近日，国际学术期刊《地球物理研究杂志：行星》（Journal of Geophysical Research: Planets）发表了中国科学院国家天文台李春来研究员团队的最新研究成果。研究团队依托我国探月工程获取的高分辨率遥感数据，创新结合深度学习智能检测技术，构建了新的全月球撞击坑数据库LUC-GRAS200，从全球尺度系统识别出10,699,651个月球撞击坑，直径范围覆盖0.2千米至2050千米，首次将全月撞击坑编目推进至千万量级，并实现了200米尺度撞击坑的全球识别与形态表征。
撞击坑是月球表面最基本、最广泛分布的地貌单元，记录了月球数十亿年来遭受小天体撞击的历史。高精度、全覆盖的月球撞击坑目录，是研究月表年代学、撞击通量变化、月壤演化和区域地质差异的重要基础。以往全球月球撞击坑目录多处于百万量级，在亚公里级小撞击坑识别、三维形貌参数提取、次生撞击坑影响评估和系统误差量化等方面仍存在限制。
针对这些问题，研究团队综合利用嫦娥二号7米分辨率全月数字正射影像、数字高程模型以及月球勘测轨道器相关地形数据，建立了多源数据融合与深度学习识别相结合的技术方法。研究团队通过多尺度自动检测、DEM形貌参数提取、人工分层验证和多目录交叉比对，形成了覆盖全月、尺度跨度超过四个数量级的撞击坑目录。
图1：LUC-GRAS200目录中月球撞击坑数量的全球分布。该图展示了1° × 1°网格分辨率下的撞击坑空间密度（共64,800个网格），白色三角形标示撞击坑密度最高的15个网格。该分布揭示出明显的月球正面—背面不对称性，以及月海区域显著较低的撞击坑密度。（图片来源：论文）
研究结果显示，LUC-GRAS200显著扩展了全月小尺度撞击坑样本，其中0.2—1千米的亚公里级撞击坑约占总数的79%。与已有主要全球月球撞击坑目录相比，该目录在小直径范围内增加了大量样本，同时在5千米以上直径范围内与已有权威目录保持较好一致，表明其在提升亚公里级撞击坑覆盖能力的同时，也保持了中大型撞击坑统计结果的稳定性和可比性。
基于这一千万量级数据集，研究团队揭示了月球撞击坑分布和形态特征的多尺度变化规律。总体来看，月球背面高地和南极—艾特肯盆地区域撞击坑密度较高，而月海区域撞击坑密度较低，反映了不同区域在表面年龄、火山活动改造和后期地质演化方面的差异。研究还发现，正面—背面差异在直径5千米及以上撞击坑中更加稳定；亚公里级撞击坑则表现出更明显的纬向变化，极区和高地区域在部分尺度范围内显示出更高的撞击坑密度和更强的饱和特征。
除位置和直径外，LUC-GRAS200还系统提取了撞击坑深度、坑缘高度、最大坡度、平均坡度和深径比等三维形貌参数。结果显示，高地区域撞击坑的平均形貌参数总体高于月海区域，说明月壳地形背景、物质性质、撞击坑退化程度及后期地质作用共同影响了撞击坑形态演化。
图2：LUC-GRAS200与已有主要月球撞击坑目录的数量对比。LUC-GRAS200将全球月球撞击坑编目推进至千万量级，并显著扩展了亚公里级撞击坑样本。（图片来源：论文）
为保证目录可靠性，研究团队开展了系统的质量控制和不确定性评估。结果显示，在0.2—100千米直径范围内，LUC-GRAS200的总体精确率、召回率和F1指标均约为0.89；当撞击坑直径大于约1千米时，探测完备性超过90%；全球中位完备直径约为0.33千米，超过95%的月表区域可达到1千米以内的完备直径。针对高纬度和极区光照条件、DEM分辨率变化、小撞击坑识别误差以及次生撞击坑影响等问题，目录还提供了质量标记、完备性信息和误差说明，便于用户筛选高可靠性数据。
LUC-GRAS200不仅是一项全球月球制图成果，也是一份面向未来月球科学研究和探测任务的基础数据资源，可为月球表面演化、撞击坑退化、区域地质差异、撞击通量变化以及月球探测着陆区评估等研究提供重要支撑。随着目录和数据产品的公开发布，国内外科研人员将能够基于这一千万量级数据资源开展更加精细的月球科学研究，并进一步推动机器学习技术在行星制图和深空探测数据分析中的应用。
月球表面的每一个撞击坑，都是时间留在行星表面的印记。LUC-GRAS200 的发布，为读取这些印记提供了更加精细的“地图”，也为进一步认识月球演化历史、服务未来月球探测和拓展太阳系行星科学研究奠定了新的数据基础。中国科学院国家天文台左维研究员为该论文的第一作者，李春来研究员和左维研究员为论文的通讯作者。
该研究成果《LUC-GRAS200: A Global Lunar Crater Catalog at Sub-Kilometer Scale–Construction, Validation and Spatial Characteristics》论文链接：https://doi.org/10.1029/2025JE009551
LUC-GRAS200数据集已在中国探月工程数据发布与信息服务系统公开发布。
数据集链接：https://doi.org/10.12350/CLPDS.GRAS.CE2.LUC-GRAS200.vA
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