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近日，北京大学生态研究中心的遥感生态学课题组（PKU-RE）在Earth System Science Data (ESSD) 期刊发表题为“A global long-term, high-resolution satellite radar backscatter data record (1992–2022+): merging C-band ERS/ASCAT and Ku-band QSCAT”的文章，开发了全球首套8km分辨率、1992-2022+的C-波段卫星雷达数据集LHScat。

 

雷达属于主动微波技术。微波数据与光学数据相比，能够穿透云雾（取决于波长），并对植被结构与含水量、土壤湿度等较为敏感，在生态、地学等领域有着广泛的应用。然而目前的微波数据存在一定局限，主要原因是微波传感器衔接不够完善。已有的微波数据产品的时间跨度大多较短，仅有少量高频（短波长）微波数据集跨越了20年+的时间长度，如K或者Ku波段（波长约1cm）部分数据集。

 

C-波段波长约5cm，与K波段相比，不易受云雾等的影响，信号更为稳健。目前较常用的Sentinel-1哨兵雷达数据即为C-波段。C-波段全球卫星雷达数据最早可追溯到1992年左右，由欧空局的ERS-1/-2传感器获取（1992-2001），后续有ASAR，Radarsat-1/2 SAR， 以ASCAT（2007-present），Sentinel-1等。其中ERS与ASCAT均为散射计类型的雷达传感器，其波长、数据获取方式等极为相似。如能填补两者之间约6年的时间空白，有希望得到一个跨度为30年的C-波段雷达数据集。

 

 

图1 ERS，QSCAT，ASCAT传感器频率与运行时间示意图

 

遥感生态学课题组的陶胜利研究员，联合华南师范大学、澳大利亚新南威尔士大学（The University of New South Wales），欧空局（ESA），法国CNRS，CNES，美国NASA等单位，成功用Ku-波段的QSCAT数据（1999-2009）将ERS与ASCAT数据衔接起来，开发了全球首套8km分辨率，时间跨度为30年（1992-2022+）的C-波段卫星雷达数据集。QSCAT与ERS/ASCAT在时间上均有重叠，因此能够保证数据集（名为LHScat）在时间上的连续性。QSCAT工作频率虽然是Ku-波段，但是作者们发现，Ku-波段的QSCAT信号与C-波段信号呈现出的差异有很强的规律性，主要是因为Ku-波段信号波长较短，更易受到大雨、积雪等的影响而造成的。因此，利用Regression tree模型，将降雨、积雪等的时间序列作为输入，可以将QSCAT与ERS/ASCAT之间的信号差异消除。

 

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https://disk.pku.edu.cn/link/AA398B4933411C4025BAEA055D7EAAA55F