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针对ICESat-2卫星激光测高数据监测陆地湖泊水位精度问题,该文以太湖为例结合水位站实测数据评价ICESat-2/ATL13湖泊水位测高精度.根据湖泊矢量边界提取湖泊激光足印点;采用中位数绝对偏差方法剔除沿轨湖泊高程异常值,得到沿轨有效激光高程点并求其均值作为沿轨湖泊水位值;基于ATL13数据分析太湖水位变化.实验结果表明:ATL13湖泊水位相对测高精度优于3 cm,绝对测高精度优于6 cm;ATL13测高水位与太湖实测水位月变化趋势基本一致,两者相关性较高,相关系数达0.96以上. 相似文献
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为了基于ICESat/GLA14测高数据对黄土高原重要水库水位变化进行动态监测,该文首先利用Landsat 8遥感影像提取黄土高原的水体边界,并参考ICESat/GLA14数据的分布状况在黄土高原东部选取了册田水库,中部选取了文峪河和王窑水库,西部选取了刘家峡、寺口子和沈家河水库;然后以10cm为阈值对ICESat/GLA14数据进行筛选,从而获得了所选水库水位长时间序列的动态变化;最后将册田和文峪河水库的ICESat/GLA14测量水位与实测水位进行比较,验证ICESat/GLA14监测水库水位变化的准确性。研究结果表明:东部水库水位呈明显下降趋势;中部水库水位在2005年5月明显下降,其后逐渐恢复,整体呈下降趋势;西部水库水位变化不大;ICESat/GLA14测量的水库水位变化与实测水位变化基本一致。 相似文献
3.
ICEsat-2/ATLAS是目前高程精度最高的星载激光数据,其数据覆盖全球,能够作为生产高精度全球地面参考高程的基础数据。基于ICESat-2/ATLAS全球激光数据产品ATL08,获取了全球ICESat-2陆地高程点,研究了基于参考高程数据和属性参数提取全球高程控制点的方法,并利用高精度参考高程数据验证了其精度。利用山东试验场和河南试验场30 cm高程精度的机载激光数据对所获取的激光点进行了验证,得到的均方根误差分别为1.11 m、1.39 m;经过参考DEM(digital elevation model)和属性参数限制筛选后的高程控制点的均方根误差分别为0.69 m、0.57 m,数据保留率分别为61.38%、60.00%,证明了该提取方法能够在保证数据保留率的同时有效提高高程精度。所提出的方法能够自动提取点位密度大、精度高的全球高程控制点数据,为国产高分辨率卫星进行无地面或少地面控制点的立体测绘和产品质量检验提供数据支持。 相似文献
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ICESat-2植被冠层高度和地表高程数据产品用于森林高度提取的效果评价 总被引：1，自引：0，他引：1
由美国宇航局（NASA）研制的新一代冰、云和陆地高程卫星（ICESat-2）于2018-09-15发射成功,其搭载的先进地形激光测高系统（ATLAS）采用微脉冲多波束光子计数激光雷达技术,可用于全球高程线采样数据的获取。目前公开发布了9种数据产品,其中包括植被冠层高度和地表高程数据产品（ATL08）,为全球森林结构参数的估算提供了新的契机。本文以美国宾夕法尼亚州斯奈德县和印度尼西亚西加里曼丹吉打邦为研究区,在温带森林和热带雨林两种不同的生态系统立地条件下,对 ICESat-2的ATL08数据产品用于森林高度估算的效果进行评价。首先建立了地形高程数据产品（ATL03）与ATL08数据产品的关联规则,以获取分别记录在这两种产品中的光子空间分布信息和分类信息;进而以机载小光斑激光雷达数据为参考,对ATL08数据产品的光子分类可靠性及其用于森林高度估算的准确性进行了分析评价。结果表明：（1）在温带森林情况下,ATL08数据产品提供的平均冠层高度和最大冠层高度与参考数据的相关系数（R2）分别为0.54和0.61,相对误差分别为16.78%和10.71%,表明ATL08数据产品的光子分类结果能够用于刻画森林冠层结构和林下地形;（2）在热带雨林情况下,到达地面的光子数量相较于温带森林明显减少,地面光子类型识别的可靠性低,ATL08数据产品提供的平均冠层高度和最大冠层高度与参考数据的相关系数（R2）分别为0.21和0.19;（3）森林覆盖度的增大会导致ATL08计算的冠层高度误差增大,热带雨林平均冠层高度的误差随着坡度增大有增大趋势,在坡度为0°—10°、10°—20°和20°—30°共3组情况下,误差分别为5.7 m、6.6 m和9.3 m。因此,在高森林覆盖度情况下,现有的ATL08数据产品难以直接用于森林高度的提取。 相似文献
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利用机载点云检核ICESat-2/ATLAS激光测高数据精度 总被引：1，自引：0，他引：1
《测绘科学技术学报》2020,(1)
美国第2代激光测高卫星ICESat-2已经公开发布数据,能够提供剖面状密集点云,但其平面/高程精度还未得到充分验证。全球开源DEM或卫星光学立体影像生成的DEM精度远低于星载激光测高数据,无法实现激光精度检核。本文使用机载激光雷达/光学立体影像数据开展ICESat-2卫星ATLAS精度验证,通过单光子点云去噪、剖面地形恢复和数据内插等手段,对国内舟山、上海和汉中等不同地形条件下的星载光子计数激光雷达数据进行对比分析。实验结果表明, 6组ATLAS点云高程的均方根误差分别为0.43、0.65、0.72、0.53、0.45和0.77 m,平均值达到0.59 m,具备较好的高程精度。 相似文献
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针对帕米尔高原堰塞湖——萨雷兹湖的安全问题及水文站点资料获取困难,缺乏时段固定、精度统一的准实时湖泊水位信息等问题,本文提出了基于星载激光雷达测高数据（ICESat-1/2）的高原湖泊水位综合反演。开展了近20年（2003—2019年）的水位变化遥感调查和时序重建研究,并采用趋势分析和Mann Kendall （M-K）非参数检验,对近20年萨雷兹湖的水位变化特征进行过程分析,初步揭示了萨雷兹湖水位的近期变化趋势和规律。结果表明：①ICESat-1/2激光测高雷达数据在陆地湖泊水位反演中误差可控制在0.05 m之内,精度高度可信,为无/缺资料地区湖泊水文监测提供良好的数据源;②2003—2019年,萨雷兹湖的水位持续呈现显著上升的趋势,水位上升的速率约为0.15 m/a （p<0.01,双尾）;③萨雷兹湖的水位年内波动较大（至少7~8 m）。最高水位出现在9—10月,当前平均水位约为3265 m,最低水位出现在3—5月,当前平均水位约为3259 m。以上研究结果可为萨雷兹湖的综合治理及安全评估提供数据支持和技术参考。 相似文献
