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近日，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心國(guó)家空間科學(xué)數(shù)據(jù)中心鄒自明團(tuán)隊(duì)聯(lián)合太陽(yáng)活動(dòng)與空間天氣全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室徐寄遙團(tuán)隊(duì)及合作者，發(fā)表在約翰威立國(guó)際出版集團(tuán)（John Wiley & Sons, Inc.，簡(jiǎn)稱Wiley）出版期刊Space Weather 中的論文“Automatic Detection and Feature Extraction of Equatorial Plasma Bubbles From All‐Sky Airglow Image Based on Machine Learning”受到廣泛關(guān)注，作者團(tuán)隊(duì)被授予2025年第一季度“Wiley威立中國(guó)高貢獻(xiàn)作者”榮譽(yù)稱號(hào)。

該論文提出了一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的赤道等離子體泡（Equatorial Plasma Bubble, EPB）事件智能識(shí)別和特征提取模型，包括EPB識(shí)別模型1、EPB形態(tài)分割模型2和EPB特征提取方法3，可以端到端自動(dòng)實(shí)現(xiàn)極向擴(kuò)展、緯向漂移速度和EPB面積的計(jì)算。這項(xiàng)研究為分析大量氣輝觀測(cè)數(shù)據(jù)中的EPB特征提供了一個(gè)便捷可靠的工具。EPB的緯向漂移速度、面積和極向擴(kuò)展等參數(shù)是揭示其演化機(jī)制的關(guān)鍵物理量，分析三者的相互關(guān)系可揭示電場(chǎng)-中性風(fēng)場(chǎng)-等離子體密度梯度的多尺度耦合機(jī)制，進(jìn)而為理論模型的完善以及低緯地區(qū)電離層不規(guī)則體預(yù)報(bào)提供關(guān)鍵依據(jù)。

該論文利用云南曲靖站一個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)周的全天空氣輝成像儀觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練測(cè)試，通過(guò)不同網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)比實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建了性能優(yōu)良的嵌入輕量級(jí)卷積塊注意力模塊（CBAM）的深度殘差網(wǎng)絡(luò)（ResNet18）網(wǎng)絡(luò)模型，該模型在測(cè)試集上精確率可達(dá)0.99，召回率達(dá)0.91，F(xiàn)1值達(dá)0.95。作者進(jìn)一步驗(yàn)證了模型在不同太陽(yáng)活動(dòng)、地磁活動(dòng)條件對(duì)模型識(shí)別性能的魯棒性；通過(guò)與人工提取的特征參量進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了模型提取特征參量的準(zhǔn)確性；證明在識(shí)別和提取EPB特征方面，深度學(xué)習(xí)模型相較于人工專家具有更高的穩(wěn)定性和效率。

論文第一作者為國(guó)家空間科學(xué)數(shù)據(jù)中心鐘佳博士，通訊作者為鄒自明研究員，太陽(yáng)活動(dòng)與空間天氣全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室徐寄遙研究員、孫龍昌副研究員、李欽增副研究員、袁韋高級(jí)工程師，國(guó)家空間科學(xué)數(shù)據(jù)中心陸陽(yáng)特別研究助理，長(zhǎng)沙理工大學(xué)吳坤教授也參與了研究工作。

該獎(jiǎng)項(xiàng)是Wiley出版社在廣受作者認(rèn)可的期刊中，通過(guò)統(tǒng)計(jì)由中國(guó)作者（通訊作者發(fā)文機(jī)構(gòu)為中國(guó)大陸機(jī)構(gòu)）發(fā)表的所有文章在發(fā)表后3個(gè)自然月內(nèi)的全文閱讀下載量，從中選擇下載量最高的數(shù)篇由中國(guó)作者所發(fā)表的文章，授予所在機(jī)構(gòu)為中國(guó)大陸的中國(guó)作者“Wiley威立中國(guó)高貢獻(xiàn)作者”，以感謝作者為科技進(jìn)步做出的貢獻(xiàn)。

該論文在發(fā)表后三個(gè)月內(nèi)獲709次下載，在該期刊中國(guó)作者2025年第一季度發(fā)表文章三月內(nèi)下載量中位列前茅。

1EPB recognition model，EPB-RM

2EPB morphology segmentation model，EPB-MSM

3EPB feature extraction program，EPB-FEP

論文鏈接：

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025SW004336

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