バーチャル天文台
JVO
田中昌宏 (NAOJ)
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多波長・多モード連携観測で探る高エネルギー天体現象研究会

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内容• Virtual Observatory とは• Japanese Virtual Observatory (JVO) の紹介• International Virtual Observatory Alliance(IVOA) の活動

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天文観測データ• データアーカイブの膨大化– 大規模カメラ等、検出器の高性能化– 大規模サーベイ• 多様化する観測– 多波長• 電波－赤外－光－紫外－X,γ線– データの表現の違い• 撮像、分光、測光、時間変化、etc.
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データアーカイブの効率的な活用• 手作業のデータ処理では手間がかかりすぎ• なんとかしよう– 情報処理技術の活用→「Virtual Observatory」 (VO)
• 名前の由来– 実際の望遠鏡のように、「観測」すると天体のデータが得られる「天文台」となるもの
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バーチャル天文台の目指すもの– V < 10等のM型星のカタログがほしい– 大きさ3'以上の楕円銀河の画像がほしい
3'– 1<z<3のクェーサーのスペクトルがほしいなどと条件を指定するだけで、世界中のアーカイブの中から目的のデータを探し、取得することができる。
• しかし
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実際には簡単ではない計算機は「よきにはからう」ことができない• データのありか？ URL• 検索条件の指定の仕方？渡し方？
• データフォーマット？FITS? テキスト? CSV?
• データの持つ意味？
– 明るさ － 等級? Jy?
– 大きさ － degree? arcmin?
– 分類 －銀河、星、…

→ 統一的な仕様が重要
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バーチャル天文台の実現に向けて• データ配布: 各天文台、観測機関がおこなう• その仕様を統一しよう• そのために、まずは– 標準仕様– その仕様に則ったシステムの確立が必要。 → VOの研究開発• 標準仕様に則って、各天文台もデータを配布しましょう
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大規模データの処理• データが自分の計算機に入りきらなかったら？
– 統計・解析処理したデータだけほしい– 画像から天体を測光したカタログだけほしい– 手元の天体リストとの位置がマッチする天体だけ抽出したい↓• 解析処理は高性能サーバで• 計算機連携技術の活用
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Virtual Observatory スタート
• 2000年ごろから米欧で開始• 2001年JVO計画スタート• 2002年IVOA (International VO Alliance)発足、同年JVO参加• 現在 IVOAに16プロジェクト加盟

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JVO (Japanese VirtualObservatory) の紹介

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開発体制
Project Scientists
NAOJ
• 水本
• 大石
• 白崎
• 川野元
• 本田
• 田中
ICRR
• 安田
Ochanomizu U.
• 増永
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System Engineers
Fujitsu Ltd.
• 石原
• 堤

SEC Ltd.
• 中本
• 小林
• 坂本

Supporter
NII•三浦
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利用技術
•

XML (eXtensible Markup Language)– 計算機で扱いやすく、かつ、人も読めるデータ形式– マシン、OS、言語を問わない→計算機連携に適する•

SOAP– リモートマシンで処理を実行するための通信規約(プロトコル)– 命令・結果のデータはXML形式– 通信には主にHTTPを利用•

リレーショナルデータベース– テーブル形式のデータを検索する技術として成熟– 検索言語SQL•その他 Java, Servlet, JSP, Struts, Ajax, XMLDB, …

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JVOポータル：VOへの入り口
http://jvo.nao.ac.jp/portal にて試験運用中
JVOサーバJVO
JVOポータル

検索
指示
天体リスト
画像データ

海外VO

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レジストリによるサービスの発見

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レジストリ検索

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データ検索の例

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解析処理の連携• 解析サービス– SExtractor (画像から天体を測光)– HyperZ (PhotometricRedshift)をWebサービス化• ワークフロー– 一連の検索・解析処理を記述、実行 →2007-3-1

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分散並列処理システム• Monitor and Discovery Service (MDS)• すばるSuprimeCamの画像処理に利用
MDS Server

JVO Portal
Execute# of Jobs
CPU load
Job status

Service Request
Available Server Info
Confirm Job Completion

ClientJob Completion InfoAnalysis Servers

Analysis ServerManagement Data

Job submission
Results

Parallel Executions on Multiple Servers are available
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イベント• 第1回 VOサマースクール 2006年8月– 参加11名

