利用卷积神经网络调查火星南极冰凝结期

在季节性极地冰盖开始向火星低纬度扩展之前，小霜斑可能在寒冷的夜晚凝结，并在白天阴影区域仍可能留在表面。如果这些区域的冰在连续冰盖到来之前能够持续存在，那么它们也可能在冰盖消退后继续存在，直到辐射增加且冰被直射阳光照射。如果这些小斑块周期性地在同一位置形成，则可能发生缓慢的化学变化。为了了解此类冰斑的空间和时间出现情况，需要搜索并检查大量光学图像。本研究的目的是使用卷积神经网络（CNN）自动方法调查火星表面冰凝结期，该方法应用于火星勘测轨道飞行器任务的高分辨率成像科学实验（HiRISE）图像。训练用于识别小冰斑的CNN实现了搜索自动化，使得分析大型数据集成为可能。之前对来自南半球的110张HiRISE相机拍摄的图像进行了手动图像分析。其中，37张图像被识别出有较小的冰斑，用于训练CNN。现在应用这种方法来寻找纬度带-40°至-60°之间可能的水冰斑的更多图像，但与训练数据集（记录于太阳经度140-200°之间）相反，这些图像拍摄于Ls=0°至90°的凝结期。该模型在从给定时期-40°至-60°纬度带随机选取的171张新HiRISE图像上运行，生成了73155个小图像块。模型分类出2张图像显示小的、可能是最近凝结的霜斑，以及327个图像块被预测有超过60%的概率显示冰。