Landsat 8全色影像阴影的扁平冰山出水高度提取

冰山出水高度是测量冰山厚度进而估算冰山体积的一个重要几何参数,是定量评估冰山对海洋的淡水输入量的基础。冬季冰山在海冰上成影且阴影较长,本文提出利用阴影测高模型高精度测量冰山出水高度的方法。试验选择2016年8月29日、9月7日和9月16日中心太阳高度角分别为5.43°、7.49°和11.01°的3期Landsat 8全色15 m影像,以独立扁平冰山为例,自动提取冰山在海冰上的阴影长度计算冰山出水高度,并利用不同时相同名成影点进行交叉验证评估测量精度。结果显示：阴影长度测量误差优于1个像元,在太阳高度角低于11.01°时,全色15 m影像提取的冰山出水高度均方根误差（RMSE）低于2.0 m,平均绝对误差（MAE）低于1.5 m。由此表明：在冬季低太阳高度角下,Landsat 8全色15 m影像可用于高精度测量冰山出水高度,具有大范围测量南极冰山出水高度的潜力。     

Detection of major geological structures in the Eastern offshore of India using Geosat altimeter data

Satellite altimetry can be used to infer subsurface geological structures analogous to gravity anomaly maps generated through ship-borne survey. The Eastern offshore was taken up for analysis using Geosat Exact Repeat Mission (ERM) altimeter data. A methodology is developed to use altimeter data as an aid to offshore hydrocarbon exploration. Processing of altimeter data involves corrections for various atmospheric and oceanographic effects, stacking and averaging of repeat passes, cross-over correction, removal of deeper earth and bathymetric effects, spectral analysis and conversion into free-air gravity anomaly. The final processed results were derived for Eastern offshore in the form of prospecting geoid and gravity anomaly maps and their spectral components. The highs and lows observed in those maps were derived in terms of a number of prominent megastructures e.g., gravity linears, 85°E and 90°E ridges, the Andaman trench complex etc. Satellite-derived gravity profiles along 12°N latitude match well with the existing structures.     

利用GEOSAT／ERM卫星测高数据计算中国近海海平面

本文利用一年（１９８６年１１月８日～１９８７年１１月１７日）２２个ＥＲＭ周期的ＧＥＯＳＡＴ卫星测高数据计算出中国近海海域（１０５°～１３５°Ｅ，０°～４０°Ｎ）相对于ＧＲＳ８０参考椭球面的１°×１°年平均海平面。该海平面我们称之为ＩＧＧＭＳＳ９５平均海平面。在数据处理过程中，由于采用了混合轨道误差模型及交叠平差技术，极大地消除了在误差中占主要成分的径向轨道误差影响，使得ＩＧＧＭＳＳ９５平均海平面的总体精度达到±２０～３０ｃｍ（ＲＭＳ）水平。与ＯＳＵ９１Ａ重力大地水准面模型相比较可以发现两者具有惊人的一致性。     

测高数据在计算海平面时的取权

根据卫星测高数据分布所具有的低纬时稀疏、高纬时密集的特点,提出了计算平均海平面时非交叉点数据的解析定权公式和交叉点数据的解析定权公式。     

基于逆Stokes公式的测高重力反演中央区效应计算

为提高利用逆Stokes公式反演测高重力的精度,将中央区大地水准面高表示成双三次多项式插值形式,引入了非奇异变换,推导出了重力异常的计算公式。大地水准面高理论模型下的分析表明,该公式有较高的精度。以分辨率为2′×2′的大地水准面高数据为背景场进行了实际计算,结果说明中央区对反演重力异常有不容忽视的贡献。本文导出的公式可为高精度重力异常的反演提供理论依据。     

利用垂线偏差计算大地水准面中央区效应的改进方法

为提高利用Molodensky公式反演测高大地水准面中央区效应的精度,视中央区为矩形域,将垂线偏差分量表示成双二次多项式插值形式,引入非奇异变换,推导出了大地水准面的计算公式。垂线偏差理论模型下的分析表明本文导出公式误差为零,而传统公式的误差与纬度以及垂线偏差子午分量与卯酉分量之间的比值有关;以中纬度区域分辨率为2'*2'的垂线偏差数据为背景场进行了实际计算,结果表明在反演计算点本身所在的1个网格对大地水准面的贡献时,传统公式与本文导出公式计算结果差值的最大值达数厘米。本文导出公式可为测高大地水准面的高精度反演提供理论依据。     

