【摘要】：南極洲位于地球最南端,其98%的區(qū)域被冰層覆蓋,平均冰層厚度達(dá)到1.9 km。作為全球冷熱循環(huán)的重要冷源,南極是全球氣候系統(tǒng)的驅(qū)動器和放大器,微小的冰雪物質(zhì)變化都將影響地球的大氣循環(huán)、水循環(huán)和熱循環(huán),引發(fā)海平面上升等一系列環(huán)境問題。作為南極地區(qū)較為活躍的冰川之一,Thwaites冰川(75.5°S,106.75°W)位于西南極瑪麗伯德地沃爾格林海岸,流入阿蒙森海派恩島海灣。近年來,Thwaites冰川受全球氣候變暖的影響較為嚴(yán)重,冰川運(yùn)動不斷加快,表面冰雪加速消融,接地線持續(xù)退后。因此,Thwaites冰川引起了國內(nèi)外學(xué)者的高度關(guān)注,大量研究旨在更好地估算接地線的退后、冰雪物質(zhì)的消融和引發(fā)的海平面上升。冰橋計(jì)劃,作為南北兩極最大的航空遙感科學(xué)觀測工程,其高精度的機(jī)載測高數(shù)據(jù)將對Thwaites冰川的研究起到重要的作用。本文利用冰橋計(jì)劃IceBridge激光雷達(dá)ATM機(jī)載測高數(shù)據(jù),評價(jià)ICESat衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)和四種南極DEM數(shù)據(jù)的精度,解算冰橋計(jì)劃機(jī)載測高數(shù)據(jù)的交叉點(diǎn),探測2009-2014年西南極Thwaites冰川流域的冰蓋高程變化。本文的主要工作包括:1)簡述冰橋計(jì)劃的背景概況,包括冰橋計(jì)劃宣言、觀測區(qū)域和航空平臺,搭載的傳感器及其機(jī)械結(jié)構(gòu)、主要功能和數(shù)據(jù)產(chǎn)品,冰橋計(jì)劃數(shù)據(jù)的應(yīng)用。介紹本文研究西南極Thwaites冰川使用的冰橋計(jì)劃激光雷達(dá)ATM機(jī)載測高數(shù)據(jù),ICESat衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)以及國際常用的四種南極DEM(Bamber 1km DEM、ICESat DEM、RAMPv2 DEM和 JLB97DEM)數(shù)據(jù)。2)利用冰橋計(jì)劃激光雷達(dá)ATM在西南極Thwaites冰川的機(jī)載激光測高數(shù)據(jù),對ICESat衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)和目前國際常用的四種南極DEM,包括Bamber 1km DEM、ICESat DEM、RAMPv2 DEM和JLB97 DEM的精度進(jìn)行評價(jià)與分析。結(jié)果表明ICESat衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)和ICESat DEM有著較高的高程可靠性,其與冰橋計(jì)劃機(jī)載測高數(shù)據(jù)的平均高程差小于5m,標(biāo)準(zhǔn)差小于15m。Bamber 1km DEM高程可靠性相比ICESat衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)和ICESatDEM低一些。JLB97DEM、RAMPv2DEM與冰橋計(jì)劃機(jī)載測高數(shù)據(jù)之間的標(biāo)準(zhǔn)差超過30m,在坡度較大的區(qū)域,高程可靠性低。3)利用2009-2014年冰橋計(jì)劃在西南極Thwaites冰川的機(jī)載測高數(shù)據(jù),解算航線交叉點(diǎn)和不同時期交叉點(diǎn)的高差,探測西南極Thwaites冰川流域的冰蓋高程變化。結(jié)果表明,2009-2014年Thwaites冰川流域的平均冰蓋高程變化為-1.39±0.06m/yr。在沿海區(qū)域,冰蓋高程呈下降趨勢,平均高程變化超過-1m/yr,標(biāo)準(zhǔn)差超過0.1m,在內(nèi)陸區(qū)域,冰蓋高程變化較小,平均高程變化位于-1～1 m/yr之間,標(biāo)準(zhǔn)差小于0.1 m。從空間分布上來看,冰蓋高程變化與表面坡度、冰流速存在相關(guān)關(guān)系,即表面坡度或冰流速較大的區(qū)域,冰蓋高程變化較大。
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P343.6
【圖文】：

