接地线是大陆冰盖与漂浮冰架之间的关键边界，其迁移直接反映冰架对海洋变暖、冰底融化及区域海平面变化的响应，是评估冰盖/冰架稳定性、物质平衡及冰盖/冰架–海洋-基岩相互作用过程的核心参数。埃默里冰架（Amery Ice Shelf）是东南极规模最大的冰架，其接地线长度达到2240公里，且接地线形态复杂、对潮汐作用高度敏感。因此，获得高精度的接地线数据对理解该区域冰动力学过程至关重要。尽管传统方法（如差分干涉法、重复轨道法、表面坡度法等）已生成多个南极接地线产品，但这些方法主要依赖地表形态或垂直运动观测来间接推断接地线的位置，无法直接获取冰盖/冰架底部结构和界面性质并给出接地线的准确位置。

      2015年以来，中国南极科学考察队利用“雪鹰601”固定翼飞机搭载航空冰雷达对东南极冰盖开展了大范围的航空调查，覆盖埃默里冰架、伊丽莎白公主地等多个关键区域。利用我国南极考察2017–2020年间的53条航空冰雷达断面数据（图1），极地中心、同济大学以及来自澳大利亚、美国、英国等的科研团队联合开展了埃默里冰架接地线的定量识别与诊断研究。基于冰雷达数据在冰–水界面与冰–基岩界面的反射特性、地形起伏以及回波振幅差异，研究团队开发了基于冰雷达数据的接地线自动提取方法，通过提取冰雷达剖面中的冰面与冰岩界面、分析冰底反射回波振幅和冰下地形高程、计算振幅梯度与高程变化特征以及低通滤波处理等，实现了从冰雷达剖面直接定量确定接地点的精确位置，其流程图和识别过程分别如图2和图3所示。基于该方法，研究团队共识别出85个接地点（其中包括10个人工辅助点），并公开发布了数据产品（https://doi.org/10.5281/zenodo.17181899）。新的接地线位置数据产品与多种既有接地线产品的对比结果显示，平均偏差基本小于1 km，其中与差分干涉法的平均距离仅为0.69±0.70 km。

图1 2017–2020年埃默里冰架航空冰雷达测线分布（红色：2017年，白色：2018年，青色：2019年，蓝色：2020年）

图2 基于航空冰雷达数据自动提取接地线的流程图

图3 利用航空冰雷达数据识别接地点的流程示例，（a）–（f）与（g）–（l）分别展示东西向与南北向两条航线的处理过程。

图4 从航空冰雷达数据提取的埃默里冰架接地点分布情况

      本研究的主要发现和科学意义如下：

    （1）首次提出并实现了基于冰雷达数据的接地线自动提取方法。该方法利用冰底界面反射振幅与几何特征，实现了高精度接地点自动识别，显著降低了人工判读误差。在85个接地点中，有75个实现全自动识别，展示了该方法在大型冰架区域的稳健性与适用性。

    （2）构建了首个基于冰雷达探测数据的南极大型冰架接地线数据产品。本研究获得的接地点覆盖埃默里冰架约72%的区域，形成了迄今为止首个基于冰雷达数据的大型冰架接地线数据产品。该数据结果来源于对冰底界面特征的直接探测，可为现有遥感反演产品提供必要的验证和约束。

    （3）有效提升了冰盖/冰架–海洋相互作用研究与模型约束能力。冰雷达提取的接地点为冰盖/冰架稳定性评估、接地线迁移分析和冰动力学模拟提供了更可靠的边界条件，有助于改进区域及大陆尺度的数值模型输入，降低未来海平面变化预测的不确定性。同时，该成果也为SCAR RINGS国际计划推进环南极冰盖边缘高分辨率地形与接地线位置制图提供了方法与数据支撑。

     相关成果已发表在遥感领域权威期刊《IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing》上。极地中心崔祥斌研究员和同济大学博士生夏梦莲为论文共同第一作者，通讯作者为同济大学安璐教授、田一翔副教授和李荣兴教授，来自同济大学、极地中心以及澳大利亚、英国、美国等国外团队的多位科研人员参与了本项研究。本研究得到国家重点研发计划（2021YFB3900105）和国家自然科学基金（42394133）的资助。

研究论文：

Xia, M. L., Cui, X. B., Lv, C., Greenbaum, J. S., Wei, W., Jong, L. M., An, L., Tian, Y., Liu, J. X., Hao, T., Xie, H., Guo, J. X., Li, L., Roberts, J. L., Habbal, F., van Ommen, T., Siegert, M. J., Sun, B., and Li, R. X. (2025). Amery Ice Shelf Grounding Line Datapoints Automated Extraction From Airborne Ice-Penetrating Radar. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 63, 1–13. DOI: 10.1109/TGRS.2025.3620827.

来源：中国极地研究中心（中国极地研究所）