Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см FITS (значения) .
ПОДХОДИТ
Расширение имени файла.fits, .fit,.fts
Тип интернет-СМИ
изображение / подходит для
приложения / подходит [1]
РазработанРабочая группа IAU FITS [2]
Начальная версия1981 ; 40 лет назад ( 1981 )
Последний релиз
4.0
(июль 2016 г . ; 4 года назад ) ( 2016-07 )
Тип форматаформат изображения , структурированные данные
Веб-сайтподходит для .gsfc .nasa .gov

Гибкая система переноса изображений ( FITS ) - это открытый стандарт, определяющий формат цифровых файлов, полезных для хранения, передачи и обработки данных: в формате многомерных массивов (например, 2D-изображения) или таблиц. [3] FITS - это наиболее часто используемый формат цифровых файлов в астрономии . Стандарт FITS был разработан специально для астрономических данных и включает такие положения, как описание фотометрической и пространственной калибровочной информации вместе с метаданными происхождения изображения.

Формат FITS был впервые стандартизирован в 1981 году; [4] с тех пор он развивался постепенно, и самая последняя версия (4.0) была стандартизирована в 2016 году. FITS был разработан с прицелом на долгосрочное архивное хранение, и принцип « раз FITS, всегда FITS» представляет собой требование, чтобы разработка формат должен быть обратно совместимым .

Метаданные изображения хранятся в читаемом заголовке ASCII . Информация в этом заголовке предназначена для вычисления байтового смещения некоторой информации в последующем блоке данных для поддержки прямого доступа к ячейкам данных. Каждый файл FITS состоит из одного или нескольких заголовков, содержащих изображения карт ASCII [a], которые несут пары ключевое слово / значение, перемежающиеся между блоками данных. Пары ключевое слово / значение предоставляют такую ​​информацию, как размер, происхождение, координаты, двоичный формат данных, комментарии в произвольной форме, историю данных и все остальное, что пожелает создатель: хотя многие ключевые слова зарезервированы для использования FITS, стандарт допускает произвольное использование остальной части пространства имен.

FITS также часто используется для хранения данных, не относящихся к изображению, таких как спектры , списки фотонов , кубы данных или структурированные данные, такие как базы данных с несколькими таблицами . Файл FITS может содержать несколько расширений, и каждое из них может содержать объект данных. Например, в одном файле можно хранить рентгеновские и инфракрасные снимки .

Изображения [ редактировать ]

Самый ранний и до сих пор наиболее часто используемый тип данных FITS - это заголовок / блок данных изображения. [ необходимая цитата ] Термин «изображение» применяется в некоторой степени свободно, поскольку формат поддерживает массивы данных произвольной размерности - обычные данные изображения обычно двухмерные или трехмерные, причем третье измерение представляет, например, время или цветовую плоскость. Сами данные могут быть в одном из нескольких целочисленных форматов или форматов с плавающей запятой, указанных в заголовке.

Заголовки изображений FITS могут содержать информацию об одной или нескольких научных системах координат , которые накладываются на само изображение. Изображения содержат неявную декартову систему координат, которая описывает расположение каждого пикселя в изображении, но научное использование обычно требует работы в «мировых» координатах, например, в небесной системе координат . Поскольку FITS был обобщен из своей исходной формы, спецификации мировой системы координат (WCS) становились все более и более сложными: ранние изображения FITS позволяли использовать простой коэффициент масштабирования для представления размера пикселей; но последние версии стандарта допускают использование нескольких нелинейных систем координат, представляющих произвольные искажения изображения. Стандарт WCS включает в себя множество различныхсферические проекции , включая, например, сферическую проекцию HEALPix, широко используемую при наблюдении космического микроволнового фонового излучения . [5]

Таблицы [ править ]

FITS также поддерживает табличные данные с именованными столбцами и многомерными строками. Указаны как двоичный, так и табличный форматы ASCII. Данные в каждом столбце таблицы могут быть в формате, отличном от других. Вместе с возможностью объединения нескольких блоков заголовков / данных это позволяет файлам FITS представлять целые реляционные базы данных .

