ดาราศาสตร์สารสนเทศเป็น สาขาวิชา สห วิทยาการที่เกี่ยวข้องกับ ^การผสมผสานระหว่างดาราศาสตร์วิทยาศาสตร์ข้อมูล การเรียนรู้ ของเครื่องสารสนเทศและเทคโนโลยีสารสนเทศ / การสื่อสาร^{[ 2 ] [ 3} ] สาขานี้มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับสถิติดาราศาสตร์

ดาราศาสตร์ที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูล (Data-driven astronomyหรือDDA ) หมายถึงการใช้ศาสตร์แห่งข้อมูลในทางดาราศาสตร์ โดยนำ ผลลัพธ์จากการสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์และการสำรวจท้องฟ้ามาพิจารณา และใช้วิธีการที่เกี่ยวข้องกับการขุดค้นข้อมูลและการจัดการข้อมูล ขนาดใหญ่ ในการวิเคราะห์ กรอง และปรับมาตรฐานชุดข้อมูลซึ่งจะนำไปใช้ในการจำแนกประเภทการทำนายและการตรวจจับความผิดปกติโดยใช้วิธีการทางสถิติขั้นสูงการประมวลผลภาพดิจิทัลและการเรียนรู้ของเครื่องผลลัพธ์จากกระบวนการเหล่านี้ถูกนำไปใช้โดยนักดาราศาสตร์ และนักวิทยาศาสตร์อวกาศเพื่อศึกษาและระบุรูปแบบ ความผิดปกติ และการ เคลื่อนไหว ในอวกาศ และสรุปทฤษฎีและการค้นพบในจักรวาล

ดาราศาสตร์สารสนเทศมุ่งเน้นหลักไปที่การพัฒนาเครื่องมือ วิธีการ และการประยุกต์ใช้ของวิทยาศาสตร์ การคำนวณ วิทยาศาสตร์ข้อมูลการ เรียนรู้ ของเครื่องและสถิติสำหรับการวิจัยและการศึกษาในดาราศาสตร์เชิงข้อมูล^{[ 2 ]}ความพยายามในช่วงแรกในทิศทางนี้รวมถึง การค้น พบข้อมูลการพัฒนามาตรฐานเมตาเดตาการสร้างแบบจำลองข้อมูลการพัฒนาพจนานุกรมข้อมูลดาราศาสตร์การเข้าถึงข้อมูลการดึงข้อมูล^{[ 4 ]}การบูรณาการข้อมูลและการขุดข้อมูล^{[ 5 ]}ในโครงการหอดูดาวเสมือนจริง ทางดาราศาสตร์ ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}การพัฒนาเพิ่มเติมของสาขานี้ พร้อมกับการรับรองจากชุมชนดาราศาสตร์ ได้ถูกนำเสนอต่อสภาวิจัยแห่งชาติ (สหรัฐอเมริกา)ในปี 2552 ในเอกสารแสดงจุดยืน "สถานะของวิชาชีพ" ด้านดาราศาสตร์สารสนเทศสำหรับการสำรวจทศวรรษดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ปี 2553 ^{[ 9 ]}เอกสารแสดงจุดยืนดังกล่าวเป็นพื้นฐานสำหรับการอธิบายรายละเอียดเพิ่มเติมของสาขานี้ในบทความวารสารสารสนเทศเรื่องAstroinformatics: Data-Oriented Astronomy Research and Education ^{[ 2 ]}

ดาราศาสตร์สารสนเทศในฐานะสาขาการวิจัยที่แตกต่างได้รับแรงบันดาลใจจากงานในสาขาภูมิสารสนเทศเคมีสารสนเทศชีวสารสนเทศและผ่านงานeScience ^{[ 10 ]}ของJim Gray (นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์)ที่Microsoft Researchซึ่งมรดกของเขาได้รับการจดจำและสืบทอดต่อผ่านรางวัล Jim Gray eScience Awards ^{[ 11 ]}

