主被动微波遥感南极冰盖冻融探测方法及应用研究

极区冰盖表面冻融探测和监测对于极区气候变化以及高纬度和山地区域的冻融－径流水文模拟研究非常重要。现有的基于主被动微波遥感的冰盖冻融探测算法存在以下问题：（1）大多数算法由于依赖于实地观测数据，所以算法适用的地域性强；（2）主被动微波遥感协同观测冰盖冻融的方法研究没有实质性进展；（3）新型SAR用于极区冰盖冻融探测的方法学还很缺乏。基于存在的问题和大尺度微波遥感及新型SAR数据，本课题将开展南极冰盖冻融探测的方法和应用研究，主要内容包括：（1）基于边缘检测的主被动微波遥感冰盖冻融协同探测方法研究；（2）基于散射机制的双极化和极化SAR数据南极冰盖冻融探测方法研究；（3）基于长时间序列的被动微波数据，开展全球变暖背景下南极冰盖冻融时空演化特征研究。该研究将为我国南极冰盖冻融探测业务化运行系统提供方法学支持，为气候模式提供高精度的初始场输入参数，为诊断全球变暖背景下极地冰盖的变化提供科学依据。

极区冰盖表面冻融探测和监测对于极区气候变化以及高纬度和山地区域的冻融－径流水文模拟研究非常重要。现有的基于主被动微波遥感的冰盖冻融探测算法存在以下问题：（1）大多数算法由于依赖于实地观测数据，所以算法适用的地域性强；（2）主被动微波遥感协同观测冰盖冻融的方法研究没有实质性进展；（3）新型SAR用于极区冰盖冻融探测的方法学还很缺乏。基于存在的问题和大尺度微波遥感及新型SAR数据，本课题开展了南极冰盖冻融探测的方法和应用研究，主要内容包括：（1）基于边缘检测的主被动微波遥感冰盖冻融协同探测方法研究；（2）基于散射机制的双极化和极化SAR数据南极冰盖冻融探测方法研究；（3）基于长时间序列的被动微波数据，开展全球变暖背景下南极冰盖冻融时空演化特征研究。该研究将为我国南极冰盖冻融探测业务化运行系统提供方法学支持，为气候模式提供高精度的初始场输入参数，为诊断全球变暖背景下极地冰盖的变化提供科学依据。.主要研究成果如下：（1）在微波辐射计南极冰盖冻融探测方法方面，提出了改进的小波变换算法、改进的XPGR算法、XPGR结合小波变换算法和辐射计简单物理模型结合小波变换算法；（2）在微波散射计南极冰盖冻融探测方法方面，提出了改进的散射计简单物理模型冰盖冻融探测方法、小波边缘检测的散射计南极冰盖冻融探测算法和数学形态学结合小波边缘检测的南极冰盖冻融算法；（3）在主被动微波遥感冰盖冻融探测方面，提出了利用小波变换将两者协同起来提高冰盖冻融探测精度的主被动协同算法；基于微波辐射计和微波散射计的简单融化物理模型，提出了利用微波辐射计的可靠性来修正微波散射计的后向散射系数的主被动协同的冰盖冻融探测方法；（4）在SAR冰盖冻融探测方法方面，发展了宽带SAR去条纹算法和提出了单极化、双极化和极化SAR南极冰盖冻融探测算法；（5）基于微波辐射计1978-2013年的数据，分析了南极冰盖的冻融的时空特征，发现南极冰盖冻融变化的空间和时间差异较大。.以项目基金为第一资助已发表和接收论文8篇，其中2篇SCI期刊论文，5篇EI期刊论文，1篇核心期刊论文；另外2篇EI期刊论文正在外审中，3篇SCI期刊论文已成稿。