中国虚拟天文台交叉证认工具的开发和应用

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VOPlot的集成.该工具以客户端/服务器端模式的web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.     

中国虚拟天文台研发策略与重点

由于不同的天文和技术背景，不同的虚拟天文台项目采取了不同的研究策略。本文首先介绍了国际上几个典型虚拟天文台项目的研发目标和工作重点；然后讨论了包括中国虚拟天文台在内的小型虚拟天文台项目在研发方面的优势和劣势。中国虚拟天文台项目根据自身所处的具体情况确定自己将走应用路线，争取在某些领域取得突破，研发重点包括五个方面：China-VO系统平台建设、国内外天文数据的统一访问、现有天文工具的虚拟天文台集成、天文设备的虚拟天文台集成、虚拟天文台基础上的公众教育。     

基于虚拟天文台的HXMT卫星数据检索发布系统设计与实现

目前,国际上诸多天文项目均遵循虚拟天文台（Virtual Observatory,VO）标准协议开发各天文数据检索发布系统,对外公开发布数据,并对数据资源进行VO注册,从而使用户通过虚拟天文台门户网站即可访问获取不同天文项目的数据集.硬X射线调制望远镜（HXMT）卫星项目也将虚拟天文台技术引入HXMT卫星数据检索发布系统的设计与实现过程中,既满足HXMT卫星数据发布需求,又将HXMT卫星数据融入虚拟天文台环境,实现国际天文数据的共享共用.系统提出了符合虚拟天文台规范的体系架构,并选取SCS锥形检索、VOTable数据格式等虚拟天文台标准协议加以实现,采用MVC模式、SSH框架以及各种J2EE技术进行软件研发,提供检索访问、浏览下载和可视化功能.实践和应用结果表明,系统在解决天文数据资源互操作、共享发布、检索访问及异构应用集成方面均具有可操作性,对我国空间天文卫星数据检索发布系统的研制具有参考意义.     

中国虚拟天文台的核心功能需求调查分析

经过十余年的不断建设和发展,中国虚拟天文台(China-VO)已成为支撑天文学观测、研究、教学的重要技术和资源平台。随着多信使天文学和时域天文学时代的到来,虚拟天文台也需要升级自身的核心能力,给天文工作者提供更精准的服务和技术支撑。为此,中国虚拟天文台团队结合天文学的发展方向和信息技术发展趋势梳理了一份核心技术需求清单,并以问卷的形式针对领域内专家和用户开展了调研。通过对调研结果的统计分析,中国虚拟天文台团队明确了未来一段时期的主要努力方向和目标,计划采用平台化开发模式,并开放第三方开发接口,以吸引更多感兴趣的开发者基于虚拟天文台资源做出实用的工具,更好地实现资源与技术向服务的快速转换。     

虚拟天文台的科学意义

阐述了虚拟天文台的科学目标和一些基于虚拟天文台的成功范例及其优越性，以此显示创建虚拟天文台和构想新的研究范例的必要性，同时也说明虚拟天文台是由需求带动发展，并逐步由虚拟变为现实的研究途径。作为21世纪新的研究平台，虚拟天文台将在知识和技术等方面对天文学家提出新的挑战，提供新的机遇。     

科学工作流技术及在天文研究中的应用探讨

近几年来虚拟天文台技术的发展极为迅速,各国虚拟天文台研究相继启动,一系列虚拟天文台标准被提出并投入应用,有效地推动了信息技术在天文研究中的应用。科学工作流技术作为高性能计算与虚拟天文台中的关键技术,一直是研究的重点。但长期以来,受到业务工作流技术的影响,科学工作流的具体功能与作用,一直不被广大天文工作者理解和重视,限制了科学工作流的推广与应用。对科学工作流进行了深入分析,介绍了其基本功能和业务模型,详细比较了与业务工作流的差异。最后讨论了科学工作流在天文研究中的应用方法,对科学工作流的发展进行了展望。     

