基于全极化合成孔径雷达的冰川边界提取与雪线探测

冰川对气候变化研究和人类生活有着重要意义。合成孔径雷达（SAR）因其几乎不受天气、光照等因素的影响，以及对地物湿度、粗糙度等因素的敏感性，在冰川研究中展现出巨大的潜力。然而，以往在SAR的研究中，遇到两个瓶颈，一，仅仅依据单极化SAR的后向散射系数难以区分出冰川的边界；二，SAR能否探测到冰川雪线和平衡线无法得出定论。本课题将主要针对这些问题，运用新型星载全极化SAR数据，在对冰川区典型地物散射特性深入分析总结的基础上，研究全极化SAR在冰川表面及其周边的分类能力，以及对雪线和平衡线的探测能力。重点研究雪－冰之间、冰川与周围地物之间的区分，实现冰川表面湿雪带、裸冰带的划分，以及冰川轮廓的提取；通过野外实地观测，将图像分类得到的雪－冰界线与冰川实际参数进行对比，从而总结出SAR图像对冰川雪线和平衡线的探测能力。本课题将为SAR用于冰川区制图和物质平衡研究提供有力支持。

青年科学基金“基于全极化合成孔径雷达的冰川边界提取与雪线探测”自2012年1月立项以来，各项工作按照申请书和任务书要求圆满完成。下面j将究成果，成果形式，经费使用进行总结。..该课题取得的研究成果包括：.1）冰川区的精细分类方法研究。本课题尝试采用星载全极化SAR，详细分析了冰川区典型地物极化响应特征，应用极化分解与支持向量机的方法，实现了冰川区的高精度分类，整体分类精度达到90％，其中裸冰的识别精度达到86％，在国内外首次实现了基于全极化SAR的冰川区高精度分类；.2）SAR图像上冰川雪线快速提取算法。研究了一种三分类方法，即将冰川区分为积雪、裸冰和非冰川区，而非冰川区包括了所有积雪和裸冰以外的类型。实验表明，此方法对积雪和裸冰的识别精度影响非常小，可以精确识别积雪和裸冰，并有效识别雪线位置。通过这种方法，准确获取了多条冰川的雪线，并通过对比，发现冰川雪线海拔与朝向密切关系：朝南的冰川雪线较高，朝北的雪线较低，东西向的冰川居中；.3）冰川表面对C波段雷达响应模式分析。依据长时间序列的影像分析，总结了冰川表面对C波段雷达的响应模式，明确了SAR在不同时段对冰川表面的识别能力和划分依据，为今后冰川的监测提供了基础。..主要论文及著作：.依托本课题，发表相关学术论文5篇，其中SCI论文3篇，，EI论文1篇，中文核心期刊综述论文1篇。