科学家公布了5.7万亿像素的火星全球图像

4月6日公布了一张火星全球在线图像，每个像素比例为5米。该图像免费向公众提供，并可通过加州理工学院布鲁斯·默里行星可视化实验室（Caltech’s Bruce Murray Laboratory for Planetary Visualization ）在线访问。它还将被交付给NASA行星数据系统进行发布。

这张拼贴图像包括超过5.7万亿像素（5.7太字节），是通过合并NASA火星勘测轨道器（MRO）上的背景相机（CTX）拍摄的11万张单个图像在默里实验室生成的。它覆盖了88°南至88°北之间火星表面的99.5％。（其余0.5％要么没有拍摄，要么在拼贴图像创建时拍摄的质量不够高。）

这张图像花费了六年时间和数万个小时的工作才构建完成。

默里实验室的图像处理研究科学家和实验室经理Jay Dickson表示：“这个规模确实是前所未有的。”Dickson在2016年被聘用成立默里实验室后不久，就构思和推动了这个项目。

访问这个图像的人可以在Esri开发的交互式接口SceneView上查看它，Esri是一家地理信息系统公司。这个接口允许以“露头石层分辨率”（outcrop resolution）（即细节程度）无缝探索整个火星。露头石层是可能对科学家感兴趣的小悬崖和丘陵。

“任务数据是不断回馈的礼物。NASA的研究和分析计划使我们能够完成这个巨大的拼接图像并使其普遍可用，”行星科学教授、凯克空间研究所（Keck Institute for Space Studies）副主任Bethany Ehlmann说道。

“我迫不及待地想看到人们对它所做的一切以及它带来的科学成果。”Ehlmann和Dickson是资助了这项工作的NASA行星数据归档、恢复和工具基金的主要调查员。

尽管科学家拥有火星上一些地点更高分辨率的单独图像，但在此之前，全球范围内可用的最高分辨率为每像素100米，而新拼贴图像为每像素5米。这代表火星表面两个维度上分辨率增加了20倍，为给定区域提供了400倍的信息量。

为构建这个图像，Dickson和他的同事使用了一种特征匹配算法，对齐了所有图像，并通过计算两个重叠图像之间的最小对比路径，将它们像拼图一样拼接在一起。

“这是非破坏性处理，”Dickson说。“我们不是模糊边界来平滑线条，而是找到了连接两个图像的最佳可能线条。”重要的是，这个单独图像拼贴拼图的地图已经与图像一起发布，允许完整地追溯每个像素到其父图像。

该过程对Dickson从MRO的任务存档中提取的大部分11万个CTX图像都有效。其余约1.3万个图像必须手工拼接，这是一项耗时三年的劳动密集型工作。

火星稀薄的大气会产生云层和沙尘暴，影响着火星表面的图像质量，阻止计算机自动对齐某些图像，因此需要进行手动努力。

Dickson在研究火星上的冰相关特征时想出了拼接图像的想法，并对现有的MRO图像界面感到沮丧。

迪克森（Dickson）表示：“我希望这个东西对每个人都易于接触，没有缝隙。现在学生们可以使用它。我年近78岁的母亲也可以使用它。我们的目标是降低对于想要探索火星的人的障碍。”

2018年，该图像的测试版推出，其中包括由3,960个单独的马赛克组成的接缝，以获取行星科学界的反馈。它已经被引用了100多次。

NASA在2019年资助了这个项目，更新工作的大部分在疫情早期完成。迪克森利用在家的时间，优化了自动化代码，并费力地将剩余顽固的图像拼接在一起。

迪克森表示，虽然这个图像令人印象深刻，但它真正证明了MRO收集数据的价值。20年前，马林空间科学系统（Malin Space Science Systems）在圣迭戈制造了Context相机。它被安装在2005年发射的MRO卫星上，过去17年一直在火星上收集图像和其他数据。

迪克森说：“我为此工作了六年，但MRO团队过去的几十年才让这成为可能。而且，这个航天器仍然在那里做着优秀的科学工作。”

新的火星CTX马赛克图像浏览器可以在 https://murray-lab.caltech.edu/CTX/V01/SceneView/3dViewer.html 上访问，更多信息和可下载的数据可以在 https://murray-lab.caltech.edu/CTX/ 上获得。

来源：

https://www.technology.org/2023/04/06/scientists-unveil-a-5-7-terapixel-global-image-of-mars/