【摘要】：月表的反射率、反照率和礦物含量是探測月表物質(zhì)特征、成分及月球地形地貌的重要信息來源。月球由于受到小天體撞擊的影響,導(dǎo)致表面地形起伏較大。而衛(wèi)星傳感器對月表觀測時,是將其作為平面,衛(wèi)星探測的數(shù)據(jù)不能夠代表月表的真實值。因此,有必要在考慮地形因素的情況下研究反射率、反照率和礦物含量。通過對反射率與反照率模型的研究,選擇了各參數(shù)物理意義明確的輻射傳輸模型,推導(dǎo)考慮宏觀地形影響的反射率與反照率模型,并將模型推廣至月球表面。已知地表某一坡面上的輻射可分為太陽直接入射輻射、大氣散射輻射和周圍地形反射輻射,引入方向-方向反射和半球-方向反射,將輻照度與輻射亮度之間建立關(guān)系,并進(jìn)一步推導(dǎo)出針對地形崎嶇地區(qū)的反射率模型。由于月球幾乎沒有大氣,所以忽略了大氣散射輻射的影響,對反射率模型進(jìn)行了簡化,得到了月表的反射率模型。根據(jù)Hapke二向性反射模型,Hapke推導(dǎo)出了單波段反照率模型。但Hapke推導(dǎo)的模型并沒有考慮宏觀地形的影響,因此增添了對地形起伏的考慮。具體采用了兩種方式,基于單散射反照率方法是利用反射率模型求解反照率模型中的單散射反照率推導(dǎo)反照率模型,基于宏觀地形校正函數(shù)方法是將地形對反射率的影響作為比例系數(shù)推導(dǎo)單波段反照率模型。但是兩種方法反演得到的反照率都為單波段的反照率,目標(biāo)要得到寬波段的反照率,因此,依據(jù)反照率的定義,將單一波段的入射輻照度與所有波段上的入射輻照度之比作為線性模擬中的比例系數(shù),將單波段反照率模型轉(zhuǎn)化為寬波段反照率模型。選擇月船一號(Chandrayaan-1)搭載的Global觀測模式下的M3高光譜數(shù)據(jù),以Apollo16登月點作為研究區(qū),結(jié)合模型對所需月表參數(shù),包括高程、坡度與坡向、入射角與反射角、天空可見因子與地形可見因子、太陽直接輻照度、太陽總輻照度及太陽直射二值因子,進(jìn)行求解。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用考慮宏觀地形的反射率和反照率模型反演月表的反射率和反照率。通過對比分析,利用推導(dǎo)得到的反射率與反照率模型,可從一定程度上消除宏觀地形的影響。綜合反射率與反照率的反演結(jié)果,利用混合光譜分解法,從單散射反照率的定義出發(fā),利用礦物含量,建立混合礦物單散射反照率與端元礦物單散射反照率之間的線性關(guān)系,基于最小二乘法,解算出考慮地形影響前后的端元礦物含量。結(jié)果表明,使用考慮地形影響的礦物含量更準(zhǔn)確,且反演得到的鈦鐵礦含量與實測值更接近,斜長石的反演結(jié)果與實測的斜長石和膠結(jié)物之和比較接近,而其他礦物的反演結(jié)果誤差相對較大。
【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】：2016
【分類號】：P184.5

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本文編號：2571613