1、生物信息学中的模式识别:进展与新框架

生物信息学中的模式识别:进展与新框架

在现代生物学领域,高通量测量设备让生命科学家能够以前所未有的速度收集数据。为了理解这些数据,计算生物学家和系统生物学家构建了许多依赖模式识别技术的定量模型。然而,由于数据量巨大、背景信息复杂、测量噪声以及数据类型多样等问题,模式识别技术的应用面临着诸多挑战。

模式识别在生物信息学会议的发展

为了应对这些生物信息学挑战,自2006年起,在国际模式识别协会(IAPR)的支持下,模式识别在生物信息学(PRIB)会议系列应运而生,旨在促进关于如何发展和扩展模式识别以支持生命科学的思想交流。2011年11月2 - 4日,第六届PRIB会议在荷兰代尔夫特举行。此次会议共收到35篇论文投稿,经过程序委员会的同行评审,最终有29篇论文被选中发表。这些论文展示了模式识别在生物信息学中的广泛应用,涵盖了处理传统模式识别问题的新算法,如(双)聚类、分类和特征选择;将(新)模式识别技术应用于推断和分析生物网络;以及对特定问题的研究,如生物图像分析和序列与结构之间的关系。此外,会议还邀请了多位知名学者进行演讲。

会议组织与支持

会议的成功举办离不开众多人员和机构的支持。在此,我们要感谢所有参会者,特别是为会议论文集做出贡献的作者们。同时,我们非常感激IAPR技术委员会20和PRIB指导委员会的支持。程序委员会成员在评估投稿和确定最终会议议程方面提供了宝贵的帮助。EasyChair平台在处理投稿、评审、决策和接收论文方面发挥了重要作用。此外,共同组织者以及代尔夫特理工大学模式识别与生物信息学小组的成员在会议前后提供了协助,荷兰生物信息学中心和欧盟PASCAL2卓越网络提供了资金支持。最后,Saskia Peters在会议的管理和当地安排方面提供了

基于TROPOMI高光谱遥感仪器获取的大气成分观测资料,本研究聚焦于大气污染物一氧化氮(NO₂)的空间分布浓度定量反演问题。NO₂作为影响空气质量的关键指标,其精确监测对环境保护大气科学研究具有显著价值。当前,利用卫星遥感数据结合先进算法实现NO₂浓度的高精度反演已成为该领域的重要研究方向。 本研究构建了一套以深度学习为核心的技术框架,整合了来自TROPOMI仪器的光谱辐射信息、观测几何参数以及辅助气象数据,形成多维度特征数据集。该数据集充分融合了不同来源的观测信息,为深入解析大气中NO₂的时空变化规律提供了数据基础,有助于提升反演模型的准确性环境预测的可靠性。 在模型架构方面,项目设计了一种多分支神经网络,用于分别处理光谱特征气象特征等多模态数据。各分支通过独立学习提取代表性特征,并在深层网络中进行特征融合,从而综合利用不同数据的互补信息,显著提高了NO₂浓度反演的整体精度。这种多源信息融合策略有效增强了模型对复杂大气环境的表征能力。 研究过程涵盖了系统的数据处理流程。前期预处理包括辐射定标、噪声抑制及数据标准化等步骤,以保障输入特征的质量一致性;后期处理则涉及模型输出的物理量转换结果验证,确保反演结果符合实际大气浓度范围,提升数据的实用价值。 此外,本研究进一步对不同功能区域(如城市建成区、工业带、郊区及自然背景区)的NO₂浓度分布进行了对比分析,揭示了人类活动污染物空间格局的关联性。相关结论可为区域环境规划、污染管控政策的制定提供科学依据,助力大气环境治理公共健康保护。 综上所述,本研究通过融合TROPOMI高光谱数据多模态特征深度学习技术,发展了一套高效、准确的大气NO₂浓度遥感反演方法,不仅提升了卫星大气监测的技术水平,也为环境管理决策支持提供了重要的技术工具。 资源来源于网络分享,仅用于学习交流使用,请勿用于商业,如有侵权请联系我删除!
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