撞击坑能为月球地质研究提供有价值的信息,对其进行自动识别并计算地形特征具有重要意义;在以往研究中由于缺乏合适的高程数据,只能对撞击坑边缘进行粗略提取。本项目拟联合我国CE-1卫星获取的CCD立体影像数据与激光高度计(LAM)数据制作月表高精度DEM,在此基础上进行撞击坑自动识别,并进行撞击坑地形特征分析与三维空间建模,为深入研究撞击坑形成机制提供关键信息。主要研究内容包括通过建立CCD立体影像严格几何模型及联合LAM数据求取高精度DEM;利用局部窗口迭代拟合法求取月表拟合曲面并计算月表相对高程;结合相对高程阈值求取撞击坑候选区;提取撞击坑候选区的边缘并进行矢量化,将其作为初值并用GVF Snake方法结合CCD光学影像优化撞击坑边缘;利用RANSAC方法对撞击坑边缘点进行粗差剔除,并用最小二乘法求解撞击坑圆模型参数;计算撞击坑的坡度、坡形、深度/直径地形特征并对其进行三维空间建模。
本项目完成了既定科学目标,利用嫦娥影像数据提取了碗型撞击坑,利用DEM数据提取了中央峰撞击坑,并得到了两种撞击坑的三维模型表达式;同时采用机器学习的方法实现了对撞击坑自动提取的进一步研究,得到了更好的效果。在此基础上开展了与撞击坑相关的研究,包括矿物成分、成因机制研究。在本项目支持上发表SCI论文4篇,另有2篇文章已经投到SCI期刊,以及还有1篇文章已经经过SCI期刊的初审。另有2篇文章发表在核心期刊上。