แม้ว่าจุดเน้นหลักของดาราศาสตร์สารสนเทศจะอยู่ที่ชุดฐานข้อมูลทางดาราศาสตร์ดิจิทัล คลังภาพ และเครื่องมือวิจัยที่กระจายอยู่ทั่วโลกขนาดใหญ่ แต่สาขานี้ก็ตระหนักถึงความสำคัญของชุดข้อมูลดั้งเดิมเช่นกัน โดยใช้เทคโนโลยีสมัยใหม่ในการอนุรักษ์และวิเคราะห์การสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ในอดีต ผู้ปฏิบัติงานด้านดาราศาสตร์สารสนเทศบางคนช่วยแปลงข้อมูลการสังเกตการณ์และภาพทางดาราศาสตร์ในอดีตและปัจจุบันให้เป็นดิจิทัลในฐานข้อมูล ขนาดใหญ่ เพื่อการเรียกค้นที่มีประสิทธิภาพผ่านทางอินเทอร์เฟซบนเว็บ^{[ 3 ] [ 12 ]}เป้าหมายอีกประการหนึ่งคือการช่วยพัฒนาวิธีการและซอฟต์แวร์ใหม่สำหรับนักดาราศาสตร์ ตลอดจนช่วยอำนวยความสะดวกในกระบวนการและการวิเคราะห์ข้อมูลจำนวนมหาศาลที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในสาขาดาราศาสตร์^{[ 13 ]}

ดาราศาสตร์สารสนเทศถูกอธิบายว่าเป็น "กระบวนทัศน์ที่สี่" ของการวิจัยทางดาราศาสตร์^{[ 14 ]}มีหลายสาขาการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับดาราศาสตร์สารสนเทศ เช่น การขุดข้อมูล การเรียนรู้ของเครื่อง สถิติ การแสดงภาพ การจัดการข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ และวิทยาศาสตร์เชิงความหมาย^{[ 7 ]}การขุดข้อมูลและการเรียนรู้ของเครื่องมีบทบาทสำคัญในดาราศาสตร์สารสนเทศในฐานะ สาขา วิชาการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เนื่องจากมุ่งเน้นไปที่ "การค้นพบความรู้จากข้อมูล" (KDD) และ "การเรียนรู้จากข้อมูล" ^{[ 15 ] [ 16 ]}

ปริมาณข้อมูลที่รวบรวมจากการสำรวจท้องฟ้าทางดาราศาสตร์เพิ่มขึ้นจากกิกะไบต์เป็นเทราไบต์ตลอดทศวรรษที่ผ่านมา และคาดว่าจะเพิ่มขึ้นในทศวรรษหน้าเป็นหลายร้อยเพตาไบต์ด้วยกล้องโทรทรรศน์สำรวจขนาดใหญ่ (Large Synoptic Survey Telescope)และเป็นเอ็กซาไบต์ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศสแควร์กิโลเมตร (Square Kilometre Array ) ^{[ 17 ]}ข้อมูลใหม่จำนวนมหาศาลนี้ทั้งช่วยให้การวิจัยทางดาราศาสตร์มีประสิทธิภาพและเป็นความท้าทาย ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีแนวทางใหม่ๆ ส่วนหนึ่งเป็นเพราะเหตุนี้ วิทยาศาสตร์ที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลจึงกลายเป็นสาขาวิชาการที่เป็นที่ยอมรับ ส่งผลให้ดาราศาสตร์ (และสาขาวิทยาศาสตร์อื่นๆ) กำลังพัฒนาสาขาย่อยที่เน้นข้อมูลและสารสนเทศในระดับที่สาขาย่อยเหล่านี้กำลังกลายเป็น (หรือได้กลายเป็นแล้ว) สาขาวิชาการวิจัยที่เป็นอิสระและหลักสูตรการศึกษาเต็มรูปแบบ แม้ว่าสถาบันการศึกษาหลายแห่งจะไม่มีหลักสูตรดาราศาสตร์สารสนเทศ แต่หลักสูตรดังกล่าวมีแนวโน้มที่จะได้รับการพัฒนาในอนาคตอันใกล้นี้

