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El Sistema Flexible de Transporte de Imágenes ( FITS ) es un estándar abierto que define un formato de archivo digital utilizado para el almacenamiento, la transmisión y el procesamiento de datos: formateados como matrices multidimensionales (por ejemplo, una imagen 2D) o tablas. [ 3 ] FITS es el formato de archivo digital más utilizado en astronomía . El estándar FITS fue diseñado específicamente para datos astronómicos e incluye disposiciones como la descripción de información de calibración fotométrica y espacial, junto con metadatos del origen de la imagen.

El formato FITS se estandarizó por primera vez en 1981; [ 4 ] ha evolucionado gradualmente desde entonces, y la versión más reciente (4.0) se estandarizó en 2016. FITS se diseñó pensando en el almacenamiento de archivos a largo plazo, y la máxima " una vez FITS, siempre FITS" representa el requisito de que los desarrollos del formato deben ser compatibles con versiones anteriores .

Los metadatos de la imagen se almacenan en una cabecera ASCII legible . La información de esta cabecera está diseñada para calcular el desplazamiento de bytes de cierta información en la unidad de datos subsiguiente, lo que permite el acceso directo a las celdas de datos. Cada archivo FITS consta de una o más cabeceras que contienen imágenes de tarjetas ASCII (cadenas de longitud fija de 80 caracteres) con pares clave-valor intercalados entre bloques de datos. Estos pares clave-valor proporcionan información como el tamaño, el origen, las coordenadas, el formato de datos binarios, comentarios de formato libre, el historial de los datos y cualquier otra información que el creador desee. Si bien muchas palabras clave están reservadas para su uso en FITS, el estándar permite el uso arbitrario del resto del espacio de nombres.

El formato FITS también se utiliza con frecuencia para almacenar datos que no son imágenes, como espectros , listas de fotones , cubos de datos o datos estructurados , como bases de datos multitabla . Un archivo FITS puede contener varias extensiones, y cada una de ellas puede contener un objeto de datos. Por ejemplo, es posible almacenar exposiciones de rayos X e infrarrojos en el mismo archivo.

Composición

El tipo de datos FITS más antiguo y aún el más utilizado es el bloque de datos/encabezado de imagen. El término «imagen» se aplica de forma algo imprecisa, ya que el formato admite matrices de datos de dimensión arbitraria; los datos de imagen normales suelen ser bidimensionales o tridimensionales, donde la tercera dimensión representa, por ejemplo, el tiempo o el plano de color. Los datos en sí pueden estar en uno de varios formatos enteros y de coma flotante, especificados en el encabezado.

Los encabezados de imagen FITS pueden contener información sobre uno o más sistemas de coordenadas científicas superpuestos a la imagen. Las imágenes contienen un sistema de coordenadas cartesianas implícito que describe la ubicación de cada píxel, pero los usos científicos suelen requerir trabajar con coordenadas del mundo, por ejemplo, el sistema de coordenadas celestes . A medida que FITS se ha generalizado desde su forma original, las especificaciones del sistema de coordenadas del mundo (WCS) se han vuelto cada vez más sofisticadas: las primeras imágenes FITS permitían un factor de escala simple para representar el tamaño de los píxeles; pero las versiones recientes del estándar permiten múltiples sistemas de coordenadas no lineales, que representan distorsiones arbitrarias de la imagen. El estándar WCS incluye muchas proyecciones esféricas diferentes , incluyendo, por ejemplo, la proyección esférica HEALPix , ampliamente utilizada en la observación de la radiación cósmica de fondo de microondas . [ 5 ]

FITS también admite datos tabulares con columnas con nombre y filas multidimensionales. Se han especificado formatos de tabla tanto binarios como ASCII. Los datos de cada columna de la tabla pueden tener un formato diferente al de las demás. Junto con la capacidad de encadenar varios bloques de encabezado/datos, esto permite que los archivos FITS representen bases de datos relacionales completas .

