迄今为止最详细的火星地图

融合了最好的NASA图像,我们构建了一张开源火星地图。 现在通过mars26.com在火星上发布一条推文吧

Mars26
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May 5, 2021

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由于SpaceX计划在2026年将人类降落在火星上,我们再也没有比这更接近登陆另一个星球了-仅仅5年之后!

但剩余的80亿人类呢?我们也想去探索月球!

可惜的是,互联网缺乏高分辨率的自然色下的火星。 这就是我们所构建的

https://mars26.com

Google的火星地图使用的是70年代拍摄的低分辨率图像。NASA的网站仅向我们提供了以不同的分辨率和不匹配的颜色拼凑而成的地图。

这就是为什么我们建立了一个网站,以自然色彩和高分辨率的图像来展示火星。

这也是我们开放源代码的原因。这样以来,任何人都可以在网站上添加功能及更好的图像,只需向资源库推送PR

三款相机中的佼佼者

为了创建迄今为止最详细的火星图像,我们开发了一种将不同图像层合并到一个一致的地图中的方法。 以下是完成这一过程的高级方法。

维京影像是维京1号和2号轨道器于1976年至1980年拍摄的。 2009年,美国国家航空航天局(NASA)位于加利福尼亚的艾姆斯研究中心(Ames Research Center)将4600张维京轨道器图像与黑白火星数字图像模型合并在一起,产生了彩色的全球马赛克。它在赤道处的分辨率约为每个像素230米。 这个模型就是您今天在大多数火星地图和图像中看到的模型。

AMES的模型考虑到了维京图像的不同颜色和亮度,并略微调整了参数。总的来说,该模型可能仍然比该行星表面的自然颜色偏红,因为维京的图像设置中使用的过滤器偏向红色。

我们将利用维京图像的颜色来制作我们更高质量的火星图像。

我们的下一层是MOLA HRSC混合DEM。它是一个数字高程模型,结合了来自火星轨道激光测高仪(MOLA)和高分辨率立体相机(HRSC)的数据。 它由USGS天文地质科学中心于2018年发布,分辨率为每像素200m,高度精度为3米

MOLA登上了NASA火星全球测量师(MGS)航天器,并使用激光以每像素463米的分辨率来供高程数据。模型中添加了1999年至2001年之间进行的6亿次测量,并与HRSC的数据相结合。

自2004年以来,HRSC便已搭载欧洲航天局的Mars Express(MEX)航天器飞行。与MOLA不同,HRSC通过拍摄不同角度的图像来提供高程模型。这种方法可以提供分辨率高达每像素2.3米的数据。

我们将此DEM用作高程数据。

我们的第三个图像层由“火星侦察轨道器”(MRO)上的“上下文成像器”(CTX)实现。该探测器于2006年到达火星。它拍摄的灰度图像分辨率高达每像素6米。 迄今为止,CTX图像已经覆盖了火星表面的99%以上。

除此之外,还有更多的火星图像,但其中大部分我们无法在模型中使用。 但是,一个项目尤其值得一提:除了CTX,MRO还托管HiRISE摄像机。 HiRISE正在记录火星分辨率最高的图像,每像素分辨率达到30厘米之高。 但是,HiRISE影像仅覆盖火星表面的5%, 只有在人类已经触地之后才能实现完全覆盖。

创建最佳的全球火星地图图像

设置好源图层后,我们现在开始研究如何将其合并为所需的火星地图。 基本思想是将维京图像作为颜色层与CTX图像作为高分辨率层以及HRSC高程模型合并以映射Z轴。 听起来很简单,但需要进行长达数月的研究,并对程序进行编程以计算最终产品。 让我们看一下下面的详细过程。

维京图像为最后一层提供颜色。 这些图像是在70年代后期(距月球着陆大约10年)拍摄的。 在这种情况下,它们的质量是惊人的好。

但是,您可能会看到我们为什么要改进它们:由于曝光过度和曝光不足,细节不足以及对比度,亮度和颜色变化而导致的明亮和黑暗区域。

现在,我们将光谱两端的极端曝光降低,然后对图像进行模糊处理,然后再将其作为颜色叠加在CTX层的顶部。 这样,我们可以确保仅颜色,而不会出现不够清晰的细节,最后被带入到最终产品中。

对于没有颜色可用的过度/曝光不足区域,我们将补充平均颜色。

另一方面,CTX图像具有高分辨率,但只有灰度。

CTX未覆盖的区域显示为黑色区域。幸运的是,维京图像覆盖了这些区域。

现在,我们增加CTX图像上的对比度,并将维京图层调整为更能代表自然火星的颜色。 然后,我们将维京 图像置于当前图层的下面,以便可以通过CTX的空白区域看到它,并最终改善过渡效果以消除尖锐的边缘。

在平均8核64 ram机器上,整个计算大约需要100个小时。 然后还需要再花几天时间为地图服务器构建图像。 该服务器根据用户在火星地球上的当前位置向前端提供小图像。

您可以看到为什么我们很高兴在运行多次迭代改善最终结果后可以最终发布。

最终产品是一个简单的网站,拥有完整的火星地球仪,其色彩真实,具有来自火星高分辨率图像的详细信息,具有最高的现有覆盖率。

访问mars26.com,比以往任何时候都更深入地探索,并在自己喜欢的地方留下推文吧!

请持续关注我们更大的计划; 一个惊喜即将到来。

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感谢NASA的Ames研究中心在维京马赛克上的工作,感谢加州理工学院的Murray实验室在CTX图像方面的工作,感谢USGS天文科学中心在MOLA HRSC Blended DEM上所做的工作以及DLR在HRSC,NASA和HRSC上的工作 MOLA的戈达德太空飞行中心,亚利桑那大学在HiRISE方面的工作,马林太空科学系统在CTX方面的运作,NASA喷气推进实验室PDS中涉及的各种工作以及所有机构。 我们真正站在深空巨人的肩膀上。

*今天的特色图片是著名的Schiaparelli火山口,以意大利天文学家Giovanni Schiaparelli的名字命名。 意大利的“ canali”一词起源于Schiaparelli,后来被误译为“运河”,进入了19世纪后期的科学,最后是科幻小说。 陨石坑实际上是马克·沃特尼(Mark Watney)在“火星人”中的目的地,可悲的是,离Schiaparelli EDM着陆器的坠机地点只有几百公里。在图片中,您实际上可以看到深色的火山石层,红色的沙子被强风吹走了。

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