張 磊，樊東衛(wèi)，崔辰州，何勃亮，

許允飛1,2，崔 順1,3，王川中1,3

(1.中國科學院 國家天文臺，北京 100101；2.中國科學院大學 天文與空間科學學院，北京 100049；3.北京工業(yè)大學 機械工程與應用電子技術學院，北京100124)

1 引 言

從古至今，天文學一直是一門與觀測相關的科學[1]。數(shù)千年前的觀測是用肉眼進行的；數(shù)百年前，望遠鏡的發(fā)明“武裝”了人類的眼睛；20 世紀發(fā)明的相機和電荷耦合器件(charge-coupled device,CCD)記錄裝置進一步提高了人類的觀測能力。在過去的幾十年中，大面積的巡天已成為天文學家研究宇宙的最有力方法之一。斯隆數(shù)字化巡天(Sloan Digital Sky Survey,SDSS)為此類巡天奠定了基礎，此外數(shù)字化巡天(Digitized Sky Survey,DSS)、北京-亞利桑那巡天(Beijing-Arizona Sky Survey,BASS)、郭守敬望遠鏡巡天(Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopy Telescope,LAMOST)、蓋亞天文衛(wèi)星巡天(GAIA)等眾多巡天項目也作出貢獻?，F(xiàn)代大型望遠鏡和世界級超級計算設備產(chǎn)生了非常好的圖像和非常精確的測量結果，因此，天文學家面臨著前所未有的海量數(shù)據(jù)集。此外，未來人們還將建設一批大型巡天設備，如大口徑巡天望遠鏡(Large Synoptic Survey Telescope,LSST)、歐幾里得空間望遠鏡(Euclid Space Telescope)，人們將獲得數(shù)量級更大的數(shù)據(jù)。這些海量數(shù)據(jù)集在數(shù)據(jù)探測和可視化方面對天文學家提出了新的挑戰(zhàn)[2]。近些年，許多天文數(shù)據(jù)中心正在致力于滿足天文學家對天文數(shù)據(jù)的直觀、快速和可視化訪問的需求，其主要目標是最大限度地利用海量的天文數(shù)據(jù)。天文學家在研究中遇到一些現(xiàn)實的問題，如天文數(shù)據(jù)每年呈指數(shù)級增長，需要通過整個電磁波段或時域數(shù)據(jù)來了解目標天體，需要從更多的天文觀測臺站獲取數(shù)據(jù)，需要了解哪些天文儀器在天空的特定區(qū)域觀測過[3]。隨著數(shù)據(jù)集的復雜性和數(shù)量的增加，以及模塊化、開源、易于實現(xiàn)和可視化工具等的發(fā)展，天文學家對數(shù)據(jù)可視化的需求也越來越 高[4]。

隨著中國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的高速發(fā)展，城市中及周圍區(qū)域的光污染和空氣污染對天文觀測的影響越來越明顯。人們很難在城市中看到璀璨的星空，而想要辨別星云、星團更是奢望，因此只能在家中看著書中的描述對著天空遐想。當人們讀一篇關于天體的文章時，天體對于讀者是比較抽象的。如果沒有真正看到該天體，讀者就不會真實地感受到天體的存在。假如人們想購買一架望遠鏡來觀測天體，要獲得比較好的觀測效果，則人們投入資金較大，還要面臨使用上的困難以及耗費較大的精力等現(xiàn)實問題。

因此，很多數(shù)據(jù)中心或企業(yè)機構都在努力繪制詳細的天圖，幫助人們更好地了解天體以及與這些天體相關的各種信息。然而，這些機構繪制出的天圖的像素都比較大，不便于科研人員獲取或向公眾傳播。如2016年2月歐洲南方天文臺(European Southern Observatory,ESO)公布的銀河系全景圖①http://www.eso.org/public/images/eso1606a/zoomable/，文件大得驚人，達到24.6 GB。利用Aladin,DS9 和SkyCat等桌面應用程序，人們可以通過下載FITS 數(shù)據(jù)實現(xiàn)對遠程圖像數(shù)據(jù)庫的高效訪問，并在本地讀取和處理這些數(shù)據(jù)。所有的工作，包括圖像縮放、動態(tài)范圍壓縮、顏色合成和伽馬校正等，都可在客戶端進行。由于人們在計算機和移動平臺上廣泛使用Web 瀏覽器，Web 應用程序已成為實現(xiàn)可視化的極具吸引力的解決方案?，F(xiàn)代Web 瀏覽器具有更快、更高效的JavaScript 引擎，支持HTML5 和CSS3 等高級標準。Web 應用程序現(xiàn)在已具有足夠豐富的功能，能夠與獨立桌面應用程序的許多功能相匹配[5]。

基于Web 的客戶端或簡單的Web 應用程序在過去幾年中的應用已呈爆炸式增長。為了便于公眾使用地圖，百度地圖、高德地圖、騰訊地圖、谷歌地圖等互聯(lián)網(wǎng)軟件均采用瓦片地圖的方式進行在線可視化顯示[6]。瓦片地圖是根據(jù)圖像金字塔規(guī)則，將一張大的地圖圖片切分成若干尺寸相同的小圖片，這些小圖片就是瓦片。在使用瀏覽器查看時，我們只需要加載感興趣區(qū)域的瓦片，這樣便可以大大加快顯示速度。由于地球和天球均為球體，因此天圖也可以采用與地圖類似的方式進行在線可視化。

另一方面，天文學早已進入多波段時代，多信使天文學時代也已開啟[7]。天文學家希望對觀測數(shù)據(jù)或計算結果進行快速判斷，并以可視化方式提供多波段數(shù)據(jù)和多信使數(shù)據(jù)的下載，減少多方收集數(shù)據(jù)的麻煩。普通公眾則希望可以在宇宙中自由遨游，并且能夠具有一雙“火眼金睛”，可以看到目標天體在不同波段的圖像。顯然，通過在瀏覽器中更改不同圖層的透明度來全面觀測目標天體，是一種方便可行的方法，因此，無論對于天文學家的科研工作還是面向普通公眾的科普活動，人們都需要一個實用的在線可視化系統(tǒng)。