新疆天文台数据中心建设与应用

经过多年观测,新疆天文台积累了大量珍贵的观测数据。如何高效管理快速增长的海量观测数据,如何实现全波段观测数据的融合及未来更大口径望远镜产生的海量数据归档与发布是目前新疆天文台急需解决的问题。新疆天文台数据中心面向天文学科研需求提供天文科学数据服务和基础设施,由新疆天文台计算机技术室负责运行与维护。数据中心以最新的虚拟天文台相关标准为基础建设,基本服务包括:为天文观测项目提供数据保存、管理和发布服务;为有价值的天文科学数据及二次处理后的数据提供长期保存和访问服务;为用户提供科学数据归档与发布服务及相关技术支持。数据资源主要有:新疆天文台25 m射电望远镜的脉冲星观测数据;活动星系核观测数据以及分子谱线观测数据。提供的数据服务有:PPMXL星表锥形检索;海量星表数据在线交叉认证;统一内容描述符信息查询等服务。主要介绍新疆天文台数据中心建设及其提供的服务,如何使用已发布的服务在线检索数据及利用标准虚拟天文台工具实现数据操作。     

国内太阳数据VO化初步方案

随着太阳物理研究的深入、观测仪器的发展、观测数据的积累，促使人们去思考这样的问题：利用全世界不同时间、地点、波段的太阳相关数据、历史数据去对很多悬而未解的科学问题寻求答案，同时使研究者容易的去检索这些数据，进行分析，这就是虚拟太阳天文台要解决的问题，也是为什么虚拟太阳天文台项目得到了全世界有关天文台、研究所和大学的积极响应和运作。本文介绍了国内应如何面对虚拟天文台的发展及国内太阳数据VO化初步方案。     

FITS数据文件的检索和访问

普适图像传输系统(Flexible Image Transport System,FITS)是天文学领域应用最广泛的数据格式.自从20世纪80年代FITS格式被国际天文联合会(IAU)正式公布为国际标准以来,大部分的天文数据都是以FITS文件的形式在世界各地的数据中心和天文学家手中保存和交换.采用文件系统方式保存管理的FITS数据文件,很难适应程序化的检索和定位需求.随着FITS文件数量的不断增加以及虚拟天文台技术的发展,为这些以文件形式保存的天文数据提供检索功能的需求越来越迫切.FITS头以关键词值对的形式确切定义了所属FITS文件的结构,还提供了数据本身诸多特性的重要信息.FITS头中保存的这些信息可以满足大部分FITS数据文件查询检索的需求.将FITS头中的信息利用数据库来保存和管理,可以极大的方便对FITS文件的检索和定位.FITS头归档入库系统(FitHAS)是中国虚拟天文台项目开发的一个简单实用的FITS头信息归档入库工具,能够方便的将单个或者多个FITS文件的主FITS头信息导入到数据库中,为FITS数据文件的查询检索奠定基础,进而为虚拟天文台等更高层次的数据访问服务部署创造条件.本文介绍FITS数据格式,FITS头的基本结构;探讨虚拟天文台环境下FITS数据文件检索定位的实现方式;阐述FitHAS的功能特点、设计开发和使用方法.     

中国虚拟天文台数据访问服务

随着科学技术的进步和大批天文观测项目的实施，天文数据正在呈现爆炸式的增长，天文学正进入一个数据富庶的时代。虚拟天文台项目的首要目标就是要解决这些高度分散、复杂、海量的天文数据的统一访问和管理，实现全球天文数据资源的融合，使天文学家能够高效快捷的获取所需的天文数据。中国虚拟天文台项目基于目前的网格技术，设计和实现网格环境下天文数据的查询访问服务，并为客户应用提供统一的访问接口。本文重点介绍了我们采用GlobusToolkit网格开发工具包，按照国际虚拟天文台联盟最新制订的天文数据标准，完成对天文星表数据资源的网格服务封装，实现天文星表锥形查询(Cone Search)和星表查询网格两个数据服务的工作，并介绍了如何使用天文数据服务搭建其他网格服务。     

