Scalable Stellar Parameter Inference Using Python-based LASP: From CPU Optimization to GPU Acceleration

Jun-Chao Liang

doi:10.3847/1538-4357/ae1446

2025-12-31

DOI：10.3847/1538-4357/ae1446

原文链接

查看原文

摘要

En 中文

为提升大规模光谱数据集中恒星参数推断的效率、可扩展性及跨巡天适用性，我们提出一个模块化、并行化的Python框架，该框架包含自动化误差估计功能，并基于最初以IDL实现的LAMOST Atmospheric Parameter Pipeline（LASP）构建。该框架并非直接代码翻译，而是对LASP进行了重构，新增两个互补模块：LASP-CurveFit，一种在CPU上运行的新LASP拟合流程实现，保留了原有逻辑的同时优化了数据I/O和多线程执行效率；以及LASP-Adam-GPU，一种GPU加速方法，通过构建覆盖多观测光谱与模型光谱的联合残差函数引入分组优化，可实现对数千万量级光谱的高通量参数推断。在10百万条LAMOST光谱的应用中，该框架在相同CPU平台上将运行时间从84小时缩短至48小时，在NVIDIA A100 GPU上缩短至7小时，且结果与原始管道一致。推断误差与同一目标重复观测的参数变化（排除径向速度）高度吻合，而LASP中使用的官方经验误差更为保守。当应用于DESI DR1时，我们的有效温度和表面重力与APOGEE的吻合度优于DESI管道的结果，尤其在冷巨星样本中；后者在径向速度和金属licity方面表现略优。这些结果表明该框架兼具可靠精度、高效性和可移植性，为大规模光谱巡天的参数推断提供了实用方法。代码及基于DESI的目录可通过DOI: 10.12149/101679和DOI: 10.12149/101675获取。

AI总结

对已上传原文的论文进行重点信息的提取，主要内容包括：简要概述、研究摘要、背景介绍、关键亮点、图文解析、展望与总结。

期刊

The Astrophysical Journal

IF:

论文数:

1.5K

被引数:

机构

University of Tokyo

学者数:

7.1W

论文数: 6.5W

被引数: 2.2K

Dezhou University

学者数:

1.9K

论文数: 1.1K

被引数: 1.4K

university of hertfordshire

学者数:

669

论文数: 432

被引数: 0

Chinese Academy of Sciences

学者数:

3.9W

论文数: 1.5W

被引数: 58.4W

查看更多机构

引用论文

Array programming with NumPy 使用NumPy进行数组编程

Nature

IF0

2020-09-16

OAAI

Charles R. Harris; K. Jarrod Millman; Stéfan J. van der Walt; Ralf Gommers; Pauli Virtanen; David Cournapeau; Eric Wieser; Julian Taylor; Sebastian Berg; Nathaniel J. Smith; Robert Kern; Matti Picus; Stephan Hoyer; Marten H. van Kerkwijk; Matthew Brett; Allan Haldane; Jaime Fernández del Río; Mark Wiebe; Pearu Peterson; Pierre Gérard-Marchant; Kevin Sheppard; Tyler Reddy; Warren Weckesser; Hameer Abbasi; Christoph Gohlke; Travis E. Oliphant

The Payne: Self-consistent ab initio Fitting of Stellar Spectra

ASTROPHYSICAL JOURNAL

IF5.4

2019-07-08

153

OAAI

Ting, Yuan-Sen; Conroy, Charlie; Rix, Hans-Walter; Cargile, Phillip

Estimation of Stellar Atmospheric Parameters with Light Gradient Boosting Machine Algorithm and Principal Component Analysis

ASTRONOMICAL JOURNAL

IF5.1

2022-03-08

OAAI

Liang, Junchao; Bu, Yude; Tan, Kefeng; Pan, Jingchang; Yi, Zhenping; Kong, Xiaoming; Fan, Zhou

The Robotic Multiobject Focal Plane System of the Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI)暗能量光谱仪器 (DESI) 的机器人多目标焦平面系统

