Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://heritage.sai.msu.ru/ucheb/Knyazev/Lect_N4.ps
Дата изменения: Wed May 2 20:11:09 2007
Дата индексирования: Mon Oct 1 20:23:15 2012
Кодировка: Windows-1251
Поисковые слова: п п п п п п п п п п п р п р п р п р п р п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п

Стандартная система редукции
астрономических данных MIDAS
Лекция IV. Работа с различными структурами данных
А.Ю. Князев
Специальная астрофизическая обсерватория РАН, п.Нижний Архыз, 357147, Россия
Но приготовься, чтобы не поразила тебя слишком
эта премудрость, ибо от нее легко потерять рассу-
док настолько она поразительна, ослепительна и
необъятна.
Леонид Соловьев. "Повесть о Ходже Насреддине"
Я думаю, что уже на основе разбора примеров из предыдущей лекции Вы почувство-
вали, что вдумчивая работа с системой редукции типа MIDAS требует от пользователя
определенной логики поведения, сильно отличающейся от логики программирования,
скажем, на языках типа FORTRAN или C. Я бы назвал этот стиль UNIX-подобным. Это,
конечно, не чистое сравнение трудно напрямую сравнивать UNIX, скажем, с MIDAS.
Но, скажем, если перед продвинутым UNIX-пользователем встает проблема отсутствия
какого-то средства для решения небольшой проблемы, то он быстренько-быстренько
напишет новый командный файл, используя множество из 600 дополнительных команд
этой операционной системы и НИКОГДА не будет писать новой программы на C для
выполнения задуманного.
Замечание : Следствие этой аксиомы если Вы увидели, что человек
программирует на C в UNIX, то это либо "зеленый" пользователь, понятия не
имеющий, что в UNIX есть команды grep и nd, либо "крутой" системщик, у
которого, скажем, монитор упал на бок, а он решил заставить текст на экране
повернуться на 90 градусов и для этого переделывает системный драйвер...
(Конечно, это шутка...)
То же самое относится, скажем, и к MIDAS. Если пользователь тут же начинает встра-
ивать в него свои новые C или FOTRAN программы, то он либо действительно огра-
ничен возможностями MIDAS, либо, с большей степенью вероятности, еще просто не
понимает, КАК, используя 220 MIDAS-команд в командном файле, совершить то, что
ему необходимо. Это понимание приходит только с опытом работы.
Однако вернемся к лекциям. Следущую лекцию я хотел бы посвятить рассмотрению
двух вопросов:
1. Более детальное ознакомление с различными структурами данных, поддерживае-
мыми MIDAS.
83

84
Замечание : При оперировании изображениями, таблицами и так да-
лее очень важно не только представлять, какое количество разнообраз-
ных операций MIDAS позволяет производить над этими структурами
(это достаточно просто узнать, посмотрев на HELP по группам команд,
имеющим общий квалификатор), но и знать, как обращаться к элемен-
там этих структур.
2. Краткому обзору команд MIDAS по группам и назначениям.
1. Более подробно о работе с различными структурами
данных
Я не раз видел, как, казалось бы, умудренный опытом пользователь впадает в прост-
рацию, пытаясь изменить значение какого-нибудь единственного элемента спектра (од-
номерного изображения) или понять, как при выполнении командного файла вписать
одно значение в таблицу. А ведь это делается действительно элементарно достаточно
просто знать, как обращаться к элементам различных структур.
1.1. Изображения. Элементы в изображениях
Поскольку чаще всего в MIDAS астрономы-наблюдатели имеют дело с изображениями
(одномерными, двумерными или трехмерными), то я начну свой краткий обзор именно
с них.
Файл изображения состоит из шапки, содержащей дескрипторы и тела изображения
(массив данных размерности 1-3). Как и в случае FITS-файла, дескрипторы полностью
описывают данные: тип, размерность и так далее (более подробно об этом смотрите ни-
же). Изображение состоит из элементов, или ячеек, или пикселов. Имеется очень боль-
шой набор команд, работающих с изображениями, и подавляющее большинство этих
команд имеют квалификатор .../IMAGE: READ/IMAGE, WRITE/IMAGE, COMPUTE/IMAGE,
COPY/II ....
Кроме того, MIDAS предоставляет возможность обратиться не ко всему изображе-
нию в целом, а к некой прямоугольной его области (частный случай один пиксел).
Формат этого стандартного обращения можно записать в виде:
frame[x1,y1:x2,y2], где
x номер колонки,
y номер строки,
x1,y1 координата левого нижнего угла выделяемой области,
x2,y2 координата правого верхнего угла выделяемой области.
В случае трехмерного массива вид обращения: frame[x1,y1,z1:x2,y2,z2].
ВНИМАНИЕ : Помните о двух символах, обозначающих начало изо-
бражения "<" и конец изображения ">".
При таком стандартном обращении монитор, выполняя Вашу команду, должен из-

