联合Landsat影像和ICESat测高数据估计青海湖湖泊水量变化
发布时间：2021-02-19 05:31
湖泊既是陆地水资源的重要储蓄场所,也是区域和全球水文循环系统的重要组成部分,其水量波动对气候变化较为敏感。为了掌握湖泊面积、水位和水量的变化规律,借助1988-2018年Landsat TM/ETM/OLI影像和归一化差异水体指数NDWI（normalized difference water index）提取青海湖湖泊水域面积;利用ICESat-GLAS（ice,cloud,and land elevation satellite-geoscience laser altimeter system）测高数据提取青海湖湖泊水位变化,并结合观测资料检验陆地GLAS光斑脚点高程和湖泊水位的估测精度。根据湖泊面积与水位、水量与水位的关系,构建1988-2018年青海湖湖泊面积-水位-水量波动时变序列,并探讨湖泊水位、面积、水量的年内和年际变化特征。结果表明:GLAS光斑脚点高程与高程实测值的标准误差为0.14 m,与SRTM3高程标准误差为0.26 m; 1988-2018年青海湖年均水位和水量总体上呈增加趋势,其中年均水位最低值出现于2004年,平均水位为（3 193.0±0.16） m,...
【文章来源】：水资源与水工程学报. 2020,31(05)
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
1 2010年青海湖湖泊水位、面积和水量变化曲线
搭载在ICESat卫星上的GLAS(geoscience laser altimeter system)激光测高仪采用绿光543 nm和近红外1 064 nm处激光脉冲获取地表信息特征[23]，在平地上形成一个直径约70 m的圆形光斑，沿升/降轨道方向上的GLAS光斑脚点间隔约170 m。GLAS测高仪每秒发射40个激光脉冲，脉冲宽度为4 ns,1 ns的脉冲对应于0.15 m的高度[24]。本文采用Level 1B级GLA14产品提取GLAS光斑脚点经度、纬度、高程、过境日期和记录时间、大地水准高度等参数，用于陆地高程和湖泊水位信息估计。GLA01产品中提取光电信号延迟校正、轨道高度、波形记录参数等，用于进行湖泊水位估计的修正。GLA01产品版本为33,GLA14产品版本为34。青海湖流域及湖泊水域内有效的GLAS光斑分布见图1，共计10 678个;青海湖湖面的GLAS光斑汇总见表1，可从美国国家冰雪数据中心NSIDC(National Snow and Ice Data Center,URL:http://nsidc.org/data/icesat/)获取。2.1.2 Landsat TM/ETM/OLI数据
首先，借助1988-2018年Landsat TM/ETM/OLI影像和归一化差异水体指数(normalized difference water index,NDWI)提取湖泊水域面积;其次，联合2003-2009年期间ICESat-GLAS数据中的GLA01和GLA14产品提取湖泊水域瞬时水位高程和地表高程，并结合青海湖下社水文站水位数据和地表高程测量值，对GLAS光斑脚点高程做配准误差和标准误差分析;再次，通过湖泊水位-面积的关系建立线性回归关系式，用于重建非监测时段内的湖泊水位;最后，根据湖泊面积-水位-水量的绳套关系，构建1988-2018年青海湖湖泊水量时变序列。技术路线详见图2。2.3 湖泊水量估计方法
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于星载雷达测高资料估计博斯腾湖水位-水量变化研究[J]. 吴红波. 水资源与水工程学报. 2019(03)
[2]2000-2016年青海湖湖冰物候特征变化（英文）[J]. 祁苗苗,姚晓军,李晓锋,段红玉,高永鹏,刘娟. Journal of Geographical Sciences. 2019(01)
[3]基于Landsat-8 OLI数据的青海湖水体边界自动提取[J]. 李生生,王广军,梁四海,彭红明,董高峰,罗银飞. 遥感技术与应用. 2018(04)
[4]近20年青海湖水量变化遥感分析[J]. 张洪源,吴艳红,刘衍君,郭立男. 地理科学进展. 2018(06)
[5]近40年来中国西北内陆5个典型湖泊面积变化遥感分析[J]. 岳辉,刘英,杨维涛,王欣悦. 水资源与水工程学报. 2017(06)
[6]1974-2016年青海湖水面面积变化遥感监测[J]. 骆成凤,许长军,曹银璇,童李霞. 湖泊科学. 2017(05)
[7]卫星测高数据监测青海湖水位变化[J]. 赵云,廖静娟,沈国状,张学良. 遥感学报. 2017(04)
[8]坡度和粗糙度对ICESat-GLAS回波特征及其光斑脚点高程误差的影响研究[J]. 吴红波,郭忠明,陈安安,贺建桥. 地理与地理信息科学. 2016(04)
[9]2000—2012年青藏高原湖泊水面时空过程数据集遥感提取[J]. 卢善龙,肖高怀,贾立,张微,罗海静. 国土资源遥感. 2016(03)
