ICESat-2/ATLAS测高数据在青海湖湖泊水位估计中的应用

吴红波， 王宁练， 郭忠明

(1.陕西理工大学 地理科学系， 陕西 汉中 723000； 2.西北大学 陕西省地表系统与环境承载力重点实验室，陕西 西安 710127； 3.中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心， 北京 100101)

1 研究背景

随着先进对地观测技术的发展和应用，星载遥感技术已成为获取地球各圈层及交互过程信息的重要手段之一[1-2]。其中，星载激光雷达(light detection and ranging，LiDAR)测高技术将激光雷达系统、全球定位系统(global positioning system，GPS)、卫星通信-测控系统、惯性导航系统融为一体[3]，具有覆盖范围广、测量精度高、时效性较好、多时相等优势，为准确获取地球表面各圈层物质质量变化及迁移以及海平面、地表水体水位和地物三维空间信息提供了有效的技术支撑[4]。2003年1月13日全球首颗冰、云和陆地高程卫星ICESat-1(ice，cloud and land elevation satellite-1)发射成功，其搭载的地球科学激光测高系统GLAS(geoscience laser altimeter system)能够在全球或者较大空间范围内全天候、不间断地观测地球表面空间和结构[5]，主要用于测量冰川和冰盖质量变化、气溶胶厚度、海冰厚度、地表水体水位、海平面变化、植被冠层高度和生物量以及三维地形信息[6]。ICESat-1/GLAS在2003至2009年运行期间，为林学、冰冻圈科学、全球气候与环境变化、大地测量学、海洋科学、水文模型与循环等研究提供了连续、周期性、高精度的历史记录数据。

为了克服ICESat-1卫星航迹间隔较大、数据覆盖和空间代表性不足等问题，ICESat-2卫星搭载了先进地形激光测高仪系统ATLAS(advanced topographic laser altimeter system)，其中，光子计数激光测高仪(photon-counting laser altimeter)每秒发射10 000个激光脉冲来进行地表高度测量，测量精度约为5 mm，将继续观测山地冰川和极地冰盖高度变化、陆地和植被高度、内陆水体水位、海平面、海冰厚度、云层厚度等空间信息[7]。……