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ASTER GDEM V2是研究南极冰盖表面的一种重要DEM数据源。由于南极冰雪区反射率高且缺乏地形特征，导致ASTER GDEM V2存在大量的坑、隆起等噪声，难以直接用于南极地形分析。本文以ICESat/GLAS激光点高程数据作为参考，采用修正等高线法对南极伯德（Byrd）冰川ASTER GDEM V2进行了误差校正，并将其与ICESat-1 DEM的垂直精度进行了对比分析。结果表明：ASTER GDEM V2的RMSE由校正前的26.56 m下降到校正后的18.77 m，远低于ICESat-1 DEM的RMSE（121.24 m）；校正后的ASTER GDEM V2高程精度受坡度影响较小，不存在明显的系统误差，而ICESat-1 DEM的高程精度受坡度的影响较大。本研究进一步通过地形剖面分析得到：校正前的ASTER GDEM V2噪声主要分布于高程较低、地形平坦的区域，通过修正等高线的方法可以有效去除这些噪声，去除噪声后的ASTER GDEM V2可作为研究伯德冰川理想的DEM数据源。 相似文献
8.
青藏高原湖泊群水位变化是反映全球气候变化的重要指标。在实测数据稀缺和现有卫星时空覆盖范围低的限制下，基于雷达干涉模式的新一代SWOT (Surface Water and Ocean Topography)卫星可为全球内陆水体提供高时空分辨率和高精度的水位信息，是对传统观测形式的有力补充。在卫星发射之前探讨其监测潜力具有重要意义。本研究以青藏高原最大的青海湖为例，使用CNES SWOT水文模拟器，模拟2010年—2018年类SWOT水位序列。通过分别采用实测水位、光学水位和雷达水位作为SWOT模拟器驱动，探讨了SWOT模拟器模拟精度对输入驱动的敏感性，并在多个尺度下评价了其模拟表现。结果表明：多种驱动数据情景下，类SWOT水位均可在季节和全年尺度上捕捉青海湖水位变化过程，相关系数和纳什效率系数分别在0.9—1.0和0.8—0.99变化；且可较好监测到青海湖水位长期变化趋势。SWOT具有监测青藏高原湖泊群水位动态的巨大潜力，能够有效观测湖泊水位变化。 相似文献
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南极冰下湖是冰下水文系统的重要组成部分,研究冰下湖的活动对冰下水文、冰流速、冰盖物质平衡以及海平面变化有着重要的意义。介绍了利用ICESat重复轨道算法监测冰下湖活动的方法,并针对冰下湖不同活动情况进行了仿真实验,以东南极Academy12和CookE2冰下湖为例分析了该算法在实际监测中的应用。结果表明,两个冰下湖的活动导致其冰盖表面分别产生最大约6 m的上升和最大约70 m的下降。此外,当冰下湖高程变化在ICESat数据时间段内呈恒定的变化规律时,利用全部数据和重复轨道算法可得到不受地形影响的高程变化;当高程变化规律在该时间段不恒定时,需根据实际高程变化情况选取部分测高数据解算地形,从而保证得到正确的高程变化监测结果。 相似文献
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卫星测高数据监测青海湖水位变化 总被引：3，自引：0，他引：3
为了验证Cryosat-2/SIRAL数据监测湖泊水位的能力,提高其提取湖泊水位变化的精度,以青海湖为研究对象,利用主波峰重心偏移法、主波峰阈值法、主波峰5-β参数法、传统重心偏移法、传统阈值法和传统5-β参数法6种算法对Cryosat-2/SIRAL LRM 1级数据进行波形重跟踪,提取青海湖2010—2015年湖泊水位,对比不同算法获取水位的精度,并结合Envisat/RA-2 GDR数据,延长水位变化时间序列,获得青海湖2002年—2015年的水位变化信息。结果表明,主波峰5-β参数法提取湖泊水位的精度最好,均方根误差为0.093 m;对于GDR产品中LRM模式的3种数据,基于Refined OCOG算法的数据更适合湖泊水位的提取;青海湖2002年—2015年水位整体上涨,水位平均变化趋势为0.112 m/年,年内水位变化呈现明显的季节性。 相似文献
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卫星激光测高数据在湖泊水位测量方面具有重要的应用价值和独特优势,本文针对国产高分七号卫星上装备的线性体制全波形激光测高仪,开展在大型湖泊水位测量方面的应用探讨.介绍了高分七号卫星的基本参数,并与其他类卫星做了对比,分析了影响湖泊水位测量精度的卫星侧摆、大气散射、回波波形饱和等因素,研究了湖泊水面激光点的提取方法,结合I... 相似文献
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Hani Abdallah Jean-Stéphane Bailly Nicolas Baghdadi Nicolas Lemarquand 《ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing》2011,66(6):833-844
Given that water resources are scarce and are strained by competing demands, it has become crucial to develop and improve techniques to observe the temporal and spatial variations in the inland water volume. Due to the lack of data and the heterogeneity of water level stations, remote sensing, and especially altimetry from space, appear as complementary techniques for water level monitoring. In addition to spatial resolution and sampling rates in space or time, one of the most relevant criteria for satellite altimetry on inland water is the accuracy of the elevation data. Here, the accuracy of ICESat LIDAR altimetry product is assessed over the Great Lakes in North America. The accuracy assessment method used in this paper emphasizes on autocorrelation in high temporal frequency ICESat measurements. It also considers uncertainties resulting from both in situ lake level reference data. A probabilistic upscaling process was developed. This process is based on several successive ICESat shots averaged in a spatial transect accounting for autocorrelation between successive shots. The method also applies pre-processing of the ICESat data with saturation correction of ICESat waveforms, spatial filtering to avoid measurement disturbance from the land–water transition effects on waveform saturation and data selection to avoid trends in water elevations across space. Initially this paper analyzes 237 collected ICESat transects, consistent with the available hydrometric ground stations for four of the Great Lakes. By adapting a geostatistical framework, a high frequency autocorrelation between successive shot elevation values was observed and then modeled for 45% of the 237 transects. The modeled autocorrelation was therefore used to estimate water elevations at the transect scale and the resulting uncertainty for the 117 transects without trend. This uncertainty was 8 times greater than the usual computed uncertainty, when no temporal correlation is taken into account. This temporal correlation, corresponding to approximately 11 consecutive ICESat shots, could be linked to low transmitted ICESat GLAS energy and to poor weather conditions. Assuming Gaussian uncertainties for both reference data and ICESat data upscaled at the transect scale, we derived GLAS deviations statistics by averaging the results at station and lake scales. An overall bias of −4.6 cm (underestimation) and an overall standard deviation of 11.6 cm were computed for all lakes. Results demonstrated the relevance of taking autocorrelation into account in satellite data uncertainty assesment. 相似文献
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南极冰盖DEM机载测高验证与分析——以西南极Thwaites冰川为例 总被引：2，自引：0，他引：2
利用冰桥计划(IceBridge)在西南极Thwaites冰川的机载激光测高数据,对ICESat卫星测高数据和目前国际常用的4种南极DEM,包括Bamber 1km DEM、ICESat DEM、RAMPv2DEM和JLB97DEM的精度进行了验证和分析。结果表明,ICESat卫星测高数据和ICESat DEM有着较高的高程可靠性,其与冰桥计划机载测高数据的平均高程差小于5m,标准差小于15m。Bamber 1km DEM高程可靠性相比ICESat卫星测高数据和ICESat DEM低一些。JLB97DEM、RAMPv2DEM与冰桥计划机载测高数据之间的标准差超过30m,尤其在坡度较大的区域,高程可靠性低。 相似文献
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Integration of remote sensing data sets from multiple satellites is tested to simulate water storage variation of Lake Ziway, Ethiopia for the period 2009-2018. Sixty Landsat ETM+/OLI images served to trace temporal variation of lake surface area using a water extraction index. Time series of lake levels were acquired from two altimetry databases that were validated by in-situ lake level measurements. Coinciding pairs of optical satellite based lake surface area and radar altimetry based lake levels were related through regression and served for simulating lake storage