DESI Legacy Imaging Surveys数据使用指南 | 国家天文科学数据中心

编者按：NADC汇聚了天文领域观测数据、模拟数据、镜像数据、项目及论文关联数据、科教数据等不同类型不同来源的众多数据集。为了方便用户更好地了解NADC的数据资源及获取使用方式，特开设数据获取使用指南系列栏目。也欢迎NADC数据集的生产者和资深用户给我们投稿，作为第三方伙伴提供的指南纳入NADC数据目录中。

为了拓展对宇宙认知的广度和深度，天文学家建造了许多不同功能的望远镜来观察不同的目标。近些年最重要的仪器之一，暗能量光谱仪（Dark Energy Spectroscopic Instrument，DESI）旨在通过巡天的方式来测量暗能量效应。它的目标是拍摄千万量级的星系光谱，力求了解宇宙11亿年前的模样。DESI坐落于美国著名的基特峰国家天文台的4m Mayall望远镜上。拍摄光谱的前提是我们需要知道这三千万个星系的精确位置，以及我们具体要拍摄哪些星系，因此，遗珍图像巡天（Legacy Imaging Surveys，LIS）应运而生。为了在DESI设计、安装完成之前的的三年时间内完成DESI-LIS的14000平方度的巡天，其被分为三个项目（DECaLS、BASS、MzLS）来进行grz三个波段（在第十次数据发布中也整合了其他巡天的i波段数据），并加上了WISE卫星的四个红外波段观测。主要覆盖了如下的区域：

图1 DESI覆盖区域图

这三个项目对应了三个不同的望远镜和终端仪器，分别为：

The Dark Energy Camera Legacy Survey (DECaLS) 项目坐落于Cerro Tololo Inter-American Observatory的Blanco 4m望远镜，相机名为Dark Energy Camera (DECam)。
The Beijing-Arizona Sky Survey (BASS) 项目坐落于Kitt Peak National Observatory的Bok 2.3m望远镜，相机名为90Prime。
Mayall z-band Legacy Survey (MzLS)项目坐落于Kitt Peak National Observatory的4m Mayall望远镜，相机名为MOSAIC-3。Mayall望远镜于1973年就开始运行，完成z-band巡天后于2018年2月12日关闭，开始安装DESI的光谱仪。

图像数据：

获取DESI-LIS的测光图像主要有两种方式，一般被称之为大图模式和小图模式：

大图模式：下载未裁切的叠加（coadd）图。需要根据brickname来确定大图的编号。
小图模式：利用DESI提供的url模版，来调取DESI的自动裁剪程序再指定位置下载指定图层的裁剪数据。我们将分别举例说明这两种方式。

DESI-LIS数据下载主要有两个渠道：

DESI-LIS官网：https://www.legacysurvey.org/

国家天文科学数据中心（NADC）:https://nadc.china-vo.org/res/r102001/(DR9)；https://nadc.china-vo.org/res/r102022/(DR10）。NADC镜像存储在国内，通过NADC下载速度更快，方便国内用户使用。

小图下载：

当你没有特定的下载目标的坐标时，可以使用https://www.legacysurvey.org/viewer提供的交互式界面选择你感兴趣的坐标位置。这个页面会根据用户选择的图层显示对应的观测数据，然后点击画面中的位置即可获取此处的相关数据。

图2 DESI数据可视化界面

这种交互式的界面并不适合大批量获取数据，我们可以根据制作url连接来下载给定RA Dec的数据。

1）测光图像：

https://www.legacysurvey.org/viewer/cutout.{jpg or fits}?ra={RA}&dec={Dec}&layer={layer name}&pixscale={pixel scale}&size={size}&bands={bands}这个url格式支持下载给定坐标,图层，pixel scale和图像尺寸的jpg或fits图像。

其中，cutout.后面的部分输入jpg或者fits。size根据自己需求指定即可，目前DESI支持的最大size为512。更大的尺寸建议考虑切换至大图下载方式。

layer控制了指定这个位置具体下载那个图层，常见的三种图为原图ls-dr9，model图ls-dr9-model，残差图ls-dr9-resid，由于north和south区域有一部分重叠,因此DESI支持添加ls-dr9-north-*和ls-dr9-south-*来选择调用那个巡天数据,如果不指定，则默认调用south数据。

2）psf：

对于刚才裁剪出的测光图像，其对应psf的格式为f"https://www.legacysurvey.org/viewer/coadd-psf/?ra={RA}&dec={DEC}&layer={layer}"

3）误差图：

DESI-LIS提供的误差图是方差的倒数（inverse-variance），即1/sigma^2。

在测光图像的url的最后https://www.legacysurvey.org/viewer/cutout.{jpg or fits}?ra={RA}&dec={Dec}&layer={layer name}&pixscale={pixel scale}&size={size}&bands={bands}&invvar=True，添加一个参数&invvar=True即可，此时下载测光图像的同时在fits的第二个hdu中附加相应的误差图。

大图下载

DESI-LIS除了单张原图以外的所有科学图像，在https://casdc.china-vo.org/mirror/DESI/cosmo/data/legacysurvey/ 或https://portal.nersc.gov/cfs/cosmo/data/legacysurvey/ 中根据不同的数据释放编号编排，https://www.legacysurvey.org/dr10/files/中提供了每个类型文件的具体描述。

这个链接内部是个文件夹的形式，直觉上我们可以直接递归下载整个数据集，但我推荐更快且更简单的方式是根据brickname索引，然后直接建立好所有的url，对于south区域只需要确定该brick是否有i-band数据即可。south或north区域包含的全部brickname都存在指定文件中，例如dr10的south区域则存在south/survey-bricks-dr10-south.fits.gz中。每个brick中所有文件的具体的url格式可以在阅读原文的链接中找到。

星表数据

DESI-LIS提供了多种星表数据，其详细介绍参考https://www.legacysurvey.org/dr10/catalogs/。如果需要下载特定brickname对应的星表，下载地址为：f"https://portal.nersc.gov/cfs/cosmo/data/legacysurvey/dr{data release num}/{south/north}/tractor/{brickname[:3]}/tractor-{brickname}.fits"

国家天文科学数据中心已经镜像了DR9的全套数据，其中对星表数据提供了在线检索功能，检索地址为：https://nadc.china-vo.org/data/data/legacysurvey9tractor/f。

如在数据使用中有任何问题或建议，欢迎联系我们。Email:support@china-vo.org