天文观测科学研究是国家重点发展战略,展示大国自然科学研究水平。很多国家投入优势资源开发了著名的天文观测系统,如美国的大型综合巡天望远镜(Large Synoptic Survey Telescope,LSST)系统、中国的地面广角相机阵(Ground Wide Angle Camera,GWAC)系统。同时,与之配套的天文大数据管理系统也越发重要,它们为天文观测系统产生的海量数据提供了数据管理和检索功能,为科学发现和天文爱好者提供数据共享的平台,如美国的斯隆数据库为斯隆数字巡天(Sloan Digital Sky Survey,SDSS)系统提供海量天文数据的管理服务。我国国家天文台自主研发的GWAC系统是目标发现短时标异常天文现象的光学望远镜阵列。GWAC天文系统由40台小口径巡天望远镜相机矩阵组成,相比其它巡天项目覆盖更大的观测视场,具有更高的时间采样率。建立GWAC对应的数据处理系统,既要在镜头采样区间内实现快速的天文异常检测,也要满足长期存储数据的可利用需求。基于十三五国家重点研发计划项目背景,面向GWAC系统的数据处理需求,研发了一套具有实时天文异常现象检测和长期数据管理与数据挖掘功能的天文大数据处理软件,支持流式检测与批处理相结合、多种异常检测算法共存。系统按照GWAC相机矩阵数据处理工作流,主要提供的功能包括:第一,在线天文异常检测,对接观测相机阵,监测实时产生的天文数据,实现针对短时标天文异常现象准确、快速的预警;第二,离线天文异常挖掘,建立历史数据仓库实现长期天文数据的保存,同时深入挖掘时间跨度更大、种类更广泛的天文异常;第三,全天区天球的数据可视化,提供天文学家适用的系统界面,动态展示实时异常星体及其光变亮度值曲线;第四,天文现象检索,提供多数据源的高速搜索引擎,支持用户的典型天文查询和批处理访问;第五,历史数据管理,建立部分天文数据的共享平台,允许天文爱好者下载查看已公开的科学数据。根据GWAC系统数据“快速实时分析+大数据管理”的处理需求,系统采用主从的分布式模型,基于四十个物理节点部署在线和离线并行的双层架构。在线部分基于内存数据库搭建,主要用于实时天文数据的异常现象监控,针对小部分数据执行轻量级的分析任务;离线部分选用NoSQL型数据库,主要用于大规模长期数据的持久化存储和深度异常挖掘,利用系统低强度运行时间处理复杂计算。目前,系统已经正式应用于国家天文台兴隆观测站的GWAC系统,实现了快速天文异常检测和有效的长期数据管理,单批数据的在线异常检测时延低于4秒,数据存储总量达10PB,每天处理天文观测数据10TB以上。在试运行阶段,系统从真实巡天数据中发现了约30个分钟量级的短时标天体耀发事件,预警效果得到了天文学家的可信度认证。同时,系统提供全天区天球数据可视化平台,支持自定义时空范围的天文数据特征展示,具备复合检索条件的典型天文查询功能。应用表明,系统及其方法具有有效性,为进一步的大规模天文学发现提供了有力支持。