怀柔磁场数据标准化进展 怀柔太阳观测基地 刘 锁 2014-Nov-29 中国虚拟天文台暨天文信息学2014年学术年会.

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1 怀柔磁场数据标准化进展 怀柔太阳观测基地 刘 锁 2014-Nov-29 中国虚拟天文台暨天文信息学2014年学术年会

2 目的和意义 进一步提高怀柔数据的可用性 进一步提高怀柔数据的可管理性 进一步规范数据信息

3 内容 怀柔部分太阳光学观测数据介绍 dat 格式 数据转换成 fit 格式数据 Stokes-V 刻度成纵向磁场
利用怀柔标准磁场数据处理程序，生成矢量磁场 磁场数据的简单分级 怀柔数据文件头的进一步标准化

4 怀柔光学观测数据介绍 Wavelength=4861Å Wavelength=5324Å

5 怀柔光学观测数据介绍 Wavelength=5324Å Wavelength=6562.8Å

6 怀柔光学观测数据介绍 ---著名观测事例

7 怀柔光学观测数据介绍 ---重要观测结果 图2 a. 宁静区光球磁场 b. 宁静区色球磁场(Zhang & Zhang, 2000)
色球磁场测量

8 数据存储介质 87(80后) --今天数据储存历程 56兆的大磁带（用vax机记录的圆盘磁带） 8毫米小磁带（和录音机磁带大小一样）
560兆大磁带（有三个录音机磁带大小） 960兆光磁碟。 1G光磁碟 VCD DVD 500G硬盘 1T硬盘 磁盘阵列（尚未使用）

9 Dat格式数据观测信息,需借助文件存储目录层次信息体现 Fit格式数据文件名可以完全显示观测信息,目录结构保持
数据存储及数据信息 Dat格式数据观测信息,需借助文件存储目录层次信息体现 （受限于当时的计算机技术） Fit格式数据文件名可以完全显示观测信息,目录结构保持 经过数据格式转换并重新改写文件为：L fit

10 dat 格式数据转换 fit 格式数据 怀柔数据存储 dat 数据 G:\Huairou-SMFT-data\1989\feb\01\L5 –活动区号-观测时间fit 数据 G:\Huairou-SMFT-data\2003\apr\0403\L5 –活动区号-观测时间，但是文件头里也有观测时间（数据处理以此时间为准，L代表Stockes-V）。 将原有文件头信息提取同数据一起保存成 fit 格式的文件。 处理后文件名： 文件头能读取yyyymmdd 和 hhmmss， 文件名： L5‘活动区号’yyyymmdd_hhmmss.fit； 如果文件头不能读yyyymmdd 能读hhmmss， 文件名： L5‘活动区号’yyyymmdd_hhmmss.fit； （yyyyddmm来源于对应文件夹） 如果文件头能读yyyymmdd 不能读hhmmss， 文件名：L5活动区号’yyyymmdd_nonono.fit； 如果文件头不能读yyyymmdd 也不能读hhmmss， 文件名： L5‘活动区号’yyyymmdd_nonono.fit； （yyyyddmm来源于对应文件夹） 文件名有冲突： L5‘活动区号’yyyymmdd_hhmmss_‘原始文件名’.fit

11 年份 总数据个数 无时间信息数据个数 百分比（%） 1987 1579 100.00 1988 5107 313 60.13 1989 9618 181 1.88 1990 9292 167 1.80 1991 11230 229 2.04 1992 12105 82 0.68 1993 10468 236 2.25 1994 7671 39 0.51 1995 6874 33 0.48 1996 3352 24 0.72 1997 9661 30 0.31 1998 11111 120 1.08 1999 14879 637 4.28 2000 16872 19 0.11 2001 14355 53 0.36 2002 67 0.00

