Введение к работе
Актуальность темы.В увеличивающемся потоке данных, о Солнечной системе- существенную долю составляет информация о рельефе поверхности планет. Геолого-морфологический анализ поверхности позволяет, при наличии достаточного ооьема данных, оценить тектонические процессы, протекающие внутри планеты. Метода сравнительной планетологии позволяют, отбрасывая случайные и выделяя глооальные процессы в иизни планет земной группы, заглянуть в глубокое прошлое и, возможно, далекое будущее Земли.
Наиболее близка к Земле как по положению, так и по размерам планета Венера. Рельеф ее поверхности, закрытой непроницаемой в видимом и инфракрасном диапазонах атмосферой, доступен для глооального анализа только радиолокационными методами. С этой целью АМС "Венера-15" и "Венера-16" были оснащены радиотехническими системами, состоящими из радиолокационной станции бокового обзора (РБО) и радиовысотомера - профилографа (РЕП).
В результате радиолокацонного картографирования по данным РБО била получена радиояркостная картина Северного полушария планеты от полюса до 30 северной широты (приблизительно 25 % всей поверхности планеты) с разрешением порядка I км и по данным РВП создана модель рельефа этой области с разрешением порядка 50 км по поверхности.
В радиояркостной картине, разрешение которой позволяет проводить эффективный геолого-морфологический анализ, значение яркости каздого элемента связано функциональной зависимостью с крутизной (средним наклоном) и ориентацией элемента поверхности, рассеивающего радиолокационный сигнал, относительно-падающего
луча.Основной формой представления результатов радиокартографирования была виорана фотокарта. На всех этапах создания фотокарта была представлена в цифровой форме в памяти ЭВМ. Готовые фотокар-тк отображались на полутоновом носителе для последующей печати на картографической фабрике с существенным уменьшением динамического диапазона, но с максимальным сохранением информации о рельефе.
В связи с работой АМС "Венера 15,16" впервые встала проблема отображения результатов глобального радиолокационного картографирования в виде единой фотокарты. Накоплений за десятилетия опыт отображения" радиолокационных данных имел важное, но ограничение значение. Огромный объем данных, полученных при условиях, существенно отличающихся от условий радиолокационного картографирования земной поверхности, потребовал разработки ноеых методов отображения.
Значение яркости каждого элемента радиояркостного изображения связано функциональной зависимостью с изменением высоты рельефа в пределах элемента разрешения радиолокационной системы. Восстановление рельефа по радиолокационному изображению рассматривалось отдельными авторами только в теоретическом плане. Полученные РБО АМС "Венера 15,16" данные Епервые позволяют перевести рассмотрение проблемы радиолокационной клинометрии в практическое русло. Восстановление значений высот элементов отдельных поверхностных структур по радиояркостному изображению позволяет улучшить разрешение по поверхности более чем на порядок, до 2 -4 км, и существенно повысить коррелированность гипсометрии с радиолокационным изображением.
Целью диссертационной работы яеляєтся разработка цифровых методов представления радиолокационной картины поверхности Венеры
в виде полутонового изображения и цифровых методов оценки рельефа отдельных участков поверхности по радиолокационному изображению. Эти методы обеспечивают передачу информации о средней крутизне элементов рельефа с качеством, достаточным для визуального анализа, создания фотокарт, атласов и реконструкции высотного рельефа отдельных поверхностных структур по оценкам отраженной мощности.
Научная новизна. На основе анализа геометрии съемки,специфики зондирующего сигнала и отражательной способности поверхности Венеры получено аналитическое внражешіе, описывающее связь между изменением крутизны рельефа по двум независимым направлениям и изменением уровня отраженной мощности.
Анализ аналитического выражения показал, что контраст радиолокационного изображения Венеры с достаточной точностью определяется вариациями крутизны подстилающей поверхности в плоскости визирования. Показана возможность решения задачи клинометрии как задачи одномерной.
На основе анализа выражения оценен потенциальный динамический диапазон оценок отраженной мощности и разработана методика пред-ставленния радиояркостной картины в виде полутонового изображения.
Практическая ценность. Предложенные методики позволили подготовить и передать для геолого-морфологического анализа в виде полутоновых изображений результаты радиолокационного картографирования Венеры. В виде фотопланов было представлено более 25% поверхности планеты.Фотопланы легли в основу выпуска атласа Венеры и отдельных фотокарт. Детальные топографические оценки рельефа отдельных участков поверхности позволяют делать более достоверными выводы о характере геологических структур Венеры.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
-
Методика получения полутонового изображения по данным РБО АМС "Венера15,16", позволяющая сохранить максимум информации о рельефе планеты при ограниченном динамическом диапазоне полутоново го носителя, основанная на квазилинейной пропорциональности между крутизной элемента рельефа и яркостью.
-
Методика ликвидации перспективных искажений формы и способ реконструкции высот или наклонов отдельных структур рельефа Венеры по радиолокационному изображению поверхности, основанная на зависимости уровня мощности отраженного сигнала от средней крутизны поверхности в пределах элемента разрешения.
-
Методика подавления периодической модуляции средней яркости полутонового изображения, возникающей на фотопланах в связи с ухудшением условий радиокартографирования на краях отдельных полос, позволяющая существенно повысить качество фотокарт, изготовляемых на основе фотопланов, основанная на локальном уменьшении контраста фотоплана таким образом, чтобы средний уровень шума оставался постоянным по всему полю изображения.
Апробация результатов. Основные результаты диссертационной работы докладывались на XVII и XVIII Европейских конференциях молодых радиоастрономов tст.Зеленчукская,СССР,1984 г. и Гренобль, Франция,1985г.) на 8 - советско-американской рабочей встрече по планетологии іМосква,1988г.).
Структура и обьем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, двух приложений и библиографии ; 66 наименований). Она содержит 96 страниц текста, 42 рисунков.
