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南极大陆冰盖约占全球冰盖的90％，是全球气候变化的重要影响因素之一。极地冰雪的微小变化将会显著地改变海平面，如果南极和格陵兰冰盖全部融化，将使全球海平面上升约80m。在上个世纪，海平面上升了大约10-20cm，严重的影响了沿海岸地区人类的生存环境和社会经济生活，已引起越来越多的科学家关注，尤其是南极冰盖高程的变化对海平面贡献的估算，已成为研究未来海平面变化的热点。由于对其变化趋势大小和机制尚不清楚，从而使得人们难以准确预测它们对现今海平面上升的贡献程度。南极冰盖趋于增长还是消退尚无定论，南极冰盖物质平衡的定量研究显得尤为重要。
20世纪60年代卫星测高技术的出现与发展，为全球环境变化监测和极地冰盖监测提供了一个前所未有的高技术手段。卫星测高的综合、快速、大尺度精细和动态监测能力，获得了地面观测无法获取资料极地冰盖动态时变信息，并在利用测高资料研究冰盖物质平衡中获得很大的进展。但无论是微波雷达测高还是激光测高，都具有各自的局限，如何有效地利用测高数据精确的估计极地冰盖物质变化趋势就显得尤为重要。ICESat激光测高卫星为极地研究提供了高分辨率、高精度的海量数据，本文基于近7年的ICESat南极冰盖观测资料，详细探讨了由ICESat卫星激光测高资料估计南极大陆冰盖物质变化的整个过程及其局部变化原因。主要研究内容和成果如下：
1、极地冰盖在全球海平面变化和气候变化中重要作用。概括了卫星测高发展的历史及其在极地冰盖监测中的研究现状和发展动态。
2、详细阐述了ICESat卫星激光测高的基本原理。对星载GLAS(GeoscienceLaser Altimeter System)地学科学测高系统进行详细的说明，描述了卫星激光脚点定位原理、波形和表面高度算法，以及GLAS系统的在轨性能和误差源。
3、详细阐述了卫星激光测高数据处理中的交叉点分析和重复轨迹分析方法。
4、重点分析了ICESat卫星激光测高任务间系统偏差、冰后回弹以及地表粒雪密度模型对利用测高资料估计南极冰盖物质变化中的影响。
5、利用交叉点分析估计了恩德比地区域的局部平均变化趋势，改进了Davis算法中的时间序列，增加了可用的观测值，有效的提高了估计精度。
6、提出了利用块域分析法估计南极大陆整体冰盖的质量平均变化，基于块域分析法，分别利用交叉点高差时间序列和重复轨迹重叠点高差时间序列对南极进行了具体的分析比较。结果表明，块域交叉点分析和块域重复轨迹分析具有良好的空间分布相似性和量级一致性。两种方法一致的给出了南极大陆冰盖近年来质量变化的空间分布，在东南极内陆大部分区域冰盖表现为微弱的冰质量增长趋势，而在整个大陆边缘地区的部分冰架和冰流正在经历着消融，整体上南极大陆处于负平衡状态。