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光譜分析軟件在天文學研究中的應用探索
21世紀以來，隨著科學技術的不斷發展，人們對于科學信息及宇宙探索的渴望，使得天文學以驚人的速度快速發展。天文觀測進一步從可見光、射電波段擴展到包括紅外、紫外、X射線和γ射線在內的電磁波各個階段，形成了全波段天文光譜學，并為探索各類天體和天文現象的物理本質提供了強有力的觀測手段。
一、光譜分析數據的形成
對于天體光譜分析數據的有效研究表明，光譜分析數據是按照波長的有序排列來表示的天體電磁輻射，是一系列有連續性的數據，在每一處的波長中所對應的的有效流量是不同的。天文學家利用光譜信息軟件，可以對宇宙中物質的分布特征進行相關研究及數據收集，同時可以對天體的形成及隨時間的演化等重大科學問題進行初步的探索，并為進一步的探索打下堅實的基礎。
二、光譜分析數據的特征提取方法
特征提取是光譜分析軟件應用中的一個重要環節，也是對光譜數據進行挖掘的重要一步。對于海量天體光譜數據處理的效率及準確性有著重要的影響，這一環節中包括轉換和選擇兩個步驟，首先著重提取與目標有關的信息并進行數據成分分析，剔除與當前任務無關的信息，隨后將提取的信息轉化為適合分析研究的表達方式，以供研究，在這里主要介紹三種特征的表達方式：統計約簡法、特征譜法、譜線法。
2.1統計約簡法
這是在目前的實際探索中，應用最廣泛的一種提取方式，它的優點是便于操作及使用。使用過程是對天體輻射能量進行分解、重本文由畢業論文網http://www.lw54.com收集整理組和取舍，盡可能的去除冗余和噪聲，并及時的將信號進行轉化。
2.2特征譜法
特征譜法可以看作是人工"光譜"，主要包括兩種構造方法：一種是強調頻譜特征的準確表征，相關研究者基于觀測光譜流量的中值法和幾何均值法研究了類星體特征普的構造；第二種是強調對觀測光譜近似表達能力，這一方面的相關研究者根據PCA方法研究了恒星特定譜的構造。
2.3譜線法
譜線法的優點是物理意義強，易于解釋，但也有其相關的局限性：儀器、波長和流量標定情況對于譜線的描述影響較大等。
三、軟件簡介
目前應用較為廣泛且使用性能好的光譜分析軟件有以下7種：
3.1VOSpec軟件
VOSpec軟件在使用過程中，利用了光譜訪問協議，對數據的組織功能強大，用戶在使用時可以通過天體名稱或坐標在光譜庫中進行有效的相關檢索。VOSpec軟件標準功能主要有光譜分析和擬合光譜能量分布兩種，能夠為用戶提供可靠的光譜處理功能，在有效時間內整合來自不同的數據提供者、波段和元數據光譜。
3.2VOSED軟件
通過簡單的光譜訪問協議，VOSED軟件可以進行在線查詢光譜信息，并及時合成光譜能量分布。目前，VOSED軟件有兩種工作模式：單目標模式和多目標模式。單目標模式是指用戶在輸入目標名稱后，VOSED通過數據庫現實該目標的的相關信息；多目標模式是指，用戶在工作中可以實時的監控查詢狀態，查詢結束后可以創建相關的壓縮文件。VOSED的查詢界面和顯示界面如下圖：
3.3Spec View軟件
Spec View軟件不僅能夠讀取哈勃空間望遠鏡的數據格式，還可以讀取其他科學設備的光譜，并通過虛擬天文臺查詢并讀取數據。它的功能主要包括：光譜單位轉換、數據質量控制、繪圖注釋、可視化參數自定義、平鋪繪圖等。
3.4Iris軟件
Iris軟件主要有NED數據導入、數據可視化和自定義、光譜模型擬合光譜能量分布和非常規數據格式轉換工具四個特點。Iris可以讀取多個單獨的數據源或光譜能量分布，用戶可以通過Iris的紅移法、插值法、集成法三種方法來創建光譜能量分布。
3.5SPLAT軟件
SPLAT軟件在工作過程中能夠同時讀取多個光譜，并進行單個或多個顯示。它的功能主要體現在兩個方面：查詢和下載光譜的簡單光譜訪問協議；在桌面上使用的簡單應用程序傳遞消息。
3.6CASSIS軟件
CASSIS軟件主要有譜線認證、構造任何望遠鏡的理論光譜、比較望遠鏡數據和和各種模型光譜數據及估計光譜物理參量四個特點，可以通過簡單應用程序消息傳遞協議使數據在不同的天文軟件間傳遞和交互操作。
3.7ASERA軟件
ASERA軟件的特點：譜線能夠隨鼠標而動，同時紅移值自動給出；自定義可視化；批處理程序，可以同時處理多個光譜；光譜平滑等。用戶借助ASERA軟件可以輕松識別光譜和估測紅移，尤其對低質量光譜的識別。
結束語：
在未來的天文學發展中光譜軟件的應用會越來越廣泛，相信隨著天文學家和研究者的互動，光譜分析軟件會朝著方便快捷、強大有效的方向繼續發展。
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