国立天文台 天文データセンター
白崎 裕治

天文データの種類
天文観測におけるデータは観測の種類（測定対象、波長）によって以下のように分類される。
 撮像型データ : 明るさの２次元空間分布
 スペクトルデータ ： １次元波長強度分布
 フォトンリストデータ : 光子毎のデータ
 ３次元キューブ : スペクトルデータの空間マッ

ピングデータ カタログデータ : 上記のデータに対する測定量のテーブル
これらのデータを共通のフォーマットで保存するための標準規格 Æ FITS

FITS (Flexible Image Transport System) 天文データとそのメタデータを保存・交換するための標準フォーマット
y 研究者間でデータや解析ソフトを共有

 1979年 International Image Processing

Workshop において提案。国際標準フォー
マットとして認定。
 国際天文連合の「天文学データを扱う第5委員会」において管理

FITS の構造
 最も単純な場合：1つのヘッダと1つのデータ配列を持つファイル
 ヘッダレコードy データレコード部の説明(メタデータ)
y データの種類、座標、時刻、観測波長、バイト数、レコード数
y キーワード = 値 ／ 注釈

 データレコード
y バイナリまたはアスキーデータ配列

ヘッダレコード

データレコードFITSヘッダーの例
データビット長、データ配列の次元、配列数
観測ターゲット名
観測日時、座標

Standard FITS Keyword (53+WCS)(blank) CROTAn EQUINOX NAXISn TBCOLn TUNITn AUTHORCRPIXn EXTEND OBJECT TDIMn TZEROn BITPIX CRVALn
EXTLEVEL OBSERVER TDISPn XTENSION BLANK CTYPEn
EXTNAME ORIGIN TELESCOP BLOCKED DATAMAX EXTVER PCOUNTTFIELDS BSCALE DATAMIN GCOUNT PSCALn TFORMn BUNITDATE GROUPS PTYPEn THEAP BZERO DATE-OBS HISTORYPZEROn TNULLn CDELTn END INSTRUME REFERENC TSCALn
COMMENT EPOCH NAXIS SIMPLE TTYPEn
その他 WCS Keywords

データフォーマットのパラメータ
天球座標への変換パラメータ
観測天体名、観測日時、観測者、装置名
観測条件に関するキーワードが未定義！

すばるデータ FITS Keyword (737)
基本 Keyword 222
 装置別 Keyword 515
y CIAO 49
y COMICS 139
y FOCAS 31
y HDS 74y CISCO/OHS 5
y SuprimeCam 23
y IRCS 128
y AO 29y MOIRCS 37

環境データ用 Keyword も定義
しかし、あまり利用されていな
い。定量化が難しい。

FITS 規約の効用と課題
 FITS 規約の効用
y 様々な装置によるデータを共通のソフトで利用可能
y 様々なアプリケーションソフトが利用可能 データ共有における課題
y ヘッダーキーワードの標準化が不十分○ 環境データやデータの質をあらわす指標○ 独自キーワードの氾濫
y データ検索・取得のメカニズムはない○ データの配布先 はどこなのか？
○ データ検索方法の不統一 (データセンタ独自の I/F）

Æ データ共有の利便性向上のための国際標準規格

国際バーチャル天文台連合の発足

FITS を扱えるソフトウエア
 FITS ブラウザy Makali’i (日本)、 fv, ds9 （米国）、 JSky (欧州)

 一般の画像処理ソフトウェア
y netPBM, ImageMagick, gimp

 天文学研究用解析ソフトウエア
y IRAF (NOAO), AIPS (NRAO) , MIDAS (ESO) FITS ソフトウェアの開発者向けのツール
y FTOOLS, FITSIO (HEASARC), funtools (SAO)y WCSLIB (ANTF), WCSTools (SAO)y eclipse (ESO), nom.tam (HEASARC)y IDL Astronomy Users Library (NASA/GSFC)

International Virtual ObservatoryAlliance (2002 ~ ) 世界 16 の国と地域機関
 e-mail ベースの議論 + 年２回の会議
 データの共有や解析に関する国際標準の策定や関連する技術情報の交換
http://www.ivoa.net/

バーチャル天文台における標準化 データの公開と発見方法の標準化
y Publishing Registry によるメタデータの公開
y Searchable Registry によるメタデータの検索 データの検索と取得の標準化
y データ種別に応じた検索プロトコル○ TAP (テーブル), SIAP (画像), SSAP (スペクトル)…
y 検索結果フォーマット

VOTable データを表す語彙の標準化
y UCD (Unified Content Descriptor)○ pos.eq.ra phot.flux.density
y 様々なデータモデルの定義:○ STC, Spectrum Data Model, Characterisation Data Modelメタデータの交換方法
SearchableRegistry
リソースメタデータ② メタデータの収集
リソースメタデータ① サービスの登録

OAI-PMH

解析サービス

SOAP/WS
Publishing
Registry

データサービス③ サービスの発見
VO Portal

ストレージサービス1

データサービスメタデータの例

バーチャル天文台におけるデータの流れ
検索パラメータ（必須、オプション、プロバイダ固有）
データサービス

DBMS

VOTable

(XML)
FITS

必要なデータをリクエスト

データサービスメタデータの登録

レジストリメタデータの登録

DBMS

FITS

データ取得

NCSA
ESA
データサービスメタデータの取得
STSci
CDS
HEASARC
Astro GRID
JVO

IVOA
(NCSA)

レジストリサービス（検索）レジストリ
レジストリのサービス（公開） レジストリ

DBMS

検索条件にマッチする
データのメタデータ

DBMS

レジストリサービス（公開）のアドレス取得

画像検索の例

スペクトルデータ検索例バーチャル天文台システム実装から学んだこと
 うまくいっている面
y レジストリによるメタデータの自動配信機能は大変うまくいっている。Æ 利用できるサービスが自動的に増えていく。
y 初期の標準仕様は機能が限られているものの、複数のデータサービスへ同時に検索実行が可能になり、必要なデータへアクセスしやすくなった。
 問題点・不足する機能
y 初期の標準仕様は機能が限られているため、必要なデータのみを検索することが困難。
y 標準仕様がどんどん大きくなることで、サービスの実装が大変になってくる。 Æ ツールキット必要
y 大量のデータを取得することは難しい。Æ 物理的な困難
y 環境データ、データクオリティーに関する取り決めが必要
Æ 観測所との連携が重要まとめ（標準化活動に参加しての感想）• メタデータやデータ配信方法の国際標準規約の策定はデータ共有の面で大変重要で効果的• しかしながら、細かく決めようとすると各国 (個人？)の利害 (好み) が衝突し、なかなか決まらない。
• 規約はその完成度より、様々なデータセンターで広く利用されることがまず重要• したがって、規約は簡単にして早急に決めてしまい、デファクトスタンダードをめざすのが一番てっとりばやい。
FITS はその好例である。