b体育火星上有了“西柏坡”！独家专访解密分辨率最高的“全火图”—新闻—科学网
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2024-09-03
4月24日，中国首幅火星全世界彩色影像图于第八个中国航天日问世。这是中国初次火星探测使命中 浓墨重彩 的一笔。
实体漫衍图（国度航天局供图） 天问一号环抱器中分辩率相机从2021年11月至2022年7月用时约8个月，对于火星外貌实行284轨次遥感成像，实现了火星全世界笼罩。于此根蒂根基上，地面运用体系对于获取的14757幅影像数据举行处置惩罚，获得空间分辩率为76米的 全火图 。 
鲁宾逊投影图（国度航天局供图） 基在这幅高分影像图，着陆点四周年夜量的地舆实体被辨认出来。国际天文结合会按照相干法则，将此中的22个地舆实体以中国人口小在10万的汗青文假名村名镇如西柏坡、古绛、漠河等加以定名，将中国标识永世刻印于火星上。 那末， 全火图 最年夜的亮点是甚么？上万幅图片怎样拼出这幅火星 彩照 ？拼出这幅图曾经碰到过甚么样的难题？《中国科学报》独家专访了天问一号副总设计师兼地面运用体系总批示、中国科学院国度天文台研究员李春来，地面运用体系总设计师刘建军以及地面运用体系副总设计师任鑫。 全火图的 两年夜亮点 《中国科学报》：请谈谈中国初次发布火星全世界彩色影像图的意思。 李春来：这标记着天问一号使命第一步实现火星环抱、着陆以及巡视探测的项目方针以及科学方针圆满完成。它将为国际偕行开展火星探测以及科学研究提供品质更高的根蒂根基底图以及原始数据。 《中国科学报》：这幅火星全世界图最年夜的亮点是甚么？ 李春来：这幅火星全世界影像图是用我国天问一号轨道器中分辩率相机得到的图象建造的。影像图有两个亮点：一是分辩率高；二是颜色真。 起首，它的像素分辩率到达76米。今朝，国际上已经有4个100%笼罩全世界外貌的火星全世界影像图，此中最高分辩率只要232米。天问一号轨道器中分辩率相机于8个多月的时间内，获取了14757幅图象，此中11596幅图象即100%笼罩了火星外貌，其像素分辩率为57～120米。接纳平均分辩率76米建造的火星全世界影像图于分辩率上是以前图象3倍多，是以是今朝世界已经宣布的分辩率最高的火星全世界彩色影像图。 同时，火星外貌究竟是甚么样的颜色，始终说不清，加之火星有年夜气，也会影响色采感不雅。于火星图象的处置惩罚历程中，咱们举行了很是具体的年夜气校订，尤为是对于在颜色的校订。咱们使用了火星矿物光谱仪丈量的火星外貌真正的光谱数据，来校订中分辩率相机的图象数据，使患上全世界影像图的颜色最年夜限度地靠近火星的真实颜色。可以说这个火星全世界影像图是个真彩色的影像图。 四年霸占四浩劫题 《中国科学报》：火星全世界影响图是怎样用上万幅图片拼成的？ 任鑫：火星全世界彩色影像图的建造是一个很是繁杂的历程，需要摄影丈量与遥感、计较机图形图象、制图学、地貌学、色采学、光谱学等多学科专业常识的交织交融，很是具备应战性，也碰到了很是多的技能坚苦。 咱们从2019年4月就最先了火星全世界彩色影像图的研制事情，2021年11月前完成为了数据处置惩罚算法实验以及软件的研制以及预备，2022年7月前经由过程部门于轨数据阐发，制订了数据处置惩罚方案以及流程，到2023年4月完成为了全火图的数据出产以及品质查抄，整个历程用时4年时间。 《中国科学报》：建造这幅图象时碰到了如何的应战？是怎样降服的？ 刘建军：全火星数据处置惩罚以及制图的技能坚苦以及应战重要有四个方面。 一是多变的成像前提对于成像品质孕育发生了显著的影响。火星周围覆盖着年夜气层，常常陪同有各类沙尘勾当，还会呈现云等气候征象，这使患上中分辩率相机图象中包罗了年夜气、沙尘以及云等的反射信息。别的，因为拍摄的时间差别，成像时刻的太阳高度角也差别b����。这些要素使患上原始图象的颜色、亮度、清楚度、对于比度等遭到差别水平的影响，于相邻图象之间存于较着差异，并且这些差异会跟着成像季候、地舆纬度、成像时刻的差别而变迁。咱们经由过程成立合用在中分相机的年夜气校订以及光度校订模子，改良了这些影响。 二是缺少火星颜色的定量化熟悉。科学家遍及以为火星为一颗 红色 星球，也哄骗维京号轨道器遥感数据建造了空间分辩率232米的火星全世界 彩色 影像图，可是该颜色其实不是严酷意思上的 真彩色 图象（光谱并不是严酷的红绿蓝），是以火星的正确颜色究竟是甚么，咱们并无正确的观点。中分辩率相机是一个彩色相机，上天前咱们接纳国际尺度照明委员会尺度色度学CIE尺度于地面举行了颜色标定，尤为是使用了另外一台有用载荷 火星矿物光谱仪丈量的火星外貌的真实光谱数据，对于中分辩率相机的图象数据举行了颜色校订，使患上全世界影像图的颜色最年夜限度地靠近火星外貌的真实颜色，提高了人类对于火星真实颜色的定量化熟悉，这是建造 真彩色 火星全世界影像图要害步调之一。 