variation. Indices for extracting lake surface area from images showed 91–99 % overall accuracy. Lake water levels from the altimetry products well agreed to in-situ lake level measurements with R2 = 0.92 and root mean square error of 11.9 cm. Based on this study we conclude that integrating satellite imagery and radar altimetry is a viable approach for frequent and accurate monitoring of lake water volume variation and for long-term change detection. Findings indicate water level reduction (4 cm/annum), surface area shrinkage (0.08km2/annum) and water storage loss (20.4Mm3/annum) of Lake Ziway (2009–2018). 相似文献
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Sangho Baek Oh-Ig Kwoun Braun A. Zhong Lu Shum C.K. 《Geoscience and Remote Sensing Letters, IEEE》2005,2(4):413-417
We present a digital elevation model (DEM) of King Edward VII Peninsula, Sulzberger Bay, West Antarctica, developed using 12 European Remote Sensing (ERS) synthetic aperture radar (SAR) scenes and 24 Ice, Cloud, and land Elevation Satellite (ICESat) laser altimetry profiles. We employ differential interferograms from the ERS tandem mission SAR scenes acquired in the austral fall of 1996, and four selected ICESat laser altimetry profiles acquired in the austral fall of 2004, as ground control points (GCPs) to construct an improved geocentric 60-m resolution DEM over the grounded ice region. We then extend the DEM to include two ice shelves using ICESat profiles via Kriging. Twenty additional ICESat profiles acquired in 2003-2004 are used to assess the accuracy of the DEM. After accounting for radar penetration depth and predicted surface changes, including effects due to ice mass balance, solid Earth tides, and glacial isostatic adjustment, in part to account for the eight-year data acquisition discrepancy, the resulting difference between the DEM and ICESat profiles is -0.57/spl plusmn/5.88 m. After removing the discrepancy between the DEM and ICESat profiles for a final combined DEM using a bicubic spline, the overall difference is 0.05/spl plusmn/1.35 m. 相似文献
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南极数字高程模型DEMs(Digital Elevation Models)是研究极区大气环流模式,南极冰盖动态变化和南极科学考察非常重要的基础数据。目前,科学家已经发布了五种不同的南极数字表面高程模型。这些数据都是由卫星雷达高度计,激光雷达和部分地面实测数据等制作而成。尽管如此,由于海洋与冰盖交接的南极冰盖边缘区随时间的快速变化,有必要根据新的卫星数据及时更新南极冰盖表面高程数据。因此,我们利用雷达高度计数据(Envisat RA-2)和激光雷达数据(ICESat/GLAS)制作了最新的南极冰盖高程数据。为提高ICESat/GLAS数据的精度,本文采用了五种不同的质量控制指标对GLAS数据进行处理,滤除了8.36%的不合格数据。这五种质量控制指标分别针对卫星定位误差、大气前向散射、饱和度及云的影响。同时,对Envisat RA-2数据进行干湿对流层纠正、电离层纠正、固体潮汐纠正和极潮纠正。针对两种不同的测高数据,提出了一种基于Envisat RA-2和GLAS数据光斑脚印几何相交的高程相对纠正方法,即通过分析GLAS脚印点与Envisat RA-2数据中心点重叠的点对,建立这些相交点对的高度差(GLAS-RA-2)与表征地形起伏的粗糙度之间的相关关系,对具有稳定相关关系的点对进行Envisat RA-2数据的相对纠正。通过分析南极冰盖不同区域的测高点密度,确定最终DEM的分辨率为1000 m。考虑到南极普里兹湾和内陆地区的差异性,将南极冰盖分为16个区,利用半方差分析确定最佳插值模型和参数,采用克吕金插值方法生成了1000 m分辨率的南极冰盖高程数据。利用两种机载激光雷达数据和我国多次南极科考实测的GPS数据对新的南极DEM进行了验证。结果显示,新的DEM与实测数据的差值范围为3.21—27.84 m,其误差分布与坡度密切关系。与国际上发布的南极DEM数据相比,新的DEM在坡度较大地区和快速变化的冰盖边缘地区精度有较大改进。 相似文献