Méthode de compensation et correction des erreurs pour l'observation des niveaux d’eau intérieurs par SWOT

SONG Jie ,  

ZHANG Shengjun ,  

KONG Xiangxue ,  

WANG Wanning ,  

CHE Defu ,  

摘要

Le lancement du satellite SWOT (Surface Water and Ocean Topography) pour la surveillance des eaux de surface intérieures et de la topographie océanique représente une avancée révolutionnaire dans le suivi mondial des niveaux d'eau des plans d'eau intérieurs. Son mode de télémétrie à large bande utilise une imagerie bidimensionnelle pour obtenir des informations sur l'altitude de la surface de l'eau, passant ainsi d'une observation linéaire traditionnelle le long de l'orbite à une observation surfacique. Cependant, les données d'observation SWOT contiennent encore des erreurs aléatoires et systémiques importantes, qui limitent son application dans le contrôle haute précision des niveaux d'eau. Cet article, basé sur le produit L2_HR_PIXC de SWOT, sélectionne trois grands lacs — Taihu, Chaohu et Qinghai — ainsi que des réservoirs et rivières dans la province du Liaoning et la région de Taihu comme objets d'étude, pour analyser systématiquement les caractéristiques des erreurs aléatoires et systémiques dans l'observation du niveau de l'eau par SWOT. Face au bruit d'observation causé par des erreurs aléatoires allant de quelques mètres à plusieurs dizaines de mètres, une méthode de débruitage en deux étapes est proposée, éliminant efficacement les points aberrants ; ensuite, en analysant les variations de la surface des lacs, la distribution spatiale des erreurs systémiques résiduelles SWOT à différentes distances de la mer est révélée ; sur cette base, combinant la caractéristique de quasi-horizontalité de la surface des lacs, une méthode de correction des erreurs systémiques résiduelles nécessitant un seul poste de contrôle est proposée. Les résultats de validation avec les niveaux mesurés montrent que SWOT atteint une précision décimétrique uniquement avec le débruitage, avec un RMSE variant entre 0,1 et 0,5 m selon les stations ; les erreurs systémiques résiduelles présentent des régularités différentes selon les orbites, avec une corrélation quasi linéaire avec la distance inter-orbite proche de la mer, et une corrélation quadratique plus loin. Après correction, le RMSE a diminué de 0,07 m dans la région du Liaoning et de plus de 0,300 m dans la région de Taihu, atteignant respectivement 0,230 m et 0,160 m. En somme, le processus de traitement affiné des produits de niveau d'eau SWOT établi dans cet article fournit un support théorique et une voie pratique pour son application haute précision.

关键词

eaux intérieures ; altimétrie satellitaire ; surveillance des niveaux d'eau ; SWOT ; erreurs aléatoires ; méthode de débruitage en deux étapes ; erreurs systémiques ; correction des erreurs

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