引力波事件数据可视化与分析系统

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雪隐之村

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案例介绍

本作品为引力波事件数据可视化与分析系统（GWAnalysis），面向天文科研场景搭建端到端时序信号处理与机器学习分析全链路，基于 GWOSC 公开引力波观测数据开发，完整覆盖数据采集、多格式解析、多级信号降噪、78 维高维特征工程、机器学习建模、60 余种专业可视化全流程，适配 BBH、BNS、NSBH 三类天体并合事件分析。
我独立负责系统全模块编码开发，基于 Python、h5py、scipy、GWpy、scikit-learn 搭建流水线；实现断点续传批量数据采集模块，兼容 HDF5/GWF 多观测文件解析；自研标准化预处理链路，集成去趋势、陷波、高通滤波、信号白化算法，有效压制极低幅度引力波观测噪声；设计时域、频域、物理参数三类共 78 维特征提取逻辑，完成 Q 变换时频、PSD 频谱、相关性热力图、PCA 降维、雷达、小提琴等全套可视化工具开发；搭建高斯过程回归（GPR）预测模型，实现天体物理参数预测与不确定性量化，通过留一交叉验证完成模型评估，区分偶然与认知两类预测误差。
系统可自动生成标准化科研分析报告，清晰呈现引力波啁啾信号演化规律、不同天体事件分布差异，前三大主成分累计解释 60% 以上数据方差，光度距离、网络 SNR 预测 R² 超 0.7，可直接用于天文教学、引力波观测数据挖掘、多信使天文前置分析，完整掌握时序信号降噪、高维特征工程、贝叶斯回归、科学数据可视化全套工程落地能力。