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基于PlanetScope光学小卫星与ICESat-2激光测高数据的极地冰盖冰面湖水深遥感反演

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朱雨欣, 满梦甜, 王裕涵, 陈定华, 杨康. 2024. 基于PlanetScope光学小卫星与ICESat-2激光测高数据的极地冰盖冰面湖水深遥感反演. 自然资源遥感, 36(4): 314-320. doi: 10.6046/zrzyyg.2023177
引用本文: 朱雨欣, 满梦甜, 王裕涵, 陈定华, 杨康. 2024. 基于PlanetScope光学小卫星与ICESat-2激光测高数据的极地冰盖冰面湖水深遥感反演. 自然资源遥感, 36(4): 314-320. doi: 10.6046/zrzyyg.2023177
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ZHU Yuxin, MAN Mengtian, WANG Yuhan, CHEN Dinghua, YANG Kang. 2024. Remote sensing-based bathymetry retrieval of supraglacial lakes on polar ice sheets using images from small optical satellite PlanetScope and ICESat-2 laser altimetry data. Remote Sensing for Natural Resources, 36(4): 314-320. doi: 10.6046/zrzyyg.2023177
Citation: ZHU Yuxin, MAN Mengtian, WANG Yuhan, CHEN Dinghua, YANG Kang. 2024. Remote sensing-based bathymetry retrieval of supraglacial lakes on polar ice sheets using images from small optical satellite PlanetScope and ICESat-2 laser altimetry data. Remote Sensing for Natural Resources, 36(4): 314-320. doi: 10.6046/zrzyyg.2023177
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基于PlanetScope光学小卫星与ICESat-2激光测高数据的极地冰盖冰面湖水深遥感反演

  • 1.南京大学地理与海洋科学学院,南京 210023

  • ;2.江苏省地理信息技术重点实验室,南京 210023

  • ;3.中国南海研究协同创新中心,南京 210023

  • 基金项目:

    国家重点研发计划项目子课题“复杂陆地海洋环境异常动态遥感监测”(2022YFB3903601)

    国家自然科学基金面上项目“格陵兰北部地区融水汇流过程遥感观测、模拟与影响分析”(42271320)

详细信息
    作者简介: 朱雨欣(2001-),女,本科,主要从事冰冻圈水文遥感研究。Email: yuxin_zhu_nju@163.com。
    通讯作者: 杨康(1986-),男,博士,副教授,主要从事冰冻圈水文遥感研究。Email: kangyang@nju.edu.cn。

  • 中图分类号: TP79

Remote sensing-based bathymetry retrieval of supraglacial lakes on polar ice sheets using images from small optical satellite PlanetScope and ICESat-2 laser altimetry data

  • 1. School of Geography and Ocean Science, Nanjing University, Nanjing 210023, China

  • ;2. Jiangsu Provincial Key Laboratory of Geographic Information Science and Technology, Nanjing 210023, China

  • ;3. Collaborative Innovation Center of South China Sea Studies, Nanjing 210023, China

More Information
    Corresponding author: YANG Kang

    摘要
  • 每年消融期,冰面湖广泛分布于极地冰盖表面,能够存储大量冰面融水,但部分冰面湖底部破裂后会输送融水进入冰盖底部,从而影响冰盖运动与稳定性。因此,准确测算冰面湖水深信息,进而估算冰面湖体积及其动态变化,对于理解极地冰盖水文过程具有重要意义。然而,实地测量冰面湖深度难度大、成本高、覆盖范围小,通过中低空间分辨率光学遥感影像构建的冰面湖水深反演模型精度不足。该研究综合PlanetScope SuperDove光学小卫星8波段遥感影像(空间分辨率为3 m)与ICESat-2激光测高数据反演冰面湖水深。首先,通过自适应核密度估计分离并拟合湖面与湖底ICESat-2激光测高点云,进而获取冰面湖水深观测结果; 其次,利用最佳波段比值分析PlanetScope影像不同波段(组合)与ICESat-2水深数据的相关关系,构建二次函数、指数函数、幂函数与对数函数4种冰面湖水深反演经验公式; 最后,选择4个具有同时期PlanetScope和ICESat-2数据覆盖的冰面湖,测试冰面湖水深遥感反演的精度。结果表明PlanetScope绿光I波段是冰面湖水深反演最佳波段,单波段反射率与冰面湖水深相关性最强(R2=0.94),水深反演精度最高(均方根误差为1.0 m,相对均方根误差为0.15)。研究揭示了综合主被动卫星数据分析极地冰盖水文过程的良好潜力。
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出版历程
收稿日期:  2023-06-25
修回日期:  2023-09-20
刊出日期:  2024-12-23

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