月表撞击坑分类体系及形态指标率定研究

总结和概括。

2 月表撞击坑形貌研究现状

月球撞击坑的宏观分类及形态指标率定。由于撞击坑是月表最主要的地貌特征构造单元，近些年对撞击坑的研究较深入。本文主要从对撞击坑的分类、识别、形态特征表达、揭示月球的演化特征等几方面对近年来专家学者的相关研究进行总结和概括。

撞击坑分类与撞击坑提取紧密相关，为研究更好的适用范围更广的撞击坑提取方法，首先要充分全面的认识撞击坑的形貌特征，在大量观测研究的基础上进行合理分类，对不同类型的撞击坑设计相适应的提取方法。本文中所收集的最早的撞击坑分类体系确定是在1949年，由地面观测数据对其进行分类。随着绕月人造卫星的升空，以及探测器分辨率逐渐提高，目前中国嫦娥号所拍摄的月表影像分辨率已以米为单位，丰富的数据资料为我们更好地认识月球提供了可能。

Baldwin 1949年在The Face of the Moon一书中将月表撞击坑依据边界侵蚀程度分为影子型、废墟型、边界破损、边界模糊、边界清晰五种类型。

Wood 在1976年出版的New morphometric data for fresh lunar craters一文中对月表新鲜撞击坑进行了详细的分类，在21世纪以前被认为是最全的撞击坑分类系统。从形态学和形态测量学的角度出发，考虑一级侵蚀程度，将分类体系（LPL crater types）以典型撞击坑命名分为五类，TYC型、 TYR型、 SOS型、 BIO型、 ALC型。

ALC—（Albateginus C）又称为“碗状”撞击坑，光滑的边界，没有坍塌断裂。

BIO—（Biot）：指相对较小，底面平坦的撞击坑，和ALC型撞击坑具有相似的形貌特征及半径范围，但这类型撞击坑具有平坦的地面以及斜坡与坑壁间有明显的断裂。

SOS—（Sosigenes）：相对比较浅而宽，坑底平坦；直径在5-30KM之间，SOS型撞击坑相比BIO型坑底更宽。

TRI—（Triesnecker）：具有典型的扇形墙壁的撞击坑，直径在15-50KM之间，稍有棱角或者扇形边界。

TYC—（Tycho）：拥有多层环形峰，边缘破损严重，坑底相对平坦，直径在30-175KM之间。

Florensky在The relationship between lunar crater morphology and crater size.一文中基于Lunar Orbiter和Zond-8影像，选取新鲜的撞击坑作为研究对象，以验证撞击坑半径大小和其地貌变化的关系，以便对撞击坑进行分类。新鲜撞击坑的确定是根据坑唇的锐度，内壁的陡峭程度。作者将这些撞击坑分为：（1）Schmidt型（2）Dawes型（3）RÖmer型（4）Tycho型（5）Copernicus型 和（6）Plato型。Schmidt型撞击坑呈简单的碗状。直径在几米到几百米的范围内，坑唇突出，坑壁逐渐与坑底连接，没有明显的分界。

1991年在A User’s Guide to the Moon一文中根据撞击坑形态，Heike将撞击坑分为碗型的小型撞击坑、具中央峰的较大型撞击坑、具多环盆地的巨型撞击坑三类。简单撞击坑普遍呈碗状，有凸起的边缘，相对较小，坑底平坦（Smith and Sanchez， 1973）。他们有光滑的边缘坡度较小，随着直径的增大，大量岩石和风化层跌入坑底简单撞击坑逐渐变成扇形的墙壁。最好的例子是东方盆地，一部分被熔岩淹没了。由直径定义的各种撞击坑形状，工人可以区分开来，依据详细的检测标准和数据集。

2014年程维明在“月表形貌特征研究进展及趋势分析”一文中按照形态和规模相结合的比对指标将撞击坑分为月海残留型、特大复杂型、大环状平原型、中等凹坑平原型、小规模碗型、微状酒窝型六类。

3 撞击坑形态指标率定

该部分首先要手工矢量化月表撞击坑，结合剖面图，对其进行量算，计算各撞击坑径深比、坑唇直径坑底直径比值，圆度，结合目视解译的，得出不同类别撞击坑参数特征。

3.1 数据来源及研究区域

该研究所用数据为由美国LRO探测器上LOLA—月球轨道飞行器激光测高仪获得的图像数据制成的DEM模型，空间分辨率为118.45m。相比利用嫦娥一号上的激光高度计获得的数据制作的DEM模型500m的空间分辨率要精确很多，是目前可以获得的较高精度月表DEM数据。

研究区为月表北纬15-30，经度30-60之间的区域。如图1。

3.2 月表撞击坑形貌指标

本研究选取三个特征参数对研究区月表撞击坑特征进行描述，结合Wood的撞击坑分类体系进行分类，得出不同类别撞击坑的参数特征。

利用“深径比”来刻画撞击坑的陡峭程度，进一步推断撞击坑的年龄；

由图2可知，从ALC型到TRI型撞击坑总体趋势是径深比逐渐减小，即撞击坑坑壁陡峭程度逐渐降低，撞击坑越来越平坦，表明撞击坑受重力侵蚀等影响越大，坑壁破损程度越大，撞击坑年龄越老。特别是TRI型，撞击坑接近平坦。四类撞击坑在该参数上的呈规律性递减，故径深比是区分四类撞击坑的重要依据。

图3中，ALC型撞击坑与另外三种类型在该参数上有明显的差异；ALC型撞击坑口坑底直径比相对较大，撞击坑“锥体截断”程度相对较小，撞击坑年龄相对较小。BIO型撞击坑该参数平均值要大于另外两种类型。可以用该参数将ALC型撞击坑明显区分出来。具体区别看图4。

4 结论与讨论

本文首先对人类月球探测及前人月表科学研究成果进行总结，为后续研究做铺垫。

月表撞击坑作为月球表面最主要的地貌特征，月表撞击坑类别划分研究，是认识月貌区域性差异的基础，故本文又对经典的月表撞击坑分类体系进行了梳理。

为更全面的认识月表撞击坑形貌特征，本文基于LRO影像，以月表纬度带北纬15-30经度带30-60的区域为研究区，以Baldwin的撞击坑分类体系为参照，选取径深比、坑口坑底直径比、圆度三个常用的月表形态指标参数为依据，对不同类别的撞击坑进行规律分析。发现坑口坑底直径比能很好的将ALC型撞击坑区分出来；而对于径深比参数从ALC型到TRI型撞击坑有明显的递减的趋势；圆度参数可明显区分ALC型与TRI型撞击坑。

参考文献：

[1]Cook A C，Spudis P D， Robinson M S， et al. Lunar topography and basins mapped using a Clementine stereo digital elevation model[J].Lunar and planetary science，2002， 33：1281-1282.

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作者简介：任静（1994-），女，山东德州人，大学本科，研究方向：地理信息系统，自然地理学。

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