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程維明課題組在JAG期刊發布火星全球撞擊坑真實邊界及退化狀態目錄
文章來源： | 發布時間：2024-06-14 | 【打印】 【關閉】
火星撞擊坑記錄了流水、風和冰川對地貌的改造，這對于研究火星地形的演變至關重要。退化過程反映了霜雪的季節性變化、水的流動以及沿撞擊坑壁斜坡的河流侵蝕。此外，冰和液態水的流動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重要。
目前，火星全球撞擊坑目錄多以點和圓形表示，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法滿足對退化狀態評估、漫游車導航以及地貌制圖日益增長的需求。在退化狀態方面，研究人員已經對撞擊坑的退化情況進行了區域評估，但很少關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，但容易受到主觀因素影響，并且在大規模評估時效率低下。目前迫切需要一個能夠提供撞擊坑真實邊界和全球退化狀態的目錄。
為了解決上述不足，研究團隊提出了一個記錄撞擊坑真實邊界和退化狀態的全球火星撞擊坑目錄。該目錄的構建結合了深度學習和人工目視解譯，以確保真實邊界的劃定。在這些真實邊界的基礎上，研究團隊計算了19個屬性，包括形態屬性和退化狀態。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型。根據侵蝕過程，將退化狀態分為三類：新鮮、部分退化和嚴重退化。退化狀態采用隨機森林方法進行全球評估，并用 SHapley Additive exPlanations（SHAP）模型對評估結果進行解釋性分析。部分退化的撞擊坑分布模式揭示了退化狀態與火星溝谷網絡之間的關系。經過系列對比實驗和精度檢驗，該目錄的邊界精度可達90.81%，退化狀態評估精度可達87%。該目錄可進一步應用于火星地形退化、溝谷侵蝕和深空探測的相關研究。
該研究成果近期發表于International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation，第一作者為博士生劉丹陽，通訊作者為程維明研究員，還有來自南京師范大學、中科院國家空間科學中心、中科院地化所的合作研究人員。此項研究得到了中科院B類先導科技專項“類地行星撞擊坑演化與撞擊效應分析”、國家自然科學基金重點項目“基于地貌信息圖譜的地貌類型分類與制圖研究”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）
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