Nuestra hermosa e intrigante Luna: Parámetro Hapke resuelto los mapas

Mosaico compuesto de cámara de ángulo amplio IROC (WAC) el color de la Luna, se normalizó fotométricamente usando nuevos mapas de parámetro Hapke. Rojo: 689 nm, verde: 415 nm y azul: 321 banda nm; latitud 55 ° S y 55 ° N, longitud-68.6 ° a 41.4 ° E.

 

Después de casi cinco años de observaciones de LRO WAC, hay más de 50 observaciones multiespectrales repetición para cada ~ 480 por 480 m2 de superficie de la Luna. La imagen de apertura es un nuevo WAC RGB color compuesto de mosaicos usando ~ 21 meses de observaciones adquiridas durante el período de la órbita casi circular de 50 km.

 

Una de las tareas más arduas para cualquier planetario de teledetección de imágenes experimento es la corrección fotométrica. ¿Qué es exactamente una corrección fotométrica (o normalización)? Cuando hacen juntos imágenes adquiridas en diferentes momentos, los límites de la imagen son a menudo bastante obvios porque el Sol estaba en una posición diferente y los ángulos de cámara señalando pueden también haber variado. Así el brillo aparente de la superficie puede ser muy diferente donde se superponen imágenes.

 

Como la iluminación y ángulos de visión de cambio, la reflectancia vista en los cambios de cámara de una manera no lineal (abajo, izquierda). La Normalización fotométrica ajusta el brillo relativo de cada píxel de una manera tal que el ángulo de cámara aparente (emisión) y el ángulo del Sol son las mismas en cada píxel (e.g. ángulo de incidencia (i) = 60°, ángulo de la emisión (e) = 0° y ángulo de fase (g) = 60°, ver geometrías ángulo abajo, derecha).

 

 

 

Reflectancia de WAC 643 nm adquirido para un azulejo de 1° (centrado en 0,5 ° N, 181.5 ° E) en función del ángulo de fase (izquierda) y el diagrama de tres ángulos fotométricos (i, e y g) en la geometría de WAC (derecha).

 

Para hacer mosaicos transparente o que comparaban la reflectancia en dos ubicaciones remotas, la normalización fotométrica es imprescindible. Suena simple, ¿verdad? En teoría la normalización debe ser simple. Sin embargo el brillo aparente de la superficie como los cambios de ángulo de incidencia depende también de tamaño de grano, estado de madurez y la composición. Muchos estudios han tratado de replicar esta variación no lineal de reflectancia para el lado o para un área de muestra de la Luna. Normalmente estas correcciones funcionan bien para esa zona, pero no para otras partes de la Luna.

 

Para hacer un mosaico global de los datos de WAC una nueva función era necesaria que representaron todas las variables mencionadas anteriormente. Pero, ¿cómo puede una cuenta para los cambios en la composición, por ejemplo yegua vs highlands? Puesto que tenemos muchos completos de imagen de la Luna, nos podríamos dividir la luna 1° de latitud por azulejos fotométrico de 1° de longitud (64800 azulejos). El amplio campo de visión (60° en modo de color) de la WAC resulta en más del 50% superposición con las órbitas de los vecinos, proporcionando por lo menos dos (y a menudo muchos más) diferentes observaciones por píxel 100 metros para cada punto en la Luna cada mes. Utilizando modelo fotométrico de IROC equipo miembro Bruce Hapke [Hapke, 2012] (un modelo teórico aplicado extensamente para teledetección planetarios), nos parametrizados los datos multiespectrales y multitemporales reflectancia de cada azulejo (~ 30 x 30 km2 área; unos 500.000 puntos en promedio), resultando en los mapas de parámetro Hapke global cerca de la Luna (ver figura siguiente).

 

 

Espacialmente resueltos Hapke mapas de parámetro de la Luna para la banda nm 643 (Figura 16 en Sato et al [2014]). Color corresponde a (a) albedo dispersión individual: w, (parámetro de la función divide Henyey-Greenstein lóbulos doble fase: b y c, (d) sombra esconde oposición efecto amplitud: BS0, sombra (e) escondiendo ancho angular oposición efecto: hS.

 

La apertura de mosaico de color WAC fue normalizada fotométricamente usando la corrección Hapke y nuestros sistemas de parámetro derivadas (se muestra en los mapas anteriores), logrando un hermoso mosaico inconsútil. El mosaico muestra qué tan bien funciona la corrección! Mejor aún, los mapas de parámetro nos dicen acerca de la naturaleza de la superficie lunar. Cada uno de los parámetros Hapke tiene un significado físico que se relaciona con las propiedades de los materiales de la superficie, por ejemplo el espesor óptico y forma irregularidad (b, c), distribución de tamaño de grano (hS) y por supuesto el albedo (w). Este es el primer mapa de parámetro Hapke nunca resuelto para cualquier cuerpo en nuestro Sistema Solar - un logro científico importante.

 

Un artículo recientemente publicado, Sato et al [2014] en la revista de investigación Gephysical: Planetas, describe la metodología detallada de procesar este gigantesco conjunto de datos, las estimaciones de precisión, el modelo Hapke específico usado y nuevos descubrimientos.

 

Posted by Hiroyuki Sato on September 28, 2014 15:24 UTC.

 

Traducción: El Quelonio Volador