領(lǐng)域?qū)Ｓ眯涂茖W(xué)大數(shù)據(jù)智能分析軟件

自然科學(xué)包括大量細(xì)分領(lǐng)域，每個領(lǐng)域都存在專用的科學(xué)數(shù)據(jù)分析軟件，本文選取其中若干代表進(jìn)行分析，并將這些軟件分為兩類進(jìn)行介紹：經(jīng)典的領(lǐng)域?qū)Ｓ每茖W(xué)數(shù)據(jù)分析軟件和新興的領(lǐng)域?qū)Ｓ每茖W(xué)數(shù)據(jù)分析軟件。

經(jīng)典的領(lǐng)域?qū)Ｓ每茖W(xué)數(shù)據(jù)分析軟件。這類軟件是特定領(lǐng)域科學(xué)家專門研發(fā)的系統(tǒng)，適合對該領(lǐng)域的科學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行專門處理、計算和分析。ROOT是歐洲核子研究中心（CERN）開發(fā)的開源軟件，主要用于粒子物理實驗的數(shù)據(jù)處理、科學(xué)計算和可視化分析，提供數(shù)學(xué)及統(tǒng)計工具、并行處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及多變量分析軟件包，是目前高能物理領(lǐng)域數(shù)據(jù)分析的典型工具。AstroML?是面向天文領(lǐng)域的機器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘算法包，建立在NumPy、SciPy、Scikit-Learn?等?Python?算法庫基礎(chǔ)上，提供了多個開放天文數(shù)據(jù)集的加載器，以及大量天文領(lǐng)域的分析與可視化數(shù)據(jù)集案例。目前，這類領(lǐng)域?qū)Ｓ密浖圆捎脝螜C部署，無法進(jìn)行分布式并行的大數(shù)據(jù)處理分析，并且尚未對深度學(xué)習(xí)技術(shù)提供集成與支持。

新興的領(lǐng)域?qū)Ｓ每茖W(xué)數(shù)據(jù)分析軟件。這類軟件指采用了大數(shù)據(jù)、機器學(xué)習(xí)和云計算等新技術(shù)的分析軟件。SDAP?目前是?Apache?軟件基金會的孵化項目，是面向地球物理海洋學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)大數(shù)據(jù)分析平臺。SDAP依賴于?NEXUS?系統(tǒng)進(jìn)行大數(shù)據(jù)處理，NEXUS?是由美國國家航空航天局噴氣推進(jìn)實驗室（NASA/JPL）開發(fā)的一個軟件項目，采用?Map/Reduce?分布式并行計算技術(shù)，旨在對?NASA?各種任務(wù)收集的大型數(shù)據(jù)集進(jìn)行科學(xué)分析。美國國家能源研究科學(xué)計算中心（NERSC），具有美國能源部科學(xué)局的主要科學(xué)計算設(shè)備。最近?NERSC?支持將深度學(xué)習(xí)應(yīng)用到氣候研究、中微子實驗以及神經(jīng)科學(xué)研究，并取得了一批突破性科學(xué)發(fā)現(xiàn)。Verily Life Sciences（原谷歌生命科學(xué)公司）的研究人員開發(fā)了一種深入學(xué)習(xí)軟件工具?DeepVariant，該工具可將基因組信息轉(zhuǎn)換成圖像進(jìn)行分析，可顯著提升基因變異的識別準(zhǔn)確率。Google Earth Engine?是?Google?提供的對大量全球尺度地球科學(xué)資料（尤其是衛(wèi)星數(shù)據(jù)）進(jìn)行在線可視化分析處理的云平臺，相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)家團隊可以利用該平臺提供的長時序近地衛(wèi)星數(shù)據(jù)以及數(shù)千臺的云服務(wù)器進(jìn)行在線數(shù)據(jù)處理和分析，目前已經(jīng)取得了一批有顯示度的研究成果。可以看出，Google Earth Engine?的特定領(lǐng)域海量數(shù)據(jù)、云端分布式并行計算、在線挖據(jù)分析算法庫、地圖即時展現(xiàn)等特點，正代表了新興科學(xué)大數(shù)據(jù)智能分析軟件的發(fā)展趨勢。