哨兵1号影像在南极触地线提取中的应用与分析

冰川触地线是内陆冰盖和漂浮冰架的分界线,其位置的准确界定对南极冰川物质平衡计算、冰川动力学建模、冰川变化和海平面变化研究具有重要意义。本文针对Sentinel-1A/B雷达影像数据在南极触地线大规模提取中的应用,基于2020年Sentinel-1A/B雷达影像数据,采用DDInSAR方法对南极触地线进行了大范围的提取,提取触地线约23472 km,结合MEaSURE_GL、MOA_GL2009、MEaSUREs冰流速等数据对触地线提取结果进行综合分析。结果表明:利用DDInSAR方法和Sentinel-1A/B雷达影像数据可以实现对南极触地线长期、高效且较全面的提取,南极不同地区的触地线具有不同的变化特征,存在稳定、回退、前进、消失和冰升等多种变化现象。南极半岛和西南极可以完全应用6 d的Sentinel-1A/B雷达影像数据提取触地线,东南极大部分区域只能应用12 d的Sentinel-1A/B雷达影像数据提取触地线。潮汐运动的强弱影响触地线的提取质量,在西南极的强潮汐区域触地线提取质量较高,在东南极冰盖周围的弱潮汐区域触地线提取质量较差或者结果空缺。南极触地线的提取受冰流速影响较大,当冰流速超过400 m/a时,由于较大冰流速的存在使得触地线提取质量较差甚至无法提取触地线。在利用Sentinel-1A/B雷达影像数据提取南极触地线时,南极半岛和东南极优先选择秋季的影像数据,西南极优先选择夏季的影像数据。

Determination of grounding line on the Amery Ice Shelf using Sentinel-1 radar interferometry data

Delineation of the grounding line(GL) is necessary for calculating the mass balance of Antarctica, but GL measurements for most of the continent remain at a relatively coarse level. We used Sentinel-1 constellation data to map the GL of the Amery Ice Shelf(AIS) using double-differential synthetic aperture radar interferometry. The ice thickness anomaly deduced from hydrostatic equilibrium and existing Antarctic GL products is compared with our result. With this new and very accurate GL, we detected new ice rises in the north of the AIS. Our new measurement shows no major change of the AIS GL, particularly in the southernmost part.

利用Sentinel-1A/1B雷达卫星数据监测南极接地线回退状况

南极接地线位置的准确确定对南极物质平衡计算、冰川动力学等具有重要意义。本文阐述了双差干涉测量(DDInSAR)提取接地线的基本原理,并利用欧空局Sentinel-1A/1B雷达卫星数据,基于双差干涉测量技术分别提取了东南极毛德皇后地沿岸冰架与西南极阿蒙森湾西侧Dotson冰架的接地线,将提取结果与已有接地线产品MEa-SUREs进行对比分析。结果表明,利用Sentinel-1A/1B雷达卫星数据,基于DDInSAR方法可对南极接地线进行提取及更新,并可对接地线的回退状况进行持续监测。通过监测,发现在Dotson冰架区域,接地线发生了较大的回退,1996-2018年的22年间,该区域的接地线大约回退2~5 km,其中最大回退距离达7.4 km。

利用双差干涉测量方法提取Jelbart冰架接地线

接地线是内陆固定冰盖和漂浮冰架的分界线,是冰川动力学研究的重要参数,其位置的准确界定影响到南极冰盖物质平衡计算以及冰川动力学数学建模。介绍了DInSAR提取接地线的基本原理,并利用DDInSAR的方法去除冰流相位对准确探测接地线位置的干扰,通过判读双差干涉图中由潮汐相位引起的密集条纹中靠近内陆一侧的分界线得到接地线提取结果。通过和已有的全南极接地线产品对比验证,充分说明了DDInSAR是大范围、连续以及高精度提取接地线的有效技术手段,为今后极区不同地区、不同季节和年份的接地线提取及动态变化研究奠定了基础。

一种利用哨兵1号数据提取南极接地线方法

针对因IW工作模式数据在南极地区覆盖不全面导致对南极接地线的全面提取造成影响的问题,提出利用双差干涉测量提取接地线的基本原理,分别利用工作模式为IW和EW的Sentinel-1雷达卫星数据,对东南极毛德皇后地沿岸冰川接地线进行提取,将提取结果分别与MEa-SUREs接地线产品进行对比,同时再将这两种模式下的提取结果进行对比分析。结果表明,双差干涉测量可以去除冰流相位的影响,使用EW工作模式的Sentinel-1数据进行南极接地线提取可以忽略其地面分辨率较低这一缺陷,同时,这一模式的Sentinel-1数据在幅宽、南极覆盖范围等方面更具优势。因此,综合利用IW和EW工作模式的Sentinel-1数据,对南极接地线的全面、高效、长期动态监测具有重要意义。