科研动态：我院3D团队在火星表面岩石提取和形态特征研究方面取得新进展

        我国首次自主火星探测任务“天问一号”携带的“祝融号”火星巡视器于2021年5月15日成功软着陆在火星北半球南部最大平原——乌托邦平原，中国行星探测征程又迈出重要一步。为进一步了解火星表面的地理地貌特征，我院3D团队对火星表面三维岩石及其形态特征展开了研究，提出了自动化的三维岩石形态特征精确提取算法，研究成果对于进一步推演火星地形地貌演化过程以及太阳系内部相互作用关系具有一定的参考价值，也将有助于我国后续火星探测任务的开展和探索。

       作为火星表面的关键要素，岩石的形态特征记录着火星表面的地质过程，是火星表面地貌发育演化的“记录器”。此外，岩石还能够用于探测车定位，但同时也会威胁深空探测巡视器的行驶安全。因此，分析火星表面岩石的分布对于着陆点的选择、巡视器路径规划等探测工程的顺利实施具有重要的意义。目前，火星表面岩石提取方法主要基于二维图像分割技术，易受岩石表面灰尘、光照条件等影响，难以分割邻近分布的岩石，且缺乏岩石的三维形态特征信息。因此，本研究利用火星巡视器上搭载的立体相机拍摄的高分辨率影像，系统性地开展火星表面岩石三维提取方法和形态特征参数分析研究。

二、研究成果：

       本研究提出一种由粗到精的三维岩石自动化提取方法，解决目前难以分割邻近岩石的问题；采用高精度三维岩石曲面重构及微分式的几何特征参数计算获取多类岩石三维形态特征，并利用岩石邻域获取更为精确的地形分布，减小地形起伏带来形态特征分析误差。实验结果表明，本研究所提出的三维岩石及其形态特征参数提取方法在多种模拟地形场景下的平均提取准确率超过90%，为基于岩石的行星科学研究提供了可行的思路和数据支撑。

勇气号巡视器导航相机立体影像（L为左相机影像、R为右相机影像）

火星表面三维岩石提取评价结果

三、论文简介

       研究成果于2022年2月被“IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters” 期刊接收，题为“High-Precision Measurement of 3-D Rock Morphology on Mars Using Stereo Rover Imagery”，由中山大学测绘科学与技术学院3D团队博士生肖宙轩、硕士生曾林洲、助理教授李媛、博士后邵杰、硕士生马潮华、教授张吴明，以及中科院空天信息创新研究院副研究员彭嫚合作完成，我院李媛助理教授和张吴明教授为文章的共同通讯作者。

       该研究得到了遥感科学国家重点实验室开放基金（OFSLRSS202108）、国家自然科学基金（41971380）和广西自然科学基金创新研究团队项目（2019GXNSFGA245001）的联合支持。 

原文信息：

       Zhouxuan Xiao, Linzhou Zeng, Yuan Li, et al. High-Precision Measurement of 3-D Rock Morphology on Mars Using Stereo Rover Imagery[J]. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 2022, 19: 1-5. https://ieeexplore.ieee.org/document/9721250

文章DOI：

10.1109/LGRS.2022.3154629