大数据时代的天文学研究

曹硕

摘 要：在大数据时代，天文学已经进入到紧密的数据时代。面对海量天文数据，在计算机、网络、软件等工作中，都存在有重大的挑战及需要，在大数据时代里，天文学家和计算机学家正在信息技术领域进行积极的探索，以求取得重大突破。虚拟的天文学指在科学的领域内，打造一个全球性的数据网络。从天文学的角度来思考，数据知识在紧密型的时代有很大用途。本文简要概述大数据在天文学方面的应用，以及在大数据对虚拟天文台建设的作用，并以虚拟天文台为依托，开发和发展提取工具，有效建设天文信息学。

关键词：大数据时代；天文学；研究

引言

在发展如此迅速的大数据时代，对于天文学说来讲，顺应这一潮流非常重要，大数据可以解决之前天文学遇到的许多难题，大数据和天文学的完美结合预示着天文学将从传统的工作模式迈入到信息化模式。

1 大数据时代

在这个科技迅速发展的时代，越来越多的事物可以用数字来表示。目前，大数据正在逐渐进入到我们的生活当中，小到算术用的公式，大到天文地理。天文学与许多科目都有着紧密的联系，也在很多方面存在相似性。其中，信息与计算机技术等新兴产业也有着极大的联系，地基和空基的望远镜等仪器已经覆盖到了地球以外的各个领域中，可以方便我们探索地球以外的星球，帮助我们了解科学地理知识，它们多数通过一种微型射击直射地球以外的某处，然后再收集数据并经过处理分析进入到数据库，为下一步更加深入的科学研究做铺垫。天文学正在以前所未有的速度进行数据估量、测仪，通过这些大数据丰富了人类对宇宙的认识[1]。

我国预计在2019年全方位的投入到天文学的探究当中，以每次拍摄万条天体为期限的光潜，产生极大的数据。天文学具有珍贵研究价值，是人类了解发现宇宙奥秘的一项重要途径。人类对宇宙充满无限的好奇心，随着科学技术的稳步上升，特别是望远镜与探测仪技术的进步，促进了人类对宇宙的探索。科技不断地给人类带来惊喜，天文学已经进入海量数据当中，或者说大数据时代，天文学已经是一项以数据为核心的学科，科研活动大多为数据所驱动[2]。驱动力革命给人们带来无数的惊喜以及丰富的数据，互联网时代给我们带来了快捷的数据流量，极高速度地传达准确无误的信息。而现代天文学用到的数据流量特别广，在这种技术下，很大程度的提高了人们对天文学的研究水平。档案中的数据都是必须挖掘的数据，在通常情况下，数据的拥有者只对这些数据库科学研究了很小的一部分。与此同时，数据模式不仅仅是一种理论的分析手段，在千变万化的宇宙中，数据随时有可能被改变，一旦有地方不同寻常，便可通过数据表示出来，记录该时刻的变化，方便以后人们的调查总结。所以说，天文学已经发生了根本性的变化，成为一门驱动力学科。

天文学是数据时代的领头羊，是科学发展史上一个重要的里程碑，对我国日后发展起到了关键作用。首先，天文学最早采用某种数字检测仪，把图片与数字结合来表示，作为科学的处理手段，把数值当成一种科研工具，可以代表大量信息，之前都是用文字表示，不方便还浪费记忆，数据既方便又敏捷，也就是从那时候起，天文学开始被大数据带动起来，人们开始认识到大数据时代可以给人们带来更多方便。其次，不论是在美国还是欧亚某些地区，从那以后便开始建立起一批数据中心，在一定的保护期后，把数据面向大家开放，也逐渐提高了数据的重复使用率，让人们认识了解数据的优越性，逐渐完善生活中不足的地方，让这种数据式的流量在人们生活中传播，天文学成了推进时代发展的重要因素。最后，大型的数字计划的出现成了天文学发展的主要动力，利用照相机底片观测，通过扫描现实数字化，打破了原来的工作环境，全新的认识到大数据时代给我们带来的方便。

2 大数据为基础构建虚拟天文台

虚拟天文台主要是把天文学中老旧的知识数据体系通过现代科技创新改革转变成新的一体化的数据，充分利用信息技术来解决新的数据密集型的挑战。虚拟电台是通过先进的信息技术将全球范围内的天文学检测报告无缝连接在一起，形成一个犹如蜘蛛网一样的数据信息网络，全面化、一体化，要求准确性极高。这是一个全球性的数据时代，天文学正在将其全球的数据连接成一个整体，打造一体化的结构，使这种网络数据应用于各种环境中。传统的模式为人类留下了几亿字的信息，在阅读起来太过于繁琐，有些语句还不通顺，无法理解那时候人们想表达的意思，这就促使了虚拟天文台的出现，因为不确定因素造成的不良影响，在大数据时代，人们将天文学中的内容用数据表示，在经过汇总分析，传播到虚拟天文台中，这样既方便保存，又可以帮助人们了解更全面的知识[3]。

3 以虚拟天文台为基础建设天文信息学

虚拟的天文台的核心目标是制定一套完整的标准的对现实有用的数据信息，可以互相访问互相学习，这是天文学的基本点和出发点。为了应对数据密集型的天文信息学，还需要把更多系統性的研究和开发，把数据转化为一体化的方法，把计算和分析应用到这一领域中去。这一学科需要准确性、严谨性，探索信息，使信息的整个模式得以提升，知识的发现方式、基本内容都有很大的提升空间。

4 结语

大数据时代已经到来，新技术、新方法层出不穷，这也代表着数字正在各行各业中起着举足轻重的作用。高灵敏度探测器、传感器、高性能计算集群等快速积累着各种数据，对信息化基础设施提出更高的要求。新的时代伴随着新的机遇和挑战，天文学研究也在努力抓住机遇，迎接挑战。更高的科学水平、更深入的科学探究无不令人热血沸腾。天文学正在大数据时代的引领下，走向崭新的未来。

参考文献

[1]崔辰州，薛艳杰，李建，赵永恒，刘梁，陈肖.虚拟天文台——天文学研究的科研信息化环境[J].中国科学院院刊，2013，28（04）：511-518.

[2]姜旭，佟继周，崔辰州，邹自明.基于虚拟天文台的HXMT卫星数据检索发布系统设计与实现[J].天文研究与技术，2014，11（04）：378-387.

[3]李文.虚拟天文台环境下的海量数据存储与访问技术研究[D].天津大学，2007.

[4]田海俊.虚拟天文台数据访问服务（VO-DAS）之任务调度及VO-DAS的应用[D].华中师范大学，2007.