大型天文数据库与虚拟天文台
天文课后答案、地球概论课后答案
第一章绪论1.简述天文学的研究对象，研究方法和特点？答：天文学的研究对象是天体，其研究的基本方法是对天体的观测，包括目视观测和仪器观测。
它的研究特点是：（1）大部分情况下人类不能主动去实验，只能被动观测。
（2）强调对天体进行全局、整体图景的综合研究。
表现观测上是全波段、全天候。
在理论上依赖模型和假设。
（3）需用计算机把观测所获得的大量原始资料进行整理。
使天文学研究发生重大变化的另一个技术进步是快速互联网技术，这使得异地天文数据的交换和处理成为可能，使得观测数据具有巨大的科学产出的潜在意义。
目前，虚拟天文台的提出和建设对天文研究意义深远。
（4）具有大科学的特征，需要大量投资。
（5）以哲学为指导。
2.研究天文学的意义有哪些？答：天文学与人类关系密切，天文学对于人类生存和社会进步具有积极重要的意义，突出表现在以下几个方面：（1）时间服务：准确的时间不单是人类日常生活不可缺少的，而且对许多生产和科研部门更为重要。
最早的天文学就是农业和牧业民族为了确定较准确的季节而诞生和发展起来的。
现代的一些生产和科研工作更离不开精确的时间。
例如，某些生产、科学研究、国防建设和宇航部门，对时间精度要求精确到千分之一秒，甚至百万分之一秒，否则就会失之毫厘，差之千里。
而准确的时间是靠对天体的观测获得并验证的。
（2）导航服务：对地球形状大小的认识是靠天文学知识取得的。
确定地球上的位置离不开地理坐标，测定地理经度和纬度，无论是经典方法还是现代技术，都属于天文学的工作内容。
（3）人造天体的成功发射及应用：目前，人类已向宇宙发射了数以千计的人造天体，其中包括人造地球卫星、人造行星、星际探测器和太空实验站等。
它们已经广泛应用于国民经济、文化教育、科学研究和国防军事。
仅就人造地球卫星而言，有通讯卫星、气象卫星、测地卫星、资源卫星、导航卫星等，根据不同需要又有地球同步卫星、太阳同步卫星等。
所有人造天体都需要精确地设计和确定它们的轨道、轨道对赤道面的倾角、偏心率等。
如何处理FAST天文大数据
科学视点ＴＯＰＩＣＳＴＯＰ22如何处理FAST天文大数据贵州天眼是世界上最灵敏的射电望远镜，可以发现宇宙中的脉冲星、观测脉冲到达时间、检验爱因斯坦的相对论。
贵州师范大学副校长谢晓尧教授在演讲中解疑了数据中心对这些大数据的处理方法。
今天演讲的内容包括三方面：FAST早期科学数据中心、网络传输的问题、我们自主知识产权FAST分布式计算软件架构和具体处理的问题。
最后还有一些天文普及。
2014年9月中国科学院国家天文台与贵州师范大学共同签署了FAST 早期科学数据中心，耗费1年半的时间建立，我们早期科学数据中心是在FAST运行阶段探索FAST 数据的创术、存储、计算、安全和管理的最高效、最稳定、最经济的方法。
数据的网络传输数据的网络传输非常重要，FAST建好以后，就有大量的数据要来，首先要解决的就是传输的问题。
F A S T 数据传输的通讯结构并不简单，从贵阳到FAST现场一共是300公里，这300公里，要跨省，要跨州、跨县，一共有21个周转节点，当时是2个G的专线直接拉到我们实验室。
传输结构主要包括两条线，一旦出现问题，数据保证不会中断，这是我们通讯的结构。
FAST脉冲性搜索分布式超算硬件机构，我们走的路还是有借鉴意义的。
在FAST计算里面，我们有四种计算节点，A 计算节点在每一台服务器里面加8块GPU卡，其中2个CPU，一共有10台，这个计算节点我们的理论峰值可以到664T浮点预算。
第二种计算节点B，每一台PC级23加2块GPU卡，一个CPU，一共有60台，峰值我们可以达到1.02的浮点计算。
第三种计算节点，我们是每一台服务器我们两块GPU再加一个CPU，一共是14台，总的计算结果是235P浮点预算。
第四种可以看得更简单，很一般的PC机，每一台PC机只有一块GPU 加一个CPU，最高峰值是378的浮点预算。
所有144个节点的理论峰值2.16P浮点预算，就是每秒2000万亿次浮点预算。
CPU+GPU的计算节点是有自主知识产权设置定制的，从这个角度来说，我们这个还是非常经济和低成本的运转，我们觉得非常非常合适贵州的实际情况。
虚拟天文馆操作手册
最佳答案移动和选取前后翻页放大缩小移动和选取CTRL+上下箭头放大缩小移动和选取鼠标滚轮放大缩小移动和选取鼠标左键选择天体移动和选取鼠标右键取消天体选择移动和选取反斜杠(\) 自动缩小移动和选取正斜杠(/) 自动放大到所选物体移动和选取空格键将所选物体置于屏幕中心显示回车键切换赤道仪和经纬仪显示F1 全屏显示模式开关显示c 星座连线显示开关显示b 星座界线显示开关显示v 星座名称显示开关显示r 星座艺术图像显示开关显示d 星名显示开关显示n 星云名称显示开关：不显示/显示简称/显示全称显示e 天球赤道坐标网格显示开关显示z 循环显示：地平线/地平坐标网格/都不显示显示p 循环显示：无行星标签/有行星标签/行星标签和轨道显示g 地面显示开关显示a 大气显示开关显示f 地平雾气显示开关显示q 方向基点（东、西、南、北）显示开关显示o 切换月面显示比例（4倍/1倍）显示t 天体追踪开关（移动天幕，始终将选中的天体显示在屏幕中央）显示s 恒星显示开关显示4 或者,(逗号) 循环显示：黄道/黄道和行星轨道/不显示显示5 或者 .