[发明专利]月球环形坑边界的提取方法

权利要求书

1.一种月球环形坑边界的提取方法，包括：

输入分布有目标月球环形坑的DEM数据；

根据月球环形坑的边缘高，中央低的特性，通过DEM数据的高程值，在环形坑内部找到最低高程值点，将得到的最低高程值点作为该环形坑初步的中心点，而后以该最低高程值点为端点，沿着水平面360度方向做高程剖面线；

根据高程剖面线，寻找到环形坑边缘局部最高点作为环形坑的边界点；

在得到环形坑边界点的基础上，对边界点进行拟合，计算出最佳的拟合圆形的中心坐标及半径，得到该环形坑的准确边界。

2.根据权利要求1所述的提取方法，所述做高程剖面线的步骤包括：

将最低高程值点作为第一端点，利用环形坑剖面线端点获取算法，每隔一定的角度，获取在该第一端点水平面360度范围内的一个剖面线第二端点；

将得到的多个第二端点分别与第一端点连接，做以最低高程值点为中心，水平面360度范围内的多条高程剖面线。

3.根据权利要求2所述的提取方法，所述环形坑剖面线端点获取算法包括：

以最低高程值点作为一个高程剖面线的一个固定端点，通过利用经过最低高程值点的竖直法线向水平线条旋转逼近的方法，找到初始的触碰到环形坑坑壁的点；

计算该点离最低高程值点的距离，在最低高程值点和该点的连线延长方向上，将该距离翻倍，取到的另外一个DEM高程点，作为高程剖面线的另外一个端点。

4.根据权利要求2所述的提取方法，所述寻找到环形坑边缘局部最高点作为环形坑的边界点的步骤包括：

利用剖面线高程局部极值算法，按照顺时针的方向，依次获取到坑壁与坑缘过渡区域的高程极值点，作为该剖面线上的坑缘顶点，形成月球环形坑真实边界点集。

5.根据权利要求4所述的提取方法，所述剖面线高程局部极值算法包括：

根据获取的高程剖面线，从最低高程值点开始，沿着剖面线的方向，每隔一个固定距离单位获取DEM高程数值，

根据剖面线的高程斜率变化，计算出局部高程极值点，

比较这些高程极值点，得到高程最大点，作为环形坑坑缘的顶点。

6.根据权利要求4所述的提取方法，所述对边界点进行拟合的步骤包括：

利用基于散点的最小二乘圆形拟合算法对边界点进行拟合。

7.根据权利要求6所述的提取方法，包括：

将获取的环形坑真实边界点作为具有X，Y坐标的散点，

利用基于最小二乘法的非线性拟合方法，将这些散点拟合出一个最佳的圆形，把该圆形的圆心作为环形坑的中心，该圆形的直径为环形坑的大小，该圆形的边缘视作环形坑的准确边界。

8.根据权利要求1所述的提取方法，所述做高程剖面线的步骤包括：

遍历环形坑DEM数据每个像素点的高程值，获取到环形坑坑底最低高程值点，作为高程剖面线的第一端点P，记录下其空间坐标P(x_p，y_p，z_p)；

以最低高程值点P为起始端点，沿着经过P的水平面360度方向，每隔一个角度α，延伸出一条高程剖面线，以最低高程值点P为端点，沿着其竖直方向，获取其竖直法线，将法线向剖面线方向靠拢，求出其与环形坑相交点Q1，记录下其空间坐标Q1(x_q1，y_q1，z_q1)；

计算P点与Q1点之间的水平距离d，而后将d翻倍为2d，计算出离P点水平距离为2d的剖面线方向上的点M1，记录下其空间坐标M1(x_m1，y_m1，z_m1)，M1点作为该高程剖面线上的第二端点；

依此类推，沿着顺时针方向，求算出以P为中心的水平360度方向上，间隔角度为α的所有高程剖面线端点Mn，n为小于360/α的正整数。