Adopción

SAOImage DS9 en FVWM2

El soporte para FITS está disponible en una variedad de lenguajes de programación que se utilizan para el trabajo científico, incluidos C , [ 6 ] C++ , C# , Fortran , [ 6 ] IGOR Pro , IDL , Java , Julia , [ 7 ] LabVIEW , Mathematica , MATLAB , Perl , Perl Data Language (PDL), Python , R y Tcl . La Oficina de Soporte para FITS en NASA / GSFC mantiene una lista de bibliotecas y plataformas que actualmente soportan FITS. [ 8 ]

Los programas de procesamiento de imágenes como ImageJ , GIMP , Photoshop , PhotoLine , Chasys Draw IES , XnView e IrfanView generalmente pueden leer imágenes FITS simples, pero con frecuencia no pueden interpretar tablas y bases de datos más complejas. Los equipos científicos suelen escribir su propio código para interactuar con sus datos FITS, utilizando las herramientas disponibles en su lenguaje de programación preferido. El software FITS Liberator es utilizado por científicos de imágenes en la Agencia Espacial Europea , el Observatorio Europeo Austral y la NASA . [ 9 ] La aplicación de visualización de datos astronómicos SAOImage DS9 [ 10 ] está disponible para muchos sistemas operativos y maneja imágenes y encabezados. [ 11 ]

Muchos entornos de computación científica utilizan los datos del sistema de coordenadas en el encabezado FITS para visualizar, comparar, rectificar o manipular imágenes FITS. Algunos ejemplos son la biblioteca de transformación de coordenadas incluida en PDL, la biblioteca PLOT MAP en el árbol de software Solarsoft relacionado con la física solar, la biblioteca AST del proyecto Starlink en C y el paquete PyFITS en Python, ahora integrado en la biblioteca Astropy . [ 12 ]

Estado actual

La versión 4.0 del estándar FITS fue aprobada oficialmente por el Grupo de Trabajo FITS de la IAU en julio de 2016. [ 13 ] [ 14 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Registros de subtipos MIME para el sistema de transporte de imágenes flexible (FITS) , rfc4047.txt
  2. ↑ "Grupo de trabajo FITS de la IAU" . NASA .
  3. ↑ «Sistema de transporte de imágenes flexible: ¿un nuevo formato de archivo estándar para proyectos de preservación a largo plazo?» (PDF) . Ciudad del Vaticano . 5 de julio de 2012. Archivado del original (PDF) el 30 de mayo de 2013. Consultado el 6 de marzo de 2013 .
  4. ↑ Wells, DC; Greisen, EW; Harten, RH (junio de 1981). "FITS: un sistema flexible de transporte de imágenes". Astronomy and Astrophysics Supplement Series . 44 : 363–370 . Bibcode : 1981A & AS...44..363W .
  5. ↑ Greisen, EW; Calabretta, MR (diciembre de 2002). "Representaciones de coordenadas mundiales en FITS". Astronomía y Astrofísica . 395 (3): 1061– 1075. arXiv : astro-ph/0207407 . Bibcode : 2002A & A...395.1061G . doi : 10.1051/0004-6361:20021326 . S2CID 3248582 . 
  6. 1 2 "Software HEASARC" . Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA .
  7. ↑ "FITSIO.jl" . GitHub . 15 de febrero de 2022.
  8. ↑ "Bibliotecas de E/S FITS" . Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA . Consultado el 29 de septiembre de 2011 .
  9. ^ "La ESA/ESO/NASA SE ADAPTA al Liberator 3" . ESA .
  10. ↑ "SAOImageDS9" .
  11. ↑ "SAOImage DS9: Aplicación de visualización de datos astronómicos" . Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica .
  12. ↑ "PyFITS" . Instituto Científico del Telescopio Espacial . Archivado del original el 26 de julio de 2015. Consultado el 4 de noviembre de 2013 .
  13. ↑ Grupo de Trabajo FITS (22 de julio de 2016). "Definición del Sistema Flexible de Transporte de Imágenes (FITS)" (PDF) . Consultado el 5 de marzo de 2018 .
  14. ↑ "Actividades y problemas recientes de FITS" . 22 de julio de 2016. Consultado el 5 de marzo de 2018 .
  15. 1 2 3 4 5 Documento estándar FITS , Página de documentación FITS, Centro de investigación del archivo científico de astrofísica de alta energía
  16. ↑ "Definición del Sistema Flexible de Transporte de Imágenes (FITS)" (PDF) . NASA . 13 de agosto de 2018. Consultado el 26 de febrero de 2024 .
  • Sitio web oficial , Oficina de apoyo de la NASA Goddard
  • Introducción al formato de datos FITS , Oficina de apoyo del Centro Goddard de la NASA
  • Anuncio del aniversario de FITS : Nota histórica de Don Wells sobre los acontecimientos que llevaron al "nacimiento" del formato FITS en 1979.
  • Bibliotecas de E/S FITS , una lista de software para leer y escribir archivos FITS para varios lenguajes.
  • SAOImage DS9