สารสนเทศศาสตร์เพิ่งได้รับการนิยามว่า "การใช้ข้อมูลดิจิทัล สารสนเทศ และบริการที่เกี่ยวข้องเพื่อการวิจัยและการสร้างองค์ความรู้" อย่างไรก็ตาม นิยามที่ใช้กันโดยทั่วไปคือ "สารสนเทศศาสตร์เป็นศาสตร์แห่งการจัดระเบียบ การเข้าถึง การบูรณาการ และการขุดค้นข้อมูลจากหลายแหล่งเพื่อการค้นพบและการสนับสนุนการตัดสินใจ" ดังนั้น ศาสตร์แห่งดาราศาสตร์สารสนเทศจึงครอบคลุมความเชี่ยวชาญที่เกี่ยวข้องตามธรรมชาติมากมาย รวมถึงการสร้างแบบจำลองข้อมูล การจัดระเบียบข้อมูล ฯลฯ นอกจากนี้ยังอาจรวมถึงวิธีการแปลงและการทำให้เป็นมาตรฐานสำหรับการบูรณาการข้อมูลและการแสดงภาพข้อมูล ตลอดจนการสกัดความรู้ เทคนิคการจัดทำดัชนี การดึงข้อมูล และวิธีการขุดค้นข้อมูล แผนการจำแนกประเภท (เช่นอนุกรมวิธานออ น โทโลยีโฟ ล์ก โซโนมีและ/หรือการติดแท็ก แบบร่วมมือ ^{[ 18 ]} ) บวกกับสถิติดาราศาสตร์ก็จะมีส่วนเกี่ยวข้องอย่างมาก โครงการ วิทยาศาสตร์พลเมือง (เช่นGalaxy Zoo ) ยังมีส่วนร่วมในการค้นพบสิ่งใหม่ที่มีคุณค่าสูง การติดแท็กเมตาคุณลักษณะ และลักษณะเฉพาะของวัตถุภายในชุดข้อมูลดาราศาสตร์ขนาดใหญ่ ความเชี่ยวชาญทั้งหมดนี้ช่วยให้เกิดการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ในชุดข้อมูลขนาดใหญ่ที่หลากหลาย การวิจัยแบบร่วมมือ และการนำข้อมูลกลับมาใช้ใหม่ ทั้งในสภาพแวดล้อมการวิจัยและการเรียนรู้

ในปี 2550 โครงการ Galaxy Zoo ^{[ 19 ]}ได้ถูกริเริ่มขึ้นเพื่อการจำแนกประเภททางสัณฐานวิทยา^{[ 20 ] [ 21 ]}ของกาแล็กซี จำนวนมาก ในโครงการนี้ มีการพิจารณาภาพ 900,000 ภาพสำหรับการจำแนกประเภท ซึ่งถ่ายจากSloan Digital Sky Survey (SDSS) ^{[ 22 ]}ในช่วง 7 ปีที่ผ่านมา งานคือการศึกษาภาพแต่ละภาพของกาแล็กซี จำแนกประเภทว่าเป็นกาแล็กซีรูปวงรีหรือรูปเกลียวและพิจารณาว่ากาแล็กซีนั้นหมุนหรือไม่ ทีมงานนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่นำโดยKevin Schawinskiจากมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ดรับผิดชอบโครงการนี้ และ Kevin กับเพื่อนร่วมงานChris Linlottพบว่าทีมงานดังกล่าวจะต้องใช้เวลา 3-5 ปีในการทำงานให้เสร็จ^{[ 23 ]}พวกเขาจึงคิดค้นวิธีการใช้เทคนิคการเรียนรู้ของเครื่องและวิทยาศาสตร์ข้อมูลเพื่อวิเคราะห์ภาพและจำแนกประเภท^{[ 24 ]}

ในปี พ.ศ. 2555 มีการนำเสนอเอกสารแสดงจุดยืนสองฉบับ^{[ 25 ] [ 26 ]}ต่อสภาสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันซึ่งนำไปสู่การจัดตั้งกลุ่มทำงานอย่างเป็นทางการในด้านดาราศาสตร์สารสนเทศและดาราศาสตร์สถิติสำหรับวิชาชีพดาราศาสตร์ภายในสหรัฐอเมริกาและที่อื่นๆ^{[ 27 ]}