85
влечь эту область из полного изображения и подать на выполнение MIDAS-команде.
Пример :
COMPUTE/IMAGE qubodub = 0 присвоение всем пикселам одномерного изобра-
жения значения 0.
COMPUTE/IMAGE qubodub[<:>] = 0 то же самое.
COMPUTE/IMAGE qubodub[1000:>] = 0 присвоение пикселам одномерного изо-
бражения значения 0. Номера пикселов: от 1000-го до последнего.
COMPUTE/IMAGE qubodub[1000,>:1000,>] = 0 присвоение всей двумерной об-
ласти (правый верхний угол) двумерного изображения значения 0.
PLOT/ROW Fabri[<,<,5:>,>,5] 100 нарисовать 100-ую строку из 5-ой XY-
плоскости трехмерного массива данных.
Полезно знать, что есть и короткая форма записи. К сожалению, она применима
только для ряда частных случаев: строка в двумерном изображении или XY-плоскость
трехмерного массива данных.
Пример :
PLOT/ROW Fabri@5 100 нарисовать 100-ую строку из 5-ой XY-плоскости трех-
мерного массива данных.
Конечно, существуют различного рода исключения из этого правила. Это касается
команд, у которых уже есть отдельный параметр для задания области работы (напри-
мер, STAT/IMAGE). В этом случае все зависит от версии MIDAS, в которой Вы работаете.
Замечание : Например, у меня в версии 96NOV команда
COMP/IMA qq[1:50] = qq[51:100] не работает, а команда
COMP/IMA qq[<:50] = qq[51:100] работает, но в других версиях результат
может быть иным.
Следующее, что необходимо знать каждому при работе с изображениями это нали-
чие двух систем координат: мировой и пиксельной одновременно. Поскольку начало
и шаг для элемента изображения (они описаны в дескрипторах изображения) могут
быть любыми числами, то адресация к элементу изображения может производиться
как по номеру пикселов (пиксельные координаты), так и по номерам абсолютным, вы-
числяемым с помощью дескрипторов START и STEP (мировые координаты). При этом
задание пиксельных координат производится при помощи символа "@". Так [@30:@60]
или [30:60] это разные области одномерного изображения, хотя очень часто мировые
и пиксельные координаты совпадают.
ВНИМАНИЕ : Это происходит, когда дескрипторы изображения START
и STEP равны 1!

86
Пример :
Есть одномерный спектр duboqub.bdf (изображение), содержащий 1024 числа.
Дескриптор START равен 3700.0 (конечно, ангстрем спектр-то линеаризован,
т.е. приведен к равномерному шагу!), а дескриптор STEP равен 3.0 (конечно,
ангстрем). Тогда:
COMPUTE/IMAGE duboqub[3700:3709] = 0 присвоение трем первым пикселам
значения 0. Задание в мировых координатах.
COMPUTE/IMAGE duboqub[@1:@3] = 0 то же самое. Задание в пиксельных ко-
ординатах.
COMPUTE/IMAGE duboqub[<:@3] = 0 то же самое.
ВНИМАНИЕ : Символы "<" и ">" можно использовать в обеих фор-
мах записи (начало/конец - оно и в Африке начало/конец).
8
Пример :
Есть двумерное изображение duboqub.bdf размером 512512 чисел (пикселей).
Дескриптор START равен 5.0,10.0 а дескриптор STEP равен 1.0,-1.0 вот такой
дурной случай. Тогда:
EXTRACT/IMAGE line = cube[<,@1:>,@1] извлечение первой строки. Задание
в пиксельных координатах.
EXTRACT/IMAGE line = cube[<,10:>,10] извлечение первой строки. Задание
в мировых координатах.
Замечание : Очевидно, что обе системы координат линейные. Посте-
пенно происходит переход к истинно мировой системе координат (так называ-
емой WCS). На сегодняшний день в MIDAS уже есть команда GET/CURSOR,
работающая в этой системе координат. Это значит, что если Вы, например,
возьмете любое изображение, полученное с оцифрованного Паломарского об-
зора, то эта команда будет выдавать астрометрические координаты.
ВНИМАНИЕ : Помните, что команда COMPUTE/IMAGE работает в ми-
ровых координатах. Если же Вам необходимо проделать арифметические
операции с несколькими изображениями, забыв про мировые координаты,
пользуйтесь командой COMPUTE/PIXEL.
Замечание : Команда COMPUTE/IMAGE также полезна, поскольку позволя-
ет не только производить математические операции с изображениями, но и
использовать ее как калькулятор (содержит очень большое число дополни-
тельных функций).
1.2. Описатели (дескрипторы)
Не успели мы с Вами вспомнить о дескрипторах, как они тут как тут. Напомню,
что дескрипторы это служебные переменные, описывающие информацию, заклю-
ченную в image-table-t файлах MIDAS. Они содержатся в "шапках" этих структур и

