程維明課題組在JAG期刊發(fā)布火星全球撞擊坑真實(shí)邊界及退化狀態(tài)目錄

火星撞擊坑記錄了流水、風(fēng)和冰川對地貌的改造,這對于研究火星地形的演變至關(guān)重要。退化過(guò)程反映了霜雪的季節性變化、水的流動(dòng)以及沿撞擊坑壁斜坡的河流侵蝕。此外,冰和液態(tài)水的流動(dòng)變化可以制約早期火星的氣候變化。相反,撞擊也可能是早期火星氣候變化和火星地表重塑的原因之一。了解撞擊坑的退化對于理解火星地形的演變至關(guān)重要。

目前,火星全球撞擊坑目錄多以點(diǎn)和圓形表示,這有助于確定行星表面的年齡。然而,這些記錄在冊的圓圈可能無(wú)法滿(mǎn)足對退化狀態(tài)評估、漫游車(chē)導航以及地貌制圖日益增長(cháng)的需求。在退化狀態(tài)方面,研究人員已經(jīng)對撞擊坑的退化情況進(jìn)行了區域評估,但很少關(guān)注全球范圍內的撞擊坑退化評估。盡管人工退化評估非常精確,但容易受到主觀(guān)因素影響,并且在大規模評估時(shí)效率低下。目前迫切需要一個(gè)能夠提供撞擊坑真實(shí)邊界和全球退化狀態(tài)的目錄。

為了解決上述不足,研究團隊提出了一個(gè)記錄撞擊坑真實(shí)邊界和退化狀態(tài)的全球火星撞擊坑目錄。該目錄的構建結合了深度學(xué)習和人工目視解譯,以確保真實(shí)邊界的劃定。在這些真實(shí)邊界的基礎上,研究團隊計算了19個(gè)屬性,包括形態(tài)屬性和退化狀態(tài)。具體而言,研究團隊將撞擊坑形狀分為平底型和碗狀兩種類(lèi)型。根據侵蝕過(guò)程,將退化狀態(tài)分為三類(lèi):新鮮、部分退化和嚴重退化。退化狀態(tài)采用隨機森林方法進(jìn)行全球評估,并用 SHapley Additive exPlanationsSHAP)模型對評估結果進(jìn)行解釋性分析。部分退化的撞擊坑分布模式揭示了退化狀態(tài)與火星溝谷網(wǎng)絡(luò )之間的關(guān)系。經(jīng)過(guò)系列對比實(shí)驗和精度檢驗,該目錄的邊界精度可達90.81%,退化狀態(tài)評估精度可達87%。該目錄可進(jìn)一步應用于火星地形退化、溝谷侵蝕和深空探測的相關(guān)研究。

該研究成果近期發(fā)表于International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation,第一作者為博士生劉丹陽(yáng),通訊作者為程維明研究員,還有來(lái)自南京師范大學(xué)、中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心、中國科學(xué)院地化所的合作研究人員。此項研究得到了中國科學(xué)院B類(lèi)先導科技專(zhuān)項“類(lèi)地行星撞擊坑演化與撞擊效應分析”、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目“基于地貌信息圖譜的地貌類(lèi)型分類(lèi)與制圖研究”的共同支持。?

論文信息:

Danyang Liu,Weiming Cheng*,Zhen Qian,Jia Liu,Jianzhong Liu,Xunming Wang. A global catalog of Martian impact craters with actual boundaries and degradation states. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation. 2024,131,103952.SCI一區TOP

論文鏈接:

https://doi.org/10.1016/j.jag.2024.103952

1MA104391AB目錄(黑線(xiàn)為撞擊坑邊界)




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