胡明

摘要：本文基于美国月球勘测轨道器（LRO）窄角相机影像，研究了嫦娥四号着陆区的高精度三维制图，主要工作和成果包括：研究構建了LRO窄角相机影像严格成像模型，并基于SIFT-RANSAC特征点匹配和半全局密集匹配方法，实现了LRO窄角相机影像的立体匹配;使用无月面控制的自由网平差对LRO窄角相机影像的外方位元素进行优化，将像方反投影残差降低到了亚像素级别，提高了影像的内符合精度;选取合适的LRO窄角相机影像立体像对进行制图，获得了着陆区2米分辨率的数字高程模型（DEM）和数字正射影像（DOM）。

关键词：遥感影像;影像匹配;光束法平差;三维测图

1. 引言

我国嫦娥四号探测器于2019年1月3日顺利在预选着陆区冯·卡门撞击坑内着陆，实现了人类深空探测历史上的首次月球背面软着陆任务[1]。着陆区高精度三维地形构建是月球与深空着陆探测研究的重要问题，可为着陆探测提供关键空间信息支持。

月球勘测轨道器（LRO）上搭载的窄角相机（NAC）可对月表进行0.5米分辨的遥感成像，是目前分辨率最高的月球轨道器相机[2]，由于LRO NAC的两个线阵相机重叠度较小，无法形成立体像对，需要采用轨道重返和相机侧摆等方式进行立体构建。本文将基于NAC影像，着手解决嫦娥四号着陆区高精度地形制图问题。

2. 着陆区及遥感影像数据概况

嫦娥四号探测器在月球坐标系下的地理坐标为（177.588°E，45.457°S），位于冯·卡门撞击坑内部地势较为平坦的区域。着陆点附近两幅NAC影像M1311886645RE和M1311893667RE构成的立体像，影像分辨率为0.7m，其覆盖月面约3.5km×35km范围，本文将利用这两幅NAC影像进行嫦娥四号着陆区高精度三维地形构建。……