月表撞击坑空间形态统计与群体退化规律分析

发布时间：2020-11-10 18:33

　　 随着我国探月工程不断深入开展,对月表主要特征之一撞击坑研究提出了更高的要求。对于月表撞击坑的进一步分析,对探索月球演化过程和月表地质年代,构造形成,以及探测器选址着陆有着重要的研究意义和参考价值。此前,大多数对于撞击坑的研究基于圆形撞击坑的提取,忽略了撞击坑的形态研究、退化过程及其所反映的统计规律,此方面缺乏更进一步的研究。本文选取“嫦娥二号”的DEM数据(数字高程模型)以及“月球勘测轨道飞行器(LRO)”的DTM(月表地形)数据和LRO基于广角相机(WAC)的全月100m镶嵌影像作为基础研究数据,结合目前撞击坑数据库,利用ArcGIS软件对月表影像提取撞击坑坡度、坡向及边界参数,结合影像目视识别撞击坑退化程度及主次撞击坑,按照不同地质年代单元统计分析这些参数的群体规律特征,交叉验证当前地质年代的划分的准确性。本文的主要研究内容与成果如下:(1)研究并系统第阐述了撞击坑的形成、演变和退化过程。(2)基于月表数据,结合撞击坑主要形态变化,如结构完整性、明暗对比等目视识别,通过提取撞击坑坡度、坡向等形态参数定量研究,将撞击坑退化等级分为四个等级:C1(新鲜撞击坑)、C2(轻微退化撞击坑)、C3(中等退化撞击坑)、C4(中度退化撞击坑)。(3)基于当前地质单元年代划分标准,选取不同年代地质单元的撞击坑。分析其退化等级统计学分布规律,及特定尺寸下的退化等级年代分布情况,并在剔除次级撞击坑后进一步统计分析,交叉验证了当前的定年结果,为地质年代划分提供了撞击坑形态学方面的参考依据。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：P184.5
【部分图文】：

中国地质大学（北京）硕士学位论文3纬度及分布范围小同时DEM地形数据可以更准确地描述撞击坑的内外形态，准确性高；月表影像具有直观性，对于撞击坑的退化观察，坑的完整度、清晰程度以及坑外溅射物有较好的刻画。本文基于月表影像、DEM及地形数据，参考地面地貌特征定义和计算方法，选取整理了与撞击坑有关的关键参数，并对这些撞击坑的形态参数进行提取，分类研究了不同地质年代单元的撞击坑形态参数统计规律，交叉验证当前定年方法。1.2国内外研究现状1.2.1撞击坑退化及其形态参数研究当前，由于世界多国包括美国、日本、印度、中国相继发射探月探测器，带回了数量庞大的遥感影像数据和地形信息以及月表岩土样本，为后续进一步研究月表撞击坑形态特征，分布情况，退化等提供了数据支持。1.2.1.1撞击坑退化从获取第一张月表影像开始，科学家就观察到了月表撞击坑的退化现象。部分撞击坑边界明确连贯，周围分布着亮白色的溅射物辐射纹，部分撞击坑边界模糊，坑内外存在塌陷现象、坑整体残缺不全，坑内明亮对比不存在。部分撞击坑甚至几乎无法人工目视识别，如图1-1(李坤，2013年)。对于退化等级的定义要结合边缘峰完整性、清晰度以及撞击坑坑底填充程度综合考量。图1–1撞击坑的退化现象Valantinas等选取MareNubium中的一个不规则母马斑块(IMP)和位于其上的四个区域MareHumorum的月球皱纹脊进行退化撞击坑研究，表明撞击坑仍处于生产状态；George(1974年)等人通过对月球雨海盆地MareTranquillitatis撞击

中国地质大学（北京）硕士学位论文111.4研究技术路线图1–2技术路线图根据本文的研究目标与内容，本文的主要技术路线主要分为以下几步：(1)前期准备。下载撞击坑数据库，对撞击坑参数进行了解和处理，；下载研究区域影像等类型数据并进行预处理，做好显示，配准，统一坐标等问题；总结当前对撞击坑内部结构和定年研究的现状，确定研究内容与方向。(2)撞击坑退化分级，基于对撞击坑的目视判别和形态参数提取方法，将撞击坑分为四个退化等级。(3)剔除次级撞击坑阶段。结合目视识别和铁元素含量差异，识别剔除区域内次级撞击坑。(4)退化规律统计阶段。对不同区域总体规律统计分析，分尺寸大小进行分析，并在剔除次级坑影响下统计对比，探索地层年代与退化的统计结果关系，实现定年验证。

中国地质大学（北京）硕士学位论文13第2章撞击坑的形成与退化撞击坑从形成到演化至今，经历了不同程度的退化。对于撞击坑的形成产生过程、分类及月表环境研究和分析，可以了解撞击坑的演化过程，增加对于撞击坑退化过程的认识。2.1撞击坑的形成尽管形成撞击坑的过程是一个连续且非常迅速的过程，但将其细分为三个连续的阶段，可以帮助细化认识撞击坑产生的具体过程。撞击坑的产生按照先后顺序可以分为三个阶段：冲击压缩、冲入凿坑、成坑后改造。图2–1撞击坑形成过程示意图A:冲击压缩；B:冲入凿坑过程；C:成坑后改造2.1.1冲击压缩碰撞和压缩阶段是月表撞击坑产生三个阶段中的第一阶段，包括从撞击物与月表初次始接触到压缩结束的整个过程。当从空中高速运转的撞击体(陨石)与月球发生碰撞时，月表因受到强大的力而发生变形，月表会出现破裂。撞击物的运行速度与月球对其的重力吸引力、撞击物本身的轨道速度以及通过大气时的减速
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本文编号：2878224