Задача №12 пзс-фотометрия галактики

Целью данной задачи является обработка снимков спиральной галактики, полученных с помощью ПЗС–камеры. Требуется получить профили яркости галактики в фильтрах B, V, R, I, построить карты распределения светимости и показателей цвета, определить, как меняется позиционный угол и эллиптичность изофот с увеличением расстояния от центра, определить интегральную светимость и показатели цвета галактики.

В задаче используются снимки галактики NGC 6217, полученные на 1.5–м телескопе Майданакской обсерватории (Узбекистан). В качестве приемника изображения применялась ПЗС–матрица TI 800x800. Масштаб изображения составляет 0.25"/пиксель. Для калибровки снимков галактики в ту же ночь был снят звездный стандарт. Удобные для работы стандарты приведены в работе Ландольта [1]. В ней представлен список звезд, расположенных в экваториальной зоне, величины которых измерены фотоэлектрическими методами с хорошей точностью (несколько тысячных звездной величины). Также для обработки понадобятся "темновой кадр" (получается с закрытым в ту же ночь с той же экспозицией, что и объект), "байес" (bias, шум считывания, получается с нулевой экспозицией, как правило несколько раз за ночь), и "плоское поле" (получается при съемке равномерно освещенных поверхностей, позволяет учесть неоднородность чувствительности отдельных элементов ПЗС–матрицы). Заметим, что для облегчения выполнения задачи вам изначально даются уже усредненные изображения с байесом (т.н. superbias) и плоским полем (superflat).

В качестве инструмента для обработки астрономических снимков в настоящее время применяются несколько пакетов программного обеспечения, таких как PCVISTA (устаревшее п/о, на практике почти не используется), IRAF (широко распространен в Америке), MIDAS (распространен в Европе, Чили) и др.

В данной задаче обработка ведется с помощью MIDAS (Munich Image Data Analysis System), разработанного в Европейской Южной Обсерватории (ESO). Он представляет собой многоцелевой пакет, созданный специально для астрономических приложений. Он состоит из базовых модулей, и набора специализированных пакетов, облегчающих обработку спектров, астрометрических снимков, поверхностной фотометрии и многого другого.

Задача выполняется на ПК, работающем под Linux (операционная система, подобная unix), в графической оболочке X-windows. Краткий обзор собственных команд Linux, которые могут быть полезны в работе, а также команд пакета MIDAS, приведены в Приложении.

Для выполнения задачи необходимо иметь 17 файлов:

• 
  4 файла изображения галактики NGC 6217 в фильтрах B, V, R, I
  

• 
  8 файлов площадок звездных стандартов Ландольта PG1657+078 (s40b1.bdf, s40b2.bdf, s20v1.bdf, s20v2.bdf, s20r1.bdf, s20r2.bdf, s20i1.bdf, s20i2.bdf) — по 2 в каждом фильтре, 4 файла «плоского поля» матрицы (flat) в фильтрах B, V, R, I и файл уровня сигнала смещения матрицы (bias).
  

Порядок выполнения работы

• 
  Начните задачу с изучения основных команд Linux (копирование, создание директории). Задача выполняется в терминале (командной консоли), открытом под X-windows. Если работа проводится с рабочей станции на удаленном сервере, то проконсультируйтесь у преподавателя о порядке входа на сервер и запуске на нем терминала.
  

• 
  Создать рабочую директорию, чтобы затем можно было продолжать в ней
  

Файлы, необходимые для работы, содержаться в директории

Cкопировать 17 файлов в директорию, в которой будет выполняться работа, командой

В X-Windows открыть терминал и запустить MIDAS командой inmidas.

(Если работа одновременно ведется на одном сервере с нескольких рабочих станций, то MIDAS должен быть запущен командой inmidas -p 0x , где x — цифра от 0 до 9. Данная команда позволяет запускать одновременно несколько сессий  MIDAS на одной и той же машине)..

• 
  Исправление изображения галактики и звезд сравнения за байес и плоское поле. Первоначально из всех изображений вычитается супербайес (файл sbias.bdf) с помощью команды compute/pixel. Исправленные таким образом файлы изображений галактики и звездной площадки необходимо разделить на файлы изображений плоских полей (файлы sflatb.bdf, sflatv.bdf, sflatr.bdf, sflati.bdf) отдельно для каждого из четырех фильтров.
  

Чтобы не перегружать задачу, мы здесь не рассматриваем построение супербайеса и суперфлэта. Однако необходимо знать, что в нулевом приближении они строятся методом попиксельной фильтрации, и значение каждого пикселя супербайеса (суперфлэта) является средним (или медианным средним) значений тех же пикселей всех байесов данной ночи наблюдений (флэтов этого сета наблюдений в данном фильтре).

• 
  Вывести на экран дисплея изображения площадок звездных стандартов Ландольта (команда load/image), при необходимости выбрать удобную цветовую палитру командами tutorial/lut и load/lut. Отождествить объекты, используя карты звездных площадок из работы [1], приведенные в Приложении.
  

