基于DEM与数字地形分析方法的月表撞击坑提取研究
发布时间：2020-06-25 01:37
【摘要】：随着我国嫦娥系列月球探测研究工作的展开,月表地形地貌的研究逐渐成为热点。作为月表最具代表性的地貌单元之一,月表撞击坑的研究对探究月表的演化历史、月表形貌的形成原因、以及早期火山喷发都有非常重要的研究意义。此外,月球探测器的落点也与月表形貌研究息息相关,月表撞击坑真实形态和位置的确定对探测器落点的选取具有一定参考价值。撞击坑真实边界的形态揭示了撞击顺序,而撞击顺序能够反映撞击坑的演变历史。当前,大部分主流的月表撞击坑提取算法是基于圆形实现撞击坑的提取的,但是这些方法很难提取出撞击坑的真实形态。由此,也就无法进行更深层的分析,如月表地形特征和空间异质性分析。本文以“嫦娥二号”和“月球勘测轨道飞行器”(Lunar Reconnaissance Orbiter,LRO)获取的月球表面地形数据作为主要数据源,通过空间特征的分析,对撞击坑的类型进行了定义,并借助形态特征指标和地形特征指标制定了基于撞击坑特征的提取指标;在此基础上,通过数字地形分析方法研究月表撞击坑真实边界的提取,以期为月表地形的研究和探测提供有价值的参照。本文的主要研究内容与成果如下:(1)从撞击坑的基本形态出发,提出了单个撞击坑的基本组成要素,包括坑唇、坑底、坑壁、中央峰、溅射沉积物等;分析了月表撞击坑的空间特征、形态特征和地形特征,并基于空间关系特征将撞击坑分为离散撞击坑和复杂撞击坑,为基于撞击坑特征的提取指标体系构建奠定基础。(2)基于对月表撞击坑的形态特征和地形特征分析,评价了特征指标在描述月表撞击坑方面的适用性,选取了遵循形态差异且有助于提取撞击坑的指标,构建了基于撞击坑特征的提取指标体系,为后面提取撞击坑做铺垫。(3)利用DEM在地物识别研究中的优势,本文以月表撞击坑为出发点,基于DEM和数字地形分析方法提出了具有创新性的月表撞击坑提取算法,并设计了一套算法精度评价指标体系。通过提取及对比实验,可以发现本文所设计的算法可以较好地提取月表撞击坑真实边界,具有较高的提取精度,同时所提取的撞击坑可以丰富已有的月表撞击坑目录,为月表撞击坑的研究提供了新的技术支撑。
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P184.5
【图文】：
由于经历了两次探月高潮，美国、俄罗斯、中国、日本、区都发射了探测器，采集了大量的月表地形数据、影像数埃和岩石等样本。这些工作为月表撞击坑形态特征、组成研究提供了坚实的数据基础。逡逑主要由抬升边缘（Ｒａｉｓｅｄ邋ｒｉｍ）、撞击坑底部（Ｆｌｏｏｒ）、中央击坑壁（Ｗａｌｌｓ）、漉射物（Ｅｊｅｃｔａ）、放射状亮条纹（Ｒａｙｓ）等，２０１２）。撞击坑的形态可以用深径比、圆形性、体态比、述。Ｎｅｕｋｕｍ等（１９７５）认为形成年龄在三亿年到四亿年径范围大多数是在0．３ｋｍ到２０ｋｍ之间。针对撞击坑ａｌｄ邋ｅｔａｌ．，１９３１邋）、深径比（Ｐｉｋｅ，邋１９７４，邋１９８０）、坑形（Ｈｉｅｓｉｎｇｅｒｅ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋１９９５；邋Ｊａｍｅｓ邋ａｎｄ邋Ｈｅａｄ，邋１９７６；邋Ｓｃｈｕｌｔｚ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋１９７７；邋Ｓｈａｒｙ邋ａｎｄ邋Ｔｈｏｍｐｓｏｎ，邋１９９５；金丽华等，２００９；张义芳和杨文辉，己十分深入，这些研宄为撞击坑的提取及空间分异规律研但现有的形态描述指标多为定性而非定量的描述，在分类主观判断及其专业知识水平的影响，难以在实际的应用中
