青藏高原是我国湖泊分布最广泛的地区，如何科学准确地监测此处湖泊水位与水量变化？近日，清华师生研制出最新方案，他们探索出光学卫星影像用于湖泊水位、水量监测的新途径，可在地形复杂的青藏高原地区提供出多源卫星遥感湖泊水位水量数据集，将有助于有效监测湖泊的溢流风险。该研究成果已发表于《地球系统科学数据》期刊，这是清华师生首次以第一作者身份在这本影响因子高达10.951的顶级期刊发文。

青藏高原湖泊水量变化空间分布图

青藏高原是我国湖泊分布最广泛的地区，近年来受气候变化影响，青藏高原湖泊面积普遍呈扩张状态。作为区域陆地与大气间水量和能量交换的重要源汇项，湖泊水位及水量变化信息对于水文、气象、气候变化等研究有重要的科学意义。另一方面，湖泊扩张对周边的基础设施、农田牧场都会造成威胁。例如，位于可可西里地区的盐湖距离下游的铁路沿线仅十公里，日益扩张的盐湖存在溢流洪水的危险。

在运用传统测高雷达/激光雷达卫星数据基础上，清华大学水利水电工程系副教授龙笛团队探索了光学卫星影像用于湖泊水位、水量监测的新途径。他们借助谷歌地球引擎(Google Earth Engine)识别光学遥感影像中湖泊的岸线变化，并将其转换为湖泊水位变化信息，再结合湖泊面积转化为水量变化信息，从而将缺乏测高卫星数据的大、中型湖泊水位、水量变化数据的时间分辨率由年尺度、季尺度提升到月或旬尺度。

运用高分二号遥感影像对光学水位信息进行不确定性分析

对于已有测高卫星数据的湖泊，该研究利用光学遥感获得水位信息对不同来源测高数据的误差进行了分析，指出了同类研究中普遍存在的系统性偏差。该研究还为遥感监测湖泊扩张和溢流洪水提供了解决方案。

为了验证光学遥感水位信息的准确性，团队师生多次前往青藏高原开展野外湖泊实验，并结合国产卫星高分二号的影像对所研制的数据集进行不确定性分析，实验和理论分析结果均表明光学遥感水位信息精度在0.1至0.2米，与测高卫星的精度相当。

本研究在严重缺乏地面观测、气候地形和环境极其复杂的青藏高原地区提供的多源卫星遥感湖泊水位水量数据集，对有效监测这些有溢流风险的湖泊具有重要的实践价值。

10月底，该成果已在地学领域顶级期刊《地球系统科学数据》上发表，标题为“基于多源测高卫星数据和陆地卫星岸线观测的高时间分辨率青藏高原湖泊2000至2017年水位及水量变化数据集”。这是清华大学师生首次以第一作者身份在该刊物发表论文，该期刊影响因子为10.951。