三是比拟地球以及月球，火星轨道丈量精度低，并且没有高精度火星位置基准，怎样实现全火星图象于全世界规模的像素级 无缝 镶嵌，是一年夜技能难题。因为火星轨道器的测控间隔最远到达了约4亿千米，轨道丈量精度只要几百米到几千米，使患上中分相机原始影像于火星地表的位置误差到达了几个到几十个像素，有些处所以至到达了几百个像素。咱们接纳了光束法平差技能，将火星全世界作为一个总体平差收集，对于原始轨道丈量数据举行了优化，使患上中分相机图象的位置误差降低到了一个像素之内，实现了像素级的 无缝 镶嵌。同时，接纳最小二乘平差技能，于全世界规模内对于所有介入全世界制图的图象数据举行匀色处置惩罚，提高了火星全世界 一张图 的总体质量。 四是数据品质的严酷节制。2021年11月至2022年7月，中分辩率相机共得到了14757幅图象，这些影像数据实现了火星全世界的屡次笼罩。咱们制订了数据优选计谋，成立了严酷的品质查抄系统，从中筛选了品质以及分辩率最优且可以实现火星全世界100%笼罩的数据，数据处置惩罚历程中对于在位置误差、颜色误差、亮度以及对于比度误差、纹理细节等举行了多级查抄，确保了全世界影像图的品质程度。 《中国科学报》：这次国际天文结合会以22个中国汗青文假名镇名村定名的火星上地舆实体位置大抵位在火星甚么处所？这是不是中国地舆定名初次登上火星？ 
任鑫：这次以22个中国汗青文假名镇名村定名的火星地名都于回禄号火星车着陆点四周，位在火星北半球，乌托邦平原南部。天问一号（回禄火星车）着陆点的地舆位置是东经109.9，北纬25.1，这一经纬度值近似在广西桂林市于地球上的位置。这些地名包孕了1个方山、2个沟、3个穹丘以及16个环形坑。 除了了我国开展自立定名的火星地名以外，此前火星上另有24个与中国相干的地名，这些地名最早是于1973年为表现火星地名国际化而由国际天文结合会定名的。 
工具半球正射投影图（国度航天局供图） 展示三年夜威力晋升 《中国科学报》：从2008年11月嫦娥一号拍摄的中国第一幅全月球影像图到昨天的第一幅火星全世界影像图。您怎样对待这15年来中国深空影响探测方面的技能前进？ 李春来：我国的深空探测从月球走向火星，研制的月球以及火星全世界影像图是这15年来中国深空探测科学以及技能前进的一个缩影。 2008年11月，我国发布嫦娥一号120米分辩率全月球影像图；2012年2月，发布迄当代界上分辩率最高的嫦娥二号7米分辩率全月球影像图；2019年1月，嫦娥四号得到世界第一张近间隔拍摄的月违影像图；昨天咱们发布了76米分辩率火星全世界影像图。这一历程表现了我国深空探测总体技能程度以及科研实力的跃升。 一是地外天体科学数据获取威力年夜幅晋升。火星环抱器既要完成火星车的中继通讯，又要完玉成球遥感探测，多使命计划、多使命轨道设计极为繁杂，有用载荷技能也获得了超过式的成长； 二是行星际测控以及通讯威力晋升。从地月间隔38万公里到地火间隔最远4亿公里，比拟月球，地球与火星之间最远通讯间隔增长了1000倍。划一前提下，地火之间的旌旗灯号强度降低到地月之间的100万分之一。经由过程多面天线组阵测控以及异地组阵数据吸收等技能，咱们实现了4亿千米远时2Mbps的高效数据吸收，有用保障了火星探测数据的吸收。 三是探测数据处置惩罚以及研究威力的晋升。从月球到火星图象的处置惩罚，表现了许多数据处置惩罚以及研究威力的晋升，包孕行星图象校订、几何定位、拼接镶嵌、全世界平差等。为确保图象色采真实，咱们接纳了谱分辩率更高的多光谱数据对于中分相机数据举行了色采校订，得到了火星 真彩色 的全世界影像图。 《中国科学报》：怎样对待火星全世界影像图对于在下一步火星探测的意思？ 李春来：这次全世界影像图基在摄影丈量道理建造而成，实现了影像图与火星外貌特性地物之间空间几何位置的周密一致，为后续火星探测使命提供了一个全新的、高精度的节制网，可以或许为火星地形地貌阐发、地质演化汗青研究等提供正确的位置信息。76米的高分辩率使它可以或许辨认越发邃密的火星外貌细节，为后续火星探测使命科学方针拔取、探测路径计划等提供支撑。与现有火星影像图举行对于比阐发，可以或许为火星外貌描摹时变特性研究等提供参考。 
墨卡托投影加方位投影图（国度航天局供图） (《中国科学报》记者甘晓、王敏对于本文亦有孝敬)出格声明：本文转载仅仅是出在流传信息的需要，其实不象征着代表本消息网不雅点或者证明其内容的真实性；如其他媒体、消息网或者小我私家从本消息网转载使用，须保留本消息网注明的“来历”，并自大版权等法令义务；作者假如不但愿被转载或者者接洽转载稿费等事宜，请与咱们联系。/b体育
