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虚拟天文台 －网格技术最好的试验场 The Chinese VIRTUAL OBSERVATORY 崔辰州 国家天文台
网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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报告索引 VO ABC VO vs. Grid VO 研究现状 现场演示 （γ暴追踪、银河系动力学研究） 网格主题日（人民大学）
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VO ABC VO ABC VO vs. Grid VO 研究现状 现场演示 （γ暴追踪、银河系动力学研究） 网格主题日（人民大学）
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天文观测能力 100000 10000 1000 "Eyes" 100 10 T2 ~20 years 1 1500 1600 1700 1800 1900 2000 Year 网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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数据收集能力 T2 < 18 mths 100 1000 10000 100000 1000000 1E+07 1E+08 1E+09
1500 1600 1700 1800 1900 2000 Year Numbers/night T2 < 18 mths 网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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信息爆炸 两方面原因 威力更大的观测设备 更好的数值模拟 导致数据的幂级数增长 以1” 分辨率在单一波段对全天观测一次的数据量约为1TB
CERN, LHC : 1GB/s，10 PB/y VLBA (NRAO): 1GB/s today HST: 5GB/day LSST: 18TB/day LAMOST: 3GB/day 以1” 分辨率在单一波段对全天观测一次的数据量约为1TB 网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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天文数据的增长 世界上3米以上级望远镜的总面积 (m2) CCD 像素的总数 (megapixel)
25年中，集光面积增加了30倍，像素增长了3000倍。 世界上3米以上级望远镜的总面积 (m2) CCD 像素的总数 (megapixel) 网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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天文数据的增长 欧洲南方天文台科学数据中心 网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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天文研究方式的演变 What’s Next? 传统方式 巡天方式 巡天望远镜 数据库 后随 望远镜 结果 选择天体 数据挖掘
其他巡天/数据库 巡天方式 望远镜 数据分析 What’s Next? 结果 网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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天文研究方式的演变 前提: 大部分数据实现在线服务 结论： Internet 是世界上最好的望远镜: 拥有每一部分天区的数据
前提: 大部分数据实现在线服务 结论： Internet 是世界上最好的望远镜: 拥有每一部分天区的数据 拥有每个波段的观测数据 射电、红外、…、γ射线 最精细的观测结果 全天候的可用性 观测条件永远最佳 没有月光的干扰、没有阴天、没有沙尘暴 富于灵感的望远镜 图像、光谱、数据、文献、…集于一身 网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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VO：世界大小的望远镜 Chandra MMT Hubble VLA Oak Ridge Whipple g-ray 1.2m CO
SIRTF Hubble VLA Sub-mm array Antartica sub-mm Magellan 6.5m 网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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VO 虚拟天文台时代的天文研究 LAMOST (中国) SDSS (美国) 第一数据源 结果 巡天观测 观测数据库 后继观测 数据服务
数据挖掘 数据分析 目标选取 数字图书馆 第一数据源 VO 第二数据源 LAMOST (中国) SDSS (美国) 网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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虚拟天文台三步曲 对异地异构数据的无缝透明访问 强大的数据分析和可视化服务 望远镜和其它天文仪器的VO集成 VO-1 VO-2 VO-3
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报告索引 VO ABC VO vs. Grid VO 研究现状 现场演示 （γ暴追踪、银河系动力学研究） 网格主题日（人民大学）
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VO vs. Grid VO ABC VO vs. Grid VO 研究现状 现场演示 （γ暴追踪、银河系动力学研究）
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虚拟天文台面临的挑战 PB量级的数据 尚未解决的元数据问题 现有工具无法满足需求 非客观因素的制约
One band (at 1 sq arcsec) 10^0 Terabytes Multi-wavelength ^(1~2) Terabytes Time dimension >> 10 Petabytes Need auto parallelism tools 尚未解决的元数据问题 Hard to publish data & programs How to federate Archives Hard to discover/understand data & programs 现有工具无法满足需求 new analysis & visualization tools Data Federation is problematic 非客观因素的制约 Sociological issues 网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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问题 解决方案 解决方案 有限的计算能力 分布式计算 有限的存储空间 分布式数据 有限的网络带宽 信息的层次化 数据的分散性 互操作性
