一种考虑地形影响的GNSS-IR冻土冻融形变监测方法

作     者：刘善伟 梁承佳 万玮 张洁 马望 LIU Shanwei;LIANG Chengjia;WAN Wei;ZHANG Jie;MA Wang

作者机构：中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院山东青岛266555 北京大学地球与空间科学学院北京100871 

出 版 物：《武汉大学学报（信息科学版）》 (Geomatics and Information Science of Wuhan University)

年 卷 期：2024年第49卷第1期

页      面：77-89页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 081602[工学-摄影测量与遥感] 0816[工学-测绘科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(41971377) 北京市科技新星计划(20230484327) 

主　　题：GNSS-IR 冻土冻融形变 信噪比 地形 

摘      要：多年冻土区地表高程因活动层每年的融化和冻结而发生季节性下沉和隆起,对工程建筑的安全、生态环境的平衡以及全球气候变化等方面都具有重要的影响。利用全球导航卫星系统干涉反射(global navigation satellite systeminterferometricreflectometry,GNSS-IR)遥感对冻土冻融形变进行监测是一种新型技术手段。针对格洛纳斯(GLONASS)、伽利略(Galileo)系统等长重访周期卫星因每日轨迹不重复造成的地形影响,提出了一种考虑地形的冻土冻融形变监测方法,通过引入反射面倾斜角消除地形变化影响,反演得到更接近实际情况的季节性冻融形变。利用位于美国阿拉斯加北部的SG27站点2018年、2019年无雪日GNSS信噪比数据进行了实验,并与现有研究中的反演方法所得结果进行了对比分析,验证了该方法在冻土冻融形变监测中的有效性。实验结果表明,相比于不考虑地形影响的方法,GLONASS和Galileo所得地表高程变化具有更小的离散性以及更小的不确定性,与复合模型拟合的一致性和决定系数R2都有了一定提升,标准差总平均分别减小约28.9%和36.9%,R2总平均分别提高约0.23和0.24,且不可重复轨道每日数据利用率总平均增幅分别约为19.6%和22.8%。研究结果为监测冻土冻融形变提供了有价值的参考,同时拓展了多GNSS系统的GNSS-IR冻土冻融监测应用。