Nouvelle génération de produit chinois de réanalyse atmosphérique globale (CMA-RA V1.5) pour la correction des erreurs de retard atmosphérique InSAR : évaluation et application

XIAO Ruya ,  

LI Rui ,  

LU Zhaowei ,  

WANG Xun ,  

HE Xiufeng ,  

摘要

Le retard atmosphérique est l'une des principales sources d'erreur dans l'interférométrie radar à synthèse d'ouverture (InSAR), et sa correction avec une haute précision est essentielle pour améliorer la fiabilité des applications InSAR. La correction atmosphérique d'InSAR basée sur des données externes (comme les spectromètres d'imagerie, les produits des modèles météorologiques, etc.) est la méthode technique la plus largement utilisée. Basé sur le premier produit chinois de réanalyse globale de l'atmosphère et du sol CRA, la nouvelle génération de produit de réanalyse atmosphérique globale chinoise CRA1.5 (China Meteorological Administration Global Atmospheric Reanalysis Version 1.5, CMA-RA V1.5) fournit des mises à jour horaires, une résolution horizontale de 10 km et couvre les paramètres atmosphériques tridimensionnels mondiaux de 1979 à aujourd'hui. Cet article applique pour la première fois le produit CRA1.5 à la correction de l'erreur de retard atmosphérique dans InSAR et procède à une évaluation systématique de ses performances. La méthode d'intégration par couches est d'abord utilisée pour interpoler verticalement avec haute résolution la hauteur de potentiel, la température et l'humidité spécifique dans les données de réanalyse afin d'estimer précisément le retard troposphérique au zénith; ensuite, en combinant un modèle itératif de décomposition de la troposphère, le retard discret est interpolé en un champ de retard spatialement continu pour corriger le signal atmosphérique dans la phase d'interférence. Dans deux zones d'étude situées dans la province du Shandong en Chine et l'État de Californie aux États-Unis, les données du satellite Sentinel-1 de 2021 à 2023 ont été utilisées pour générer au total 870 interferogrmames. Un système d'évaluation complet a été construit à partir des statistiques de phase, de la structure spatiale et de la corrélation topographique afin de tester la performance de correction du CRA1.5, comparativement aux produits largement utilisés ERA5 (Fifth Generation ECMWF Atmospheric Reanalysis of the Global Climate) et au système général de correction atmosphérique GACOS. Les résultats montrent que CRA1.5 peut réduire de manière significative l'écart-type de phase des interferogrammes (avec une diminution moyenne de plus de 30 % dans les deux régions d'étude), supprimer efficacement les signaux atmosphériques de longue durée et les erreurs liées à l'élévation, avec une performance globale comparable à ERA5 et GACOS. Le CRA1.5 présente une excellente cohérence spatio-temporelle et une grande fiabilité, capable de réduire efficacement les erreurs de retard atmosphérique dans InSAR, fournissant un support de données important pour le développement en Chine de technologies de correction atmosphérique autonomes et précises, et joue un rôle clé dans la promotion de l'application quantitative des données de réanalyse chinoises en télédétection.

关键词

InSAR;retard troposphérique;correction atmosphérique;CRA1.5;évaluation statistique;écart-type de phase;fonction de structure spatiale

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