了解融雪
案例研究
由于人类活动排放的温室气体，加拿大北极地区正在经历前所未有的变暖。特别是北极西部，近地表地表温度在过去几十年里显著上升，几乎是全球平均气温上升的两倍。这种变暖趋势导致了区域生态系统和在这些环境中运行的物理过程的重大变化。
为了更好地了解北极苔原在进一步的气候变化情景下将如何应对，由Philip Marsh博士领导的加拿大Wilfrid Laurier大学的Marsh Lab Trail Valley Creek (TVC)研究小组成员使用徕卡地球系统GNSS仪器旅行了4000多公里，以研究加拿大西部北极地区的水文变化。这项研究收集了水循环的所有组成部分的数据，目的是了解温度进一步升高将如何影响当地和区域淡水系统，方法包括:
- 详细的野外观察
- 遥感
- 全球导航卫星系统定位和建模。
调查的时间
每年以雪形式储存的水输入是水文循环最重要的方面，也是北极河流和湖泊系统最大的淡水贡献者。在冬季结束的4月至5月中旬，沼泽实验室TVC的研究人员进行了积雪调查，测量了多个研究流域的积雪深度和蓄水量。这组研究人员准确地测量了冬季月份累积的年降雪量，以量化液态水储存量（以雪水当量测量），并计算出雪融化后水文系统可用的水量。
为了更好地了解苔原积雪的异质性，Marsh Lab TVC的研究人员使用了许多最新的技术进展，包括:
- 无人机
- 基于航空的积雪深度数据
- 自动雪深记录探头
- 实验宇宙线中子探测站。
研究小组目前使用两台徕卡GS10全球导航卫星系统接收器和两台CS20现场控制器为各种研究项目收集点型数据。使用徕卡Captivate野外测量软件，团队收集和整理数据，同时使用徕卡Infinity测量软件投影和过滤收集的野外点，确保数据存储在正确的坐标系中。还使用了无人机后处理软件。
Wilfrid Laurier大学的研究助理Branden Walker说：“我们的实地工作在很大程度上依赖于获取高精度的空间数据集，我们的徕卡地球系统GNSS系统使所有这些工作成为可能。”。“以前在其他研究地点使用徕卡地理系统仪器并取得了优异的结果，我们选择再次与他们合作进行该项目。”
研究小组还使用GS10全球导航卫星系统接收器和CS20现场控制器定期测量地面控制点，测量地形变化，以进行地面验证和永久冻土特征的变化检测。
沃克说：“我们正在进行的大部分研究项目都集中在获取高度精确的GPS数据上。”。“与其他数据集相比，徕卡地球系统公司的全球导航卫星系统已证明能够提供可靠可靠的数据。”
收集上面和下面的数据表
测量大面积积雪的主要方法之一是通过实验性使用无人机。为了验证、地理参考和纠正无人机的GNSS数据，Marsh Lab TVC研究人员需要使用徕卡地理系统GNSS系统测量地面控制点和无人机高精度测图点的实际积雪和地面高程。这些高精度地面控制点随后在Infinity测量软件和摄影测量软件中进行处理，以提高无人机测图点的精度。
“我们使用的Leica Geosystems GNSS系统允许我们在已知位置创建精度低于厘米的地面控制点。这对于从无人机上修正我们的高程产品非常重要，每次飞行可能只相差几厘米，”沃克说。bob综合app下载“这些数据使我们能够量化积雪深度和水储存，而以前无法获得空间和时间分辨率。来自我们无人机的数据经过后处理并使用我们的徕卡RTK系统收集的地面控制点进行地理参考，以产生高度精确的空间数据集。
“我们的徕卡地球系统仪器是我们研究计划的支柱。我们的全球导航卫星系统仪器提供的精度和准确性提供了使用无人机绘制雪深小范围变化所需的空间数据，并帮助我们在设置和收集数据点时节省了现场时间。”
帮助地球的水测绘任务
Marsh Lab TVC研究人员使用徕卡地球系统全球导航卫星系统进行的研究也将是北美空气-地表水和海洋地形（AirSWOT）的主要地面验证，这是美国宇航局北极硼砂脆弱性实验（如上）的一个组成部分。AirSWOT验证任务在飞行期间测量尽可能多的湖泊上的水面高度。AirSWOT是SWOT任务的一部分，该任务旨在从太空绘制地球水的地图，以了解地球上有多少淡水，并计算河流流速和监测沿海洋流。
NASA的AirSWOT现象学机载雷达飞越加拿大北部和阿拉斯加，测量了数万个直径超过250米的水体的水面高度。对于AirSWOT任务，团队有一个小窗口来获取所需的测量数据，因此他们必须拥有快速可靠的GNSS仪器，能够从基地远距离进行测量。
威尔弗里德·劳里埃大学(Wilfrid Laurier University)地理学硕士研究生埃文·威尔科克斯(Evan Wilcox)说:“月球车在距离基地几公里的地方进行快速、准确的测量，这让我有信心，我们将能够成功验证NASA的AirSWOT数据。”
培训领域研究人员
沼泽实验室TVC组织了来自北美和欧洲的研究加拿大北极地区的研究小组。Wilfrid Laurier的研究人员定期帮助学生研究人员如何使用徕卡地球系统产品。bob综合app下载
沃克补充说：“作为大学领导的研究小组的一员，也会让学生们有一个很好的转变，因此徕卡地理系统产品的简单直观的设计使得培训下一轮实地研究人员和学生变得更加容易——从长远来看，这也节省了我们小组的时间和金钱。”。bob综合app下载
此外，恶劣的北极条件可能会使大多数设备受到限制。徕卡地球系统公司的全球导航卫星系统接收器和CS20现场控制器设计用于在最极端的条件下工作。
沃克说：“我们野外工作的性质是测试所有仪器的绝对断点和最大值。”。“我们的徕卡全球导航卫星系统在各种恶劣的北极条件下工作，包括-20摄氏度的温度。”
关于气候变化的可靠信息
借助徕卡地球系统公司的精确性和准确性，研究人员小组对北极苔原系统如何因气候变化导致气温升高而发生变化有了更深入的了解。需要准确可靠的数据，以便更好地了解积雪深度、降雨、湖泊水位、植被、永久冻土和水流之间的复杂关系，以及发挥作用的物理过程，以便能够使用数学模型预测未来的变化。
这项研究产生的数据目前正被各种各样的研究科学家和研究生使用，他们专注于测试和验证新的数据收集技术。获得的信息也有助于一个长期的研究项目，该项目收集北极苔原的历史数据集。了解北极的水文过程将提供可靠的信息，说明气候变化如何影响湖泊水位、河流流量和积雪，以及这如何影响加拿大人的生活。