Провести калибровку по звездам фотометрического стандарта. Для этого с помощью команды magnitude/circle определить интегральные интенсивности четырех звезд на каждом из восьми изображений. Обратите внимание на то, что размер апертуры, в которой производится аппроксимация гауссианой, задается в команде в явном виде и не зависит от размера кружка, изображенного на экране. Размер апертур выбрать таким образом, чтобы звезда полностью попадала в нее, но не слишком большим, чтобы флуктуации фона не оказывали заметного влияния на значения интенсивности. Определить для каждой звезды в каждом фильтре средний по двум изображениям поток, нормированный на время экспозиции галактики, по формуле:

Примечание. Для выполнения этой операции удобно пользоваться редактором таблиц в MIDAS (команды create/table, create/column, edit/table, compute/table).

Используя полученные значения потоков для звезд стандарта и их известные звездные величины, определить средние по всем звездам коэффициенты С в уравнениях

SB = -2.5lg(I_star) + C

для каждого фильтра. Здесь SB обозначает поверхностную яркость.

• 
  Вывести на экран изображения галактики (с помощью loa/ima) и вычесть фон в каждом изображении. Для этого необходимо воспользоваться командой fit/flatsky с ключом CURSOR. Выбрать в каждом изображении несколько площадок, свободных от звезд и частей галактики. Менять размер окошка можно стрелками с клавиатуры. Допускается указывать произвольное количество площадок. Используя значения потока в них, программа автоматически аппроксимирует фон поверхностью-полиномом нужной степени и вычтет его из изображения.
  

• 
  Совместить изображения галактик так, чтобы можно было правильно делить их при получении показателей цвета. Для этого выбирается несколько звезд, присутствующих на всех изображениях и видимых достаточно отчетливо. Команда center/gauss позволяет определить центры звезд, а также полуширины гауссиан, которыми эти звезды аппроксимировались. Команда также создает таблицу, в которой будут содержаться необходимые в дальнейшем данные. Сделайте таблицы для всех изображений галактики. Будьте внимательны, важно сохранить один и тот же порядок отмечаемых звезд для каждого изображения. Посмотреть содержимое таблицы можно командой edit/tab. В качестве базового изображения (reference frame) можно использовать любое из четырех изображений галактики. Используя команду align/image, определить коэффициенты перехода, необходимые для совмещения изображений галактики в разных фильтрах: угол поворота, смещение по x–координате, смещение по y–координате. Операция совмещения производится командой rebin/rotate с ключом KEYWORD непосредственно после выполнения align/image для пары изображений базовое + поворачиваемое (см. Приложение, обратите внимание на то, что для выполнения rebin/rotate с ключом KEYWORD не нужно вписывать координаты в явном виде).
  

• 
  Используя найденные по стандартным звездам калибровочные константы, мы можем построить изофоты галактики для каждого фильтра, пересчитав их с помощью команды comp/image по формуле
  

Примите во внимание то, что переводя интенсивность в звездную величину, вы получаете значения звездной величины каждого пикселя изображения. Для перевода в зв.вел./кв.сек. необходимо учесть то, что масштаб изображений 0.25 угл.сек/пиксель.

• 
  Загрузить пакет SURFPHOT для дополнительных возможностей в обработке данных поверхностной фотометрии командой set/context surfphot. С помощью команды find/posinc найти значения позиционного угла и эллиптичности изофот галактики с достаточно небольшим шагом по радиусу. Из выдаваемых на экран двух таблиц полезной является только первая, в которой приведены радиус кольца (колонка 1), эллиптичность изофот 1 – b / a (колонка 2) и позиционный угол галактики (колонка 3). Занести данные в таблицу и рассчитать с помощью команды compute/table наклон плоскости галактики.
  

Вывести на графический экран зависимости позиционного угла и наклона плоскости от расстояния до центра галактики (команды plot/table, set/graphics), и перевести их в postscript–файлы командой copy/graphics. Удобный формат осей на графике можно задать командой set/gra yaxis=... xaxis=...

• 
  В качестве значений позиционного угла и наклона обычно принимают величины, получаемые для внешних областей галактики, т.к. во внутренних областях на форму изофот влияют балдж, спиральные рукава и часто бар. Используя выбранное значение позиционного угла, повернуть с помощью команды rebin/rotate изображения во всех диапазонах (в звездных величинах) так, чтобы большая полуось галактики была параллельна оси X.
  

С помощью команды plot/column (или overplot/column) построить фотометрический разрез вдоль малой оси в фильтре V и сравнить его на том же графике с разрезом вдоль большой оси в том же фильтре (команды set/gra, overplo/row). Распечатать график (с помощью set/gra, copy/gra).

• 
  Создать с помощью comp/image файлы показателей цвета B–V, V–R, V–I, R–I галактики, вывести их на экран дисплея (команда loa/ima), построить и затем распечатать разрезы карт показателей цвета вдоль большой оси галактики (используя команды clear/display, set/gra, plot/row, overplot/row, copy/gra и др.).
  

