目錄
第1章 概論 1
1.1 地球兩極 1
1.1.1 南極 1
1.1.2 北極 3
1.2 極地科學(xué)考察 5
1.3 中國(guó)極地測(cè)繪科學(xué)考察研究方向和內(nèi)容 8
參考文獻(xiàn) 9
第2章 極地測(cè)繪基準(zhǔn) 10
2.1 基于傳統(tǒng)大地測(cè)量技術(shù)的南極坐標(biāo)系統(tǒng) 10
2.1.1 長(zhǎng)城站坐標(biāo)系統(tǒng)的建立 10
2.1.2 中山站坐標(biāo)系統(tǒng)的建立 14
2.2 南極驗(yàn)潮系統(tǒng)與高程基準(zhǔn) 16
2.2.1 中山站驗(yàn)潮站建設(shè) 16
2.2.2 長(zhǎng)城站驗(yàn)潮站建設(shè) 20
2.3 南極重力基準(zhǔn) 23
2.3.1 長(zhǎng)城站重力基準(zhǔn)建立 24
2.3.2 拉斯曼丘陵重力基準(zhǔn)建立 28
2.4 基于空間大地測(cè)量技術(shù)的南極參考框架 33
2.4.1 參考框架概述 34
2.4.2 參考框架的實(shí)現(xiàn)與可靠性 37
2.4.3 南極地區(qū)參考框架 40
參考文獻(xiàn) 43
第3章 南極地球動(dòng)力學(xué) 45
3.1 南極大地構(gòu)造與板塊運(yùn)動(dòng) 45
3.1.1 板塊構(gòu)造學(xué)基礎(chǔ) 45
3.1.2 南極地質(zhì)構(gòu)造與板塊運(yùn)動(dòng) 46
3.2 南極GPS觀測(cè)活動(dòng)與數(shù)據(jù)處理 49
3.2.1 南極GPS觀測(cè)活動(dòng) 49
3.2.2 GPS數(shù)據(jù)處理 58
3.3 南極地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè) 65
3.3.1 水平運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)成果 66
3.3.2 利用GPS垂向速度分析GIA模型 74
參考文獻(xiàn) 82
第4章 GPS在極區(qū)大氣環(huán)境中的應(yīng)用 85
4.1 基于GPS技術(shù)的極區(qū)電離層 85
4.1.1 概述 85
4.1.2 極區(qū)電離層基本特征 91
4.1.3 極區(qū)電離層異常特征 96
4.1.4 極區(qū)電離層監(jiān)測(cè)及預(yù)報(bào) 108
4.2 極區(qū)GPS氣象學(xué) 116
4.2.1 概述 116
4.2.2 GPS氣象學(xué)基本原理 120
4.2.3 基于GPS技術(shù)的北極遙感大氣水汽研究 129
4.2.4 基于GPS技術(shù)的南極遙感大氣水汽研究 130
4.2.5 基于掩星事件反演極區(qū)對(duì)流層頂基本特征 131
參考文獻(xiàn) 145
第5章 極地地球物理大地測(cè)量 151
5.1 極區(qū)地球形狀特征與精細(xì)大地水準(zhǔn)面 151
5.1.1 概述 151
5.1.2 主要測(cè)量?jī)x器介紹 152
5.1.3 衛(wèi)星重力 158
5.1.4 航空重力測(cè)量 160
5.1.5 地面重力測(cè)量 161
5.1.6 海洋重力測(cè)量 163
5.1.7 南極地球形狀與大地水準(zhǔn)面精化 164
5.1.8 南極地區(qū)大地水準(zhǔn)面精化 168
5.2 極區(qū)衛(wèi)星重力應(yīng)用 169
5.2.1 概述 169
5.2.2 重力衛(wèi)星的發(fā)展 169
5.2.3 利用衛(wèi)星時(shí)變重力場(chǎng)反演南極區(qū)域質(zhì)量變化 174
5.3 南極航空重力測(cè)量 180
5.3.1 航空重力原理 180
5.3.2 模型中各項(xiàng)改正 181
5.3.3 濾波 182
5.3.4 平差及延拓 182
5.3.5 南極航空重力異常 183
5.4 南極海洋重力測(cè)量 185
5.4.1 引言 185
5.4.2 衛(wèi)星測(cè)高反演重力異常的原理 185
5.4.3 船載重力與衛(wèi)星測(cè)高聯(lián)合反演 188
