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精密测量院等研发出迄今南极冰盖最高分辨率冰流速年度产品

2021-01-14 精密测量科学与技术创新研究院
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  高质量的全球冰川变化产品对气候变化研究至关重要,关系到气候模型的精度,尤其影响未来气候变化预测的可靠性。中国科学院精密测量科学与技术创新研究院影像大地测量团队研究员汪汉胜领衔承担了国家重点研发计划项目和中科院领域前沿项目的冰流速参数产品和冰川物质平衡攻关任务,并与俄亥俄州立大学地球科学学院合作,在冰流方法、流速产品研发以及基于冰流产品的科学发现上取得进展。

  团队副研究员沈强与团队成员经过多年的努力,研发出一套利用光学卫星影像精确测定冰川、冰盖运动速度的流速生成技术。该技术采用基于频率域的相位相关方法,首次引入了非局部均值滤波等新型数据处理方法。与原有冰流产品生成技术相比,新技术实现了最大程度消除由于配准误差、影像质量等导致的形变测量误差,提高产品的信噪比的同时,保证产品的分辨率损失最小。通过与实测数据的对比分析,快速冰流区精度优于10米/年,冰盖区域2米/年,达到国际先进水平。

  通过该处理技术,研究团队首次研制出2013-2019年全南极冰盖迄今为止最高分辨率(105 米)冰流速年度产品 (如图)。该产品使用了超过80,000景Landsat 8全色波段影像,由超过250,000景的冰盖运动图拼接而成。相较国际同类产品,该产品的分辨率达到最高(国外最高为300米),可分辨冰盖边缘小冰川的流速空间分布特征,冰盖边缘实现最全覆盖,且时间分辨率达到一年尺度。新冰流产品优化后处理环节,提高可视空间细节,使用超过前期25倍的形变观测结果,拼接成自2013年到2019年的年度南极冰流速产品,空间覆盖更全,质量更优,年度产品(2015-2019年)进一步扩展。

  持续研发高质量冰川变化产品,对全球变化研究及应对具有重要意义。高质量的冰流速度产品,可充分研究冰川动态的时间和空间规律,也可为冰川、冰盖模型的精化提供重要的检核,对南极冰盖未来变化及其对海平面的影响预测起关键作用。

  相关研究成果在线发表在International Journal of Digital Earth上,相关数据产品公开发布在Data Publisher for Earth & Environmental Science和国家青藏高原科学数据中心上。

南极冰盖Landsat 8 冰流速产品(2013-2019)。a-f:对应2013-2019年的年度冰流速,每个年度冰流速图附带影像数量图(上)和不确定性图(下)

打印 责任编辑:侯茜

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