ASTRONOMICAL JOURNAL

IF5.1

2022-12-07

OAAI

Silber, Joseph Harry; Fagrelius, Parker; Fanning, Kevin; Schubnell, Michael; Aguilar, Jessica Nicole; Ahlen, Steven; Ameel, Jon; Ballester, Otger; Baltay, Charles; Bebek, Chris; Beard, Dominic Benton; Besuner, Robert; Cardiel-Sas, Laia; Casas, Ricard; Castander, Francisco Javier; Claybaugh, Todd; Dobson, Carl; Duan, Yutong; Dunlop, Patrick; Edelstein, Jerry; Emmet, William T.; Elliott, Ann; Evatt, Matthew; Gershkovich, Irena; Guy, Julien; Harris, Stu; Heetderks, Henry; Heetderks, Ian; Honscheid, Klaus; Maria Illa, Jose; Jelinsky, Patrick; Jelinsky, Sharon R.; Jimenez, Jorge; Karcher, Armin; Kent, Stephen; Kirkby, David; Kneib, Jean-Paul; Lambert, Andrew; Lampton, Mike; Leitner, Daniela; Levi, Michael; McCauley, Jeremy; Meisner, Aaron; Miller, Timothy N.; Miquel, Ramon; Mundet, Julia; Poppett, Claire; Rabinowitz, David; Reil, Kevin; Roman, David; Schlegel, David; Serrano, Santiago; Van Shourt, William; Sprayberry, David; Tarle, Gregory; Tie, Suk Sien; Weaverdyck, Curtis; Zhang, Kai; Azzaro, Marco; Bailey, Stephen; Becerril, Santiago; Blackwell, Tami; Bouri, Mohamed; Brooks, David; Buckley-Geer, Elizabeth; Penate Castro, Jose; Derwent, Mark; Dey, Arjun; Dhungana, Govinda; Doel, Peter; Eisenstein, Daniel J.; Fahim, Nasib; Garcia-Bellido, Juan; Gaztanaga, Enrique; Gontcho, Satya Gontcho A.; Gutierrez, Gaston; Horler, Philipp; Kehoe, Robert; Kisner, Theodore; Kremin, Anthony; Kronig, Luzius; Landriau, Martin; Le Guillou, Laurent; Martini, Paul; Moustakas, John; Palanque-Delabrouille, Nathalie; Peng, Xiyan; Percival, Will; Prada, Francisco; Allende Prieto, Carlos; Gonzalez de Rivera, Guillermo; Sanchez, Eusebio; Sanchez, Justo; Sharples, Ray; Soares-Santos, Marcelle; Schlafly, Edward; Weaver, Benjamin Alan; Zhou, Zhimin; Zhu, Yaling; Zou, Hu

Numerical Optimization

Springer Series in Operations Research and Financial Engineering

IF0

2006-01-01

PREAI

Gaia Data Release 3 Analysis of RVS spectra using the General Stellar Parametriser from spectroscopy

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS

IF5.8

2023-06-16

121

OAAI

Recio-Blanco, A.; De laverny, P.; Palicio, P. A.; Kordopatis, G.; Alvarez, M. A.; Schultheis, M.; Contursi, G.; Zhao, H.; Elipe, G. Torralba; Ordenovic, C.; Manteiga, M.; Dafonte, C.; Oreshina-Slezak, I.; Bijaoui, A.; Fremat, Y.; Seabroke, G.; Pailler, F.; Spitoni, E.; Poggio, E.; Creevey, O. L.; Aramburu, A. Abreu; Accart, S.; Andrae, R.; Bailer-Jones, C. A. L.; Bellas-Velidis, I.; Brouillet, N.; Brugaletta, E.; Burlacu, A.; Carballo, R.; Casamiquela, L.; Chiavassa, A.; Cooper, W. J.; Dapergolas, A.; Delchambre, L.; Dharmawardena, T. E.; Drimmel, R.; Edvardsson, B.; Fouesneau, M.; Garabato, D.; Garcia-Lario, P.; Garcia-Torres, M.; Gavel, A.; Gomez, A.; Gonzalez-Santamaria, I.; Hatzidimitriou, D.; Heiter, U.; Piccolo, A. Jean-Antoine; Kontizas, M.; Korn, A. J.; Lanzafame, A. C.; Lebreton, Y.; Le Fustec, Y.; Licata, E. L.; Lindstrom, H. E. P.; Livanou, E.; Lobel, A.; Lorca, A.; Romeo, A. Magdaleno; Marocco, F.; Marshall, D. J.; Mary, N.; Nicolas, C.; Pallas-Quintela, L.; Panem, C.; Pichon, B.; Riclet, F.; Robin, C.; Rybizki, J.; Santovena, R.; Silvelo, A.; Smart, R. L.; Sarro, L. M.; Sordo, R.; Soubiran, C.; Suveges, M.; Ulla, A.; Vallenari, A.; Zorec, J.; Utrilla, E.; Bakker, J.

