重磅!兰大黄建平院士团队出版《大气科学中的人工智能技术》教材

学术   2024-10-29 09:00   中国香港  

在这个数据驱动的新时代,每一次技术进步都在推动社会发展,同时带来新的机遇与挑战。正如习近平总书记在2018年指出的那样:“人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量,加快发展新一代人工智能是事关我国能否抓住新一轮科技革命和产业变革机遇的战略问题”。2019年,习近平总书记进一步强调“人工智能是引领新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力,正在深刻改变人们的生产、生活和学习方式”。

迅猛发展的人工智能(AI)技术已在多个领域引发深远的变革,2024年诺贝尔物理奖与化学奖对AI领域开创性工作的认可,更凸显了其全球影响力。AI技术在大气科学领域的应用也带来了前所未有的变化与潜力。基于这一背景和需求,兰州大学在2023年对本科人才培养方案进行了调整,新开设《大气科学人工智能技术及实践》和《地球科学人工智能技术》本科生课程,并设立“大数据应用-数字与智慧地球”微专业。2024年,兰州大学正式组建气象人工智能研究院,以推进大气科学与人工智能的深度融合。


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目前国内高校缺乏专门面向大气科学本科生的人工智能教材。为满足这一教学需求,由黄建平院士作序推荐的《大气科学中的人工智能技术》(74.2万字)由气象出版社2024年9月出版。该教材已入选甘肃省首届“十四五”普通高等教育本科省级规划教材建设项目。

《大气科学中的人工智能技术》系统介绍了当前的人工智能技术及其在大气科学中的应用实践。通过结构化的理论讲解和丰富的实践案例,读者将掌握从数据分析到深度学习的核心技术,并将这些方法应用于气象数据处理、天气预报、气候变化分析等实际问题的解决中。全书分为六大篇章,共30章内容,篇章目录如下图所示:


人工智能基础篇:介绍AI的基本概念,包括数据预处理、特征提取、降维技术和数据可视化方法,帮助读者建立AI基础概念并掌握常用的气象数据处理方法。

自然启发的人工智能篇:系统讲解进化算法、群体智能算法等自然启发算法的核心原理,学习如何利用这些方法提升天气预报精度、优化气候模式,并应对极端天气和气候变化等复杂问题。

机器学习基础篇:涵盖线性模型、决策树、集成学习、支持向量机、朴素贝叶斯算法和聚类算法等经典机器学习算法,帮助读者掌握多种机器学习算法的理论及其在大气科学中的应用。

深度学习基础篇:结合实际应用深入讲解前馈神经网络、卷积神经网络、循环神经网络、Transformer、图神经网络、生成模型和扩散模型等深度学习技术,帮助读者理解这些模型的基本原理及其在大气科学中的应用潜力。

人工智能拓展篇:介绍表征学习、迁移学习、强化学习、小样本学习、联邦学习等前沿技术,总结与大气科学紧密相关的时间序列分析、自然语言处理、图像和视频生成模型、气象大模型等任务,为读者提供更丰富的AI视角。

人工智能可解释性技术篇:阐述机器学习模型的可解释性技术和人工智能因果推理方法,以提升AI技术在大气科学应用中的可信度和可解释性。

谨向在本书出版过程中给予支持和帮助的每一位朋友致以诚挚的谢意!由于编写时间较紧、版面有限,加之作者水平有限,书中难免存在疏漏和不足之处,恳请各位同行与广大读者批评指正,以便不断完善提升。

详细章节如下图所示(滑动):

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主编介绍:

陈斌

    兰州大学大气科学学院教授,博士生导师,兰州大学气象人工智能研究院院长。2012年获得理学博士学位,2010年赴美国加州大学San Diego分校Scripps海洋研究所交流学习两年,是黄建平院士团队成员。主要研究方向:气象人工智能。近五年围绕气象人工智能方向发表第一/通讯作者论文20篇(包括在npj Climate and Atmospheric Science等SCI期刊收录18篇);第一完成人授权软著和专利12项(发明专利6项);唯一著者出版《大气科学中的人工智能技术》教材1部(74.2万字,气象出版社,该教材获首届“十四五”本科省级规划教材建设项目);是“大数据应用-数字与智慧地球”微专业的负责人;论文Google学术总引1600余次。在科研方面:曾获首届教育部博士研究生学术新人奖、首届甘肃省优秀博士学位论文、甘肃省科技进步二等奖、甘肃省自然科学一等奖、教育部自然科学二等奖和国家自然科学二等奖;参与新冠疫情预测的工作获国务院应对新型冠状病毒肺炎疫情联防联控机制综合组感谢。在教学方面:是首批全国高校黄大年式教师团队骨干成员、首届高等教育(研究生)国家级教学成果奖完成人和2022年甘肃省高等学校青年教师成才奖。

    气象人工智能课题组招收研究生:大气、环境、遥感、计算机、数学等专业背景的硕士和博士研究生,欢迎研究生报考(报考方向:气象学、气象人工智能、大气物理学与大气环境、健康气象等),具体了解请联系:chenbin@lzu.edu.cn。

🛒 点击文末“”阅读原文“”获取本书《大气科学中的人工智能技术》购买链接

出版社:气象出版社

字数:742千字

版本:2024年9月第1版

印刷:2024年9月第1次印刷

定价:98.00元

赠书活动要求

留言获赞前3名读者每人获得赠书1册《 大气科学中的人工智能技术》,包邮到家,截止北京时间10月30日 22:00,以小编截图为准。仅限大陆地区!中奖的粉丝可在留言区查看中奖的信息,请主动私信小编(qxxjgzh),请及时关注。

具体要求:

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