多源遙感數據地表水體動態監測新進展

　　精密測量院環境與災害監測評估研究團隊聯合英國諾丁漢大學，在多源遙感數據地表水體動態監測方面取得新進展。相關研究成果近期在遙感著名學術期刊《環境遙感》（Remote Sensing of Environment）上發表。

　　準確監測高時間、高空間分辨率的地表水體動態變化對于全球生態系統與氣候變化研究具有重要意義。衛星遙感作為對地觀測的重要手段，為地表水體宏觀監測提供了主要數據源。而目前在對地觀測中，單一衛星遙感傳感器在時間分辨率和空間分辨率有所側重，難以獲取同時滿足高時間和高空間分辨率要求的遙感影像。當前歐洲委員會聯合研究中心（European commission's Joint Research Centre）、美國馬里蘭大學全球地表分析與發現實驗室（Global Land Analysis and Discovery Laboratory）主要采用30米分辨率/16天頻率的Landsat衛星遙感影像，監測全球地表水體動態過程。但相關研究無法監測洪水等地表水體快速變化過程，并且受傳感器條帶噪聲等硬件因素以及云污染等天氣因素影響，造成大量區域有效觀測數據的缺失。

　　為解決地表水體快速、連續、高分辨率遙感宏觀動態監測難題，研究團隊在Landsat衛星遙感影像基礎上，通過融合500米分辨率/8天頻率的MODIS衛星遙感影像、30米分辨率地表水體歷史淹沒頻率數據以及數字高程模型，提出了一種高時空分辨率地表水體動態監測新方法。該方法通過尺度轉換等理論，實現不同分辨率遙感數據的融合與尺度轉換；同時考慮了地表水體空間分布受地形因素影響，采用淹沒頻率數據以及數字高程模型聯合描述水下及水上地形信息，進而預測與優化地表水體空間分布；通過局域空間濾波，實現云污染區域的水體動態監測。通過在全球6個典型淹沒區進行應用實驗，本方法實現了30米分辨率/8天頻率的高時空分辨率遙感水體動態監測，解決了當前地表水體產品受云、陰影以及衛星條帶因素造成的有效數據缺失等不足，為準確理解地表水體動態變化提供了重要依據。

　　典型區域衛星遙感影像（左）及研究提取的水體淹沒頻率（右）

　　該研究以“Monitoring high spatiotemporal water dynamics by fusing MODIS, Landsat, water occurrence data and DEM (融合MODIS、Landsat衛星影像、水淹沒頻率數據以及數字高程模型，監測高時空分辨率地表水體動態變化)”為題發表在遙感領域頂級學術期刊《環境遙感》（Remote Sensing of Environment）上，精密測量院研究員李曉冬為第一作者和通訊作者。

　　該研究得到國家自然科學基金、中科院青促會以及武漢市應用基礎前沿項目等聯合資助。

　　論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425721004004