ICESAT卫星确定南极冰盖高程模型研究

研究了星载激光测高的理论和技术,利用ICESAT测高数据确定了南极冰盖高程模型.将ICESAT测高数据与南极实测GPS数据进行比较,结果显示ICESAT数据能够很好地确定南极冰盖高程模型.     

利用ICESat激光测高数据确定极地冰盖高程变化

对比研究了Shepard方法和连续曲率张力样条法及Kriging法在高程观测值稀疏和空缺区域中的插值效果,然后基于精化的ICESat数据集,利用连续曲率张力样条法建立了两极冰盖的格网时间序列模型,给出了极地冰盖高程的变化速率分布,并与卫星交叉点差值方法得到的相应值进行了对比分析。     

新编世界地势图的分层设色

探讨了世界地势分层设色的原则和方法,即通过不同设色的比较,分析特殊等高线对表达地貌形态的作用,研究设计高度表色相、色调的意义和作用,最终确定正确的世界陆地、世界海域和南极洲与格陵兰冰川等区域的设色原则及方法。     

三维激光扫描仪在特殊地貌测量中的应用研究

三维激光扫描仪作为一种非接触数据采集设备,在特殊地貌的大比例尺地形测绘中有着广泛的应用前景。本文以草原石城景区为例,阐述了三维激光扫描仪在这种特殊地貌测绘中的应用原理,数据拼接和配准的方法,并与全站仪全野外数字采集的成果进行了高程和平面坐标的比对,证明了使用三维激光扫描仪测绘特殊地貌精度高、速度快,地貌表达逼真,为特殊地貌区域的大比例尺地形图测绘提供了新的技术手段。     

利用ICESat交叉点分析探测恩德比地冰盖近年高程变化

通过改进卫星激光测高地面轨迹交叉点高差时间序列算法,利用各期ICESat观测值的交叉点和不同期间交叉点的高差组成高程变化的时间序列,探测东南极恩德比地地区近年来冰盖表面高程变化趋势,得到恩德比地2003～2007年冰盖高程变化趋势为4.79±0.13 cm/a.     

等高线在组建特殊地貌土方计算数据库中的应用

结合某一土方工程的实例详细阐述了如何利用等高线在组建特殊地貌土方计算数据库的应用。利用等高线可以快速地生成大量的高程数据库的特点,加密了某一特定地貌(如虾池、鱼塘等)的高程,使得土方量概算值更加接近于实际值;其计算精度得到保证,又提高了工作效率。     

基于MicroStation地貌要素高程赋值及检查功能的开发

1：10000数字高程模型DEM的生产中，地貌要素的质量好坏，直接关系到DEM产品的质量，而地貌要素的高程赋值检查，对于有效地进行地貌要素的质量与检测，提高DEM生产的效率与产品的可靠性具有很重要的意义。本通过对DEM生产流程的分析，给出了地貌要素高程赋值及检查的一些方法。     

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

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3.21—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。     

利用Envisat数据探测中山站至Dome A条带区域冰盖高程变化

在中山站至Dome A条带区域,利用2002-10～2007-09的Envisat RA2数据,对交叉点分析中的单一法、静态法与动态法进行了比较,结果表明:①动态参考算法优于其他两种算法;②反射能量是影响卫星测高确定冰盖高程变化的重要因素;③研究区域冰盖高程长期变化整体处于平衡,但其分布不均匀,恩德比地地区存在明显正增长,与ICESat一致。     

基于ICESat的南极冰下湖活动监测方法

南极冰下湖是冰下水文系统的重要组成部分,研究冰下湖的活动对冰下水文、冰流速、冰盖物质平衡以及海平面变化有着重要的意义。介绍了利用ICESat重复轨道算法监测冰下湖活动的方法,并针对冰下湖不同活动情况进行了仿真实验,以东南极Academy₁₂和Cook_E2冰下湖为例分析了该算法在实际监测中的应用。结果表明,两个冰下湖的活动导致其冰盖表面分别产生最大约6 m的上升和最大约70 m的下降。此外,当冰下湖高程变化在ICESat数据时间段内呈恒定的变化规律时,利用全部数据和重复轨道算法可得到不受地形影响的高程变化;当高程变化规律在该时间段不恒定时,需根据实际高程变化情况选取部分测高数据解算地形,从而保证得到正确的高程变化监测结果。