares（1896），其中包含带有底层绘画的分层颜料，以及Paul Cezanne的沐浴者（1899--1899-- 1904）。色素鉴定结果表明，我们的模型通过元素映射获得了与分析的可比结果，这表明我们的模型的概括性和稳定性。

卫星遥感提供了一种具有成本效益的概要洪水监测的解决方案，卫星衍生的洪水图为传统上使用的数值洪水淹没模型提供了一种计算有效的替代方法。尽管卫星碰巧涵盖正在进行的洪水事件时确实提供了及时的淹没信息，但它们受其时空分辨率的限制，因为它们在各种规模上动态监测洪水演变的能力。不断改善对新卫星数据源的访问以及大数据处理功能，就此问题的数据驱动解决方案而言，已经解锁了前所未有的可能性。具体而言，来自卫星的数据融合，例如哥白尼前哨，它们具有很高的空间和低时间分辨率，以及来自NASA SMAP和GPM任务的数据，它们的空间较低，但时间较高的时间分辨率可能会导致高分辨率的洪水淹没在A处的高分辨率洪水。每日规模。在这里，使用Sentinel-1合成孔径雷达和各种水文，地形和基于土地利用的预测因子衍生出的洪水淹没图对卷积神经网络进行了训练，以预测高分辨率的洪水泛滥概率图。使用Sentinel-1和Sentinel-2衍生的洪水面罩，评估了UNET和SEGNET模型架构的性能，分别具有95％的信心间隔。精确召回曲线（PR-AUC）曲线下的区域（AUC）被用作主要评估指标，这是由于二进制洪水映射问题中类固有的不平衡性质，最佳模型提供了PR-AUC 0.85。

钢管广泛应用于高风险和高压场景，如石油，化学，天然气，页岩气等。如果钢管存在一些缺陷，则会导致严重的不良后果。在深度学习领域应用对象检测管道焊接缺陷检测和识别可以有效提高检验效率，促进工业自动化的发展。大多数前辈使用了用于检测钢管焊缝焊缝的缺陷的传统计算机视觉方法。然而，传统的计算机视觉方法依赖于先验知识，并且只能通过单个功能检测缺陷，因此很难完成多缺陷分类的任务，而深度学习是端到端。在本文中，提出了最先进的单级物体检测算法YOLOV5应用于钢管焊接缺陷检测领域，并与两级代表性对象检测算法进行比较，更快R-CNN。实验结果表明，将YOLOV5应用于钢管焊接缺陷检测，可以大大提高精度，完成多分类任务，符合实时检测的标准。

近年来，新发现的矿物沉积物数量和不同矿物质需求的增加有LED探索地质学家，寻找在矿物勘探的每个阶段加工不同数据类型的更有效和创新的方法。作为主要步骤，诸如岩性单元，改变类型，结构和指示剂矿物的各种特征被映射以辅助靶向矿床的决策。不同类型的遥感数据集如卫星和空气传播数据，使得可以克服与映射地质特征相关的常见问题。从不同平台获得的遥感数据量的快速增加鼓励科学家培养先进，创新和强大的数据处理方法。机器学习方法可以帮助处理广泛的遥感数据集，并确定诸如反射连续体和感兴趣的特征的组件之间的关系。这些方法在处理频谱和地面真理测量中是稳健的，用于噪声和不确定性。近年来，通过补充与遥感数据集的地质调查进行了许多研究，现在在地球科学研究中突出。本文对一些流行的和最近建立的机器学习方法的实施和适应提供了全面的审查，用于处理不同类型的遥感数据，并调查其用于检测各种矿床类型的应用。我们展示了组合遥感数据和机器学习方法的高能力，以映射对于提供潜在地图至关重要的不同地质特征。此外，我们发现高级方法的范围来处理新一代遥感数据，以创建改进的矿物前景图。