Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Протосверхскопление Гипериона обнаружено в результате измерений и изучения архивных данных [1]

Астроинформатика - это междисциплинарная область исследования, включающая сочетание астрономии , науки о данных , машинного обучения , информатики и информационных / коммуникационных технологий. [2] [3]

Фон [ править ]

Астроинформатика в первую очередь ориентирована на разработку инструментов, методов и приложений вычислительной науки , науки о данных , машинного обучения и статистики для исследований и образования в области астрономии, ориентированной на данные. [2] Ранние усилия в этом направлении включали обнаружение данных , разработку стандартов метаданных , моделирование данных, разработку словаря астрономических данных , доступ к данным , поиск информации , [4] интеграцию данных и интеллектуальный анализ данных [5] в астрономической области.Инициативы виртуальной обсерватории . [6] [7] [8] Дальнейшие разработки в этой области, наряду с одобрением астрономического сообщества, были представлены Национальному исследовательскому совету (США) в 2009 году в документе с изложением позиции астроинформатики «Состояние профессии» по астрономии и астрономии 2010 года. Десятилетний обзор астрофизики . [9] Этот позиционный документ послужил основой для последующего более подробного изложения этой области в статье журнала информатики « Астроинформатика: исследования и образование в области астрономии, ориентированные на данные» . [2]

Astroinformatics как отдельное поле исследований был вдохновлен работой в области биоинформатики и геоинформатики , а также через eScience работы [10] о Джим Грей (ученый) в Microsoft Research , чье наследие запомнился и продолжил через Jim Gray eScience Awards . [11]

Хотя основное внимание Астроинформатики уделяется большой всемирной распределенной коллекции цифровых астрономических баз данных, архивов изображений и исследовательских инструментов, эта область также признает важность устаревших наборов данных - с использованием современных технологий для сохранения и анализа исторических астрономических наблюдений. Некоторые практики астроинформатики помогают оцифровывать исторические и недавние астрономические наблюдения и изображения в большой базе данных для эффективного поиска через веб- интерфейсы. [3] [12] Другая цель - помочь в разработке новых методов и программного обеспечения для астрономов, а также помочь облегчить процесс и анализ быстро растущего объема данных в области астрономии. [13]

Астроинформатика описывается как «четвертая парадигма» астрономических исследований. [14] Есть много областей исследований, связанных с астроинформатикой, таких как интеллектуальный анализ данных, машинное обучение, статистика, визуализация, управление научными данными и семантика. [7] Интеллектуальный анализ данных и машинное обучение играют важную роль в астроинформатике как дисциплине научных исследований, поскольку они сосредоточены на «открытии знаний на основе данных» ( KDD ) и «обучении на основе данных». [15] [16]

Объем данных, собранных в результате астрономических обзоров неба, вырос с гигабайт до терабайт за последнее десятилетие и, по прогнозам, вырастет в следующем десятилетии до сотен петабайт с помощью Большого синоптического обзорного телескопа и до эксабайт с помощью массива квадратных километров . [17]Это множество новых данных позволяет проводить эффективные астрономические исследования, а также ставит их под сомнение. Следовательно, требуются новые подходы. Отчасти благодаря этому наука, управляемая данными, становится признанной академической дисциплиной. Следовательно, астрономия (и другие научные дисциплины) развивают наукоемкие и информационные субдисциплины до такой степени, что эти субдисциплины теперь становятся (или уже стали) самостоятельными исследовательскими дисциплинами и полноценными академическими программами. Хотя многие учебные заведения не имеют программ астроинформатики, такие программы, скорее всего, будут разработаны в ближайшем будущем.

Информатика недавно была определена как «использование цифровых данных, информации и связанных с ними услуг для исследований и генерации знаний». Однако обычное или обычно используемое определение - «информатика - это дисциплина организации, доступа, интеграции и извлечения данных из множества источников для обнаружения и поддержки принятия решений». Следовательно, дисциплина астроинформатики включает в себя множество естественно связанных специальностей, включая моделирование данных, организацию данных и т. Д. Она также может включать методы преобразования и нормализации для интеграции данных и визуализации информации, а также извлечение знаний, методы индексирования, поиск информации и интеллектуальный анализ данных. методы. Схемы классификации (например, таксономии , онтологии , фольксономии, и / или совместная маркировка [18] ) плюс астростатистика также будут активно задействованы. Гражданские научные проекты (такие как Galaxy Zoo ) также вносят ценный вклад в открытие новинок, содержат мета-теги и характеристики объектов в больших наборах астрономических данных. Все эти специальности позволяют делать научные открытия в разнообразных массивных коллекциях данных, совместных исследованиях и повторном использовании данных как в исследовательской, так и в учебной среде.

