全月球撞击坑形貌特征的识别与多指标表达

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1、第33卷第7期地理研究Vol.33,No.72014年7月GEOGRAPHICALRESEARCHJuly,2014全月球撞击坑形貌特征的识别与多指标表达1,2111,2王娇，程维明，周成虎，赵敏（1.中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室，北京100101；2.中国科学院大学，北京100049）摘要：全月球撞击坑数据是支撑月表形貌研究以及月球工程探测和科学研究的重要基础性数据，其全面性、精确性是衡量一个国家科技水平甚至综合国力的重要指标。基于嫦娥一号、Cle-mentine多光谱等探月

2、数据，智能化人工提取了全月球106030个直径大于500m的撞击坑，在IAU公布的有名称的撞击坑及其描述形貌特征指标的基础上，建立了描述全月球撞击坑形貌特征的指标体系并获得了所有撞击坑指标的属性值。针对现阶段尚无一套完整的全月球撞击坑数据库的现状，采用面向对象的Geodatabase数据模型组织全月球撞击坑数据，构建了包含位置、大小、形状、坡度、方向、中央峰、辐射纹等7个大类52个小类指标的全关系型数据库，其可对撞击坑空间数据和属性数据进行一体化管理，实现了对撞击坑数据的存储、检索、处理和应用，为其他月球科学研

3、究基于数据库进行数据挖掘和应用提供了海量基础数据，为后续月球其他资源数据库的构建提供借鉴。今后将进一步完善更新维护全月球数据库的工作。关键词：月球撞击坑；指标体系；数据库；Geodatabase；嫦娥一号DOI:10.11821/dlyj2014060061引言1994年和1998年美国发射的Clementine和LunarProspector号月球探测器对月球的地[1]貌、资源分布、水冰等进行探测，奏响了遥感技术应用于月球地貌研究的序曲。作为月球科学研究的重要组成部分，月球地貌的研究是载人登月技术的基石，是开

4、发和利用月球资源的前提，而撞击坑作为月球表面分布最广泛的地形单元，由于月球上的侵蚀和地[2]质作用较弱，完整地记录了月球撞击的历史。把月球表面的撞击坑作为研究月球地形地貌的最直接窗口，通过对月球撞击坑的大小、形态、分布等特征从不同的方面的研究，[3]可为人们提供研究月球演化历史的线索和方法。因此科学准确地掌握月球撞击坑数据可为探索月球地貌、实现月球资源充分利用、保障月球科学研究等提供可靠科学数据支持。月球探测热潮中，美国、日本、中国、印度以及欧洲等航天大国和组织都踊跃加入。经过相继发起的月球探测活动，各个国家和

5、研究机构已逐步积累并产生了大量的月球探测数据以及科学分析成果，其中美国的月球探测数据目前全部通过美国PDS(Plane-[4][5]taryDataSystem)数据中心进行归档、管理和分发服务；日本的JAXA(航空探测部)在Sagamihara分校研究建立了L2DB数据归档分发系统(Level-2DataArchiveandDistribu-tionsystem)用于存储“月亮女神”SELENE的15个观测任务中获得的各类原始数据以及[6]2级数据产品；欧空局ESA的行星科学数据归档系统PSA(Planeta

6、ryScienceArchive)主要归档和管理欧洲航天局的首枚月球探测器SMART-1号获取的科学探测数据；中国的嫦收稿日期：2014-03-06;修订日期：2014-05-06基金项目：国家自然科学基金项目（41171332）作者简介：王娇(1990-)，女，宁夏人，硕士，主要从事数字地形分析。E-mail:wjiao@lreis.ac.cn通讯作者：程维明(1973-)，男，甘肃人，副研，主要从事地貌学研究。E-mail:chengwm@lreis.ac.cn1251-1263页1252地理研究33卷[7

7、]娥探月数据则主要由国家天文台负责管理发布。以上各国的空间数据虽然数量大、类型多，提供了基础的查询和下载，但是数据等级低、管理遵循不同标准、格式繁杂、属性数据欠缺等缺点对数据灵活全面的应用产生了一定的障碍。成立于1919年国际天文学联合会（IAU），其公布的月球撞击坑名录数据的一致性和通用性得到天文学界的认可，在2012年最新公布了从1935年以来命名的月球表面9003[8]个撞击坑数据，除去直径为零的2个撞击坑，共得到有效使用的撞击坑为9001个。数据格式为ArcGIS可用的Shapefile格式，采用球形月

8、固坐标系，本初子午线定在月球正面的视中心（中央湾），经纬度、方向等定义采用与地球相似的方法。撞击坑名录中主要包含了撞击坑的名称、直径、坑心的经纬度、撞击坑边界经纬度、认证时间等属性特征。之[9]后，2008年Losiak等通过LunarExplorationSummerInternProgram在IAU公布数据的基础上，为8713个撞击坑增添了40条属性特征，更加详细全面地描述了撞击坑