Estudo sobre a identificação de gelo fixo baseado na tecnologia de coerência de auto-interferência de subabertura de imagens Sentinel-1

Cheng Yuheng ,  

Li Gang ,  

Chen Zhuoqi ,  

Yang Zhibin ,  

Cheng Xiao ,  

摘要

O gelo fixo adere às linhas costeiras das regiões polares, influenciando o clima polar ao participar da troca de fluxos ar-mar e da transmissão radiativa. Com o agravamento das mudanças climáticas e o aumento das atividades comerciais nas áreas costeiras polares, a importância de identificar e extrair de forma estável e rotineira a extensão do gelo fixo usando dados de sensoriamento remoto torna-se cada vez mais evidente. As imagens SAR fornecem uma fonte confiável de dados para o monitoramento e análise do gelo fixo. Este estudo selecionou quatro áreas típicas de distribuição de gelo fixo: a baía de Melville na Groenlândia, a baía de Jokull, a costa de Amundsen na Antártida e a costa de Banzare, abrangendo áreas-chave como os nós de passagem da rota do Ártico e a frente das plataformas de gelo na Antártida. Essas áreas atendem a múltiplas demandas de aplicação, como garantia da navegação polar, suporte a investigações científicas e monitoramento da resposta às mudanças climáticas. O estudo utilizou imagens Sentinel-1 SAR decompostas em imagens de subabertura frontal e traseira, geradas por processamento interferométrico para produzir imagens de coerência de auto-interferência de subabertura, combinando segmentação por limiar de coerência de Otsu e análise de componentes conectados para extrair o gelo fixo, realizando a identificação do gelo fixo com base em imagens SAR de única cena. A validação da precisão foi feita usando imagens ópticas sem nuvens capturadas com intervalo de tempo inferior a um dia em relação ao tempo de imageamento SAR. Os resultados mostram que a precisão geral média nas quatro áreas de estudo foi de 96,84%, o coeficiente Kappa foi de 0,9338, o valor F1 foi de 0,9666 e a razão de interseção foi de 96,28%. A avaliação indica que o método alcançou alta precisão geral e coeficiente Kappa nas quatro áreas distintas de distribuição de gelo fixo, demonstrando sua estabilidade e aplicabilidade em diferentes condições regionais.

关键词

sensoriamento remoto polar; gelo fixo; gelo marinho; coerência SAR; coerência de auto-interferência de subabertura; Sentinel-1; TOPS; InSAR

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