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最新AI-Python自然科学领域机器学习与深度学习技术

  • 2026-10-21 13:28:29
最新AI-Python自然科学领域机器学习与深度学习技术

直播课程

最新AI-Python自然科学领域机器学习与深度学习技术高级培训班

直播时间:1月30日-2月3日

【提供全部资料、代码及长期回放】

前言

随着观测技术、数值模拟与计算基础设施的迅猛发展,地球系统科学、生态学、环境科学等自然科学领域正迈入“大数据+智能模型”驱动的新阶段。传统的统计建模方法虽具可解释性,却难以应对高维、非线性、多源异构的复杂自然系统;而以机器学习和深度学习为代表的AI技术,正为科学发现提供强大工具。更进一步,以大模型(Foundation Models) 为代表的新型人工智能范式——包括预训练-微调机制、跨模态表征、上下文学习与生成能力——正在重塑数据密集型科研的边界,为遥感反演、气候模拟、污染物溯源等任务带来前所未有的泛化与迁移潜力。

本课程面向自然科学领域的研究生与科研工作者,旨在系统构建“机理认知 + 数据驱动 + 智能生成”三位一体的现代科研建模范式。课程不仅涵盖机器学习与深度学习的核心方法(如随机森林、XGBoost、CNN、LSTM、Transformer等),还特别强调其在真实科研场景中的严谨应用:从数据预处理、不确定性量化、可解释性分析,到时空建模。同时,课程前瞻性地探讨大模型如何与领域知识结合——例如通过微调通用视觉或时序大模型提升小样本预测能力,或利用生成模型(如GAN、扩散模型)进行高质量数据增强与情景模拟。

本课程的独特优势在于:以科学问题为牵引,融合经典统计思想、现代AI算法与前沿大模型理念;注重模型的可解释性、物理一致性与不确定性表达;并通过大量环境、气象、水文等典型案例,打通从算法理解到科研落地的全链条。无论您是希望夯实建模基础,还是探索AI for Science的创新路径,本课程都将为您提供兼具深度、广度与前瞻性的学习平台。

培训方式

网络直播+助学群辅助+导师面对面实践工作交流(报名后加入助学群、查阅会议流程)

导师随行

1.建立导师助学交流群,长期进行答疑及经验分享,辅助学习及应用;

2.课程结束后不定期召开线上答疑交流,辅助学习巩固工作实践问题处理交流;

教学特色

1、原理深入浅出的讲解,强调原理的重要性;

2、技巧方法讲解,提供课程配套的完整教材数据及提供长期回放;

3、与项目案例相结合,更好的对接实际工作应用;

4、跟学上机操作、独立完成案例操作练习、全程问题跟踪解析;

5、课程结束专属助学群辅助巩固学习及实际工作应用交流,不定期召开线上答疑;

证书及学时

参加培训的学员可以获得《人工智能技术应用》专业技术证书及学时证明,网上可查。此证书可作为学时证明、个人学习和知识更新、单位在职人员专业技能素质培养及单位人才聘用重要参考依据。证书查询网址:www.aishangyanxiu.com
注:办理证书需提供电子版2寸照片及姓名、身份证号信息,开课前发给会务组人员

发票开具

培训费、会议费、资料费、技术咨询费,配有盖章文件,用于参会人员报销使用;

培训费用

非会员费用:3980元
Ai尚研修会员费用:会员政策参会

【优惠活动】:

1、学生凭学生证有效证件参会可享受85折优惠。

2、转发朋友圈推荐好课程,集赞20枚可获得100元【设置公开可见】。

3、团报2人,参会可享受8折优惠。

课程安排

专题一、科研数据类型与预处理

夯实建模起点:理解模型本质,规范预处理流程

1.数据尺度分类:名义数据、有序数据、定距数据、比率数据

2.多维数据结构:时间序列、纵向数据、空间场数据、面板数据以及内生/外生变量辨析

3.缺失值处理:基于统计的插补,多重插补

4.异常值处理:基于统计的异常值处理,基于模型的异常值处理

5.特征工程以及高级特征构造:熵、Hurst指数、滑动统计量

案例分析与实践(一)

专题二、模型评估、验证与不确定性量化

科研可信度的基石:不止于准确率

1.交叉验证与K折检验

2.性能指标体系:MAE、RMSE、R²与交叉熵

3.不确定性来源:数据、参数、结构、情景

4. 模型诊断:残差分析、AUC

5.贝叶斯统计学:置信区间与可信区间

案例分析与实践(二)

专题三、高维与复杂结构数据降维

从高维噪声中提取主导模态

1.主成分分析(PCA)

2.奇异值分解(SVD)与低秩逼近

3.经验模态分解(EMD)与 Hilbert 谱

4.季节分解(STL)

5.非负矩阵分解(NMF)用于源解析

6.独立成分分析(ICA)与核 ICA

7.正交经验分解(EOF)