近幾年，無論是在科研還是科普領域，在線可視化系統(tǒng)都發(fā)展迅速。首先是在科普領域出現(xiàn)了幾款在線可視化系統(tǒng)，深受公眾的喜愛。2006年，加拿大的Konstantin Lysenko 和Sergei Goshko 創(chuàng)建并發(fā)布了WikiSky①http://www.sky-map.org/，最初的開發(fā)目的是方便兒童快速地找到自己喜歡的天體；2007年，谷歌(Google)公司發(fā)布了Google Sky②http://www.google.com.hk/sky/，這讓人們不僅可以在Google Earth中俯察地理，更可仰觀星空；2008年，微軟(MicroSoft)公司發(fā)布了WWT③http://worldwidetelescope.org/webclient/，這是一款界面十分酷炫的軟件，可借助互聯(lián)網(wǎng)把全世界的天文資源進行無縫透明的融合，很好地實現(xiàn)了虛擬天文臺的理念。在美國《時代》雜志公布的2008年度、2009年度最佳網(wǎng)站50 強名單中，WikiSky、WWT 分別名列其中。很多組織也使用天文在線可視化工具來進行教育和科普工作[8]。如美國的WWT 大使項目使用WWT 創(chuàng)建宇宙的動態(tài)漫游，并在學校和公共場所進行在線分享；阿雷西沃遺珍快速ALFA 巡天利用Google Sky 作為傳播射電天文數(shù)據(jù)的工具，用于教育和公眾宣傳。

接著，科研界也開發(fā)了主要有助于科研工作的在線可視化系統(tǒng)，廣泛服務于科研工作。2010年，斯特拉斯堡天文數(shù)據(jù)中心(Centre de Donn′ees astronomiques de Strasbourg,CDS)推出了第7 版的Aladin，這一版為全天模式，支持平移、縮放巡天圖像和星表數(shù)據(jù)。2013年發(fā)布在線版本Aladin Lite④http://aladin.u-strasbg.fr/AladinLite/。2016年，歐洲空間天文學中心(European Space Astronomy Centre,ESAC)下屬的科學數(shù)據(jù)中心發(fā)布了第1 版的ESASky，目前版本為ESASky2.2.1⑤，比之前版本增加了很多實用功能，如光譜可視化和相關文獻查閱等。

這些海量巡天數(shù)據(jù)在線可視化系統(tǒng)除了對巡天圖像進行分層顯示，以底圖的方式提供天體在各個波段的圖像，還提供對星表、光譜等圖層或星座名稱、星座圖案等信息層的疊加顯示，大大豐富了在線可視化系統(tǒng)的內(nèi)容。而WWT 和Google Sky 還可以通過改變不同圖層的透明度來同時觀察不同波段的圖像，方便進行直觀對比。這些系統(tǒng)雖然使用不同的分層可視化技術、采用不同的投影，以及具有不同的特點，但實現(xiàn)過程基本相同，主要環(huán)節(jié)包括巡天數(shù)據(jù)拼接、瓦片數(shù)據(jù)生成、瀏覽器端顯示與交互。

第2 章闡述全球各大天文數(shù)據(jù)中心使用的兩種分層可視化技術；第3 章介紹瓦片地圖金字塔的構建；第4 章介紹幾個不同天文數(shù)據(jù)中心或企業(yè)機構基于不同分層可視化技術開發(fā)的在線可視化系統(tǒng)；第5 章總結海量巡天數(shù)據(jù)在可視化過程中遇到的問題。

2 分層可視化技術

隨著越來越多大型巡天項目的立項及建設，觀測數(shù)據(jù)以指數(shù)級增長，然而，人們通過網(wǎng)絡傳輸信息的能力并沒有相應迅速地增長。一種解決的辦法是借鑒互聯(lián)網(wǎng)地圖，采用瓦片地圖技術把大量巡天圖像拼接生成的天圖進行分層保存，在瀏覽器端分層顯示、按需加載。圖1顯示了瓦片地圖金字塔模型的結構。

圖1 瓦片地圖金字塔結構的3D 圖[2]

瓦片地圖金字塔的每層分別對應某個視場大小的瓦片集合，每層的每個瓦片大小都一樣。金字塔最底層的天圖視場最小，最頂層的天圖視場最大。這與我們使用互聯(lián)網(wǎng)地圖查看感興趣的區(qū)域十分類似，隨著手指或者鼠標的縮放操作，從最頂層瓦片開始，我們看到的范圍逐漸變小，細節(jié)逐漸變多。采用瓦片地圖技術可以逐層顯示目標天體的更多細節(jié)(見圖2)。

圖2 逐層顯示目標天體的更多細節(jié)

全天巡天數(shù)據(jù)即時平移和縮放的交互式天圖在WikiSky/SKY-MAP,Google Sky,World-Wide Telescope,Aladin Lite 和ESASky 等可視化系統(tǒng)中得到了實現(xiàn)。這些可視化系統(tǒng)都采用瓦片地圖方法，目的是根據(jù)當前的用戶觀看的視場，以盡可能快的速度加載和繪制較高分辨率的天空瓦片。這些可視化系統(tǒng)的目標是相同的，但天空索引的解決方案不同，而且在性能、底層數(shù)據(jù)復雜性、可用投影、投影失真、像素值訪問、圖形疊加等方面的功能也不相同。這些可視化系統(tǒng)都必須處理四個主要問題：數(shù)據(jù)大小、客戶端顯示性能、數(shù)據(jù)結構和天空投影，其核心是劃分天空的方法。這個問題將影響數(shù)據(jù)結構(特別是這些可視化系統(tǒng)所需的空間索引)、客戶端的顯示性能和質量。各數(shù)據(jù)中心或企業(yè)機構已經(jīng)探索的幾種解決方案：Google Sky 采用圓柱形方法，WWT 使用HTM (Heirarchical Triangular Mesh)方案，Aladin 選擇了HEALPix (Hierarchical Equal Area isoLatitude Pixelisation)。

圓柱形方法、HTM 方案和HEALPix 逐層劃分方法是目前應用于海量巡天數(shù)據(jù)在線可視化的三種成熟技術，各大天文數(shù)據(jù)中心和企業(yè)機構分別采用了不同的在線可視化展示系統(tǒng)，在科學研究和天文科普領域取得了不錯的效果?；谇蛎娴木匦沃饘觿澐址椒ㄊ腔ヂ?lián)網(wǎng)地圖中廣泛使用的成熟方法，本文主要介紹另外兩種在天文學領域應用較廣的分層可視化技術。

