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ICESat-2卫星激光测高数据精度初步验证与分析

15、冰冻圈科学 > 专题9：冰冻圈遥感与信息

摘要：新一代的光子计数激光测高卫星ICESat-2（Ice, Cloud and Land Elevation Satellite-2）搭载了先进的地形激光测高系统ATLAS（Advanced Topographic Laser Altimeter System），该卫星已于2018年9月15日成功发射，主要用于在极地冰盖、海冰以及森林植被方面提供高精度的高程测量及变化监测数据，对极地冰盖物质平衡变化、海冰厚度监测、全球森林生物量估算及全球变化具有重大的科学意义。ICSat-2/ATLAS采用了微脉冲、高重频、多波束的光子计数技术，在极地覆盖能力以及测量精度方面比ICESat/GLAS有很大的提升，应用潜力广阔，目前已公开发布了相关产品数据。本文针对ICESat-2的6波束强弱激光组合的实际测量精度进行了初步验证，收集了某区域的ATL03、ALT06、ALT08以及ALT13产品数据，分别针对初始光子点云、陆地冰、陆地地形以及湖泊水体等区域精度进行了验证分析。试验结果初步表明，ATL13在内陆水体的激光点相邻点的内部一致性优于10cm，ATL08在陆地地形区域的测高精度为-2.996m±11.5162m，经地形坡度和阈值筛选后绝对测高精度-0.251m±0.422m。ICESat-2/ATLAS强激光束对应的光子点云信噪比明显高于弱激光束，高背景噪声条件下的信号光子点云提取是光子计数激光测高卫星数据应用的必要前提，文章也开展了相关的算法研究及精度分析。相关结论对于有效利用ICESat-2数据开展极地区域的冰盖高程以及海冰厚度测量以及变化监测具有一定参考价值。

关键词： ICESat-2，激光测高卫星，极地冰盖测量，单光子激光