Gaia Data Release 3 Summary of the content and survey properties Gaia Data Release 3内容和调查属性摘要

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS

IF5.8

2023-06-16

227

OAAI

Vallenari, A.; Brown, A. G. A.; Prusti, T.; de Bruijne, J. H. J.; Arenou, F.; Babusiaux, C.; Biermann, M.; Creevey, O. L.; Ducourant, C.; Evans, D. W.; Eyer, L.; Guerra, R.; Hutton, A.; Jordi, C.; Klioner, S. A.; Lammers, U. L.; Lindegren, L.; Luri, X.; Mignard, F.; Panem, C.; Pourbaix, D.; Randich, S.; Sartoretti, P.; Soubiran, C.; Tanga, P.; Walton, N. A.; Bailer-Jones, C. A. L.; Bastian, U.; Drimmel, R.; Jansen, F.; Katz, D.; Lattanzi, M. G.; vanLeeuwen, F.; Bakker, J.; Cacciari, C.; Castaneda, J.; De Angeli, F.; Fabricius, C.; Fouesneau, M.; Fremat, Y.; Galluccio, L.; Guerrier, A.; Heiter, U.; Masana, E.; Messineo, R.; Mowlavi, N.; Nicolas, C.; Nienartowicz, K.; Pailler, F.; Panuzzo, P.; Riclet, F.; Roux, W.; Seabroke, G. M.; Sordo, R.; Thevenin, F.; Gracia-Abril, G.; Portell, J.; Teyssier, D.; Altmann, M.; Andrae, R.; Audard, M.; Bellas-Velidis, I.; Benson, K.; Berthier, J.; Blomme, R.; Burgess, P. W.; Busonero, D.; Busso, G.; Canovas, H.; Carry, B.; Cellino, A.; Cheek, N.; Clementini, G.; Damerdji, Y.; Davidson, M.; Deteodoro, P.; Campos, M. Nunez; Delchambre, L.; Dell'Oro, A.; Esquej, P.; Fernandez-Hernandez, J.; Fraile, E.; Garabato, D.; Garcia-Lario, P.; Gosset, E.; Haigron, R.; Halbwachs, J. -L.; Hambly, N. C.; Harrison, D. L.; Hernandez, J.; Hestroffer, D.; Hodgkin, S. T.; Holl, B.; Janssen, K.; deFombelle, G. Jevardat; Jordan, S.; Krone-Martins, A.; Lanzafame, A. C.; Loeffler, W.; Marchal, O.; Marrese, P. M.; Moitinho, A.; Muinonen, K.; Osborne, P.; Pancino, E.; Pauwels, T.; Recio-Blanco, A.; Reyle, C.; Riello, M.; Rimoldini, L.; Roegiers, T.; Rybizki, J.; Sarro, L. M.; Siopis, C.; Smith, M.; Sozzetti, A.; Utrilla, E.; vanLeeuwen, M.; Abbas, U.; Abraham, P.; Aramburu, A. Abreu; Aerts, C.; Aguado, J. J.; Ajaj, M.; Aldea-Montero, F.; Altavilla, G.; Alvarez, M. A.; Alves, J.; Anders, F.; Anderson, R. I.; Varela, E. Anglada; Antoja, T.; Baines, D.; Baker, S. G.; Balaguer-Nunez, L.; Balbinot, E.; Balog, Z.; Barache, C.; Barbato, D.; Barros, M.; Barstow, M. A.; Bartolome, S.; Bassilana, J. -L.; Bauchet, N.; Becciani, U.; Bellazzini, M.; Berihuete, A.; Bernet, M.; Bertone, S.; Bianchi, L.; Binnenfeld, A.; Blanco-Cuaresma, S.; Blazere, A.; Boch, T.; Bombrun, A.; Bossini, D.; Bouquillon, S.; Bragaglia, A.; Bramante, L.; Breedt, E.; Bressan, A.; Brouillet, N.; Brugaletta, E.; Bucciarelli, B.; Burlacu, A.; Butkevich, A. G.; Buzzi, R.; Caffau, E.; Cancelliere, R.; Cantat-Gaudin, T.; Carballo, R.; Carlucci, T.; Carnerero, M. I.; Carrasco, J. M.; Casamiquela, L.; Castellani, M.; Castro-Ginard, A.; Chaoul, L.; Charlot, P.; Chemin, L.; Chiaramida, V.; Chiavassa, A.; Chornay, N.; Comoretto, G.; Contursi, G.; Cooper, W. J.; Cornez, T.; Cowell, S.; Crifo, F.; Cropper, M.; Crosta, M.; Crowley, C.; Dafonte, C.; Dapergolas, A.; David, M.; David, P.; deLaverny, P.; DeLuise, F.; DeMarch, R.; DeRidder, J.; deSouza, R.; deTorres, A.; del Peloso, E. F.; delPozo, E.; Delbo, M.; Delgado, A.; Delisle, J. -B.; Demouchy, C.; Dharmawardena, T. E.; Di Matteo, P.; Diakite, S.; Diener, C.; Distefano, E.; Dolding, C.; Edvardsson, B.; Enke, H.; Fabre, C.; Fabrizio, M.; Faigler, S.; Fedorets, G.; Fernique, P.; Fienga, A.; Figueras, F.; Fournier, Y.; Fouron, C.; Fragkoudi, F.; Gai, M.; Garcia-Gutierrez, A.; Garcia-Reinaldos, M.; Garcia-Torres, M.; Garofalo, A.; Gavel, A.; Gavras, P.; Gerlach, E.; Geyer, R.; Giacobbe, P.; Gilmore, G.; Girona, S.; Rida, G. Giu Ff; Gomel, R.; Gomez, A.; Gonzalez-Nunez, J.; Gonzalez-Santamaria, I.; Gonzalez-Vidal, J. J.; Granvik, M.; Guillout, P.; Guiraud, J.; Gutierrez-Sanchez, R.; Guy, L. P.; Hatzidimitriou, D.; Hauser, M.; Haywood, M.; Helmer, A.; Helmi, A.; Sarmiento, M. H.; Hidalgo, S. L.; Hilger, T.; Hladczuk, N.; Hobbs, D.; Holland, G.; Huckle, H. E.; Jardine, K.; Jasniewicz, G.; Piccolo, A. Jean-Antoine; Jimenez-Arranz, O.; Jorissen, A.; Campillo, J. Juaristi; Julbe, F.; Karbevska, L.; Kervella, P.; Khanna, S.; Kontizas, M.; Kordopatis, G.; Korn, A. J.; Kospal, A.; Kostrzewa-Rutkowska, Z.; Kruszynska, K.; Kun, M.; Laizeau, P.; Lambert, S.; Lanza, A. F.; Lasne, Y.; LeCampion, J. -F.; Lebreton, Y.; Lebzelter, T.; Leccia, S.; Leclerc, N.; Lecoeur-Taibi, I.; Liao, S.; Licata, E. L.; Lindstrom, H. E. P.; Lister, T. A.; Livanou, E.; Lobel, A.; Lorca, A.; Loup, C.; MadreroPardo, P.; MagdalenoRomeo, A.; Managau, S.; Mann, R. G.; Manteiga, M.; Marchant, J. M.; Marconi, M.; Marcos, J.; MarcosSantos, M. M. S.; MarinPina, D.; Marinoni, S.; Marocco, F.; Marshall, D. J.; Polo, L. Martin; Martin-Fleitas, J. M.; Marton, G.; Mary, N.; Masip, A