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[转载]高分辨率卫星观测助力解决水文研究新难题 | The Innovation

已有 982 次阅读 2023-6-3 21:20 |系统分类:科普集锦|文章来源:转载

卫星遥感对地观测是开展水文学研究的重要手段,可以获取涵盖陆地水循环的多个关键参数,包括土壤水分、降水、积雪、地表蒸散发等,继而发展了一系列大范围、长时序的遥感水文数据产品,极大改善了人们对陆地水循环过程的认识和机理的理解。然而,由于早期的遥感水文产品存在分辨率粗糙的缺点,因此无法满足陆地水循环过程的精确监测与模拟的需求。

Luca Brocca TheInnovation创新 2023-06-02 00:02

卫星水文-640.png

图1 图文摘要

近年来,随着对地观测技术的快速发展,正在实施和即将部署的观测计划将为陆地水循环关键参数的高空间分辨率观测提供重要支撑。比如,现有欧空局哨兵-1(Sentinel-1)雷达观测、美国NASA旋风卫星导航系统(CYGNSS),以及即将发射的NISAR、ROSE-L、Tandem-L和HydroGNSS等技术将有助于高空间分辨率(≤1km)土壤水分的监测。同样,传统降水雷达(TRMM和GPM)与基于静止卫星的被动微波观测技术结合也有助于提高降水产品的空间分辨率。此外,除了如欧空局SEN-ET之类的高分辨率融合产品外,一系列的新观测计划如HyspIRI、MISTIGRI、LSTM、TRISHNA等也将助力高分辨率地表蒸散发产品的生产,将空间分辨率提高至100米以内,时间分辨率小于1周。

伴随着遥感水文产品分辨率的提升,遥感产品在陆表水循环过程监测方面的应用范式也将有极大的改变。例如,高分辨土壤水分有助于充分挖掘土壤水分与坡面土体稳定性的关联性,进一步提升山体滑坡监测与预警的精度。此外,高分辨率的降水、土壤水分、地表蒸散发产品也可以精细地反映地表水文状态,为田块尺度的农业灌溉精准识别与精准农业、斑块尺度的火灾发生与水文过程的耦合过程、以及复杂山地条件的干旱监测提供新的技术支撑。


总结与展望


总体来看,卫星观测可以为不同时空尺度的陆表过程水文过程研究提供重要的技术支撑。未来,随着遥感水文产品分辨率的进一步提升,高分辨率卫星观测将在陆表水循环过程的监测与应用中扮演着重要角色,并引起水文学研究范式的革命性变革。




责任编辑

郑棉海  中国科学院华南植物园

苏泳娴  中国科学院广州地理研究所



本文内容来自Cell Press合作期刊The Innovation第四卷第三期以Commentary发表的“High-resolution observations from space to address new applications in hydrology” (投稿: 2023-02-13;接收: 2023-04-25;在线刊出: 2023-04-27)。


DOI: https://doi.org/10.1016/j.xinn.2023.100437


引用格式:Brocca L., Zhao W., Lu H. (2023). High-resolution observations from space to address new applications in hydrology. The Innovation. 4(3),100437.


原文链接:https://www.cell.com/the-innovation/fulltext/S2666-6758(23)00065-6


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作者简介


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Luca Brocca,研究员,博士生导师,现任意大利国家研究委员会地质水文保护研究所(CNR-IRPI)研究主管,欧洲航天局-欧洲地球物理学会地球观测杰出奖获得者、国际知名水文遥感专家,主持欧洲航天局、美国航空航天局、欧洲地平线2020计划等各类项目30余项,在国际水文学和遥感领域权威期刊发表相关学术论文近200篇。


http://hydrology.irpi.cnr.it/people/luca-brocca/



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赵 伟,博士,中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所研究员,博士生导师,研究方向为山地地表水热过程遥感监测理论方法与应用,主持国家优秀青年科学基金、四川省杰出青年科技人才等项目20多项,以第一或通讯作者发表SCI期刊论文40余篇,兼任中国遥感应用协会热红外遥感专委会副主任委员、国际数字地球学会中委会数字山地专委会秘书长,荣获中国地理学会青年地理科技奖、李小文遥感科学青年奖等奖励。


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卢 麾,清华大学地学系党委副书记、长聘副教授、博士生导师,主要从事陆地水循环的遥感观测、模拟和数据同化研究。发表论文180余篇,曾获大禹水利科学技术奖二等奖两次、北京工程勘察设计行业协会综合奖二等奖等。兼任Remote Sensing of Environment编委、Science of Remote Sensing副主编、中国遥感应用协会黄土高原遥感分会理事、IEEE 标准委员会P4006 遥感中的射频干扰工作组成员、国际灌排委员会工作组成员。


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