FITS文件标准 1:介绍

FITS文件是天文界常用的格式,在处理数据时需要了解FITS文件的内部细节。因此参考官网翻译部分内容学习。

FITS标准 version4

1.介绍

基于下面的假设,除了翻译设备,记录档案数据的硬件和软件都无法获取。因此档案格式在被阅读时必须易于携带和自描述。

这个文档,之后会用‘标准’一词代替,描述了FITS文件的格式。这种标准的档案数据格式用于天文界的数据集。尽管FITS最开始被设计用于在磁带上传输图像数据(注:image data on magnetic tape)(FITS中的'I'和'T'是image和tape),FITS格式的能力已经被扩展到更为复杂的数据结构。FITS的角色也已经从在不同软件系统间传输数据的方法转变为天文记录中备受宠爱的数据格式,也是许多软件包在线分析的格式。

你面前的这份标准旨在成为FITS格式的,被国际天文联盟(IAU)认可的对天文界数据交换正式版本描述。

特别的,这份标准定义了对于所有标准FITS文件单元头和数据单元的结构:基础数组,随机组结构,图像扩展,ASCII表扩展,和二进制表扩展。它还规定了最小的结构要求和管理创建新的扩展的一般原则。对于头文件,标准要求对于关键词记录的合适的语法,同时定义了需要的和保留的关键词。对于数据单元,它指定了字符和数值表示,以及字节流中内容的顺序。

FITS格式重要的特点是它的结构被文档完全的描述到bit的级别,文档的大多数还被出版到科学期刊上。(译者注:这样同样也增大了数据的处理难度,因此出现了很多工具,如fv,python的astropy,idl)

1.1FITS文件的历史

因为天文图像需要从一个研究机构传输到另一个机构,因此一个标准格式促使了FITS格式文件产生发展。第一个通用的交换格式原型,也是最终导致了FITS格式的定义,始于1976年来自于KPNO的Don Wells和来自于NNetherlands 天文研究平台(NFTA)的Ron Harten.。1979年1月在美国科学基金会的天文部门的会议上,图像交换的迫切需要被提上日程。第一份基本的FITS协议的大部分的技术细节(由头文件和跟随其后的数据单元组成的矩阵)之后是由Don Wells和Eric Greisen(NRAO)在1979年3月份提出来的。在进一步的改进和使用不同操作系统的天文台之间成功的图像数据交换测试成功后,定义FITS格式的第一份论文在1982年出版了(Wells et al.1981;Harten 1981)。FITS格式迅速成为天文届数据交换的事实上的标准(当时大多数是在9轨道上的磁带),而且在1982年IAU认可其为官方的标准(IAU 1983)。大部分国家与国际的天文项目和组织随后纷纷采用了FITS格式作为分发和记录他们的科研数据产品的格式。FITS格式再发展史上的一些亮点如下表所示

2文档的版本历史

FITS格式的基础定义最初包括在一系列的出版论文中(Wells et al.1981;Greisen & Harter 1981;Grosbol et al 1988; Harten et al.1988.)。因为FITS开始被广泛的应用,用一个单独的文档去明确的定义FITS格式的要求的需要变得更加迫切。在1990年,位于Goddard的空间飞行中心的NASA标准和技术科学办公室(NASA Science Office of Standards and Technology (NOST))提供资金给一个技术小组去开发这个标准文档的第一个版本。正如表2中显示,这个NOST小组开发了数个草案版本,最后再1993年浓缩成第一份NOST标准文档,NOST 100-1.0.。尽管这个文档是在NASA的认证流程中开发的,它随后被IAUFWG正是支持,IAUFWG一直是FITS格式的国际间控制的权威。1995年的标准(NOST 100-1.1)中加入了小的更新,推荐了头文件中关键词的值的单位。

NOST技术小组第二次召开会议进一步更新和澄清标准,并导致了NOST 100-2.0,这个版本在1999年被IAUFWG支持并在2001年出版(Hanisch et al.2001) 。在2005年,IAUFWG正式支持了在二进制表中可变长度的数组约定,并在短时间后支持了64未整数类型。新的版本被发行反映这些新的变化(分别是版本 IAUFWG 2.1和IAUFWG 2.1b)

在2007年初,IAUFWG指定了它自己的技术小组去考虑进一步修改和更新标准。小组提出的这些修改很快被IAUFWG在2008年支持,经过了一个正式的公开审批过程。这份新的标准为3.0版本,由Pence等人出版(2010)。

自从2006年,在IAUFWG的关注下,由社区提交的FITS公约的注册网站成立,位于http://fits.gsfc.nasa.gov/fits_registry.html 。

这个注册网址旨在成为使用方法的集合仓库,虽然没有被认可为FITS标准的一部分,同样也是FITS格式的合法使用。在2014年,一个小团队被任命去评估可能可以加入标准的公约,另外一支队伍负责更新标准的文档。

标准的最新的版本和其他FITS格式的信息可以在FITS的web支持网站 http://fits/gsgc.nasa.gov上的到。网站同时包含IAUFWG的负责人的联系方式,可以向他咨询关于标准的问题或发表评论。

1.3致谢

(译者注:下面都是外国人的名字,此处就不再写出,只写相关的小组)

第一支技术小组,1990-1993

第二支技术小组,1994-1999

第三支技术小组,2007

修订任务成员,2013-2016

(未完待续)

以上仅供学习参考使用,谢谢

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