[10]Multispherical interactions and their effects on the Tibetan Plateau’s earth system: a review of the recent researches[J]. Tandong Yao,Fuyuan Wu,Lin Ding,Jimin Sun,Liping Zhu,Shilong Piao,Tao Deng,Xijun Ni,Hongbo Zheng,Hua Ouyang. National Science Review. 2015(04)
本文编号：3040668
【文章来源】：水资源与水工程学报. 2020,31(05)
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
1 2010年青海湖湖泊水位、面积和水量变化曲线
搭载在ICESat卫星上的GLAS(geoscience laser altimeter system)激光测高仪采用绿光543 nm和近红外1 064 nm处激光脉冲获取地表信息特征[23]，在平地上形成一个直径约70 m的圆形光斑，沿升/降轨道方向上的GLAS光斑脚点间隔约170 m。GLAS测高仪每秒发射40个激光脉冲，脉冲宽度为4 ns,1 ns的脉冲对应于0.15 m的高度[24]。本文采用Level 1B级GLA14产品提取GLAS光斑脚点经度、纬度、高程、过境日期和记录时间、大地水准高度等参数，用于陆地高程和湖泊水位信息估计。GLA01产品中提取光电信号延迟校正、轨道高度、波形记录参数等，用于进行湖泊水位估计的修正。GLA01产品版本为33,GLA14产品版本为34。青海湖流域及湖泊水域内有效的GLAS光斑分布见图1，共计10 678个;青海湖湖面的GLAS光斑汇总见表1，可从美国国家冰雪数据中心NSIDC(National Snow and Ice Data Center,URL:http://nsidc.org/data/icesat/)获取。2.1.2 Landsat TM/ETM/OLI数据
首先，借助1988-2018年Landsat TM/ETM/OLI影像和归一化差异水体指数(normalized difference water index,NDWI)提取湖泊水域面积;其次，联合2003-2009年期间ICESat-GLAS数据中的GLA01和GLA14产品提取湖泊水域瞬时水位高程和地表高程，并结合青海湖下社水文站水位数据和地表高程测量值，对GLAS光斑脚点高程做配准误差和标准误差分析;再次，通过湖泊水位-面积的关系建立线性回归关系式，用于重建非监测时段内的湖泊水位;最后，根据湖泊面积-水位-水量的绳套关系，构建1988-2018年青海湖湖泊水量时变序列。技术路线详见图2。2.3 湖泊水量估计方法
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于星载雷达测高资料估计博斯腾湖水位-水量变化研究[J]. 吴红波. 水资源与水工程学报. 2019(03)
[2]2000-2016年青海湖湖冰物候特征变化（英文）[J]. 祁苗苗,姚晓军,李晓锋,段红玉,高永鹏,刘娟. Journal of Geographical Sciences. 2019(01)
[3]基于Landsat-8 OLI数据的青海湖水体边界自动提取[J]. 李生生,王广军,梁四海,彭红明,董高峰,罗银飞. 遥感技术与应用. 2018(04)
[4]近20年青海湖水量变化遥感分析[J]. 张洪源,吴艳红,刘衍君,郭立男. 地理科学进展. 2018(06)
[5]近40年来中国西北内陆5个典型湖泊面积变化遥感分析[J]. 岳辉,刘英,杨维涛,王欣悦. 水资源与水工程学报. 2017(06)
[6]1974-2016年青海湖水面面积变化遥感监测[J]. 骆成凤,许长军,曹银璇,童李霞. 湖泊科学. 2017(05)
[7]卫星测高数据监测青海湖水位变化[J]. 赵云,廖静娟,沈国状,张学良. 遥感学报. 2017(04)
[8]坡度和粗糙度对ICESat-GLAS回波特征及其光斑脚点高程误差的影响研究[J]. 吴红波,郭忠明,陈安安,贺建桥. 地理与地理信息科学. 2016(04)
[9]2000—2012年青藏高原湖泊水面时空过程数据集遥感提取[J]. 卢善龙,肖高怀,贾立,张微,罗海静. 国土资源遥感. 2016(03)
[10]Multispherical interactions and their effects on the Tibetan Plateau’s earth system: a review of the recent researches[J]. Tandong Yao,Fuyuan Wu,Lin Ding,Jimin Sun,Liping Zhu,Shilong Piao,Tao Deng,Xijun Ni,Hongbo Zheng,Hua Ouyang. National Science Review. 2015(04)
本文编号：3040668
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