• 
  Определить интегральную звездную величину и показатели цвета галактики. Для этого необходимо по изображениям в интенсивностях вычислить командой integrate/aperture с ключом CURSOR интегральные интенсивности со всей площадки, занимаемой галактикой. Площадку выбрать так, чтобы яркие звезды поля в нее не попадали. Одна из звезд поля проецируется на бар. Ее интенсивность необходимо найти (с помощью команды magnitude/circle — так же, как определялись интенсивности звезд–стандартов Ландольта) и вычесть из светимости галактики светимость звезды. Эти операции необходимо проделать для изображений галактики в интенсивностях во всех четырех фильтрах. Пересчитать полученные данные потоки в звездные величины. Рассчитать интегральные показатели цвета.
  

• 
  Проделать аналогичные действия для определения показателей цвета ядра, бара, кольца, диска и спиральных ветвей галактики. Для бара, кольца и диска выбирать по несколько площадок и сложить затем значения потока (для получения среднего цвета). На карте изофот схематично нарисовать местоположения площадок, в которых были проведены измерения.
  

• 
   Найти абсолютную звездную величину галактики в фильтре B по формуле
  

Результаты

В качестве результатов представляются следующие данные:

1. 
   Интегральная звездная величина и показатели цвета NGC 6217 m(B), B – V, V – R, V – I, R – I.
   
2. 
   Абсолютная звездная величина M(B).
   
3. 
   График изменения позиционного угла и наклона плоскости галактики с расстоянием до центра. Принятое в работе значение позиционного угла и наклона.
   
4. 
   Разрезы изображения в фильтре V по большой и малой осям.
   
5. 
   Карты изофот галактики в различных фильтрах и карты показателей цвета.
   
6. 
   Средние показатели цвета m(B), B – V, V – R, V – I, R – I ядра, бара, кольца, диска и спиральных ветвей галактики. Указать, каким спектральным классам звезд они соответствуют.
   

Примечание: Переведен в формат postscript и распечатан должен быть только рисунок с разрезами вдоль осей. Остальные рисунки распечатываются только по договоренности с преподавателем и должны быть показаны на дисплее.

Приложения

Общие команды и возможности Linux и X–windows

Если перед вами находится терминальное окно с приглашением вида

Welcome to Linux 2.7.48

Osiris login:,

то введите логин и затем пароль [сообщается преподавателем].

В результате вы попадете в терминальное окно с приглашением.

Загрузите X-windows, набрав startx &.

X-windows загружается в оптимальный графический режим. Однако, вам может понадобиться изменить текущее графическое разрешение. Это можно сделать, нажав Ctrl Alt Grey+ (или Ctrl Alt Grey-). Графические моды меняются по очереди, как правило их 3–5.
Примечание: Предыдущие шаги могут быть проделаны заранее преподавателем.
По окончании загрузки X-windows в левом нижнем углу появятся иконки с несколькими полезными программами.

Значок терминала — открытие дополнительного окна терминала.

Значок калькулятора — вызов калькулятора.

Значок привидения — вызов программы gv для просмотра postscript–файлов. По–другому, можно набрать в терминале

gv имя_файла.ps &

и вы также сможете просмотреть ps-файл.

В ходе работы вам может понадобится текстовый редактор. Один из простейших — joe. Наберите

joe имя_файла_существующего_или_нового
Кратко о командах joe:

Ctrl K H — help, подсказка.

Ctrl K D — спасти файл под именем (запрашивает) без выхода из него.

Ctrl K X — спасти файл и выйти из него.

Ctrl C — выход без спасения (на вопрос ответить Y)

Полезные команды для работе в терминальном окошке

Просмотр текущего каталога ls

Просмотр текущего каталога со всеми скрытыми файлами и полной информацией ls -la

Определение текущей директории pwd

Копирование cp старый_файл новый_файл

Удаление файла rm ненужный_файл

Переименование mv старый_файл новый_файл

Переход с другую директорию cd имя_директории

Примечание: корень домашней директории для данного пользователя обозначается тильдой ~ и переход в корень с любого места осуществляется командой cd ~/

Удаление директории rmdir имя_директории

Печать постскрипт-изображения или простого текстового файла lpr имя_файла

Выход из терминала exit

Кроме того, обратите внимание на работу клавиши Tab в терминале. При неполном введении системной команды, или имени файла и т.п. при нажатии на Tab вы получите либо автоматически напечатанное полное слово, либо звуковой сигнал, означающий, что есть несколько вариантов. В этом случае при втором нажатии на Tab вы получите список вариантов. Это сильно упрощает введение длинных имен файлов и команд.
X–windows поддерживает копирование текста с помощью мышки. Выделите текст (например, длинное имя файла) с помощью левой клавиши мышки. При нажатии на среднюю клавишу текст скопируется в активное окно, где в данный момент мигает курсор. Чтобы сделать окно активным, просто наведите на него курсор мышки.
После окончания работы закройте все программы и окна терминалов, набрав в них exit.
Примечание: В некоторых случаях работа с MIDAS осуществляется на удаленном сервере. Тогда все команды, вводимые с терминала, будут действовать так же, как и на локальной машине. Иконки локального X-windows будут открывать соответствующие приложения на локальной машине. Вход на сервер предоставляется преподавателем.

