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星载SAR干涉测量和特征跟踪在冰流速监测中的应用

王志新  
【摘要】:南极对全球气候环境变化反应敏感,是感应全球变化的放大器和指示器。冰架是南极变化最剧烈的区域,监测冰架表面流速对研究南极冰盖物质平衡、全球气候变化、陨石预测、冰崩等具有重要意义。埃默里冰架是南极的第三大冰架,冰面水平流速达1~4米/天,冰流量占东南极冰流总量的16%,是国内外研究的热点地区。 利用多时相遥感影像监测冰川变化是一种安全、有效、连续、经济的方法,星载SAR凭借其全天候、全天时的成像能力已成为获取极区数据的重要工具。本论文论述了利用SAR干涉测量和特征跟踪提取冰流速的原理和方法,其中特征跟踪又分相干性跟踪和强度跟踪两种算法。以埃默里冰架地区两景时间间隔为1天的ERS-1/2串行干涉数据对为数据源,采用以上方法估算出该地区的冰面流速并结合GPS验证数据得出以下结果与结论: (1)二轨差分计算的冰面平均流速为0.1米/天,与实际情况和GPS观测数据不符,表明在快速冰流区,由于零基线和短时相基线的星载SAR数据几乎不存在,只能借助外部DEM去除地形相位,DEM的精度直接影响着结果的精度。 (2)利用相干性跟踪得到的冰面平均流速为1.5米/天,与GPS验证数据较为接近。该方法对SAR数据相干性的要求比差分干涉低,非常适用于监测快速冰流区的冰流速,缺点是运算效率相对偏低,但综合考虑可以作为无可靠DEM的快速冰流区SAR干涉测量的替代方法。 (3)利用强度跟踪计算的冰面平均流速为1.0米/天,该方法运算效率高,但精度没有相干性跟踪高,在地物特征不明显的冰架地区精度会降低。 (4)本研究对利用星载SAR数据进行南北极和高山地区的冰川冰流监测具有一定的借鉴意义。


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