《多源探測數據對月球表面粗糙度的研究》是依託北京大學，由法文哲擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多源探測數據對月球表面粗糙度的研究
- 依託單位：北京大學
- 項目負責人：法文哲
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本研究由嫦娥1號等多個月球探測計畫的雷射高度計、CCD立體相機、地基Arecibo雷達、微型合成孔徑雷達、雷達探測儀、Apollo月表特寫相機等儀器所獲取的月球表面多源數據，根據不同儀器的探測原理，計算月球表面高度起伏方差、相關長度、均方根離差、坡度、均方根坡度、有效坡度等粗糙度參數，並構建月表粗糙度分布圖。在此基礎上，研究粗糙度隨水平尺度的變化關係，計算月表粗糙度分形維數Hurst指數，構建其在月表的分布圖。進一步，研究粗糙度隨月表地形地貌（如月海、月陸、撞擊坑）的分布特徵，研究月表粗糙度與年齡之間的相關性，研究撞擊坑的形狀、大小、密度對月表粗糙度的影響，研究月表石塊分布對粗糙度的影響。最後，分析月表光學、微波遙感數據與粗糙度之間的相關性，研究月表粗糙度對光學、被動微波遙感、雷達遙感數據的科學解譯所帶來的影響，特別探討粗糙度對雷達探測月球兩極陰影撞擊坑內水凍的存在所帶來的新啟示。
結題摘要
月球表面粗糙度與月表的形成、改造、演化等科學問題密切相關，是科學解譯月球遙感數據的關鍵參數之一，也可為月表安全著陸提供工程指導。本項目由多源月球探測數據系統研究月球表面粗糙度分布特徵，並分析月表粗糙度對月球主被動微波遙感數據解譯的影響。首先由“嫦娥”1號等多個月球探測計畫的雷射高度計、光學相機、雷達等多源數據，建立了月球表面高解析度數字高程模型，計算並構建了月球表面多個粗糙度參數（高度起伏方差、雙向坡度、均方根坡度、相關長度、Hurst指數）的分布圖，分析了月表粗糙度的分布特徵，分析了月表年齡與撞擊坑密度、大小、形狀對月表粗糙度的影響，並與水星北半球的粗糙度進行了比較。在雷達遙感與月表粗糙度研究中，建立了非均勻粗糙月表測月雷達回波仿真模型，分析了“嫦娥”3號著陸區測月雷達數據，推演了著陸區次表層分層結構，研究了著陸區月表的演化歷史；研究了月表坡度對雷達回波的影響，建立了考慮月表石塊分布的月壤層二元散射模型，分析了月球兩極永久陰影區異常撞擊坑回波特徵，發現了月表石塊是造成永久陰影區回波異常的潛在因素之一。在月球被動微波遙感中，分析了月表坡度、粗糙度對月表微波輻射亮度溫度的影響，研究了典型撞擊坑亮度溫度隨時間的變化，由月球日平均亮度溫度反演了月壤層物理溫度廓線。在這些工作的基礎上，發表研究論文7篇，其中Journal of Geophysical Research- Planets 2篇，Geophysical Research Letters 2篇，Icarus 1篇，Journal of Applied Geophysics 1篇，中國科學1篇。另有1篇論文在評審中，1篇論文待投稿。 總之，本項目按照原計畫執行，順利完成了項目的研究內容，並圓滿實現了研究目標。