Краткое описание MIDAS

Команды вводятся в терминале, где запущен MIDAS, заканчиваются нажатием клавиши Enter. Нажав Enter без команды вы получите список последних 15 введенных команд. Нажимая "стрелку вверх" на клавиатуре можно просмотреть более, чем 15 последних команд (как правило 100). Копирование с помощью мыши и "спеллинг" с помощью клавиши Tab также работают и в терминале MIDASa. Команды могут вводиться как в верхнем, так и в нижнем регистре. Это не имеет значения (в отличие от команд в терминале X-windows). Также вместо полной команды может использоваться сокращение в том случае, если MIDAS поймет его однозначно. Например, cl/ch o суть то же самое, что и CLEAR/CHANNEL OVER. Полную справку по любой команде MIDAS можно получить, набрав в нем help название_команды.

Формат изображений у MIDAS свой собственный, файлы с расширением bdf. Расширением plt обычно обозначаются таблицы в собственном формате MIDAS.

Запуск MIDAS

inmidas

inmidas -p 01 - Запуск MIDAS в параллельном режиме. Пройдет также и команда inmidas, по умолчанию запускающая сессию номер 00.

gomidas — запуск MIDAS с охранением настроек и предыдущих 15 команд от последней сессии.

helpmidas — интерактивная справочная система по командам MIDAS.

Команды MIDAS

ALIGN/IMAGE — команда подсчитывает коэффициенты трансформации (смещение, угол поворота и масштаб) для изображения, используя таблицы с определенными координатами реперных точек для рабочего изображения и изображения–ссылки.

align/image intab reftab

intab — имя таблицы с определенными координатами реперных точек рабочего изображения;

reftab — имя таблицы сопределенными координатами реперных точек изображения–ссылки; остальные ключевые слова в данной задаче не используются.

Пример: align/image galb galr. Рассчитываются коэффициенты трансформации для таблицы galb.tbl с определенными реперными точками рабочего изображения относительно таблицы galr.tbl с определенными реперными точками изображения–ссылки, используя значения колонок :XCEN, :YCEN соответствующих таблиц.

BYE - команда завершения работы в MIDASе и возврата в исходную систему.

Пример: bye

EXIT — то же самое.

CENTER/GAUSS — команда определяет координаты центров звезд, аппроксимируя их профили двухмерной гауссианой

center/gauss [in_spec] [out_spec]

in_spec – cursor — если работа ведется над файлом, загруженным в окно изображений, или image, table — вводные файл и (или) таблица (если файл определен в таблице),

таблица должна содержать колонки :XSTART, :XEND, :YSTART, :YEND;

out_spec — получаемая таблица (новая созданная или та же, что и в in_spec); остальные ключевые слова в данной задаче не используются.

Пример: center/gauss cursor sources. Определяются центры звезд файла, загруженного в окно изображений и помечаемых курсором; данные помещаются в созданный табличный файл sources.tbl.

CLEAR/DISPLAY — команда очистки окна изображений.

Пример: clear/display.

CLEAR/CHANNEL OVER — очистка текущего изображения от "следов" курсора. Не стирает самого изображения.

CLEAR/GRAPHICS — команда очистки графического окна.

Пример: clear/graphics

COMPUTE/IMAGE — команда совершает арифметические операции над файлами изображений (bdf–формат).

compute/image [outspec =] expression

outspec - файл - результат операции, если указание на файл отсутствует, программа действует как обычный калькулятор;

expression одна из следующих операций: +, –, *, /, ** (возведение в степень), sqrt(a), exp(a), exp10(a), ln(a), log10(a), sin(a), asin(a), cos(a), acos(a), tan(a), atan(a), int(a), abs(a), atan2(a,b), max(a,b), min(a,b), mod(a,b). Все операции являются встроенными функциями Фортрана.

Примечание: в качестве "координатной сетки" файлов используются мировые координаты.

Пример: compute/image gal = sqrt(n11+5.– log10(c1))+abs(cd)
         Создается файл gal.bdf — результат операции над файлами n11.bdf, c1.bdf, cd.bdf.

COMPUTE/PIXEL — команда совершает арифметические операции над файлами изображений (bdf–формат) используя их пиксельные координаты.

compute/image [outspec =] expression

outspec – файл–результат операции, если указание на файл отсутствует, программа действует как обычный калькулятор;

expression — одна из следующих операций: +, -, *, /, **, sqrt(a), exp(a), exp10(a), ln(a), log10(a), sin(a), asin(a), cos(a), acos(a), tan(a), atan(a), int(a), abs(a), atan2(a,b), max(a,b), min(a,b), mod(a,b). Все операции являются встроенными функциями Фортрана.

Примечание: в качестве "координатной сетки" файлов используются пиксельные координаты.

Пример: compute/image gal = sqrt(n11+5.– log10(c1))+abs(cd). Создается файл gal.bdf — результат операции над файлами n11.bdf, c1.bdf, cd.bdf.

COMPUTE/TABLE — команда совершает арифметические и логические операции над колонками таблицы. Если колонка результатов не существует, она будет создана автоматически.

compute/table table column = expression

table — название таблицы;

column — название колонки результатов;

expression — одна из следующих операций: +, -, *, /, **, sqrt(a), exp(a), exp10(a), ln(a), log10(a), sin(a), asin(a), cos(a), acos(a), tan(a), atan(a), int(a), abs(a), atan2(a,b), max(a,b), min(a,b), mod(a,b), .or., .and., .not.. Все операции являются встроенными функциями Фортрана.

