[发明专利]一种基于DEM数据的月球穹窿识别方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于DEM数据的月球穹窿识别方法及装置。所述方法包括：根据已知月表穹窿，建立月表穹窿的识别参数与参数范围；利用DEM数据提取待识别区域的等高线；基于等高线计算识别参数；根据所述识别参数值是否满足其对应的识别参数范围而剔除属于伪穹窿的等高线；将内部包含至少2条等高线的剩余等高线，确定为潜在穹窿；将所围地形为正地形的潜在穹窿则确定为穹窿；其中，所采用的月表数据为DEM数据。本发明已经成功应用月表穹窿识别试验中。能够为今后的月球穹窿的自动识别提供依据，其识别的结果能够为穹窿的形态学和起源研究提供基础数据。

技术领域

本发明涉及月表形貌识别研究与形貌分析领域，特别是涉及一种利用高分辨率DEM(数字高程模型)数据识别月表穹窿(Lunar Dome)的方法。

背景技术

穹窿是月表的一种典型正(凸起)地形，直径可达几十公里^[1，2]。关于穹窿的起源，目前还存在很多假说。识别穹窿可以为穹窿形态特征、全球分布状态、以及起源研究提供基础数据，进而有利于了解月球的起源与演化。

相关研究表明，月球上的穹窿主要分布在月海中，少数存在于高地^[3，2，4]。目前已知的月表穹窿大多由地基望远镜拍摄的图像识别^[1，2]，均处于月球正面。由于只有月球正面对着地球，这种方法导致无法观测月球背面穹窿。如1973年，Smith对Rumker Hills地区30多个穹窿分析，均来自于地基望远镜Catalina和Pic-du-Midi的观测结果^[5]；1979年，James等人对月海穹窿分类的数据也是来自于低太阳高度角条件下地基望远镜观测结果^[2]。虽然基于地基望远镜观测能够进行部分穹窿识别，但是不能识别月球背面的穹窿。同时由于受到望远镜分辨率以及穹窿自身特点的影响，有些尺寸较小或形态特征不明显的穹窿不能被识别。

加之穹窿的坡度低缓、高度几百米，平均坡度一般小于10°，呈薄饼状，与周围地物的区分界限不是很明显，有研究表明在低太阳高度角条件获取的影像上才能对其进行识别^[3，4，6]。经分析，目前获取的Clementine(1994)、Lunar Prospector(1998)，以及近期的Smart-1(欧洲)、嫦娥系列(中国)、Kaguya(日本)、Chandrayaan-1(印度)和LRO影像均在高太阳高度角条件下获取，只有少数影像是在较低太阳高度角下获取^[7-9]，因此利用影像进行穹窿识别具有一定的难度。

由于DEM能够很好地表达地形的高低起伏、空间形态等基本特征^[10]，是描地形结构、空间形态的基础数据。同时，DEM数据不受光照条件的影响，且具有的大量结构特征信息^[11]。随着月球高分辨率、全球性DEM数据的获取，为识别月背面，以及较小尺度月表地物提供了数据基础，因此利用高分辨率DEM数据为识别月表穹窿提供了新的途径。

嫦娥二号探测器携带的CCD立体相机，获取了全月立体影像，进而制作了全月球7米分辨率的DEM(数字高程模型)^[12]。由于嫦娥二号DEM数据详细地记录全月球的高程信息，且不受拍摄时间等因素的影响，因此可以利用DEM数据提取已知穹窿的形态特征因子，建立相关的方法和指标，实现包括对月球背面穹窿的识别。

上述背景技术描述中上标中括号中的数字代表下面的参考文献号：

【1】W.Salisbuury，John，The origin of lunar domes[J]

【2】GIFFORD，JAMES W.HEAD and ANN，LUNAR MARE DOMES：CLASSIFICATION ANDMODES OF ORIGIN[J]