VOFilter： Bridging Virtual Observatory and Industrial Office Applications

VOFilter is an XML based filter developed by the Chinese Virtual Observatory project to transform tabular data files from VOTable format into OpenDocument format. VOTable is an XML format defined for the exchange of tabular data in the context of the Virtual Observatory (VO). It is the first Proposed Recommendation defined by International Virtual Observatory Alliance, and has obtained wide support from both the VO community and many Astronomy projects. OpenOffice.org is a mature, open source, and front office application suite with the advantage of native support of industrial standard OpenDocument XML file format. Using the VOFilter, VOTable files can be loaded in OpenOffice.org Calc, a spreadsheet application, and then displayed and analyzed as other spreadsheet files. Here, the VOFilter acts as a connector, bridging the coming VO with current industrial office applications. We introduce Virtual Observatory and technical background of the VOFilter. Its workflow, installation and usage are presented. Existing problems and limitations are also discussed together with the future development plans.     

天文底片保存和我国天文底片数字化的建议

阐述了国际上天文照相底片数字化工作的进展:底片的保存、底片数字化的意义和相关技术。扼要地介绍了国际虚拟天文台的情况及其与底片数字化的关系。分析了我国天文底片资料的保存现状,并提出了底片数字化建议:成立由各天文台专家组成的全国底片数字化协调小组,建立各单位保存底片的信息库、改进底片的保存条件、有步骤地对有价值底片上的全部目标进行扫描,以便将其与现代高精度的观测资料相结合,开展有意义的课题研究。     

Astronomical network event and observation notification

Networks are becoming a key element in most current and all future, telescope and observatory projects. The ability to easily and efficiently pass observation data, alert data and instrumentation requests between distributed systems could enable science as never before. However, any effective large scale or meta‐network of astronomical resources will require a common communication format or development resources will have to be continuously dedicated to creating interpreters. The necessary elements of any astronomy communication can be easily identified, efficiently described and rigidly formatted so that both robotic and human operations can use the same data. In this paper we will explore the current state of notification, what notification requirements are essential to create a successful standard and present a standard now under development by the International Virtual Observatory Alliance (IVOA), called the VOEvent. (© 2006 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

天文学中的数据挖掘和知识发现

综述了数据挖掘和知识发现在天文学中兴起的必然性及其这几年的发展状况、实现过程和具体任务。分析了当前天文数据的复杂性，介绍了天文学中数据挖掘的科学要求。系统地概括了近年来天文学中数据挖掘和知识发现领域研究的进展及其热点，并阐述了其所面临的挑战。天文学中的数据挖掘和知识发现的兴起将对天文学的发展起到巨大的推动作用，同时也在知识和技术等方面对天文学家提出了新的要求。另外，数据挖掘技术能否在虚拟天文台中成功应用，是虚拟天文台充分发挥作用的关键所在。     

虚拟天文台的技术进展

虚拟天文台是在望远镜和探测器的研制技术、计算机网络技术取得突破性进展的条件下产生的，与最新的信息技术紧密结合成为其发展最鲜明的特点。用可扩展标记语言（简称XML）技术封装天文数据，把虚拟天文台建立在网格的体系结构之上是当今虚拟天文台技术发展的主流。按照目前虚拟天文台具代表性的层次式体系结构分层介绍各个层次的相关技术，同时提出充分利用现有资源优势实施中国虚拟天文台计算的设想。     

Astrovirtel—From Archival Research to the Astrophysical Virtual Observatory

Given the high cost of modern astronomical observing facilities it is evident that efforts must be made to optimally exploit the data in order to maximize the return on investment. This concept was first implemented on a large scale for the Hubble Space Telescope, and has since been taken over for other space borne and large ground-based facilities. The European HST Science Data Archive is located at the European Southern Observatory (ESO). It has been extended to include data from ESO telescopes and instruments, especially the Very Large Telescope (VLT) and Wide Field Imager (WFI). It was thus natural to design the archive such that queries could be extended across its full content, regardless of the origin of the data. This constituted a first step toward a virtual observatory. The Astrovirtel program, first established in 1999–2000 with funding provided by the European Commission, makes it possible for scientists to use this facility for their investigations. At the same time it allowed us to establish science requirements for archive cross queries, and to define capabilities required for VO's. Recently the European Commission decided to provide the funding for the implementation of the Astrophysical Virtual Observatory (AVO). This will include several European observatories and scientific organizations. It is being developed in close coordination with the US National Virtual Observatory.