ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 5. С. 265-274

Исследование поверхности Меркурия картографическими методами с использованием новейших топографических данных, полученных на основе обработки изображений КА MESSENGER

А.Ю. Жаркова 1 , И.П. Карачевцева 1 , А.Э. Зубарев 1 , Е.С. Брусникин 1 , А.А. Коханов 1 , М.А. Креславский 2, 1 
1 Московский Государственный Университет геодезии и картографии, Москва, Россия
2 Университет Калифорнии – Санта Круз, Санта Круз, США
Одобрена к печати: 26.08.2016
DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-5-265-274
В 2015 г. космический аппарат (КА) MESSENGER завершил свою миссию, которая продолжалась в течение четырёх лет. При этом получено более 277 тысяч изображений, что обеспечило формирование цифровых моделей рельефа (ЦМР) со средним и низким разрешением (от 0,5 до 22 км/пиксель). Корреляционный анализ существующих топографических моделей показал значительные различия между глобальными ЦМР, что связано с разными методами определения высот, а также сильным влиянием температурного режима на параметры съемочной системы КА MESSENGER (Becker et al., 2014). Новые цифровые модели местности (ЦММ) с разрешением 30−150 м/пиксель и высотной точностью до ±10 м, созданные на основе фотограмметрической обработки детальных стереоизображений КА MESSENGER (10–20 м/пиксель), обеспечили возможность проведения картометрических измерений плоскодонных кратеров и ям (Zharkova et al., 2016). Эти данные, а также каталог малых картеров, сформированный с их использованием, доступны на Геопортале планетных данных МИИГАиК (http://cartsrv.mexlab.ru/geoportal/). Данные, полученные КА MESSENGER за годы миссии, ещё не исчерпали весь свой научный потенциал, поскольку набор обработанной информации постоянно расширяется: например, с использованием новейшей глобальной ЦМР с разрешением 665 м/пиксель нами рассчитаны статистические характеристики морфометрических параметров рельефа Меркурия, благодаря которым можно оценить относительный геологический возраст вулканических равнин на всей планете.
Ключевые слова: Меркурий, КА MESSENGER, стереоизображения MDIS NAC, ЦМР/ЦММ, картометрические измерения, морфометрический анализ, статистические характеристики морфометрических параметров рельефа
Полный текст

Список литературы:

  1. Жаркова А.Ю., Родионова Ж.Ф., Пугачева С.Г., Карачевцева И.П. Разработка настенной карты Меркурия по данным КА MESSENGER // Тезисы конференции «Международный год карт в России: объединяя пространство и время». Москва, 2016.
  2. Коханов А.А., Креславский М.А., Карачевцева И.П., Матвеев Е.Н. Картографирование топографической расчлененности поверхности Луны на основе глобальной цифровой модели рельефа GLD100 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. T.10. № 4. С. 136−153.
  3. Коханов А.А., Креславский М.А., Карачевцева И.П. Особенности морфометрических характеристик малых ударных кратеров в полярных областях Луны // Астрономический вестник. 2015. Т. 49. № 5. С. 1−8. DOI: 10.7868/S0320930X15050060.
  4. Bart G. The quantitative relationship between small impact crater morphology and regolith depth // Icarus, 2014. Vol. 235. P. 130−135. DOI: 10.1016/j.icarus.2014.03.020.
  5. Becker K.J., Robinson M.S., Becker T.L., Weller L.A., Edmundson K.L., Neumann G.A., Perry M.E., Solomon S.C. First Global Digital Elevation Model of Mercury // 47th Lunar and Planetary Science Conference. 2016. LPI Contribution No. 1903. P. 2959. URL: http://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2016/pdf/2959.pdf.
  6. Becker K.J., Becker T.L., Edmundson K.L., Gaskel R.W., McNutt R.L., Murchie S.L., Neumann G.A., Perry M.E., Prockter L.M., Robinson M.S., Solomon S.C., Stephens G.K., Turner F.S., Weller L.A. Progress Towards a Global Digital Elevation Model for Mercury // 45th Lunar and Planetary Science Conference. Texas, 2014. LPI Contribution No. 1777. P. 2243.
  7. Cook A.C., Robinson M.S. Mariner 10 stereo image coverage of Mercury // Journal of Geophysical Research. 2000. Vol. 105. Issue E4. P. 9429−9444. DOI: 10.1029/1999JE001135.
  8. Denevi B.W., Ernst C.M., Meyer H.M., Robinson M.S., Murchie S.L., Whitten J.L., Head J.W., Watters Th.R., Solomon S.C., Ostrach L.R., Chapman C.R., Byrne P.K., Klimczak Ch., Peplowski P.N. The distribution and origin of smooth plains on Mercury // Journal of Geophysical Research. 2013. Vol. 118. Issue 5. P. 891−907. DOI: 10.1002/jgre.20075.
  9. Elgner S., Stark A., Oberst J., Perry M.E., Zuber M.T., Robinson M.S., Solomon S.C. Mercury׳s global shape and topography from MESSENGER limb images // Planetary and Space Science. 2014. Vol. 103. P. 299−308. DOI: 10.1016/j.pss.2014.07.019.
  10. Hawkins S.E., Boldt J.D., Darlington E.H., Espiritu R., Gold R.E., Gotwols B., Grey M. P., Hash C.D., Hayes J.R., Jaskulek S.E., Kardian C.J., Keller M.R., Malaret E.R., Murchie Scott L., Murphy P.K., Peacock K., Prockter L.M., Reiter R.A., Robinso M. S., Schaefer E.D., Shelton R.G., Sterner R.E., Taylor H.W., Watters Th.R., Williams B.D. The Mercury Dual Imaging System on the MESSENGER Spacecraft // Space Science Reviews. 2007. Vol. 131. Issue 1−4. P. 247−338. DOI: 10.1016/j.icarus.2011.07.017.
  11. Kokhanov A.A., Bystrov A.Y., Kreslavsky M.A., Matveev E.V., Karachevtseva I.P. Automation of morphometric measurements for planetary surface analysis and cartography // Int. Arch. Photogramm Remote Sens. Spatial Inf. Sci. 2016. XLI-B4. P. 431−433.
  12. Kreslavsky M.A., Head J.W., Neumann G.A., Zuber M.T., Smith D.E. Kilometer-scale topographic roughness of Mercury: Correlation with geologic features and units // Geophysical Research Letters. 2014. Vol. 41. Issue 23. P. 8245−8251. DOI: 10.1002/2014GL062162.
  13. Kreslavsky M.A., Head J.W, Neumann G.A., Rosenburg M.A., Aharonson O., Smith D.E., Zuber M.T. Lunar topographic roughness maps from Lunar Orbiter Laser Altimeter (LOLA) data: Scale dependence and correlation with geologic features and units // Icarus, 2013. 226. 52−66. DOI:10.1016/j.icarus.2013.04.027.
  14. McNutt R.L., Solomon S.C., Bedini P.D., Anderson B.J., Blewett D.T., Evan L.G., Gol R.E., Krimigis S.M., Murchi S.L., Nittle L.R., Phillips R.J., Prockter L.M., Slavin J.A., Zuber M.T., Finnegan E.J., Grant D.G. MESSENGER at Mercury: Early orbital operations // Acta Astronautica. 2014. Vol. 93. P. 509-515. DOI: 10.1016/j.actaastro.2012.08.012.
  15. Oberst J., Preusker F., Phillips R.J., Watters T.R., Head J.W., Zuber M.T., Solomon S.C. The morphology of Mercury’s Caloris basin as seen in MESSENGER stereo topographic models // Icarus, 2010. Vol. 209. Issue 1. P. 230−238. DOI: 10.1016/j.icarus.2010.03.009.
  16. Zharkova A.Yu., Kreslavsky M.A., Brusnikin E.S., Krasilnikov S.S., Zubarev A.E., Head J.W., Karachevtseva I.P. Small flat-floored craters on Mercury: implications for regolith thickness // Icarus, 2016 (in press).
  17. Zharkova A.Yu., Rodionova Jh.F., Kokhanov A.A., Karachevtseva I.P. New cartography of Mercury: maps and globe // 6th Moscow Solar System Symposium, Space Research Institute RAS. Moscow, 2015. http://ms2015.cosmos.ru/sites/ms2015.cosmos.ru/files/6m-s3_abstract_book.pdf.
  18. Zubarev A.E., Nadezhdina I.E., Kozlova N.A., Brusnikin E.S., Karachevtseva I.P. Special software for planetary image processing and research // The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. Prague, 2016. P. 529−536. DOI:10.5194/isprs-archives-XLI-B4-529-2016.
  19. Zuber M.T., Smith D.E., Phillips R.J., Solomon S.C., Neumann G.A., Hauck II S.A., Peale S.J., Barnouin O.S., Head J.W., Johnson C.L., Lemoine F.G., Mazarico E., Sun X.L., Torrence M.H., Freed A.M., Klimczak C., Margot J.-L., Oberst J., Perry M.E., McNutt Jr. R.L., Balcerski J.A., Michel N., Talpe M.J., Yang D. Topography of the northern hemisphere of Mercury from MESSENGER laser altimetry // Science. 2012. Vol. 336. P. 217–220. DOI: 10.1126/science.1218805.