2.1 HiPS

HiPS 是基于菱形的逐層劃分方法，由多級等面積同緯度劃分法(HEALPix)發(fā)展而來。HEALPix 最早被設計用于宇宙微波背景的數(shù)據(jù)處理和數(shù)值模擬[11,12]。G′orski 等人描述了HEALPix 詳細的幾何形狀和特性[13]。HEALPix 具有等面積、不依賴于層次級別的快速和恒定的計算時間、可用庫的準確性和性能以及HEALPix 在多個巡天任務中廣泛使用等優(yōu)勢[14]，如WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe)和LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory)。圖3為HEALPix 0—3 層天球劃分圖。首先將天球分為12 等分的菱形瓦片，然后將每個菱形瓦片繼續(xù)遞歸為4 等分。最終天球被劃分為12n個瓦片，每一層的瓦片均為512×512 像素大小的圖片。

圖3 HEALPix 0—3 層天球劃分圖[14]

HiPS 是為了可視化Aladin 所有天空圖像的巡天數(shù)據(jù)而開發(fā)的。原則上，HiPS 可以管理在天球上定位和顯示的任何類型的數(shù)據(jù)。只要數(shù)據(jù)位于HEALPix 球體上，瓦片就可以存儲任何類型的數(shù)據(jù)。因而最初的開發(fā)已由巡天圖像數(shù)據(jù)擴展到星表數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)立方。HiPS專為天文數(shù)據(jù)而設計，它考慮到原始數(shù)據(jù)的天文測量和光度屬性，重點放在易用性上，而不需要特殊的服務器或數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。HiPS 方案建立在巡天數(shù)據(jù)分層可視化概念的基礎上，旨在創(chuàng)建一個逐層使用不同數(shù)據(jù)類型的科學強大的系統(tǒng)，并以互操作的方式輕松地使用這些數(shù)據(jù)[15]。圖4為HiPS 的多分辨率瓦片結構。

圖4 HiPS 的多分辨率瓦片結構[16]

HiPS 采用文件目錄的方法對瓦片數(shù)據(jù)進行管理，將拼接生成的巡天圖像進行瓦片切分，存儲在對應層的目錄中。HiPS 文件目錄結構必須遵循層次結構：由層至瓦片，分別使用“Norder”作為層的前綴，“Npix”用于瓦片索引。為了避免目錄變得太大，必須使用“Dir”作前綴的子目錄將瓦片以10 000 個為一組[17]。當使用者查看目標天區(qū)時，只需計算該天區(qū)的存儲位置，該天區(qū)的瓦片將從服務器傳輸?shù)娇蛻舳?，這樣便可實現(xiàn)按需加載數(shù)據(jù)。

本質上，HiPS 是一種用于包裝、存儲、查詢和描述天文數(shù)據(jù)的通用方法。HiPS 依賴于一些VO 標準，尤其是MOC (Multi-Order Coverage)、資源元數(shù)據(jù)、IVOA (International Virtual Observatory Alliance)標識符、ObsCoreDM 和VOTable 等。HiPS 也基于其他非IVOA 標準，特別是HEALPix 和FITS (Flexible Image Transport System)，以及JPEG(Joint Photographic Experts Group)和PNG (Portable Network Graphics)圖像格式。自2009年推出以來，經(jīng)過多年發(fā)展，HiPS 現(xiàn)在已經(jīng)成為國際虛擬天文臺聯(lián)盟(IVOA)標準，并得到了廣泛應用。使用HiPS 技術發(fā)布的巡天數(shù)據(jù)系統(tǒng)數(shù)量不斷增加，目前已經(jīng)由多個數(shù)據(jù)中心公布了550 多份HiPS 巡天，比如SDSS,HST(Hubble Space Telescope),DSS,2MASS(Two Micron All Sky Survey)等。此外，該方法不限于大數(shù)據(jù)中心，小團隊或個人也可以根據(jù)自己的數(shù)據(jù)集來創(chuàng)建自己的HiPS。

2.2 TOAST

TOAST 是基于三角形的逐層劃分方法，由分層三角網(wǎng)格(Heirarchical Triangular Mesh,HTM)技術發(fā)展而來。HTM 是天文中另一種常用的球面索引方法。Szalay 等人描述了HTM詳細的幾何形狀和特性[18]。圖5為HTM 天球網(wǎng)格劃分示意圖。最初被劃分為一個正八面體，形成上下各4 個球面直角三角形，具有6 個頂點。其中2 個頂點位于南北兩極，其余4 個頂點分布在赤道上。接著將每個三角形等分為4 個子三角形，逐層遞歸劃分。

圖5 HTM 天球網(wǎng)格劃分示意圖[18]

HTM 使用每邊的中點作為下一層三角形瓦片的頂點，將球面三角形細分為4 個較小的三角形[19]。該過程迭代進行，命名方法只是將三角形的數(shù)字與父級的名稱關聯(lián)起來。根據(jù)這種劃分方法，名字的長短也代表了其本身的層級。圖6為HTM 瓦片命名示例。

圖6 HTM 瓦片命名示例[18]

TOAST 是用于將全天數(shù)據(jù)導入WWT 的地圖投影，每個TOAST 像素是一對HTM 三角形。TOAST 的文件組織方式為：WWT 導入的所有TOAST 數(shù)據(jù)都是256×256 像素的瓦片，這些TOAST 瓦片被存儲為一個圖像金字塔。表1顯示了TOAST 各層的瓦片數(shù)量和分辨率。第0 層是單個瓦片，第7 層有128×128 (即16 384)個瓦片。

表1 TOAST 各層的瓦片數(shù)量和分辨率1

HTM 和HEALPix 兩種索引方式不僅是數(shù)據(jù)劃分的基礎，而且降低了計算復雜度并提高了數(shù)據(jù)的讀取速度。趙青等人[11]經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，與簡單網(wǎng)格劃分相比，基于HEALPix 和HTM 索引的劃分天區(qū)方式是比較有效的劃分方法。下面從不同角度對HiPS 和TOAST 這兩種不同的分層可視化技術的性能進行對比和總結：