В 2012 году две позиции бумаги [19] [20] были представлены Советом Американского астрономического общества , что привело к созданию официальных рабочих групп в Astroinformatics и Astrostatistics для профессии астрономии в США и других странах. [21]

Астроинформатика обеспечивает естественный контекст для интеграции образования и исследований. [22] Опыт исследования теперь может быть реализован в классе, чтобы установить и повысить информационную грамотность за счет легкого повторного использования данных. [23] У него также есть много других применений, таких как перепрофилирование архивных данных для новых проектов, ссылки литература-данные, интеллектуальный поиск информации и многие другие. [24]

Конференции [ править ]

ГодМестоСсылка на сайт
2020 г.Гарвард[1]
2019 г.Калифорнийский технологический институт[2]
2018 г.Гейдельберг , Германия[3]
2017 г.Кейптаун , ЮАР[4]
2016 г.Сорренто , Италия[5]
2015 г.Дубровник , Далмация[6]
2014 г.Чилийский университет[7]
2013Австралийский национальный центр телескопа , CSIRO[8]
2012 г.Microsoft Research[9]
2011 г.Сорренто , Италия[10]
2010 г.Калифорнийский технологический институт[11]

Дополнительные конференции и списки конференций:

ПунктСсылка на сайт
Конференция 2019 года по большим данным из космоса[12]
Большой список конференций портала астростатистики и астроинформатики (ASAIP)[13]
Ежегодные конференции по программному обеспечению и системам анализа астрономических данных (ADASS)[14]

См. Также [ править ]

  • Астрономия и вычисления
  • Система астрофизических данных
  • Библиотека исходного кода астрофизики
  • Астростатистика
  • Комитет по данным для науки и технологий
  • Галактический зоопарк
  • Международная астростатистическая ассоциация
  • Международный альянс виртуальных обсерваторий (IVOA)
  • MilkyWay @ дома
  • Виртуальная обсерватория
  • Всемирный телескоп
  • Zooniverse

