Impacto do congelamento e descongelamento sazonais na precisão da extração de lagos glaciares por SAR — baseado em Gongcuo e Langcuo

WU Renzhe ,  

LIU Guoxiang ,  

CAI Jiaxin ,  

摘要

No contexto do aquecimento global, o risco de rompimento dos lagos glaciares induzido pela expansão desses lagos tem aumentado progressivamente, tornando o monitoramento contínuo e preciso dos lagos glaciares um fator chave para a prevenção de desastres. Atualmente, o radar de abertura sintética (SAR), devido às suas vantagens exclusivas de operação 24 horas por dia, 7 dias por semana e capacidade de penetrar nuvens e nevoeiros, tem sido amplamente aplicado no estudo dos lagos glaciares em áreas montanhosas complexas; sua alta resolução temporal permite captar as variações dinâmicas sazonais dos lagos glaciares. Contudo, os erros de reconhecimento causados pelo congelamento e descongelamento sazonais nas características do espalhamento retrorefletido pelo SAR ainda não foram efetivamente estudados, limitando a precisão da extração dos lagos glaciares pelo SAR. Este estudo utiliza as áreas experimentais de Gongcuo e Langcuo, combinando imagens SAR do Sentinel-1 e imagens ópticas multisensor, para analisar as mudanças na área dos dois lagos em 2020 e investigar o mecanismo de resposta das características do SAR ao processo de congelamento e descongelamento. Os resultados mostram que: Langcuo apresenta menor ocorrência de congelamento sazonal, com áreas extraídas das imagens ópticas e SAR basicamente consistentes; Gongcuo apresenta diferenças sazonais significativas no congelamento e descongelamento, com a área extraída de imagens SAR variando entre 1,85 km² e 2,65 km², enquanto a área extraída das imagens ópticas é estável entre 2,6 km² e 2,8 km². Análises combinadas da intensidade do SAR e da coerência interferométrica revelaram que Gongcuo possui gelo lacustre relativamente estável entre novembro e março, sendo esta a principal causa das diferenças de extração dos lagos glaciares entre as imagens SAR e ópticas. Com base nessa descoberta, este estudo utilizou a análise das características de intensidade e coerência do SAR em diferentes estados, aplicando limites empíricos para efetivamente distinguir a superfície da água do gelo lacustre. A integração dos resultados de monitoramento de Gongcuo e Langcuo indica que as imagens SAR são mais adequadas para monitoramento de lagos glaciares sem gelo na estação quente ou para estudos de lagos glaciares que não apresentam congelamento e descongelamento sazonais significativos; além disso, a combinação da intensidade do SAR com a coerência interferométrica pode fornecer uma base eficaz para identificar a presença de gelo lacustre estável.

关键词

lagos glaciares; evolução da área; radar de abertura sintética; intensidade de retrodispersão; características de polarização; coerência interferométrica; detecção de gelo estável

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