研究快讯：利用新型图像配准算法实现地基日冕仪数据的高精度位置定标

  近日，西南交通大学天体物理中心与山东大学及中国科学院云南天文台合作的一项工作被国际知名天体物理期刊《The Astrophysical Journal》（IF=5.4，JCR天文与天体物理学科Q1分区）接收并出版。作者提出了一种新颖的高精度日冕图像自动配准方法，首次通过高精度配准地面日冕绿线图像与空间211 Å极紫外标准图像，把前者精确映射到日面投影坐标系，定标精度可优于0.1’’，达到国际领先水平，对地基日冕仪至关重要。

   日冕是太阳大气的最外层，亮度仅为日面的百万分之一，通常淹没在强烈的日光中不可见，仅日全食时可直接观测。日冕仪通过人造日全食持续监测日冕，是空间天气监测网的重要一环。但正因日冕观测的特殊性，观测图像中看不到日面，再加上指向和导行精度有限，难以确定日心坐标，不利于日冕瞬变活动（如CME、喷流等）的监测。

   针对这一难题，作者结合统计相关与特征点匹配法，沿掩体外围将日冕绿线图像与211 Å图像分割为许多子块对，通过子块对的交叉相关得到多对特征点。用RANSAC算法筛选出有效特征点对，计算平移、旋转和缩放参数用于相似变换。经过约30次迭代后，各参数趋于收敛，其中平移量低于0.05像素，视为两图像完全配准，二者日心坐标、太阳半径均相同，位于同一个日面坐标系中。

   作者用丽江日冕仪（YOGIS）自2013年至2024年间共100天的数据以及山东大学光谱成像日冕仪（SICG）1天的数据对该算法进行了全面测试。测试结果表明，该算法在不同观测条件以及不同设备下均表现出色，验证了其强大的适应性和稳定性。所有测试数据以及每日电影已上传至国家天文科学数据中心（doi：10.12149/101571）。

   本研究解决了长期困扰丽江日冕仪数据开放的一个关键技术难题——位置定标，极大提高了日冕数据的科学价值，使得科研人员能够更精确地研究日冕瞬变活动，开展多设备、多波段数据的联合分析，为深入理解日冕动力学过程、提升空间天气预报能力提供有力支持。

图1 用该算法定标至日面投影坐标系的日冕图像。上行为YOGIS日冕绿线图像及其与211 Å图像的叠加；下行为SICG日冕绿线图像及其与211 Å图像的叠加。

注：

    论文第一作者为西南交通大学物理科学与技术学院2024级博士研究生沙飞扬，通讯作者为西南交通大学刘煜教授。

研究获得国家自然科学基金（NSFC 12373063, 11533009, 12173086, 12163004）的资助。

    论文题目与全文链接：

Mapping ground-based coronagraphic images to Helioprojective-Cartesian coordinate system by image registration

https://doi.org/10.3847/1538-4357/adf05e