特别策划:想玩转科学数据可视化?这些工具别错过!
发布时间:
2024-02-19 11:44
修改时间:
2024-02-19 11:43
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356

寒假已至,不少有经验的小伙伴都会抓住这段宝贵的时光,充分释放自己的才情和潜力,开启宇宙漫游作品征集活动的备战之旅。

为了帮助大家在这段旅程中玩得更加尽兴,活动组委会特别策划了“玩转数据,轻松漫游”系列专题。通过这个专题,我们将循序渐进、由浅入深地介绍天文及相关学科数据库、可视化平台,以及如何将其巧妙地融入创作中,并探讨如何将数据清晰美观地在作品中呈现的技巧。

希望这些内容能帮助大家收获更多的科学数据知识,通过数据更好地讲述自己的宇宙故事,陪伴大家度过这段充满挑战和乐趣的创作之旅。

 

专题一:天文数据可视化工具

1. 虚拟天文馆(Stellarium):入门级、软件类

图1  Stellarium LOGO

如果您想以真实生动的星空场景展示开启一段天文创作之旅,天象模拟软件——虚拟天文馆(Stellarium)是入门的最佳选择。

它可根据观测者所处的时间和地点,计算并展示天空中恒星、星云等各类天体的位置。除此之外,虚拟天文馆还提供星座绘制、星空文化介绍、天文现象如日食月食演示、人造卫星追踪等多项功能,辅助天文爱好者日常观测的同时,也是学习星空知识的生动工具。

虚拟天文馆还提供移动端(Stellarium Mobile)版本,软件在计算天体位置后可以将它们在观测者手机所对准的天空背景下以3D的形式精确展示出来,通过手机屏幕也可以观测浩瀚星空。


图2 虚拟天文馆软件实地星空模拟

 

如果你希望从开发者的角度对这个“网红”天文软件了解更多,或许Stellarium作者 Georg Zotti带来的主题报告能给你更多答案哦!

Stellarium: astronomical simulation for research and outreach

 

2. Heavens-Above:进阶级、网站平台类

图3  Hevens-Above LOGO

如果您对人造卫星领域感兴趣,卫星追踪网站Heavens-Above可以为您提供丰富的卫星轨迹信息。

Heavens-Above是一个由天文爱好者创建并运营的非营利网站,主要提供如国际空间站、星链、哈勃空间望远镜、无线电卫星等人造天体的轨迹计算和过境时间的预测信息,同时也提供一些彗星、小行星等天体的位置数据。它不仅为天文爱好者提供了一个观测天体的参考时间表,也是一个学习和演示天体运行轨道的实用平台。

图4  Heavens-Above网站

 

3. 7 Timer!:专业级、网站平台类

图5  7 Timer! Logo

天文数据不止星表,温度、云量等天文气象数据也以其丰富的信息为天文观测提供支持。如果您对于天文气象数据感兴趣,7 Timer!是一个不错的数据来源。

7 Timer!是一个为天文观测提供气象预测信息的网站,它基于美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP) 的全球预测系统(Global Forecast System ,GFS )生成气象数据,以10km分辨率提供地球上任一位置的温度、气压、降水等天气状况信息。

这些气象信息除了直接访问7 Timer!网站查看外,还可以使用计算机程序通过API直接获取。丰富详细的数据不仅为观测提供了参考,也可供天文爱好者尝试数据处理和分析。

图6  7 Timer!提供全球2米气温图

 

4. 天文通:入门级、小程序APP类

图7  天文通LOGO

如果您正想找一个准确全面的天文信息来源作为您创作时的天文“百科全书”,或许天文通会是您的好帮手。

天文通是一款综合性的天文软件,集天文观测、气象预报、卫星轨迹多项信息于一体,不仅提供了光污染指数、月相月升月落、气象数据、观星条件计算等功能,观测相关工具一应俱全;还提供了星图、空间站轨迹、天文指南科普等信息,是一个便捷全面的天文信息助手。

