7米分辨率，100%覆盖月球表面

  　　  核心提示

    2月6日，国家国防科技工业局发布了探月工程嫦娥二号月球探测器获得的7米分辨率全月球影像图，这是目前国际上已公布的分辨率最高的全月球影像图。

    高分辨率全月图是如何获得的？它将对未来的月球探索有何帮助？请看本报记者解读。

    “去一个新地方探险，总希望得到的资料越全面、越详细越好，探测月球也是如此。”中科院遥感应用研究所童庆禧院士说，7米分辨率全月图为我国和其他国家开展进一步的月球探测提供了更加完整和精细的地形地貌基础数据。

    7米分辨率、100%覆盖，中国全月球影像图世界领先

    和嫦娥一号获得的全月球影像图120米的分辨率相比，嫦娥二号的分辨率为7米，提高了17倍，可以清晰展示月球撞击坑边缘的细纹，让人领略月球更加美丽的形貌。

    以月球正面的第谷环形坑为例，第谷环形坑深约5公里，直径约85公里，中间的中央峰高约1.6公里，天体撞击形成的辐射线纹达到1500公里，十分引人注目，甚至在地球上用肉眼就可以看到。通过7米分辨率的图像数据，可以看见中央峰顶部的石块和坑底部的龟裂，甚至坑沿塌陷及坑沿顶部的石块。

    月球背面，威纳环形坑的一个卫星坑，直径约47公里。通过7米分辨率的图像数据可以看见环形坑内部的构造细节，并可清晰地分辨出撞击坑底部和边缘的石块，在东南坑壁上甚至可以看见石块滚落的痕迹。

    在全月球范围内用7米分辨率的“高清视力”识别月球表面，目前只有中国能做到。

    探月工程科学应用首席科学家、中国科学院国家天文台台长严俊研究员介绍说，在国际上，有分辨率优于7米的月图，但只是局部月图；也有全月图，但分辨率都达不到7米水平。嫦娥二号获得的7米分辨率全月球影像图是目前最清晰的全月图。

    严俊说：“我们甚至在全月图中看到了阿波罗11号登月遗迹。”

    嫦娥三号未来着陆区高精度图像分辨率优于1.3米

    嫦娥二号探测器有效载荷分系统主任设计师赵葆常研究员介绍说，嫦娥一号只能识别大于360米的月坑、石头，而嫦娥二号可以识别20米大小的物体。打比方说，如果嫦娥一号只能发现机场、港口这样的大型基础设施的话，嫦娥二号就可以发现机场的飞机和港口里的轮船。

    而在未来嫦娥三号即将着陆的月球虹湾地区，通过降低卫星高度并调整相机设置，还获得了分辨率优于1.3米的高精度图像，为嫦娥三号选择平坦落点提供更多的基础数据。

    为何获取图像的分辨率和效率能够大幅度提高？赵葆常说，“如果说嫦娥一号相机是一只单眼，那么嫦娥二号就是用了96只单眼组成的复眼观察月球。这是中国科学家掌握的关键技术。”

    7米分辨率的全月球影像图，其数据来自嫦娥二号卫星半年多的采集。2010年10月24日，嫦娥二号卫星搭载的新型CCD立体相机首次开机工作，成功获取月表影像数据。按照嫦娥二号任务科学探测计划，截至2011年5月20日，共获取607轨100公里高度和15公里高度的月球影像数据。

总数据量超过800GB，全月图历经半年制作完成

    国防科工局党组成员、探月工程副总指挥刘东奎说，与嫦娥一号卫星相比，嫦娥二号影像分辨率由120米提高到7米，数据量增加了300倍，全月图的制作更加困难和复杂。

    在获取原始影像数据的基础上，科研人员需要进行繁琐、细致的辐射校正、光度校正等工作，并根据探测器轨道和姿态数据进行影像数据的几何校正，才能还原月球表面地形、地貌的真实面貌。随后，还要进行影像匹配、分幅和镶嵌，才能形成全月球影像图。

    经过科研人员半年多艰苦细致的工作，7米分辨率全月球影像图终于制作完成。

    专家介绍说，嫦娥二号7米分辨率全月球影像色调一致，层次丰富，图像清晰。影像图的空间分辨率、影像质量、镶嵌精度、数据一致性和完整性等优于国际同类产品，达到国际领先水平。

    制作完成的7米分辨率的全月球分幅影像图产品共有746幅，总数据量超过800GB，按照1比8万的比例全部打印拼接起来，图片面积相当于一个足球场大小。同时，科研人员还制作完成了50米分辨率分幅影像图和全月球数据镶嵌影像图，以及全月球3D立体影像。

  　　  全月球影像图数据对国际开放

    嫦娥二号全月图的发布，为月球和空间科学研究提供了更加详尽的科学探测数据，也标志着嫦娥二号的主要任务由探测运行阶段转入数据发布和科学研究阶段。

    严俊介绍说，高分辨率全月球影像图是月球科学研究最为基础性的资料，对我们研究月球物质特性、月球地质构造、月表物质成分的含量，探究月球起源与演化有着直接的科学价值或重要的参考作用。

    “影像图获得了月球构造的更多细节，从而深化对月球地质构造内部结构的研究。同时，能够识别更多的月面撞击坑，增加统计样本，从各类撞击坑的大小、分布、结构，揭示小天体撞击月球的时空演化规律，从而为研究月球的年龄提供科学依据。”严俊说。

    同时，月球表面物质长期受到宇宙线、太阳高能和低能粒子照射，加上月表温差变化和小天体撞击的综合作用，形成了许多太空风化特征，高分辨率影像图提供的精细特征，可以为揭示太空风化过程提供重要科学依据。此外，高分辨率全月影像图还是编制全月球地质图的科学基础。

    据介绍，与嫦娥一号获得的全月球影像图一样，7米分辨率全月球影像图数据也是对国际开放的，未来将让全球的科学家来使用和体验。