(句号) 天球赤道显示开关窗口及其他控制CTRL+s 截取屏幕图像写入stellarium*.bmp文件窗口及其他控制CTRL+r 显示/关闭脚本记录器窗口及其他控制CTRL+f 显示/关闭搜索窗口窗口及其他控制h 显示/关闭帮助窗口窗口及其他控制i 显示/关闭信息窗口窗口及其他控制数字1 显示/关闭设置窗口窗口及其他控制m 显示/关闭文字菜单窗口及其他控制ESC 关闭打开的窗口（帮助、信息、设置等窗口）时间和日期6 暂停时间流动（在脚本运行时为暂停脚本执行）时间和日期7 设置时间流动速度为0（时间停止）时间和日期8 将时间设为当前时间时间和日期j 减慢时间流动（在脚本运行时为降低脚本速度）时间和日期k 设置时间流动速度为正常时间和日期l 加速时间流动（在脚本运行时为加快脚本速度）时间和日期- 时间后退24小时时间和日期= 时间前进24小时时间和日期[ 时间后退7天时间和日期] 时间前进7天其他CTRL+c 停止脚本运行其他CTRL+q 退出Stellarium（苹果机上是command+Q）其他< 减小音量（仅在脚本运行时）其他> 增大音量（仅在脚本运行时）其他9 循环设置流星雨流量：低/中/高/很高其他CTRL+SHIFT+h 水平反转画面其他CTRL+SHIFT+v 垂直反转画面其他CTRL+[数字] 启动第[数字]号望远镜对准当前所选天体。
天津大学硕士学位论文
天津大学硕士学位论文虚拟天文台环境下的海量数据存储与访问技术研究Research on Mass Storage and Access Technology in Virtual Observatory学科专业：计算机应用技术研 究 生：李文指导教师：孙济洲 教授天津大学计算机科学与技术学院二零零七年六月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。
特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。
同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。
（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日中文摘要近年来，随着观测设备和观测技术的发展，天文数据呈现爆炸式的增长，而计算机网络技术的快速发展又为这些海量天文数据的共享提供了有力的技术支持，因此，将天文学和计算机技术融合在一起的“虚拟天文台”便应运而生，使得人们突破时间和空间的限制获得丰富的天文数据资源成为可能。
然而，在虚拟天文台环境下，如何对海量数据进行有效存储成为一个亟待解决的问题；同时，如何对海量数据进行快速有效的访问，也是关系到虚拟天文台服务能力的重要课题。
本文以中国虚拟天文台为背景，研究海量天文数据的存储和访问技术。
首先，对当前主要的存储技术进行综合分析和比较，结合虚拟天文台对海量数据的存储需求，设计了中国虚拟天文台的数据存储方案，并对该方案进行评价。
【国家自然科学基金】_大数据量_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730
科研热词 推荐指数 空间聚类 3 空间索引 3 空间数据库 3 四叉树 3 可视化 3 r-link树 3 粗糙集 2 海量数据 2 数据压缩 2 ipv6 2 高速液压系统多缸同步运动装置 1 高速公路 1 高维数据 1 高级综合 1 高密度电法 1 飞行品质 1 预处理器 1 面向对象 1 非均匀离散余弦变换 1 随机访问扫描 1 长期限合约 1 金字塔模型 1 重组织 1 重名分析 1 部分加密 1 遥感影像 1 逼真 1 输入精简 1 转换震相 1 路由查找 1 超声成像 1 质心 1 调度 1 计算机辅助设计模型 1 视频指纹 1 视频保护 1 视差估计 1 裁剪算法 1 虚拟样机 1 虚拟天文台 1 自组织神经网络 1 聚类算法 1 联机分析处理 1 群体一致性修正 1 网格结构 1 网格服务 1 网格 1 统计检测 1 组织 1 组播 1 小波变换 小波分析 对数运算 对数变换器 客户端/服务器(c/s) 实体解析 学习进化 存储结构 存储 子空间 套期保值比率 大群体决策 大气温度 多维数据集 多级树集合分裂算法 多媒体 多分辨率金字塔 基于链接的分析 基于内容的视频检索 地理信息系统 地壳厚度 地壳减薄 图像压缩 图像加密 后验概率 变形预测 发布/订阅 反演 参数嵌入 协整 协同设计 动态网格 加速度传感器 剪枝 前缀层次 前缀区间 制动 分类 分形编码 分层网格 内容保护 六参数映射 光纤传输 信息检索 传输控制协议(tcp) 传输协议 优化算法 事务语义 事件模型 乳腺x光图像 乒乓操作
107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160
天文学中的数据挖掘 精品
天文中的数据挖掘课题
Ofer Lahav, 2006, astro-ph/0610703
Summary on the 4th meeting on “Statistical Challenge in Modern Astronomy” held at Penn State University in June 2006
天文学研究的转变
过去: 100到1000个独立的分布的异构数据 / 元数据 / 信息库. 目前: 天文数据可以从融合的分布资源中获得，如虚 拟天文台. 将来: 随着大型巡天项目的发展，天文学在未来将越 来越成为数据密集型的科学. 挑战: 越来越难于将数据传输到用户…
算法移植到数据 !