天文通除了可以下载其手机软件版本进行使用外,还可以试试其同名小程序,使用如月食日食模拟、实时极轴镜模拟、流星雨可见数计算等更多实用功能。

天文通APP下载:https://laysky.com/download.html

天文通小程序二维码:

        

 

5. 万维望远镜(WorldWide Telescope,WWT):入门级、软件类、网站平台类、数据可视化

图8  WWT LOGO

提起万维望远镜,相信大家一定对它再熟悉不过了。它将全球各大天文台、天文望远镜、观测设备和探测器的科学数据都整合在一起,为我们提供了一个全新的视角去探索宇宙。

万维望远镜可应用于课堂、科技馆和个人终端,支持制作数字化漫游视频、互动式天文教学、万维天象厅,是辅助科研和开展天文科普教育的强大工具。

图9  万维望远镜Web版本界面展示图

万维望远镜还推出了Pywwt包,这个包可以让您充分利用万维望远镜的强大渲染引擎,使用Python进行交互式的可视化万维望远镜的天文图像和数据表。

万维望远镜Pywwt包:https://pywwt.readthedocs.io/en/stable/#quick-start

图10  pywwt在线开发界面展示图

如果你想更深入地了解万维望远镜,让它更好地为你所用,下面这个由两位开发者联合主讲的报告千万别错过哦!

WWT:Past, Present, Future

 

6. ESASky(European Space Agency sky,ESAsky):进阶级、网站平台类、数据可视化、数据平台

图11  ESASky科学模式展示图

ESASky是由欧洲空间天文中心科学数据中心运营的一款全面探索全天的数据可视化网站,用户无需登录即可直观了解并下载这些高质量的天文数据。2020年,国家天文科学数据中心国家天文科学数据中心为其打造简体中文版。

这个系统可查看从50多个空间探测任务和地基观测装置收集的覆盖整个电磁波段的海量天文数据,包含自1978年来收集的50多万幅图像和近950万条光谱和星表数据。这些数据对应着天上30多亿个源,包括太阳系中的行星、卫星、小行星、彗星、恒星,弥漫在银河系中的星际介质以及遥远的河外星系。ESASky正迅速成为访问空间探测任务和大型地基观测设备所获取的天文数据资源的重要渠道。

此外,ESASky还提供了一种简单的Python接口——Astroquery,天文学家可以使用这个接口浏览和检索ESASky中的所有数据和目录。

如果还希望继续深入了解更多关于ESASky的知识,推荐阅读这篇ESASky使用攻略:《ESASky,没想到你是这样的宝藏网站!》。除此之外,ESASky还有哪些实用又强大的功能,由ESASky高级工程师Henrik Norman带来的报告也千万别错过!

ESASky - A Portal to the World’s Astronomy Data

 

7. Aladin Sky Atlas:进阶级、软件类、网站平台、数据可视化、数据平台

图12  Aladin Desktop展示图

Aladin天图系统(Aladin Sky Atlas)是由法国斯特拉斯堡天文数据中心开发的一款交互式天图系统,提供计算机桌面客户端Aladin Desktop和在线web版本Aladin Lite。

Aladin Sky Atlas提供了多个海量数据集合,支持多种投影和任何坐标系统,用户可以方便地查询和处理各种天文数据。它支持大多数天文格式,包括图像(如HiPS,FITS等),立方体(如HiPS,FITS),表格(如HiPS,FITS,VOTable等)和区域。

它提供了一系列的天文数据可视化功能,包括对数字化天文图像或巡天观测的可视化,叠加展示天文星表或数据库,以及从Simbad、VizieR或其他数据库中检索并显示相关数据。它还为用户提供了一套强大的工具箱,包括图像处理工具和目录处理工具。

图13  Aladin Lite展示图

这个无所不能的“神灯”还有哪些隐藏魔力?它的开发者之一——Pierre Fernique亲自讲给你听!

SIMBAD, VizieR and Aladin: the CDS astronomical tool suite

 

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Yang Hanxi
(文章编辑:
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