python - 使用 `healpy` : Why does the output map appear "patchy"? 平滑 HEALPix 贴图

Question

我有一张 HEALPix 全天 map ，来自 AKARI 远红外测量仪数据库(公开发布)。我尝试使用 healpy 来“平滑” map ，但结果看起来很奇怪。有没有更好的办法？然而，我的问题涉及任何全天空 HEALPix map (即 IRAS、Planck、WISE、WMAP)。

我的目标是将 AKARI map 的有效点扩散函数“平滑”到 1 度的角分辨率(原始数据的 PSF 约为 1 角分)。这样我就可以将远红外 AKARI map 与较低分辨率的微波 map (特别是异常微波前景的 map )进行比较。

在下面的示例中，我使用的是 map 的降级版本，因此它足够小，可以上传到 Github。这意味着像素约为 3.42 弧分。通常，在 PSF 平滑之前，我不会大幅降低像素比例 - 但这只是一个示例:

#Load the packages needed for visualization, and HEALPix processing
%matplotlib inline
import matplotlib
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import healpy as hp
import healpy.projector as pro

#Loads the HEALPix .FITS file into an array
map_in = hp.read_map("akari_WideL_1_1024.fits", nest = True)

#Visualizes the all-sky map, before any processing is done.
hp.mollview(map_in, title='AKARI All-Sky Map:', nest = True, norm = 'hist')

#Smoothes the map with a 1-degree FWHM Gaussian (fwhm given in radians).
map_out = hp.sphtfunc.smoothing(map_out, fwhm = 0.017, iter = 1)

#Visualizes the the map after smoothing
hp.mollview(map_out, title='AKARI All-Sky Map:', nest = True, norm = 'hist')

我尝试过healpy.sphtfunct.smoothing例程(https://healpy.readthedocs.org/en/latest/generated/healpy.sphtfunc.smoothing.html#healpy.sphtfunc.smoothing).As据我所知，smoothing将贴图转换为球谐函数，然后与高斯卷积，然后将其转换回空间 map 。

我已将 ipython 笔记本以及低分辨率 .FITS HEALpix map 保存在 github 存储库中:

https://github.com/aaroncnb/healpy_smoothing_test

(您需要安装 healpy 软件包)

通过在笔记本中运行代码，您可以轻松地想象出我遇到的问题 - 平滑 map 后，有一些奇怪的“伪像”，就好像像素已经被迭代地进行了盒平均，而不是用圆形高斯轮廓。我期望看到的只是输入 map 的模糊版本。

我认为在平滑完成之前我遗漏了一些关于球谐函数转换的基本知识。

之前有人尝试过在 HEALPix map 上进行这种全天空平滑吗？

我相信另一种选择是将 map 转换为标准的矩形阵列，然后进行平滑。不过，我仍然对在不离开 HEALPix 格式的情况下解决问题感到好奇。

Answer 1

看起来平滑仅适用于RINGed map (这对我来说很有意义，因为这似乎更容易在数学上处理)。因此，您需要将输入映射转换为 RINGed 格式:

map_ring = hp.pixelfunc.reorder(map_in, inp='NEST', out='RING')
map_out = hp.sphtfunc.smoothing(map_ring, fwhm = 0.17, iter = 1)
hp.mollview(map_out, title='AKARI All-Sky Map:', nest = False, norm = 'hist')

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这个答案来自于一些试验和错误，因为我在文档中找不到任何明确的内容，而且我还没有深入研究源代码(不过，通过下面的结果，可能很容易验证是否通过查看相关源代码，我的假设是正确的)。
或者，您可能想直接询问healpix/healpy人员。

(我认为这实际上是文档中的一个缺点:healpy.sphtfunc.smoothing 的文档没有提到输入所需的形式。我想这是一个治愈问题/PR 改天。)

顺便说一句，在 Github 上创建 SSCCE 作为笔记本文件的奖励积分! (现在如果 StackOverflow 也渲染笔记本就好了。)