数据驱动到数据密集
压缩 (如. 图像和光谱) 分类 (如. 恒星,星系,或伽马射线暴) 重建 (如. 星系模糊图像的重建, 弱引力透镜质 量分布的重建) 特征抽取 (如. 恒星、星系和类星体的重要特征) 参数估计 (如. 恒星参数估计, 测光红移预测, 太 阳系外行星的轨道参数, 或宇宙参数 ) 模型选择 (如. 一颗恒星有几颗行星绕转？)
数据挖掘的常用技术
人工神经网络 支持矢量机 决策树 遗传算法 近邻算法 规则推导 粗糙集
数据挖掘的任务
数据总结 分类分析 聚类分析 回归分析 关联规则分析 序列模式分析 依赖关系分析
偏差分析
模式分析或统计分析 时序数据分析 其它
分类分析
方法
采用何种分类器？
分类算法
分类器可以沿几个正交的轴来 训练，探索所有的维数比较困 难
什么是天琴计划
什么是天琴计划天琴计划是中国国家天文科学中心主导的一个大型天文项目，旨在建设一组世界一流的天文观测设施，以支持中国天文学界的科学研究和教育培训。
天琴计划的主要目标是建设一组大型天文望远镜，包括口径为12米的球面射电望远镜FAST（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope）和口径为6.5米的光学-红外天文望远镜LAMOST（Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope），以及其他的天文观测设施。
FAST望远镜是天琴计划的重要组成部分，它是世界上口径最大的单口径球面射电望远镜，具有极高的灵敏度和分辨率，可以用于射电天文学的多个领域，如脉冲星、银河系和星系的射电观测等。
FAST望远镜的建成将极大地推动中国射电天文学的发展，并且在国际上也具有重要的影响力。
另一个重要的组成部分是LAMOST望远镜，它是世界上口径最大的光学-红外天文望远镜，具有大视场和大光谱分辨率的特点，可以用于大面积天体的光谱观测。
LAMOST望远镜的建成将为中国天文学家提供丰富的观测数据，有助于解决一些天文学难题，如银河系结构、暗能量和暗物质等问题。
除了这两个主要的望远镜之外，天琴计划还包括一些其他的天文观测设施，如天文观测站、数据中心和科研实验室等。
这些设施将为中国天文学家提供良好的工作条件和科研环境，有助于提升中国天文学的国际地位。
总的来说，天琴计划是中国天文学界的一项重要举措，旨在推动中国天文学的发展，提升中国在国际天文学领域的地位。
通过建设一组世界一流的天文观测设施，天琴计划将为中国天文学家提供更多的观测资源和科研条件，有助于解决一些重大的天文学问题，推动中国天文学的发展，为人类认识宇宙和地球的未来做出更大的贡献。
大型天文数据库与虚拟天文台
大型天文数据库与虚拟天文台简介天文学是研究天体及其相互关系的科学，包括对宇宙现象的观测、理论模型的建立和实验验证等方面。
在过去的几十年里，大量的天文观测数据被积累起来。
为了更好地利用这些数据，大型天文数据库与虚拟天文台的出现成为一种趋势。
本文将介绍大型天文数据库和虚拟天文台的概念、特点和应用。
大型天文数据库大型天文数据库是指集合了大量天文观测数据的数据库系统。
由于天文学数据的特殊性，这些数据库需要满足以下要求：1.数据安全性：天文学数据通常是非常宝贵和敏感的，需要采取相应的安全措施保护数据的完整性和机密性。
2.高容量和高性能：天文学数据通常非常庞大，因此大型天文数据库需要具备高容量和高性能的特点，能够存储和处理大规模的数据。
3.快速查询和检索：天文学家需要能够快速查询和检索数据库中的数据，以支持他们的研究工作。
因此，大型天文数据库需要提供高效的查询和检索功能。
4.多模态数据支持：天文学数据常常包括多种类型，如光学、射电、红外等观测数据。
大型天文数据库需要能够支持不同类型数据的存储和查询。
5.易用性和开放性：大型天文数据库需要为用户提供易用的界面和工具，同时也需要支持开放的数据访问接口，以便其他研究者能够方便地使用这些数据。
虚拟天文台虚拟天文台是一种基于大型天文数据库的在线平台，通过提供统一的数据访问接口和分析工具，为天文学家提供便捷、高效的研究环境。
虚拟天文台具有以下特点：1.数据集成：虚拟天文台通过集成多个大型天文数据库的数据，使得天文学家能够在一个平台上访问和使用不同来源的数据。
2.数据查询与可视化：虚拟天文台提供强大的数据查询和可视化功能，天文学家可以根据自己的需求，通过简单的查询操作获得他们感兴趣的数据，并将其以图表或图像的形式展现出来。
3.数据分析和模拟：虚拟天文台提供一些基本的数据分析和模拟工具，使得天文学家能够对数据进行进一步的处理和研究。
这些工具包括数据统计分析、图像处理、天体模拟等等。
我国的五大天文台
我国的五大天文台我国五大天文台指的是紫金山天文台、北京天文台、云南天文台、上海天文台以及陕西天文台。
于1934年建成的紫金山天文台，位于南京市东南区的紫金山上，它是我国建立的第一个天文研究机构，它的落成迈出了我国现代天文研究的第一步，是我国现代天文学的开端。
它拓展了天文研究，并带动了其他天文台站的组建。
为我国天文学的研究不断向更高层次发展作出了很大的贡献。
1958年筹建的北京天文台是一座综合性天文台，主要研究天体的物理特性，总部设在北京海淀区的中关村。
它包括物理、光学等若干实验室和5个观测站。