87
полностью их описывают. Также они могут содержать некоторую служебную инфор-
мацию: например, кем и когда получены эти данные, статистические характеристики,
историю преобразований, которым они подверглись.
Из этого следует, что дескрипторы можно разделить на две группы обязательные
(есть всегда, ибо именно они описывают структуру изображений и таблиц) и остальные.
Так, к стандартным дескрипторам для изображений (смотрите HELP [Descr]) относят-
ся:
NAXIS размерность
NPIX число точек
START начало на каждой из осей
STEP шаг на каждой из осей
IDENT имя
CUNIT величина [(NAXIS+1)*16]
LHCUTS min, max, vis_min, vis_max
В общем случае дескриптор это вектор (набор) чисел или строк с максимальным
количеством элементов 32767. Стандартные дескрипторы имеют длину имени, не превы-
шающую 8 символов. Все остальные могут иметь длину имени до 72 символов. Дескрип-
торы бывают четырех типов: integer(i), real(r), double(d), character(c). Смешанные
типы дескрипторов не поддерживаются. Общая форма обращения к дескриптору:
Имя/Тип/начало/сколько_элементовN элемент1,...элементN.
Пример :
IDENT/C/1/60 с 1-го по 60-ый элемент character дескриптора IDENT.
STATIST/r/1/5 5.,6.,2.4,0.,1.2 с 1-го по 5-ый элемент real дескриптора
STATIST.
STATIST/r/5/6 5.,6.,2.4,0.,1.2 с 5-го по 11-ый элемент real дескриптора
STATIST.
Для полного определения дескриптора требуется еще имя изображения или таблицы,
в котором он находится.
Пример :
WRITE/DES testima ident/c/1/60 "Mkn 996" записать в дескриптор IDENT
изображения testima.bdf имя галактики.
WRITE/DES testima statist/r/1/5 5.,6.,2.4,0.,1.2 записать в real де-
скриптор STATIST изображения testima.bdf ряд чисел.
ВНИМАНИЕ : При чтении и записи дескрипторов для табличных и t-
файлов необходимо указывать соответствующие расширения ".tbl" и ".t"
в имени файла. Для изображений этого не требуется, "по умолчанию" бе-
рется изображение с расширением ".bdf".
ВНИМАНИЕ : Самый "заумный" тип дескриптора это массив
строк. Определить его можно так:
WRITE/DESCR testima cmore/c*5/1/10 abcde all определение дескрип-
тора cmore как массива из 10 строк по 5 символов в каждой и присвоение

88
значения "abcde" им всем.
Это аналог, например, "CHARACTER CMORE(10)*5" в FORTRAN или
"char cmore[10][5]" в C. Очень удобен при создании собственного пакета.
Создается дескриптор командой WRITE/DES. Если он существует, то его можно допи-
сать (скажем, состоял из 5-ти элементов, а увеличился до 10-ти).
Все команды работы с дескрипторами имеют квалификатор .../DESCR: READ/DESCR,
SHOW/DESCR, WRITE/DESCR, DELETE/DESCR ....
При преобразовании MIDAS-файла данных (изображение, таблица) в FITS-формат
значения дескрипторов заносятся в ASCII шапку FITS-файла.
1.3. Ключевые слова
Ключевые слова - это глобальные переменные в MIDAS. Часть из них зарезервирована
для хранения системных параметров MIDAS. Остальные используются для временного
хранения данных, результатов выполнения программ, передачи данных между програм-
мами.
Работа с ключевыми словами очень сильно похожа на работу с дескрипторами. В
общем случае ключевое слово это вектор (набор) чисел или строк с максимальным
количеством элементов 32767. Ключевые слова могут иметь длину имени до 8 символов.
Ключевые слова бывают четырех типов: integer(i), real(r), double(d), character(c).
Смешанные типы ключевых слов не поддерживаются. Общая форма обращения к клю-
чевому слову:
Имя/Тип/начало/сколько_элементовN элемент1,...элементN.
Пример :
WRITE/KEY ident/c/1/60 "Mkn 996" записать ключевое слово.
WRITE/KEY statist/r/1/5 5.,6.,2.4,0.,1.2
Замечание : "Заумный" тип ключевого слова массив строк также
существует. Определить его можно так:
WRITE/KEY cmore/c*5/1/10 abcde all определение ключевого слова cmore
как массива из 10 строк по 5 символов в каждой и присвоение значения
"abcde" им всем.
Никогда за все годы моей работы с MIDAS я их не использовал. И Вам не
советую. Но мало ли что...
В отличие от дескрипторов, ключевые слова не добавляются. Это значит, что если
Вы уже определили размер ключевого слова, то для увеличения размера надо ключевое
слово удалить и создать новое, с тем же именем, но большего размера.
Все команды работы с ключевыми словами имеют квалификатор .../KEYWORD:
READ/KEY, SHOW/KEY, WRITE/KEY, DELETE/KEY, COMPUTE/KEY, COPY/KEY ....
Существуют стандартные ключевые слова, которые создаются, когда MIDAS стар-
тует. Их полезно знать. Для ознакомления с ними смотрите команду HELP [Key].
Замечание : Очень полезна команда COMPUTE/KEY, которая позволяет про-
изводить математические операции с ключевыми словами, а также содержит
достаточно большое число дополнительных функций.

