X 波段在南极地区穿透深度的技术研究

王冬红，刘 卓，王意军，李 佳，刘艳阳，郭 磊，陈筠力

（1.北京跟踪与通信技术研究所，北京 100094；2.中南大学 地球科学与信息物理学院，湖南 长沙 410083；3.上海卫星工程研究所，上海 201109）

0 引言

数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）是南极冰盖变化监测和南极科考的基础数据，获取高精度高分辨率DEM 一直是南极研究中的重要环节，但南极地理位置和自然环境非常特殊，地面测绘工作很难顺利开展。20 世纪70 年代出现的卫星测高技术是获取极地地形数据的重要手段。1978年，由美国航空航天局（NASA）研制的海洋测高卫星SeaSat 成功发 射。1983 年，ZWALLY 等［1］利 用该卫星的测高数据生成了南纬72°以北、分辨率为20 km 的南极DEM。1985 年，ZWALLY 等［2］又利用GeoSat 雷达高度计数据，将南极DEM 的分辨率提升至10 km。20 世纪90 年代，欧洲航天局（ESA）成功发射了ERS-1 和ERS-2 卫星。1994 年，BAMBER 等［3］利用ERS-1 的测 高数据 建立了 分辨率为20 km 的南极DEM，覆盖了80%的南极大陆。1997 年，BAMBER 和ZWALLY 等［4-5］又生成了分辨率为5 km 的南极DEM（JLB97 DEM）。1999 年，美国伯德极地研究中心（BPRC）发布了高精度、无缝南极DEM（RAMP）。目前该DEM 已经发展到了第2 版（RAMPv2），RAMPv2 覆盖南纬63°至南纬90°，水平分辨率为200 m～1 km 不等［6］。进入21 世纪后，越来越多的极地测高卫星出现，极大地推动了南极地形测绘的发展。美国在2003 年发射了极地冰雪测量卫星ICESat-1 卫星，在2018 年又成功发射ICESat-2 卫星。2007 年，美国冰雪数据中心利用ICESat-1 的测高数据制作了南纬86°以北、分辨率为500 m 的南极DEM，即ICESat DEM［7］。2009 年，结合ERS-1 和ICESat-1 两种数 据，BAMBER 和GRIGGS 等［8-9］建立了分辨率为1 km 的南极DEM，即Bamber 1 km DEM。2018 年，极地地理空间中心（PGC）结合WordView-1、WordView-2、WordView-3 以及GeoEye-1 立体像对制作了南纬88°以北、分辨率为8 m 的南极DEM，即The Reference Elevation Model of Antarctica（REMA）［10］。除 了REMA 以外，各种南极DEM 空间分辨率非常低。……