如今的北京天文台经过结构调整与改革，形成了由一批杰出的学术带头人和优秀青年组成的强盛的朝气蓬勃的科研群体，他们将会为我国天文事业的发展做出更多的贡献。
云南天文台建成于抗日战争时期。
中央天文研究所内迁，在昆明凤凰山建立了云南天文台，也称凤凰山天文台，它是我国海拔最高的天文台。
它的主要任务是地面观测，还包括天体的物理研究。
它的很多研究成果都已经达到世界水平，如恒星演化理论、活动星系核等方面。
云南天文台还与相关部门一起为天文学做出了很多不可磨灭的贡献。
1962年建立的上海天文台，隶属于我国科学院，由徐家汇和佘山两部分构成。
它主要研究的学科是天文地球动力学和星系宇宙学，同时它还积极发展现代天文研究技术，为天文观测研究提供各种技术支持。
陕西天文台于1966年筹建，与别的研究机构不同的是，作为我国的授时中心，它是以时间工作为主的天文研究机构，站内有大量研究仪器，主要从事与时间有关的研究，如时间与纬度的关系，怎样高精度与时间同步。
此外它的另一个主要任务就是向全我国甚至全世界发播时间频率信号。
福建虚拟天文台(Fujian-VO)系统的构建及实现
当 前 的 建 设 贡 献 自 己这 份 微 薄 的 力量 。 本 文 首 先 简要 介绍 目前 虚 拟 天 文 台 的 研究 现 状 ， 而 阐 明 关 于 建 设 福 建 虚 拟 天 文 台 的 继 设 计 思 路和 模拟 操 作 系统 的 功 能 简 介和 实 例 运 用 ， 后 就 实 际 建 设 福 建 虚 拟 天 文 台 最
一
四百 年 前 伽 利 略 首 次 把 望 远 镜 指 向天 空 ， 束 了人 类 一 直 用 肉 眼进 行 天 文 观 测 结 的历史。９ 纪中期 ， ｌ世 照相 技 术 和 光谱 技 术 开 始 在 天 文观 测 中 应 用 ， 纯 以 人 眼作 为 单 天 文 探 测 器 的 时 代 结 束 ， 体 物 理 学 诞 生 天 并 发展 成 为 现 代 天 文学 的 主 流 。 世纪 前 ， 半 在 第 二次 世 界 大 战 中 得 到 蓬勃 发 展 的无 线 电技 术 使得 天 文 学 家 的 视 野超 出 了可 见 光 范 围 ， 电 天 文学 诞 生 。 后 不 久 宇航 时 代 射 此 到 来 ， 天候 和 全 波 段 的 空 间 天文 学 诞 生 。 全 望远 镜 技 术 的 进 步使 得人 类 可 以 建 造 大 型 的空 间天文 台 ， ｙ射 线 、 射 线 、 为 ｘ 光学 和 红 外 天 文 的 发 展 开 辟 了 新 的 前 景 ， 另 一 方 在 面 也促 进 了新 一 代 的大 口径 地 面 光 学 望 远 镜 和 射 电望远 镜 的建 造 。 在 ， 多 国 家 正 现 许 在 计划建造功能更好 、 口径 更 大 的 空 间 和 地 面 望 远 镜 ， 配 备 尺 寸 更大 、 素 更 多 的 并 象 探 测 器 。 着 众 多 先 进 天 文 设 备 的 投 入 使 随 用 ， 必有 大 规 模 的 观测 数据 出现 ， 势 面对 海 量 数 据 的 传 输 和 处 理 问题 ， 助 计 算 机 网 借 络技术解决是最切 合需要的办法 。 ２ 世 纪 是航 天时 代和 信 息 时 代 的新 世 １ 纪 ， 取 天 文 信息 在 我 们 的 生 活 中 具 有 重 获 要 作 用 ， 界 各 国 也 都 高 度 关 注 着 天 文 事 世 业 的发 展 。 目前 ， 我 国的 各 地 都有 开 设 不 在
天文望远镜技术发展现状及对我国未来发展的思考
.天文望远镜的发展【关键词】天文设备，天文望远镜，天文技术1天文学研究与天文技术在国家科技发展中的战略地位1.1 天文学研究成果极大丰富了现代知识体系天文学研究宇宙中各种不同尺度天体的运动、结构、组成、起源和演化，对人类文明和社会进步有着多方面的重要影响。
自古以来，天文学知识和技术在人类生产和生活中发挥着重大作用，历法的制订、测绘、授时、导航等都应用了天文学方法。
随着科学技术的进步，天文学的应用领域不断扩大。
例如，地球气候变化记录中的天文周期，有助于我们了解其在全球变化中怎样发生作用，小行星撞击地球可能导致恐龙灭绝，地球上多次大规模生物灭绝事件所呈现出的周期性可能与太阳系穿越银河系旋臂的周期有关。
此外，对太阳系和空间环境的研究，在人类开发和利用太空的活动中也发挥着极其重要的保障作用。
1.2 天文技术方法是高技术发展的创新源头之一天文学家为探测宇宙最暗弱信号而发展出来的技术和方法已在关乎国家战略发展的诸多高科技领域得到重要应用，成为高技术发展的创新源头之一。
例如，为发展X 射线天文学而组建的小型高技术公司美国科学与工程公司（AmericanScience & Engineering，AS&E）现已发展成为一家国际著名企业，其X 射线成像技术和X 光检测仪器等工业产品被广泛用于科学、国防、教育、医药和安全领域。
该企业创建者之一，里卡尔多· ּ贾科尼博士，因其对X 射线天文学发展的先驱性贡献，获得了2002 年诺贝尔物理学奖；再如，为克服大气湍流对天文望远镜成像干扰而发展的自适应光学技术，已迅速向其他领域推广，在我国也已成功应用于激光核聚变装置波前校正系统，以及人眼视网膜成像。
另外，澳大利亚天文学家将傅里叶变换用于射电天文数据分析，从而得到更清晰的黑洞观测图像，这种处理方法已被广泛应用于通讯领域，成为无线上网技术WiFi的核心技术。