12 将斯托克斯信号V定标成纵向磁场Bz 将所以的 V 信号 整理成的fit 数据定标成纵向磁场，并保存成 fit 格式的文件。
（ Lm_L _022319_l509003a.fit ） 保持原有数据网格大小，即像元分辨率不变。 文件头重新整理、完善、并加入像元分辨率信息等。 'L_CALIBR', ,'Calibration Coefficient of Longitudinal Field' T12:00:00 以前 3.63 T12:00: T120:00:00 之间 2.77 T12:00:00 以后 2.81

13 将斯托克斯信号V定标成纵向磁场Bz V L Stockes-V 定标纵向磁场 部分数据存储进行高低位转换 （swap_endian）

14 将斯托克斯信号（Q,U,V）定标成矢量磁场（Bz,By,Bz）
根据原始文件名以及观测时间匹配 QUV 及辅助的对其文件 TRS，保证是准同时（5min内）、观测同一个区域，将匹配可以生成矢量磁场的文件列表。 根据上一步的列表定标矢量磁场保存 fit 格式的文件。 磁场数据后处理： 消除大气透射影响； 消除磁光效应； 解决 180°不确定性； 投影改正。 'L_CALIBR', ,'Calibration Coefficient of Longitudinal Field‘ 'T_CALIBR', ,'Calibration Coefficient of Transverse Field'

15 将斯托克斯信号（Q,U,V）定标成矢量磁场（Bz,By,Bz）

16 怀柔活动区号与国际编号匹配

17 磁场数据的分级处理 纵场 Level0:原始观测数据 Level1:dat数据转换成的fit数据 Level2:刻度成磁场观测数据 矢量磁场

18 怀柔数据文件头的进一步标准化 dat 数据原有文件头 波长 5324A 观测时间 Feb-04,2000 06:23:36 天气情况 d
坐标信息 叠加帧数 255 活动区号 026

19 怀柔数据文件头的进一步标准化 fit 数据原有文件头 SIMPLE = T BITPIX = 16
NAXIS = NAXIS1 = NAXIS2 = HSOS_NO = '05088' /Number of Active Region in HSOS CONTENT = 'L' /Longitudinal Magnetogram WAVELENG= '5324' /Wavelength LONGITUD= '-49.8' /Longitude in Image-Coordinate System LATITUDE= '-4.0' /Latitude in Image-Coordinate System TIME_POS= ' :01:57‘ /Time for the Measured Position CARR_POS= 'B=-4.00,L=83.60' /Carrington Position DECARL = 'X= ,L= ‘ /Decarl Full_Disk=1000*1000 T_START = ' :01:35‘ /Time of Start Observation T_END = ' :01:57' /Time of End Observation QUALITY = 'D' /Quality of Image SEEING = 'D' TRANSPAR= 'C' /Transparence CLIMATE = 'clear' CALIBRAT= EXPOSURE= /Exposure Time per Frame FRAME = /Number of Integrated frames GAIN = / Bright Level OBS_TEMP= /Temerarure of filter DARK_LEV= /Black Level OBSERVER= '' TELESCOP= '35CM SMFT' CAMERA = 'PULNIX 6701AN' GRABBER = 'VIPER-QUAD, CORECO INC.' SIZE_PIX= ' ARC. Second per Pixel'

20 保留原有的信息 OR_CONTE= 'L ' / OR_WAVEL= '5324 ' / OR_LONGI= '-50.2 ' /
OR_LATIT= ' ' / OR_TIME_= ' :14:11‘ / OR_CARR_= 'B=90.00,L=0.00' / OR_DECAR= 'X=79.95,L=993.65' / OR_T_STA= ' :13:46‘ / OR_T_END= ' :14:08' / OR_QUALI= 'D ' / OR_SEEIN= 'D ' / OR_TRANS= 'E ' / OR_CLIMA= 'cloudy ' / OR_CALIB= / OR_EXPOS= / OR_FRAME= / OR_GAIN = / OR_OBS_T= / OR_DARK_= / OR_OBSER= ' ' / OR_TELES= '35CM SMFT' / OR_CAMER= 'PULNIX 6701AN' / OR_GRABB= 'VIPER-QUAD, CORECO INC.' / OR_SIZE_= ' ARC. Second per Pixel' / OR_INFOA= '5324A ' /original info(0) OR_INFOB= 'Jan-06,1997' /original info(1) OR_INFOC= '03:33:26' /original info(2) OR_INFOD= 'd ' /original info(3) OR_INFOE= ' ' /original info(4) OR_INFOF= ' ' /original info(5) OR_INFOG= ' ' /original info(6) OR_INFOH= ' ' /original info(7) OR_INFOI= ' ' /original info(8) OR_INFOJ= ' ' /original info(9) OR_INFOK= ' ' /original info(10) OR_INFOL= 'spl ' /original info(11)