Пример: compute/table garm :z = sqrt(sin(:x)+cos(:y)+1.)

Создается или преобразовывается колонка z таблицы garm.tbl — результат операции над колонками х и у.

COPY/GRAPHICS — команда копирует plot–файл на внешнее или внутреннее устройство.

copy/graghics [device] [plotfile]

device — в данной задаче используется ключевое слово postscript;

plotfile — файл с расширением plt.

Пример: copy/graphics postscript graph_wnd000.plt

Изображение в графическом окне (по умолчанию — это файл graph_wnd000.plt) преобразовывается в одноименный postscript–файл.

CREATE/COLUMN — команда создает новую колонку в таблице.

create/column table column ...

table — имя таблицы;

column — число колонок; остальные ключевые слова в данной задаче не используются.

Примечание: данную команду необходимо исполнить между командами create/table и edit/table для всех колонок таблицы.

Пример: create/column tablica :intensive

Создается колонка с именем intensiv в таблицe tablica.tbl.

CREATE/DISPLAY — команда создает окно изображений.

create/display [dspid] [dspinfo] ...

dspid — номер окна, по умолчанию 0;

dspinfo — xdim, ydim, xoff,yoff — размеры и смещение в пикселях, по умолчанию — 512,512,630,330; остальные ключевые слова в данной задаче не используются.

Пример: create/display 0 650,256,630,330 Создается окно изображений размером 650 на 256 пикселей.

CREATE/GRAPHICS — команда создает графическое окно.

create/graphics [graph_id] [graph_spec] ...

graph_id — номер окна, по умолчанию 0;

graph_spec — xdim, ydim, xoff,yoff — размеры и смещение в пикселях, по умолчанию — 500,480,0,416; остальные ключевые слова в данной задаче не используются.

Пример: create/graphics

CREATE/TABLE — команда создает файл–таблицу.

create/table table ncol nrow file ...

table — имя таблицы;

ncol — число колонок;

nrow — число cтрок;

file — имя файла, по умолчанию — ASCII–файл с расширением dat; остальные ключевые слова в данной задаче не используются.

Примечание: dat–файл можно создать непосредственно перед выполнением этой команды на с помощью редактора joe в другом окне терминала. Убедитесь, что созданный файл находится в вашей рабочей директории.

Пример: create/table mytab 3 10 data Создается таблица mytab.tbl размером 3 на 10, генерированная из ASCII–файла data.dat.

DELETE/DISPLAY — команда стирает окно изображений.

delete/display [disp]

disp — номер окна, по умолчанию — активное окно, all —все окна;

Пример: delete/display

DELETE/GRAPHICS — команда стирает графическое окно.

delete/graphics [grap]

grap — номер окна, по умолчанию — активное окно, all — все окна;

Пример: delete/graphics

EDIT/TABLE — команда редактирует файл-таблицу.

create/table table [edit_option] [col] [row]

table — имя таблицы;

edit_option: r — открывает таблицу только для чтения, i — редактирует таблицу

(по умолчанию — i);

col — число колонок в таблице;

row — число cтрок в таблице.

В редакторе таблиц можно перейти в его собственную командную строку, нажав Ctrl Z.

Затем либо s — спасение изменений, либо q — выход без спасения.

Пример: edit/table mytabl i 3 10.

Редактируется таблица mytabl.tbl размером 3 на 10.

EXTRACT/IMAGE — команда извлекает из файла изображения его часть.

extract/image subframe = frame[x_sta, y_sta: x_end, y_end]

subframe — файл–результат операции;

frame — исходный файл;

x_sta, y_sta: x_end, y_end — начальные и конечные значения мировых координат или пикселей (перед цифрой тогда добавляется @) исходного файла по осям Х и Y, которые будут являться граничными в полученном новом файле.

Пример: extract/image out = in[@20,@15:@180,@135]

Создается новый файл out.bdf размером 161 на 121 пикселей, являющийся частью файла in.bdf.

FIND/POSINC — команда определяет позиционный угол и наклонение галактики (в градусах).

find/posinc infram x_pos, y_pos rin, rout, rstep

inframe — исходный файл;

x_poc, y_pos — координаты центра галактики в пикселях;

rin, rout, rstep — внутренний радиус, внешний радиус, шаг в радиусах.

Примечание: данная команда не является MIDAS–командой, а входит в библиотеку SURFPHOT, поэтому ее необходимо выполнять после команды SET/CONTEXT SURFPHOT (если она уже была введена до этого, то MIDAS сообщит об этом).

Пример: find/posinc andromeda 320,190 30,110,20. Определяются позиционный угол и наклонение галактики, находящейся в файле andromeda.bdf, причем центр галактики лежит в пикселе с координатой 320, 190, а операция подсчета проходит в кругах с радиусами 30, 50, 70, ..., 130. Результат выводится на экран в виде двух таблиц. Используйте только первую из них, где приведены радиус кольца (колонка 1), эллиптичность изофот (колонка 2) и позиционный угол галактики (колонка 3).