1.3 天文应用观测强力支撑国家导航与空间探测美国国家航空航天局和欧洲航天局等发达国家最具影响力的宇航与空间探测项目，几乎都与天文观测密切相关，并依靠地面观测手段给予强大支撑。
天文观测的历史发展
天文观测的历史发展天文观测是人类对宇宙的探索和研究的重要手段之一。
自古以来，人类就对天空中的星体和天象产生了浓厚的兴趣，并通过观测和记录来揭示宇宙的奥秘。
本文将从古代到现代，介绍天文观测的历史发展。
一、古代天文观测古代天文观测起源于人类对天空的好奇和对自然现象的探索。
早在公元前3000年左右，古埃及人就开始观测太阳的运动，并建立了日晷来测量时间。
古巴比伦人也在公元前7世纪建立了天文台，记录了大量的天文观测数据。
古希腊是天文观测的重要发源地之一。
公元前6世纪，古希腊的天文学家提出了地心说，认为地球是宇宙的中心，其他星体围绕地球运动。
这一理论在古希腊时期得到了广泛的认可，并成为天文观测的基础。
二、中世纪的天文观测中世纪是天文观测的低谷期。
由于宗教的压制和科学的停滞，天文观测的发展受到了限制。
然而，在伊斯兰世界，天文观测得到了一定的发展。
阿拉伯天文学家通过对古希腊天文学的翻译和研究，推动了天文观测的进步。
三、近代天文观测近代天文观测的发展与科学革命的兴起密不可分。
在16世纪，哥白尼提出了日心说，认为太阳是宇宙的中心，地球和其他行星围绕太阳运动。
这一理论的提出引发了天文学的革命，推动了天文观测的发展。
17世纪，伽利略通过望远镜观测到了月球表面的山脉和陨石坑，证实了日心说的正确性。
他还观测到了木星的卫星和金星的光晕，进一步揭示了宇宙的奥秘。
18世纪，开普勒提出了行星运动的三大定律，为天文观测提供了重要的理论基础。
同时，随着望远镜的改进和天文仪器的发展，天文观测的精度和范围得到了大幅提升。
19世纪，天文学进入了一个新的时代。
随着摄影术的发明，天文学家可以通过拍摄天体的照片来进行观测和研究。
此外，光谱学的发展也为天文观测提供了新的手段，通过分析天体的光谱，可以了解其组成和性质。
20世纪，天文观测进入了现代化的阶段。
随着电子技术的发展，天文学家可以利用射电望远镜、X射线望远镜和伽玛射线望远镜等先进设备来观测宇宙。
博士毕业答辩整理.ppt
方法
Parallel HEALPix-index
function ( 12 47 on ( 12 48 )
Parallel HEALPix-index
function ( 12 49 )
Parallel HTM-index
function ( 8 48 )
• 画框：降低计算复杂度
RA_ A RA_ B
r1 r2
cos((DEC _ A DEC _ B) / 2)
DEC _ A DEC _ B r1 r2
• 基于伪二维球面索引的划分方法
HEALPix
HTM
• 使用伪二维球面索引的好处
– 嵌套的层次编号方式: 临近块的ID编码只区别在低位， 且如果Q1区域包含Q2区域，则Q2的编码以Q1的编码 为前缀。
• 数据加载计算流程：Boundary Growing Model
– 减少I/O读取耗时，抑制内存填充速度
• 最大生长块概念
•增强Boundary Growing Model效果
•自适应于天体密度
•过滤空白区域
• 自顶向下的最大生长块快速确定方式
Empty Table of 00101001
E
E
00101001010101
E
E
00101001110000
EE
EE
00101001110001
EE
EE
00101001110010
00101001110011
00101001111100
00101001
Found biggest blocks
• 并行算法设计
• 研究意义
– 虚拟天文台项目数据访问服务的核心模块 – LAMOST望远镜大科学工程三大子课题之一 – 中国科学院天文科学主题库索引层建设的必
空间天文观测和分析技术
空间天文观测和分析技术是天文学的重要组成部分。
在过去的几十年里，随着技术的不断提升和新仪器的不断推出，天文学家已经能够观测到更远更深的宇宙，收集到更多的天文数据，并从中探索出许多有趣的现象和规律。
本文将从观测设备、数据处理、虚拟天文学三个方面来介绍的一些进展和应用。
一、观测设备空间天文观测需要用到各种精密的设备，如望远镜、光谱仪、成像仪等。
这些设备需要能够在极端的温度、压力和辐射环境中正常工作，并且需要具备高精度的定位和跟踪能力。
在过去的数十年里，人们已经研制出了一系列能够在太空中工作的天文观测设备，例如哈勃空间望远镜、普朗克卫星、斯皮策太空望远镜等。
哈勃空间望远镜是一个历史性的天文观测设备，它于1990年发射并进入轨道。
哈勃望远镜能够观测到远离地球上千万光年的星系，揭示出宇宙的演化史和星系的形成、演化过程。
普朗克卫星则是一种测量宇宙微波背景辐射的设备，它于2009年发射并进入轨道。
普朗克卫星的数据显示，宇宙微波背景辐射的温度呈现出非常均匀的分布，但在微小的尺度上存在着极微小的非均匀性，这些非均匀性可能是宇宙大爆炸后形成的原初密度波造成的。
斯皮策太空望远镜是一种红外线望远镜，它用于观测太空中的行星、恒星、星系和星云等天体。
斯皮策望远镜的观测数据帮助我们深入了解了许多天体的物理特性和演化史。
例如，斯皮策望远镜观测到了海王星的大气层中存在着巨大的暴风，风速可达每小时1000公里以上，这是太阳系中最强的气旋风暴之一。