案例分析与实践(三)

专题四、时频分析与谱方法

揭示周期、突变与多变量协同机制

1.傅里叶变换与功率谱密度

2.小波变换与局部时频表征

3.互谱、相干性与相位同步

4.Hilbert-Huang 变换(HHT)处理非平稳信号

5.多元小波相干分析

案例分析与实践(四)

专题五、高级回归建模:超越线性假设

超越线性假设,适配多样响应类型

1.线性回归与指数族

2.广义线性模型(GLM):泊松、负二项、Gamma、零膨胀

3.分位数回归:刻画条件分布全貌

4.非参数回归:核平滑、局部多项式

5.正则化:如果观测值太少怎么办?Lasso、Ridge、Elastic Net、LARS

案例分析与实践(五)

专题六、机器学习核心算法

高精度预测与非线性预测工具箱

1.决策树与随机森林

2.梯度提升树:XGBoost、LightGBM、CatBoost

3.支持向量机(SVM)与核函数选择

4.堆叠集成(Stacking)与超参数调优

案例分析与实践(六)

专题七、可解释人工智能(XAI)

让模型“说出理由”:支持科学归因与机制推断

1.全局解释:变量重要性、部分依赖图(PDP)、SHAP

2.局部解释:高级SHAP(Tree/Kernel/Conditional)、LIME

3.交互效应量化:H 统计量、SHAP 交互值

4.对抗可解释性陷阱:相关≠因果、特征泄露警示

案例分析与实践(七)

专题八、深度学习:感知与表征

处理图像与光谱

1.多层感知机(MLP)与激活函数选择

2.自编码器(AE)与变分自编码器(VAE)

3.卷积神经网络(CNN):LeNet → ResNet

4.U-Net 架构:语义分割与边界保持

案例分析与实践(八)

专题九、深度学习进阶:序列、生成与注意力

建模动态演化、生成模拟与长程依赖

1.RNN / LSTM / GRU:记忆机制对比

2.Attention 机制原理

3.Transformer 与 Swin Transformer

4.生成对抗网络(GAN)用于数据增强与反演

5.扩散模型简介

案例分析与实践(九)

专题十、时空数据建模专题

专门应对自然系统的核心挑战:时空依赖与耦合

1.克里金插值

2.时空分解:STL 扩展、动态 EOF

3.ConvLSTM、PredRNN 等时空预测架构

4.Transformer 在时空序列中的应用(如 TimeSformer)

案例分析与实践(十)
注:请提前自备电脑及安装所需软件。

报名方式

详细报名流程,请联系课程负责人
靳为为:180-3121-1455(微电)
线上、线下课程安排

破“卷”立新-国自然/省级基金项目撰写技巧全流程实战培训班

直播时间:1月17日-18日

“AI+高校教师”教、赛、研全场景实践能力跃迁工作坊

直播时间:1月15日-16日

零实验、AI融合:最新文献计量学 SCI论文高效写作培训班

直播时间:1月10日-11日、17日-18日

第五期:一图胜千言-顶刊级科研绘图工坊暨AI支持下Nature级数据可视化高级培训班

直播时间:1月23日-24日、30日-31日

AI+学术双驱五天高强度论文写作特训营工具实操+完整初稿

直播时间:1月9日-11日、16日-18日

基于统计方法与机器学习技术在气候降尺度中的实践应用培训班

直播时间:1月24日-25日

AquaAI水系统遥感智能监测技术暨60个案例覆盖多源数据处理、水体动态监测、水质AI反演与预

直播时间:1月30日-31、2月6日-7日

基于LPJ模型的植被NPP模拟、驱动力分析及其气候变化响应预测

直播时间:2月11日-14日

AI赋能R-Meta分析核心技术:从热点挖掘到高级模型、助力高效科研与论文发表"培训班

直播时间:2月7日-9日

WRF模拟全技术链实践暨Linux编译排错、FNL/ERA5驱动场处理、长时序模拟配置、下垫面改造与物理参数调整、Python诊断分析及可视化高阶培训班

直播时间:1月8日-9日、10日-11日

智慧农林核心遥感技术暨AI赋能农林遥感智能提取99案例实践培训班

直播时间:1月9日-10日、16日-17日

土壤污染物迁移路径与范围模拟培训班

直播时间:1月30日-2月1日

随机森林模型核心技术与科研应用高阶培训班

直播时间:1月17日-19日

2025最新"科研创新与智能化转型“ 暨AI 智能体(Agent)开发、大语言模型(LLM)本地化部署与RAG/微调优化技术高级培训班

直播时间:1月23日-25日

营养盐(N/P)循环与农业面源污染模拟培训班

直播时间:1月23日-25日

面向自然科学的人工智能建模方法全链路高级研修班

直播时间:1月30日-2月3日

点击课程标题了解详细介绍

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