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基于icesat与CryoSat-2数据研究Amundsen区域高程变化

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基于ICESat与CryoSat-2数据研究Amundsen区域高程变化

作者：徐益山东科技大学

学位级别：硕士

近年来,全球气候变暖引发了一系列的问题,尤其是全球海平面上升和极地冰盖融化的问题引起了极大的关注。但极地气候环境恶劣,极地冰盖的高程无法用传统的地面测量方式进行监测。随着卫星遥感技术的发展以及卫星测高概念的提出,利用测高... 详细信息

近年来,全球气候变暖引发了一系列的问题,尤其是全球海平面上升和极地冰盖融化的问题引起了极大的关注。但极地气候环境恶劣,极地冰盖的高程无法用传统的地面测量方式进行监测。随着卫星遥感技术的发展以及卫星测高概念的提出,利用测高卫星对极地冰盖的高程变化进行监测,来研究极地冰盖变化趋势以及它们对全球海平面和全球气候变化的影响。本文首先介绍了测高卫星发展情况以及测高技术在极地冰盖中的应用,着重介绍了 icesat与CryoSat-2这两颗测高卫星的测量原理、测量方式、数据产品及其应用。分析了两颗测高卫星的测量误差及其误差改正。根据GRACE卫星重力数据得出的南极冰盖变化率,选取了西南极Amundsen区域为本文的研究区域。具体成果如下:1、利用icesat激光卫星研究Amundsen区域高程的变化。采用icesat卫星2004-2008年的GLA12数据,采用交叉点法研究Amundsen区域高程的变化。分别对Amundsen区域进行了年高程变化量和年变化率的研究,得出其年变化量最大超过了-100cm,年变化率为(-1.40±15.17)cm·yr-1。2、利用CryoSat-2雷达测高卫星研究Amundsen区域高程的变化。采用该卫星2011-2016年的GDR数据,采用重复轨道最小二乘平面拟合法研究Amundsen区域高程变化。考虑到CryoSat-2的数据是全年数据,对CryoSat-2数据分别进行了按季度和按年的变化进行分析得到Amundsen区域的高程变化,并得到该区域1Hz的高程的年变化率为(-6.91±20.57)cm·yr-1。3、分析两颗测高卫星的结果,得知在Amundsen区域的冰盖正处于消融状态,且消融的速率在加快。

关键词：卫星测高 icesat CryoSat-2 Amundsen 高程变化

南极查尔斯王子山脉1∶50000基础地理信息获取方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2016年第8期41卷 1066-1071,1099页

作者：谭继强詹庆明李占荣韩凉武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 黑龙江测绘地理信息局黑龙江哈尔滨150081 武汉大学极地测绘科学国家测绘局重点实验室湖北武汉430079 武汉大学城市设计学院湖北武汉430072

南极查尔斯王子山脉实地科学考察的顺利开展需要该区域1∶50 000基础地理信息数据作为支撑。国产高分辨率资源三号立体影像为基础地理信息数据的获取提供了必要的遥感数据支持。充分利用资源三号立体数据,在冰、云和陆地高程卫星(the ic... 详细信息

南极查尔斯王子山脉实地科学考察的顺利开展需要该区域1∶50 000基础地理信息数据作为支撑。国产高分辨率资源三号立体影像为基础地理信息数据的获取提供了必要的遥感数据支持。充分利用资源三号立体数据,在冰、云和陆地高程卫星(the ice,cloud,and land elevation satellite,icesat)上的地学激光测高系统(Geoscience Laser Altimeter System,GLAS)等多源遥感信息的辅助下,制作了南极查尔斯王子山脉1∶50 000基础地理信息成果,并对其进行了精度分析。分析结果表明,数字高程模型(DEM)的高程精度优于5.31m,数字正射影像图(DOM)成果与南极洲陆地卫星影像镶嵌图比较的较差中误差为16.30m。因此,在南极地区利用资源三号立体数据集成各种遥感数据制作1∶50 000基础地理信息成果是高效实用的。

关键词：资源三号查尔斯王子山脉 icesat GLAS DEM DLG DOM

基于icesat卫星估算的湖泊水位测高精度随缓冲区的变化

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基于ICESat卫星估算的湖泊水位测高精度随缓冲区的变化

作者：顾赛华南京大学

学位级别：硕士

通过湖泊水体掩膜和测高卫星轨道的相交准确识别出湖面脚点是影响icesat测高精度的关键。然而目前为止,对基于影像直接提取的水体掩膜进行缓冲区分析的相关研究中,缓冲区宽度的设置是较为主观的,缺少详细的解释或系统的分析。在该研究... 详细信息

