（1）融合多源大地测量和遥感数据的高分辨率海底地形反演
海底地形是海洋科学研究的基础数据，对海洋动力学过程、资源分布、地质演化和气候变化具有重要意义。现有获取海底地形的手段包括船载声呐测深、星载和机载激光测深、卫星反演水深、重力反演等技术。不同技术的适用性和优缺点不一样。针对现有海底地形模型精度和分辨率不足的问题，研究提出了基于径向基函数技术融合多源数据重建浅水-深水一体化海底地形的理论框架，融合卫星测高、航空重力、星载激光测深（ICESat-2数据）、船载声呐等数据构建海岛礁区域高精度海底地形模型。与实测机载激光测深和独立多波束声呐数据对比表明，本研究构建的融合模型比现有模型在浅水区精度提升了45.35–67.95%，在深水区精度提升了17.79–44.99%。研究成果发表在IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing（一区TOP，影响因子8.6），详见论文[1]。
构建了融合多光谱影像和星/机载激光测深提取高分辨率浅水海底地形的自动化并行数据处理平台，可用于全球浅水区高分辨率水深数据提取。研究融合100多幅Sentinel-2多光谱影像和1200余轨ICESat-2数据构建了覆盖整个中国南海岛礁区域水深模型HHU24SWDSCS。该模型包含南海100多个岛屿水深数据，空间分辨率为10 m，与独立机载激光测深数据对比表明HHU24SWDSCS精度为0.53–1.24m，外部检核见图1。HHU24SWDSCS已公开发布（https://zenodo.org/records/13852568），可代替现有全球海深模型作为南海岛屿水深参考数据。研究成果发表在Earth System Science Data（一区TOP，影响因子11.6），详见论文[2]。
图1. HHU24SWDSCS精度外部检核
（2）厘米级精度海岛礁、近海高程基准构建
高精度国家高程基准及数字化是国家现代测绘基准体系的重要组成部分，是实现高精度测绘保障服务的重要基础。然而，由于重力数据分布不均、测高数据质量下降、异源数据空间分布不规则，导致近海、海岛礁数字高程基准构建的困难。基于此，研究首次基于加拿大St. George海湾全张量航空重力梯度数据构建了海岛礁高精度重力大地水准面模型，并基于SWOT宽刈幅数据和全聚焦SAR测高数据作为验证数据检核了不同模型的精度。研究发现，联合全张量航空重力梯度数据可以构建厘米级精度海岛礁重力大地水准面，精度比现有加拿大大地水准面模型CGG2013和全球模型提升了7.55–33.95%，证明了航空重力梯度测量在海岛礁测绘的优越性。研究成果发表在IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing（一区TOP，影响因子8.6），详见论文[3]。
首次探讨了利用SWOT宽刈幅测高数据（基于KaRIn技术）精化海岛礁高程基准的可能性，并通过航空重力测量和全聚焦SAR测高对结果进行了验证。结果表明，相比于传统雷达测高，融合SWOT测高数据能大幅提高近海、海岛礁重力数据和大地水准面的精度和分辨率。与基于航空重力数据解算的结果相比，融合SWOT数据解算结果比利用传统测高求解结果的精度可提升38.24–60.90%；特别是在接近岛礁的区域，误差可降低5 cm及以上。研究成果发表在IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing（一区TOP，影响因子8.6），详见论文[4]。
（3）近海全聚焦合成孔径雷达测高处理算法
受波形污染影响，传统雷达测高在近海精度较低，严重影响了其在近海的相关应用。合成孔径雷达测高比传统雷达测高具有更高的分辨率和信噪比，通过全聚焦合成孔径技术（fully focused synthetic aperture radar，FFSAR），能够进一步提升近海测高数据的精度。然而，受陆地介质的干扰，传统FFSAR算法在近海依然存在较大误差。针对上述问题，研究提出了一种波形干扰探测和修复算法（waveform interference detection and removal algorithm，WIDA），通过引入波峰突变指数、差分波形突变指数和强干扰区识别污染波形，进行波形剔除和修复。通过与独立验潮站观测数据和航空重力求解大地水准面对比表明，改进的WIDA算法比传统FFSAR算法在近海海面高获取中更具优势，该算法可以在近岛屿等强干扰区域获取更为稳定的海面高结果，精度可提升20%以上，图2。研究成果发表在IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing（一区TOP，影响因子8.6），详见论文[5]。
图2. 不同测高数据处理算法获取海面高
论文信息：
[1] Wu Yihao*, Andersen Ole Baltazar, Abulaitijiang Adili, Shi Hongkai, He Xiufeng, Jia Dongzhen, Luo Zhicai, Wang Haihong. (2025). Seafloor topography modelling by fusing ICESat-2 lidar, echo sounding, and airborne and altimetric gravity data from spherical radial basis functions. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 63, 4201317, doi: 10.1109/TGRS.2024.3523893.
[2] Wu Yihao, Shi Hongkai*, Jia Dongzhen*, Andersen Ole Baltazar, He Xiufeng, Luo Zhicai, et al. (2025). HHU24SWDSCS: A shallow-water depth model over island areas in South China Sea retrieved from Satellite-derived bathymetry. Earth System Science Data, 17, 2463–2488, doi: 10.5194/essd-17-2463-2025.
[3] Wu Yihao, Andersen Ole Baltazar, Abulaitijiang Adili, Luo Zhicai*, Wang Haihong, He Xiufeng, Shi Hongkai, Li Wenhao. (2025). High-resolution quasi-geoid recovery over coastal zone by using full airborne gravity gradient data. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 63, 4209121, doi:10.1109/TGRS.2025.3588586.
[4] Wu Yihao, Andersen Ole Baltazar, Abulaitijiang Adili, Wang Bin*, He Xiufeng, Shi Hongkai, Luo Zhicai, Wang Haihong. (2025). Marine quasi-geoid enhancement from SWOT wide-swath data and its mapping of mean dynamic topography over island areas. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, doi:10.1109/TGRS.2025.3592243.
[5] Shi Hongkai, Wu, Yihao*, Shi Yihuang, He Xiufeng, Zhen, Xiangtian, Andersen Ole Baltazar. (2025), Enhanced Sea Surface Height Estimation With Interference Rejection Using High-Frequency Fully Focused SAR Altimetry Data Over Island Areas, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 63, 4206216, doi:10.1109/TGRS.2025.3568079.
论文链接：
(1) https://doi.org/10.1109/TGRS.2024.3523893
(2) https://doi.org/10.5194/essd-17-2463-2025
(3) https://doi.org/10.1109/TGRS.2025.3588586
(4) https://doi.org/10.1109/TGRS.2025.3592243
(5) https://doi.org/10.1109/TGRS.2025.3568079
上述研究受到国家自然科学基金项目（42374099, 42474044, U23A2028），江苏省卓越博士后基金(2024ZB632)和时空基准国家重点实验室开放基金 (SKLSD2025-KF-02)资助。
作者：吴怿昊 单位：伟德国际1946源自英国 审核：张广运 荣华伟
