【摘 要】
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随着天文观测数据的日益丰富,天文学研究已经进入大数据时代。随着光学望远镜制造技术不断发展,高分辨率和宽视场的天文光学观测图像数据持续增速积累。对于时域天文学研究,天文学家通常关注于某一片天空区域内发生的变化或者某一个星体自身发生的变化,并不需要处理所有的归档图像数据,因此如何保证能够快速从海量的归档数据中检索出天文学家所需要的图像序列是一个亟待解决的挑战。本文面向基于光学图像数据的时域天文学研究,
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随着天文观测数据的日益丰富,天文学研究已经进入大数据时代。随着光学望远镜制造技术不断发展,高分辨率和宽视场的天文光学观测图像数据持续增速积累。对于时域天文学研究,天文学家通常关注于某一片天空区域内发生的变化或者某一个星体自身发生的变化,并不需要处理所有的归档图像数据,因此如何保证能够快速从海量的归档数据中检索出天文学家所需要的图像序列是一个亟待解决的挑战。本文面向基于光学图像数据的时域天文学研究,提出并实现了支持大规模数据环境中高效检索天文时序子图的方法和可扩展系统。研究工作的主要内容和贡献在于:提出了基于WCS（World Coordinate System）的原位和弹性的天文光学图像索引（Pixeled-AQUAdex）方法,使其能够更加精确地对归档的天文图像进行快速检索;提出更为精确的“按需裁剪”时序子图裁剪方法;设计了多层次的图像存储策略,通过优化图像数据布局和数据的生命周期来提高检索时序子图的效率。本文设计实现了天文时序子图检索系统（Astro-TS3,Astronomical Time Series Subimage Search Engine）,它能够在不同使用情况下满足用户高效自动地检索出天文时序子图的需求。使用南极巡天望远镜AST3（Antarctic Survey Telescopes）的实际归档图像数据对Astro-TS3完成了系统性能分析评价,实验数据表明,建立索引和增量更新索引所需时间与数据文件数量近似线性增加趋势,数据检索的响应时间与生成子图文件的数量也近似线性相关。本文成果可以直接服务于需要时序图像集合的天文学研究以及大规模天文图像数据管理,也可以为其他类型科学数据管理和高性能检索提供参考。
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