二、数据处理在观测到天文现象之后，科学家需要对观测数据进行处理和分析，从中提取出有用的信息和规律。
随着计算机技术的飞速发展，数据处理的速度和精度也得到了极大地提升。
在天文学家的工作中，数据处理和分析涉及到许多领域，如图像处理、信号处理、统计学和数学建模等。
例如，在对宇宙微波背景辐射数据进行处理和分析时，科学家需要利用图像处理技术将数据处理成一个一个的图像块，并且对这些块进行比较和拟合，以找出其中存在的非均匀性和规律性。
中国虚拟天文台交叉证认工具的开发和应用
第49卷第3期2008年7月天文学报A C T A A ST R oN oM I C A SI N I C AV oL49N o．3J ul．，2008中国虚拟天文台交叉证认工具的开发和应用*高丹+张彦霞赵永恒(中国科学院国家天文台北京100012)摘要随着空间和地面巡天项目的发展，天文数据呈指数增长，天文学已发展到全波段的天文学时代．为了应对形势的需要，虚拟天文台应运而生．为了使天文学家做起科学来更方便快捷，虚拟天文台项目开发了各种实用工具．在数据融合方面，中国虚拟天文台项目开发了交叉证认工具．该工具主要实现了两个服务：一个是服务器端两星表交叉证认；另一个是用户上传星表与服务器端星表交叉证认．前者两星表直接进行交叉证认，后者则先将本地数据自动入库再进行交叉证认．程序还实现了对交叉证认结果的分类和参数的自由选择等功能，以及与可视化工具v()Pl ot的集成．该工具以客户端／服务器端模式的w e b网页形式发布．此工具为多波段数据融合提供了便利，是对两个大星表交叉证认工作的预研究．在以后的工作中，将不断地更新和完善该工具，并将在此基础之上进一步开发统计分析和数据挖掘等工具．关键词方法：数据分析，方法：统计，天文数据库，星表，巡天中图分类号：P114；文献标识码：A1引言随着科学技术的发展，天文学步入了数据丰富的时代，数据以T B、甚至PB量级计量．天文数据覆盖了从伽玛射线、X射线、紫外、光学、红外到射电等波段，天文学发展成为全波段天文学．各个波段的数据是高度相关的．若要获得对天体或天文现象更深入全面的认识和理解，需要在多波段的高维参数空间内进行探索和研究．融合的数据通常能促进新的天体、现象或规律的发现．例如：可见光波段与射电波段数据的融合发现了类星体．而来自不同项目、波段和时间的各种数据的共同属性只有位置，因而若想融合各个波段的数据，位置交叉证认是关键．通过证认可以对天体的物理性质、演化规律获得更全面系统的认识，加深对证认源的新的天文理解，为统计分析、数据挖掘做准备．而研究天体在多维参数空间中的分布，提取的天体的信息越多，越有利于天体的分类．另外，通过多波段交叉证认，增加了发现新天体的概率．天体多波段交叉证认是L A M O s T项目(t he L ar ge Sky A r ea M ul t i一0bj ect Fi ber Spe ct r osc opi c T e l e sc ope，LA M O ST)的科学目标的三大核心课题之一[1]，也是要求数据融合的虚拟天文台项目的底层技术之一[2-3]．正是基2007一06—26收到原稿，2008一01一07收到修改稿*国家自然科学基金(10473013，90412016，10778724)资助项目十gaoda n2008@gr Il ai l．c om3期高丹等：中国虚拟天文台交叉证认工具的开发和应用349于这些因素，我们更加需要开发切实可行的、方便友好的交叉证认工具，一方面解决天文学家由于无法方便地获得大量多波段数据而难以进行多波段数据研究的课题；另一方面为中国虚拟天文台项目探讨从底层的数据到融合数据再到数据的可视化和挖掘提供技术支持．2国外研究现状随着计算机、互联网技术的发展，海量的天文数据有了比较好的归档，并提供了互联网服务．世界上已有多家天文数据中心和虚拟天文台项目在天文数据存储、查询和分析等方面做了大量的工作，并开发了一系列实用工具．其中不少的工具可以实现交叉证认服务．目前，国外常用的交叉证认工具有：vi zi eR、Si m bad、A1adi n、M A ST、E SO、N ED、O penSkyQ ue r y、TO PCA T等．vi zi eR现已收集了5000多个星表[4。
中国天文数据中心数据管理系统技术路线图
CAsDC-ROADMAP-2017-2020中国天文数据中心数据管理系统技术路线图v0.1中国虚拟天文台版本历史版本日期负责人备注v0.02017-06-22何勃亮开始v0.12017-07-07何勃亮第一个小阶段版本更新时间：2017年7月18日目录第1章前言1第2章目标与路线32.1目标 (3)2.2预期典型应用场景 (3)2.2.1主数据中心 (3)2.2.2子数据中心或望远镜运行中心 (4)2.2.3个人用户 (4)2.2.4定制用户 (5)2.2.5虚拟天文台程序 (5)2.2.6手机端 (5)2.3路线图与工作计划 (5)2.3.1近期目标（2017.12） (6)2.3.2中期目标（2018.12） (6)2.3.3长期目标（2020.12） (6)第3章元数据73.1数据元数据 (8)3.1.1望远镜元数据 (8)3.1.2数据集元数据 (9)3.1.3专题库元数据 (9)3.1.4数据表元数据 (9)3.1.5文件元数据 (9)3.2运行数据 (10)3.2.1观测日志 (11)3.2.2运行日志 (11)3.3服务数据 (11)3.3.1论文数据 (11)3.3.2项目数据 (12)3.3.3成果数据 (12)3.3.4新闻报道数据 (13)第4章朱雀系统架构154.1网络拓扑 (15)4.2系统架构 (16)4.3单机模式 (17)4.4系统功能流程 (17)4.5功能模块 (17)4.6底层存储架构 (20)4.7节点数据存储架构 (20)4.8数据库体系架构 (22)第5章结语25插图图4-1网络拓扑 (15)图4-2系统架构 (16)图4-3单机模式 (17)图4-4系统功能流程 (18)图4-5功能模块 (19)图4-6分布式存储节点 (20)图4-7底层存储架构 (21)图4-8节点 (21)图4-9节点数据存储架构 (22)图4-10数据库体系架构 (23)第1章前言1第1章前言本文的目标是简要说明构建满足中国天文数据中心与数据相关的管理与运行需要的一系列基础设施的技术路线图（2017-2020），目标是构建一个综合性的天文数据管理系统，技术路线是从两个方面入手：一是构建数据的元数据体系，二是构建朱雀分布式数据管理系统。
L- A- M- O- S- T-与-虚拟天文台课件
精
27
虚拟天文台与多参数空间中样 品的选择
推广到：
更多的参数：探索过去不太熟悉的参数
空间
更多的样品：更有效的分类方法
精
28
多波段巡天资料 → 多参数空间
参数空间：
从射电红外、可见光、紫外、X射线、 γ射线各个不同的电磁波段上: 流量、波长、角分辨率、面亮度、偏 振 其它：形态、运动速度、时间变化
LAMOST是对选定目标的进行光谱巡天的 望远镜,输入星表的选取决定了LAMOST 的科学产出。
LAMOST的观测结果，将成为国际虚拟天 文台中的一个重要组成部分。
精
3
样品的选取：
河外天文学及宇宙学的研究：星系的
选择
传统的样品的选取方法：在POSS底片（或 CCD图象）上，根据形态区分恒星与星系， 对限定的星等范围内选择观测对象。
虚拟天文台的建立，使我们可以利用更多 的参数（各种波段上）的信息，选择具有 更明确物理性质的观测对象进行观测。
精
4
精
5
精
6
多波段巡天的资料
射电 FIRST, NVSS, WENCS, GB6……. 红外 2MASS, DENIS, IRSA 光学 SDSS（五种颜色),POSS,UKST,ESO….
bias
精
10
选择星系样品的发展方向
在多维参数空间中选择样品 维数 : 1LAMOST输入星表工作的发展方向
精
11
例子： SDSS巡天中LRG样品的选取
LRG：Luminous Red Galaxy（占用巡天光纤数 的12%）
科学目标：
*研究高红移（Z=0.5）的星系团 *巨椭圆星系自身的演化 *拓宽研究宇宙大尺度结构的深度
美国：开源软件支持科学超级计算机
美国：开源软件支持科学超级计算机
Ｉ ｅ ｔ． ｕ 近 日， ｎ ｍｅ ｅ 讯 ｔ ２ｄ 最新的全球前５０ ０ 名超级计算机排名发布， 印地安那州立大学的超级计算机集群 Ｂ ｅ 榜上有名， ｉ Ｒｄ ｇ 排名第 ２ 位。 ３ Ｂｇ Ｒ ｄ ｉ ｅ 采用了 Ｉ Ｍ 最新的技术，是 目 Ｂ 前最大的 Ｉ Ｍ ｅ ３ ０ Ｂ ｌ５ 系 统，理论计算能力可达到每秒 ２ ． 万亿次。 ０４ 印地安那州立大学通过一套开源软件操纵Ｂｇ Ｒ 。为了达到最 ｉ ｅ ｄ 高并行处理效率，印地安那州立大学将采用消息传递并行程序设计的 标准 Ｏ ｎ Ｉ（ ｅｓｇ ａｓ ｇ Ｉｔ ｆ ｅ ， ｅ ｐ ＭＰ Ｍ ｓ ｅＰ ｓ ｎ ｎｅ ａ ） 并且使用性能分析工 ａ ｉ ｒｃ
据服务和信息服务等。
加拿大 ：Ｆ ｄ ｒ 计划应对突发事件管理 ｅＧ ｉ ｄ
Ｃ ｎ ｒ ．ａ ａ ａｉ ｃ讯 ｅ 突发事件管理是加拿大政府和军队 日益增长的需 求，管理人员比以往 更需要 工具和培 训，从而更好应对环境灾难。
Ｆｄ ｒ 计划 （ ｅＧｉ ｄ 联盟网格） 将利用 已 有的军队标准和技术来构建具有扩 展性协作 网格平台，以支持大范围的分布式仿真 ， 包括突发事件管理 训练、军队训练、高性能 图像处理和高效的电脑游戏开发。 该项 目 有众多的参与单位， 信息解决方案提供商Ｍ Ａ公司及软件 Ｄ 开发公司Ｍａｎ ｔ ａ ｅ 合作开发基础设施及仿真技术以构建仿真模 ｇ ｅ ｒＧ ｍ ｓ ａ 训练器。大学合作成员 （ 包括卡尔顿大学、渥太华大学和英属哥伦比亚 大学） 负责基础设施研究和演示， 家防御研究合作者Ｄ Ｄ — ａ ａｔｒ 国 Ｒ ｃ Ｖ ｌ ｒｅ ｃ ｉ 提供演示用数据集，并负责评估。加拿大高级网络开发组织 Ｃ Ｎ Ｒ Ｅ Ａ Ａ Ｉ 提供 １ 万美元项 目 ９ ０ 经费，该项 目 的总经费将达到 ２ 万美 ６ ０ 元。
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从数据类型、数据量、数据内容来介绍 DPOSS 地基巡天数据 USNO-A2
NOAO SDSS
地基天文台观测数据 NRAO 2MASS ESO NVSS MAST NAOC FIRST IRSA HEASARC
空间天文台观测数据
地基巡天数据
Digitized Palomar Observatory Sky Survey 以POSS－II为基础 三个光学波段（g、r、i）的北天巡天 每个波段40个参量 极限蓝星等B＝22 SKICAT软件(SKy Image Cataloging and Analysis Tool) 星表保存在一个关系型数据库中