FIT/FLATSKY outframe = inframe inspecs [order]

Здесь inframe — исходное изображение, outframe — изображение с вычтенным фоном, inspecs — либо CURSOR, если площадки с фоном помечаются курсором, либо имя таблицы, в которой есть 4 колонки - :XSTRAT, :YSTART, :XEND, :YEND, в которых содержаться координаты площадок с фоном.

order — степени полинома для аппроксимирующей фон поверхности. По умолчанию 1,1

Пример: fit/flat beta = alfa CURSOR 2,2

Площадки с фоном отмечаются курсором на изображении alfa.bdf (левой клавишей мыши; окончание — клик правой), фон аппроксимируется по ним поверхностью — полиномом порядка 2 по x и y, вычитается. Полученное изображение спасается в beta.bdf.

GET/CURSOR — команда создает курсор в окне изображений и считывает с его помощью данные.

Выводятся как мировые, так и пиксельные координаты курсора и значение в данной точке.

Для завершения считывания нажмите правую клавишу мыши.

get/cursor [output] ...

output — файл-таблица, в которую выводятся данные, считанные с помощью курсора, по умолчанию — только на терминал; остальные ключевые слова в данной задаче не используются.

Пример: get/cursor coord Создается новая таблица coord.tbl, в которую считываются данные.

GET/GCURSOR — команда создает курсор в графическом окне и считывает с его помощью данные.

get/gcursor [output_spec] ...

output_spec — файл-таблица, в которую выводятся данные, считанные с помощью курсора, по умолчанию — только на терминал; остальные ключевые слова в данной задаче не используются.

Пример: get/gcursor coord Создается новая таблица coord.tbl, в которую считываются данные.

HELP — команда выводит информацию по командам MIDAS на терминал.

help [help_topic]

help_topic — название команды или ее части

Пример: help create Вывод на терминал описания всех команд, содержащих слово create.

LOAD/IMAGE — команда вывода файла на экран изображений.

load/image frame_spec [chanl] [scale] [center] [cuts] [dirs] [fix]

frame_spec — название bdf–файла;

chanl — номер канала вывода, по умолчанию — на существующий экран изображений;

scale – xscale, yscale — масштаб по осям (целые числа), по умолчанию — 1,1.

Если указано одно число, то масштаб по x и y меняется одинаково. Если scale отрицательное,

то на данное число размер делится.

center – centx, centy — координаты файла в мировых координатах или в пикселях(@),

расположенные в центре окна, по умолчанию — С,С;

cuts – min, max — диапазон выводимых на экран интенсивностей, по умолчанию —

минимальное и максимальное '— g%-(% интенсивности пикселя в файле); dirs — в данной задаче

рекомендуется не использовать;

fix – fx, fy, sx, sy — cвязь координат файла с координатами экрана.

Пример: load/image proton scale=-2,3 fix=1,1,0,0

Файл proton.bdf выводится на экран изображений в левый нижний угол с масштабом

по оси Х - 2:1, по оси Y - 1:3.

LOAD/LUT — команда вывода табличного файла цветовой палитры на экран изображений.

Пример: load/lut random2 или load/lut staircase

MAGNITUDE/CIRCLE — команда подсчитывает интенсивность в круговой апертуре.

magnitude/circle [in_spec] [out_spec] [Fsiz, Nsis, Bsiz]

in_spec - cursor — если работа ведется с файлом, находящимся в окне изображений и центр апертуры будет выбран с помощью курсора, или image — исходный файл, если центр апертуры находится в центральном пикселе изображения, или image,

xpix, yix — исходный файл и координаты центра апертуры, по умолчанию — cursor;

out_spec — в данной задаче не используется;

Fsiz, Nsiz, Bsiz — диаметр измеряемой площадки в мировых координатах или в пикселях, ширины колец вне апертуры для измерения шумов и фона, по умолчанию @12,@2,@2; остальные ключевые слова в данной задаче не используются.

Пример: magnitude/circle ori,@80,@107 ? @10,@1,@1

Определяется интенсивность в круглой апертуре радиусом 5 пикселей с координатами центра @80,@107 файла ori.bdf.

magnitude/circle cursor ? @15,@3,@5

Определяется суммарная интенсивность в круглой диафрагме, с центром, указанной мышкой. Независимо от размера диафрагмы (меняется стрелками клавиатуры) поток считается в указанной в команде диафрагме (здесь 15 пикселей). Кольцо шириной 3 пикселя не используется, в следующем кольце (здесь - шириной 5 пикселей) вычисляется фон.

OVERPLOT/COLUMN — команда выводит столбец (строку) файла изображения на графический экран, не стирая предыдущий рисунок.

overplot/column frame [х_coord] [у_sta, у_end] [offset] [l_type]

frame — имя bdf–файла;

х_coord — номер столбца в пикселях (@) или мировых координатах;

у_sta, у_end — диапазон строк в пикселях (@) или мировых координатах;

offset — смещение в единицах интенсивности пикселей, по умолчанию — 0,0;

l_type — тип соединительных линий: 0 — линия отсутствует, 1 — непрерывная, 2 — точечная, 3 — короткая пунктирная, 4 — точка–пунктир, 5 — длинная пунктирная, 6 — пунктир–две точки, по умолчанию — 1.

