概要

天体観測の手法には主として,通常の写真などと同様,ある波長で天体を撮影する撮像観測と,細長いスリット状の窓を通過した電磁波を分光して天体のスペクトル情報を得るスリット分光観測の二種類があります.いずれの場合においても,データの次元は二次元(撮像観測の場合は空間二次元,スリット分光観測の場合は空間一次元+波長一次元)になります.一方で,面分光(Integral Field Spectroscopy)は,天球面上に広がった天体の場所ごとのスペクトル情報を同時に得る観測手法で,時間や気象条件などの制約が少ない情報を得られるため,近年多くの大型観測所で利用されるようになってきました.

面分光データの構成

Advanced Framework for Learning Astrophysical Knowledge(aflak) は,天文学者がこのような面分光データを効率的かつ直観的に視覚分析するためのフレームワークです.aflak はビジュアルプログラミング環境(モジュール型可視化環境)であり,天文学者はノードとリンクから構成されるビジュアルプログラムをノードエディタインタフェース上に作成することで,視覚分析を実施することができます.aflak はノードとリンクの接続関係から必要な計算をし,最終結果データの次元に対応したイメージを生成します.天文学者がノードの計算パラメタ値を変更することで,出力結果は自動的に更新されます.この機能によって,天文学者は可視化結果を見ながら対話的にパラメタ値を微調整することが可能となり,効率的に視覚分析することができます[IC-2], [IC-3].作成したビジュアルプログラムについては、その出自を詳細に管理することができます[J-2]. 

また,aflakには,マクロ(Macro)機能や,双方向バインディング(Bi-directional Binding)機能が備わっています.マクロ機能とは,複数のノードを一つにまとめてビジュアルプログラムの入れ子構造を作ることによって,単一のノードで高次な処理を実現する機能であり,ビジュアルプログラムが複雑化した際,情報隠蔽によって視覚的乱雑さを低減することができます.双方向バインディング機能とは,出力ウィンドウに対して生成したインタラクションハンドルとビジュアルプログラム上で表現される値を相互に連動させる機能であり,天文学者はビジュアルプログラムを可視化結果から直接操作することができます.これらの機能を総合的に利用して,Sloan Digital Sky Survey(SDSS)とよばれる全天の銀河やクエーサーといった天体の正確な明るさや位置,距離を測定するサーベイプロジェクトにおけるMapping Nearby Galaxies at APO(MaNGA)面分光データに対して,等価幅マップ [J-1], [DC-3] や速度場マップ [IC-1], [DC-1],輝線マップ [DC-2] などのいくつかの天文学的に有用な二次元マップを生成できました.

aflak による視覚分析において重要な諸機能の概要

aflak はオープンソースソフトウェアであり,以下の GitHub リンクからローカル環境にダウンロード,インストールして試すことができます.

GitHub

aflakの最新報告

以下の第48回可視化情報シンポジウムで本プロジェクトの最新報告をしました.

「三次元面分光データの視覚分析フレームワークを用いた複数銀河速度場の正確な可視化」については,こちらから原稿をダウンロードできます.その他の業績については,業績欄をご覧ください.

メンバ

現在も藤代研究室に所属しているメンバは名前の前に藤代研のアイコンがついています。

名前現在の所属ホームページ
Malik Olivier Boussejra慶應義塾大学
打木 陸雄慶應義塾大学ブログ
朱 立宇慶應義塾大学
竹島 由里子東京工科大学研究室ページ
松林 和也京都大学個人webサイト
植村 誠広島大学個人webサイト

ビデオ

業績

下線が引いてある著者は藤代研究室所属している/所属していたメンバーです。

論文誌

  1. Malik Olivier Boussejra, Rikuo Uchiki, Shunya Takekawa, Kazuya Matsubayashi, Yuriko Takeshima, Makoto Uemura, Issei Fujishiro: “aflak: Visual programming environment with macro support for collaborative and exploratory astronomical analysis,” IIEEJ Transactions on Image Electronics and Visual Computing, Vol. 7, No. 2, pp.116―127, December, 2019, Online Journal.
  2. Malik Olivier Boussejra, Rikuo Uchiki, Yuriko Takeshima, Kazuya Matsubayashi, Shunya Takekawa, Makoto Uemura, Issei Fujishiro: “aflak: Visual programming environment enabling end-to-end provenance management for analysis of astronomical datasets,” Elsevier Journal of Visual Informatics, Vol. 3, No. 1, pp.1―8, March 21, 2019 [doi: 10.1016/j.visinf.2019.03.001].

