地球大數據支撐的南極冰蓋凍融探測與時空變化分析

目錄
“地球大數據科學論叢”序
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 南極概況 1
1.2 南極冰蓋凍融研究的重要性 3
1.2.1 南極冰蓋及其變化 3
1.2.2 南極冰蓋表面融化現(xiàn)象及影響 5
1.2.3 南極冰蓋表面凍融探測 6
1.3 國內外研究發(fā)展態(tài)勢 7
1.3.1 南極冰蓋變化研究態(tài)勢 7
1.3.2 極地冰蓋表面凍融遙感探測方法研究態(tài)勢 11
1.3.3 地球大數據研究態(tài)勢 18
1.4 小結 21
參考文獻 22
第2章 地球大數據及時空分析方法 29
2.1 地球大數據 29
2.1.1 概念及框架 29
2.1.2 地球大數據云服務平臺 34
2.1.3 谷歌地球引擎 37
2.2 時空關聯(lián)關系分析方法 40
2.2.1 相關性分析方法 40
2.2.2 因果分析方法 44
2.2.3 其他時空分析方法 44
2.3 南極研究數據集及產品 48
2.4 小結 57
參考文獻 58
第3章 極地冰蓋凍融微波遙感機理 60
3.1 微波遙感原理與技術 60
3.1.1 遙感原理概述 60
3.1.2 微波輻射計技術 61
3.1.3 微波散射計技術 63
3.1.4 合成孔徑雷達技術 66
3.2 冰雪的微波遙感探測基本理論 72
3.2.1 冰雪的介電特性 72
3.2.2 冰雪的輻射和散射特性 74
3.3 小結 75
參考文獻 75
第4章 時序SAR 冰蓋凍融探測 77
4.1 環(huán)南極時序海量SAR 數據處理 77
4.1.1 哨兵1 號（Sentinel-1 SAR）簡介 78
4.1.2 環(huán)南極Sentinel-1 EW 模式SAR 數據集 81
4.1.3 云計算平臺配置及批處理流程 82
4.2 海量SAR 冰蓋凍融快速判斷方法 87
4.2.1 Sentinel-1 SAR 數據黑邊消除方法 88
4.2.2 南極冰蓋SAR 凍融表征 90
4.2.3 軌道歸一化和凍融判斷 94
4.2.4 SAR 數據集的時間選擇與軌道分組 96
4.2.5 凍融狀態(tài)結果后處理 97
4.3 南極凍融狀態(tài)信息產品及精度驗證 97
4.3.1 環(huán)南極凍融狀態(tài)產品 97
4.3.2 精度驗證及對比 102
4.4 小結 108
參考文獻 109
第5章 南極冰蓋凍融時空變化分析 111
5.1 南極冰蓋高分辨率凍融時空變化特征 111
5.1.1 環(huán)南極冰蓋凍融變化 112
5.1.2 南極半島冰架凍融時空對比 114
5.1.3 拉森C 冰架凍融時空變化分析 118
5.2 長時序南極冰蓋凍融時空變化與異常 121
5.2.1 輻射計南極冰蓋融化數據產品 122
5.2.2 南極冰蓋融化區(qū)域空間分布特征 124
5.2.3 南極冰蓋融化面積和融化指數年度時序變化特征 125
5.2.4 南極冰蓋凍融異常特征 126
5.3 小結 128
參考文獻 128
第6章 凍融與氣溫的時空關聯(lián)關系分析. 130
6.1 南極溫度數據及其時空變化特征 130
6.1.1 南極溫度數據 130
6.1.2 南極冰蓋整體氣溫變化 133
6.1.3 南極冰蓋典型區(qū)域氣溫變化 135
6.2 南極冰蓋凍融與氣溫的相關性分析 144
6.2.1 皮爾遜相關性分析 144
6.2.2 DTW 相關性分析 144
6.3 南極冰蓋凍融與氣溫的相互作用機制分析 150
6.3.1 格蘭杰因果檢驗結果分析 150
6.3.2 不同區(qū)域凍融–氣溫–時間聚類結果分析 151
6.4 小結 156
參考文獻 157
第7章 凍融與藻類時空關聯(lián)關系分析 158
7.1 南極植被與微生物概況 158
7.1.1 極地藻類與微生物的種類與生長環(huán)境 158
7.1.2 南極雪藻的氣候變化響應 161
7.2 南極藻類信息提取及分布 163
7.2.1 遙感雪藻探測研究現(xiàn)狀 163
7.2.2 雪藻含量遙感探測機理與提取方法 164
7.2.3 遙感觀測南極冰蓋藻類分布特征 166
7.3 南極冰蓋凍融、藻類、氣溫關聯(lián)性分析 170
7.3.1 雪藻群落地區(qū)的凍融分布情況 170
7.3.2 凍融與藻類的相關性 171
7.3.3 溫度與藻類的相關性 174
7.3.4 凍融、藻類、氣溫三者的關聯(lián)分析 176
7.4 小結 178
參考文獻 179
第8章 思考與展望 182
8.1 南極冰蓋變化與地球大數據 182
8.2 南極冰蓋變化與可持續(xù)發(fā)展目標 183