Пример: overplot/column gal @316 @40,@510

Вывод 316-го столбца файла gal.bdf в диапазоне от 40–го до 510–го пикселя по оси Y на графический экран.

OVERPLOT/CONTOUR — команда выводит контурную карту изображения на графический экран, не стирая предыдущей карты.

overplot/contour frame [coord_str] [contours] [c_type] [sm_par]

frame — имя bdf–файла;

coord_str — область изображения, выводимого на экран (начальные и конечные значения по осям Х и Y в пикселях); contours — уровни контурных линий: cstart:cend:cincr (начальное, конечное значения и шаг) или cnt1,cnt2,cnt3,...(значения уровней);

c_type — NEG, ODD или LTYPE — определяет тип линий, NED — все линии сплошные, ODD — каждая вторая линия — пунктирная, LTYPE — если тип линий предварительно был определен командой set/graphics, по умолчанию — NED;

sm_par — окно сглаживания (в пикселях), по умолчанию — 1.

Пример: overplot spiral [@166,@127:@310,@221] 1:5:0.5 ? 3 Вывод на графический экран контурной карты части файла spiral.bdf c уровнями интенсивности 1, 1.5, 2, 2.5, ..., 5 и окном сглаживания 3х3 пикселя.

OVERPLOT/ROW — команда выводит строчку (линию) файла изображения на графический экран, не стирая предыдущий рисунок.

overplot/row frame [y_coord] [x_sta, x_end] [offset] [l_type]

frame — имя bdf–файла;

y_coord — номер строки в пикселях (@) или мировых координатах;

x_sta, x_end — диапазон колонок в пикселях (@) или мировых координатах;

offset — смещение в единицах интенсивности пикселей, по умолчанию — 0,0;

l_type — тип соединительных линий: 0 — линия отсутствует, 1 — непрерывная, 2 — точечная, 3 — короткая пунктирная, 4 — точка–пунктир, 5 — длинная пунктирная, 6 — пунктир–две точки, по умолчанию — 1.

Пример: overplot/row gal @136 @1,@210 Вывод 136–ой строки файла gal.bdf в диапазоне от 1-го до 210– го пикселя по оси Х на графический экран.

PLOT/COLUMN — команда выводит столбец (линию) файла изображения на графический экран, стирая предыдущий рисунок.

plot/column frame[х_coord][у_sta,у_end][x_sc,y_sc[,x_off, y_off]]

frame — имя bdf–файла;

х_coord — номер столбца в пикселях (@) или мировых координатах;

у_sta, у_end — диапазон строк в пикселях (@) или мировых координатах;

x_sc, y_sc — масштаб в единицах (мировых координатах) на мм;

x_off, y_off — смещение в мм.

Пример: overplot/column gal @38 @10,@180 Вывод 38–го столбца файла gal.bdf в диапазоне от 10–го до 180–го пикселя по оси Y на графический экран.

PLOT/CONTOUR — команда выводит контурную карту изображения на графический экран.

plot/contour frame [coord_str] [x_sc, y_sc [,x_off ,y_off] ]
                       [contours] [c_type] [sm_par]

frame — имя bdf–файла;

coord_str — область изображения, выводимого на экран (начальные и конечные значения по осям Х и Y в пикселях);

x_sc, y_sc — масштаб по осям X и Y в мировых координатах на мм;

x_off, y_off — смещение карты относительно нижнего левого угла координатной сетки в мм;

contours — уровни контурных линий: cstart:cend:cincr (начальное, конечное значения и шаг) или cnt1,cnt2,cnt3,...(значения уровней);

c_type – NEG, ODD или LTYPE — определяет тип линий, NED — все линии — сплошные, ODD — каждая вторая линия — пунктирная, LTYPE — если тип линий предварительно был определен командой set/graphics, по умолчанию — NED;

sm_par — окно сглаживания c числом пикселей, равным 2sm_par+1, по умолчанию — 0.

Пример: plot spiral [@160,@170:@310,@220] ? 1:5:1 ? 1 Вывод на графический экран контурной карты части файла spiral.bdf c уровнями интенсивности 1, 2, 3, 4, 5 и окном сглаживания 3х3 пикселя.

PLOT/ROW — команда выводит строчку (линию) файла изображения на графический экран, стирая предыдущий рисунок.

plot/row frame [y_coord] [x_sta,x_end] [x_sc,y_sc [,x_off ,y_off] ]

frame — имя bdf–файла;

y_coord — номер строки в пикселях (@) или мировых координатах;

x_sta, x_end — диапазон колонок в пикселях (@) или мировых координатах;

x_sc, y_sc — масштаб в единицах (мировых координатах) на мм;

x_off, y_off — смещение в мм.

Пример: plot/row gal @36 @10,@210 Вывод 36–ой строки файла gal.bdf в диапазоне от 10–го до 210–го пикселя по оси Х на графический экран.