通过湖泊水体掩膜和测高卫星轨道的相交准确识别出湖面脚点是影响icesat测高精度的关键。然而目前为止,对基于影像直接提取的水体掩膜进行缓冲区分析的相关研究中,缓冲区宽度的设置是较为主观的,缺少详细的解释或系统的分析。在该研究工作中,我们分析了水体掩膜向内外侧做不同大小的缓冲区对七个湖泊测高精度的影响。我们使用改进的归一化差分水体指数MNDWI从Landsat的TM影像中提取湖泊的水体范围,将其作为掩膜裁剪icesat测高轨道,使用盒图过滤的方法移除具有异常高程的脚点。在移除异常脚点之后,我们计算了剩余脚点的平均高程作为icesat测高水位。利用湖泊水文站点实际观测所获取的水位数据评价icesat对于湖泊水位的测高精度。研究结果表明:(1)对于狭长的羊卓雍错,向外侧做缓冲区的测高精度要高于向内侧做缓冲区和不做缓冲区的测高精度,且当外侧缓冲区宽度设置为140米时,测高精度达到最高,相比于不做缓冲区精度提高了1.42 cm。(2)对于其他相对宽阔的湖泊,如密歇根湖、伊利湖、休伦湖、安大略湖和苏必利尔湖,我们通过内外侧缓冲区实验,发现不同于现有研究,在基于影像提取的水体掩膜基础上向内侧做缓冲区不一定能够提高测高精度。(3)测高卫星的湖泊水位测量精度随所做缓冲区宽度的变化幅度与该湖泊湖面脚点的数量有关。本研究对于基于icesat的湖泊水位变化研究具有一定的参考价值,尤其是相对狭长的湖泊,基于影像提取水体掩膜的基础上向外侧做缓冲区能够有效提高测高精度。

关键词： icesat 湖泊水位测高脚点水体掩膜

利用icesat激光测高数据监测南极冰盖高程变化的研究

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利用ICESAT激光测高数据监测南极冰盖高程变化的研究

作者：宋志英辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

极地冰盖消融现象是影响全球气候的主要动态因素之一,它导致全球海平面上升。卫星测高尤其是激光卫星测高是获取极地冰盖高程及其变化的有效手段。icesat(Ice、Cloud、and Land Elevation Satellite)卫星是美国NASA( National Aeronauti... 详细信息

极地冰盖消融现象是影响全球气候的主要动态因素之一,它导致全球海平面上升。卫星测高尤其是激光卫星测高是获取极地冰盖高程及其变化的有效手段。icesat(Ice、Cloud、and Land Elevation Satellite)卫星是美国NASA( National Aeronautics and Space Administration)地球观测系统(Earth observing system)的一部分,于2003年1月13日由加利福利亚的Vandenberg空军基地发射。icesat的主要科学目的是测量冰盖地形及其时变。本文分析了icesat激光测高数据在监测南极冰盖高程变化方面的应用,主要工作和成果如下:1.系统分析了icesat激光测高仪基本原理与应用,详细描述了激光测距和激光脚点定位算法。2.介绍了icesat波形处理算法,并对利用波形参数提取地表分类及地面特征参数的方法进行了分析。3.分析了icesat测高数据的海潮改正、大气延迟改正以等。4.利用icesat测高数据建立了南极冰盖DEM,通过对不同时期数据的对比,分析了南极冰盖高程变化。5.将icesat激光测高数据与南极地区几个GPS站数据进行了比较,分析了其精度和可靠性。

关键词： icesat GLAS 卫星激光测高冰盖高程变化数字高程模型

基于Landsat和icesat数据的中国天山冰川资源时空变化研究

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基于Landsat和ICESat数据的中国天山冰川资源时空变化研究

作者：邢武成西北师范大学

学位级别：硕士

根据IPCC第五次评估报告,近132年来全球增暖0.85°C,随着全球气候的变暖引发的资源环境问题日益严重。冰川作为“固体水库”对气候变化最为敏感,而且在水资源利用、海平面上升、冰川灾害防治等方面有重要作用。天山位于新疆中部,是新疆... 详细信息

