虛擬天文台是由虛擬的數字天空、虛擬的天文望遠鏡和虛擬的探測設備所組成的機構。在天文學中對整個天區進行觀測、普查稱為巡天。利用伽馬射線巡天、X射線巡天、紫外巡天、光學巡天、紅外巡天和射電巡天所得到的觀測數據，用適當的方法對數據進行統一規範的整理、歸檔，便可以構成一個全波段的數字虛擬天空；而根據用戶要求獲得某個天區的各類數據，就仿佛是在使用一架虛擬的天文望遠鏡；如果再根據科學研究的要求開發出功能強大的計算工具、統計分析工具和數據挖掘工具，就相當於擁有了虛擬的各種探測設備。因此，虛擬天文台是網際網路時代天文學研究發展的必然產物。虛擬天文台將徹底改變人們對天文學研究工作的看法：將來不會再有天文學家在黑暗中用手調節望遠鏡，天文學家要取得數據只需要打開電腦、登錄網站、輸入幾個參數、點幾下滑鼠即可。
基本介紹
- 中文名：虛擬天文台
- 外文名：IVO
- 體系框架：構造層、匯集層等
- 運用技術：X射線巡天等
- 性質：天文台
必要性,體系框架,構造層,匯集層,用戶層,特色,挑戰,
必要性
國際虛擬天文台（簡稱IVO）正處於起步階段，中國天文界以及作為中國天文界唯一大科學工程的LAMOST項目應該積極參與，從一開始就把自身融入到這股將為天文學帶來一場新的革命的浪潮中。
中國虛擬天文台（簡稱China-VO）的建設是非常必要的。
1. 只有加入國際虛擬天文台聯盟，才能以平等的身份全方位共享IVOA的技術與資源。
2. 建設China-VO是實現LAMOST、BATC巡天等我國自產數據與IVO數據融合的最佳途徑。
3. 建設China-VO可以培養一批與IVO相適應的天文學家和技術人才，為未來中國天文學的發展提供智力支持。
4. 可以利用IVO豐富的資源加強教育和科學普及工作，提高我國公眾的科學素質。
大樣本光譜巡天是LAMOST工程的本質特點，把LAMOST建成為“VO-oriented LAMOST”不但是LAMOST本身的需要，也將是中國對世界天文的重大貢獻。它的觀測數據將成為China-VO的基礎，為國際虛擬天文台和天文學的發展做出貢獻。
體系框架
從IVO的發展趨勢以及IT領域的技術動向來看，層次式的體系結構將是未來格線技術發展、WEB服務以及IVO體系結構的主流。China-VO的基本體系框架：
構造層
是整個虛擬天文台系統的資源基礎，其中包括各種數據資源、計算資源、網路資源、存儲資源等。這裡China-VO將充分利用中科院科學資料庫的現有數據資源和數據存儲資源，以及中國科研網的網路資源。資源層將採用符合開放格線服務架構標準的格線系統，比如Globus Toolkit為基礎，配合其他格線系統服務工具，利用標準的數據模型和服務模型，通過抽象化實現統一的數據訪問和統一的計算訪問以及格線系統管理等功能。
匯集層
包括最能體現天文特色的各種VO服務，比如數據處理、數據挖掘、統計分析、可視化等套用服務。
用戶層
也就是虛擬天文台門戶（簡稱VOP），是虛擬天文台體系的最高層，直接與虛擬天文台用戶接觸。用戶層的基本職能是用戶任務提交和處理結果返回。根據用戶類型的不同，比如天文學家、其他學科科研人員、大學生、理科教師、天文愛好者、中小學生、網路衝浪兒等，VOP將提供相應的任務提交界面和結果顯示方式。對於職業天文學家，VOP將提供最為全面、高級、可自定義的任務提交界面，處理結果的返回方式也可以讓天文學家最大限度的進行定製。對於有較高科技知識基礎的用戶，比如其他學科的科研人員、大學生和理科教師，VOP將在任務提交、結果返回方式的選擇上提供一定的自由度，同時提供與這些用戶知識水平相適應的輔助工具和資料文檔。具有一般知識水平的普通大眾可能會在數量上占據虛擬天文台用戶的多數，不過這些用戶對虛擬天文台的功能要求相對簡單。為了讓普通公眾也能理解高深的天文學，VOP將提供各種可視化工具和友好的人機界面，把觀測數據和處理結果生動的、以公眾樂於接受的形式提供給這些用戶。
特色
相對於歐美這些科技強國而言，China-VO無論從科技上還是人財物資源上都存在一定差距。China-VO必須按照“有所為有所不為”的指導思想，挖掘自身潛力，建設出自己的特色。
科學上，China-VO將採用與LAMOST項目緊密結合的方式，充分發揮LAMOST光學光譜數據中心的作用，建設“VO-oriented LAMOST”，使光譜數據及其相關處理技術成為China-VO的核心與特色。
技術上，China-VO必須最大程度的集中國內各天文研究機構、IT研究機構和數學等相關領域的人才資源，共同努力實現目標。
此外，China-VO必須採用開放的運作方式，與國際上各虛擬天文台計畫開展充分的合作，在IVOA中發揮積極作用。
挑戰
IVO的提出與發展離不開計算機與網路技術的直接推動，但同時也為IT技術提出了挑戰，比如分散式多資料庫聯合查詢、分散式異構數據的互操作性、大規模多維數據統計分析與可視化、授權認證管理等等。為了實現以“VO-oriented LAMOST”為特色的China-VO，除了IVO共同面臨的這些挑戰，我們還必須解決下面一些問題。
1. 海量多光纖光譜觀測數據的自動處理；
2. 光纖光譜譜線的自動提取；
3. 光譜自動分類；
4. 光譜紅移的自動測量；
5. 光纖光譜數據與其它類型天文數據的融合；
6. 光譜數據的可視化。
由於我國是一個非英語國家，按照語言習慣，中國虛擬天文台的用戶可分為英文用戶和中文用戶兩大群體。一方面，為了融入IVO大家庭，為國際用戶提供服務，China-VO必須把現有的中文文獻資料、觀測數據轉化為英文並提供相應的英文用戶界面，即“國際化”。另一方面，為了防止因為語言障礙而把國內廣大用戶擋在門外的現象出現，China-VO必須承擔起把豐富的英文資源轉化為中文的使命並同時提供相應的中文用戶界面，即“本地化”。
