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【Python】嫦娥探月数据(PDS)处理与可视化

發布時間：2025/3/12 python 34 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了【Python】嫦娥探月数据(PDS)处理与可视化小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

大家好，本鯨來蹭嫦娥5號的熱度了。

2020年11月24日4時30分，我國在中國文昌航天發射場，用長征五號遙五運載火箭成功發射探月工程嫦娥五號探測器。正式開啟我國首次地外天體采樣返回之旅。（并在12月1日23時11分，成功著陸月球并傳回著陸影像圖）

隨后，美國國家航空航天局（NASA）在其官方推特賬號上對中國航天取得的新突破進行了一番點評。

“隨著嫦娥五號的發射升空，中國開始努力加入美國和前蘇聯獲取月面樣本的行列。我們希望中國和全球科學界分享中國探月工程所獲得的數據，以增進我們對于月球的了解，就像美國的阿波羅計劃和阿爾忒彌斯計劃所做的那樣。”

這話。。。中國探月工程數據發布與信息服務系統（http://moon.bao.ac.cn/）表示有些莫名奇妙。。。

早在2018年4月04日，該網站就發布了“嫦娥二號全月50米分辨率DEM數據”，并且就在前不久的11月3日，該網站還發布了嫦娥四號第八批科學數據。

這不由地讓我想關心一句“NASA你是這個格式的數據讀不出”嗎？

這不，和鯨社區的 @lqy 大佬制作了在線項目，專題介紹了中國探月工程數據發布與信息服務系統（http://moon.bao.ac.cn/）如何使用，如何獲取數據，如何讀取數據的問題，希望NASA的同學全文閱讀，盡量減少不必要的誤會，靴靴。

項目鏈接

嫦娥探月數據(PDS)處理與可視化

https://www.kesci.com/mw/project/5fc081b065710400309ef8e7

示例數據鏈接

嫦娥四號探月工程數據

https://www.kesci.com/mw/dataset/5fc4ec4b6571040030a1bd5f

項目概覽

（數據獲取略）

安裝模塊

!pip install --upgrade pip !pip install pds4-tools==1.2 !pip install colour-demosaicing==0.1.6

導入模塊

from pds4_tools import pds4_read import matplotlib.pyplot as plt import matplotlib %matplotlib inlineimport numpy as np from PIL import Imagefrom skimage import exposure from skimage import data, img_as_float import colourfrom colour_demosaicing import (demosaicing_CFA_Bayer_bilinear,demosaicing_CFA_Bayer_Malvar2004,demosaicing_CFA_Bayer_Menon2007,mosaicing_CFA_Bayer) cctf_encoding = colour.cctf_encoding _ = colour.utilities.filter_warnings()

灰度圖像

path = 'CE4_GRAS_TCAM-I-023_SCI_N_20190106035123_20190106035123_0004_A.2CL' d = pds4_read(path, quiet=True) fig, axes = plt.subplots(1,1,figsize=(10,10)) img = np.array(d[0].data) axes.imshow(img, cmap='gray')

灰度圖+直方圖

def read_pds(path):data = pds4_read(path, quiet=True)img = np.array(data[0].data)img = img_as_float(img)return imgdef plot_img_and_hist(image, hist=True, bins=128):"""Plot an image along with its histogram."""if hist:fig, axes = plt.subplots(2,1, figsize=(10,10), gridspec_kw={'height_ratios': [3, 1]})ax_img, ax_hist = axeselse:fig, ax_img = plt.subplots(figsize=(10,10))# Display imageax_img.imshow(image, cmap='gray')ax_img.set_axis_off()if hist:# Display histogramax_hist.hist(image[:,:,0].ravel(), bins=bins, histtype='step', color='red')ax_hist.hist(image[:,:,1].ravel(), bins=bins, histtype='step', color='green')ax_hist.hist(image[:,:,2].ravel(), bins=bins, histtype='step', color='blue')ax_hist.ticklabel_format(axis='y', style='scientific', scilimits=(0, 0))ax_hist.set_xlabel('Pixel intensity')ax_hist.set_xlim(0, 1)ax_hist.set_yticks([])def export_img(name, img):pil_img = Image.fromarray(np.uint8(img*255))pil_img.save(name)path = 'CE4_GRAS_TCAM-I-023_SCI_N_20190106035123_20190106035123_0004_A.2CL' img = read_pds(path) plot_img_and_hist(img, hist=True) plt.show() export_img(f"{path}.png", img)

彩色圖

def debayer_img(img, CFA='RGGB'):# Menon2007 yields better edges than bilineardebayered = cctf_encoding(demosaicing_CFA_Bayer_Menon2007(img, CFA))return debayered def stretch_img(img):p2, p98 = np.percentile(img, (2, 98))img = exposure.rescale_intensity(img, in_range=(p2, p98))return imgpath = '/home/kesci/input/CE44057/CE4_GRAS_PCAML-C-006_SCI_N_20190104084559_20190104084559_0001_B.2BL' img = read_pds(path) print(img.shape) debayered = debayer_img(img) final = stretch_img(debayered) plot_img_and_hist(final, hist=True) plt.show() export_img(f"{path}.png", final)

查看屬性

d.label.to_dict()['Product_Observational']

參考資料

[1]用Python打開嫦娥玉兔的科學數據：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/106395591

[2]ChangE_4_data_playground

https://github.com/siyu6974/ChangE_4_data_playground

[3]嫦娥探月數據(PDS)處理與可視化：