21 整理后进一步完善的信息 SIMPLE = T / Written by IDL: Wed Sep 14 17:53:18 2011
BITPIX = / Number of bits per data pixel NAXIS = / Number of data axes NAXIS1 = NAXIS2 = DATE = ' ' / Creation UTC (CCCC-MM-DD) date of FITS header COMMENT FITS (Flexible Image Transport System) format is defined in 'Astronomy COMMENT and Astrophysics', volume 376, page 359; bibcode 2001A&A H LATITUDE= ' ' /Latitude in Image-Coordinate System LONGITUD= /Longitude in Image-Coordinate System CARTES_X= ' ' /Cartesian Coordinate X CARTES_L= ' ' /Cartesian Coordinate L CARRIN_B= ' ' /Carrington Coordinate B CARRIN_L= ' ' /Carrington Coordinate L FRAME = ' ' /Number of Integrated Frames DAT_NAME= '1997-jan-06\l506spla.dat‘ /Old Data name WAVELENG= '5324A ' /Observation Wavelength HSOS_NO = 'spl ' /Number of Active Region in HSOS SEEING = 'd ' /Seeing on the Day of Observation

22 DATAFILE= 'L _ fit' /File CONTENT = 'Light of Sight Magnetogram' /Light of Sight Magnetogram BUNIT = 'Gauss ' /Unit of LOS magnetic field TELESCOP= '35CM SMFT' /Telescope DAT_HEAD= '(5324A)(Jan-06,1997)(03:33:26)(d)( )( )( )( ' HSOS_NOA= 'nonoaa_no' /Number of Active Region in NOAA T_OBS = ' T03:33:26_TAI‘ /Date and Time Observation OBS_DATE= ' ' /Date of Observation OBS_TIME= ’03:33:26 ' /Time of Observation INSTRUME= 'Solar Vector Magnetograph' /Observation Instrument OBSERVER= 'HSOS, NAOC' /Observer XSCALE = /The resolution in X direction arc-sec YSCALE = /The resolution in Y direction arc-sec L_CALIBR= /Calibration Coefficient of Longitudinal Field

23 WCS 坐标系统方便不同仪器观测数据空间对齐，如：
WCSNAME = 'Helioprojective-Cartesian' /World Coordinate System CTYPE1 = 'HPLN-TAN' /Solar X CTYPE2 = 'HPLN-TAN' /Solar Y CRPIX1 = /The reference pixel CRPIX2 = /The reference pixel CRVAL1 = ' ' /The reference pixel CRVAL2 = ' ' /The reference pixel CDELT1 = /The resolution in X direction arc-sec CDELT2 = /The resolution in Y direction arc-sec CUNIT1 = 'arcsec ' /Unit of CDELT1 CUNIT2 = 'arcsec ' /Unit of CDELT2 WCS 坐标系统方便不同仪器观测数据空间对齐，如：

24 总结 dat - fit 过程 ：数据保持原有大小（512512），复制 datfit、整理文件头，规范化文件名。
V – 纵场过程：数据保持原有大小，数据进行必要预处理，磁场定标，整理并标准化文件头。 Q U V- 矢量磁场过程：数据定标、生成矢量磁场、准备给出最完备的文件头信息。 文件头标准化过程：保持原有、整理、添加、完善。 磁场数据分级及管理待细化 。

25 谢谢