Метод компенсации и коррекции ошибок для наблюдения уровней внутренних водоемов с помощью SWOT

SONG Jie ,  

ZHANG Shengjun ,  

KONG Xiangxue ,  

WANG Wanning ,  

CHE Defu ,  

摘要

Запуск спутника SWOT (Surface Water and Ocean Topography) для мониторинга рельефа поверхностных вод и океанов произвел революционный прорыв в глобальном наблюдении за уровнем внутренних водоемов. Его широкий режим измерения высот с помощью двумерного изображения позволяет получать информацию о высоте поверхности водоема, обеспечивая переход от линейных к пространственным наблюдениям по сравнению с традиционными методами измерения высоты вдоль орбиты. Тем не менее, в данных наблюдений SWOT по-прежнему присутствуют значительные случайные и систематические ошибки, что ограничивает их применение для высокоточного мониторинга уровня воды. В статье на основе продукта L2_HR_PIXC SWOT выбраны три крупных озера: Тайху, Чаоху, Цинхай, а также водохранилища и реки в провинции Ляонин и районе Тайху в качестве объектов исследования, проведен систематический анализ характеристик случайных и систематических ошибок в наблюдениях уровня воды SWOT. Для шума наблюдений от нескольких до десятков метров, вызванного случайными ошибками, предложен двухэтапный метод удаления шума, эффективно устраняющий аномальные выбросы; далее, анализируя характеристики изменения поверхности озер, выявлено пространственное распределение остаточных систематических ошибок SWOT в зависимости от расстояния до моря; на этом основании, учитывая почти горизонтальный характер поверхности озера, предложен метод корректировки остаточных систематических ошибок, требующий только один контрольный уровень. Результаты верификации с измерениями уровня показали, что точность SWOT при одном только удалении шума составляет дециметровый уровень, а RMSE на разных станциях варьируется от 0.1 до 0.5 м; остаточные систематические ошибки проявляют разные закономерности в зависимости от орбитальных проходов: при близком расстоянии от моря связь с дистанцией между проходами примерно линейная, при большом расстоянии – квадратичная. После коррекции RMSE понизилось на 0.07 м в районе Ляонина и более чем на 0.3 м в районе Тайху, достигнув соответственно 0.230 м и 0.160 м. В целом, разработанный в статье усовершенствованный процесс обработки продукта уровней воды SWOT обеспечивает теоретическую поддержку и практические пути для высокоточных применений.

关键词

внутренние водоемы; спутниковое альтиметрирование; мониторинг уровня воды; SWOT; случайные ошибки; двухэтапное удаление шума; систематические ошибки; коррекция ошибок

阅读全文

以上内容由讯飞翻译自动生成,翻译内容仅供参考。对于因使用本网站翻译内容产生的相关后果,本网站不承担任何商业和法律责任。

The above content is generated by Large Model Translation. The translated content is for reference only. We do not assume any commercial or legal responsibilty for any consequences arising from the use of our website