1)劃分天區(qū)的面積相等(HEALPix)或接近(HTM)；

2)編碼方式都為逐級遞歸，保證了物理位置上相近的點在編碼空間上也相近；

3)經(jīng)過多年發(fā)展，兩種技術均較為成熟，且HiPS 已成為IVOA 標準；

4)都有較成熟的工具用于拼接巡天圖像及產(chǎn)生瓦片集；

5)在線可視化展示均比較簡單，如HiPS 可以直接生成index.html 文件，TOAST 只需將生成的瓦片放在可訪問的URL 位置；

6)HiPS 和TOAST 都已廣泛應用于全球各大天文數(shù)據(jù)中心。

為了對兩種分層可視化技術在拼接、切分環(huán)節(jié)產(chǎn)生數(shù)據(jù)量及所需時間進行測試，本文使用Hipsgen-cat.jar 和Montage 將2MASS 的1,2,3,4 平方度原始圖像(分別為45,144,312,583 張)拼接成中心天體為M17 的圖像并生成HiPS 和TOAST 瓦片，結果如圖7所示。由圖7可知，HiPS 的生成數(shù)據(jù)量遠大于TOAST，這是由于在同一切分層級下HiPS 生成的瓦片數(shù)量較多；在所需時間方面，兩者相差不大。

圖7 HiPS 和TOAST 性能對比

雖然采用分層存儲和按需加載的方式明顯加快了圖像的瀏覽，卻再次增加了圖像大小，因此部分天文學家使用JPEG2000 來解決數(shù)據(jù)量增加的問題。一方面，JPEG2000 有非常好的壓縮比[20]，筆者曾將一個50 GB 的FITS 文件無損壓縮為2 GB 的JPEG2000；另一方面，JPEG2000 本身就可以逐層壓縮圖像，并分片存儲。因此，JPEG2000 不僅具有分層存儲功能，還可以減小數(shù)據(jù)大小。但是，JPEG2000 在專利方面有很多限制，相關軟件的收費較高，圖像壓縮速度也有待提高。

3 瓦片地圖金字塔的構建

大數(shù)據(jù)條件下全天圖像拼接與瓦片數(shù)據(jù)生成也是海量巡天數(shù)據(jù)在線可視化的研究熱點。全天圖像拼接就是將望遠鏡多次觀測拍攝的具有重疊區(qū)域的圖像合成為一張完整的大圖，之后根據(jù)某種圖像金字塔規(guī)則將這張大圖切分為多層瓦片集，并將其在網(wǎng)頁或者軟件中展示。目前人們使用一些工具進行拼接巡天數(shù)據(jù)并生成瓦片，如Aladin①http://aladin.u-strasbg.fr/java/nph-aladin.pl?frame=downloadinghttp://aladin.u-strasbg.fr/hips/HipsIn10Steps.gmlhttp://aladin.u-strasbg.fr/hips/HipsCat.gmlhttp://montage.ipac.caltech.edu/docs/download.htmljava-Xmx16000m-jar AladinBeta.jar-hipsgen maxthread=20 in=Datajava-jar Hipsgen-cat.jar-cat I-239-main-in I-239-hip-main.csv-ra -RAJ2000-dec-DEJ2000-score Plx-desc-lM 5http://aladin.unistra.fr/AladinLite/doc/#embedding桌面應用程序(Aladin Desktop)或命令行程序Hipsgen.jar②http://aladin.u-strasbg.fr/java/nph-aladin.pl?frame=downloadinghttp://aladin.u-strasbg.fr/hips/HipsIn10Steps.gmlhttp://aladin.u-strasbg.fr/hips/HipsCat.gmlhttp://montage.ipac.caltech.edu/docs/download.htmljava-Xmx16000m-jar AladinBeta.jar-hipsgen maxthread=20 in=Datajava-jar Hipsgen-cat.jar-cat I-239-main-in I-239-hip-main.csv-ra -RAJ2000-dec-DEJ2000-score Plx-desc-lM 5http://aladin.unistra.fr/AladinLite/doc/#embedding可以生成圖像HiPS，使用命令行程序Hipsgencat.jar③http://aladin.u-strasbg.fr/java/nph-aladin.pl?frame=downloadinghttp://aladin.u-strasbg.fr/hips/HipsIn10Steps.gmlhttp://aladin.u-strasbg.fr/hips/HipsCat.gmlhttp://montage.ipac.caltech.edu/docs/download.htmljava-Xmx16000m-jar AladinBeta.jar-hipsgen maxthread=20 in=Datajava-jar Hipsgen-cat.jar-cat I-239-main-in I-239-hip-main.csv-ra -RAJ2000-dec-DEJ2000-score Plx-desc-lM 5http://aladin.unistra.fr/AladinLite/doc/#embedding生成星表HiPS，以及使用Montage④http://aladin.u-strasbg.fr/java/nph-aladin.pl?frame=downloadinghttp://aladin.u-strasbg.fr/hips/HipsIn10Steps.gmlhttp://aladin.u-strasbg.fr/hips/HipsCat.gmlhttp://montage.ipac.caltech.edu/docs/download.htmljava-Xmx16000m-jar AladinBeta.jar-hipsgen maxthread=20 in=Datajava-jar Hipsgen-cat.jar-cat I-239-main-in I-239-hip-main.csv-ra -RAJ2000-dec-DEJ2000-score Plx-desc-lM 5http://aladin.unistra.fr/AladinLite/doc/#embedding或WWT 官方工具(WWT SDK)生成TOAST瓦片。這些工具為構建海量巡天數(shù)據(jù)在線可視化系統(tǒng)提供了極大方便，節(jié)省了開發(fā)時間。

3.1 HiPS 瓦片地圖金字塔的構建

我們主要使用Aladin Desktop 或Hipsgen.jar 來生成圖像HiPS。Aladin Desktop 是一個功能齊全的應用程序，是HiPS 的主要展示平臺。Aladin Desktop 提供HiPS 的所有可視化功能，包括支持多個視圖的同步縮放和平移、圖層透明度調(diào)整以及與其他在線天文學服務的互操作性等。使用Aladin Desktop 生成圖像HiPS 的操作并不復雜，只需打開HiPS 對話框進行幾步簡單的操作，即可生成符合自己需求的HiPS。為了便于傳播和應用，hipsgen 內(nèi)置于Aladin Desktop，并可作為命令行程序使用。通過腳本命令⑤http://aladin.u-strasbg.fr/java/nph-aladin.pl?frame=downloadinghttp://aladin.u-strasbg.fr/hips/HipsIn10Steps.gmlhttp://aladin.u-strasbg.fr/hips/HipsCat.gmlhttp://montage.ipac.caltech.edu/docs/download.htmljava-Xmx16000m-jar AladinBeta.jar-hipsgen maxthread=20 in=Datajava-jar Hipsgen-cat.jar-cat I-239-main-in I-239-hip-main.csv-ra -RAJ2000-dec-DEJ2000-score Plx-desc-lM 5http://aladin.unistra.fr/AladinLite/doc/#embedding來運行HiPS 的創(chuàng)建，此過程可能需要較長時間并且非常消耗RAM 和CPU。

