基于动态模糊粗糙集的太阳耀斑预报方法研究

太阳耀斑在日地关系研究中占有重要地位，太阳耀斑爆发释放的能量和高能粒子对日地空间环境产生巨大影响，及时准确预报太阳耀斑是人类空间探索和空间活动的重要保障。.耀斑预报建模具有三个重要的特征。其一，耀斑爆发是太阳电磁场演化的结果，因此过去一段时间的磁场状态及其演化信息对预报下一时刻的耀斑都是有用的；其二，描述耀斑爆发事件的特征是多类型的，既有数值信息，也有符号数据；其三，耀斑预报的数据中存在模糊、随机等不确定性。.基于以上观测，本项目提出了基于动态模糊粗糙集的耀斑预报建模方法。该方法不仅可以提取耀斑动态数据中的演化信息，而且可以利用不同变量的混合信息和自然地表达耀斑特征中的模糊性。本项目研究耀斑预报的动态模糊粗糙建模方法中的模糊粗糙集模型结构、动态系统模型定阶、数据约简和模糊分类规则学习方法。

太阳耀斑在日地关系研究中占有重要地位，太阳耀斑爆发释放的能量和高能粒子对日地空间环境产生巨大影响，及时准确预报太阳耀斑是人类空间探索和空间活动的重要保障。耀斑预报建模具有三个重要的特征。其一，耀斑爆发是太阳电磁场演化的结果，因此过去一段时间的磁场状态及其演化信息对预报下一时刻的耀斑都是有用的；其二，描述耀斑爆发事件的特征是多类型的，既有数值信息，也有符号数据；其三，耀斑预报的数据中存在模糊、随机等不确定性。.基于以上分析，本项目研究了基于模糊粗糙集的耀斑预报建模方法。该方法不仅可以提取耀斑动态数据中的演化信息，而且可以利用不同变量的混合信息和自然地表达耀斑特征中的模糊性。.经过三年的研究本课题,课题组成员提出了基于核函数粒化和模糊近似的模糊粗糙集模型，解决了模糊粗糙集应用于复杂数据时的模糊粒化问题。这一工作在核算法与粗糙集之间搭建了桥梁，极大拓展了粗糙集的视野。进一步，分析了现有的模糊粗糙集模型对噪声敏感的原因，并设计了鲁棒的模糊粗糙集模型,提出了基于多种鲁棒统计量的模糊粗糙集模型，并开发了相应的学习算法，这些工作为粗糙集理论走向应用奠定了基础。我们与国家天文台太阳活动预报中心合作将模糊粗糙集、模糊信息熵以及集成学习应用于空间天气预报，预报性能的TP和TN指标从85%提升到90%。.该方面的研究成果在科学出版社出版学术专著《应用粗糙计算》一部，在天文物理学的期刊Astrophysical Journal发表3篇和Solar Physics发表论文3篇，在人工智能方面的杂志IEEE Transactions on Fuzzy Systems发表2篇，IEEE TKDE发表2篇，共发表SCI论文20余篇，高质量地完成了研究内容。