基于星载激光雷达和雷达高度计数据的南极冰盖表面高程制图

• 作者: CLINTON Nick 宫鹏 程晓 黄华兵
• 来源期刊: 遥感学报
• 学科: 工学
• 关键词: 南极冰盖 数字高程模型 激光雷达 雷达高度计 高度相对纠正
• 年，卷（期）: 2014,（1）
• 所属期刊栏目: 技术方法
• 页码范围: 117-125
• 分类号: TP79
• 语种: 中文
• DOI: 10.11834/jrs.20133093

摘要

南极数字高程模型DEMs(Digital Elevation Models)是研究极区大气环流模式,南极冰盖动态变化和南极科学考察非常重要的基础数据.目前,科学家已经发布了五种不同的南极数字表面高程模型.这些数据都是由卫星雷达高度计,激光雷达和部分地面实测数据等制作而成.尽管如此,由于海洋与冰盖交接的南极冰盖边缘区随时间的快速变化,有必要根据新的卫星数据及时更新南极冰盖表面高程数据.因此,我们利用雷达高度计数据(Envisat RA-2)和激光雷达数据(ICESat/GLAS)制作了最新的南极冰盖高程数据.为提高ICESat/GLAS数据的精度,本文采用了五种不同的质量控制指标对GLAS数据进行处理,滤除了8.36％的不合格数据.这五种质量控制指标分别针对卫星定位误差、大气前向散射、饱和度及云的影响.同时,对Envisat RA-2数据进行干湿对流层纠正、电离层纠正、固体潮汐纠正和极潮纠正.针对两种不同的测高数据,提出了一种基于Envisat RA-2和GLAS数据光斑脚印几何相交的高程相对纠正方法,即通过分析GLAS脚印点与Envisat RA-2数据中心点重叠的点对,建立这些相交点对的高度差(GLAS-RA-2)与表征地形起伏的粗糙度之间的相关关系,对具有稳定相关关系的点对进行Envisat RA-2数据的相对纠正.通过分析南极冰盖不同区域的测高点密度,确定最终DEM的分辨率为1000 m.考虑到南极普里兹湾和内陆地区的差异性,将南极冰盖分为16个区,利用半方差分析确定最佳插值模型和参数,采用克吕金插值方法生成了1000 m分辨率的南极冰盖高程数据.利用两种机载激光雷达数据和我国多次南极科考实测的GPS数据对新的南极DEM进行了验证.结果显示,新的DEM与实测数据的差值范围为321-27.84 m,其误差分布与坡度密切关系.与国际上发布的南极DEM数据相比,新的DEM在坡度较大地区和快速变化的冰盖边缘地区精度有较大改进.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	程晓	中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室	10	169	8.0	10.0
3	宫鹏	中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室	9	107	3.0	9.0
5	黄华兵	中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室	8	135	6.0	8.0
10	CLINTON Nick	清华大学地球系统科学研究中心	1	9	1.0	1.0