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IVOA

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IVOA活動• Interoperability meeting– VO標準仕様について議論– 年2回開催• 2003 Cambridge, Strasbourg• 2004 Boston, Pune
• 2005 京都, Madrid• 2006 Victoria, Moscow• 2007 北京– 毎回50-100人レベルの参加者• 随時メーリングリスト、テレコンで議論
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IVOAワーキンググループ• Applications• Data Access Layer• Data Modeling• Grid & Web Services• Resource Metadata/Registry• Unified Content Descriptors• VO Event• VO Query Language• VOTable
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Resource Metadata• メタデータ＝データについての情報• Resource Metadata ：VOにおけるメタデータ標準仕様– 内容： 作成者、観測装置、天域、波長域、データの種類、サービスのアクセス先、…
– フォーマット：XML• メタデータ配布プロトコル：OAI-PMH– 図書情報の交換用に開発• メタデータ検索サーバ：Registry2007-3-1

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VOTable• カタログデータのVO標準フォーマット
• 計算機で扱いやすいXMLXML
VOTableの例

FIELDタグでカラム属性を指定
TABLEDATAタグでテーブル形式のデータを格納<?xml version="1.0"?><!DOCTYPE VOTABLE SYSTEM "http://us-vo.org/xml/VOTable.dtd"><VOTABLE version="1.0"><DEFINITIONS><COOSYS ID="myJ2000" equinox="2000." epoch="2000." system="eq_FK5"/></DEFINITIONS><RESOURCE><TABLE name="Stars"><DESCRIPTION>Some bright stars</DESCRIPTION><FIELD ID="ra_i" name="ra_i" ucd="POS_EQ_RA_MAIN" unit="deg" datatype="double"><DESCRIPTION>Right Ascension (degrees FK5)</DESCRIPTION></FIELD><FIELD ID="dec_i" name="dec_i" ucd="POS_EQ_DEC_MAIN" unit="deg" datatype="double"><DESCRIPTION>Declination (degrees FK5)</DESCRIPTION></FIELD><FIELD ID="mag_aper_i" name="i' mag" ucd="PHOT_SDSS_I" unit="mag" datatype="float"><DESCRIPTION>Fixed aperture magnitude vector</DESCRIPTION></FIELD><DATA><TABLEDATA><TR> <TD>201.0020154</TD> <TD>27.3279589</TD> <TD>19.5707</TD> </TR><TR> <TD>201.0298728</TD> <TD>27.3525103</TD> <TD>19.0456</TD> </TR></TABLEDATA><DATA>
i’ band</TABLE></RESOURCE>
等級</VOTABLE>RA

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Dec

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UCD (Unified Content Descriptor)• 計算機が自動的に「データの意味」を判別するための、統一された語彙• 語彙442語• 例（UCD1+）:– pos.eq.ra ： 座標の赤経– phot.mag;em.opt.V： Vバンド等級• UCD1とUCD1+で仕様が異なる

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ADQL (Astronomical Data QueryLanguage)• JVO, JHU他が中心に策定• SQLを基にして、天球の領域検索などを拡張• 計算機間ではXML形式• SQL形式での記述も可能• ADQLで検索可能なサーバ：SkyNode

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SIAP (Simple Image Access Protocol)
SSAP (Simple Spectrum Access Protocol)• 天体画像・スペクトルを検索・データ取得するプロトコル• HTTP または SOAPでパラメータを渡す– 例：
http://vo.org/Xray?POS=180.567,-30.45&SIZE=0.0125• 画像・スペクトルのリストとアクセス先がVOTable形
式で返される2007-3-1

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アプリケーションAladin

VOSpecその他いろいろVOPlot2007-3-1

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VOEvent• 天体のイベントを表す
VO標準仕様• 突発天体の情報伝達などに利用

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まとめ– IVOA
• 天文データに関する計算機連携の標準仕様について、議論・策定– JVO• IVOAに参加、標準仕様を策定• ユーザへの窓口となる ポータル の開発• サービスを発見する レジストリ の開発• IVOAの仕様に基づいて連携可能な 検索・解析システム の開発• URL– JVO: http://jvo.nao.ac.jp– IVOA: http://www.ivoa.net
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