基于WCS的FITS圖像天球定位綜述及通用可視化研究

摘要： 求取FITS(Flexible Image Transport System)文件頭中以鍵/值對(duì)形式記錄的坐標(biāo)參數(shù)是FITS圖像在天球參考系中定位的關(guān)鍵,研究坐標(biāo)參數(shù)求解的一般過(guò)程具有重要意義.通過(guò)結(jié)合觀測(cè)相機(jī)相關(guān)參數(shù)、天文照相圖片識(shí)別算法以及WCS(World Coordinate System)理論能夠有效實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)參數(shù)的求解,其中,CCD參數(shù)可確定圖像對(duì)應(yīng)天區(qū)在星表中的坐標(biāo)范圍,從而與星表結(jié)合可構(gòu)建區(qū)域星表;天文照相圖片識(shí)別完成了圖像與區(qū)域星表間的匹配,得到一定數(shù)量恒星的CCD平面坐標(biāo)與其天球坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)表;WCS根據(jù)球面到平面不同投影方式建立兩個(gè)坐標(biāo)系之間的傳遞函數(shù),選擇其中一種并代入對(duì)應(yīng)表中數(shù)據(jù),解算函數(shù)的轉(zhuǎn)換參數(shù)從而確定圖像像素及其對(duì)應(yīng)的天球坐標(biāo).FITS圖像作為天文領(lǐng)域科學(xué)數(shù)據(jù)傳輸與分析的主流數(shù)據(jù)格式,僅限于在專業(yè)天文軟件中進(jìn)行查看、編輯及分析,在天文科普教育中存在局限性.因此,研究一種通用的圖像可視化方法意義非凡.通過(guò)對(duì)FITS與PNG或JPEG圖像進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換,以AVM(Astronomy Visualization Metadata)的形式將FITS文件頭中的坐標(biāo)參數(shù)轉(zhuǎn)換為元數(shù)據(jù)并添加到PNG或JPEG的文件頭中,能夠滿足天文愛(ài)好者在非天文軟件平臺(tái)下查看及分析天文圖像的一般需求.整體設(shè)計(jì)流程通過(guò)java編程實(shí)現(xiàn)并通過(guò)SExtractor、虛擬天文臺(tái)可視化工具WWT、圖片查看器等軟件進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試. （共17頁(yè)）