Algorithm for Harmonic Tidal Analysis along T/P Tracks： Taking Differences of Observed Sea Surface Heights at Adjacent Points as Observations

An algorithm （differential mode） is presented for the improvement of harmonic tidal analysis along T/P tracks, in which the differences between the observed sea surface heights at adjacent points are taken as observations. Also, the observation equations are constrained with the results of the crossover analysis; the parameter estimations are performed at 0.1° latitude intervals by the least squares. Cycle 10 to 330 T/P altimeter data covering the China Sea and the Northwest Pacific Ocean （2°-50° N,105°-150° E） are adopted for a refined along-track harmonic tidal analysis, and harmonic constants of 12 constituents in 8 474 points are obtained, which indicates that the algorithm can efficiently remove non-tidal effects in the altimeter observations, and improve the precision of tide parameters. Moreover, parameters along altimetry tracks represent a smoother distribution than those obtained by traditional algorithms. The root mean squares of the fitting errors between the tidal height model and the observations reduce from 11 cm to 1.3 cm.     

激光测高数据辅助卫星成像几何模型精化处理

资源三号02星搭载了中国首个对地观测试验性激光测高载荷。借鉴目前较成熟的卫星影像区域网平差理论的基础上,结合近年来激光测高数据精度的大幅提升以及资源三号02星激光测高数据的特点,首次提出了激光测高数据辅助卫星立体影像进行成像几何模型精化处理的通用理论。首先,利用传统的区域网平差算法对所处理影像进行高精度连接点匹配处理,并对其进行无约束的自由网平差处理,获得高精度相对精度及不亚于原始成像几何模型的绝对精度;其次,根据激光测高数据3维坐标和精化后参考影像成像几何模型获取激光数据参考影像坐标;而后将参考影像坐标通过几何模型映射获取目标影像上待匹配影像坐标,通过连接点匹配算法,对待匹配目标影像坐标进行精化获取高精度像方同名点;最后,以同名点作为高程控制进行区域网平差计算,对影像成像几何模型进一步处理,获取高精度补偿参数。通过湖北、青海两测区的试验,以激光测高数据辅助卫星影像几何模型精化精度可分别达到1.97 m、3.23 m,结果表明本文提出的方法可有效提高卫星立体数据测图精度。     

利用GLAS激光测高数据评估DSM产品质量及精度优化

提出了一种利用卫星激光测高数据直接优化提升数字表面模型（DSM）产品精度的方法。选取境外中亚地区的资源三号DSM开展试验,通过采用多准则约束方法提取激光高程控制点,分别利用偏度、中值、线性、二次多项式等进行DSM误差修正,发现4种模型均能有效消除DSM系统误差,其中基于二次多项式的方法更适用于平地和丘陵地貌,线性模型更适用于高山地貌。试验验证了采用卫星激光测高数据优化境外DSM技术流程的可行性,最终可提高DSM的绝对高程精度。     

利用ICESat数据确定格陵兰冰盖高程和体积变化

两极冰盖消融是造成海平面上升的重要原因,作为世界第二大冰盖,格陵兰冰盖消融速度在进入21世纪以后明显加快,引起了广泛关注.本文利用ICESat卫星激光测高数据,探讨了坡度改正的方法,通过改进平差模型解决了病态问题,并采用重复轨道方法计算了2003年9月至2009年10月间格陵兰冰盖的体积和高程变化趋势,对格陵兰冰盖各冰川流域系统的变化情况进行了详细分析.结果表明,格陵兰冰盖在这6年间平均高程变化趋势为-16.79±0.84cm·a^-1,体积变化速率为-301.37±15.16km^3·a^-1,体积流失主要发生在冰盖边缘,其中DS1、DS8等流域的体积损失正在加剧,而高程在2000m以上的冰盖内陆地区表现出高程积聚的状态,但增长速度明显减缓.与现有研究成果的对比表明,算法优化后的本文结果更具可靠性.