ดาราศาสตร์สารสนเทศเป็นบริบทที่เหมาะสมสำหรับการบูรณาการการศึกษาและการวิจัย^{[ 28 ]}ประสบการณ์การวิจัยสามารถนำไปใช้ในห้องเรียนเพื่อสร้างและพัฒนาความรู้ความเข้าใจด้านข้อมูลผ่านการใช้ข้อมูลซ้ำได้อย่างง่ายดาย^{[ 29 ]}นอกจากนี้ยังมีประโยชน์อื่นๆ อีกมากมาย เช่น การนำข้อมูลที่เก็บถาวรมาใช้ใหม่สำหรับโครงการใหม่ การเชื่อมโยงวรรณกรรมกับข้อมูล การดึงข้อมูลอย่างชาญฉลาด และอื่นๆ อีกมากมาย^{[ 30 ]}

ข้อมูลที่ได้จากการสำรวจท้องฟ้าจะถูกนำมาประมวลผลข้อมูล เบื้องต้นก่อน ในขั้นตอนนี้จะมีการลบและกรองข้อมูลที่ซ้ำซ้อนออก ไป นอกจากนี้ ยังมี การสกัดคุณลักษณะจากชุดข้อมูลที่กรองแล้ว ซึ่งจะถูกนำไปประมวลผลต่อไป^{[ 31 ]}การสำรวจท้องฟ้าที่มีชื่อเสียงบางส่วนมีรายชื่อดังต่อไปนี้:

• การสำรวจท้องฟ้าดิจิทัลพาโลมาร์ (DPOSS) ^{[ 32 ]}
• การสำรวจท้องฟ้าทั้งหมดด้วยคลื่นสองไมครอน (2MASS) ^{[ 33 ]}
• กล้องโทรทรรศน์กรีนแบงก์ (GBT) ^{[ 34 ]}
• ยานสำรวจวิวัฒนาการกาแล็กซี (GALEX) ^{[ 35 ]}
• การสำรวจท้องฟ้าดิจิทัลสโลน (SDSS) ^{[ 22 ]}
• SkyMapper Southern Sky Survey (SMSS) ^{[ 36 ]}
• กล้องโทรทัศน์สำรวจแบบพาโนรามาและระบบตอบสนองอย่างรวดเร็ว (PanSTARRS) ^{[ 37 ]}
• กล้องโทรทัศน์สำรวจซินอปติกขนาดใหญ่ (LSST) ^{[ 38 ]}
• อาร์เรย์กิโลเมตร (SKA) ^{[ 39 ]}

ขนาดของข้อมูลจากการสำรวจท้องฟ้าที่กล่าวถึงข้างต้นมีตั้งแต่ 3  TBถึงเกือบ 4.6  EB ^{[ 31 ]}นอกจากนี้ งาน ขุดค้นข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับการจัดการและการประมวลผลข้อมูลนั้นเกี่ยวข้องกับวิธีการต่างๆ เช่นการจำแนกประเภท การ ถดถอยการจัดกลุ่มการตรวจจับความผิดปกติและการวิเคราะห์อนุกรมเวลา แนวทางและแอปพลิเคชันต่างๆ สำหรับแต่ละวิธีเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการดำเนินการงานให้สำเร็จ

การจำแนกประเภท^{[ 40 ]}ใช้สำหรับการระบุและจัดหมวดหมู่ข้อมูลทางดาราศาสตร์โดยเฉพาะ เช่นการจำแนกประเภทสเปกตรัมการจำแนกประเภทโฟโตเมตริก การจำแนกประเภททางสัณฐานวิทยา และการจำแนกประเภทกิจกรรมของดวงอาทิตย์แนวทางของเทคนิคการจำแนกประเภทมีดังต่อไปนี้:

• โครงข่ายประสาทเทียม (ANN)
• เครื่องสนับสนุนเวกเตอร์ (SVM)
• การหาปริมาณเวกเตอร์การเรียนรู้ (LVQ)
• แผนผังการตัดสินใจ
• ป่าสุ่ม
• k-เพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด
• เครือข่ายเบย์เซียนแบบง่าย
• เครือข่ายฟังก์ชันฐานรัศมี
• กระบวนการเกาส์เซียน
• ตารางการตัดสินใจ
• แผนผังการตัดสินใจแบบสลับ (ADTree)

การถดถอย^{[ 41 ]}ใช้ในการทำนายโดยอาศัยข้อมูลที่ดึงมาผ่านแนวโน้มทางสถิติและการสร้างแบบจำลองทางสถิติ มีการใช้เทคนิคนี้ในรูปแบบต่างๆ เพื่อดึงค่าการเลื่อนแดงของโฟโตเมตริกและการวัดพารามิเตอร์ทางกายภาพของดาว^{[ 42 ]}วิธีการต่างๆ มีดังต่อไปนี้:

