【学术动态】多源遥感揭示南极冰裂隙的尺度差异

发布时间:2026-11-09 浏览:2 次

武汉大学中国南极测绘研究中心艾松涛教授课题组在南极冰裂隙遥感制图研究中取得新进展。研究结合卫星与无人机影像,揭示了不同观测尺度下冰裂隙的分布与形态特征,为南极冰裂隙监测和野外路线规划提供参考。相关成果以“Multi-Sensor Crevasse Mapping in Antarctica: A Comparative Study Using Landsat, Sentinel-1, and UAV Imagery”为题,发表于遥感领域国际期刊《IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing》(IF:6.3)。论文第一作者为博士研究生褚馨德,通讯作者为艾松涛教授。

图1 南极冰盖及格罗夫山研究区位置示意图

冰裂隙是反映冰川受力状态和运动过程的重要地表特征,也关系到南极野外考察的安全与路线规划。传统实地调查受交通、环境和安全条件制约,覆盖范围有限。卫星与无人机遥感能够从不同尺度观测冰裂隙,但各平台的覆盖范围、空间分辨率和成像机制不同,识别结果与形态统计也随之呈现尺度差异。

研究团队以东南极格罗夫山地区为研究区,综合利用Landsat 8/9全色影像、Sentinel-1 SAR影像和无人机影像,采用统一的深度学习流程,构建CrackMamba模型,分别提取三类影像中的冰裂隙,并比较其提取精度、空间分布和形态特征。

与其他模型相比,CrackMamba在Landsat、Sentinel-1和无人机数据集上的F1-score最高,分别达到0.7595、0.7278和0.7103。卫星制图结果共识别出2376个冰裂隙多边形,总面积为46.39平方千米,平均长度为908.44米;无人机影像在所覆盖的格罗夫山局部区域内识别出99741个冰裂隙多边形,平均长度为3.47米,平均宽度为0.26米。

图2 Landsat卫星影像中的冰裂隙制图结果及局部细节

研究显示,Landsat影像适合呈现区域尺度的冰裂隙分布,Sentinel-1具备全天候、昼夜观测能力,无人机影像则有助于刻画局部细尺度裂隙形态。多源遥感的尺度互补为理解冰裂隙空间分布、开展南极冰裂隙监测和野外路线规划提供了参考。研究得到湖北省国际科技合作项目、地质探测与评估教育部重点实验室主任基金以及国家重点研发计划资助。

论文信息:Chu, X., Ai, S., Hu, C., & Li, O. (2026). Multi-Sensor Crevasse Mapping in Antarctica: A Comparative Study Using Landsat, Sentinel-1, and UAV Imagery. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 19, 34455-34468. https://doi.org/10.1109/JSTARS.2026.3737461

供稿:褚馨德;编辑:柳思怡;审核:周春霞、孔建