【摘要】：在行星地質(zhì)領(lǐng)域,對(duì)于行星表面地質(zhì)信息的獲取,如礦物成分,撞擊坑構(gòu)造,表面風(fēng)化層的顆粒物理性質(zhì),很大程度上依靠研究可見光遙感數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中,地質(zhì)樣品表面的二向反射分布函數(shù)(Bi-directional reflectance distribution function, BRDF)對(duì)于以上研究至關(guān)重要。BRDF是刻畫一個(gè)物體或者堆積層表面在一定方向光照射下,如何向不同方向散射光的函數(shù)。例如,通過(guò)精確理解行星表面的BRDF,不但可以幫助我們校正不同幾何觀測(cè)條件下的遙感影像,還可以通過(guò)對(duì)比研究月球光學(xué)遙感數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)室模擬月壤測(cè)量數(shù)據(jù),來(lái)反演真實(shí)月壤的化學(xué)和礦物成分。我們還可以通過(guò)研究月表原位光度學(xué)曲線來(lái)估算月壤顆粒的平均直徑,這個(gè)方法已經(jīng)應(yīng)用在了嫦娥3號(hào)玉兔月球漫游車全景相機(jī)的數(shù)據(jù)分析工作中。另外,BRDF研究在大氣遙感,工程和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用。因此,設(shè)計(jì)制作一臺(tái)性能可靠的多角度反射測(cè)量系統(tǒng)對(duì)于研究以上領(lǐng)域,特別是行星地質(zhì)學(xué)和定量遙感學(xué),具有十分重要的意義。本論文完整描述該儀器理論設(shè)計(jì),三維和二維計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械加工,電路設(shè)計(jì),光學(xué)設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)過(guò)程。通過(guò)C++程序設(shè)計(jì),使系統(tǒng)具備了自動(dòng)測(cè)量以及數(shù)據(jù)處理能力。通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)控制伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。通過(guò)監(jiān)視器信號(hào)與接收臂信號(hào)相除,成功將激光不穩(wěn)定性由4.57%降低帶0.21%。我們對(duì)鮞粒樣品,模擬月壤和模擬火星壤進(jìn)行了初步測(cè)試,這些數(shù)據(jù)將會(huì)幫助我們后續(xù)開展地質(zhì)樣品的定量研究。同時(shí),本論文結(jié)合嫦娥3號(hào)玉兔漫游車全景相機(jī)數(shù)據(jù)分析工作,探討了月表原位多角度反射數(shù)據(jù)的獲取方法和意義。
[Abstract]:In the field of planetary geology, the acquisition of geological information on the surface of the planet, such as mineral composition, crater structure and particle physical properties of the surface weathering layer, depends to a great extent on the study of visible remote sensing data. The two-way reflection distribution function on the surface of geological samples (Bi-directional reflectance distribution function, BRDF) is very important for the above study. The BRDF is a description of an object or the surface of the accumulation layer under a certain direction of light irradiation. The function of how to scatter light in different directions. For example, a precise understanding of BRDF, on the surface of a planet can not only help us correct remote sensing images under different geometric observations, but also compare and study lunar optical remote sensing data and laboratory simulated lunar soil measurements. To retrieve the chemical and mineral composition of the real lunar soil. We can also estimate the mean diameter of lunar soil particles by studying the in-situ photometric curves of the lunar surface. This method has been applied to the data analysis of the panoramic camera of Chang'e-3 Jade Rabbit Lunar Rover. In addition, BRDF research has been widely used in the fields of atmospheric remote sensing, engineering and computer graphics. Therefore, the design and manufacture of a reliable multi-angle reflection measurement system is of great significance for the study of the above-mentioned fields, especially planetary geology and quantitative remote sensing. This paper describes the theoretical design, three-dimensional and two-dimensional computer-aided mechanical design, machining, circuit design, optical design and software design. Through C program design, the system has the ability of automatic measurement and data processing. The automatic control of servo motor is realized by single-chip microcomputer system. By dividing the monitor signal from the receiving arm signal, the laser instability was successfully reduced from 4.57% to 0.21%. We have carried out preliminary tests on oolitic samples, simulated lunar soil and simulated Martian soil. These data will help us to carry out further quantitative study of geological samples. At the same time, combined with the data analysis work of Chang'e-3 Jade Rabbit rover panoramic camera, this paper discusses the acquisition method and significance of the in-situ multi-angle reflection data of the lunar surface.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P184.5

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本文編號(hào)：2441193