LAMOST光谱数据的可视化研究

摘要

LAMOST每夜观测上万个天体的光谱，数据量非常庞大。这些数据在经过数据处理后会得到大量有效的数据。这些数据以表格形式存放在数据库内，既枯燥又难于理解。如何才能将这些数据有效的展示出来，帮助科研人员理解数据，发现潜在的规律，是亟待解决的问题。本文提出了通过具有强大的矩阵运算能力和图像处理能力的Matlab来解决LAMOST光谱数据的可视化显示问题。
　　本文实现的光谱数据可视化软件“通用数据可视化系统”，不仅满足LAMOST光谱数据的数据可视化显示，而且对于一般的数据，都可以实现数据的可视化分析，可应用于科学研究、教学实验、数据比较等多个领域。由于系统要做到通用性，且适应不同层次的使用人群，所以对人机界面交互和易用性有较高的要求。
　　Matlab虽然具有强大的科学计算能力和精确的绘图能力，但是界面开发能力较差，不能生成一个具有简洁界面、操作容易、可移植的应用程序，所以选择了Visual Studio来开发应用程序界面。因此就涉及到visual studio与Matlab混合编程问题。本文分析了Visual Studio与Matlab的混合编程的各种方法的利弊，最终选择了功能完善的Matlab引擎机制作为混合编程的方法。
　　本文研究的主要内容包括三部分:
　　(1)采用Matlab仿真光谱数据在一维、二维、三维空间中的显示，把光谱数据通过算法表示成具体的图像，使光谱数据信息直观形象地展示出来。
　　(2)设计并实现通用数据可视化系统，开发软件采用Visual Studio和Matlab。通过Visual Studio实现人机交互界面设计，可以选择已经处理过的数据文件或者手工录入数据，根据需要设定不同的图形类型及标题、坐标范围、背景、颜色等各种显示参数，最后调用Matlab引擎将数据绘制成对应的图形展示出来。
　　(3)研究并实现了应用程序的打包发布和帮助文件的设计，使通用数据可视化系统更好移植，更加易用，降低了用户的使用难度。