Manual para el Procesamiento de Imágenes en IRAF

Centro de Nanociencias y Nanotecnología
UNAM

Noemi Abundiz Cisneros, Javier Salinas Luna, Joaquín Bohigas (IA-UNAM) y Roberto Machorro

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a. Al activar la instrucción tsch pasar al subdirectorio: /usr/local, de la siguiente forma:
># cd /usr/local
en este lugar se instalará Iraf* , en donde se podrá ejecutar todas y cada una de sus tareas en cualquier subdirectorio donde se encuentren los datos a procesar. Ya que Iraf* jala instrucciones de algún lugar de la memoria, para aplicarlas en cualquier directorio, sin estar presentes.

b. Ya ubicados en el subdirectorio: ># cd /usr/local, hay que descomprimir el archivo que contiene a Iraf* de la siguiente forma:
># tar xvfz nombre.tar.gz

con esto es posible obtener la información del archivo empaquetado. Cabe mencionar que existen varias formas de poder descomprimir un archivo con extensiones .tar.gz. Una de ellas es aplicar primero la instrucción unzip al archivo, con esto, al descomprimir queda como: nombre.tar. Para des-tarear este archivo se puede usar la instrucción (seńalada con rojo):
tar xvf + nombre.tar

de esta forma se podría conocer el contenido del archivo empaquetado.
Nota: Al llevar acabo la descompresión del archivo puede aparecer en la pantalla un montón de datos pasando, favor de no asustarse, esto es normal. Cuando se acabe la descompresión todo volverá a la normalidad

c. Después de haber desempaquetado correctamente el archivo que contiene todas y cada una de las tasks de Iraf*, favor de dar la siguiente instrucción en la línea de comandos:
># setenv iraf /usr/local/iraf/iraf

La instrucción utilizada es setenviroment y no es más que la colocación y creación de rutinas y subdirectorios en el lugar adecuado para que Iraf* funcione bien.

d. Cuando Iraf* sabe donde están las rutinas ahora es necesario decirle donde se encuentra el programa maestro que será ejecutado cada vez que corra Iraf*. Lo anterior se lleva a cabo dando la siguiente instrucción en la línea de comandos:
># source $iraf/unix/hlib/irafuser.csh

e. Este paso es importante ya que con esta instrucción es hacia donde se direccionará la instalación de Iraf*, dar en la línea de comandos:
># cd $hlib Lib.

Nota: Si marca error al tratar de ejecutar esta instrucción, favor de irse manualmente a:
># cd usr/local/iraf/iraf/unix/hlib
f. Dar simplemente que lo instale:
># ./install.
La instalación tarda unos cuantos segundos, empezará a pasar un montón de datos y no es más que el acomodo adecuado de todas las librerías.

Nota: Para instalar SUSE 9.3 se deben copiar todos los archivos de redhat a la carpeta de suse, si no se hace, la instalación de Iraf marcará error y no se podrá instalar, los archivos que se tienen que copiar se encuentran en las siguientes carpetas:
/usr/local/iraf/irafbin/bin.redhat     -->     /usr/local/iraf/irafbin/bin.suse
Y tambien lo de la carpeta:
/usr/local/iraf/irafbin/noao.bin.redhat    -->    /usr/local/iraf/irafbin/noao.bin.suse

g. Este punto es esencial, ya que los archivos que contienen algunos parámetros que Iraf* toma como default, deben ser posicionados adecuadamente, para ello primero hay que encontrar donde la instalación los puso y después pasarlos a su posición adecuada. Esto se lleva a cabo pasándose al subdirectorio donde están, con la instrucción:
># cd $iraf/X11iraf/app-defaults

h. Finalmente, ya estando en el subdirectorio anterior es necesario copiarlos a donde deben de ir con:
># cp * /usr/lib/X11/app-defaults/
Nota: El inciso g y el inciso h se pueden hacer manualmente y fácilmente tans solo se tiene que abrir una consola como se muestra abajo en el menú de Sesion para seleccionar New Root Midnight Commander.

Fig. 1 Campo Plano 59u400p.asc1.fits

Fig. 2 Espectro de Referencia 59u400ar.asc1.fits

Fig. 3 Espectro Problema 59u400c.asc1.fits

X

Fig 4. Identificación de fibras

Fig 5. Ajuste lineal por cada apertura

Fig.6 ajuste lineal total

Fig.7 Espectro de referencia en escala de pixeles

Fig.8. Ajuste al cambio de coordenadas, en donde se muestra su RMS

Fig.10 Espectro de problema ya calibrado con escala de Angstrom.

Fig.11 Espectro de problema ya calibrado con escala de Angstrom.

