Astronomical transient event recognition with machine learning

"The study of astronomical transient events will occur on unprecedented scale with the next generation of multi-epoch and multi-band astronomical surveys.  The scientific success of these surveys rely on the automatized recognition and classification of such events. In this project we propose a...

Full description

Autores:
Gómez Mosquera, Diego Alejandro
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2017
Institución:
Universidad de los Andes
Repositorio:
Séneca: repositorio Uniandes
Idioma:
eng
OAI Identifier:
oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/39577
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/1992/39577
Palabra clave:
Astrofísica relativística
Erupciones de rayos gamma
Astronomía con rayos X
Fenómenos transitorios (Dinámica)
Aprendizaje automático (Inteligencia artificial)
Phyton (Lenguaje de programación de computadores)
Ingeniería
Rights
openAccess
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description "The study of astronomical transient events will occur on unprecedented scale with the next generation of multi-epoch and multi-band astronomical surveys.  The scientific success of these surveys rely on the automatized recognition and classification of such events. In this project we propose and test a methodology to perform transient event classification.  The method takes as an input observed brightness time series, also known as light curves, to produce simple statistical descriptors which are then fed into multiple machine learning models to finally detect and classify between different types of transient objects. We apply this method to observational data from the Catalina Real Time Transient survey and perform five different binary and multi-class classification experiments.  We find that Random Forests are the best performing models, scoring a recall of 89 % on binary (transient & non-transient) classification. Six-class transient classification scored a 77% recall, and a 66% recall when including ambiguous sources class with new samples; including non-transient sources as an additional class yields similar results. These results are similar to the ones presented in the astronomical literature, thus becoming a feasible alternative to be used in upcoming astronomical surveys."--Tomado del Formato de Documento de Grado
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In this project we propose and test a methodology to perform transient event classification.  The method takes as an input observed brightness time series, also known as light curves, to produce simple statistical descriptors which are then fed into multiple machine learning models to finally detect and classify between different types of transient objects. We apply this method to observational data from the Catalina Real Time Transient survey and perform five different binary and multi-class classification experiments.  We find that Random Forests are the best performing models, scoring a recall of 89 % on binary (transient & non-transient) classification. Six-class transient classification scored a 77% recall, and a 66% recall when including ambiguous sources class with new samples; including non-transient sources as an additional class yields similar results. These results are similar to the ones presented in the astronomical literature, thus becoming a feasible alternative to be used in upcoming astronomical surveys."--Tomado del Formato de Documento de Grado"El estudio de eventos transitorios astronómicos ocurrirá en una escala sin precedentes con la próxima generación de estudios astronómicos de varias épocas y multibandas. El éxito científico de estas encuestas se basa en el reconocimiento y clasificación automatizados de dichos eventos. En este proyecto, proponemos y probamos una metodología para realizar clasificación de eventos astronómicos transitorios. El método toma como entrada series de tiempo de brillo, también conocidas como curvas de luz, para producir descriptores estadísticos simples que luego se introducen en múltiples modelos de aprendizaje de máquina para finalmente detectar y clasificar entre diferentes tipos de eventos transitorios. Aplicamos este método a datos observacionales de la Catalina Real Time Transient Survey y realizamos cinco experimentos diferentes de clasificación binaria y multiclase. Encontramos que los Bosques Aleatorios son modelos con mejor desempeño, logrando una exhaustividad del 89% en la clasificación binaria (transitoria y no transitoria). Clasificación de seis clases transitorias obtuvo un 77% de exhaustividad, y un 66% de exhaustividad cuando se incluyen fuentes ambiguas con nuevas muestras; incluyendo fuentes no transitorias como una clase adicional produce resultados similares. Estos resultados son similares a los puntajes presentados en la literatura astronómica, convirtiéndose así en una alternativa viable para ser utilizada en las próximos catálogos astronómicos."--Tomado del Formato de Documento de GradoIngeniero de Sistemas y ComputaciónPregrado142 hojasapplication/pdfengUniversidad de los AndesIngeniería de Sistemas y ComputaciónFacultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería de Sistemas y Computacióninstname:Universidad de los Andesreponame:Repositorio Institucional SénecaAstronomical transient event recognition with machine learningTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Texthttp://purl.org/redcol/resource_type/TPAstrofísica relativísticaErupciones de rayos gammaAstronomía con rayos XFenómenos transitorios (Dinámica)Aprendizaje automático (Inteligencia artificial)Phyton (Lenguaje de programación de computadores)IngenieríaPublicationhttps://scholar.google.es/citations?user=9nnSYmMAAAAJvirtual::15051-1https://scholar.google.es/citations?user=k0nZO90AAAAJvirtual::15052-1https://scholar.google.es/citations?user=TLTK6WgAAAAJvirtual::15053-10000-0001-5244-2407virtual::15052-10000-0002-2890-3725virtual::15053-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000326453virtual::15051-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001579086virtual::15052-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000337102virtual::15053-130e973c9-1db4-4731-b61b-bc73c4aceecdvirtual::15051-1b4f52d42-ce2a-4e74-a22f-e52a6bfbd48evirtual::15052-1d34cd5a0-50f5-42ea-825e-b51f5368f321virtual::15053-130e973c9-1db4-4731-b61b-bc73c4aceecdvirtual::15051-1b4f52d42-ce2a-4e74-a22f-e52a6bfbd48evirtual::15052-1d34cd5a0-50f5-42ea-825e-b51f5368f321virtual::15053-1TEXTu806856.pdf.txtu806856.pdf.txtExtracted texttext/plain145482https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/4b72eaaa-1faa-4b9b-b1dd-5eafdb940632/download4225273991b9574518d71bd59d913e76MD54THUMBNAILu806856.pdf.jpgu806856.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg5356https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/b654ab4a-2e98-43fb-84c9-a1e9843b4409/downloadd286a5dc00e576a259b5f778febeb9e4MD55ORIGINALu806856.pdfapplication/pdf3844656https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/929c4195-7199-468b-92be-d64e8bbca65f/download922db1b78ad1c884367331f489a3805dMD511992/39577oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/395772024-03-13 15:21:34.143http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/open.accesshttps://repositorio.uniandes.edu.coRepositorio institucional Sénecaadminrepositorio@uniandes.edu.co