问题 解决方案 有限的计算能力 分布式计算 有限的存储空间 分布式数据 有限的网络带宽 信息的层次化 传递结果而不是数据 数据的分散性 互操作性 虚拟天文台 网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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网格最好的试验场，Why？ 天文数据的特点： 开放数据 天文界的传统是所有的观测数据在一段时间后向公众开放 安全数据
缺乏商业价值，不存在保密性问题和共享障碍 海量数据 目前，世界天文数据已经达到数TB，几年后将达到PB量级 真实而归档完好的在线数据 Internet是最好的望远镜 复杂数据 形式：星表、星图、光谱、时序数据… 格式：不同的观测项目一般都会自定义数据格式 高维：每个记录可以有上千个属性 多波段：不同波段数据高度相关 网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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VO 网格最好的试验场，Why？ 数据挖掘专家 高质量的数据 天文学家 数据库专家 应用工具专家 算法测试 有趣的科学问题
TB->PB 存储、检索 数据库专家 计算、统计、 可视化 应用工具专家 网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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网格最好的试验场，Why？ VO-1 数据网格 计算网格 信息网格 VO-2 VO-3 网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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VO 研究现状 VO ABC VO vs. Grid VO 研究现状 现场演示 （γ暴追踪、银河系动力学研究） 网格主题日（人民大学）
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国际虚拟天文台联盟（IVOA） 2002年6月成立（德国） 将世界范围的VO项目的天文学家、开发人员、管理人员联合起来： 共同制定VO标准
协调各项目的开发工作 软件共享 经验共享 13 个成员组织: Astrogrid, AVO, US-NVO, VO-Australia, VO-Canada, VO-China, VO-France, VO-Germany (GAVO), VO-India, VO-Italy (DRACO), VO-Japan, VO-Korea, VO-Russia，Hungary-VO 网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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IVOA关注的领域 数据互操作标准 标准化（服务、文档、…） 数据模型 VOTable & VOPlot （数据封装与显示）
Registry （服务与数据注册） VOQL vs. XQuery （数据与服务的查询、发现） 网格和Web服务技术在天文学的应用 网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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中国虚拟天文台（China-VO） Nov. 2001, 首次中国虚拟天文台会议 Jul. 2002, “China-VO” 概念提出
Oct. 2002, “China-VO” 成为IVOA成员 Feb. 2003, 第一个grid service, “Hello China-VO” 开发完成 May 2003, China-VO “ConeSearch” 服务成功完成， 实现VOTable格式的数据封装 Jun. 2003, 系统设计完成 Sep. 2003,第二届中国虚拟天文台会议 China-VO 工作组成立 Oct. 2003, China-VO 第二个GS初步实现 Nov. 2003, IVOA Small Projects Meeting 网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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China-VO体系结构 面向服务的 基于开放网格服务架构（OGSA）的 层次式体系结构 网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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China-VO拓扑图 网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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Demo演示 VO ABC VO vs. Grid VO 研究现状 现场演示 （γ暴追踪、银河系动力学研究） 网格主题日（人民大学）
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γ暴追踪（NVO） 利用远程服务提供的标准协议 和标准的语义编码 来进行数据提取和转换 在多个波段上收集关于某个天区或者有趣天体的各种信息
比如ConeSearch、SIAP、VOTable， 和标准的语义编码 比如UCD（统一内容描述子） 来进行数据提取和转换 在多个波段上收集关于某个天区或者有趣天体的各种信息 比如γ射线暴的图像、星表等各种相关数据。 远程连接 网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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银河系动力学研究 天文观测：恒星的位置、空间速度和元素丰度数据
位置、空间速度、银河系引力场->数值积分->恒星在银河系中的运行轨道->银河系动力学研究 轨道参数+元素丰度->银河系化学演化 远程连接 网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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China-VO 合作伙伴 国家天文台 (NAOC) 云南天文台, NAOC 清华大学（天体物理中心、高性能计算所） 北京大学天文系
北京师范大学天文系 南京大学天文系 中国科学技术大学天体物理中心 北京天文馆 华中师范大学天体物理所 中科院计算机网络信息中心 网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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Thank You Q & A ? www org 网格主题日（人民大学） 2003年11月8日
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