湖泊水储量监测与评估是流域水资源评价和调度、干旱和洪涝灾害防治、湿地生态环境恢复和保护的基础。传统的水位-容积曲线方法,没有考虑湖泊水下地形变化和水力坡降的影响,不能反映湖泊水储量的真实动态变化特征,无法满足未来水资源紧缺背景下对水资源进行精细管理的需求。本项目拟综合利用光学和微波遥感、地形测绘和水文观测等多源异构数据,开展联合多源光学卫星遥感数据的湖泊水面时空过程监测方法、协同多源卫星雷达高度计的湖泊水位变化监测方法、综合水面和水位遥感监测及水文观测数据的湖泊水下地形重建方法等研究,并建立考虑湖泊水下地形变化和水力坡降的水储量遥感估算方法。项目将弥补现有湖泊水体监测方法成本高、空间代表性差、更新不易等问题;新的方法可以反映湖泊水下地形的动态变化并消除水力坡降的影响,提高估算精度,具有广泛的适用性。研究成果将在水库蓄泄调度、湖泊湿地生态需水量保障、流域蓄洪能力评估等方面具有广泛的应用前景。
Lake water volume;water surface;water level;underwater terrain;remote sensing
项目通过研究区关键基础资料收集整理、卫星遥感数据获取与预处理、基于多源卫星遥感影像的水面自动提取方法研究、综合卫星遥感水面和实测水位数据的水下地形模拟以及湖泊水储量估算方法研究等步骤,完成了预定研究目标,取得了多项具有理论意义和应用价值的成果,包括基于多光谱遥感影像的水面动态变化监测方法体系、基于多源多光谱影像的湖泊水储量估算方法、遥感水面自动提取软件 V1.0、遥感水面信息提取软件 V1.0、基于MODIS 250米影像的水面遥感自动提取方法、全国2000~2012年250米分辨率水面数据集。项目执行期共发表学术论文5篇(含SCI论文2篇),申请软件著作权2项,申请发明专利1项。此外,根据阶段研究目标的进展情况及时调整了项目后期研究重点,利用部分课题经费孵化出了“基于地形自相似理论的湖泊水下地形模拟方法和用于水下地形探测的水上智能无人船研制”两个创新性研究方向,并初步研制了一型水下地形遥感探测无人船试验平台。这些研究成果为未来开展基于卫星遥感和天地一体化地表水资源监测与管理提供了理论与技术方法参考以及软硬件平台支撑。