89
1.4. Элементы в таблице
Наиболее часто таблицы используются при анализе полученных материалов, посколь-
ку позволяют хранить неоднородные данные (каждая колонка может содержать свой
собственный формат).
Файл таблицы состоит из шапки, содержащей дескрипторы и тела таблицы (ес-
ли считать, что обыкновенная таблица это двумерный массив данных, то MIDAS
позволяет работать с трехмерными таблицами, и в этом случае каждая ячейка таб-
лицы является, в свою очередь, одномерным массивом данных). Имеется очень боль-
шой набор команд, работающих с таблицами, и подавляющее большинство этих ко-
манд имеют квалификатор .../TABLE: READ/TAB, SHOW/TAB, WRITE/TAB, DELETE/TAB,
COMPUTE/TAB, COPY/TAB .... Таблица состоит из элементов или ячеек. Доступ к от-
дельному элементу осуществляется по имени таблицы, имени (номеру) колонки и но-
меру строки, в которых этот элемент находится. Адресация к колонке производится
по имени (:COLUMN_NAME) или номеру (#COLUMN_NUMBER). Адресация
к строке производится или по номеру (@ROW_NUMBER) или с использованием
референс-колонки, определяемой командой SET/REFCOLUMN.
Пример :
READ/TABLE mytab #3 @10..20 прочитать содержимое с 10 по 20 элемент ко-
лонки номер 3 таблицы mytab.tbl.
READ/TABLE mytab :MAGNITUDE @10..20,100..200 прочитать содержимое с 10
по 20 элемент, а также с 100 по 200 элемент колонки c именем MAGNITUDE таб-
лицы mytab.tbl.// WRITE/TABLE mytab :MAGNITUDE @10 13.5 записать зна-
чение.
Замечание : Внимательно изучите команду COMPUTE/TABLE. Это одна из
основных команд для работы с таким типом данных. Содержит очень боль-
шое число дополнительных функций, также позволяющих преобразовывать
колонки одного типа в другой.
1.5. Работа с каталогами
Каталоги используются обычно для работы с группами файлов одинаковой структуры:
изображениями или таблицами и т. д. Для работы с различными группами используются
различные квалификаторы:
.../ICAT для работы с изображениями;
.../TCAT для работы с таблицами;
.../FCAT для работы с Fit-файлами;
.../ACAT для работы с ASCII-файлами.
Для операций с каталогами существует достаточно ограниченное число команд:
CREATE/xCAT, SET/xCAT, CLEAR/xCAT, READ/xCAT, ADD/xCAT, SUBTRACT/xCAT.
Однако необходимо помнить о команде EXECUTE/CATALOG, которая и позволяет, собст-
венно, после создания каталога выполнить определенную операцию для всех файлов из
каталога (пример работы с этой командой смотрите в Лекции 2).

90
1.6. Еще быстрее...
При использовании прямого обращения к элементам изображений, таблиц и т.д. в ко-
мандных файлах помните, что при выполнении команд типа READ/... WRITE/... мо-
нитор вызывает командный файл, который, в свою очередь, вызывает исполняемую
программу. Это замедляет работу, особенно если Вы исполняете подобные команды
часто. Для ускорения работы используйте нижеприведенный формат обращения к дан-
ным структурам. При таком обращении команда будет выполняться самим MIDAS-
монитором:
frame,descr = value запись ОДНОГО значения в дескриптор изображения или таб-
лицы;
frame[x,y,z = value] запись значения ОДНОГО пикселя в изображение;
table,column,row = value запись ОДНОГО табличного элемента.
Пример :
WRITE/DES testima statist/r/6/1 5. или:
testima,statist(6) = 5.
WRITE/IMAGE testima [@1,@1:@1,@1] 1.0 или:
testima[@1,@1] = 1.0
WRITE/TABLE mytable :RADVEL @20 13.5 или:
mytab,:RADVEL,20 = 13.5
ВНИМАНИЕ : Пробелы при написании этих команд обязательны!
2. Обзор MIDAS-команд по группам и назначениям
Весь огромный набор команд MIDAS можно примерно разделить на следующие группы
(или категории):
Primitive commands команды нижнего уровня. Они в свою очередь разделяются
на команды ядра (команды, исполняющиеся самим MIDAS-монитором). Напри-
мер, SET/MIDAS, DELETE/IMAGE и базовые команды, исполняющиеся из командных
файлов (например, PLOT/TABLE).
Application commands команды всех дополнительных пакетов. В свою очередь
эти пакеты разделяются на три категории:
Applic команды из дополнительных пакетов, расширяющие стандартный
набор команд (например, COMPUTE/FIT);
Stdred команды из пакетов, созданных для проведения первичной редукции
данных, полученных на различных приборах (например,EXTRACT/ECHELLE);
Contrib команды из пакетов, созданных для проведения дальнейшего ана-
лиза данных (например,SEARCH/INVENTORY).

91
Procedure control commands командный язык монитора, используемый при на-
писании командных файлов (например, DEFINE/PARAMETER).
Замечание : Знать (хотя бы приблизительно), какие команды к какой
категории относятся, чрезвычайно полезно, особенно при написании команд-
ных файлов это может ускорить время выполнения Вашей программы в
несколько раз. А найти эту информацию можно в тех трех томах MIDAS
документации, о которых я уже упоминал ранее.
Теперь я попытаюсь объединить Primitive commands в группы по назначению. При
этом, я совсем не буду упоминать группы команд, необходимых для ввода-вывода и
работы с image и графическими дисплеями, поскольку я рассматривал их в предыдущих
лекциях.
Итак, группы по назначению:
Работа с координатами изображения набор программ для считывания коорди-
нат изображения или определения центра:
CENTER/GAUSS, CENTER/MOMENT
GET/CURSOR, GET/GCURSOR
Координатные преобразования изображений различные программы преобра-
зований: вращения, извлечение части и помещение новой части в изображение,
переход к новому шагу и т.д.
ALIGN/IMAGE, EXTRACT/IMAGE, FLIP/IMAGE, TRANSPOSE/IMAGE
GROW/IMAGE, INSERT/IMAGE,
REBIN/II (liner, polinom, exp, ..., user define) - только 1D изображения
REBIN/LINEAR (start, step) - и 2D тоже
REBIN/ROTATE (CENTER/..., ALIGN/IMA)
REBIN/SPLINE,
REBIN/IT (liner, polinom, exp, ..., user define) - только 1D изображения
ROTATE/CLOCK, ROTATE/COUNTER_CLOCK, ROTATE/1DIM
XCORR/IMAGE
Арифметика программы выполнения арифметических операций над изображени-
ями. Сюда я также отношу и усреднение нескольких изображений в одно.
AVERAGE/AVERA all pixels in the subframe
AVER/COLUMN, AVER/ROW
AVERAGE/IMAGES (aver,min,max,med)
AVER/KAPPA, AVER/WEIGHT (COMP/WEIGHT)
COMP/ROW, COMP/COLUMN
COMP/IMAGE, COMP/PIXEL
Функции: 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(a1,a2), MAX(a1,a2),
MIN(a1,a2) и MOD(a1,a2)

