联合Landsat影像和ICESat测高数据估计青海湖湖泊水量变化

湖泊既是陆地水资源的重要储蓄场所,也是区域和全球水文循环系统的重要组成部分,其水量波动对气候变化较为敏感。为了掌握湖泊面积、水位和水量的变化规律,借助1988-2018年Landsat TM/ETM/OLI影像和归一化差异水体指数NDWI(normalized difference water index)提取青海湖湖泊水域面积;利用ICESat-GLAS(ice,cloud,and land elevation satellite-geoscience laser altimeter system)测高数据提取青海湖湖泊水位变化,并结合观测资料检验陆地GLAS光斑脚点高程和湖泊水位的估测精度。根据湖泊面积与水位、水量与水位的关系,构建1988-2018年青海湖湖泊面积-水位-水量波动时变序列,并探讨湖泊水位、面积、水量的年内和年际变化特征。结果表明:GLAS光斑脚点高程与高程实测值的标准误差为0.14 m,与SRTM3高程标准误差为0.26 m;1988-2018年青海湖年均水位和水量总体上呈增加趋势,其中年均水位最低值出现于2004年,平均水位为(3193.0±0.16)m,湖泊面积为(4190±13)km^2;与1988年年均水位相比,2018年青海湖年均水位上升了(1.93±0.22)m,湖泊年均面积扩张了(197.75±6.3)km^2,湖泊水量增加了(8.93±0.12)km^3。

基于多波束激光测高卫星ICESat-2观测的垂线偏差解算

卫星测高技术中,传统的微波雷达海洋测高卫星轨道倾角近90°,且只能利用沿轨海面高数据计算垂线偏差,导致其解算垂线偏差卯酉分量比子午分量精度差。ICESat-2搭载的ATLAS系统可同时发射6条激光波束测量海面高,有望通过计算跨轨垂线偏差来提高卯酉分量精度。本研究以中国南海(0°N~30°N,105°E~125°E)为研究区域,基于ICESat-2海面高产品ATL12计算沿轨垂线偏差和跨轨垂线偏差,并利用最小二乘配置法反演1′×1′规则网格垂线偏差。实验结果表明:ICESat-2沿轨海面高数据解算的子午分量和卯酉分量与XGM2019e_2159-DOV模型的验证精度分别为0.90″和1.91″,子午分量精度明显高于卯酉分量。而跨轨海面高数据解算的子午分量和卯酉分量与XGM2019e_2159-DOV模型的验证精度分别为2.63″和1.66″,卯酉分量精度明显提高且高于子午分量。

多策略ATLAS数据优选与影像匹配相结合的SAR高程控制点提取

为了精化星载SAR影像几何参数并提高立体定位精度,借鉴星载激光测高数据光学遥感影像高程控制点提取思路,设计了一种多策略高级地形激光测高系统(ATLAS)数据优选与影像匹配相结合的SAR高程控制点提取方法。该方法采用非夜间观测光子滤除、高置信度光子选取、SRTM DEM辅助的粗差剔除、大偏心率椭圆滤波核平坦区域光子筛选等多种策略,从ATLAS数据ATL03级产品中提取高质量、平坦区域的激光高程点,再依据SRTM DEM对斜距SAR影像进行地理编码,按激光高程点的平面坐标选取局部谷歌地球影像作为足印影像,采用秩自相似描述子进行足印影像与SAR地理编码影像的匹配,得到与激光高程点对应的SAR影像像点坐标,从而提取SAR高程控制点。采用中国登封市、日本横须贺市两个区域的ATLAS数据进行了高分三号SAR高程控制点提取实验,利用提取的高程控制点进行SAR影像几何参数精化,大幅提升了立体定位精度,验证了该文高程控制点提取方法的可行性和有效性。

Amery冰架附近区域年际表面高程变化分析

使用基于坡度改正的ICESat(冰云和地面高度卫星)激光测高数据重复轨分析法对2003至2009年2月与10月Amery冰架及其附近区域进行了表面高程变化分析.该区域的ICESat轨道重复轨之间的平均距离为100m,平均坡度为0.3%,使用数字高程模型(DEM)进行重复轨间的坡度改正可以消除坡度对重复轨之间高程点投影时的影响.最终得到了2003～2009年2月和10月的总体平均高程变化,以及不同高程区间内的平均高程变化.结果表明海拔较低即更靠近海洋的区域高程变化剧烈,波动范围在±40cm左右甚至超出,而海拔较高即内陆区域的高程变化较缓和,波动范围在±10cm以内.

基于激光测高卫星的东南极表面高变化分析

利用美国国家冰雪数据中心（NSIDC）最新发布的ICESat（云和地面高度卫星）R633版本的GLA12激光测高数据,使用重复轨最小二乘平面拟合的方法,计算得到东南极兰伯特冰川流域（Lambert）2 003年～2009年的高程变化率.使用高度计重复观测数据确定表面高变化的时候,要考虑地形坡度的影响.假定在沿ICESat重复轨道小段范围内,可以用平面来拟合坡度和高程变化,并依此来计算高程变化.结果表明,Lambert冰川流域2003年～2009年平均高程变化率为（1±0.5） cm·yr-1.与已有研究成果以及交叉点获取的高程变化比较,提出的重复轨平面拟合方法有效可行.