• โครงข่ายประสาทเทียม (ANN)
• การถดถอยเวกเตอร์สนับสนุน (SVR)
• แผนผังการตัดสินใจ
• ป่าสุ่ม
• การถดถอยเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดk ตัว
• การถดถอยเคอร์เนล
• การถดถอยส่วนประกอบหลัก (PCR)
• กระบวนการเกาส์เซียน
• การถดถอยกำลังสองน้อยที่สุด (LSR)
• การถดถอยกำลังสองน้อยที่สุดบางส่วน

การจัดกลุ่ม^{[ 43 ]}คือการจำแนกวัตถุตาม เมตริก การวัดความคล้ายคลึงกันใช้ในดาราศาสตร์เพื่อการจำแนกประเภท รวมถึงการตรวจจับวัตถุพิเศษ/หายากวิธีการต่างๆ มีดังต่อไปนี้:

• การวิเคราะห์ส่วนประกอบหลัก (PCA)
• ดีบีเอสแคน
• การจัดกลุ่มแบบk -means
• ทัศนศาสตร์
• แบบจำลองใยแมงมุม
• แผนที่จัดระเบียบตนเอง (SOM)
• การเพิ่มความคาดหวังสูงสุด
• การจัดกลุ่มแบบลำดับชั้น
• ออโต้คลาส^{[ 44 ]}
• การสร้างแบบจำลองส่วนผสมแบบเกาส์เซียน (GMM)

การตรวจจับความผิดปกติ^{[ 45 ]}ใช้สำหรับการตรวจจับความผิดปกติในชุดข้อมูล อย่างไรก็ตาม เทคนิคนี้ถูกนำมาใช้ที่นี่เพื่อตรวจจับวัตถุที่หายาก/พิเศษแนวทางต่อไปนี้ถูกนำมาใช้:

• การวิเคราะห์ส่วนประกอบหลัก (PCA)
• การจัดกลุ่มแบบk -means
• การเพิ่มความคาดหวังสูงสุด
• การจัดกลุ่มแบบลำดับชั้น
• SVM แบบคลาสเดียว

การวิเคราะห์อนุกรมเวลา^{[ 46 ]}ช่วยในการวิเคราะห์แนวโน้มและคาดการณ์ผลลัพธ์เมื่อเวลาผ่านไป ใช้สำหรับการคาดการณ์แนวโน้มและการตรวจจับสิ่งใหม่ (การตรวจจับข้อมูลที่ไม่รู้จัก) แนวทางที่ใช้ในที่นี้คือ:

• โครงข่ายประสาทเทียม (ANN)
• การถดถอยเวกเตอร์สนับสนุน (SVR)
• แผนผังการตัดสินใจ

การประชุมเพิ่มเติมและรายชื่อการประชุม:

• ดาราศาสตร์และวิทยาการคอมพิวเตอร์
• ระบบข้อมูลฟิสิกส์ดาราศาสตร์
• คลังซอร์สโค้ดดาราศาสตร์ฟิสิกส์
• สถิติดาราศาสตร์
• คณะกรรมการข้อมูลเพื่อวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
• ดาราศาสตร์ที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูล
• สวนสัตว์กาแล็กซี
• สมาคมสถิติดาราศาสตร์นานาชาติ
• พันธมิตรหอดูดาวเสมือนจริงนานาชาติ (IVOA)
• ทางช้างเผือกที่บ้าน
• หอดูดาวเสมือนจริง
• กล้องโทรทัศน์ทั่วโลก
• ซูนิเวิร์ส

• สมาคมสารสนเทศดาราศาสตร์นานาชาติ (IAIA)
• ซอฟต์แวร์และระบบวิเคราะห์ข้อมูลทางดาราศาสตร์ (ADASS)
• พอร์ทัลสถิติดาราศาสตร์และสารสนเทศดาราศาสตร์
• โครงการริเริ่มด้านสถิติจักรวาล (COIN)
• คณะกรรมการสารสนเทศดาราศาสตร์และสถิติดาราศาสตร์แห่งสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล