本文關(guān)鍵詞：基于地形校正月表礦物含量反演研究

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【摘要】：月球高光譜探測，是進入第二次探月熱潮以來各國聚焦的熱點，目標(biāo)在于研究月表單斜輝石、斜方輝石、斜長石、橄欖石、鈦鐵礦等主要礦物的分布及含量，為月表地層成因、歷史演化等研究提供基礎(chǔ)。 以往的月表常見礦物含量反演，主要選用的是Clementine數(shù)據(jù)，波段少，波譜分辨率低，且沒有考慮地形的影響。基于此不足，本論文選取了Chandrayaan-1衛(wèi)星M3數(shù)據(jù)作為研究數(shù)據(jù)，且礦物含量反演前對此高光譜進行了地形校正。 對比多種地形校正方法，選取物理意義明確的Sandmeier地形校正模型。月表目標(biāo)物接收的輻射影響因素，一方面是來自地形自身起伏的影響，另一方面是周圍臨近像元反射輻射對其的增強作用。綜合考慮這兩方面的影響，建立月表Sandmeier模型。針對兩類輻射，引入了兩類反射率：坡面方向-方向反射率、半球-方向反射率，并給出了它們與平面方向-方向反射率之間的關(guān)系。綜合兩類反射的能量，得出了入瞳輻射亮度，進而推導(dǎo)出了月表平面反射率。根據(jù)坡度、坡向這兩個最基本的地形因子以及太陽波譜，分析了光譜校正公式中各項參數(shù)的求解方法，包括坡面入射角、坡面反射角、地形可見因子、太陽直接輻照度、月表坡面總輻照度、太陽直射與否的二值因子。對虹灣地區(qū)的典型區(qū)域進行光譜校正，校正結(jié)果表明，，校正后陽坡反射率有所抑制，陰坡則有一定的增強。 月表礦物含量反演常用的方法有混合光譜分解、多元回歸分析等。在混合光譜分解時，首先，闡述了分別適用于衛(wèi)星觀測及實驗測量反射率數(shù)據(jù)的Hapke模型。在不考慮后向散射的情況下，應(yīng)用Hapke模型，將反射率轉(zhuǎn)化為反照率，并建立了端元礦物反照率、混合礦物反照率及端元礦物含量的線性方程，基于最小二乘的方法，解算出了端元礦物的含量。 礦物含量多元回歸反演時，聯(lián)合LSCC反射光譜數(shù)據(jù)及與之對應(yīng)的礦物含量先驗數(shù)據(jù)，建立了有關(guān)線性、比值兩個模型。應(yīng)用最小二乘方法解算模型系數(shù)。針對每種礦物，通過對比兩種模型的相關(guān)系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、實測與反演含量的散點圖，選擇適合的模型。 分別應(yīng)用這兩種方法，反演了Apollo16登月區(qū)域的各種礦物含量，并與登月實測結(jié)果進行比較，進而進行方法優(yōu)選。最終得出結(jié)論：混合光譜分解方法適用于鈦鐵礦和單斜輝石含量反演；而橄欖石和斜方輝石則分別適宜選用線性和比值多元回歸模型；針對混合光譜分解的斜長石含量實際為斜長石與膠結(jié)物之和的情況，混合光譜分解的斜長石結(jié)果與線性多元回歸反演的膠結(jié)物含量之差，可作為真實的斜長石含量。 應(yīng)用所選的方法，反演虹灣地區(qū)的礦物含量，并與波譜校正前結(jié)果進行對比，分析地形對礦物含量反演的影響，得出結(jié)論：地形對礦物含量的大小有一定的影響。月表礦物反演前需要考慮地形的因素，并應(yīng)用地形校正模型來消除，這在地形起伏較大的地區(qū)尤其重要；地形只影響了反演的礦物的大小，但沒有影響其分布。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：P184.5

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

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2 薛彬,楊建峰,趙葆常;月球表面主要礦物反射光譜特性研究[J];地球物理學(xué)進展;2004年03期

本文編號：1298893