大型天文数据库与虚拟天文台

1. LAMOST 大型天文数据库与虚拟天文台 崔辰州 2001年9月3日 LAMOST，国家天文台

2. LAMOST 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

3. LAMOST 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）

4. LAMOST DPOSS USNO-A2 SDSS 2MASS NVSS FIRST 地基巡天数据 NOAO NRAO ESO NAOC 地基天文台观测数据 MAST IRSA HEASARC 空间天文台观测数据 大型天文数据系统 从数据类型、数据量、数据内容来介绍 地基巡天数据 地基天文台观测数据 空间天文台观测数据

5. LAMOST 地基巡天数据 DPOSS 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

6. LAMOST 地基巡天数据 DPOSS 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

7. LAMOST 地基巡天数据 DPOSS 致密星系团 Hickson 53

8. LAMOST 地基巡天数据 USNO-A2 • 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

9. LAMOST 地基巡天数据 USNO-A2 USNO-A2星表中恒星分布

10. LAMOST 地基巡天数据 SDSS • Sloan Digital Sky Survey • 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

11. LAMOST 地基巡天数据 SDSS Galaxies vs. Redshift

12. LAMOST 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 1997BR

13. LAMOST 地基巡天数据 MACHO • 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 • 由于经费原因，数据仅限于MACHO成员使用 Mt. Stromlo天文台

14. LAMOST 地基巡天数据 ROTSE 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 • 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

15. LAMOST 地基巡天数据 ROTSE C B A D

16. LAMOST 地基巡天数据 NEAT • 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 • NEAT（Near Earth Asteroid Tracking）是此类项目中唯一一个提供数据访问的计划

17. LAMOST 地基巡天数据 NEAT 1997年11月发现的 近地小行星WUZZ

18. LAMOST 地基巡天数据 2MASS • 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 • 3亿颗恒星

19. LAMOST 地基巡天数据 2MASS 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

20. LAMOST 地基巡天数据 2MASS

21. LAMOST 地基巡天数据 2MASS 巡天覆盖 截至2000年10月25

22. LAMOST 地基巡天数据 NVSS • NRAO Very Large Array 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 • Stokes I, Q, U

23. LAMOST 地基巡天数据 NVSS • 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

24. LAMOST 地基巡天数据 NVSS

25. LAMOST 地基巡天数据 FIRST • The Faint Images of the Radio Sky at Twenty-cm survey • 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

26. LAMOST 地基天文台观测数据 • 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

27. LAMOST 地基天文台观测数据 NOAO 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

28. LAMOST 地基天文台观测数据 NRAO 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

29. LAMOST 地基天文台观测数据 ESO 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

30. LAMOST 地基天文台观测数据 NAOC 我国各大天文台站

31. LAMOST 地基天文台观测数据 NAOC 主要数据源 • 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

32. LAMOST 地基天文台观测数据 NAOC 主要数据源 • 密云 • 米波综合孔径望远镜巡天观测资料

33. LAMOST 地基天文台观测数据 NAOC 主要数据源 • 怀柔 • 太阳磁场望远镜观测数据 • 10cm射电望远镜观测数据

34. LAMOST 地基天文台观测数据 NAOC 主要数据源 • 上海余山1.56望远镜观测数据 • 紫金山天文台德令哈站13.7m射电望远镜观测数据 • 云南1米光学望远镜的观测数据

35. LAMOST 地基天文台观测数据 NAOC 主要数据源 • LAMOST • 空间太阳望远镜（SST） • 五百米口径射电望远镜（FAST） • 清华大学硬X射线天文卫星

36. LAMOST NASA空间天文台观测数据 • 数据珍贵 • 科学价值高 • 数据结构相对简单 • 归档情况良好 已经飞出太阳系的旅行者2号

37. LAMOST 空间天文台观测数据 MAST • Multimission Archive at the STScI • 光学、紫外、近红外波段 • 交叉证认工具 • 单一任务数据查询 • 图像光谱预览 • 旗舰数据产品： • HST （已在加拿大、欧洲、日本做了镜像） • 总数据量>10TB

38. LAMOST 空间天文台观测数据 MAST 数据涉及的空间观测计划 • HST • IUE (International Ultraviolet Exlorer) • FIRST • DSS • ROSAT • …

39. LAMOST 空间天文台观测数据 IRSA • NASA红外数据处理分析中心红外科学数据库 • 红外波段数据 • 在软件开发和互联网服务方面处于领先地位 • 提供交叉证认、图像数据查询浏览服务 • 总数据量>15TB

40. LAMOST 空间天文台观测数据 IRSA 数据涉及的空间观测计划 • 2MASS • SIRTF • ISO • IRAS • … IRAS ISSA image coverage

41. LAMOST 空间天文台观测数据 HEASARC • 高能天体物理科学数据研究中心 • 紫外、X射线、γ射线 • 收录有近30年来20多个天文观测项目的数据 >5TB • FTP、WWW、Skyview ROSAT卫星

42. LAMOST 空间天文台观测数据 HEASARC Skyview 最强大的功能是按照用户指定的格式将数据进行投影和坐标转换

43. LAMOST 空间天文台观测数据 HEASARC 数据涉及的空间观测计划 • ROSAT • HEAO 1 and 2 • Chandra • XMM • … XMM

44. LAMOST 其他天文数据中心 • NSSDC（国家空间科学数据中心） • PDS（行星数据中心） • NED（NASA河外数据中心） • CADC（加拿大天文数据中心） • …

45. LAMOST Virtual Observatorys • 原始数据，无论得来的多么艰难、有多么高的科学价值，不有效地利用就像垃圾一样！ • 如何在数据的海洋中有效地发掘知识？ • 我们现在已经学会如何去收集大量的数据，但我们如何去高效的利用它们？

46. LAMOST Virtual Observatorys 虚拟天文台最重要的两项任务 • 数据的融合 • 数据的挖掘和知识的发现

47. LAMOST －VO－ 天文数据互联 数据互联的基础 • 网络语言－XML • 各种网络协议 • TCP/IP • 简单对象访问协议SOAP • 网络服务描述语言WSDL… • 标准化的元数据描述 • 高性能的数据交换格式（FITS？） • 数据中心的高速网络连接

48. LAMOST －VO－ 数据挖掘和知识发现 • 分类技术 • 聚类技术 • 大数据量统计分析技术 • 数据可视化技术 它为己用、洋为中用 把现成的数据管理方法和软件分析技术运用到天文和天体物理中来

49. LAMOST －VO－ 数据挖掘和知识发现 DM＆KDD的科学目标 • 数据质量控制 • 恒星、星系分类 • 稀有（已知类型／未知类型）天体的自动寻找 • 多维数据空间星团、星系团的发现 • 活动星系核、II型类星体的搜索 • 近地天体的搜寻 • …

50. LAMOST －VO－ 数据的可视化 • 虚拟天文台不可缺少的一部分 • 大数据多参数的可视化 • 不同数据、图像的交叉分析将产生令人激动的成果 • 特定目标的信息提取 • 巨大的教育意义和社会价值