逡逑尝试基于Ｓｎａｋｅ模型提取撞击坑边缘，图１．２为基于Ｓｎａｋｅ模型提取坑的思路。逡逑但由于Ｓｎａｋｅ模型是全局化的迭代方法，由于月表撞击坑存在多尺度、无序性、逡逑多级嵌套等特征，使得初始Ｓｎａｋｅ曲线位置的确定过多的受到人为干涉。逡逑Ｉ‘爆槰瞻逡逑ｒ＿邋ｂ逡逑一一邋”一逦能ub场娝逡逑ｈ向R[逦，工g使椋礤义先邮迹樱睿幔耄迩咤危樱睿幔耄迩呓嵋品较蝈义贤迹保不冢樱睿幔耄迥Ｐ吞崛∽不骺颖咴档乃悸峰义希保玻囱芯肯肿醋芙嵊敕治鲥义献莨墼卤碜不骺犹崛∷惴ǖ难芯浚昀垂谕舛宰不骺幼远崛∷惴ㄏ喙劐义涎芯考喝〉昧私洗蟮慕埂Ｋ孀鸥鞴皆录苹目梗虑虻奶讲馐菪问讲欢襄义戏岣唬菥炔欢咸岣撸纬闪烁髦质视糜诓煌嘈偷淖不骺拥氖侗鹚惴ā７皱义衔龅鼻暗难芯肯肿醋芙嵛韵录傅悖哄义希ǎ保
本文编号：2728668
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P184.5
【图文】：
由于经历了两次探月高潮，美国、俄罗斯、中国、日本、区都发射了探测器，采集了大量的月表地形数据、影像数埃和岩石等样本。这些工作为月表撞击坑形态特征、组成研究提供了坚实的数据基础。逡逑主要由抬升边缘（Ｒａｉｓｅｄ邋ｒｉｍ）、撞击坑底部（Ｆｌｏｏｒ）、中央击坑壁（Ｗａｌｌｓ）、漉射物（Ｅｊｅｃｔａ）、放射状亮条纹（Ｒａｙｓ）等，２０１２）。撞击坑的形态可以用深径比、圆形性、体态比、述。Ｎｅｕｋｕｍ等（１９７５）认为形成年龄在三亿年到四亿年径范围大多数是在0．３ｋｍ到２０ｋｍ之间。针对撞击坑ａｌｄ邋ｅｔａｌ．，１９３１邋）、深径比（Ｐｉｋｅ，邋１９７４，邋１９８０）、坑形（Ｈｉｅｓｉｎｇｅｒｅ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋１９９５；邋Ｊａｍｅｓ邋ａｎｄ邋Ｈｅａｄ，邋１９７６；邋Ｓｃｈｕｌｔｚ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋１９７７；邋Ｓｈａｒｙ邋ａｎｄ邋Ｔｈｏｍｐｓｏｎ，邋１９９５；金丽华等，２００９；张义芳和杨文辉，己十分深入，这些研宄为撞击坑的提取及空间分异规律研但现有的形态描述指标多为定性而非定量的描述，在分类主观判断及其专业知识水平的影响，难以在实际的应用中
逡逑尝试基于Ｓｎａｋｅ模型提取撞击坑边缘，图１．２为基于Ｓｎａｋｅ模型提取坑的思路。逡逑但由于Ｓｎａｋｅ模型是全局化的迭代方法，由于月表撞击坑存在多尺度、无序性、逡逑多级嵌套等特征，使得初始Ｓｎａｋｅ曲线位置的确定过多的受到人为干涉。逡逑Ｉ‘爆槰瞻逡逑ｒ＿邋ｂ逡逑一一邋”一逦能ub场娝逡逑ｈ向R[逦，工g使椋礤义先邮迹樱睿幔耄迩咤危樱睿幔耄迩呓嵋品较蝈义贤迹保不冢樱睿幔耄迥Ｐ吞崛∽不骺颖咴档乃悸峰义希保玻囱芯肯肿醋芙嵊敕治鲥义献莨墼卤碜不骺犹崛∷惴ǖ难芯浚昀垂谕舛宰不骺幼远崛∷惴ㄏ喙劐义涎芯考喝〉昧私洗蟮慕埂Ｋ孀鸥鞴皆录苹目梗虑虻奶讲馐菪问讲欢襄义戏岣唬菥炔欢咸岣撸纬闪烁髦质视糜诓煌嘈偷淖不骺拥氖侗鹚惴ā７皱义衔龅鼻暗难芯肯肿醋芙嵛韵录傅悖哄义希ǎ保
本文编号：2728668
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