地基巡天数据
最终产品将是PNSC（Palomar Norris Sky Catalog） 五千万到一亿个星系 10到20亿颗恒星 每个目标一百多个属性 蓝端极限星等22
21等以上天体恒星／星系分类准确率90％以上
总数据量3T左右，完成后将释放
地基巡天数据
致密星系团 Hickson 53
地基巡天数据
Stokes I, Q, U
地基巡天数据
数据产品
2326幅4＊4度Stokes I、Q、U三参量图像＋离散元表 空间分辨率45''，极限强度2.5 mJy 数据可通过匿名FTP、WWW方式访问
地基巡天数据
地基巡天数据
The Faint Images of the Radio Sky at Twenty-cm survey
地基天文台观测数据
兴隆
2.16米光学望远镜的观测数据 60/90cm 施密特望远镜的 BATC 巡天观测数据 60cm 光学望远镜的超新星巡天 观测数据
全天巡天 对POSS-I的O、E波段底片，英国科学研究学会SRC-J巡 天底片，欧南台ESO-R巡天底片进行数字化，总数据量超 过10TB。 五亿颗原始源，极限星等B~20 天体信息包括：天体坐标（J2000历元）、红蓝星等
地基巡天数据
USNO-A2星表中恒星分布
地基巡天数据
Sloan Digital Sky Survey
由于经费原因，数据仅限于 MACHO成员使用
Mt. Stromlo天文台
地基巡天数据
Robotic Optical Transient Search Experiment 自动光学快速搜寻试验
主要搜寻目标是γ暴的光学对应体 1998年开始，48个长焦距照相机阵每晚两 遍对全天拍照 极限星等15.5
正在进行中的射电巡天 计划覆盖南北两银极附近一万平方度的天区 数据及时释放
价值很高、数据格式千差万别 数据的复杂性和资金的短缺限制了数据的整理和共享 对主要天文台的观测数据进行整理是十分紧迫的任务
Mauna Kea
地基天文台观测数据
美国国立光学天文台
“save-the-bits”： 整理望远镜的 观测数据（正在进行 中） >10TB
3亿颗恒星
地基巡天数据
最终的数据产品： 数字星图 >100万张8'X16'分辨率4''
星表
3亿颗恒星的坐标、流量 扩展星表 50万星系和其他天体的坐标、星等
地基巡天数据
地基巡天数据
巡天覆盖 截至2000年1Array Sky Survey 国立射电天文台甚大阵巡天 向公众开放的射电连续谱巡天 覆盖-40度以北的天区 180万个离散射电源的总强度和线偏振数据
2001年9月3日 LAMOST，国家天文台
引言
迎接数据量极为丰富的天文学新时代
从γ射线、X射线、紫外、光学、红外到射电 上T量级的数据量、数十亿颗源、每个源又有数十上百个参量
天文数据的分类
图像数据 特定时间（历元）、特定波段天空的二维图像 可用成像仪（CCD）或数据处理得到 星表 一般从图象处理得到 分光、偏振数据 可以提供天体的距离、化学组成、动力学等信息 时域数据 快速移动天体、变星 模拟数据 借助计算机强大的数据处理能力（宇宙的大尺度结构、 恒星／星系的形成和演化）
地基巡天数据
旨在寻找微引力透镜、γ射线暴、 近地小行星、其他太阳系天体等时变目标的试验和巡天计划
地基巡天数据
利用微引力透镜效应寻找大质量致 密银晕天体（ MACHO ），比如褐矮 星、行星
Mt. Stromlo天文台50英寸望远镜 双通道8个2048＊2048的CCD 每晚几个GB的数据量
整个巡天计划 10 万张图， 7TB 的数 据量
第一个北银极半球CCD光谱巡天
1万平方度 五个波段 收录 1 亿个源，包括星系、类星体 、恒星 原始数据量超过40TB 处理后约为1TB，包括：1百万条光 谱、一亿个源的坐标图像参数数据 、每个天体在每个波段的缩略图
地基巡天数据
0.02
0.03
0.05
0.1
0.2
0.5
Galaxies vs. Redshift
地基天文台观测数据
美国国立射电天文台
已经对自己拥有的数据进 行了整理归档 >10TB
地基天文台观测数据
欧洲南方天文台
较早认识到数据归档重 要性的天文台 对4台8米的望远镜采用 统一 自 动 的 数 据 采 集归 档机制 20TB每年
总数据量达数百TB VLT of ESO
地基天文台观测数据
我国各大天文台站
NEAT（Near Earth Asteroid Tracking）是此类项目中唯一 一个提供数据访问的计划
地基巡天数据
1997年11月发现的 近地小行星WUZZ
地基巡天数据
Two Micron All-Sky Survey 近红外全天巡天计划 J、H、KS波段 1997年春～2000年 2002 年将公布最后星表， LAMOST 现有部分数据（ 2 DVD ） 两台1.3米望远镜（Hopkins AZ和CTIO Chile） 12TB图像数据 100万星系
原始数据约4TB，由于经费限制阻止了数据 的开放过程
现在使用4个0.5米口径视场2度的望远镜进 行全自动巡天，极限星等18～19
地基巡天数据
C B A D
地基巡天数据
NEAT、Catalina、LINEAR、LONEOS、Spacewatch 以发现和研究近地天体，小行星和彗星，为目的的巡天 项目 这些计划总的数据每晚可产生200GB 现在得到的数据约10TB，并在不断增长中