月球地貌多层级分类方法与体系研究

月球地貌是其表面高低起伏的状态,月球自形成后经历了不同的内、外营力作用最终形成了现在的地貌特征。月球地貌分类是月球地貌学研究的基础,也是月球地貌制图的基础和关键科学问题。本文参考地球地貌分类体系,提出了月球地貌分类的原则与指标,综合考虑月球地貌的宏观基本形态、成因、地貌实体形态、组合形态、次级形态、坡面形态、物质组成与岩性及年代等多种分类指标,构建了月球地貌类型的多层级分类方案,包括月表高程分级、宏观形态分级、成因类型、形态类型、组合形态亚类、次级形态亚类、坡面形态亚类、物质组成亚类与地貌年代亚类九级。基于本文提出的月球地貌多层级分类方案,以嫦娥五号采样返回区为典型研究区进行月球地貌制图,建立嫦娥五号着陆区月球地貌类型数据库。月球地貌类型分类的研究可为月球地貌图编制提供基础参考,为深入理解月球地貌演化过程提供重要依据。

月球极区着陆环境特性对比及探测建议

基于已有的月球探测数据,对月球极区和中低纬地区的环境差异,以及月球南极和北极的地形、坡度、光照、撞击坑分布等着陆探测相关环境进行了对比研究。结果显示:相比月球中低纬地区,极区地形起伏更大、平均温度更低;月球南极整体地形起伏和坡度比北极更大,着陆难度更高;月球南极的永久阴影区集中度更高,单个永久阴影区的面积更大,而永久阴影坑是赋存水冰的最佳位置,因此南极更易获得相关探测成果;月球南极的长期光照区范围要明显大于北极,可为探测器的能源需求提供更好的保障。文章综合以上研究成果认为,从探测目的和维持长期探测的需求角度出发,月球南极着陆环境优于北极和中低纬地区。

月表地貌起伏形态分异特征及分级标准研究

月球地貌是月球表面发生的地质和地貌过程的结果,月球地貌单元的划分和等级分类体系的构建是月球地貌学研究的基础,也是月球地貌图制图的基础和关键科学问题。地貌学是研究形态和成因的科学,高程和起伏度是最基本的地貌指标。本文基于LOLA(Lunar Orbiter Laser Altimeter)DEM数据以及LOLA和SELENE TC(Terrain Camera)融合的DEM数据(SLDEM2015,文中简称SLDEM),利用均值变点法确定月表起伏度计算的最佳窗口,并以起伏度100 m、200 m、300 m、700 m、1500 m及2500 m为阈值将月球表面分为微起伏平原(<100m)、微起伏台地[100 m,200 m)、微小起伏丘陵[200 m,300 m)、小起伏山地[300 m,700 m)、中起伏山地[700 m,1500 m)、大起伏山地[1500 m,2500 m)及极大起伏山地(≥2500 m)地貌7个类型。划分结果显示:微起伏平原主要分布在月海平原区域、部分有玄武岩充填的撞击盆地的盆底区域以及撞击坑坑底区域;微起伏台地主要分布在月海和月陆区域的交界区域;微小起伏丘陵主要分布在月溪和皱脊等构造单元区域;小起伏山地主要分布在撞击坑中央峰及坑底断裂区域;中起伏山地主要分布在撞击坑坑底和坑壁过渡区域、撞击坑坑壁和坑缘过渡区域、撞击盆地盆底与盆壁过渡区域以及盆壁与盆缘过渡区域;大起伏和极大起伏山地主要分布在撞击坑坑壁区域及撞击盆地盆壁区域。本文确定的月表起伏度分级标准可以对月表数字地貌分类体系的构建和月球地貌图集的编研提供定量标准和重要参考。