如何读取FITS

1、FITS文件有很多单元（HDUs）组成，这些单元或者是记录文件属性信息的，叫做头单元（Head Units），或者是存储数据的，叫做数据单元（Data Units），这些单元就可以总称为HDUs（Head/Data Units），其中头单元是必有的，数据单元可选。

2、一、FITS文件的头文件格式：

 1-8 9 10 11-80

 KETNAME =  VALUE/COMMENT

头文件由多行上述格式的代码组成，每行80个字符，一共有36n行，结尾以END结束。可以见下图：

每个关键字都有着相应的值，在头文件中存储着文件的日期、大小、数据格式、数据来源、数据范围、数据位数、坐标轴数等等信息。

每一个文件必须含有SIMPLE、BITPIX、NAXIS和END关健字，并且必须是这一顺序。在它们之间可以插入其它的行记录。第一个记录的关健字一定是SIMPLE，最后的行记录是END。

SIMPLE：值为T表示是一个标准的FITS文件，否则为F。

BITPIX：值为8、1 6、32、一32或一64，表示图象数据的格式。若为8、1 6、32，则数据为单字节、双字节和4字节符号整数，值为一32和一64代表数据为单精度和双精度浮点数，第一位为符号，接下来8位(单精度)或11位(双精度)为幂，余下的为小数。但它们的存储格式与PC机不同，它采用高字节在前，低字节在后的存储方式。因此将FITS格式转换为任何PC机或在PC 机上显示FITS图象都要考虑字节交换的问题。

NAXIS：图象数据矩阵的维数，对于2维图象，它至少为2。NAXIS为0表示没有数据。

NAXISi：当NAXIS大于为0时，其后必须按次序跟有NAXIS1、NAXIS2等等，表示每维的大小。每个NAXISi必须大于0。

END： 最后一个行记录的关健字必须是END。其后为空格直到文件头结束。

其他关健字都是可选的，在天文图象中常用的还有DATE(日期)、UT(时间)、TELESCOPE(望远镜)OBSERVER(观测者)、OBJECT(目标)、EPocH(历元)等等。常用的还确DATAMAX和DATAMIN(数据的最大和最小值)，BSCALE和BZERO(实际值一BZREO+BSCAI B×图象值)．COMMENT(注释)等。

3、二、Python中数据的简单提取

先简单说数据单元的格式，FITS文件的数据是以多维数组的形式存在的，常见的是二维数组，比较简单的例子就是可以记录一系列点的坐标值信息，这样数据形式就是N*2的二维数组。

Python要处理FITS文件，要提前安装几个扩展包，针对FITS文件读取的是astropy扩展包，Python扩展包下载这个网站有很多非官方Python扩展包，大家可以去哪里下载需要的东西。

在Python命令行中，我们首先要引入fits模块，然后打开FITS文件，比如我的是下面这样的（我的FITS文件）

hdu是随便写的名字，可以换成别的，只要你愿意。hdu下有很多函数，你可以输入hdu.按Tab键查看，可以看到许多函数，我们只需要了解我们需要的几个就可以了。

我们可以通过info函数查看文件基本信息。我们可以看到这个文件有两个单元，其中PrimaryHDU是每个文件都有的，也就是头单元，BinTableHDU便是数据单元了。那我们怎么查看里面的信息和数据呢？首先，先看输出结果里的表示方法，每个单元是用1、2……标记的，实际上FITS文件的每个单元组成了类似于一个“单元数组”的东西（我杜撰的词），我们可以通过类似的方式进行访问，也就是hdu[0]便表示头单元，hdu[1]表示数据单元。

（1）我们先看头单元。其实我刚才说的并不准确，hdu[0]并不等价于头单元，头单元内容可以用header方法进行访问，就像下面这样，我们就看到了头单元中的信息，正是必要的四个关键字。

header很像一个字典（dict），我不清楚到底是不是，因为这里一个关键字（keyname）对应的不仅是值（value），还有注释（comment）。因此，如果你要看头单元中的SIMPLE的值，就可以用hdu[0].header['SIMPLE']，查看其注释用hdu[0].header.comments['SIMPLE']

（2）再看数据单元。在上面的信息中我们可以看到数据的维度是1000R*2C，这表示数据是1000行（rows）2列（column），格式（format）是双精度，据我自己的观察，各个字母表示含义如下：

I表示整型；

J表示长整形；

E表示浮点型；

D表示双精度浮点型；

A表示字符型；

字母前有数字表示一个列表，如10E表示长度为10的浮点型数组；

所以这份文件的数据都是双精度的浮点型。那怎么具体的访问某一组数据、某一列数据或者某一个数据呢？这和前面是很类似的，hdu[1]中data能让我们访问其中的数据，要访问第i组数据，可以用hdu[1].data[i]，访问第i组第j个（或者说第i行第j列）数据就是hdu[1].data[i][j]，那么访问一列的数据怎么办呢？field可以做到这一点，field就是字段的意思，也就是每一组数据包含的每个数据的代表含义。每个字段都在一列中，因此用filed可以访问某一列的数据。如下图

（中间省略）另外，field字段都是有名字的，在data下用name可以查看字段名称，并且在field（）中输入键值时也可以输入名称，下面是例子：

到这里，相信就算没有基础的同学也可以把FITS文件里的数据拿出来进行处理了。当然我也并没有熟练掌握，只是有着和其他初学者一样的疑惑，更明白大家刚接触这些东西时需要了解什么，希望能帮到大家。谢谢。