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多種装置データの同時解析

多種装置データの同時解析. 2014 June 20 T. Kawate. よくある使用法. 彩層やコロナの絵に光球 ( 磁場 ) を重ねる 撮像データと分光データを同時解析する コロナループと電波・硬 X 線源の位置を確認する 手を加えた物理量の 2 次元分布を作成した上で、他の観測量との比較を行う. 手順. 地上観測でも衛星観測でも、とりあえず必要なデータ間で位置あわせを行う。 ヘッダ情報の (solar-X, solar-Y) は、 衛星データ であっても数 arcsec はまずずれている。 地上はそもそも自力で位置情報を決定する必要がある

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多種装置データの同時解析

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  1. 多種装置データの同時解析 2014 June 20 T. Kawate

  2. よくある使用法 • 彩層やコロナの絵に光球(磁場)を重ねる • 撮像データと分光データを同時解析する • コロナループと電波・硬X線源の位置を確認する • 手を加えた物理量の2次元分布を作成した上で、他の観測量との比較を行う

  3. 手順 • 地上観測でも衛星観測でも、とりあえず必要なデータ間で位置あわせを行う。 • ヘッダ情報の(solar-X, solar-Y)は、衛星データであっても数arcsecはまずずれている。 • 地上はそもそも自力で位置情報を決定する必要がある • 位置あわせ情報を元に、移動・回転・スケールをそろえる。 • 同じ位置(ピクセル)のデータ同士を比較する

  4. 位置あわせ • 衛星データに関しては、ピクセルスケール情報は各装置毎で大体信用している • 地上データはピクセルスケールも調整。DSTなどで自分で視野など決めたものなら、大体の大きさまでは絞り込める。分かりやすい形の黒点があればそれであわせるが、静穏領域の観測の場合は同じ光学系で一度活動領域やリムに視野を向けて、プレートスケールのキャリブレーションをしたほうがいい • 個人的に一番楽なのは、mapをまず作成する方法 • 注意)mapプロシージャ群はSSW依存関数です。

  5. mapについて • 以下の要素の入った構造体。 • IDL> plot_map,map • でおなじみの絵が出来る

  6. mapの便利な点 • 座標情報をもとに、2種類以上のデータを座標をそろえて表示できる • IDL> plot_map, map1 • IDL> plot_map, map2,/over, levels=[-500,-100,…] • IDL> plot_map, map3,/over, levels=[100,500,…] • map構造体の中の変数を書き換えるだけで位置あわせが出来る SDO AIA131にHMI磁場を負を黒、白を正の等高線でプロットしたもの

  7. mapの作成 • fits headerなどに座標情報などが記述してある場合 • IDL> index2map, index, data, map • mreadfitsで読めるような一般的なfitsファイルならいきなりmapに出来る • IDL> fits2map, filename, map • 元データにindexが存在しないとき、とりあえずmap構造体を作ったうえで、構造体の中身を編集する • IDL> map=make_map(data) • dataが3次元の場合は複数mapの配列になるので、map構造体の中身を調整する際は何枚目かを明示する (map[24].xcなど)

  8. 位置あわせ • map構造体の中身を編集 • IDL> map1=map1_orig • IDL> map1.xc=map1_orig.xc+2 ;2arcsec西に移動 • IDL> map1.yc=map1_orig.yc+3 ;3arcsec北に移動 • … • IDL> plot_map,map1 • IDL> plot_map,map2,/over • 一つの装置の位置安定性は短い時間なら比較的保証されるので、一度上記操作でオフセット量が決まればあとは2フレーム目、3フレーム目…に適応できる • 差動回転が無視できないくらい時刻の違うデータを比較する場合はdrot_mapなどを使用

  9. 多種データの位置あわせの組み合わせ例 • EUV imaging系同士: FeXII 195Aは大抵データあり。AIA193とあわせる際にはフレアの起こっていない活動領域で • AIA-可視光: AIA1700とG-bandやcontinuumなどの光球データ • 形成高度がほぼ同じもの：AIA304とHα、MgIIとCaIIなど • 野辺山電波ヘリオグラフ : 元々分解能が15arcsecくらいなので、大抵そのまま信じる • RHESSI : 数keVで像合成したものとHinode/XRTなど。だいたいあっている。 • Yohkoh : SXT・HXT同士のオフセットは既知なので、SXTと他のコロナ画像を合わせた上でHXTを合わせる

  10. 注意が必要なもの • SOHO EIT: full disk観測なのでlimbであわせることは出来るが、数10arcsecくらいずれているのがざら • SOHO MDI・EIT/SDO HMI:時期によって180度回転している • ただしindex.crota=180などになっているため、dataを調整したらindex(center, angle)も要調整 • SOHO : 地球周回ではなくラグランジュポイントを飛んでいるので、その他の地球周回衛星との位置あわせの際には以下の変換が必要 • map2=map2earth(map1) • RHESSI: たまに位置較正データがおかしく、90度くらい回転しているときがあり • 派手なフレアなら中の人がこっそりヘッダを直している場合もあり • Hinode/EIS: 長波長CCDと短波長CCDで結像位置が異なるので、各々で位置あわせが必要 • 自分で観測した可視分光データ:　ヘアライン・スリットジョーを使ってください

  11. mapで位置あわせが済んだ後 • 位置の確認を議論するだけならそのままですむ • running differenceなどの解析ならmap.dataの中身を編集するか、新たなマップをmake_map(diff_img)で作成し、map.data以外の内容をコピーする • ある特定の位置のピクセルの時系列やスペクトルを詳細解析する場合、個人的には3次元データに戻ったほうがやりやすい

  12. 2種以上のデータキューブ同士の位置あわせ • map.dx/dyを参考に、ピクセルスケールを合わせる(congrid) • map.roll_angleを参考に、回転して太陽の北などに上をそろえる(rot) • map.xc/ycを参考に、画像左下を合わせたい座標にそろえる(shift) arcsec分*dx/dy分 • 大まかに位置が合ったかどうかは、私はサイズを合わせて引き算や割り算(tvscl,data2/data1など)を使うことが多いです plot_image,ha_data/eis_data　を行って、 cursor, x,y& plots, x,y, psym=2, color=***　した結果

  13. 拡大縮小・回転・移動 • congrid関数 : 任意縮尺で拡大縮小 • rot関数 : 任意角度で右回り回転。デフォルトなら回転中心は画像の中央のピクセル • shift関数 : sub pixelには対応していないので、その場合は一度congrid/rebinで大きくしてshiftしてcongrid/rebinで小さくするなど。この場合どうやってもinterpolateが入る

  14. あとはどのように物理量を求めるかです • スペクトルからドップラー速度マップを出すもよし • 電波のべき分布マップとフレアループを見比べるもよし • X線マップから柱密度分布をだすもよし • 黒点の磁場強度と光球・彩層の輝度を比較するもよし • ローカルな流速をマップにして見やすくするもよし • 。。。 • 楽しい研究ライフを！

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