Statistics, Data Mining, and Machine Learning in Astronomy

A Practical Python Guide for the Analysis of Survey Data

Author: Željko Ivezić,Andrew J. Connolly,Jacob T VanderPlas,Alexander Gray

Publisher: Princeton University Press

ISBN: 1400848911

Category: Science

Page: 552

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As telescopes, detectors, and computers grow ever more powerful, the volume of data at the disposal of astronomers and astrophysicists will enter the petabyte domain, providing accurate measurements for billions of celestial objects. This book provides a comprehensive and accessible introduction to the cutting-edge statistical methods needed to efficiently analyze complex data sets from astronomical surveys such as the Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System, the Dark Energy Survey, and the upcoming Large Synoptic Survey Telescope. It serves as a practical handbook for graduate students and advanced undergraduates in physics and astronomy, and as an indispensable reference for researchers. Statistics, Data Mining, and Machine Learning in Astronomy presents a wealth of practical analysis problems, evaluates techniques for solving them, and explains how to use various approaches for different types and sizes of data sets. For all applications described in the book, Python code and example data sets are provided. The supporting data sets have been carefully selected from contemporary astronomical surveys (for example, the Sloan Digital Sky Survey) and are easy to download and use. The accompanying Python code is publicly available, well documented, and follows uniform coding standards. Together, the data sets and code enable readers to reproduce all the figures and examples, evaluate the methods, and adapt them to their own fields of interest. Describes the most useful statistical and data-mining methods for extracting knowledge from huge and complex astronomical data sets Features real-world data sets from contemporary astronomical surveys Uses a freely available Python codebase throughout Ideal for students and working astronomers

Machine Learning and Knowledge Discovery in Databases

European Conference, ECML PKDD 2015, Porto, Portugal, September 7-11, 2015, Proceedings

Author: Albert Bifet,Michael May,Bianca Zadrozny,Ricard Gavalda,Dino Pedreschi,Francesco Bonchi,Jaime Cardoso,Myra Spiliopoulou

Publisher: Springer

ISBN: 3319234617

Category: Computers

Page: 345

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The three volume set LNAI 9284, 9285, and 9286 constitutes the refereed proceedings of the European Conference on Machine Learning and Knowledge Discovery in Databases, ECML PKDD 2015, held in Porto, Portugal, in September 2015. The 131 papers presented in these proceedings were carefully reviewed and selected from a total of 483 submissions. These include 89 research papers, 11 industrial papers, 14 nectar papers, 17 demo papers. They were organized in topical sections named: classification, regression and supervised learning; clustering and unsupervised learning; data preprocessing; data streams and online learning; deep learning; distance and metric learning; large scale learning and big data; matrix and tensor analysis; pattern and sequence mining; preference learning and label ranking; probabilistic, statistical, and graphical approaches; rich data; and social and graphs. Part III is structured in industrial track, nectar track, and demo track.

Asteroseismic Data Analysis

Foundations and Techniques

Author: Sarbani Basu,William J. Chaplin

Publisher: Princeton University Press

ISBN: 1400888204

Category: Science

Page: 352

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Studies of stars and stellar populations, and the discovery and characterization of exoplanets, are being revolutionized by new satellite and telescope observations of unprecedented quality and scope. Some of the most significant advances have been in the field of asteroseismology, the study of stars by observation of their oscillations. Asteroseismic Data Analysis gives a comprehensive technical introduction to this discipline. This book not only helps students and researchers learn about asteroseismology; it also serves as an essential instruction manual for those entering the field. The book presents readers with the foundational techniques used in the analysis and interpretation of asteroseismic data on cool stars that show solar-like oscillations. The techniques have been refined, and in some cases developed, to analyze asteroseismic data collected by the NASA Kepler mission. Topics range from the analysis of time-series observations to extract seismic data for stars to the use of those data to determine global and internal properties of the stars. Reading lists and problem sets are provided, and data necessary for the problem sets are available online. The first book to describe in detail the different techniques used to analyze the data on stellar oscillations, Asteroseismic Data Analysis offers an invaluable window into the hearts of stars. Introduces the asteroseismic study of stars and the theory of stellar oscillations Describes the analysis of observational (time-domain) data Examines how seismic parameters are extracted from observations Explores how stellar properties are determined from seismic data Looks at the “inverse problem,” where frequencies are used to infer internal structures of stars