邐武漢大學(xué)碩±學(xué)位論文加?xùn)|南部冰川Ｗ及南北極的海冰區(qū)域，將融合多源航空遙感數(shù)據(jù)對南北兩極冰蓋、冰架逡逑ｌ＾ｉ？及海冰等極地要素的結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測。冰橋計(jì)劃利用航空飛機(jī)于每年１０－１１月間在南逡逑極的南極洲海岸線、南極半島Ｗ及相關(guān)海冰區(qū)域，每年３－５月在北極的格陵蘭島、阿拉逡逑斯加?xùn)|南部冰川Ｗ及相關(guān)海冰區(qū)域執(zhí)行測量任務(wù)，監(jiān)測冰蓋、冰架及海冰的變化，其時間小規(guī)模的數(shù)據(jù)采集也是冰橋計(jì)劃的沮成部分。執(zhí)行冰橋計(jì)劃的航空平臺主要有Ｐ－３ＢＤＣ－８、ＵＡＦ邋Ｏｔｔｅｒ、ＢＴ－６７和國王Ｂ－２００小型飛機(jī)等。圖２．１為２０１４年的南北極區(qū)數(shù)據(jù)逡逑采集路線示意圖。逡逑

斯加?xùn)|南部冰川Ｗ及相關(guān)海冰區(qū)域執(zhí)行測量任務(wù)，監(jiān)測冰蓋、冰架及海冰的變化，其余逡逑時間小規(guī)模的數(shù)據(jù)采集也是冰橋計(jì)劃的沮成部分。執(zhí)行冰橋計(jì)劃的航空平臺主要有Ｐ－３Ｂ、逡逑ＤＣ－８、ＵＡＦ邋Ｏｔｔｅｒ、ＢＴ－６７和國王Ｂ－２００小型飛機(jī)等。圖２．１為２０１４年的南北極區(qū)數(shù)據(jù)逡逑采集路線示意圖。逡逑回榦；逡逑圖２．１冰橋計(jì)劃２０１４年的南北極區(qū)數(shù)據(jù)采集航線圖逡逑２．２搭載傳感姙介紹逡逑執(zhí)行冰橋計(jì)劃的航空平臺所搭載的遙感傳感器大概可分為數(shù)字相機(jī)、激光雷達(dá)、雷逡逑達(dá)、重力儀Ｗ及輔助設(shè)備５大類，相關(guān)傳感器的儀器名稱與作用見表２．１。冰橋計(jì)劃己逡逑成功獲�。玻埃埃梗玻埃保赌昴媳睒O區(qū)的航空遙感數(shù)據(jù)，相關(guān)數(shù)據(jù)產(chǎn)品可概括為五個級別，Ｌ０逡逑數(shù)據(jù)產(chǎn)品為原始數(shù)據(jù)，Ｌ１數(shù)據(jù)產(chǎn)品由Ｌ０數(shù)據(jù)經(jīng)過地理定位、誤差校正等處理后形成，逡逑Ｌ２數(shù)據(jù)產(chǎn)品由Ｌ１數(shù)據(jù)產(chǎn)品通過地理要素提取后生成，Ｌ３數(shù)據(jù)產(chǎn)品為極地科學(xué)數(shù)據(jù)制逡逑圖產(chǎn)品，Ｌ４數(shù)據(jù)產(chǎn)品為冰雪模型與變化預(yù)測數(shù)據(jù)，比如ＡＴＭ邋Ｌ４數(shù)據(jù)產(chǎn)品為冰蓋高程逡逑變化數(shù)據(jù)。逡逑表２．１冰橋計(jì)劃搭載的航空遙感傳感器逡逑￣￣邐儀器名稱邐作用逡逑數(shù)字現(xiàn)�。陥D系統(tǒng)相機(jī)ＤＭＳ邋（邋Ｄｉｇｉｔａｌ邋Ｍａｐｐｉｎｇ邋Ｓｙｓｔｅｍ邋Ｃａｍｅｒａ）邐地表成像邋逡逑雙機(jī)連續(xù)光學(xué)成像儀ＣＡＭＢＯＴ邋（邋Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ邋Ａｉｒｂｏｒｎｅ邐站ｉ＃邋５＾｛象逡逑Ｍａｐｐｉ打ｇ邋ｂｙ邋Ｏｐｔｉｃａｌ邋Ｔｒａｎｓｌａｔｏｒ）邐逡逑激光雷達(dá)邋ＡＴＭ邋（八ｉｒｂｏｍｅ邋Ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ邋Ｍａｐｐｅｒ）邐地形現(xiàn)＂量邐逡逑植被激光雷達(dá)邋ＬＶＩＳ邋（邋Ｌａｓｅｒ邋Ｖｅｇｅｔａｔ

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2741247