近日,电子科技大学信息与软件工程学院2022级本科生刘泽栋在《天文学与天体物理学》发表研究论文。该工作提出了一种面向太阳极紫外成像数据的高效自适应压缩框架 SolarZip,在保持科学精度的前提下,实现了最高500倍的数据压缩,极大拓展了人类在太阳观测中的能力与边界。
随着天文学观测技术的飞速发展,人类能够“看得更远”,但也面临着前所未有的数据洪流。以欧洲航天局(ESA)与美国NASA联合发射的Solar Orbiter(日球探测器)为例,其搭载的极紫外成像仪(EUI)每天拍摄海量的太阳活动图像。由于探测器距地球超过一亿公里,通信带宽极为有限,如何在有限的深空传输能力下完整保留科学数据,成为制约前沿观测研究的核心瓶颈。
该研究提出的SolarZip框架正是在这一背景下诞生。该框架通过动态选择最优压缩策略、严格控制误差容限,并引入分层样条插值与预测模型,成功实现了太阳观测数据最高500倍的压缩率(压缩后数据仅为1/500)。在仅引入可忽略误差的同时,将数据传输效率提升270倍。这意味着在相同通信条件下,科学家能够“看到”更多帧、更长时段、更精细的太阳结构,从而进一步探索太阳爆发、磁重联等关键物理过程。
论文中还展示了该算法在不同太阳距离、不同观测分辨率下的性能稳定性。研究表明,SolarZip在数据压缩的同时,仍能精准保留太阳喷流(jet)、日珥(prominence)等微小结构特征,其误差甚至低于仪器自身的测量噪声。换言之,这一技术突破不仅节省了宝贵的深空通信资源,更为未来的大规模天文观测任务和实时科学分析提供了全新可能。
相关论文信息:https://doi.org/10.48550/arXiv.2504.13504
版权声明:凡本网注明“来源:中国科学报、科学网、科学新闻杂志”的所有作品,网站转载,请在正文上方注明来源和作者,且不得对内容作实质性改动;微信公众号、头条号等新媒体平台,转载请联系授权。邮箱:shouquan@stimes.cn。