極地測繪遙感信息學

目錄
第1章 概論 1
1.1 地球兩極 1
1.1.1 南極 1
1.1.2 北極 3
1.2 極地科學考察 5
1.3 中國極地測繪科學考察研究方向和內(nèi)容 8
參考文獻 9
第2章 極地測繪基準 10
2.1 基于傳統(tǒng)大地測量技術的南極坐標系統(tǒng) 10
2.1.1 長城站坐標系統(tǒng)的建立 10
2.1.2 中山站坐標系統(tǒng)的建立 14
2.2 南極驗潮系統(tǒng)與高程基準 16
2.2.1 中山站驗潮站建設 16
2.2.2 長城站驗潮站建設 20
2.3 南極重力基準 23
2.3.1 長城站重力基準建立 24
2.3.2 拉斯曼丘陵重力基準建立 28
2.4 基于空間大地測量技術的南極參考框架 33
2.4.1 參考框架概述 34
2.4.2 參考框架的實現(xiàn)與可靠性 37
2.4.3 南極地區(qū)參考框架 40
參考文獻 43
第3章 南極地球動力學 45
3.1 南極大地構造與板塊運動 45
3.1.1 板塊構造學基礎 45
3.1.2 南極地質(zhì)構造與板塊運動 46
3.2 南極GPS觀測活動與數(shù)據(jù)處理 49
3.2.1 南極GPS觀測活動 49
3.2.2 GPS數(shù)據(jù)處理 58
3.3 南極地殼運動監(jiān)測 65
3.3.1 水平運動監(jiān)測成果 66
3.3.2 利用GPS垂向速度分析GIA模型 74
參考文獻 82
第4章 GPS在極區(qū)大氣環(huán)境中的應用 85
4.1 基于GPS技術的極區(qū)電離層 85
4.1.1 概述 85
4.1.2 極區(qū)電離層基本特征 91
4.1.3 極區(qū)電離層異常特征 96
4.1.4 極區(qū)電離層監(jiān)測及預報 108
4.2 極區(qū)GPS氣象學 116
4.2.1 概述 116
4.2.2 GPS氣象學基本原理 120
4.2.3 基于GPS技術的北極遙感大氣水汽研究 129
4.2.4 基于GPS技術的南極遙感大氣水汽研究 130
4.2.5 基于掩星事件反演極區(qū)對流層頂基本特征 131
參考文獻 145
第5章 極地地球物理大地測量 151
5.1 極區(qū)地球形狀特征與精細大地水準面 151
5.1.1 概述 151
5.1.2 主要測量儀器介紹 152
5.1.3 衛(wèi)星重力 158
5.1.4 航空重力測量 160
5.1.5 地面重力測量 161
5.1.6 海洋重力測量 163
5.1.7 南極地球形狀與大地水準面精化 164
5.1.8 南極地區(qū)大地水準面精化 168
5.2 極區(qū)衛(wèi)星重力應用 169
5.2.1 概述 169
5.2.2 重力衛(wèi)星的發(fā)展 169
5.2.3 利用衛(wèi)星時變重力場反演南極區(qū)域質(zhì)量變化 174
5.3 南極航空重力測量 180
5.3.1 航空重力原理 180
5.3.2 模型中各項改正 181
5.3.3 濾波 182
5.3.4 平差及延拓 182
5.3.5 南極航空重力異常 183
5.4 南極海洋重力測量 185
5.4.1 引言 185
5.4.2 衛(wèi)星測高反演重力異常的原理 185
5.4.3 船載重力與衛(wèi)星測高聯(lián)合反演 188
5.4.4 南大洋海域重力異常 191
5.5 地震觀測在南極地球物理大地測量學中的應用 197
5.5.1 南極地震學發(fā)展現(xiàn)狀 197
5.5.2 南極地震研究前沿——冰凍圈地震學 204
參考文獻 205
第6章 極地冰雪遙感 210
6.1 極地光學遙感 210
6.1.1 遙感原理及相關衛(wèi)星介紹 210
6.1.2 遙感影像預處理 217
6.1.3 極地光學遙感應用 220
6.2 極地微波遙感 227
6.2.1 輻射計 227
6.2.2 散射計 231
6.2.3 成像雷達 235
6.3 衛(wèi)星高度計 237
6.3.1 衛(wèi)星測高的發(fā)展過程 237
6.3.2 衛(wèi)星測高的應用 239
6.3.3 衛(wèi)星測高基本測量原理 242
參考文獻 243
第7章 極地冰雪變化動態(tài)過程 246
7.1 極地冰蓋地形 246
7.1.1 基于衛(wèi)星測高的極區(qū)數(shù)字高程模型建立 246
7.1.2 基于光學立體的極區(qū)數(shù)字高程模型建立 252
7.1.3 基于雷達干涉測量的極區(qū)數(shù)字高程模型建立 255
7.2 極地冰蓋邊緣變化監(jiān)測 261
7.2.1 海岸線 261
7.2.2 接地線 263
7.3 南極冰蓋冰流運動監(jiān)測 266
7.3.1 冰流運動檢測方法 266
7.3.2 冰蓋冰流監(jiān)測研究 275
7.4 南極冰蓋高程變化監(jiān)測 284
7.4.1 波形重定算法 284
7.4.2 衛(wèi)星測高監(jiān)測南極冰蓋變化算法 285
7.4.3 基于ICESat的南極冰蓋變化 289
