我们星球经历的最深刻的变化之一是积雪的季节性积累和消融。这种季节性循环不仅对生物圈具有深远影响,而且在我们星球的能量平衡、气候和水文循环中也起着不可或缺的作用。与其他类型的土地覆盖相比,积雪具有更高的反照率,并且在全球能量平衡中发挥着重要作用(美国宇航局,2015 年)。随着雪的融化,它为多达六分之一的世界人口提供了饮用水源,大大减少了对替代淡水资源的需求(Barnett 等,2005)。融雪在维持接收融雪的流域的基流水平方面也发挥着重要作用(Viviroli 等,2007)。 此外,仅在美国,冬季旅游就是一个价值 122 亿美元的产业,为 38 个州提供经济利益(Protect Our Winters (POW) 和 Natural Resources Defense Council (NRDC), 2012)。由于积雪在生态和社会方面都发挥着如此重要的作用,因此需要绘制积雪的当前状态及其相关趋势图。
积雪在全球的水和能源预算中起着关键作用,并且可能是经济利益或损害的重要来源,具体取决于它所在的位置。为了了解冰冻圈的性质,遥感为大规模研究提供了最实用的方法。在可用的遥感平台中,中分辨率成像光谱仪 (MODIS) 是当今使用的最强大和最流行的传感器之一,部分原因是其具有 500 m 的相当高的空间分辨率、全球覆盖和大约 1 的高时间分辨率日。然而,MODIS 积雪产品的缺点之一是系统无法通过云覆盖感知土地覆盖状态,云在任何给定时间占全球土地覆盖状态的 70% 以上(Wylie 等人,2005 年) )。结合影响积雪检测的其他条件(例如夜间和探测器故障),给定像素的积雪时间序列可能有许多遗漏的观察结果或“间隙”,在某些情况下,这可能会非常多产。许多研究采用云去除技术来填补空白。最常用的方法包括不同 MODIS 传感器的组合和使用最近的清晰观测。事实上,对间隙填充数据集的需求是如此普遍,以至于 MOD10A2(8 天积雪复合)和 MOD10A1(集合 6)数据产品提供了至少部分依赖于时间自相关的间隙填充数据集(Riggs 和 Hall,2011)。给定像素的积雪时间序列可能有许多遗漏的观察结果或“间隙”,在某些情况下可能会非常多产。许多研究采用了云去除技术来填补空白。最常用的方法包括不同 MODIS 传感器的组合和使用最近的清晰观测。事实上,对间隙填充数据集的需求是如此普遍,以至于 MOD10A2(8 天积雪复合)和 MOD10A1(集合 6)数据产品提供了至少部分依赖于时间自相关的间隙填充数据集(Riggs 和 Hall,2011)。给定像素的积雪时间序列可能有许多遗漏的观察结果或“间隙”,在某些情况下可能会非常多产。许多研究采用了云去除技术来填补空白。最常用的方法包括不同 MODIS 传感器的组合和使用最近的清晰观测。事实上,对间隙填充数据集的需求是如此普遍,以至于 MOD10A2(8 天积雪复合)和 MOD10A1(集合 6)数据产品提供了至少部分依赖于时间自相关的间隙填充数据集(Riggs 和 Hall,2011)。