Essential Radio Astronomy

Author: James J. Condon,Scott M. Ransom

Publisher: Princeton University Press

ISBN: 1400881161

Category: Science

Page: 376

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Essential Radio Astronomy is the only textbook on the subject specifically designed for a one-semester introductory course for advanced undergraduates or graduate students in astronomy and astrophysics. It starts from first principles in order to fill gaps in students' backgrounds, make teaching easier for professors who are not expert radio astronomers, and provide a useful reference to the essential equations used by practitioners. This unique textbook reflects the fact that students of multiwavelength astronomy typically can afford to spend only one semester studying the observational techniques particular to each wavelength band. Essential Radio Astronomy presents only the most crucial concepts—succinctly and accessibly. It covers the general principles behind radio telescopes, receivers, and digital backends without getting bogged down in engineering details. Emphasizing the physical processes in radio sources, the book's approach is shaped by the view that radio astrophysics owes more to thermodynamics than electromagnetism. Proven in the classroom and generously illustrated throughout, Essential Radio Astronomy is an invaluable resource for students and researchers alike. The only textbook specifically designed for a one-semester course in radio astronomy Starts from first principles Makes teaching easier for astronomy professors who are not expert radio astronomers Emphasizes the physical processes in radio sources Covers the principles behind radio telescopes and receivers Provides the essential equations and fundamental constants used by practitioners Supplementary website includes lecture notes, problem sets, exams, and links to interactive demonstrations An online illustration package is available to professors

Data Science mit Python

Das Handbuch für den Einsatz von IPython, Jupyter, NumPy, Pandas, Matplotlib und Scikit-Learn

Author: Jake VanderPlas

Publisher: MITP-Verlags GmbH & Co. KG

ISBN: 3958456979

Category: Computers

Page: 552

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Die wichtigsten Tools für die Datenanalyse und-bearbeitung im praktischen Einsatz Python effizient für datenintensive Berechnungen einsetzen mit IPython und Jupyter Laden, Speichern und Bearbeiten von Daten und numerischen Arrays mit NumPy und Pandas Visualisierung von Daten mit Matplotlib Python ist für viele die erste Wahl für Data Science, weil eine Vielzahl von Ressourcen und Bibliotheken zum Speichern, Bearbeiten und Auswerten von Daten verfügbar ist. In diesem Buch erläutert der Autor den Einsatz der wichtigsten Tools. Für Datenanalytiker und Wissenschaftler ist dieses umfassende Handbuch von unschätzbarem Wert für jede Art von Berechnung mit Python sowie bei der Erledigung alltäglicher Aufgaben. Dazu gehören das Bearbeiten, Umwandeln und Bereinigen von Daten, die Visualisierung verschiedener Datentypen und die Nutzung von Daten zum Erstellen von Statistiken oder Machine-Learning-Modellen. Dieses Handbuch erläutert die Verwendung der folgenden Tools: ● IPython und Jupyter für datenintensive Berechnungen ● NumPy und Pandas zum effizienten Speichern und Bearbeiten von Daten und Datenarrays in Python ● Matplotlib für vielfältige Möglichkeiten der Visualisierung von Daten ● Scikit-Learn zur effizienten und sauberen Implementierung der wichtigsten und am meisten verbreiteten Algorithmen des Machine Learnings Der Autor zeigt Ihnen, wie Sie die zum Betreiben von Data Science verfügbaren Pakete nutzen, um Daten effektiv zu speichern, zu handhaben und Einblick in diese Daten zu gewinnen. Grundlegende Kenntnisse in Python werden dabei vorausgesetzt. Leserstimme zum Buch: »Wenn Sie Data Science mit Python betreiben möchten, ist dieses Buch ein hervorragender Ausgangspunkt. Ich habe es sehr erfolgreich beim Unterrichten von Informatik- und Statistikstudenten eingesetzt. Jake geht weit über die Grundlagen der Open-Source-Tools hinaus und erläutert die grundlegenden Konzepte, Vorgehensweisen und Abstraktionen in klarer Sprache und mit verständlichen Erklärungen.« – Brian Granger, Physikprofessor, California Polytechnic State University, Mitbegründer des Jupyter-Projekts

Einführung in die Extragalaktische Astronomie und Kosmologie

Author: Peter Schneider

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3540305890

Category: Science

Page: 452

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In diesem kompetent geschriebenen Lehrbuch wird, ausgehend von der Beschreibung unserer Milchstraße, die Astronomie der Galaxien und ihrer großräumigen Verteilung eingehend dargestellt und schließlich im kosmologischen Kontext diskutiert. Aufbauend auf eine Einführung in die moderne beobachtende und theoretische Kosmologie wird die Entstehung von Strukturen und astronomischen Objekten im frühen Universum besprochen.

