今天,一张以每像素5米的比例绘制的火星全球地图已在线公布。所有人可以免费获得这张照片,它还将被交付给美国国家航空航天局行星数据系统进行发布。这张火星图像由超过5.7万亿像素组成,是在默里实验室通过合并美国国家航空航天局火星勘测轨道飞行器(MRO)上的相机(CTX)拍摄的11万张个人图像而生成的。它覆盖了南88°和北88°之间99.5%的火星表面。(剩下的0.5%要么根本没有成像,要么就是没有足够高质量的照片进行拼接。)
访问图像的个人可以在地理信息系统公司Esri开发的名为SceneView的交互式界面上查看图像,这个界面可以以“山丘分辨率”无缝探索整个火星。科学家们表示:“任务数据就像圣诞老人,他会一直给你送出惊喜的礼物。美国国家航空航天局的研究和分析计划使我们能够完成这一巨大的地图,并使其普遍可用。”
“我迫不及待地想看看人们用它做的一切以及它所带来的科学。”美国国家航空航天局行星数据归档、恢复和工具拨款主要研究员表示。虽然科学家们有更高分辨率的火星位置的个人图像,但在此之前,全球范围内的最高分辨率为每像素100米,而新地图的分辨率为每像素5米。这意味着火星表面两个维度的分辨率都提高了20倍,为给定区域提供了400倍的信息。
为了构建图像,科学家们使用了一种特征匹配算法,该算法将所有图像对齐,并通过计算两者之间对比度最小的路径将重叠的图像混合在一起,然后像拼图一样将它们连接在一起。“这是一种无损处理,我们并不是为了平滑边界而模糊线条,我们正在寻找连接两张图像的最佳线条。”重要的是,这张由单个图像组成的拼图地图已经与图像一起发布,使每个像素都可以完全追溯到其母图像。
Dickson从MRO的任务档案中提取了11万张CTX图像,其中绝大多数图像的处理过程都很好。剩下的大约13000张图像必须手工拼接在一起,这是一个耗时三年的过程。火星稀薄的大气层会产生云层和沙尘暴,影响表面的图像质量,并阻止计算机自动对齐一些图像,这时就会需要人工操作。
“我想要一种人人都能接触到的、没有接缝的火星全球地图,孩子现在可以使用这个了,我刚满78岁的母亲现在可以使用了,目标是为有兴趣探索火星的人降低障碍。”美国宇航局的一位科学家解释说。该图像的测试版于2018年推出,其中包括3960个单独照片之间的接缝,以获得行星科学界的反馈,它已经在其他工作中被引用了数百次。
美国国家航空航天局于2019年资助了该项目,大部分更新工作都是在疫情初期完成的。Dickson利用在家的时间完善了自动化代码,并呕心沥血地将剩余的图像拼接在一起。科学家们解释说,这张地图令人印象深刻,但它确实证明了MRO收集的数据的价值。上下文摄像机是20年前由圣地亚哥的马林空间科学系统公司建造的。它安装在2005年发射的MRO卫星上,在过去的17年里一直在收集火星的图像和其他数据。

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