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Обнаружено крупнейшее прото-сверхскопление галактики - астрономы с помощью Очень большого телескопа ESO обнаружили космического титана, скрывающегося в ранней Вселенной» . www.eso.org . Проверено 18 октября 2018 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  2. ^ a b c Борн, Кирк Д. (12 мая 2010 г.). «Астроинформатика: исследования и образование в области астрономии, ориентированные на данные». Информатика наук о Земле . 3 (1-2): 5-17. DOI : 10.1007 / s12145-010-0055-2 . S2CID 207393013 . 
  3. ^ a b Астроинформатика и оцифровка астрономического наследия , Николай Киров. Пятая Международная конференция SEEDI «Оцифровка культурного и научного наследия», 19–20 мая 2010 г., Сараево. Проверено 1 ноября 2012 года.
  4. ^ Борн, Кирк (2000). «Сценарии научного пользователя для эталонной миссии проектирования виртуальной обсерватории: научные требования для интеллектуального анализа данных». arXiv : astro-ph / 0008307 .
  5. ^ Борн, Кирк (2008). «Сбор научных данных в астрономии». В Каргупте, Хиллол; и другие. (ред.). Новое поколение интеллектуального анализа данных . Лондон: CRC Press. С. 91–114. ISBN 9781420085860.
  6. ^ Борн, Кирк D (2003). «Распределенный интеллектуальный анализ данных в Национальной виртуальной обсерватории». В Дашаратхи, Белур V (ред.). Интеллектуальный анализ данных и обнаружение знаний: теория, инструменты и технологии V . Интеллектуальный анализ данных и открытие знаний: теория, инструменты и технологии V. 5098 . С. 211–218. DOI : 10.1117 / 12.487536 . S2CID 28195520 . 
  7. ^ a b Борн, Кирк (2013). «Виртуальные обсерватории, интеллектуальный анализ данных и астроинформатика». Планеты, звезды и звездные системы . С. 403–443. DOI : 10.1007 / 978-94-007-5618-2_9 . ISBN 978-94-007-5617-5.
  8. ^ Laurino, O .; D'Abrusco, R .; Longo, G .; Риччио, Г. (21 декабря 2011 г.). «Астроинформатика галактик и квазаров: новый общий метод оценки фотометрических красных смещений». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 418 (4): 2165–2195. arXiv : 1107.3160 . Bibcode : 2011MNRAS.418.2165L . DOI : 10.1111 / j.1365-2966.2011.19416.x . S2CID 7115554 . 
  9. ^ Борн, Кирк (2009). "Астроинформатика: подход к астрономии XXI века". Astro2010: Десятилетний обзор астрономии и астрофизики . 2010 : P6. arXiv : 0909.3892 . Bibcode : 2009astro2010P ... 6B .
  10. ^ «Интернет-наука» . Беседы Джима Грея . Microsoft Research . Проверено 11 января 2015 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  11. ^ "Премия электронной науки Джима Грея" . Microsoft Research .
  12. ^ Астроинформатика в Канаде , Николас М. Болл, Дэвид Шаде. Проверено 1 ноября 2012 года.
  13. ^ « „ Astroinformatics“помогает Астрономы исследовать небо» . Phys.org . Гейдельбергский университет . Проверено 11 января 2015 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  14. ^ «Четвертая парадигма: научное открытие с большим объемом данных» . Microsoft Research .
  15. ^ Болл, Нью-Мексико; Бруннер, Р.Дж. (2010). «Интеллектуальный анализ данных и машинное обучение в астрономии». Международный журнал современной физики D . 19 (7): 1049–1106. arXiv : 0906.2173 . Bibcode : 2010IJMPD..19.1049B . DOI : 10.1142 / S0218271810017160 . S2CID 119277652 . 
  16. ^ Борн, К; Бекла, Дж; Дэвидсон, я; Салай, А; Тайсон, Дж. А; Бейлер-Джонс, Корин А.Л. (2008). "Программа исследований LSST Data Mining". Материалы конференции AIP . С. 347–351. arXiv : 0811.0167 . DOI : 10.1063 / 1.3059074 . S2CID 118399971 . 
  17. ^ Ивезич, Ž; Аксельрод, Т; Becker, A.C; Бекла, Дж; Борн, К; Берк, Д. Л; Claver, C.F; Кук, К. Н; Коннолли, А; Гилмор, Д. К; Джонс, Р. Л; Юрич, М; Кан, С. М.; Lim, K.-T; Lupton, R.H; Моне, Д.Г .; Пинто, П. А; Сезар, Б; Стаббс, C.W; Тайсон, Дж. А; Бейлер-Джонс, Корин А.Л. (2008). «Параметризация и классификация 20 миллиардов объектов LSST: уроки SDSS». Материалы конференции AIP . AIP Conf. Proc . 1082 . С. 359–365. arXiv : 0810.5155 . DOI : 10.1063 / 1.3059076 . S2CID 117914490 . 
  18. ^ Борн, Кирк. «Совместная аннотация для обнаружения и повторного использования научных данных» . Бюллетень ASIS&T . Американское общество информационных наук и технологий. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 года . Проверено 11 января +2016 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  19. ^ Борн, Кирк. «Астроинформатика в двух словах» . asaip.psu.edu . Портал астростатистики и астроинформатики, Университет штата Пенсильвания . Проверено 11 января +2016 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  20. ^ Фейгельсон, Эрик. «Астростатистика в двух словах» . asaip.psu.edu . Портал астростатистики и астроинформатики, Университет штата Пенсильвания . Проверено 11 января +2016 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  21. ^ Feigelson, E .; Ивезич, Ž .; Hilbe, J .; Борн, К. (2013). «Новые организации для поддержки астроинформатики и астростатистики». Программное обеспечение и системы анализа астрономических данных Xxii . 475 : 15. arXiv : 1301.3069 . Bibcode : 2013ASPC..475 ... 15F .
  22. ^ Борн, Кирк (2009). «Революция в астрономическом образовании: наука о данных для масс». Astro2010: Десятилетний обзор астрономии и астрофизики . 2010 : P7. arXiv : 0909.3895 . Bibcode : 2009astro2010P ... 7B .
  23. ^ «Использование данных в классе» . Образование Ресурсный центр науки в Карлтон колледже . Национальная научная электронная библиотека . Проверено 11 января +2016 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  24. ^ Борн, Кирк. Астроинформатика: астрономия, ориентированная на данные (PDF) . Университет Джорджа Мейсона, США . Проверено 21 января 2015 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )

Внешние ссылки [ править ]

  • Международная ассоциация астроинформатики (IAIA)
  • Программное обеспечение и системы анализа астрономических данных (ADASS)
  • Портал Астростатистики и Астроинформатики
  • Инициатива космостатистики (COIN)
  • Комиссия по астроинформатике и астростатистике Международного астрономического союза