Использование файлов FITS [ править ]

Поддержка FITS доступна на различных языках программирования, которые используются для научной работы, включая C , [6] C ++ , C # , Fortran , [6] IGOR Pro , IDL , Java , Julia , [7] LabVIEW , Mathematica , MATLAB , Perl , язык данных Perl (PDL), Python , R и Tcl . Офис поддержки FITS в НАСА / GSFCподдерживает список библиотек и платформ, которые в настоящее время поддерживают FITS. [8]

SAOImage DS9 в FVWM2

Программы обработки изображений, такие как ImageJ , GIMP , Photoshop , Chasys Draw IES , XnView и IrfanView, обычно могут читать простые изображения FITS, но часто не могут интерпретировать более сложные таблицы и базы данных. Научные группы часто пишут свой собственный код для взаимодействия со своими данными FITS, используя инструменты, доступные на их языке по выбору. Программное обеспечение FITS Liberator используется учеными Европейского космического агентства , Европейской южной обсерватории и НАСА . [9] Приложение для визуализации астрономических данных SAOImage DS9 [1]доступен для многих ОС и обрабатывает изображения и заголовки. [10]

Многие научные вычислительные среды используют данные системы координат в заголовке FITS для отображения, сравнения, исправления или иного управления изображениями FITS. Примерами являются библиотека преобразования координат, включенная в PDL, библиотека PLOT MAP в дереве программного обеспечения Solarsoft, связанного с солнечной физикой, библиотека Starlink Project AST на C и пакет PyFITS на Python, теперь объединенный в библиотеку Astropy . [11]

Текущий статус [ править ]

Версия 4.0 стандарта FITS была официально одобрена рабочей группой IAU FITS в июле 2016 года. [12] [13]

История выпуска
FITS версия [b]Дата выпускаНоты
4.0Июль 2016 [14]-
3.0Июль 2008 [14]-
2.1bДекабрь 2005 г. [14]Добавлена ​​поддержка 64-битных целочисленных первичных массивов и расширений изображений.
НОСТ 100-2.0Март 1999 [14]-
НОСТ 100-1.0Июнь 1993 [14]-

См. Также [ править ]

  • Расширенный формат научных данных (ASDF)
  • FITS Liberator
  • Иерархический формат данных (HDF)
  • Общий формат данных (CDF)
  • NetCDF
  • Инструмент апертурной фотометрии (APT)

Заметки [ править ]

  1. ^ 80-символьные строки фиксированной длины
  2. ^
    Смысл
    красныйСтарый Стандарт / Проект; не поддерживается
    ЖелтыйСтарый Стандарт; все еще поддерживается
    ЗеленыйТекущий стандарт
    СинийБудущий проект

Ссылки [ править ]

  1. ^ Регистрация подтипа MIME для гибкой системы передачи изображений (FITS) , rfc4047.txt
  2. ^ "Рабочая группа IAU FITS" . НАСА .
  3. ^ "Гибкая система передачи изображений: новый стандартный формат файлов для проектов долгосрочного хранения?" (PDF) . Ватикан . 2012-07-05 . Проверено 6 марта 2013 .
  4. ^ Уэллс, округ Колумбия; Грейзен, EW; Хартен, Р.Х. (июнь 1981 г.). «FITS: гибкая система передачи изображений». Серия дополнений к астрономии и астрофизике . 44 : 363–370. Bibcode : 1981A & AS ... 44..363W .
  5. ^ Грейзен, EW; Калабретта, MR (декабрь 2002 г.). «Представления мировых координат в FITS». Астрономия и астрофизика . 395 (3): 1061–1075. arXiv : astro-ph / 0207407 . Bibcode : 2002A & A ... 395.1061G . DOI : 10.1051 / 0004-6361: 20021326 .
  6. ^ a b «Программное обеспечение HEASARC» . Центр космических полетов имени Годдарда НАСА .
  7. ^ "FITSIO.jl" .
  8. ^ "FITS I / O Libraries" . Центр космических полетов имени Годдарда НАСА . Проверено 29 сентября 2011 .
  9. ^ "Освободитель 3 ЕКА / ESO / НАСА FITS" . ЕКА .
  10. ^ "SAOImage DS9: Приложение для визуализации астрономических данных" . Гарвард – Смитсоновский центр астрофизики .
  11. ^ "PyFITS" . Научный институт космического телескопа . Архивировано из оригинала на 2015-07-26 . Проверено 4 ноября 2013 .
  12. ^ Рабочая группа FITS (2016-07-22). «Определение гибкой системы передачи изображений (FITS)» (PDF) . Проверено 5 марта 2018 .
  13. ^ «Последние действия и проблемы FITS» . 2016-07-22 . Проверено 5 марта 2018 .
  14. ^ a b c d e Стандартный документ FITS, страница документации FITS, Научно-исследовательский центр архива астрофизики высоких энергий

Внешние ссылки [ править ]

  • Официальный сайт , Служба поддержки Годдарда
  • Объявление о дне рождения FITS - историческая заметка Дона Уэллса о событиях, приведших к «рождению» формата FITS в 1979 году.
  • Библиотеки ввода-вывода FITS , список программного обеспечения для чтения и записи файлов FITS для различных языков
  • SAOImage DS9