基于DEM的月表亮溫模擬的研究.pdf

1、月壤厚度是探索月球的四大重要目標(biāo)之一,反演月壤厚度需要建立準(zhǔn)確的微波輻射亮溫模型。本文詳細(xì)討論了月壤輻射傳輸模型的發(fā)展過程及影響亮溫的重要因素,如地形、鄰坡散射和微尺度的粗糙度,并在現(xiàn)有的亮溫模型基礎(chǔ)之上,利用嫦娥一號CCD影像與輻射計的同軌特性,添加了重要的地形因素,從理論上可以模擬月表任意時刻、任意位置的亮溫,并且能夠直接和微波輻射計實測數(shù)據(jù)相比較,這是新模型與之前的亮溫模型之間最突出的區(qū)別。
　　為了利用與微波輻射計同軌掃描

2、的CCD影像生成DEM,本文首先介紹了基于三線陣CCD影像的三維建模的流程,并以Hercules撞擊坑為例,發(fā)現(xiàn)計算的DEM主要存在粗差簇和粗差線兩種粗差,討論了這兩種粗差的特點和形成原因,并提出局部仿射變換抑制粗差簇,以角錐體法代替經(jīng)典答解方法來抑制粗差線。最后以有效太陽輻照度圖像較好地反映出DEM中的撞擊坑的輪廓信息,通過比較證明修正后的DEM精度有了較大的提高,并由此得到一些關(guān)于粗差線的初步結(jié)論。
　　在得到DEM之后,通過

3、地形修正和遮蔽可計算出有效太陽輻照度,并通過實例證明了地形修正的確能夠造成輻照度的局部增強(qiáng)和局部衰減,并且遮蔽區(qū)域和CCD影像較好地符合。然后針對當(dāng)前的熱傳導(dǎo)方程不能適用于任意月壤厚度的問題,分析了熱傳導(dǎo)方程的迭代穩(wěn)定條件,并提出了一種新的自適應(yīng)分層方法。
　　為了與實測數(shù)據(jù)相比較,在計算出DEM每個網(wǎng)格點的溫度后,采用基于天線方向圖的方法對亮溫進(jìn)行歸一化,得到了和微波輻射計同時刻、同區(qū)域的模擬亮溫。針對 Hercules坑的實測