论文部分内容阅读
月球是距离地球最近的星体,也是人类最早进行观察研究的星体。要对月球进行深入研究,着陆点的选择和巡视探测规划等工程任务实施首先就要对月球存在的时间与形成过程了解。对于月球年龄的确定,前人首先利用地层覆盖关系和撞击坑的形态来确定相对年龄,而后随着月球样本的取回,月球的绝对年龄根据同位素法得到。此时人们根据样本点撞击坑数量尺寸与绝对年龄建立联系,创建了生成函数和年代函数。在确定月表地质年龄的过程中,首先要确定的是地质单元的划分,其对决定月球探测器着陆点以及将来对月球资源开发等方面有着重要意义。本文参考了国内外多源遥感数据,比对分析后使用日本KaGuya物质遥感反演数据与美国Clementine多光谱数据,基于光学影像上不同地质单元的不同反照率差异,对嫦娥五号着陆区物质成分近似的地质单元进行了检测与判识,将该地区划分为35个地质单元。对于定年所需初始撞击坑的提取,本文利用HOG特征和SVM分类器相结合的方法,设置大量的样本库,实现自动提取实验区域不同尺寸的撞击坑,实验所需的相对较小的撞击坑也可以成功提取出来。由于次级撞击坑产生机制的特殊性,其空间形态与初级撞击坑有较大差别,基于该特征,利用Monte Carlo原理模拟陨石撞击月表形成撞击坑,而后根据对撞击坑的初提取结果做出Voronoi图,Voronoi图会将月表细分为一个个只包含单个撞击坑的区域,根据得到每次模拟撞击平均面积及标准差,设置提取阈值,从初提取的撞击坑结果中剔除无用的次级撞击坑,得到定年所需的初级撞击坑。本文利用上述方法对嫦娥五号着陆区域进行了撞击坑初提取和次级撞击坑坑的识别与剔除,在划分的地质单元上基于撞击坑大小尺寸—频率方法得到月表的绝对年龄。结果发现该地区西部年龄较大,东部地质年龄较为年轻,最大年龄为3.66Ga,最小年龄为1.66Ga。得到的定年结果可以为未来嫦娥五号返回样本的定年和年代函数的精化提供参考。