Das kleine Buch der Stringtheorie

Author: Steven S. Gubser

Publisher: Spektrum Akademischer Verlag

ISBN: 9783827428486

Category: Science

Page: 174

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Das kleine Buch der Stringtheorie bietet eine knappe und unterhaltsame Einführung in eines der meistdiskutierten Gebiete der modernen Physik. Die Stringtheorie gilt als eine „Theorie für Alles“, mit der sich sämtliche Grundkräfte der Natur beschreiben lassen. Bisher allerdings konnte sie experimentell nicht bestätigt werden, und unter Physikern wird sie sehr kontrovers diskutiert. Dieses Buch gibt Ihnen die Gelegenheit, sich ein eigenes Bild zu machen!

...und Einstein hatte doch recht

Author: Clifford M. Will

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642743145

Category: Science

Page: 275

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Keine wissenschaftliche Theorie ist auf solche Faszination auch außerhalb der Wissenschaft gestoßen wie die Allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein, und keine wurde so nachdrücklich mit den Mitteln der modernen Physik überprüft. Wie hat sie diesen Test mit Raumsonden, Radioastronomie, Atomuhren und Supercomputern standgehalten? Hatte Einstein recht? Mit der Autorität des Fachmanns und dem Flair des unvoreingenommenen Erzählers schildert Clifford Will die Menschen, Ideen und Maschinen hinter den Tests der allgemeinen Relativitätstheorie. Ohne Formeln und Fachjargon wird der leser mit Einsteins Gedanken vertraut und erfährt von der Bestätigung seiner Vorhersagen, angefangen bei der Lichtablenkung im Schwerefeld der Sonne 1919 bis zu den ausgefeilten Kreiselexperimenten auf dem Space Shuttle. Die Allgemeine Relativitätstheorie hat nich nur alle diese Tests bestanden, sie hat darüber hinaus wesentlich beigetragen zu unserem Verständnis von Phänomenen wie Pulsaren, Quasaren, Schwarzen Löchern und Gravitationslinsen. Dieses Buch erzählt lebendig und spannend die Geschichte einer der größten geistigen Leistungen unserer Zeit.

Die Natur der Sprache

Evolution, Paradigmen und Schaltkreise

Author: Dieter Hillert

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3658201134

Category: Psychology

Page: 264

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Dieter Hillert untersucht, wie Bausteine der sprachlichen Evolution diskutiert werden können und wie sich diese in Bezug auf den modernen Menschen entwickelt haben. Insbesondere die hier vorgestellten neuronalen Kartierungsmethoden ermöglichen, wichtige Ergebnisse über die neuronalen Schaltkreise zu gewinnen, die an der Sprachverarbeitung beteiligt sind. Der Autor verdeutlich zudem kortikale Kartierungen sowohl bei typischem und als auch bei atypischem Sprachverhalten. Entsprechend wird aus diesen angesprochenen Perspektiven besprochen, wie sich unser Sprachvermögen evolutionär entwickelten hat, um beispielsweise Ideen, Gefühle, Ziele und Humor lautsprachlich vermitteln zu können. Das vorgestellte evolutionäre Sprachmodell beruht auf den kognitiven Fähigkeiten unserer biologischen Vorahnen.

Additive Fertigung von Bauteilen und Strukturen

Author: Hans Albert Richard,Britta Schramm,Thomas Zipsner

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3658177802

Category: Technology & Engineering

Page: 299

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Dieses Fachbuch vermittelt in insgesamt 18 Einzelbeiträgen die Möglichkeiten und Grenzen der Additiven Fertigung im Hinblick auf die Gestaltung von realen Bauteilen und Strukturen. Die Autoren sind Experten aus verschiedenen Fachgebieten von Hochschulen, Forschungseinrichtungen und Unternehmen.

Kosmische Kollisionen

Der Hubble-Atlas der Galaxien

Author: Lars Lindberg Christensen,Davide de Martin,Raquel Yumi Shida

Publisher: Spektrum Akademischer Verlag

ISBN: 9783827425553

Category: Science

Page: 140

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Kollidierende Galaxien bieten faszinierende Bilder am Himmel, wenn sie mit dem hochauflösenden Hubble-Weltraumteleskop beobachtet werden. Dieser Bildband dreier ESO-Spezialisten aus dem Hubble-Team von NASA und ESA enthält spektakuläre Astroaufnahmen, die illustrieren, wie die Gravitation die Massenbewegungen im Kosmos orchestriert – und ganze Galaxien ineinander stürzen lässt. Diese gewaltigen kosmischen Kollisionen könnten die Struktur unseres heutigen Universums maßgeblich beeinflusst haben, indem sie die Energie lieferten, die neue Sterne entstehen ließ.

Computational Social Science

Die Analyse Von Big Data

Author: Andreas Blätte,Joachim Behnke,Kai-Uwe Schnapp,Claudius Wagemann

Publisher: N.A

ISBN: 9783848743933


Page: 402

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vorbestellbar, Lieferung bei Erscheinen "Big Data" ist in aller Munde. Zeitungen, Zeitschriften und Bucher greifen das Thema auf; es wird viel debattiert. Was aber bedeutet "Big Data" fur die Politikwissenschaft? Welche Herausforderungen stellen sich? Dieser Band sucht Antworten aus inhaltlicher, methodischer und politischer Sicht.

Das Python-Praxisbuch

Der große Profi-Leitfaden für Programmierer

Author: Farid Hajji

Publisher: Pearson Deutschland GmbH

ISBN: 9783827325433

Category: Python (Computer program language)

Page: 1298

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Faszination Astronomie

Ein topaktueller Einstieg für alle naturwissenschaftlich Interessierten

Author: Arnold Hanslmeier

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662490374

Category: Science

Page: 261

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In diesem Werk vermittelt Prof. Arnold Hanslmeier moderne und faszinierende astronomische Kenntnisse. Das Buch beginnt mit der Beschreibung des Ursprungs des Universums und reicht bis hin zu dunkler Materie, schwarzen Löchern und der Entstehung des Sonnensystems. Abgerundet wird es am Ende schließlich durch die spannende Frage: Sind wir allein im Universum? In dem Buch, das aus einer an der Universität Graz gehaltenen Vorlesung für Studierende aller Fakultäten entstanden ist, erläutert der Autor mit Hilfe vieler farbiger Bilder die Zusammenhänge anschaulich und allgemein verständlich, ohne dabei zu viel Grundwissen an Mathematik und Physik zu verlangen. Etwas tiefergehende Formeln und Textstellen sind vom Rest des Textes getrennt und können, ohne den Zusammenhang zu verlieren, übersprungen werden. Die vorliegende zweite Auflage wurde nun überarbeitet und aktualisiert. Das Buch wendet sich nicht nur an Studierende, sondern auch an interessierte Laien sowie an alle, die sich mit modernen Erkenntnissen der Naturwissenschaft beschäftigen. "Physik, insbesondere Astrophysik, kann extrem spannend sein, ich hoffe, meine Leserinnen und Leser gewinnen durch die Lektüre dieses Buches genau diesen Eindruck!" A. Hanslmeier

Vom Regenbogen zum Polarlicht

Leuchterscheinungen in der Atmosphäre

Author: Kristian Schlegel

Publisher: Spektrum Akademischer Verlag

ISBN: 9783827411747


Page: 192

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Die Lufth'lle der Erde ist Schauplatz eines faszinierenden Kinos der Physik, in dem die Sonne eine sehenswerte Bilderwelt vorf'hrt. Anhand von faszinierenden Fotos entf'hrt der Atmosph'renforscher Kristian Schlegel seine Leser in die Welt dieser Bilder, und er stellt und beantwortet dabei all die vielen Fragen, die wir schon als Kinder hatten und eigentlich nie beantwortet bekamen: Warum ist der Himmel blau? Warum wandert der Regenbogen immer von uns weg, wenn wir ihn zu erreichen versuchen? Was hat es mit den h'ufig zu beobachtenden Ringen um Sonne und Mond auf sich? Wie entstehen Blitze und Sternschnuppen? Zur Erkl'rung gen'gt bei Schlegels leicht lesbarem F'hrer durch das Atmosph'renkino meist ein einfaches Schaubild und ein kurzer Text - wenn man nur hinschaut. Wer Physik nur mit Formeln sch'n findet, wird von diesem Buch entt'uscht sein. Wer sich seine Neugier bewahrt hat, den wird dieses physikalische Bilderbuch begeistern.