5.4.4 南大洋海域重力異常 191
5.5 地震觀測(cè)在南極地球物理大地測(cè)量學(xué)中的應(yīng)用 197
5.5.1 南極地震學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀 197
5.5.2 南極地震研究前沿——冰凍圈地震學(xué) 204
參考文獻(xiàn) 205
第6章 極地冰雪遙感 210
6.1 極地光學(xué)遙感 210
6.1.1 遙感原理及相關(guān)衛(wèi)星介紹 210
6.1.2 遙感影像預(yù)處理 217
6.1.3 極地光學(xué)遙感應(yīng)用 220
6.2 極地微波遙感 227
6.2.1 輻射計(jì) 227
6.2.2 散射計(jì) 231
6.2.3 成像雷達(dá) 235
6.3 衛(wèi)星高度計(jì) 237
6.3.1 衛(wèi)星測(cè)高的發(fā)展過(guò)程 237
6.3.2 衛(wèi)星測(cè)高的應(yīng)用 239
6.3.3 衛(wèi)星測(cè)高基本測(cè)量原理 242
參考文獻(xiàn) 243
第7章 極地冰雪變化動(dòng)態(tài)過(guò)程 246
7.1 極地冰蓋地形 246
7.1.1 基于衛(wèi)星測(cè)高的極區(qū)數(shù)字高程模型建立 246
7.1.2 基于光學(xué)立體的極區(qū)數(shù)字高程模型建立 252
7.1.3 基于雷達(dá)干涉測(cè)量的極區(qū)數(shù)字高程模型建立 255
7.2 極地冰蓋邊緣變化監(jiān)測(cè) 261
7.2.1 海岸線 261
7.2.2 接地線 263
7.3 南極冰蓋冰流運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè) 266
7.3.1 冰流運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法 266
7.3.2 冰蓋冰流監(jiān)測(cè)研究 275
7.4 南極冰蓋高程變化監(jiān)測(cè) 284
7.4.1 波形重定算法 284
7.4.2 衛(wèi)星測(cè)高監(jiān)測(cè)南極冰蓋變化算法 285
7.4.3 基于ICESat的南極冰蓋變化 289
7.5 極地冰雪物質(zhì)平衡 293
7.5.1 物質(zhì)平衡概述 293
7.5.2 基于GRACE的物質(zhì)平衡研究 294
7.6 冰下湖 298
7.6.1 冰下湖的成因及研究意義 298
7.6.2 冰下湖探測(cè)識(shí)別方法 299
7.6.3 冰下湖研究進(jìn)展 301
參考文獻(xiàn) 302
第8章 極地海冰特征參數(shù)與變化監(jiān)測(cè) 307
8.1 海冰類型 307
8.2 海冰密集度 314
8.2.1 基于被動(dòng)微波輻射計(jì)數(shù)據(jù)的海冰密集度估算方法 314
8.2.2 基于被動(dòng)微波輻射計(jì)數(shù)據(jù)的海冰密集度估算方法精度分析 321
8.2.3 多源數(shù)據(jù)結(jié)合的海冰密集度估算 327
8.3 海冰范圍與海冰面積 328
8.3.1 基于光學(xué)數(shù)據(jù)的海冰范圍獲取 329
8.3.2 基于被動(dòng)微波數(shù)據(jù)的海冰范圍提取 331
8.3.3 基于主動(dòng)微波數(shù)據(jù)的海冰范圍提取 333
8.3.4 海冰范圍變化趨勢(shì)及其不確定性 336
8.4 海冰厚度 342
8.4.1 海冰厚度仰視聲吶探測(cè)技術(shù) 342
8.4.2 海冰厚度走航觀測(cè)技術(shù) 343
8.4.3 海冰厚度電磁感應(yīng)探測(cè)技術(shù) 344
8.4.4 海冰厚度微波探測(cè)技術(shù) 344
8.4.5 海冰厚度衛(wèi)星測(cè)高反演技術(shù) 345
8.4.6 基于衛(wèi)星測(cè)高技術(shù)的北極海冰厚度時(shí)空變化 353
8.5 海冰溫度 356
8.5.1 分裂窗算法原理 358
8.5.2 大氣透過(guò)率估算 358
8.5.3 比輻射率獲取 359
8.5.4 大氣透過(guò)率溫度矯正 359