Fig.12. Muestra como se elige en rango a estudiar el espectro la cual se encuentra delineado de rojo.

Fit Gaussian widths (fixed, single, all, quit): a +
Fit background (no, yes, quit): y +

Después te publica el centro de la gaussiana en longitud de onda, la intensidad, así como también el ancho, entre otras cosas, uno se puede desplazar para ver estos datos con la tecla + o - y si no se quieren revisar en ese momento entonces se presiona la tecla q, enseguida se preguntará:

Fit positions (fixed, single, all, quit): q +

Y se volverá a presionar la tecla q y cuando aparezca el letrero de Deblending done, entonces se puede seguir trabajando dentro de las aperturas en busca de otros ajustes gaussianos (recordar que con la teclas shift + ( y shift + ), uno se puede desplazar dentro de las aperturas) y para salir por completo hay que presionar la tecla q.

Para ver los datos que obtuviste es necesario salirse de la gráfica en la tecla q e irse a la ventana de Xgterm y escribir type splot.log, en donde te desplegará todas las longitudes de onda, intensidad, ancho y etc., de los espectro a los cuales les hiciste un ajuste gaussiano, otra forma de ver los datos es abrir cualquier procesador de texto.
No importa si vas ańadiendo más datos o sacando más ajustes, el programa automáticamente irá anexando los nuevos valores sin borrar los datos anteriores y será fácil de buscar la información porque graba la fecha, hora, nombre del archivo con que se trabajó y numero de apertura, así como la longitud de onda.

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Sección 4. Como conviertir una imagen fits a ASCII desde Iraf*

Para convertir un espectro ya calibrado con extensión ms.fits a ASCII se tiene que usar la rutina scopy que se encuentra en el conjunto de rutinas onedspec, sirve para separar las aperturas y grabarlas en extensión fits, es decir de un espectro multidimensional con el que contamos lo convierte en un espectro unidimensional. También con la funcién scopy puedes elegir el número de apertura que necesites o todas las aperturas, el programa te graba el nombre del archivo el cual quieres convertir y le ańade el número de la apertura. En el siguiente listado se muestra los comandos de los cuales esta formada la rutina de scopy.


Parametros de scopy

apertur --> Si eliges esta opción tan sólo te da la apertura que quieres.
apmodul --> Si es esta opción te hace todas las aperturas.

Para crear los archivos de @entrada y @salida se utilizan los siguientes comandos:

files *ms.fits > entrada	(se crea un archivo con el nombre de entrada en donde se guardan todos las imígenes con extensión ms.fits) !cp entrada salida
!cp entrada salida	(Graba todos los datos que contengan el archivo entrada a otro archivo nuevo con el nombre de salida)
!gedit salida	(Edita el archivo salida, en donde nímero en todos los datos se tienen que borrar la extensión, por ejemplo: 59l400.ms.fits 59l400, es muy importante hacer esto porque al correr automáticamente este programa ańade la extensión fits con el número de apertura. )

Ya que se tengan creados los archivos entonces ya se puede correr el programa, pero es importante destacar que se tiene que poner antes de cada nombre un @, si no el programa lo tomará como un error y no funcionará.

on> scopy (instrucción para correr el programa)

Una vez convertidos los multiespectros a un solo espectro ya se puede utilizar el programa que también se encuentra en onedspec, que es wspectext , para convertirlos en formato ASCII y así ya se pueden utilizar para identificar las líneas espectrales.

Para utilizarlo se tiene que crear nuevamente un archivo con el nombre entrada y otra salida, no sin antes borrar los anteriores ó bien puedes poner el nombre que uno quiera.

files *ms.fits > entrada	(se crea un archivo con el nombre de entrada en donde se guardan todos las imígenes con extensión fits)
!cp entrada salida	(Graba todos los datos que contengan el archivo entrada a otro archivo nuevo con el nombre de salida)
!gedit salida	(Edita el archivo salida, en donde nímero en todos los datos se tienen que borrar la extensión fits y cambiarla por asc, por ejemplo: 59l400.0013.fits 59l400.0013.asc)

Y con la siguiente instrucción se puede correr el programa, pero entes de eso hay que modificar el epar wspectext.

