基于灰度特征与几何约束的月面陨石坑自动提取方法

针对月表图像强度分布不均匀、陨石坑周白色风迹造成的明暗区域对比不明显等问题,提出了一种月面陨石坑自动提取方法。首先对月表灰度图像进行多阈值分割,以提取陨石坑的亮暗区,遍历图像像素灰度值不断迭代阈值,根据该阈值亮暗候选区动态地聚合、生长,分析候选区饱和度、拟合度等几何特征,筛选出符合条件的亮区与暗区;然后结合太阳光照方向以及亮暗区域的灰度对比度、距离等相关约束条件,选择相适度最高的2个亮暗区,将其匹配为同一陨石坑;最后利用最小二乘法对亮暗区域的外轮廓进行拟合,以获取陨石坑半径及位置等信息。分别以美国月球勘测轨道飞行器LRO以及嫦娥三号着陆相机所获取的月表图像验证方法的有效性。结果表明:该方法可有效识别半径在4 m以上的陨石坑,能有效缓解环境中坑周风迹等外部影响,实现对低对比度区域的多尺度陨石坑的提取,具有鲁棒性强、可靠性高等优势。

嫦娥四号着陆点区域高分辨率数字高程模型构建

嫦娥四号登月探测器成功着陆于冯·卡门撞击坑内,实现了人类历史上首次月背软着陆。嫦娥四号登月探测器着陆区的高分辨率数字高程模型(DEM)对后续任务顺利开展至关重要,着陆点区域的三维地形可为月球探测提供关键空间信息支撑,但在嫦娥四号着陆点区域,月球轨道激光高度计生成的DEM/LOLADEM分辨率仅有30m,未见公布高分辨率DEM。基于高分辨率的月球勘测轨道飞行器窄角相机(LROCNAC)影像,利用摄影测量法和阴影恢复形状方法(SFS)针对嫦娥四号着陆点区域,生成了着陆点区域的高分辨率DEM。结果表明,SFS法生成的DEM分辨率更高,重建的地形更加精细。

月球哥白尼纪撞击坑底部链状坑的成因

在月球哥白尼纪撞击坑的底部发育有很多小型链状坑.这些链状坑的形态较小,以至于很少有月球探测器能探测其完整的细微形态.结合月球轨道器(Lunar Orbiter)、月球勘测轨道飞行器(Lunar Reconnaissance Orbiter(LRO))、月球女神(Kaguya)和嫦娥一号的相机数据,该文选择了月球上各种地形上的5个大型哥白尼纪撞击坑以研究月球哥白尼纪撞击坑底部发育的链状坑的成因.首先,通过在高清照片上分析这些链状坑的形态特征和分布方式,认为月球哥白尼纪撞击坑底部发育的链状坑是由于月表以下存在的岩浆活动而形成的;然后,结合月壤厚度数据,此模型的科学性得到了进一步的认证和讨论;在哥白尼纪撞击坑的底部可能依然有正在发育的链状坑存在.最后讨论了链状坑成因模型的局限性及其研究意义.