為了在較短時間內(nèi)生成星表HiPS，人們需要使用Hipsgen-cat.jar。與Hipsgen.jar 一樣，Hipsgen-cat.jar 也是作為命令行程序使用，只需一行代碼便可以將FITS、VOTable 或CSV格式的星表生成HiPS。示例代碼⑥http://aladin.u-strasbg.fr/java/nph-aladin.pl?frame=downloadinghttp://aladin.u-strasbg.fr/hips/HipsIn10Steps.gmlhttp://aladin.u-strasbg.fr/hips/HipsCat.gmlhttp://montage.ipac.caltech.edu/docs/download.htmljava-Xmx16000m-jar AladinBeta.jar-hipsgen maxthread=20 in=Datajava-jar Hipsgen-cat.jar-cat I-239-main-in I-239-hip-main.csv-ra -RAJ2000-dec-DEJ2000-score Plx-desc-lM 5http://aladin.unistra.fr/AladinLite/doc/#embedding可將118 萬行的依巴谷主星表(I-239-hip-main.csv)基于視差生成星表HiPS。

生成HiPS 文件之后，我們還需將其進行在線展示。Aladin Lite 是一款用于Web 瀏覽器的HiPS 簡化在線可視化工具，我們利用該工具可輕松完成這一工作。它可嵌入到第三方網(wǎng)頁上，只需復制并粘貼一小段HTML 和JavaScript 代碼即可⑦http://aladin.u-strasbg.fr/java/nph-aladin.pl?frame=downloadinghttp://aladin.u-strasbg.fr/hips/HipsIn10Steps.gmlhttp://aladin.u-strasbg.fr/hips/HipsCat.gmlhttp://montage.ipac.caltech.edu/docs/download.htmljava-Xmx16000m-jar AladinBeta.jar-hipsgen maxthread=20 in=Datajava-jar Hipsgen-cat.jar-cat I-239-main-in I-239-hip-main.csv-ra -RAJ2000-dec-DEJ2000-score Plx-desc-lM 5http://aladin.unistra.fr/AladinLite/doc/#embedding。此外，它還帶有一個應用程序接口(API)，并提供必要的控件以根據(jù)不同的需求對系統(tǒng)進行定制。如，允許用戶自定義界面、控制視圖、更改巡天圖像顯示、創(chuàng)建星表和疊加圖層以及開發(fā)網(wǎng)頁與Aladin Lite 之間強大的交互等[21]。

基于HiPS 及Aladin 相關工具，我們已經(jīng)完成了China-VO Sky 的初步工作，包括北京-亞利桑那巡天(BASS)數(shù)據(jù)的拼接、瓦片生成以及在線可視化系統(tǒng)的本地構建。圖8中底圖為BASS DR2 巡天圖像數(shù)據(jù)，在其上疊加了BASS DR1 星表數(shù)據(jù)。下一步將完善在線可視化系統(tǒng)的功能，使之更好地服務中國天文學家及公眾，為科學研究和科學普及做出貢獻。

3.2 TOAST 瓦片地圖金字塔的構建

Montage①http://montage.ipac.caltech.edu是將FITS 圖像進行拼接的工具包，其科學價值體現(xiàn)在其設計上的三個特點：1)保留了輸入圖像的校準和天文測量精度，以滿足拼接時用戶指定的投影參數(shù)、坐標和空間尺度等要求；2)包含獨立的模塊，用于分析天空圖像的幾何形狀，以及創(chuàng)建和管理拼接；3)使用符合ANSI 標準的C 語言編寫，具有可移植性和可伸縮性[22]。該代碼是免費使用的，并已廣泛應用于天文學和IT 領域的相關研究中。Montage 5.0 版(2016)支持處理在WWT 中顯示圖像所需的TOAST 和HEALPix 數(shù)據(jù)[23,24]。

Montage 是一個命令行工具包，其中包含用于讀取圖像集合并進行拼接所需的模塊。可以通過在命令行中依次運行相關程序來進行圖像拼接，也可以在腳本中自動執(zhí)行[25,26]。首先進行拼接工作，通過mImgtbl、mProjExec、mAdd 等模塊創(chuàng)建一個沒有任何背景校正的圖像，對該圖像使用mOverlaps、mDiffExec、mFitExec、mBgModel、mBgExec 等模塊糾正圖像中的差異，獲得一張用于可視化的拼接圖像。然后使用mHdrWWTExec、mProjWWTExec、mHistogram、mPNGWWTExec、mProjectQL 等模塊依次進行瓦片頭文件、FITS 圖像、PNG 圖像、全天圖像的縮略圖等生成工作，最后得到TOAST 瓦片文件footnotehttp://montage.ipac.caltech.edu/docs/WWT/。使用Montage 生成巡天數(shù)據(jù)的瓦片文件后，人們只需要將數(shù)據(jù)放在可訪問的URL 位置，即可在網(wǎng)頁版WWT 中在線顯示自己的巡天數(shù)據(jù)。

作為WWT 官方工具，WWT SDK (Software Development Kit)是另一種可以生成TOAST 瓦片的工具，但目前僅支持已拼接好圖像的TOAST 分層分割，并不具有進行巡天圖像拼接的功能。安裝好WWT SDK 以后，在WWT SphereToaster (Alpha)面板里的各選項卡下進行幾步簡單操作即可創(chuàng)建TOAST 瓦片①http://worldwidetelescope.org/Learn/Exploring#processingallskyimages。完成后將創(chuàng)建以下內(nèi)容：充滿瓦片的文件夾、在本地使用的WTML 文件、在瀏覽器端使用的WTML 文件和縮略圖。

目前基于HiPS、TOAST 或球面矩形劃分的天圖拼接及瓦片生成，人們均可使用一些已有工具，但是發(fā)現(xiàn)存在拼接速度較慢或僅支持已經(jīng)拼接好的圖像的分層分割的問題。如我們在制作BASS 巡天圖像HiPS 的過程中，發(fā)現(xiàn)Hipsgen.jar 的性能達不到要求。當圖像數(shù)量較多和像素較大時，我們即使執(zhí)行十多個線程，也需要一個多月才能完成全天圖像的拼接。因此，應對其開源工具進行二次開發(fā)，縮短全天圖像拼接花費的時間。

4 在線可視化系統(tǒng)

基于不同分層可視化技術及瓦片生成工具，很多數(shù)據(jù)中心和企業(yè)機構都開發(fā)了各自的在線可視化系統(tǒng)。這些在線可視化系統(tǒng)有的僅用于簡單的全天數(shù)據(jù)展示，有的則具有復雜的交叉識別及其他數(shù)據(jù)服務功能，還有一些則具有強大的科普教育功能。以上在線可視化系統(tǒng)不僅方便科研人員進行科學研究，同時也有助于對公眾開展天文科普。

4.1 基于HiPS 的在線可視化系統(tǒng)

各天文數(shù)據(jù)中心基于HiPS 分層可視化技術開發(fā)了很多不同用途的在線可視化系統(tǒng)，如CDS 開發(fā)的Aladin 系統(tǒng)，旨在成為主要的交叉識別工具，包括桌面版(Aladin Desktop)和網(wǎng)頁版(Aladin Lite)。還有一些數(shù)據(jù)中心基于Aladin Lite 進行了功能拓展，如ESAC 開發(fā)了ESASky，日本宇宙航空研究開發(fā)機構(Japan Aerospace Exploration Agency,JAXA)開發(fā)了JUDO2。更多的數(shù)據(jù)中心將Aladin Lite 作為網(wǎng)頁嵌入的形式使用，僅用于簡單的數(shù)據(jù)展示，如Simbad,VizieR,GLIMPSE360,ADS allsky,AstroDEEP,CDS portal v2 等。我們將分別介紹功能強大的在線可視化系統(tǒng)Aladin Lite 和ESASky，及作為網(wǎng)頁嵌入形式使用的Aladin Lite。

4.1.1 Aladin Lite

Aladin Lite 頁面簡潔明快，專為天文學家開發(fā)設計。打開Aladin Lite，利用搜索框人們可以快速定位目標天體。最下方的縮略圖顯示了其他巡天項目中的該天體圖像。在基本圖像層選項下可以選擇更多不同巡天項目拍攝的該天體圖像，方便進行同一天體的對比判斷。如果想知道SIMBAD (Set of Identifications,Measurements,and Bibliography for Astronomical Data)、Gaia TGAS (Tycho-Gaia Astrometric Solution)或者2MASS 項目對該天體附近的哪些點源或展源進行了觀測以及觀測源的詳細信息，可以選擇左側疊加層或右側星表選項，結果將以不同顏色和形狀疊加在圖像層之上。如果對預設不滿意，人們還可以自行改變顏色、大小及形狀，系統(tǒng)設計非常人性化。如圖9所示，底圖為DSS 巡天圖像，之上疊加了2MASS (紅色十字圖形)和Gaia TGAS (藍色矩形)星表圖層，Aladin Lite 簡潔的風格為科研人員提供了高效的數(shù)據(jù)服務功能。

Aladin Lite 已經(jīng)被集成在主要的CDS 服務中，如在SIMBAD 的單個天體目標頁面①http://simbad.u-strasbg.fr/simbad/sim-id?Ident=M1http://vizier.u-strasbg.fr/viz-bin/VizieR-4?-source=I/259/tyc2＆-c=M45＆-c.rm=30上，它提供了一個交互式預覽圖像，而在VizieR 結果頁面②http://simbad.u-strasbg.fr/simbad/sim-id?Ident=M1http://vizier.u-strasbg.fr/viz-bin/VizieR-4?-source=I/259/tyc2＆-c=M45＆-c.rm=30則包含一個啟動Aladin Lite 按鈕，用于定位可視化列出源。在CDS 之外，根據(jù)各自需求，Aladin Lite 在很多項目中都有不同應用。這些應用主要可以分為兩種：一種是基于Aladin Lite 進行功能拓展；另外一種是將Aladin Lite 作為網(wǎng)頁嵌入的形式使用。

4.1.2 ESASky

ESASky 在Aladin Lite 基礎上進一步開發(fā)，并進行了功能擴展。該系統(tǒng)使得搜索更加方便，功能更加豐富，目前版本為ESASky2.2.1[27,,28]。打開ESASky2.2.1，我們發(fā)現(xiàn)與Aladin Lite 類似，其頁面十分簡潔明快。在底圖展示方面，可以在Select Sky 下根據(jù)波段進行選擇，也可以在某個確定波段下選擇不同的巡天任務生成的圖像。在搜索方面，Target List 選項提供了按照天體類別進行搜索的方法，如亮星系、亮星云、暗星云、球狀星團、X 射線脈沖星、γ暴和星系團等。如果沒有目標天體，只想隨便看看，可以點擊Explore random target，系統(tǒng)會隨機加載不同類別的天體并顯示該天體的基本信息。除了圖像和星表展示，ESASky 還能顯示當前區(qū)域的光譜數(shù)據(jù)和公開的數(shù)據(jù)，并以表格的形式列于下方。在表格的左側還提供了定位、發(fā)送表格到虛擬天文臺應用以及下載的功能，極大方便了科研人員。如圖10所示，底圖上疊加的不同顏色的圖形分別代表了當前區(qū)域HST 拍攝的圖像、Gaia DR2 的星表、錢德拉X 射線天文臺(Chandra)光譜數(shù)據(jù)，并以表格的形式在下方依次列出。與Aladin Lite相比，ESASky 的數(shù)據(jù)服務功能更加強大。

圖10 ESASky 2.2.1 頁面截圖

4.1.3 網(wǎng)頁嵌入形式應用的Aladin Lite

在很多項目中，人們將Aladin Lite 作為網(wǎng)頁嵌入形式使用，進行數(shù)據(jù)的簡單展示。如圖11所示，GW170814 interactive skymap①http://www.virgo-gw.eu/skymap.htmlhttps://losc.ligo.org/s/skymapViewer/aladin/index.html#GW150914:LALIhttp://cade.irap.omp.eu/dokuwiki/doku.php?id=cgpshttp://www.adsass.org/aladin/http://gea.esac.esa.int/archive/visualization/顯示了LIGO 和Virgo 天文臺共同檢測到的引力波事件GW170817 在天空中的位置；Skymap Viewer②http://www.virgo-gw.eu/skymap.htmlhttps://losc.ligo.org/s/skymapViewer/aladin/index.html#GW150914:LALIhttp://cade.irap.omp.eu/dokuwiki/doku.php?id=cgpshttp://www.adsass.org/aladin/http://gea.esac.esa.int/archive/visualization/顯示來自LIGO 和Virgo 的引力波事件的概率輪廓；CADE (Centre d’Analyse de Donnes Etendues)使用Aladin Lite 來提供他們發(fā)布的HEALPix 天圖的預覽(CGPS 數(shù)據(jù)為例③http://www.virgo-gw.eu/skymap.htmlhttps://losc.ligo.org/s/skymapViewer/aladin/index.html#GW150914:LALIhttp://cade.irap.omp.eu/dokuwiki/doku.php?id=cgpshttp://www.adsass.org/aladin/http://gea.esac.esa.int/archive/visualization/)；ADS All-Sky Survey④http://www.virgo-gw.eu/skymap.htmlhttps://losc.ligo.org/s/skymapViewer/aladin/index.html#GW150914:LALIhttp://cade.irap.omp.eu/dokuwiki/doku.php?id=cgpshttp://www.adsass.org/aladin/http://gea.esac.esa.int/archive/visualization/使用Aladin Lite 顯示文獻中引用的SIMBAD 目標天體的熱點圖等。

值得關注的是，歐洲空間局對巡天衛(wèi)星Gaia 近期發(fā)布的第二批數(shù)據(jù)，同樣使用HiPS 技術進行可視化，以Aladin Lite 嵌入的形式展示⑤http://www.virgo-gw.eu/skymap.htmlhttps://losc.ligo.org/s/skymapViewer/aladin/index.html#GW150914:LALIhttp://cade.irap.omp.eu/dokuwiki/doku.php?id=cgpshttp://www.adsass.org/aladin/http://gea.esac.esa.int/archive/visualization/。

4.2 基于TOAST 的在線可視化系統(tǒng)

WWT 最初由微軟亞洲研究院開發(fā)，包括桌面版WWT (WWT Desktop)和網(wǎng)頁版WWT (WWT Web Client)。2015年7月，微軟將WWT 代碼開源及所有權移交至美國天文學會。中國虛擬天文臺基于WWT 源代碼開發(fā)適合中國公眾使用的WWT 版本，稱為“萬維望遠鏡”，并于2018年2月正式發(fā)布個人版萬維望遠鏡。

圖11 幾個使用Aladin Lite 作為網(wǎng)頁嵌入形式使用的項目

WWT 的資源組織方式為“底圖+ 信息層”[29]，其底圖與Aladin Lite、ESASky 等主要用于科學研究的在線可視化系統(tǒng)一樣，集成了全球各大地基、空基的天文設施的科學數(shù)據(jù)。使用者可以在不同波段觀察目標天體，但信息層更豐富。底圖之上疊加了星座連線、星座圖案、星座名稱，以及各種天球坐標網(wǎng)格等圖層，而在中國虛擬天文臺版的WWT 中還可疊加中國星空圖層。如圖12所示，與Aladin Lite 和ESASky 相比，WWT 具有更強大的面向科研人員的數(shù)據(jù)服務功能，體現(xiàn)了強大的面向公眾的知識探索功能。

圖12 WWT 頁面中的底圖與信息層

Aladin Lite 和ESASky 只對巡天數(shù)據(jù)進行展示，而WWT 還加入了行星數(shù)據(jù)(地球、月球、火星、太陽和木衛(wèi)一等)和全景數(shù)據(jù)(月球探測和火星探測全景圖)展示。在Look At 下更改觀測指向，我們可以與玉兔號一起欣賞虹灣地區(qū)的風景，也可以凝視我們這顆蔚藍色的星球以及她的兄弟姐妹。

面向公眾的教育系統(tǒng)是微軟對WWT 的定位，因此其具有很多適合公眾的功能[29,30]。向導漫游(Guided Tours)是WWT 的最大特色，該菜單下有很多“漫游”(Tour)可供使用者欣賞學習。WWT 還有其他一些特色功能，如通過更改觀測地點和時間，我們可以重溫2008年發(fā)生在我國大西北的日全食，重現(xiàn)2012年那世紀絕唱的金星凌日。

一些天文數(shù)據(jù)中心也將WWT 作為網(wǎng)頁嵌入的形式使用，比如GLIMPSE360 就同時提供了斯皮策空間望遠鏡的紅外銀河圖像在WWT 和Aladin Lite 模式下的可視化展示，如圖13所示。WWT 不僅是一架桌面虛擬的望遠鏡，同時還是一個內(nèi)容非常豐富的知識庫，提供交互式的知識共享和學習環(huán)境。只需要輕輕點擊鼠標右鍵，您便會得到目標天體相關的信息資料。由于其可以訪問的大量數(shù)據(jù)以及它所連接的服務數(shù)量不斷增加，WWT 為研究人員、教師和學生在無縫天文環(huán)境中使用提供關鍵技術[31]，WWT 也是天文學家和科學教育工作者開展科研工作或科普教育的極佳平臺[32,33]。

圖13 GLIMPSE360 同時提供了紅外銀河圖像在WWT 或Aladin Lite 中的展示

4.3 基于球面矩形逐層劃分的在線可視化系統(tǒng)

Google Sky 和WikiSky 采用了與互聯(lián)網(wǎng)地圖一樣的Mercator 投影，基于球面矩形對巡天數(shù)據(jù)進行逐層劃分，使用Leaflet 等JavaScript 庫在瀏覽器端對巡天數(shù)據(jù)進行展示。這兩個在線可視化系統(tǒng)擁有強大的科普功能，主要用于天文科普。

