alecthomson/racstools Docker 镜像 - 轩辕镜像

RACS-tools Docker镜像

镜像概述

RACS-tools Docker镜像是用于RACS（Radio Astronomy Cube Survey）数据处理的工具集合，包含一系列实用脚本，主要用于射电天文数据的波束平滑（统一分辨率）和噪声检测等任务。该镜像提供容器化部署方式，简化环境配置，适用于需要处理RACS数据的科研人员和数据分析师。

核心功能与特性

• 波束平滑工具：
  • beamcon_2D：对2D FITS图像进行波束平滑，统一至公共分辨率，支持多种卷积方法（robust、scipy、astropy等）及并行计算。
  • beamcon_3D：对3D FITS立方体（含频率轴）进行波束平滑，支持自然模式（允许频率变化）和总模式（统一所有通道分辨率），处理含虚拟Stokes轴的4D数据。
• 噪声检测工具：getnoise_list通过统计分析识别Stokes Q/U数据中的坏通道，支持噪声值保存和坏通道标记。
• 并行计算支持：支持多线程、多进程或MPI并行执行，可通过--ncores和--executor参数配置资源。
• 灵活配置：允许指定目标波束参数、输出路径、日志记录，支持循环化PSF（将BMIN设为BMAJ，BPA设为0）。

使用场景与适用范围

适用于射电天文领域RACS数据处理场景，包括：

• 将多个2D图像或3D立方体统一至公共分辨率以进行后续分析（如光谱能量分布研究）。
• 对RACS数据进行质量控制，检测并标记噪声异常通道。
• 在本地或集群环境中快速部署数据处理流程，避免依赖特定系统环境。

使用方法与配置说明

镜像获取

从DockerHub拉取镜像：

bash
docker pull alecthomson/racstools

使用Singularity拉取（实验性）：

bash
singularity pull docker://alecthomson/racstools

容器运行

基本交互模式运行（挂载本地数据目录）：

bash
docker run -it --rm -v /本地数据目录:/data alecthomson/racstools /bin/bash

说明：-v /本地数据目录:/data将本地数据目录挂载至容器内/data目录，便于访问输入文件和保存输出结果。

工具使用示例

beamcon_2D：2D图像波束平滑

自动计算最小公共波束并平滑图像：

bash
docker run --rm -v /本地数据:/data alecthomson/racstools beamcon_2D /data/input_image.fits -o /data/output

指定目标波束（BMAJ=5角秒，BMIN=5角秒，BPA=0度）并使用4核并行：

bash
docker run --rm -v /本地数据:/data alecthomson/racstools beamcon_2D /data/*.fits --bmaj 5 --bmin 5 --bpa 0 --ncores 4 -o /data/smoothed

beamcon_3D：3D立方体波束平滑

自然模式平滑并输出日志：

bash
docker run --rm -v /本地数据:/data alecthomson/racstools beamcon_3D /data/cube.fits --mode natural --logfile /data/beamlog.txt

getnoise_list：噪声检测

检测Stokes Q/U文件中的坏通道并输出至文件：

bash
docker run --rm -v /本地数据:/data alecthomson/racstools getnoise_list /data/q.fits /data/u.fits -f /data/bad_channels.txt

主要工具参数说明

beamcon_2D

beamcon_3D

getnoise_list

性能优化

beamcon_3D内存需求较高，每个进程需约15倍于数据立方体切片的内存（例如800MB切片需15GB/进程，建议分配20GB）。使用多进程并行时，需根据可用内存调整--ncores参数。

集群环境中，Slurm作业头示例：

bash
#SBATCH --nodes=1
#SBATCH --ntasks-per-node=1
#SBATCH --cpus-per-task=<ncores>  # 根据内存调整核心数
#SBATCH --mem-per-cpu=20G

注意事项

• 镜像仍处于实验阶段，并行功能（尤其是MPI）可能未广泛测试，建议先进行小数据测试。
• 输入文件需确保头文件包含波束信息（BMAJ、BMIN、BPA关键字），否则工具可能无法正常运行。
• 若公共波束计算失败，可尝试调整--tolerance（容差，默认0.0001）、--epsilon（精度，默认0.0005）或--nsamps（采样数，默认200）参数。

许可证

本镜像基于BSD-3-Clause许可证开源。

贡献

欢迎提交Pull Request。重大变更建议先通过Issue讨论。