基于嫦娥一号卫星CCD立体影像数据与激光高度计数据的月球撞击坑及其三维特征自动提取方法研究

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。