Mise Messenger - využití obrazových dat k mapování povrchu Merkuru

Abstract

Na povrchu Merkuru se kromě impaktních kráterů nachází různé další charakteristické typy povrchových útvarů - pyroklastická ložiska a hollows, unikátní útvar specifický pro tuto planetu. Cílem této práce bylo identifikovat a rozlišit tyto dva typy povrchových útvarů a určit jejich mineralogické složení. Pro analýzu byla využita data z kamery MDIS-WAC. V rámci práce byla provedena série kroků předzpracování surových EDRWAC dat, zahrnující radiometrickou a geometrickou korekci, fotometrickou korekci (Hapkeho model) a vytvoření vícepásmové mozaiky. Při spektrální analýze byly využity metody neřízené klasifikace (K-means), Linear Spectral Unmixing (LSU) a Spectral Angle Mapper (SAM). Výsledky ukázaly jasné spektrální rozdíly mezi pyroklastickými ložisky a hollows. Hollows vykazovaly vyšší odrazivost a výrazný absorpční pás v oblasti 830 nm, zatímco pyroklastická ložiska dosahovala nižší odrazivosti a slabšího absorpčního projevu. Pomocí metod LSU a SAM bylo určeno, že hollows pravděpodobně obsahují sulfid hořečnatý, zatímco pyroklastická ložiska jsou tvořena pyroxenem bohatým na titan. Klíčová slova: Merkur, MESSENGER, MDIS, klasifikace, Linear Spectral Unmixing, Spectral Angle Mapper

In addition to impact craters, the surface of Mercury features several other characteristic types of surface formations-pyroclastic deposits and hollows, a unique feature specific to this planet. The aim of this study was to identify and distinguish these two types of surface formations and determine their mineralogical composition. The analysis was based on data from the MDIS-WAC camera. A series of preprocessing steps was performed on the raw EDRWAC data, including radiometric and geometric correction, photometric correction (using the Hapke model), and the creation of a multi-band mosaic. For spectral analysis, methods such as unsupervised classification (K-means), Linear Spectral Unmixing (LSU), and Spectral Angle Mapper (SAM) were used. The results showed clear spectral differences between the pyroclastic deposits and the hollows. The hollows exhibited higher reflectance and a distinct absorption band around 830 nm, whereas the pyroclastic deposits had lower reflectance and a weaker absorption feature. Using the LSU and SAM methods, it was determined that the hollows likely contain magnesium sulfide, while the pyroclastic deposits are composed of titanium- rich pyroxene. Key words: Mercury, MESSENGER, MDIS, classification, Linear Spectral Unmixing, Spectral Angle Mapper