一种基于dem数据的月球穹窿识别方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004]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）、婦娥系列（中国）、Kaguya(日本）、Chandrayaan_l (印度）和LR0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。
[0005] 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[1°]，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。
[0006] 嫦娥二号探测器携带的C⑶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。
[0007] 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：
[0008] 【1 】W. Salisbuury，John，The origin of lunar domes[J]
[0009] 【2】GIFFORD，JAMES W. HEAD and ANN，LUNAR MARE DOMES CLASSIFICATION AND MODES OF ORIGIN[J]
[0010] 【3】Wiesli， Rene A. Beard，Brian. Taylor，Lawrence A. and Johnson，Clark M.， Space weathering processes on airless bodies ：Fe isotope fractionation in the lunarregolith[J]
[0011] 【4】Wohler, Christian，Lena，Raffaello，Lazzarotti，Paolo，etal.，A combinedspectrophotometrieandmorphometricstudyofthelunarmaredome fieldsnearCauchy，Arago，Hortensius，andMilichius[J]
[0012] 【5】I.，SmithE，RUmkerhills:alunarvolcanicdomecomplex[J]
[0013] 【6】A.S.Arya，R.P.Rajasekhar，Amitabh，B.GopalaKrishna，Ajai，A.S.Kiran Kumar，Morphometric，rheologicalandcompositionalanalysisofaneffusivelunar domeusinghighresolutionremotesensingdatasets：AcasestudyfromMarius hillsregion[J]
[0014] 【7】欧阳自远等，绕月探测工程的初步科学成果[J]
[0015] 【8】平劲松，苏晓莉，黄倩，嫦娥一号卫星的近期科学探测成果[J]
[0016] 【9】熊盛青，月球探测与研究进展[J]
[0017] 【10】汤国安，刘学军，闫国年等，数字高程模型及地学分析的原理与方法[M]
[0018] 【11】闫国年，钱亚东，陈钟明，基于栅格数字高程模型提取特征地貌技术研究[J]
[0019] 【12】李春来，刘建军，牟伶俐，嫦娥二号高分辨率影像图集[M]
[0020] 【13】李春来，刘建军，牟伶俐，嫦娥二号高分辨率月球虹湾地貌图集[M].
【发明内容】
[0021] 本发明的目的在于，针对月球表面穹窿识别研究，提出一种利用DEM数据识别月 表穹窿的方法，并成功应用于月表穹窿识别中。能够为今后的月球表面穹窿的形态分析、演 化等研究提供基础性数据。
[0022] 为此，本发明提供了一种基于DEM数据的月球穹窿识别方法，其包括：
[0023] 步骤1 :根据已知月表穹窿，建立月表穹窿的识别参数与参数范围；
[0024] 步骤2 :提取待识别区域的等尚线；
[0025] 步骤3 :计算等高线对应的所述识别参数；
[0026] 步骤4:根据所述识别参数值是否满足其对应的参数范围而剔除属于伪穹窿的等 尚线；
[0027] 步骤5 :将内部包含至少2条等高线的剩余等高线，确定为潜在穹窿的边界；
[0028] 步骤6 :将所围地形为正地形的潜在穹窿识别为穹窿；
[0029] 其中，步骤1和步骤2所采用的月表数据为DEM数据。
[0030] 本发明还提供了一种基于DEM数据的月球穹窿识别装置，其包括：
[0031] 识别参数与参数范围构建模块，根据已知月表穹窿，建立识别月表穹窿的识别参 数，以及根据其最大值和最小值确定为穹窿识别的参数范围；
[0032] 等尚线提取t旲块，提取待识别区域的等尚线；
[0033] 识别参数计算模块，根据所提取的等高线，计算其对应的所述识别参数；
[0034] 伪穹窿剔除模块，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 于伪穹窿的等尚线；
[0035] 潜在穹窿确定模块，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；
[0036] 穹窿识别模块，确定所围地形为正地形的潜在穹窿为识别出的穹窿；
[0037] 其中，识别参数与参数范围构建模块和等高线提取模块所采用的月表数据为DEM 数据。识别参数与参数范围构建模块，根据已知月表穹窿，建立识别月表穹窿的识别参数， 以及根据其最大值和最小值确定为穹窿识别的参数范围；
[0038] 等尚线提取t旲块，提取待识别区域的等尚线；
[0039] 识别参数计算模块，根据所提取的等高线，计算其对应的所述识别参数；
[0040] 伪穹窿剔除模块，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 于伪穹窿的等尚线；
[0041] 潜在穹窿确定模块，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；
[0042] 穹窿识别模块，确定所围地形为正地形的潜在穹窿为识别出的穹窿；
[0043] 其中，识别参数与参数范围构建模块和等高线提取模块所采用的月表数据为DEM 数据。
[0044] 本发明相对于现有技术，利用高分辨率月球DEM数据，解决了月球穹窿识别问题， 为精确识别月表穹窿提供了新的渠道。
【附图说明】
[0045] 图1为本发明中利用DEM数据识别月表穹窿的方法流程图。
[0046] 图2为本发明中待识别三个穹窿所处的位置范围，以及利用试验区DEM数据提取 的等尚线不意图。
[0047] 图3为本发明中满足穹窿识别参数范围的等高线示意图。
[0048] 图4为本发明中潜在穹窿判别结果示意图。
[0049] 图5为本发明中最终的穹窿识别结果示意图。
【具体实施方式】
[0050] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合 附图及较佳实例，对依据本发明提出的月表穹窿识别方法其【具体实施方式】、方法、步骤、特 征及其功效进行详细说明。
[0051] 本发明提出了一种利用DEM数据识别月表穹窿的方法，并成功应用于月表穹窿识 别中。能够为今后的月球表面穹窿的形态分析、演化等研究提供基础性数据。如图1所示， 本发明是采用以下方案来实现：
[0052] 步骤1，建立识别参数与参数范围：选取已知月表穹窿，本发明中采用DEM数据，并 利用等高线确定已知月表穹窿的边界；对边界的多个识别参数进行计算，得到能够刻画穹 窿的形态特征因子，并形成穹窿识别参数，同时统计其最大最小值作为参数的范围。可选 地，所述DEM数据为栅格数据。
[0053] 所述穹窿识别参数包括以下几个，具