作者:高雅丽 来源:中国科学报 发布时间:2023/5/11 15:52:57
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首次!航空遥感系统获取山地冰川有效探测数据

 

近日,中科院青藏高原研究所、中科院空天信息创新研究院、中科院西北生态环境研究院、中科院精密测量科学与技术创新研究院以及武汉大学在青海省海北藏族自治州八一冰川地区组织实施冰川透视航空与地面联合科学实验。这是国际上首次开展基于航空平台的P波段、L波段、甚高频段(P/L/VHF)三波段雷达联合冰川探测实验。

作为我国第二次青藏高原综合科学考察研究和民用P波段合成孔径雷达(SAR)卫星科学论证计划的重要组成部分,本次实验自3月20日启动,预计5月中旬结束。截至目前,已累计飞行11个架次,包括P/L波段层析成像和干涉成像飞行7个架次,VHF波段透视成像4个架次,获取有效数据4.6TB。实验还同步开展了可见光和激光雷达对冰面的飞行观测,以及冰面机载仪器定标、探地雷达冰川厚度测量、超长视距三维激光点云成像等工作。

基于已获取数据初步分析表明,P波段和L波段合成孔径雷达(SAR)三维重建结果能够反映冰川表面高程的变化趋势,与航空三维激光雷达和地面勘测结果基本一致;VHF数据则提供了清晰的冰川剖面图,能够清晰反映出冰面与大气、冰川与基岩的界面线,以及位于冰芯钻孔深度80米处的人工放置的电性异常体,剖面解释的深度与地面探测结果基本吻合。

研究结果表明,实验初步验证了对冰川特征的全面观测技术并获取了有效数据,同时验证了P/L/VHF波段联合实验的可行性。未来,实验获取的数据将进一步在国家青藏高原科学数据中心开放共享,以促进冰川厚度及内部结构遥感反演方法的进一步发展。

本次实验对解决冰川厚度遥感监测难题、突破冰储量估算瓶颈、引领下一代冰冻圈遥感技术具有重大意义,相关探测技术的发展将为国内外相关科学实验的开展和技术的开发奠定坚实基础。

中科院院士、空天信息创新研究院院长吴一戎表示,航空遥感系统对于推动我国航空遥感和透视地球观测技术领域的技术发展具有重要而深远的意义,本次飞行搭载的VHF频段机载雷达是空天院自主研发的国内首套航空冰川探测载荷,同时也是国产新舟60遥感飞机首次开展4500米以上高山区域飞行实验。他同时强调,科学问题与技术创新紧密相连,一定要以科学问题驱动技术进步、以技术创新带动新的科学发现产生。

“我国目前尚无航空和卫星技术可以直接对冰川内部进行观测,因此本次实验对于促进我国冰川探测技术发展、全球变化科学研究等方面具有深刻的意义,同时能够为我国民用P波段SAR卫星的科学论证提供重要的参考。”中科院院士、武汉大学遥感信息工程学院院长龚健雅说。

据介绍,作为国家重大科技基础设施,航空遥感系统于2021年7月正式投入运行,是我国目前综合能力最强的航空遥感平台和科学实验平台,可全天时、高精度展开对地观测。近年来,已承担多项大型航空遥感综合科学实验、新型遥感载荷校飞、灾害与环境监测飞行等科研任务,获得了一批有价值的科学数据,社会和经济效益日益凸显。

新舟60遥感飞机停靠在敦煌机场(空天院供图)

八一冰川可见光DOM影像(空天院供图)


实验团队使用探地雷达勘测冰川厚度(空天院供图)


基于VHF波段航空雷达获取数据的冰川-基岩界面初步解释(空天院供图)

部分科研人员和机组飞行人员合影(空天院供图)


 
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