会議・シンポジウム

国際会議・シンポジウム

  1. Rikuo Uchiki, Malik Olivier Boussejra, Liyu Zhu, Yuriko Takeshima, Kazuya Matsubayashi, Makoto Uemura, Issei Fujishiro: “Accurate visualization of galaxy velocity field from three-dimensional integral field spectroscopy data,” in Proceedings of EuroVis 2020, Poster track, pp. 37―39, Online, May 25―29, 2020 [doi: 10.2312/eurp.20201123].
  2. Malik Olivier Boussejra, Shunya Takekawa, Rikuo Uchiki, Kazuya Matsubayashi, Yuriko Takeshima, Makoto Uemura, Issei Fujishiro: “aflak: Visual programming environment with quick feedback loop, tuned for multi-spectral astrophysical observations,” in Proceedings of Astronomical Data Analysis Software & Systems (ADASS) XXVIII, Astronomical Society of the Pacific Conference Series, Short paper track, Vol. 523, pp. 245―248, College Park, Maryland, United States of America, November 11―15, 2018, DL.
  3. Malik Olivier Boussejra, Kazuya Matsubayashi, Yuriko Takeshima, Shunya Takekawa, Rikuo Uchiki, Makoto Uemura, Issei Fujishiro: “aflak: Pluggable visual programming environment with quick feedback loop tuned for multi-spectral astrophysical observations,” in Proceedings of 2018 IEEE Scientific Visualization Conference (SciVis), Short paper track, pp. 72―76, Berlin, Germany, October 21―26, 2018 [doi: 10.1109/SciVis.2018.8823788].

国内会議・シンポジウム

  1. 打木 陸雄Malik Oliver Boussejra朱 立宇,松林 和也,竹島 由里子,植村 誠,藤代 一成:「三次元面分光データの視覚分析フレームワークを用いた複数銀河速度場の正確な可視化」,第48回可視化情報シンポジウム公演論文集,オンライン,2020年9月24日―26日
  2. 朱 立宇打木 陸雄Malik Olivier Boussejra,松林 和也,竹島 由里子,植村 誠,藤代 一成:「モジュール型可視化ソフトウェアを用いた天体の輝線の視覚解析」,第48回可視化情報シンポジウム公演論文集,オンライン,2020年9月24日―26日
  3. 打木 陸雄Malik Olivier Boussejra,松林 和也,竹島 由里子,植村 誠,藤代 一成:「AFLAK:モジュール型可視化環境による等価幅マップの生成」,日本天文学会2019年春季年会,法政大学 小金井キャンパス(東京都小金井市),2019年3月14日―17日,予稿
  4. 木本 真理究,竹川 俊也,打木 陸雄,松林 和也,竹島 由里子,植村 誠,藤代 一成:「アフラーク:分光データ解析用ビジュアルプログラミング環境」,平成30年度宇宙科学情報解析シンポジウム,JAXA 相模原キャンパス(神奈川県相模原市),2019年2月15日 [JAXA Repository]

発表

  1. 藤代 一成Malik Olivier Boussejra打木 陸雄:「aflak:面分光データ視覚分析のためのビジュアルプログラミング環境」,面分光研究会 2019,国立天文台(東京都三鷹市),2019年10月29日―30日,スライド

資金

  1. 科研費基盤研究(A):17H00737 (2017―)
  2. 科研費基盤研究(C):17K00173 (2017―2020)

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