【意义】月球表面物质成分与热环境特征，是进一步认识月球资源分布、环境特征、演化历史的重要科学依据。光谱成像仪具有无损探测物质成分的能力，是月球及深空探测任务中配置的重要科学载荷之一。轨道器探测数据为人类认识月球资源分布、起源演化等提供了重要数据。随着月球探测任务的日益深入和光谱成像技术的不断发展，获取更高空间分辨率、更高光谱分辨率的宽谱段全月数据是月球环绕探测的发展趋势，但也加深了数据处理的难度。【进展】本文首先概述了国内外历次月球探测任务中，光谱成像仪的参数配置及主要研究成果等；然后，针对月球高光谱宽谱段遥感数据预处理、月表参量转换等难题进行了讨论；最后，就如何突破现存的挑战，获取更高精度的月表科学研究成果，提出了可能的技术途径和解决方向。【结论】高光谱数据为月球表面特征的详细研究提供了数据基础，后续将为载人月球探测和月球科学研究提供进一步的支撑。光谱成像技术的发展以及高光谱数据处理方法的提升将进一步增强在月球和行星科学方面的研究能力，推动月球的地质学和资源利用的发展。

【意义】月球形貌遥感测绘是保障月球探测任务安全实施和推动月球科学研究的关键手段，对于理解月球地质演化和地月系统的形成具有重要意义。【进展】近年来，随着国内外对月球探测的兴趣与投入不断增加，遥感技术的创新推动了月球形貌测绘精度和覆盖范围的显著提升，各类遥感任务获取了大量多源、多模态和多尺度的数据，为技术突破奠定了基础。然而，数据量和复杂性的急剧增加，带来了形貌测绘处理的严峻挑战。本文全面综述了月球形貌遥感测绘的发展现状，重点梳理第二次探月热潮以来月球遥感探测任务的实施与数据获取情况，系统总结了激光高度计测高、光学摄影测量以及合成孔径雷达地形测量等关键测绘技术的最新研究进展与应用。【展望】对月球形貌遥感测绘领域的发展趋势与未来可能面临的挑战进行了深入探讨和展望，针对传感器能力提升、月球绝对参考框架优化、多源数据融合精细建模、海量遥感数据智能高效处理、以及推动科学应用水平发展的前景等方面给出了建议。

【目的】月球撞击坑的识别与分类对探测器着陆点的选择和月球年龄的估算至关重要。然而，由于撞击作用形成了复杂的月貌形态，像素级不可再分的微观月貌特征的研究面临诸多挑战。基于此，对微观月貌特征的识别需要采用尺度自适应的方法，同时应充分考虑微观月貌特征来完善月球撞击坑分类图谱。【方法】本研究引入了一种基于地貌基元的尺度自适应算法，用于自动分类微观月貌。首先，该算法通过优化地形参数来定义月球地貌的局部三元模式，并依据优化后的局部三元模式确定月貌基元。然后，依据地形起伏度和坡度的规则将月貌基元进行聚合，以识别大范围内的月球撞击地貌单元。最后，基于月貌基元构建加加林环形山区域的月球撞击坑分类图谱。【结果】该方法提取了月球微观形貌基本单元，实现了多尺度撞击坑识别，精确率达到88.24%，召回率为84.96%， F1分数为86.57%。最终建立了撞击坑分类图谱，包括简单酒窝型、小规模碗型、小规模平底型、小规模中央峰型、中等平原型、中等中央峰型、大环状平原型和特大复杂型。【结论】该方法在识别撞击坑时展现了稳健性和高效率，并且识别和分类后的撞击坑为月球地貌学和地质学分析提供了多尺度的地貌单元。

【目的】Korolev盆地位于月球背面斜长质高地地体和全月地形最高的区域内，是月球地球物理网络任务计划开展地物测量的唯一的月背着陆点。Korolev盆地表面物质的微波热辐射特性研究可以为该任务的开展提供新的重要科学参考。【方法】基于嫦娥2号卫星微波辐射计数据，采用基于Delaunay四面体剖分的重心插值方法生成了研究区亮温图，并进一步得到了亮温差图；基于Clementine UV/VIS数据，制作了研究区FeO和TiO2含量图；基于Diviner数据，制作了研究区岩块丰度图；结合Th元素含量图和布格重力图，详细评估了Korolev盆地浅层月壤的微波热辐射性质。【结果】① 利用四象限分析和剖面分析方法，发现和确认Korolev盆地中部和西北部存在微波热异常； ② 发现盆地内环存在低亮温异常环带； ③ 发现盆地西部存在未被热红外数据识别到的岩块。【结论】① Korolev盆地底部很可能存在放射性元素富集，而且表面Th元素含量不能代表月壳深部的Th元素含量； ② 撞击事件将纯斜长岩挖掘至盆地表面。研究结果为进一步研究月背高地的热状态和浅层月壳的热活动现状提供了新的重要科学参考。

【目的】地表和深空天体的典型要素本质上是具有时变特性的空间实体，均可以用栅格和矢量的数据格式进行表达，其空间格局探测和推演依赖空间分析共性理论基础。这些要素的空间格局与可能演变情景可以用发生概率表述，其受复杂的多因素作用机制影响。【方法】为此，本文将空间格局及其演变的广泛影响因素归纳为五类：地形（T）、限制区（C）、可达性（A）、邻近性（P）和异质性（H），并提出了考虑这五类共性因素的通用发生概率推演范式（TCAPH）。【结果】为验证构建的空间分析范式和模型，针对地球表面要素中典型现象（如土地利用变化）开展了空间格局模拟与预测，同时针对月球南极de Gerlache区域月球科研站建设可能性开展了空间概率推演与适宜选址。【结论】案例研究表明，基于五类因素的发生概率建模方法适用于原生和衍生空间格局的分析及推演，解决了情景转移概率和选址适宜概率求解的难题，实现了概率构图误差最小化的空间格局表征与推演，可用于从地表要素到深空天体要素的多类空间实体分析与决策支持。

【目的】巡视器是开展月球科考与原位资源利用的重要工具，而极端复杂的地形与光照环境给巡视器探测带来高潜在风险。目前在实施探测任务前缺乏激光雷达等数据，因此开展遥感数据支持下的月球巡视器探测三维仿真方法研究，可预先评估巡视路线安全，旨在提升巡视探测任务的成功率。【方法】本文提出了一种基于Visualization Toolkit（VTK）的月球巡视器探测三维仿真方法，实现了月表米级分辨率地形环境可视化、月表光照环境更新和巡视器位置与姿态变换3个关键环节。【结果】在月球南极沙克尔顿连接脊区域的巡视三维仿真结果可以预先评估路线安全性，其中，月表三维地形环境可视化效果展现了撞击坑和山体的起伏变化，第一人称探测动态模拟有效仿真了巡视器行驶过程，直观感受到前进中的位置与姿态调整过程，有利于评估长距离巡视探测路线的安全性。模拟过程同时实现了动态光照场景实时更新，可以直接观察探测过程中的光照变化。【结论】本文提出的方法旨在实现探测任务实施前的巡视路线安全性评估，为验证未来月球探测任务的可行性提供先验信息与重要保障。