依巴谷星表中的毕星团认证杯B题
第二天更新内容,两个核心模型在右侧图中
1.题目简述:
使用一个名为依巴谷的卫星观测到的恒星,记录了他们的数据制作成的星表。现在从依巴谷星表中拿了很多星的数据出来,希望你找到哪些是毕星团成员。题目中给出的毕星团特质非常少,只有一个22毫秒左右的平均视差……
2.重要数据解读:
- Vmag-视星等:肉眼所看到的星体亮度,数值越高越暗。
- Plx-视角差及误差:不解释,题目详细
- B-V-色指数:根据颜色衡量表面温度的指标。
(4) 恒星自行指标:作用未知..
(5) 赤经赤纬:重要!恒星位置
3.题目要求解读:
(1)确认毕星团成员
(2)画出赫罗图
赫罗图是恒星的光谱类型与光度之关系图,赫罗图的纵轴是光度与绝对星等,而横轴则是光谱类型及恒星的表面温度,从左向右递减。
(百度找找,还有很多图)
那么画图非常简单,视星等、色指数(表面温度)数据都有了,找出毕星团成员之后画就完了。
在这里先给大家说一句,星团的成员判定问题是天文学上的重要问题,有众多学者建立许多复杂模型进行处理(例如银河引力势轨道模型,有着非常复杂的公式和参数),我们这里建立的模型是适合数学建模这种小型科研任务而出现的,大型复杂模型也是可以的,有众多文献可以参考,但是不太适合数学建模竞赛,我们要做的就是学习并且简化他人的模型。
提出以下思路仅供参考和修改!!!
4.思路:
在星表中确认星团成员…这本来就是一项无比艰巨的任务。然而这毕竟是数学建模比赛,合理即可。但数据就这么点,评委希望看到的还是对数据的新颖解读与巧妙挖掘。另外,根据楼主两次陪练指导认证杯的经历,认证杯的题目往往需要补充大量的背景知识帮助解题。
比如上述的:星团、星表、恒星特征名词(视星等、视角差、色指数、恒星自行)。这些,题目中提到了,务必自行了解。下面介绍一些题目没有提到但是至关重要的信息:
1.首先,要明白什么是星团呢:
星团的所有成员星应当是一个整体,在许多参数上是有别于其他星体的,如题目提到的自行、视差、视星、色指数等,通过这些特性找到抱团存在的一些星体,就是星团。
①离群点检测 星表数据散乱无章、有噪声和离群点是非常正常的,先做一个离群点检测,剔除异常点,可以使后续模型的效果更好,并且丰富文章内容。
还可以做图(不是很好,仅供参考)如下图:
②描述性统计:(必做)
这种图能没有吗?必须要,几个特征选效果好的,这个任务可以分配给没事干的队友,此任务与主线关系不大。画图创新型要出来,比如说恒星自行的两个矢量方位,可以查阅相关资料看看怎么画矢量图。
2.建立成员星多维辨认模型:(含三个内容)
- 选变量,老生常谈了,去掉无关和冗余数据,对于本题数据冗杂度不高、难以进行解释的特点,不推荐使用主成分分析(pca)和奇异值分解(svd),还是使用万能但能力不强的(这里足够了)r型聚类,保留每类中容易解释的一项(变量筛选是数据分析中重要的一环,虽然本题维数少且均较为重要可以不筛,但此处可以丰富文章内容,写几个公式,做几个聚类图,小白还是写上较好。由于r型聚类标准是欧氏距离,注意对数据标准化)。
(不需要丰富文章的,省略此部分,不需要降维,有能力的也可以换其他降维方法,或者使用相关系数法对数据集进行冗余性、相关性检验)
(例如:将指标聚类为3种类型的数据,合理解释,为亮度特征、运动学特征、位置特征)
这么说是可靠的,因为目前天文学种成员星辨认的方法主要就是靠光学和运动学特征。
-------------------------(第二天看法:(1)可有可无,作用不大)--------
注:我们建立的模型需要完成两件事:
①判定\找出成员星。
②刻画成员星辨识差异—--衡量模型的辨识结果的可靠程度。(这一点非常重要!!!)
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(2)基于k近邻距离分析........的模型
后续思路移步 积木数学建模 公众号 任意回复查看
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