虚拟天文台
作者：陈颖健
国外科技动态 2003年04期
20世纪90年代以来，天文学正在经历着革命性的变化。
天文望远镜设计与制造能力的提高，使得越来越多先进的地面与空间大型观测设备投入使用。这些大型观测设备或进行巡天观测，或对某些特定目标进行观测，它们的一个共同特点是：产生质量均匀、标准统一的海量数据。例如，目前哈勃空间望远镜每天大约产生5GB的数据，如此巨大的数据产出怎样的计算方法和工具来予以处理呢？1999年美国天文学家首先提出了虚拟天文台(Virtual Observatory)的概念，这一甚具可行性及广阔前景的提议很快在国际天文界引起了广泛的关注。
虚拟天文台构想
天文学家们设想虚拟天文台由以下五部分构成：
天文数据档案 数据档案里
存储着数据库，组织成逻辑相关的数据集合，也存储着描述数据档案及其数据存储方式的元数据。
元数据标准 元数据是描述虚拟天文台的一些要素的结构化信息，用来描述档案和档案所提供的服务。按统一的标准对这些元素进行描述是进行数据分析处理和数据间的相互操作所必需的。
数据访问接口 数据访问接口将提供统一的界面来访问虚拟天文台中所有的数据、元数据和计算服务。
分析工具 当数据访问接口和元数据标准允许虚拟天文台连接档案和访问数据时，就需要分析工具来支持信息发现和提供数据挖掘所需要的统计相关及图像分析的能力。
数据挖掘工具 数据挖掘工具是指直接与用户打交道的各种应用软件，包括大型的多变量数据集的可视化和统计分析工具，让用户在极其丰富的数据海洋里挖掘出新的成果。
可以说，虚拟天文台是互联网时代天文学研究发展的必然产物。虚拟天文台将彻底颠覆人们对天文研究的传统认知。
虚拟天文台科学目标
主要目标包括：第一，探索多观测参数空间；第二，产生新学科领域；第三，运用数据挖掘技术。
虚拟天文台与网格计算
虚拟天文台的构想虽然完美，然而其面临的技术障碍也着实难以逾越，直至近年来随互联网技术发展而兴起的网络计算始为虚拟天文台构想的实现带来了契机。
事实上，我们可以将虚拟天文台看作是数据网格与信息服务网格的综合，在一定程度上包括计算网格的功能。虚拟天文台的发展目标为网络技术提供了独一无二的试验场，从网格基础设施的构建，到网格操作系统的开发，最后到网格天文应用工具的实现，虚拟天文台为网格技术提供了一整套的应用需求。
虚拟天文台从虚拟到现实
目前为止虚拟天文台基本上还是一个虚拟的设想，与具体实现尚颇有距离。
美国的天文学家们为虚拟天文台构想了一个“四步走”的建设方案。
第一步，在虚拟天文台计划正式启动之前进行概念设计，制定出相关文档，成立一些工作组和开发中心，为虚拟天文台的正式启动做好准备工作。第二步，正式启动后，用一年半左右的时间建立起数据检索、数据发布和初级数据证认服务。第三步，再用一年半的时间使虚拟天文台初步具备大规模相关证认能力，各项工作进入全面实施阶段。第四步，在此基础上用两年左右时间基本建成全功能的虚拟天文台，具备所有规模的相关证认能力并可提供优化的计算与网络服务。