4.3.1 Google Sky

Google Sky 是2008年3月13日發(fā)布的一個基于瀏覽器的應用程序，由谷歌與空間望遠鏡科學研究所(Space Telescope Science Institute,STScI)合作開發(fā)。與WWT 一樣，Google Sky 使用“底圖+ 信息層”的方式組織資源。底圖由SDSS,DSS 和HST 所觀測到的圖像拼接而成。其他波段的圖層來自錢德拉X 射線天文臺的X 射線數(shù)據(jù)、GALEX 星系演化探測器的紫外圖像、IRAS 的紅外圖像以及WMAP 的微波圖像[34]。Google Sky 不僅可以顯示不同波段的星空，還能同時顯示多個波段圖像，如只需調(diào)整滑塊位置即可同時觀看M81 在光學和紅外波段的圖像。Google Sky 的信息層比WWT 略顯單一，如星座圖層只有黃道十三星座，不能顯示赤道和黃道等坐標網(wǎng)格。歷史星座圖層是Google Sky 的一個特色，該信息層由David Rumsey 歷史地圖集中的歷史地圖創(chuàng)建，為使用者提供一個了解古代星座的窗口。

Google Sky 使用的標記語言為KML (Keyhole Markup Language)[35]，因此其具有整合、顯示和分享用戶生成的數(shù)據(jù)(圖像、星表、時間變化數(shù)據(jù)、天空漫游以及課程計劃)的能力。由于KML 完全獨立于平臺，因此Google Sky 能輕松實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

4.3.2 WikiSky

WikiSky 也被稱為Sky-Map，是具有互動性和非商業(yè)性的網(wǎng)站。該網(wǎng)站加載速度快，使用圖形界面導航相當直觀。與WWT、Google Sky 等系統(tǒng)一樣，WikiSky 的底圖也使用SDSS 以及其他巡天數(shù)據(jù)，允許用戶選擇不同的巡天、進行縮放以及選擇天體目標[36]。但WikiSky 的底圖數(shù)據(jù)來源相對較少，并且只進行巡天數(shù)據(jù)展示，如圖14所示。Wikisky 的信息層也較豐富，這是因為其允許用戶為網(wǎng)站做貢獻并互相交流。該網(wǎng)站允許訪問者通過公開聊天或在論壇上發(fā)帖進行互動。使用者還可以通過編寫文章、添加Internet 鏈接、上傳圖像或為特定任務創(chuàng)建特殊興趣組來編輯關于不同天體的信息。用戶也可以上傳星空區(qū)的照片，并將星圖上的天體與照片上的天體結合在一起。

圖14 WikiSky/SKY-MAP

由于各在線可視化系統(tǒng)開發(fā)背景不同，因此服務的群體有所不同。Aladin Lite 從Aladin天空圖集發(fā)展而來，ESASky 基于Alaidn Lite 開發(fā)，都是基于各自數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)服務系統(tǒng)，底圖上疊加了星表、光譜、觀測區(qū)域、文獻等圖層，因而科研色彩濃厚。WWT、Google Sky 和WikiSky/SKY-MAP 三款系統(tǒng)的最初開發(fā)目的就是建立科普教育系統(tǒng)，底圖上疊加了星座連線、星座圖案、天球坐標等圖層，漫游或KML 功能讓知識更易于分享，因而系統(tǒng)有助于人們進行科普教育。各在線可視化系統(tǒng)在服務各自的目標群體的基礎上，逐步完善、改進功能，以期為使用者提供更好的服務。

目前所有在線可視化系統(tǒng)均已實現(xiàn)多波段數(shù)據(jù)的融合顯示，有利于天文學家進行證認。然而天文學目前已從多波段天文學時代進入多信使天文學時代，如何將多波段數(shù)據(jù)與引力波、中微子和宇宙線數(shù)據(jù)融合，使在線可視化系統(tǒng)實現(xiàn)多信使數(shù)據(jù)的融合顯示是目前一個值得研究的方向。此外，實現(xiàn)這些在線可視化系統(tǒng)在手機端展示，方便用戶隨時隨地使用，以及開發(fā)球幕、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實顯示功能，提升用戶體驗，也是研究的熱點方向。

5 總 結

目前人們已開發(fā)出Aladin Lite,ESASky,WWT 和Google Sky 等多個成熟的在線可視化系統(tǒng)，并廣泛應用于科學研究以及科學普及。海量巡天數(shù)據(jù)在線可視化系統(tǒng)仍有一些需要改進或者完善的地方。首先，分層存儲導致了數(shù)據(jù)量的再次增加；其次，現(xiàn)有工具在拼接巡天圖像和切分瓦片時性能欠佳，應對其開源的工具進行二次開發(fā)，縮短全天圖像拼接所需時間；最后，應考慮將多波段數(shù)據(jù)與引力波、中微子、宇宙線數(shù)據(jù)融合，使在線可視化系統(tǒng)實現(xiàn)多信使數(shù)據(jù)的融合顯示以及開發(fā)球幕、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等多種不同方式的展示功能。

隨著我國巡天望遠鏡LAMOST、大射電望遠鏡FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope)相繼建成使用，以及12 m 光學/紅外望遠鏡、110 m 射電望遠鏡的立項建設，國內(nèi)望遠鏡產(chǎn)生的巡天數(shù)據(jù)將急劇增加。如何方便獲取、快速分析和有效展示這些海量數(shù)據(jù)，是擺在國內(nèi)天文學家面前的一個現(xiàn)實問題，因此開發(fā)一套在線可視化系統(tǒng)就顯得十分必要。應采用多種技術相結合，實現(xiàn)在同一平臺上分層顯示數(shù)據(jù)融合結果及相關區(qū)域的多種不同觀測數(shù)據(jù)，方便天文學家對觀測數(shù)據(jù)或計算結果進行快速判斷，并以可視化的方式提供多波段數(shù)據(jù)下載，減少天文學家多方收集數(shù)據(jù)的麻煩。另一方面，基于國內(nèi)望遠鏡所設計的數(shù)據(jù)在線可視化系統(tǒng)，天文教育者可以充分利用虛擬天文臺豐富的資源和先進的技術開展科學數(shù)據(jù)驅動的天文教育、教學和科學普及活動，同時倡導e-Science、探究式學習和全民科學等先進的科學理念，有利于實現(xiàn)科技創(chuàng)新。

致謝

本論文得到中國虛擬天文臺和中國天文數(shù)據(jù)中心提供的數(shù)據(jù)資源和技術支持。中國天文數(shù)據(jù)中心得到科技部國家科技基礎條件平臺項目“地球系統(tǒng)科學數(shù)據(jù)共享服務平臺”和“國家基礎科學數(shù)據(jù)共享服務平臺”(DKA2017-12-02-07)的資助。感謝國家天文臺-阿里云天文大數(shù)據(jù)聯(lián)合研究中心對本項工作的支持。