.; Massari, D.; Mastrobuono-Battisti, A.; Mazeh, T.; McMillan, P. J.; Messina, S.; Michalik, D.; Millar, N. R.; Mints, A.; Molina, D.; Molinaro, R.; Molnar, L.; Monari, G.; Monguio, M.; Montegriffo, P.; Montero, A.; Mor, R.; Mora, A.; Morbidelli, R.; Morel, T.; Morris, D.; Muraveva, T.; Murphy, C. P.; Musella, I.; Nagy, Z.; Noval, L.; Ocana, F.; Ogden, A.; Ordenovic, C.; Osinde, J. O.; Pagani, C.; Pagano, I.; Palaversa, L.; Palicio, P. A.; Pallas-Quintela, L.; Panahi, A.; Payne-Wardenaar, S.; Esteller, X. Penalosa; Penttila, A.; Pichon, B.; Piersimoni, A. M.; Pineau, F. -X.; Plachy, E.; Plum, G.; Poggio, E.; Prsa, A.; Pulone, L.; Racero, E.; Ragaini, S.; Rainer, M.; Raiteri, C. M.; Rambaux, N.; Ramos, P.; Ramos-Lerate, M.; ReFiorentin, P.; Regibo, S.; Richards, P. J.; Diaz, C. Rios; Ripepi, V.; Riva, A.; Rix, H. -W.; Rixon, G.; Robichon, N.; Robin, A. C.; Robin, C.; Roelens, M.; Rogues, H. R. O.; Rohrbasser, L.; Romero-Gomez, M.; Rowell, N.; Royer, F.; Mieres, D. Ruz; Rybicki, K. A.; Sadowski, G.; Nunez, A. Saez; Selles, A. Sagrista; Sahlmann, J.; Salguero, E.; Samaras, N.; Gimenez, V. Sanchez; Sanna, N.; Santovena, R.; Sarasso, M.; Schultheis, M.; Sciacca, E.; Segol, M.; Segovia, J. C.; Segransan, D.; Semeux, D.; Shahaf, S.; Siddiqui, H. I.; Siebert, A.; Siltala, L.; Silvelo, A.; Slezak, E.; Slezak, I.; Smart, R. L.; Snaith, O. N.; Solano, E.; Solitro, F.; Souami, D.; Souchay, J.; Spagna, A.; Spina, L.; Spoto, F.; Steele, I. A.; Steidelmueller, H.; Stephenson, C. A.; Suveges, M.; Surdej, J.; Szabados, L.; Szegedi-Elek, E.; Taris, F.; Taylor, M. B.; Teixeira, R.; Tolomei, L.; Tonello, N.; Torra, F.; Torra, J.; Elipe, G. Torralba; Trabucchi, M.; Tsounis, A. T.; Turon, C.; Ulla, A.; Unger, N.; Vaillant, M. V.; van Dillen, E.; van Reeven, W.; Vanel, O.; Vecchiato, A.; Viala, Y.; Vicente, D.; Voutsinas, S.; Weiler, M.; Wevers, T.; Wyrzykowski, L.; Yoldas, A.; Yvard, P.; Zhao, H.; Zorec, J.; Zucker, S.; Zwitter, T.

Automatic stellar spectral parameterization pipeline for LAMOST survey

Proceedings of the International Astronomical Union

IF0

2015-07-01

OAAI

Yue Wu; Bing Du; Ali Luo; Yongheng Zhao; Hailong Yuan

A unified architecture for natural language processing 自然语言处理的统一架构

Proceedings of the 25th international conference on Machine learning - ICML '08

IF0

2008-01-01

PREAI

Ronan Collobert; Jason Weston