8.5.5 大氣透過(guò)率傳感器視角矯正 359
參考文獻(xiàn) 361
第9章 南極地形測(cè)繪 369
9.1 南極站區(qū)與冰面地形測(cè)繪 369
9.1.1 長(zhǎng)城站站區(qū)地形測(cè)繪 369
9.1.2 中山站站區(qū)地形測(cè)繪 370
9.1.3 格羅夫山區(qū)地形圖測(cè)繪 370
9.1.4 Dome A地形測(cè)繪 372
9.1.5 泰山站區(qū)地形圖測(cè)繪 375
9.2 極地冰下地形測(cè)繪 376
9.2.1 冰川內(nèi)部特征監(jiān)測(cè)方法 376
9.2.2 基于GPR的冰下地形測(cè)繪 380
9.2.3 GPR野外測(cè)量實(shí)例 389
9.3 極區(qū)海面地形與海底地形測(cè)繪 397
9.3.1 概述 397
9.3.2 回聲測(cè)深原理 398
9.3.3 多波束測(cè)深 400
9.3.4 機(jī)載激光測(cè)深 404
9.3.5 基于水下機(jī)器人的水下地形測(cè)量 407
9.3.6 測(cè)線布設(shè) 409
9.3.7 測(cè)深精度 411
9.3.8 水位改正 413
9.3.9 測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量與管理 419
9.3.10 海底地形成圖 420
參考文獻(xiàn) 423
第10章 極地?cái)?shù)字制圖 425
10.1 極地地圖投影 425
10.1.1 高斯?克呂格投影 425
10.1.2 通用橫軸墨卡托投影 427
10.1.3 墨卡托投影 428
10.1.4 通用極球面投影 429
10.1.5 蘭伯特正形等角圓錐投影 430
10.1.6 廣義等差分緯線多圓錐投影 431
10.2 極地地圖編制 432
10.2.1 地圖編輯設(shè)計(jì)一般過(guò)程 432
10.2.2 地圖制圖工藝流程 437
10.2.3 地圖制圖與出版一體化技術(shù) 438
10.2.4 小比例尺南北極地圖編制 440
10.2.5 重點(diǎn)考察區(qū)域大中比例尺系列地圖編制 443
10.2.6 《南北極地圖集》編制 445
10.2.7 南北極環(huán)境綜合考察標(biāo)準(zhǔn)底圖發(fā)布系統(tǒng) 447
10.3 極地遙感制圖 450
10.3.1 極地遙感制圖設(shè)計(jì) 450
10.3.2 極地遙感正射影像圖 452
10.3.3 極地遙感專題影像地圖 453
10.4 南極地名 458
10.4.1 南極考察與南極地名 458
10.4.2 南極地名的命名 461
10.4.3 中國(guó)命名的南極地名 463
參考文獻(xiàn) 464
第11章 極地地理信息系統(tǒng) 466
11.1 極地地理信息系統(tǒng)概述 466
11.2 中國(guó)極地考察管理信息系統(tǒng) 466
11.2.1 概述 466
11.2.2 系統(tǒng)整體構(gòu)架 467
11.2.3 地理信息管理 469
11.2.4 極地考察管理信息 470
11.3 雪龍?jiān)诰�網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái) 471
11.3.1 系統(tǒng)架構(gòu)與技術(shù)流程 471
11.3.2 功能模塊 475
11.3.3 海冰影像更新 476
11.4 “掌上兩極”移動(dòng)信息平臺(tái) 478
11.4.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 479
11.4.2 客戶端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 480
11.4.3 服務(wù)器端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 481
11.5 信息應(yīng)用服務(wù) 484
11.6 基于GIS的極地戰(zhàn)略 485
11.6.1 考察站選址 485
11.6.2 極地戰(zhàn)略態(tài)勢(shì)可視化分析 491
參考文獻(xiàn) 496