3DEX：用于三维巡天快速球面 Fourier-Bessel 分解的代码
宇宙学与河外天体物理
2013-10-29 v3
摘要
高精度宇宙学要求在三维球面坐标系中分析大尺度巡天，即球面 Fourier-Bessel 分解。现有方法不足以应对未来大视场宇宙学巡天的数据集。本文旨在提出一个用于快速球面 Fourier-Bessel 分解的公开代码，可应用于宇宙学数据或其他科学领域中处于球面坐标系下的三维数据。我们提出了球面 Fourier-Bessel 分解的一种等价表述，将径向计算与切向计算分离。我们建议使用现有的像素化方案 HEALPix 来快速计算切向模式。3DEX（3D EXpansions）是一个用于三维全天巡天快速球面 Fourier-Bessel 分解的公开代码，它利用 HEALPix 计算切向模式。我们在超大规模模拟上进行了测试，并将我们方法的精度和计算时间与球面 Fourier-Bessel 原始表述的优化实现进行了比较。对于包含数百万个星系的巡天，根据所需尺度和精度的不同，计算时间减少了 4 到 12 倍。该表述也适用于球谐函数的预计算和外部存储，从而实现额外的速度提升。3DEX 代码可以容纳存在缺失数据掩膜区域的数据。3DEX 也可用于其他需要在球面坐标系中分析三维数据的学科。代码和文档可从 http://ixkael.com/blog/3dex 下载。
引用
@article{arxiv.1111.3591,
title = {3DEX: a code for fast spherical Fourier-Bessel decomposition of 3D surveys},
author = {B. Leistedt and A. Rassat and A. Refregier and J. -L. Starck},
journal= {arXiv preprint arXiv:1111.3591},
year = {2013}
}
备注
6 pages plus appendices. Revised version accepted by A&A. The code and documentation can be downloaded at http://ixkael.com/blog/3dex