根据IPCC第五次评估报告,近132年来全球增暖0.85°C,随着全球气候的变暖引发的资源环境问题日益严重。冰川作为“固体水库”对气候变化最为敏感,而且在水资源利用、海平面上升、冰川灾害防治等方面有重要作用。天山位于新疆中部,是新疆众多河流的发源地。因此加强天山地区冰川变化监测研究,对新疆和天山地区的水资源的合理利用和社会经济的可持续发展具有重要意义。本文基于Landsat TM/ETM+遥感影像,利用比值法与人工修订,提取了两期中国天山地区的冰川编目数据,并利用该数据分析中国天山近28年来冰川资源变化特征。其次利用2003-2009年icesat数据和SRTM DEM数据分析了中国天山冰川近10年的高程变化特征。主要得到以下结论:(1)28年间中国天山冰川总体上处于退缩状态,冰川面积减少879.73 km2,退缩速率达到-0.52%a-1。在北天山、南天山、东天山和中天山四个区域中冰川面积的年均变化速率存在区域的差异性。其中东天山冰川面积变化最快,冰川面积减少了55.66 km2,退缩速率为-0.64%a-1;其次是中天山,冰川面积减少了66.58km2,退缩速率为-0.55%a-1;北天山冰川面积减少了316.03 km2,年均退缩速率为-0.52%a-1;南天山冰川面积变化幅度最慢,面积减少了441.46 km2,退缩速率仅为-0.41%a-1。在不同海拔高度上冰川面积变化呈正态分布;冰川面积的变化与冰川朝向有关,其中北朝向冰川变化最大,南和东南朝向冰川面积变化最小。(2)同一区域的不同时段,冰川面积变化也具有较大差异。通过对比不同时期的冰川编目数据,发现1989-2017年天山冰川呈现持续退缩的态势。其中天山东段从1989-2000年冰川面积年减少率为0.62%a-1,2000-2009年冰川面积年减少率为0.71%a-1,2009-2017年冰川面积年减少率为0.67%a-1。天山南部地区从1989-2009年冰川面积年减少率为0.41%a-1,2009-2017年冰川面积年减少率为0.40%a-1。对比中国西部典型区域冰川变化情况发现,中国天山山脉冰川面积年均退缩速率为-5.23%a-1,是退缩较为强烈的山脉之一。(3)2003-2009年天山冰川表面高程出现了明显下降,平均下降了3.99 m。其中东天山冰川平均下降了5.02 m,北天山下降了4.16 m,南天山下降了2.8 m。中天山冰川表面高程在2003-2008年间平均下降了4.68 m。在不同高度海拔上,天山冰川高程变化有所差异,可能的原因是表碛的存在,对冰川消融有加速或抑制作用。(4)气象资料分析表明,近50年间天山山区整体上夏季气温增加显著,降水量上升明显。若不考虑冰川响应的滞后性,初步认为夏季气温的显著上升带来的消融大于年内降水带来的积累是天山冰川退缩的主要原因。

关键词：天山冰川遥感 icesat 冰面高程变化冰川变化气候变化

利用icesat激光测高数据探测南极冰盖的高程变化

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利用ICESat激光测高数据探测南极冰盖的高程变化

作者：刘焕玲辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

极地冰盖消融现象是影响全球气候的主要动态因素之一,它导致全球海平面上升,直接威胁人类赖以生存的环境。卫星测高是获取极地冰盖高程及其变化的主要手段之一。2003年1月13日美国NASA发射的激光测高卫星icesat,其主要科学目的是测量冰... 详细信息

极地冰盖消融现象是影响全球气候的主要动态因素之一,它导致全球海平面上升,直接威胁人类赖以生存的环境。卫星测高是获取极地冰盖高程及其变化的主要手段之一。2003年1月13日美国NASA发射的激光测高卫星icesat,其主要科学目的是测量冰盖地形及其时变。本文利用icesat激光测高数据研究了南极冰盖的高程变化,主要工作和成果如下: 1.对GLAS波形处理方法进行了模拟研究,并利用多个回波数据对该方法进行了验证,结果显示拟合波形等于回波中各个波形分量的叠加;同时,对含有噪声的回波进行了模拟分析,验证了GLAS波形处理方法的有效性。 2.分别利用静态GPS测量和动态GPS测量对icesat卫星获取的陆地激光测高数据中高程的精度进行了检核,在高山地区,最小高程差为0.103m。 3.利用2002.02008.02的南极icesat激光测高数据,得到了南极冰盖的DEM,并与现有的南极DEM进行了分析比较。 4.利用交叉点数据提取了南极冰盖的高程变化信息,这与GRACE数据处理结果相似。特别是在GRACE数据处理结果中西南极冰盖消融明显,在icesat数据处理中也有所体现。 5.利用共线轨道观测数据,采用线性和正弦/余弦组合模型对四个区域的冰盖高程变化进行了估计,将其线性变化速率与GRACE数据处理结果进行了比较,结果显示两种数据处理得到线性变化速率在量级上相同,特别是在南极半岛、西南极以及东南极,两种数据的结果基本一致。

