基于宽幅SAR的格陵兰岛冰盖冻融强度提取方法研究

赵梦雪 傅文学 孙燕武,3 李新武

(1 中国科学院空天信息创新研究院,数字地球重点实验室,北京 100094;2 山东科技大学,测绘科学与工程学院,山东 青岛 266590;3 安徽理工大学,测绘学院,安徽 淮南 232000)

提要 极地冰盖冻融强度信息在理解冰盖稳定性及其对气候变化响应中具有重要意义。利用格陵兰岛2016年Sentinel-1A 干涉宽幅双极化SAR数据(HH+HV),结合同时相自动气象站点温度和MODIS温度产品数据,研究了HH、HV极化幅度值及HH/HV 比值与冻融强度的相关关系。结果表明冻融强度与HH、HV极化幅度值呈负相关关系,而与HH/HV值呈正相关关系,且与HH/HV值的相关性更好,R2值约0.610。基于MODIS温度产品建立了冰盖冻融强度划分的5个HH/HV区间阈值,最后通过MODIS温度产品的结果验证表明,利用HH/HV值的冻融强度提取精度为86.8%。

0 引言

极地作为全球变化的敏感区域越来越受到关注,极地冰盖厚度和冻融范围的改变能够反映全球气候变化的整体情况[1]。极地冰盖记录的气候信息有着数据量大、时间连续性好、保真性好等优势[2],使得对极地冰盖冻融的监测成为一项具有重大意义的研究。

传统的实地观测结果可靠性很强,但是由于极地地形复杂、环境恶劣、气候变化突然,实地观测的安全性和可操作性无法得到有效保障[3]。随着光学遥感的发展,光学影像应用于极地冰盖冻融变化的监测得到大量研究,然而由于极地地区太阳高度角低,且气象条件恶劣,多数时间无法获取理想的光学影像。合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)由于其全天时、全天候成像能力以及能部分穿透地物的特点,在极地冰盖冻融研究中具有独特的优势,基于多时相、多极化、多波段及多模式SAR数据,在冰盖冻融研究中已有了大量的工作[4-5]。……