吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院楊晨副教授聯(lián)合吉林大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院管仁初教授研究組、中國科學(xué)院國家天文臺(tái)月球與深空探測重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室歐陽自遠(yuǎn)院士團(tuán)隊(duì)，在月球撞擊坑智能識(shí)別和年代標(biāo)定方面取得突破性進(jìn)展。研究成果以“Lunar impact craters identification and age estimation with Chang'E data by deep and transfer learning（DOI: 10.1038/s41467-020-20215-y）”為題，于2020年12月22日作為亮點(diǎn)文章發(fā)表于Nature子刊《Nature Communications》（文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-20215-y）。目前，研究成果被新華網(wǎng)、中國新聞網(wǎng)、NBC News、Popular Science、German Press Agency、Live Science、US News和CNN Digital等多家新聞媒體采訪和報(bào)道。

   月球探測是人類進(jìn)行太陽系空間探測的歷史性開端，大大促進(jìn)了人類對(duì)月球、地球和太陽系的認(rèn)識(shí)。月球撞擊坑（lunar impact craters）又被稱為“月球化石”，是月球最典型的地貌單元及重要構(gòu)造形態(tài)，占據(jù)了大部分月球表面積；它的形成與演化記錄了太陽系的動(dòng)態(tài)歷史過程。月球探測六十年，積累了各種月球數(shù)據(jù)，包括數(shù)字影像、數(shù)字高程數(shù)據(jù)和月球樣品。由專家人工或自動(dòng)識(shí)別的月球撞擊坑數(shù)據(jù)庫相繼建立。然而，由于識(shí)別方式與數(shù)據(jù)類型的差異性，使得現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫在撞擊坑計(jì)數(shù)、位置和大小等方面存在一定分歧。月球撞擊坑的有效識(shí)別和年代估計(jì)對(duì)于月球地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、月球的地質(zhì)年齡及航天器著陸點(diǎn)鎖定等至關(guān)重要。

楊晨副教授等研究人員構(gòu)建了基于遷移學(xué)習(xí)的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，從嫦娥一號(hào)（Chang'e 1）與嫦娥二號(hào)（Chang'e-2）數(shù)據(jù)中漸進(jìn)式的檢測撞擊坑并進(jìn)一步估計(jì)出其地質(zhì)年齡。109,956個(gè)新撞擊坑被識(shí)別，數(shù)量為公認(rèn)撞擊坑的十幾倍；18,996個(gè)（直徑大于8km）的撞擊坑被標(biāo)定了地質(zhì)年代。新撞擊坑與人工識(shí)別撞擊坑數(shù)據(jù)庫一致性高達(dá)85.30%，大型撞擊坑和小型撞擊坑假陽性分別為4.49%±0.7%和4.67%±2.1%。從空間分布與對(duì)比現(xiàn)有撞擊坑年代學(xué)方法證明了其年代標(biāo)定的可靠性和一致性。這些識(shí)別和標(biāo)定的撞擊坑貫穿于月球中緯度和低緯度地區(qū)。基于深度遷移學(xué)習(xí)的撞擊坑數(shù)據(jù)庫與模型對(duì)于月球及行星科學(xué)研究具有重要價(jià)值，得到了國內(nèi)外同行的認(rèn)可和高度評(píng)價(jià)。

該項(xiàng)研究工作由吉林大學(xué)、中國科學(xué)院國家天文臺(tái)、意大利特倫托大學(xué)（University of Trento）和冰島大學(xué)（University of Iceland）課題組合作完成。吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院楊晨副教授為論文第一作者和通訊作者。吉林大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院管仁初教授和中國科學(xué)院國家天文臺(tái)李春來研究員為共同通訊作者。吉林大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院博士研究生趙海士負(fù)責(zé)完成模型設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。意大利特倫托大學(xué)Lorenzo Bruzzone教授和冰島大學(xué)的Jon Atli Benediktsson教授為研究提供了大力支持。研究工作獲得中國月球探測計(jì)劃——“嫦娥工程”、國家自然科學(xué)基金、吉林省科技廳發(fā)展計(jì)劃等項(xiàng)目聯(lián)合資助。