Nova geração do produto chinês global de reanálise atmosférica (CMA-RA V1.5) para correção de erros de atraso atmosférico InSAR: avaliação e aplicação

XIAO Ruya ,  

LI Rui ,  

LU Zhaowei ,  

WANG Xun ,  

HE Xiufeng ,  

摘要

O atraso atmosférico é uma das principais fontes de erro na interferometria por radar de abertura sintética (InSAR), e sua correção de alta precisão é fundamental para melhorar a confiabilidade das aplicações InSAR. A correção atmosférica baseada em dados externos (como espectrômetros de imagem, produtos de modelos meteorológicos, etc.) é a técnica mais amplamente utilizada atualmente. Baseado no primeiro produto de reanálise global da atmosfera e superfície terrestre da China CRA, a nova geração de produto de reanálise atmosférica global da China CRA1.5 (Administração Meteorológica da China Reanálise Atmosférica Global Versão 1.5, CMA-RA V1.5) fornece atualizações horárias, resolução horizontal de até 10 km e cobre parâmetros atmosféricos tridimensionais globais de 1979 até o presente. Este artigo aplica pela primeira vez o produto CRA1.5 na correção do erro de atraso atmosférico do InSAR e conduz uma avaliação sistemática de seu desempenho. First utiliza o método de integração em camadas para interpolar verticalmente em alta resolução a altura geopotencial, temperatura e umidade específica nos dados de reanálise para estimar com precisão o atraso troposférico ao zênite; em seguida, combinando um modelo iterativo de decomposição troposférica, interpola o atraso troposférico discreto para um campo de atraso espacialmente contínuo, usado para corrigir o sinal atmosférico na fase de interferência. Em duas áreas de estudo, a província de Shandong na China e o estado da Califórnia nos EUA, utilizaram-se dados do satélite Sentinel-1 entre 2021 e 2023, gerando um total de 870 interferogramas, construindo um sistema de avaliação abrangente baseado em estatísticas de fase, estrutura espacial e correlação topográfica para examinar integralmente o desempenho da correção do CRA1.5, comparando-o com os amplamente utilizados dados de reanálise climática ERA5 (Quinta Geração do Reanálise Atmosférica Global do ECMWF) e o sistema geral de correção atmosférica por radar por satélite GACOS. Os resultados indicam que o CRA1.5 pode reduzir significativamente o desvio padrão da fase do interferograma (redução média superior a 30% nas duas áreas de estudo), suprimindo eficazmente o sinal atmosférico de onda longa e os erros relacionados à elevação, com um desempenho geral comparável ao ERA5 e GACOS. O CRA1.5 possui excelente consistência espaço-temporal e confiabilidade, podendo reduzir efetivamente os erros de atraso atmosférico do InSAR, fornecendo suporte de dados importante para o desenvolvimento na China de tecnologias autônomas e controláveis de correção atmosférica de alta precisão, tendo um papel fundamental na promoção do uso quantitativo dos dados de reanálise chineses em aplicações de sensoriamento remoto.

关键词

InSAR;atraso troposférico;correção atmosférica;CRA1.5;avaliação estatística;desvio padrão de fase;função da estrutura espacial

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