Использование ЦМР при расчёте морфометрических параметров поверхности Меркурия и Луны для анализа и картографирования

Оценки морфометрических параметров рельефа активно используются для исследований Земли, однако, множество числовых характеристик, рассчитываемых для нашей планеты по цифровым моделям рельефа (ЦМР), можно успешно получить и для любого другого небесного тела, обладающего твёрдой поверхностью, в том числе и для Меркурия.

Несмотря на относительную близость к Земле, Меркурий остаётся малоизученной планетой. Только два аппарата за всю историю космических исследований побывали в его окрестностях – Mariner 10 в 1974-1975 гг. и MESSENGER, работавший на орбите вокруг планеты в 2011-2015 гг. Однако массив данных дистанционного зондирования (ДДЗ), переданный ими, огромен и позволяет судить об особенностях поверхности Меркурия.

Общие особенности рельефа Меркурия и Луны позволяют опираться на опыт изучения земного спутника – рассчитывать и для Меркурия и для Луны один и тот же набор морфометрических параметров, используя при этом идентичные методы автоматизации.

Среди различных морфометрических параметров в качестве основных нами были выбраны следующие:
- Межквартильный размах Лапласиана (второй производной высот) или Interquartile Range (IQR) – для выделения равнинных и шероховатых участков (Kokhanov et al., 2016);
- Относительная топографическая позиция (ОТП) или Relative Topographic Position (RTP) – для выделения возвышенностей (например, валов кратеров) и впадин (Jenness J., 2016);
- Горизонтальная кривизна поверхности – для пробного выделения долин и хребтов и вертикальная кривизна поверхности – для экспериментов по автоматизированному выделению уступов (Флоринский, 2008; Флоринский, 2009).

В итоге проведённых вычислений с помощью программного обеспечения ArcGIS, вдобавок к ранее рассчитанным значениям межквартильного размаха Лапласиана и ОТП (Zharkova et al., 2019), были получены, распределены по классам (формам макрорельефа) и нанесены на карты значения горизонтальной и вертикальной кривизны. Значения были получены по глобальной ЦМР Меркурия (Becker et al., 2016) с разрешением 665 м/пиксель, по детальным ЦМР Меркурия (Preusker et al., 2017) с разрешением 222 м/пиксель, а также для глобальной ЦМР Луны GLD100 (Scholten et al., 2012) с разрешением 118 м/пиксель.

Полученные результаты обеспечивают возможность проведения сравнительно-планетологического анализа Меркурия и Луны на разных масштабных уровнях и могут поспособствовать выбору областей интереса для будущей обработки данных миссии BepiColombo, успешно запущенной к Меркурию в 2018 г.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта 18-35-00334 мол_а "Автоматизированные расчеты и картографирование в ГИС статистических характеристик рельефа Меркурия".