PLOT/TABLE — команда выводит график табличных значений на графический экран.

plot/table table [plane1] [plane2] ...

table — имя файла-таблицы;

plane1 — номер или название колонки таблицы для оси Х;

plane2 — номер или название колонки таблицы для оси Y; остальные ключевые слова в данной задаче не используются.

Пример: plot/table data \#1 \#2 Вывод графика данных, взятых из таблицы data.tbl, по оси Х — 1–я колонка, по оси Y–2-я колонка таблицы.

READ/DESCRIPTOR file descriptor — считывает служебную информацию (заголовок) из файла и выводит на экран.

Пример: rea/desc pavlin * — выводит весь заголовок файла pavlin.bdf

REBIN/LINEAR — команда изменяет масштаб и начальные координаты файла изображения.

rebin/linear in out[stepx,stepy][offx,offy][startx,starty][fluxcons] или

rebin/linear in out [refframe] [fluxcons]

in — исходный файл;

out — файл–результат операции;

reframe — базовый файл — файл–ссылка;

stepx, stepy — новый масштаб по х, у в мировых координатах, по умолчанию — 1.,1.;

offx, offy — абсолютное смещение по х, у в мировых координатах, по умолчанию — 0.,0.;

startx, starty — новые начальные значения по х, у в мировых координатах;

fluxcons — YES или NO — нормировать или нет полученное изображение при изменении масштаба, по умолчанию — NO.

Пример:rebin/linear gal1 gal2 gal0 Создается новый файл gal2.bdf, содержащий изображение из файла gal1.bdf, но с масштабом и начальными координатами такими же, как в файле gal0.bdf. Нормировка при изменении масштаба не производится.

REBIN/ROTATE — команда поворачивает изображение на определенный угол и меняет его масштаб.

rebin/rotate in out [rot_specs] [ref_frame] ...]

in — исходный файл;

out — файл–результат операции;

rot_specs: angle, rotx, roty, scalx, scaly — угол поворота против часовой стрелки в градусах, мировые координаты точки, вокруг которой происходит поворот и новый масштаб по x, y в мировых координатах, по умолчанию — 45.,C,C,1.,1.;

ref_frame — базовый файл - файл-ссылка; остальные ключевые слова в данной задаче не используются.

Пример: rebin/rotate new old 16.2, 6., 43., 1.2, 1.2. Создается новый файл new.bdf, являющийся результатом поворота файла old.bdf против часовой стрелки на 16.2 градуса относительно точки с координатами 6.,43. и с шагом в 1.2 раза большим, чем исходный.

Пример: rebin/rotate in out KEYWORD ref

Поворачивает изображение in.bdf соответственно матрице поворота, рассчитанной при выполнении предыдущей команды align/image. Мировые координаты приведены в соответствие с изображением ref.bdf. Новое изображение записано в out.bdf.

SET/CONTEXT — команда входа в библиотечные подпрограммы.

set/context cntxt

cntxt — название библиотечной подпрограммы.

Пример: set/context surfphot Вход в библиотечную подпрограмму surfphot и вывод на экран всех команд данной подпрограммы с краткими описаниями.

SET/GRAPHICS — команда установки параметров на графическом экране.

set/graphics option1[=value1] [option2[=value2] ...]

options — в задаче используются следующие опции:

xaxis - xstart, xend — диапазон по оси Х в мировых координатах или в пикселях (@);

уaxis – уstart, уend — диапазон по оси Y в мировых координатах или в пикселях (@).

Пример: set/graphics xaxis=@20,@50 yaxis=0,90 Установка осей: Х — в диапазоне 20–50 пикселей, Y — в диапазоне 0–90 единиц интенсивности.

STATISTICS/IMAGE — команда подсчитывает общую и среднюю интенсивность изображения или некоторой его области, максимальное и минимальное значение интенсивности, стандартное отклонение от среднего и т.д.

statistics/image [frame] [area] ...

frame — имя bdf–файла, по умолчанию — изображение, находящееся на экране изображений;

area – [xs,ys:xe,ye] — начальные и конечные значения в мировых координатах или в пикселях (@), ограничивающие площадь, для которой подсчитывается статистика; остальные ключевые слова в данной задаче не используются.

Пример: statistics/image star [@30,@22:@80,@25] Подсчитывается статистика области файла star.bdf на площадке 51 на 4 пикселя.

Пример: statistics/image star CURSOR — интерактивно выводятся суммарная интенсивность, средние значения, дисперсия, медианное среднее и многое другое для области изображения star.bdf, выделенной курсором (размер меняется стрелками с клавиатуры).

TUTORIAL/LUT — команда выводит поочередно все табличные файлы цветовой палитры на экран.

Пример: tutorial/lut
Литература:

1. 
   Landolt A.U. UBVRI Photometric Standard Stars in the Magnitude Range 11.5-16.0 Around the Celectial Equator. – Astron. J. 1992. Vol.104. No.1. P.340.
   
2. 
   ESO-MIDAS. ESO Operating Manual. 1995. No.1. Vol A - C.
   
3. 
   В.П.РЕШЕТНИКОВ. ПОВЕРХНОСТНАЯ ФОТОМЕТРИЯ ГАЛАКТИК