Der Kampf der Wirtschaftskulturen

Author: Markus K. Brunnermeier,Harold James,Jean-Pierre Landau

Publisher: C.H.Beck

ISBN: 3406712347

Category: Business & Economics

Page: 525

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Etliche Beobachter sind der Ansicht, dass der Euro die aktuelle Krise nicht überleben wird. Anders die Ökonomen Markus Brunnermeier und Jean-Pierre Landau, ein Deutscher und ein Franzose, sowie der britische Wirtschaftshistoriker Harold James. Sie sehen ein Kernproblem des Euro in den unterschiedlichen Wirtschaftskulturen der Euroländer, insbesondere Deutschlands und Frankreichs, die es zu überwinden gilt. Seit der Eurokrise setzen die Mitgliedsländer wieder auf nationale Lösungen, statt gemeinsame Antworten auf die europäischen Probleme zu suchen. Der Kampf der Wirtschaftskulturen ist entbrannt. Während das föderal geprägte Deutschland in der Fiskalpolitik auf starren Regeln beharrt, verlangt das zentralistische Frankreich Stimulusprogramme und eine flexible Handhabung, die den Regierungen Ermessensspielräume lässt. Für die Deutschen sind Finanzierungsengpässe vorwiegend auf Insolvenzprobleme zurückzuführen, die struktureller Reformen bedürfen, wogegen die Franzosen sie als temporäre Liquiditätsprobleme ansehen, die mit einer staatlichen Überbrückungsfinanzierung zu bewältigen sind. Dieses Buch plädiert für die Überwindung dieser Frontstellungen zugunsten einer gemeinsamen europäischen Wirtschaftskultur. Es verbindet ökonomische Analyse und ideengeschichtliche Reflexion und entwirft einen Fahrplan für Europas Zukunft.

Die Sonne, Stern unserer Erde

Author: Kenneth R. Lang

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662066823

Category: Science

Page: 282

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Eine faszinierende Entdeckungsreise zur Sonne und ihren unsichtbaren Welten. Für Fachkundige ebenso spannend zu lesen wie für Astronomie-Interessierte, führt das Buch verständlich in die Physik der Sonne ein und zeigt eindrucksvoll die Bedeutung des Sonnenlichts für das Leben auf der Erde. Gestützt auf neueste Forschungsergebnisse aus Radioteleskop- und Satellitenbeobachtungen beschreibt Kenneth Lang die gewaltigen atomenergetischen Prozesse der Sonne, den von ihr ausgehenden Neutrinofluß, ihre seismischen Aktivitäten, ihre Magnetfelder und Sonnenflecken, die Sonnenausbrüche und Protuberanzen, den Sonnenwind und den Einfluß der Sonne auf unser Klima und Wetter. Das Buch ist mit einer Fülle hervorragender Abbildungen ausgestattet, u.a. mit Fotomaterial der NASA, das hier zum ersten Mal veröffentlicht wird.

Phishing for Fools

Manipulation und Täuschung in der freien Marktwirtschaft

Author: George A. Akerlof,Robert J. Shiller

Publisher: Ullstein eBooks

ISBN: 3843713650

Category: Business & Economics

Page: 416

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Seit Adam Smith ist eine der zentralen Thesen der Wirtschaftswissenschaften, dass freie Märkte und freier Wettbewerb die besten Voraussetzungen für allgemeinen Wohlstand sind. Die Wirtschaftsnobelpreisträger George Akerlof und Robert Shiller argumentieren dagegen, dass Märkte nicht von sich aus gutartig sind und sich auch nicht immer die besten Produkte durchsetzen. Die Autoren behandeln in diesem Buch erstmals die zentrale Rolle von Manipulation und Täuschung in der Wirtschaft. Anhand von zahlreichen Fallbeispielen zeigen sie, wie wir verleitet werden, mehr Geld auszugeben, als wir haben; wie wir von Werbung stärker beeinflusst werden, als wir glauben; warum wir oft zu viel bezahlen und wie massiv die Politik durch Wirtschaft beeinflusst wird. Was ist besonders? Zwei Wirtschaftsnobelpreisträger widerlegen die These der selbstregulierenden Märkte. Wer liest? • Alle, die sich für Verhaltensökonomie, freie Marktwirtschaft oder Wirtschaftstheorie interessieren