Der Start des SWOT-Satelliten (Surface Water and Ocean Topography) zur Überwachung der Oberflächenwasser- und Ozeantopographie stellt einen revolutionären Durchbruch in der globalen Überwachung der Pegelstände von Binnengewässern dar. Sein breitbandiges Höhenerfassungsmodell nutzt zweidimensionale Bildgebung, um Höheninformationen der Wasseroberfläche zu erhalten und ermöglicht im Vergleich zur herkömmlichen Linientachymetrie eine Flächenbeobachtung. Dennoch enthalten die SWOT-Beobachtungsdaten weiterhin signifikante zufällige und systematische Fehler, welche die Anwendung bei hochpräziser Pegelstandsmessung einschränken. Basierend auf dem SWOT-Produkt L2_HR_PIXC wurden die drei großen Seen Taihu, Chaohu und Qinghai sowie Stauseen und Flüsse in der Provinz Liaoning und der Taihu-Region als Untersuchungsobjekte ausgewählt, um systematisch die Charakteristika der zufälligen und systematischen Fehler in der SWOT-Wasserstandsmessung zu analysieren. Für das durch zufällige Fehler verursachte Beobachtungsrauschen von mehreren bis zu mehreren zehn Metern wurde eine zweistufige Rauschunterdrückungsmethode vorgeschlagen, die anomal disperse Punkte effektiv entfernt; anschließend wurde durch Analyse der Veränderungen der Wasseroberfläche der Seen das räumliche Verteilungsmuster der verbleibenden systematischen Fehler von SWOT in Abhängigkeit von der Entfernung zum Meer aufgedeckt; darauf basierend und unter Berücksichtigung der annähernd horizontalen Wasseroberfläche der Seen wurde eine Methode zur Korrektur der verbleibenden systematischen Fehler vorgeschlagen, die lediglich einen einzelnen Kontrollpegel benötigt. Die Validierungsergebnisse mit gemessenen Pegeln zeigen, dass SWOT bei alleiniger Rauschunterdrückung eine Dezimeter-Genauigkeit erreicht, wobei der RMSE an verschiedenen Stationen zwischen 0,1 und 0,5 m liegt; die verbleibenden systematischen Fehler zeigen unterschiedliche Muster bei verschiedenen Bahnflügen, wobei in Küstennähe eine annähernd lineare Korrelation mit der Überflugdistanz besteht, weiter entfernt eine quadratische Beziehung. Nach der Korrektur reduzierte sich der RMSE im Gebiet Liaoning um 0,07 m und im Taihu-Gebiet um mehr als 0,300 m auf jeweils 0,230 m und 0,160 m. Insgesamt liefert der in diesem Artikel entwickelte Verfeinerungsprozess des SWOT-Wasserstandprodukts theoretische Unterstützung sowie praktische Wege für seine hochpräzise Anwendung.

Binnengewässer; Satellitenaltimetrie; Pegelüberwachung; SWOT; zufällige Fehler; zweistufige Rauschunterdrückung; systematische Fehler; Fehlerkorrektur