I R A F
Image Reduction and Analysis Facility
PACKAGE = onedspec
TASK = wspectext

input = @entrada Input list of image spectra
output = @salida Output list of text spectra
header = no) Include header?
wformat= %0.2f) Wavelength format
mode = ql)

en donde wformat te da la opción de elegir el número de decimales que vas a utilizar, en este caso son dos.
on> wspectext @entrada @ salida (instrucción para correr el programa)

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Sección 6. Ver una imagen con extensión Fits por medio de una consola Xgterm utilizando el programa Ds9

Para instalar el programa Ds9 en Suse 9.3 hay que bajar la versión 4.0b8 de la página de internet: http://hea-www.harvard.edu/RD/ds9/, para Linux ya que si se baja la versión 3.0.3 no tiene la opción de maximizar la pantalla y versiones posteriores a esta no funcionan. El procedimiento para instalarlo en Suse 9.3 es el siguiente:


Figura 25. Muestra como se convierte una imagen con extensión .sif a .asc por el programa Andor

Bajar la versión 4.0b8 para Linux en http://hea-www.harvard.edu/RD/ds9/
Grabarlo como superusuario en: /usr/local/bin.
Descomprimirlo con la instrucción: tar -zxvf ds9.linux.4.0b8.tar.gz
Enseguida aparecerá un ejecutable y ya se puede correr desde una consola Xgterm.
Y para correrlo desde la pantalla de Xgterm es necesario escribirlo de esta forma:!ds9

Al instalarlo en Suse y correrlo lo más probable es que el formato de las letras no sea adecuado y poco legible, por eso para cambiar el formato de debe ir al menú de Edit al estar ahí ir a Preferences y después en Default Menu Font, estando ahí hay que selecionar el tipo de letra Helvetica y tamańo 18; una vez que ya se hicieron los cambios es muy importante seleccionar Save Preferences para que haga los cambios, de ahí hay que cerrar el programa y volverlo a abrir.

Nota: El programa acepta una sola modificación a la vez, es decir, cada vez que se selecciona algo en el menú este se cierra entonces hay que volverlo a abrir.

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Sección 7. Como convertir una imagen de extensión ascii a fits

Una vez que ya se tengan las imígenes convertidas hay que recortarlas y convertirlas en Fits para empezarlas a utilizar en Iraf, entonces se utiliza un programa que desarrollo el Dr. Javier Salinas y cuyo nombre del programa es: nuevoasciiafits1, este programa funciona bien para Linux pero para Suse 9.3 el programa no corre nada más con el ejecutable en este caso se tiene que grabar una versión del ejecutable en el archivo: usr/local/bin, para que se pueda llamar desde la consola, y grabar desde cualquier equipo de computo que contenga linux un archivo con el nombre de: libg2c.so.0 que se encuentra en carpeta: usr/lib y grabarla en esta misma carpeta pero en Suse todo esto se debe hacer como super usuario. Tan solo es suficiente hacerlo la primera vez que se va a utilizar el programa de recortador de imígenes.
Una vez que se hace el procedimiento anterior se debe crear un archivo de texto con el nombre de: "archivos1.par" , este archivo se puede crear de la siguiente manera:

Si el sistema operativo que se utiliza es de Linux, entonces desde la consola se utiliza la instrucción de: gedit archivos1.par.
si el sistema operativo que se utiliza es Suse entonces la instrucción que se usa es: kate archivos1.par. a instrucción de gedit y kate mandan a llamar procesadores de texto que tanto como Linux y Suse tienen por default.

Entonces una vez que el procesador de texto se abriá se introducen los nombres de las imagenes con su extensión acomodados en una columna, hay que tener cuidado de abrir el archivo de texto en la misma ubicación de las imígenes. Ya una vez que se tiene el texto de archivos1.par con la información necesario tan sólo basta con escribir el nombre del archivo ejecutable ( nuevoasciiafits1) en la consola y está se encargará de hacer el resto.

ota: El programa convierte y recorta una imagen ascii a una imagen con extensión fits y guarda a esta imagen con el mismo nombre y extensión pero le ańade al final la extensión de fits.

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Recortar imígenes con listpixels
Ya en pantalla de IRAF, poner el mando

listpixels Archivo.fits[1005,308:651] > ArchivoRecortado.dat

donde:

Archivo.fits es el archivo a recortar, en formato fits

1005 linea de pixeles en x

308:651 rango en y (quitando espacios en negro)

>      es el mando para asignar la salida hacia un archivo

ArchivoRecortado.dat : nombre del archivo de salida. La salida es en formato ASCII.

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Recortar imágenes con imcopy
Ya en pantalla de IRAF, poner el mando

imcopy image1[x1:x2,y1:y2] image2
donde:

image1 es el archivo a recortar, en formato fits

x1:x2 el intervalo en x a recortar

y1:y2 el intervalo en y a recortar

image2 : nombre del archivo de salida, en fits.

