全月球撞击坑识别分类及空间分布-地理学报.PDF

第34 卷 第3 期 地理科学进展 Vol.34, No.3 2015 年3 月 ProgressinGeography Mar. 2015 全月球撞击坑识别、分类及空间分布 1,2 1 1 王 娇 ，程维明 ，周成虎 (1. 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室, 北京 100101; 2. 中国科学院大学, 北京 100049) 摘 要：撞击坑是月球表面分布广泛的地貌单元，是研究月球的最直接窗口。本文以嫦娥一号卫星获取的遥感影 像和DEM ，以及国际天文学联合会(IAU)公布的撞击坑名录为基础数据源，以全月球表面撞击坑为研究对象，采用 遥感图像处理与专家知识融合的目视解译法确定撞击坑的边界，识别出全月球表面直径大于500 m 的撞击坑共计 106030个，采用累积频率和与IAU 公布撞击坑对比两种方法对目视解译的撞击坑进行精度评价，其识别的总体误 差率为10.97% ；按照形态特征指标，将全月球撞击坑分为六大类，对比分析了不同类的撞击坑影像及形貌差异性； 对全月球撞击坑分类进行统计分析，得出了不同类型撞击坑在月球表面的数量与密度特征及空间分布情况。 关 键 词：嫦娥一号; 撞击坑识别; 分类; 分布特征 1 引言 的研究。撞击坑的识别经历了利用望远镜观测手 绘、、利用卫星遥感图像数据人工提取和利用海量 布满月球表面的大大小小、密密麻麻的撞击 高分辨数据自动识别三个阶段，撞击坑的识别方法 坑，是包括环形山、辐射纹及与撞击坑有关的隆起 在不断创新进步。从数据源来看，目前关于撞击坑 的圆形凹坑构造。因月表几乎没有大气层保护，且 的识别方法有 140 种之多(Salamunićca et al, 无风、水的侵蚀和月质活动微弱，所以得以较完整 2012a) ，其中82 种是基于遥感影像进行的，39 种是 的保存(欧阳自远, 2005) ，而成为研究行星地质学的 基于DEM 进行的，还有16种方法融合了DEM 和遥 一把钥匙，在行星地质学研究中具有重要的地位 感影像，只有3 种方法采用了其他类型的影像。在 (岳宗玉等, 2012) 。同时，月表撞击坑的形成过程、 这些方法的基础上又拓展出了7 种基于遥感影像的 形态特征及空间分布等从不同的方面为人们提供 方法(Cross, 1988; Taud et al, 1992; Burl et al, 2011; 了研究月球演化历史的线索和方法(Huang et al, Bandeira et al, 2012; Pedrosa et al, 2012; Troglio et 2009) 。因此，随着空间探测技术的不断发展，利用 al, 2012; Wang et al, 2013) 和4 种与DEM 有关的识 载人和不载人航天器对月球进行探索成为世界各 别方法(Salamunićcaetal,2012, 2012b, 2012c; Wan 国的研究热点(Rosiek et al, 2002) 。中国于2007 年 et al, 2012) 。撞击坑的识别主要是基于遥感影像进 发射了第一颗绕月卫星嫦娥一号，利用其上搭载的 行的，这是因为可用的撞击坑数据大部分来源于遥 大面阵CCD 立体相机和激光高度计获取了覆盖完 感影像。第二大类识别方法则是基于DEM 进行 整、层次丰富、分辨率一致的全月球影像数据和制 的，原因是对于行星探测，太阳、传感器和月球相对 作DEM 模型的