92
ВНИМАНИЕ : Помните про отличие COMP/IMAGE от COMP/PIXEL!
Фильтрация программы проведения фильтрации различного рода по всему изо-
бражению или по его части.
CONVOLVE/IMA, DECONVOLVE/IMA (with psf)
CREATE/FILTER
FFT/IMAGE, FFT/INVERSE, FFT/POWER, FFT/FREQ
FILTER/COSMIC, FILTER/DIGITAL, FILTER/GAUSS,
FILTER/MAX, FILTER/MIN, FILTER/MEDIAN,
FILTER/SMOOTH, FILTER/ADAPTIV
Image creation and extraction программы для создания новых изображений раз-
личными способами, в том числе и путем извлечения различных частей из уже
существующих изображений.
CREATE/IMAGE, CREATE/RANDOM (gauss, exp, pol, poisson ...)
EXTRACT/IMA, EXTRA/CURSOR, EXTRACT/SLIT
EXTRACT/CTRACE, EXTRACT/RTRACE, EXTRACT/LINE (диагональ),
EXTRACT/TRACE, EXTRACT/REFERENCE_IMAGE, EXTRACT/ROTATED_IMAGE
Преобразование пиксельных значений программы модификации пиксельных
значений. Модификация производится либо в областях, отмеченных курсором, ли-
бо на основе выбранных критериев.
FIT/FLAT_SKY, ITF/IMAGE,
MODIFY/CURSOR, MODIFY/GCURSOR
MODIFY/PIXEL, MODIFY/AREA
REPLACE/IMAGE
REPLACE/POLYGON - работает только для полигонов.
ВНИМАНИЕ : Хотелось бы специально выделить программу REPLACE/IMAGE.
Разберитесь с ее использованием: это должно облегчить Вашу жизнь
при проведении обработки или анализе. Данная программа предназначе-
на для создания изображений-масок. Имеет тысячу других приложе-
ний.
Пример :
REPL/IMA input out <,100=0.
REPL/IMA input out <,100=ref
REPL/IMA input out <,100=ref+2.5,d
Numerical values of image pixels программы для получения различных характе-
ристик анализируемых изображений.

93
FIND/MINMAX, INTEGR/APERTURE, INTEGR/LINE
MAGNITUDE/CIRCLE, MAGNITUDE/RECTANGLE
STATIST/IMAGE
Fitting программы приближения имеющихся распределений различными функция-
ми.
COMPUTE/FIT, COMPUTE/FUNCTION,
EDIT/FIT, FIT/IMAGE, FIT/TABLE, READ/FIT, SET/FIT
SHOW/FIT, SELECT/FIT
REGRESSION/POLYNOMIAL, SAVE/REGRESSION
Работа с таблицами Я хотел бы еще более подробно остановиться на работе с таб-
лицами. С моей точки зрения, для эффективной работы с ними Вам необходимо
знать следующие вещи:
1. Каждая таблица содержит две дополнительных колонки первая это прос-
то номер строки (называется :SEQUENCE или :SEQ), а вторая называется SE-
LECT или SEL и равна или 0 или 1 для каждой строки, которая удовлетворяет/не
удовлетворяет набору условий соответственно. Обратите внимание, что хоть фор-
мально это и колонка, но пишется без ":". Знание этого момента, а также команд
SELECT/TAB и COMPUTE/TAB позволяет творить с таблицами чудеса.
ВНИМАНИЕ : Учтите, что команда COMPUTE/TABLE в конце уда-
ляет все выделения (практически работает как команда SELECT/TAB
Table All).
Пример :
SELECT/TAB CFA :MAG.lt.15.and.:VEL.gt.1000 выделяем в таблице, содер-
жащей каталог галактик, все объекты ярче 15 m со скоростями больше 1000
км/сек.
COMP/TAB CFA :Z = min(:MAG,:R) + (1-SEL)*:VEL создаем новую колонку,
в которую записываем для каждой строки минимальное значение из колонок
:MAG и :R и добавляем к нему значение скорости для выделенных предыдущей
командой строк (в записанном мной виде выделенные значения будут умножены
на 1).
COMP/TAB CFA :SURF_BRIGHT = 2.5 * log10(10**((0.4*:MAG)/(:D**2)))
считаем для всех галактик среднюю поверхностную яркость.
COMP/TAB mytab :name = concat(:star,tochar(:SEQ)) делаем колонку: имя
звезды+номер строки таблицы, в которой она есть.
2. Если в поле таблицы нет значения, это называется NULL-величина. Обознача-
ется как "*". На эту же величину будут заменяться все результаты некорректных
операций (LOG от -1, например).
3. Есть набор команд для копирования колонок из таблицы в таблицу, а так-
же преобразования структуры "таблица" в структуру "изображение" и наоборот:
COPY/KT, COPY/TK, COPY/TT, COPY/TI, COPY/IT....

94
ВНИМАНИЕ : Разберитесь с командой SET/REFCOLUMN в этом мес-
те. Она позволяет то, чего не позволяет делать просто знание о ко-
лонке :SEQ.
4. Таблице в MIDAS можно интерактивно редактировать. Редактор таблиц вызы-
вается командой EDIT/TAB. В редакторе надо знать волшебные последовательнос-
ти:
выход в командный режим
q выход без записи
e выход с записью
help выдача списка функций
После выхода в командный режим можно пользоваться набором встроенных функ-
ций. Вот их список:
keypad line screen word _last_column change_format advance
bottom_of_table backup top_of_table create_column delete_column page
command section right_page left_page _delete_word _undel_word
_delete_character _undel_character _next_line row gold
next find _delete_line _undel_line _arrow _bad_key tabular
help show sort status Function
5. И еще набор команд, существующих для таблиц:
COMPUTE/HISTOGRAM, COMPUTE/REGRESSION
REGRESSION/LINEAR, REGRESSION/POLY,
SAVE/REGRESSION, COMPUTE/TAB, CONVERT/TAB,
INTERPOLATE/TT, INTERPOLATE/TI, INTERPOLATE/IT,
REBIN/TT, REBIN/TI, REBIN/IT (1D)
MERGE/TABLE, JOIN/TABLE, NAME/COLUMN,
SELECT/TAB, SORT/TABLE, STATIST/TABLE
2.1. Не забывайте делать HELP/APPL
Помните про то, что всегда существует некий дополнительный набор командных файлов
(так назывемые applications), которые написаны другими пользователями и постоянно
пополняются. Эти командные файлы иногда бывают очень полезны и вызываются как
@a Имя_программы. Их список можно получить, используя HELP/APPL, а полный набор
параметров для каждой, используя HELP/APPL Имя_программы. Ниже я привожу спи-
сок этих программ, существующий в версии 98NOV с кратким описанием того, что
данная команда выполняет.
asload назначение дисплейного окна и визуализация в нем изображения;
areatable построение таблицы, содержащей определение областей заданного разме-
ра, равномерно покрывающих заданное изображение;

95
autocuts определение "хороших" уровней для визуализации изображения;
buildcube построение куба данных из заданного набора двумерных изображений;
catalsync проверка набора дескрипторов всех изображений/таблиц данного каталога
этих файлов;
checker создание изображения хитрого содержания;
checkname проверка имени MIDAS-файла на наличие некорректных символов;
convolt свертка или корреляция изображения с изображением с использованием
быстрого преобразования Фурье;
copyle копирование ASCII файлов по некоторым правилам;
didsc сравнение заголовков двух изображений;
dima сравнение пикселей в двух изображениях;
dscedit редактирование дескриптора;
edges нахождение краев с использованием фильтров Sobel или Prewitt;
expand увеличение размера изображения;
fastcomp быстрое вычисление функций ln, log10 и sqrt от изображения;
func2d создание изображений, соответствующих любой двумерной функции;
tlt фильтрация изображений в Фурье плоскости;
gammacorr создание "хитрой" ITT-таблицы;
getcoord пересчет пиксельных координат в мировые (и наоборот) для заданного
изображения;
histogram построение изображения по гистограмме от изображения;
matconst определение часто используемых математических констант;
normalize нормализация входного изображения (вписывание значений в диапазон
[0.,1.]);
outima преобразование MIDAS-изображений в другие форматы (требует настройки
при инсталляции MIDAS);
packdsc убирание "пустого" места из заголовка изображения;
perspec построение и визуализация 3-х мерной перспективы от куба данных;
polyrep отметить полигон на визуализованном изображении и заменить его на кон-
станту;

96
plottab нарисовать содержание LUT или ITT-таблиц;
replace расширенный вариант команды REPLACE/IMAGE;
resetback восстановить соединение с фоновым MIDAS;
sancheck проверить изображение на наличие NaN или Inf (медленная процедура);
scale промасштабировать изображение в данной области величин;
scaler промасштабировать изображение по алгоритму команды LOAD/IMAGE, но сде-
лать это на диске.
scanima сделать из 2D-изображения 1D-изображение по определенным законам
(иногда очень полезна);
sharpen выделение краев изображения с использованием специального маскирова-
ния;
showfonts показать фонты, которые могут быть использованы в MIDAS;
showmidas показать текущие MIDAS-установки;
slicube извлечь 2D плоскости из 3D куба данных с определенным шагом;
swap4 переставить 4 квадранта изображения по диагонали;
vertlut нарисовать LUT-таблицу вертикально и надписать уровни;
zperspec построение и визуализация перспективной проекции двумерного изобра-
жения.
3. Работа с контекстами
Последнее, что хотелось бы описать в этом обзоре различных групп команд работа с
контекстами. MIDAS-контекст это пакет программ, внешний по отношению к мони-
тору. Контекст можно "загрузить" выполнить команду SET/CONTEXT имя_контекста,
после которой все команды этого пакета становятся доступными для исполнения (так-
же становится доступным HELP на эти команды) и "выгрузить" исполнить команду
CLEAR/CONTEXT имя_контекста.
Насколько я понимаю, было две основных идеи создания контекстов:
1. Контекст это набор программ, которые создаются любым человеком, а после
этого "встраиваются" им в MIDAS.
2. Пользуясь контекстами, производится первичная редукция различного рода дан-
ных, в результате которой эти данные сводятся к основным структурам MIDAS.
После чего, опять-таки пользуясь различными контекстами, можно производить
анализ полученных и обработанных данных.
Ниже я очень коротко охарактеризую пакеты, доступные в настоящее время в MI-
DAS:

97
Applications дополнительные пакеты, расширяющие стандартный набор команд;
Plot программы, работающие с графикой, которые не относятся к базовым
программам: (1) Апертурная интеграция; (2) Вычисление звездной величины;
(3) Вычисление размера апертуры в координатах экрана; (4) Интерактивная
идентификация линий.
Statist статистические тесты таблиц: сравнение эмпирического распределения
с теоретическим распределением, сравнение независимых выборок данных,
измерение корреляции выборок и т.д.;
Table Различные дополнительные утилиты для работы с таблицами, в част-
ности, разбиение данных в столбцах на интервалы, усреднение колонок;
FIT пакет для приближения распределений с использованием набора как стан-
дартных функций, так и функций, определяемых пользователем. Приближа-
ются как табличные данные, так и изображения, как одномерные, так и дву-
мерные распределения.
Stdred пакеты, созданные для проведения первичной редукции данных, полученных
на различных приборах;
CCDRED пакет для проведения первичной редукции CCD-изображений. При
полной настройке работает в автоматическом режиме.
CCDTEST предназначается для проведения регулярного тестирования CCD-
приемников. Содержит следующие тесты:
(1) тест BIAS-изображений;
(2) вычисление горизонтальной и вертикальной эффективностей переноса;
(3) тест DARK-изображений;
(4) проверка эффективности затвора;
(5) тест линейности приемников.
DO организация данных. В частности, используется при организации базовых
таблиц при проведении первичной CCD-редукции пакетом CCDRED;
ECHELLE обработка эшелле-спектров. Пакет содержит 40 команд.
ECHELLEC старый вариант обработки эшелле-спектров. Пакет содержит ко-
манды обработки эшелле-спектров, полученных с двумерным счетчиком фо-
тонов в качестве приемника. Программы были разработаны и встроены в MI-
DAS с участием автора этих лекций (Kniazev, Shergin & Lipovetsky, 1992).
IRAC2 обработка данных IRAC2;
IRSPEC пакет для обработки спектров, получаемых со спектрографом IR-
SPEC (IR спектрограф);
LONG стандартная обработка спектров, полученных с модой "длинная щель".
Пакет содержит 20 команд. Шаги: исправление двумерного спектра за гео-
метрические искажения, калибровка длин волн и исправление за дисторсию
вдоль щели для изучения особенностей в спектрах протяженных объектов,
исправление за кривую спектральной чувствительности и т.д.;

98
MOS обработка данных мульти-объектного спектрографа. Пакет содержит
15 команд для калибровки, построения дисперсионных кривых, линеари-
зации данных и т.д.;
OPTOPUS обработка данных, полученных на фиберном спектрографе;
PISCO полная обработка поляриметрических данных, полученных с поляри-
метром PISCO;
QC пакет контроля качества изображений в течение наблюдений: анализиру-
ется качество по времени изображений BIAS, DARK и научных;
SPEC набор программ, необходимых для работы с одномерными спектрами.
Эти команды обычно используется в других спектроскопических пакетах, на-
пример, LONG, ECHELLE. Пакет содержит 10 команд для построения дис-
персионной кривой, исправления за кривую спектральной чувствительнос-
ти, построения кривой спектральной чувствительности, коррекции за ripple
эффект и т.д.;
Contrib пакеты, созданные для проведения дальнейшего анализа данных;
ASTROMETRY пакет для проведения астрометрии. MIDAS версия пакета
состоит из трех основных шагов: (1) чтение измерений положений стандарт-
ных звезд и вычисление коэффициентов преобразования; (2) редактирование
таблицы стандартных звезд с целью удаления плохих измерений; (3) пересчет
измеренных координат с использованием коэффициентов преобразования.
CLOUD моделирование особенностей межзвездного поглощения. Модель пред-
ставляется в виде полиномиального континуума, на который можно наложить
эмиссионные и/или абсорбционные линии;
DAOPHOT получение точной фотометрии и астрометрических позиций звезд-
ных объектов. Пакет содержит следующие шаги:
(1) нахождение всех звездных объектов на изображении;
(2) апертурная фотометрия для всех выделенных объектов;
(3) построение точечной функции рассеяния для изображения, с использова-
нием одной или нескольких звезд;
(4) вычисление точных позиции и величин всех найденных звезд.
GEOTEST программы для создания тестовых изображений разных видов;
HST пакет для преобразования данных, полученных на космическом телескопе
Хаббла во внутренний формат MIDAS.
IMRES программы восстановления изображений (алгоритмы, применяемые
для восстановления изображений в StScI);
INVENTORY выделение объектов разного типа на изображениях и класси-
фикация этих объектов. Функционально пакет состоит из трех шагов: поиск
всех объектов на изображении, анализ всех объектов на изображении и клас-
сификация всех объектов.
IUE работа с данными, полученными со спутником IUE.

99
LYMAN пакет для проведения многокомпонентного разложения межзвездных
абсорбционных линий, который может использоваться для анализа спектров
высокого разрешения.
MVA статистический анализ многомерных выборок. Содержит:
(1) Метод главных компонент;
(2) Определение набора неперекрывающихся кластеров;
(3) Иерархическую кластеризацию;
(4) Линейный дискриминантный анализ;
(5) Множественный дискриминантный анализ; (6) Дискриминантный анализ
по K-ближайшим соседям.
PEPSYS планирование фотометрических наблюдений и полная обработка фо-
тометрических наблюдений (не только CCDфотометрия, но также наблю-
дения и обработка электрофотометрических наблюдений). Учитывается ин-
формация о телескопе и инструменте, полученные величины преобразуются в
стандартную систему (если это возможно), оцениваются ошибки получаемых
величин;
ROMAFOT получение звездной фотометрии для полей с большой плотностью
объектов (например, фотометрия звезд шаровых скоплений). Незвездные объ-
екты автоматически удаляются;
SURFPHOT набор программ, полезных при проведении поверхностной фо-
тометрии. Сожержит: (1) программы проведения изофот и фона; (2) поиск
позиционного угла и наклона галактики; (3) анализ азимутальных профилей;
(4) коррекция изображений, искаженных дисторсией; (5) коррекция плохих
пикселей; (6) нормализация изображений; (7) восстановление изображений;
TSA пакет для анализа временных рядов. Содержит 15 команд;
WAVELET wavelet преобразование. Данное преобразование извлекает из изо-
бражений информацию об их пространственных и частотных свойствах.
Очень полезно для описаний иерархических структур. В пакет входят опреде-
ленные алгоритмы (pyramidal algorithms, Mallat's algorithm with bi-orthogonal
lters, algorithms using the FFT, ...), программы визуализации и две програм-
мы работы с изображениями (фильтрация и сравнение).
SAO пакеты, созданные как в Специальной Астрофизической Обсерватории, так
и в других обсерваториях, но встроенные в MIDAS в САО РАН. Не являются
стандартными в MIDAS, но доступны в САО РАН.
AIP пакет проведения адаптивной фильтрации и поверхностной фотометрии
изображений. Содержит также топологическую работу с масками. Програм-
мы созданы G.Richter в Астрофизическом Институте Потсдама (Германия).
Встроены в MIDAS автором (Князев 1997). Доступны только в САО РАН или
по согласованию с автором программ (gmrichter@aip.de).
SCANER обработка данных, полученных с одномерным счетчиком фотонов
(Князев 1994; Князев 1997);

100
NICE наблюдения с CCD (Князев, Шергин 1995). Позволяет проводить сбор
различных типов данных (спектральных в модах длинная щель и эшелле
и фотометрических) на различных телескопах (БТА и Цейс-1000) и парал-
лельную сетевую буферизацию данных. Пакет построен таким образом, что
позволяет:
1. Легко менять моды наблюдений (спектральные или фотометрические) в
течение наблюдательной ночи ;
2. Быть настроенным на новые типы CCD;
3. Встраивать новые системы сбора;
4. Поддерживать FLEX-формат имен выходных данных (Кононов 1995), за-
висящий от систем сбора;
5. Производить сетевую буферизацию получаемых данных.
OBPR пакет для обработки низкодисперсионных спектров, полученных с CCD
в качестве приемника. Разработан автором (Kniazev et. al. 1996; Kniazev et al.
1997; Князев 1997). Содержит: программу цифрового фильтра подавления
низких частот (Shergin et al. 1996), пакет поиска и выделения объектов по
прямым снимкам, программы привязки спектрального изображения к прямо-
му, программы извлечения одномерных спектров из двумерных спектральных
снимков, полученных с объективной призмой, собственный пакет астрометрии
и собственный пакет апертурной фотометрии.
EXAS система редукции и анализа рентгеновских данных, полученных со спутником
ROSAT.
И это конец четвертой сказки о MIDAS.
Список литературы
Князев А.Ю.: Система управления и сбора данных спектрофотометра в Несмит-1 БТА.
IV.Редукция сканнерных данных в MIDAS. Отчет САО, 1994, 223, с.128.
Князев А.Ю., Шергин В.С.: CCD наблюдения в среде MIDAS. Контекст NICE. Версия 1.0.
Отчет САО, 1995, 239, с.119.
Князев А.Ю., Кандидатская диссертация, 1997, с.1201
(http://precise.sao.ru/Laboratory/Dis_akn/index.html)
Кононов В.К.: Унифицированный формат представления наблюдательных данных (FLEX
стандарт). Препринт САО, 1995, N Ж

111Т, с.321.
Kniazev A.Y., Shergin V.S., Lipovetsky V.A. (1992) MIDAS on small computers: reduction of low
order echelle spectra. 4-th ESO/ST-ECF Data Analysis Workshop: 169176
Kniazev A.Yu., Salzer J., Lipovetsky V.A., Boroson T., Moody J., Thuan T., Izotov Yu.I., Herrero,
J., & Frattare, L.: KISS: A New Digital Survey for Emission-Line Objects. in Proceeding of
179 symposium of IAU, 1996, p.500-503.
Kniazev A.Yu., Salzer J., Lipovetsky V.A., Boroson T., Moody J., Thuan T., Izotov Yu.I., Herrero,
J., & Frattare, L.: KISS: A New Digital Survey for Emission-Line Objects. Newsletter Working
Group on Wide eld imaging, IAU Comission 9, 1997, 9, p.510.
Shergin V.S., Kniazev A.Yu., & Lipovetsky V.A.: New family of non-linear lters for background
subtraction of wideeld surveys. Astronomische Nachrichten, 1996, 2, с.95-100.

101
MIDAS Users Guide, 1995a, Volume A
MIDAS Users Guide, 1995b, Volume B