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月球阿波罗与嫦娥任务十个典型着陆区撞击坑数据库:深度学习驱动的35万+直径≥15米撞击坑数据库构建与分布规律(空间科学数据论文专栏)

刘方超 张立 郭弟均 刘斌 谢彬 吕英波 陈剑 凌宗成

刘方超, 张立, 郭弟均, 刘斌, 谢彬, 吕英波, 陈剑, 凌宗成. 月球阿波罗与嫦娥任务十个典型着陆区撞击坑数据库:深度学习驱动的35万+直径≥15米撞击坑数据库构建与分布规律(空间科学数据论文专栏)[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2025-0135
引用本文: 刘方超, 张立, 郭弟均, 刘斌, 谢彬, 吕英波, 陈剑, 凌宗成. 月球阿波罗与嫦娥任务十个典型着陆区撞击坑数据库:深度学习驱动的35万+直径≥15米撞击坑数据库构建与分布规律(空间科学数据论文专栏)[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2025-0135
Impact Crater Databaseof 10 Apollo and Chang'e Landing Regions: Deep Learning Driven Construction and Distribution Patterns of Over 350000 Craters with[J]. Chinese Journal of Space Science. doi: 10.11728/cjss2025-0135
Citation: Impact Crater Databaseof 10 Apollo and Chang'e Landing Regions: Deep Learning Driven Construction and Distribution Patterns of Over 350000 Craters with[J]. Chinese Journal of Space Science. doi: 10.11728/cjss2025-0135

月球阿波罗与嫦娥任务十个典型着陆区撞击坑数据库:深度学习驱动的35万+直径≥15米撞击坑数据库构建与分布规律(空间科学数据论文专栏)

doi: 10.11728/cjss2025-0135
基金项目: 国家自然科学基金(42472304);国家重点研发计划(2022YFF071140)

Impact Crater Databaseof 10 Apollo and Chang'e Landing Regions: Deep Learning Driven Construction and Distribution Patterns of Over 350000 Craters with

Funds: National Natural Science Foundation of China(42472304);National Key Research and Development Program of China(2022YFF071140)
  • 摘要: 撞击坑是解读太阳系天体轨道演化和类地行星表面年龄的关键要素,而月球是对撞击坑保存最完整的内太阳系天体。撞击作用是改造无大气天体最重要的地质过程之一,拥有就位探测数据和返回样品的月球着陆区是认识撞击事件和改造效应重要研究对象。现有月球撞击坑数据库对直径小于100米的小尺度撞击坑覆盖不足,而小撞击坑对月壤的形成和演化具有重要影响。本文构建了覆盖6个阿波罗任务与4个嫦娥任务共10个着陆区的直径大于15米的撞击坑数据库。本文首先提出YOLO11+SAHI融合模型,集成跨阶段核优化模块(C3K2)增强边缘特征提取,使用空间金字塔快速池化模块(SPFF)解决尺度敏感性,通过并行空间注意力模块(C2PSA)抑制复杂地形误检,并结合切片辅助超推理(SAHI)策略提升小目标识别能力。最终模型在测试集上实现了平均精确率0.985、召回率0.94和F1-score 0.962的表现,该模型显著提升小尺度撞击坑检测鲁棒性。基于LROC NAC高分辨率影像,利用该模型对10个着陆区直径20Í20 km范围内的撞击坑进行自动提取,经过人工校验,建成含357,764条记录的撞击坑数据库。根据撞击坑密度分布和尺寸-频率分布特征,揭示二次撞击坑对小尺寸撞击坑分布具有重要影响。相较已有研究,数据库完整性完整区间撞击坑数量占比显著提高。本研究所建数据库为关于撞击坑的人工智能模型提供了重要研究数据,同时能够为月球着陆区地质年代标定、撞击通量演化、月表地质演化、返回样品研究等提供重要支撑。
     

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2025-07-31
  • 录用日期:  2026-01-21
  • 修回日期:  2026-01-20
  • 网络出版日期:  2026-03-12

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