关键词： icesat GLAS 激光测高高程变化趋势估计

利用icesat和Cyosat-2数据监测三江源地区冰川高程变化

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利用ICESat和Cyosat-2数据监测三江源地区冰川高程变化

作者：李程兰州交通大学

学位级别：硕士

内陆冰川的时空格局变化对全球气候变化和人类生活有重要影响。由于极地冰盖和内陆冰川气候环境恶劣,卫星测高技术是监测极地冰盖和内陆冰川高程变化的有效手段之一。本文利用icesat和CryoSat-2测高数据研究了内陆冰川的高程变化,主要... 详细信息

内陆冰川的时空格局变化对全球气候变化和人类生活有重要影响。由于极地冰盖和内陆冰川气候环境恶劣,卫星测高技术是监测极地冰盖和内陆冰川高程变化的有效手段之一。本文利用icesat和CryoSat-2测高数据研究了内陆冰川的高程变化,主要研究内容与成果包括:1.利用2003-2008年的icesat GLA14数据和2010-2013年CryoSat-2 GDR数据,采用线性回归法对三江源地区冰川高程变化进行了监测,得到三江源地区冰川区与非冰川区高程趋势分别为(7)(8)10.373 0.180 m yr--??和(7)(8)10.473 0.680 m yr--??。2.利用icesat GLA14和CryoSat-2高程数据分别计算地形坡度,将卫星测高数据计算结果与SRTM 90m数据提取出的坡度值进行比较。坡度对比误差分别为0.704?0.921和0.638?1.217。说明利用卫星测高数据计算坡道具有可行性。3.利用2003-2008年的icesat GLA14数据和2010-2013年CryoSat-2 GDR数据,利用基于坡度改正的重复轨道法监测三江源地区冰川(33°-33.6°N,90.7°-91.7°E)高程变化,估算的冰川区和非冰川区的高程变化趋势分别为(7)-0.523?(8)0.721m yr1-?和(7)0.032?0.044(8)1m yr-?,与线性回归法计算结果基本一致。

关键词： icesat CryoSat-2 卫星测高坡度高程变化

基于icesat-GLAS和GRACE卫星遥感资料的高亚洲冰川物质平衡变化研究

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测绘学报 2020年第4期49卷 534-534页

作者：吴红波王宁练(指导) 陕西理工大学地理科学系陕西汉中723000 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000 不详

针对高亚洲冰川物质平衡和水资源的热点问题,首先利用2003—2009年icesat-GLAS和2000年2月SRTM DEM V2.1资料,推算高亚洲地区冰川表面高程和冰量变化;其次,利用GRACE卫星的2002年8月至2012年12月时变重力场资料反演出研究区地表质量变化... 详细信息

针对高亚洲冰川物质平衡和水资源的热点问题,首先利用2003—2009年icesat-GLAS和2000年2月SRTM DEM V2.1资料,推算高亚洲地区冰川表面高程和冰量变化;其次,利用GRACE卫星的2002年8月至2012年12月时变重力场资料反演出研究区地表质量变化,继而在综合分析各流域内地表各种物质变化的基础上,恢复出流域冰川物质平衡;再次,根据高亚洲流域冰川的物质平衡状况,估算了外流河流域冰川物质亏损对海平面上升和内流河流域冰川物质亏损对内陆湖泊水量的贡献。

关键词：冰川物质平衡 GRACE卫星资料反演时变重力场海平面上升 icesat 湖泊水量冰量

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icesat激光测高交叉点精度初步分析

现代测绘 2009年第5期32卷 18-21页

作者：王正亮马旭辉安德笼江苏省水文地质工程地质勘察院江苏淮安223005 河南省水文地质工程地质勘察院河南郑州450045 河南省铁路勘测设计有限公司河南郑州450052

本文介绍了icesat卫星激光测高的相关信息、激光测高产品的误差来源及其纠正,并通过对icesat激光测高三期数据交叉点平差初步分析,得出通过交叉点平差可以降低卫星轨道误差对激光测高的影响。

关键词：交叉点平差 icesat 光测 icesat 精度相关信息误差来源轨道误差