Por ejemplo:
plot> imcopy 12_imgobs21_c.fits[630:800,320:1920] 12_imgobs21_c.fits
12_imgobs21_c.fits[630:800,320:1920] -> 12_imgobs21_c.fits
plot> imcopy 12_imgobs21_i.fits[100:300,320:1920] 12_imgobs21_i.fits
12_imgobs21_i.fits[100:300,320:1920] -> 12_imgobs21_i.fits
plot> imcopy 12_imgobs21_d.fits[1875:2020,320:1920] 12_imgobs21_d.fits
12_imgobs21_d.fits[1875:2020,320:1920] -> 12_imgobs21_d.fits

Genera tres secciones de la imagen, una de la parte izquierda, otra del centro y la última de la derecha.

Más ejemplos en http://www.phys.unm.edu/~cpo/html/twhtml/iraf/imexam.html donde presentan los mandos
imexamine
implot
imtranspose
imcopy
rotate


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Sugerencias en caso de problemas

Si se desea ubicar un dato dentro de las rutinas de IRAF, poner la instrucción:
Cl> apropos mando
con lo que despliega las tareas en donde aparece este mando.

1) IRAF no encuentra los archivos seleccionados
2) DOARGUS maneja líneas de espectro verticales, cuando mis espectros son horizontales
2a) DOARGUS no ordena las lineas de espectro de referencia:
ERROR: Image header parameter not found (jd).
3) El ajuste de datos de las aberturas es MUY malo
4) Pide poner el dia juliano en los headers de los archivos fits
5) Indaga donde esta algún comando en IRAF

    IRAF no encuentra los archivivos seleccionados
Si estás seguro de que los archivos están en su lugar, no están corruptos, y el directorio de trabajo, donde te moviste para leer los archivos es el mismo, entonces muy probablemente el archivo login.cl no está inciado correctamente. Ver punto 3 y 4 de sección 2.1. El inciso 3 dice:

3.- Si es la primera vez que se ejecuta IRAF*, antes hay que configurarlo, desde la misma consola:
[noemi@192 noemi]$ mkiraf
Initialize uparm (y|n): y
-- initializing uparm
En el inciso 4 indica la manera de editar el archivo login.cl


    DOARGUS maneja líneas de espectro verticales
El paquete IRAF puede manejar las dos horientaciones, vertical y horizontal. En principio esta se define en varios archivos como epar doargus y otros. Pero lo que descubrimos que, a pesar de cambiarla allá a quien finalmente le hace caso es a la orientación que le indica el encabezado del archivo en cuestión, conocido en el argot de FITS como el header.
Para cambiar el header de algún archivo se debe tener cargado el paquete ccdhed, para lo cual hay que hacer:
cl>imred
im>ccdred
cc>ccdhed imagen      (si es para cambiar sólo imagen)
cc>ccdhed *.fits      (si es para cambiar todaslas imígenes)

IRAF contesta con
parametro a cambiar? (dispaxis): dispaxis
valor 0,1 (1): 1 1 si es línea vertical, 0 si es horizontal


    DOARGUS no ordena las lineas de espectro de referencia:
ERROR: Image header parameter not found (jd)
En la configuracion general del IRAF utiliza los diajunianos para ordenar archivos y datos. En nuestro caso, con datos espetrometricos de laboratorio, no usamos ese orden, asi que hay que quitarlo, de otra manera da error en el traslado de la calibracion al archivo problema.
Editar los parametros con el mando
cl>epar params
donde dice (sort = jl ) sort key quitar jl (dia juliano), dejando en blanco.
donde dice (group = ljl ) group key quitar ljl , dejando en blanco
guardar con Ctrl-d y ya podra correr completo el ajuste.



    El ajuste de datos de las aberturas es MUY malo
Esto da como resultado que el polinomio de las aberturas no necesariamente contenga (y lea) los archivos de calibración y el archivo problema.
Creemos que el problema es el siguiente:
Usando el ICCD de Andor, que tiene un ccd de 1024x256, pero un intensificador de 512x256, parte de la imagen del ccd no es utilizable, queda en negro. Cuando la curva de ajuste de las aberturas incluye esta sección de cero intensidad, el ajuste no es bueno. Se requiere quitar la parte negra para poder hacer un buen ajuste, como el que se muestra en la grafica 6, apartado 2.1, sección 5.


    Pide poner el dia juliano en los archivos fits
Cuando se ejecuta la tarea DORAGUS el IRAF pide poner el día juliano en los archivos fits. Esto se debe a que en los parámetros de IRAF esta configurado para ordenar los archivos por el día juliano. Para cancelar esta opción, editar el archivo params con el mando:
epar params
buscar la opcion sort y group
sort jd
group ljd
simplemente limpiar esos campos y ya se elimina el error.


    Indaga donde está ubicado algún comando en IRAF
Poner el comando
apropos Julian
Lo cual genera un listado de los lugares donde está el mando.

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