R：在银河坐标系中以莫尔韦德投影绘制天空图

Question

我需要在 Mollweide 投影（提供 360 视角的椭圆投影，用于绘制夜空）中生成带有星座等的星图。我在https://kimnewzealand.github.io/2019/02/21/celestial-maps/找到了一个使用sf包并将天空物体的默认 EPSG:4326 数据转换为 Mollweide 投影的食谱。

在某个阶段，使用以下命令将数据转换为 Mollweide 投影：

constellation_lines_sf_trans<- st_transform(constellation_lines_sf_trans, crs = "+proj=moll")

生成的图像按照链接中所述的方式复制，如下所示：

不过没关系，坐标系是赤道的，即基本上与地球上所有坐标系具有相同的旋转轴，例如WGS84（北极向上）。例如，该图显示了银河系，其角度为 60 度。我们需要所谓的银河坐标：这是与我们银河系平面重合的坐标平面。所以，这里的银河只是椭圆轴的一条水平线。例如，在其他地方找到的解决方案似乎使用相同的技术，但那里没有给出代码：

这里银河系是一条水平线，北极位于左上角（记为np；例如，这里可以看到北极周围扭曲的可识别的大熊座/小熊座）。我会拍摄这张图像，但有一个盲点（显示天文台的盲区，无法到达天空中的这个区域），所以我想重现这张图像：星座+莫尔韦德投影+银河系的方向参考范围。

我们能够在 R 包中的各种坐标系之间进行转换。似乎大多数 GIS 工具都使用基于地球旋转（北极向上）的各种与地球相关的坐标系和投影，以满足 GIS 所需的大多数应用程序。问题是是否可以加载并转换为预定义的银河坐标系（或者例如黄道系统），或者通过手动转换恒星数据在脚本中动态执行此转换

Answer 1

编辑：实际上，经过进一步的研究，看来这一切都归结为让你的投影进行旋转。这也发生在我下面提到的交互式示例的代码中。要使其成为银河中心的中心，您需要旋转[93.5949, 28.9362, -58.5988]，它指定围绕每个球面轴的 [lambda, phi, gamma] 旋转角度（以度为单位）。（当您旋转时，无需再将您的ra或dec坐标转换为银河坐标。）

我对 R 中的映射了解不够，无法判断是否可以在投影上指定旋转，但这里有一个令人惊奇的示例，它使用 d3.js 展示了此过程（对于那些真正感兴趣的人，展示了角度的位置）来自）。如果不可能，也许下面的路线仍然可行。

我正在调查同样的事情，我可能已经发现了一些东西。我认为您首先需要将赤道ra（赤经）和dec（赤纬）坐标转换为银河坐标。然后应用 (Mollweide )投影。我不确定这是否完全正确，因为我的情况略有不同，但至少这对我有用：

• 数据集在赤道坐标中有ra&行dec（在我的例子中以度为单位）
• 使用astrolibReuler包的函数，我计算了银河系的经度和纬度（ps：你也可以使用该函数）：glgbglactc

data$gl <- euler(data$ra, data$dec, select=1)$ao
data$gb <- euler(data$ra, data$dec, select=1)$bo

• 接下来，使用这些新坐标，我应用Aitoff投影（也是astrolibR包的一部分）来获取x坐标y：

data$x <- -aitoff(data$gl, data$gb)$x
data$y <- aitoff(data$gl, data$gb)$y

然后我可以绘制

ggplot(data, aes(x, y)) + geom_point(shape=16, size = 0.1, alpha = 0.2) + coord_fixed()

（下图基于我自己的观测数据集，“深色线”遵循黄道线，右下角的两个斑点是大麦哲伦星云）我发现与此交互式地图进行比较很有用将坐标设置为“银河”，以 0,0 为中心，然后尝试不同类型的投影。

gl也许您可以尝试使用和gb坐标应用 Mollweide 投影？