7.5 極地冰雪物質(zhì)平衡 293
7.5.1 物質(zhì)平衡概述 293
7.5.2 基于GRACE的物質(zhì)平衡研究 294
7.6 冰下湖 298
7.6.1 冰下湖的成因及研究意義 298
7.6.2 冰下湖探測識別方法 299
7.6.3 冰下湖研究進展 301
參考文獻 302
第8章 極地海冰特征參數(shù)與變化監(jiān)測 307
8.1 海冰類型 307
8.2 海冰密集度 314
8.2.1 基于被動微波輻射計數(shù)據(jù)的海冰密集度估算方法 314
8.2.2 基于被動微波輻射計數(shù)據(jù)的海冰密集度估算方法精度分析 321
8.2.3 多源數(shù)據(jù)結合的海冰密集度估算 327
8.3 海冰范圍與海冰面積 328
8.3.1 基于光學數(shù)據(jù)的海冰范圍獲取 329
8.3.2 基于被動微波數(shù)據(jù)的海冰范圍提取 331
8.3.3 基于主動微波數(shù)據(jù)的海冰范圍提取 333
8.3.4 海冰范圍變化趨勢及其不確定性 336
8.4 海冰厚度 342
8.4.1 海冰厚度仰視聲吶探測技術 342
8.4.2 海冰厚度走航觀測技術 343
8.4.3 海冰厚度電磁感應探測技術 344
8.4.4 海冰厚度微波探測技術 344
8.4.5 海冰厚度衛(wèi)星測高反演技術 345
8.4.6 基于衛(wèi)星測高技術的北極海冰厚度時空變化 353
8.5 海冰溫度 356
8.5.1 分裂窗算法原理 358
8.5.2 大氣透過率估算 358
8.5.3 比輻射率獲取 359
8.5.4 大氣透過率溫度矯正 359
8.5.5 大氣透過率傳感器視角矯正 359
參考文獻 361
第9章 南極地形測繪 369
9.1 南極站區(qū)與冰面地形測繪 369
9.1.1 長城站站區(qū)地形測繪 369
9.1.2 中山站站區(qū)地形測繪 370
9.1.3 格羅夫山區(qū)地形圖測繪 370
9.1.4 Dome A地形測繪 372
9.1.5 泰山站區(qū)地形圖測繪 375
9.2 極地冰下地形測繪 376
9.2.1 冰川內(nèi)部特征監(jiān)測方法 376
9.2.2 基于GPR的冰下地形測繪 380
9.2.3 GPR野外測量實例 389
9.3 極區(qū)海面地形與海底地形測繪 397
9.3.1 概述 397
9.3.2 回聲測深原理 398
9.3.3 多波束測深 400
9.3.4 機載激光測深 404
9.3.5 基于水下機器人的水下地形測量 407
9.3.6 測線布設 409
9.3.7 測深精度 411
9.3.8 水位改正 413
9.3.9 測量數(shù)據(jù)質(zhì)量與管理 419
9.3.10 海底地形成圖 420
參考文獻 423
第10章 極地數(shù)字制圖 425
10.1 極地地圖投影 425
10.1.1 高斯?克呂格投影 425
10.1.2 通用橫軸墨卡托投影 427
10.1.3 墨卡托投影 428
10.1.4 通用極球面投影 429
10.1.5 蘭伯特正形等角圓錐投影 430
10.1.6 廣義等差分緯線多圓錐投影 431
10.2 極地地圖編制 432
10.2.1 地圖編輯設計一般過程 432
10.2.2 地圖制圖工藝流程 437
10.2.3 地圖制圖與出版一體化技術 438
10.2.4 小比例尺南北極地圖編制 440
10.2.5 重點考察區(qū)域大中比例尺系列地圖編制 443
10.2.6 《南北極地圖集》編制 445
10.2.7 南北極環(huán)境綜合考察標準底圖發(fā)布系統(tǒng) 447
10.3 極地遙感制圖 450
10.3.1 極地遙感制圖設計 450
10.3.2 極地遙感正射影像圖 452
10.3.3 極地遙感專題影像地圖 453
10.4 南極地名 458
10.4.1 南極考察與南極地名 458
10.4.2 南極地名的命名 461
10.4.3 中國命名的南極地名 463
參考文獻 464
第11章 極地地理信息系統(tǒng) 466
11.1 極地地理信息系統(tǒng)概述 466
11.2 中國極地考察管理信息系統(tǒng) 466
11.2.1 概述 466
11.2.2 系統(tǒng)整體構架 467
11.2.3 地理信息管理 469
11.2.4 極地考察管理信息 470
11.3 雪龍在線網(wǎng)絡信息平臺 471
11.3.1 系統(tǒng)架構與技術流程 471
11.3.2 功能模塊 475
11.3.3 海冰影像更新 476
11.4 “掌上兩極”移動信息平臺 478
11.4.1 系統(tǒng)設計 479
11.4.2 客戶端設計與實現(xiàn) 480
11.4.3 服務器端設計與實現(xiàn) 481
11.5 信息應用服務 484
11.6 基于GIS的極地戰(zhàn)略 485
11.6.1 考察站選址 485
11.6.2 極地戰(zhàn)略態(tài)勢可視化分析 491
參考文獻 496