Метод мониторинга уровня воды влажных территорий с использованием SBAS-InSAR на основе деления на гидрологические единицы — пример штата Луизиана, США

ZHAO Jinqi ,  

SHEN Changxu ,  

SI Jinzhao ,  

WANG Zixuan ,  

ZHOU Zhengpei ,  

NIU Yufen ,  

LU Zhong ,  

摘要

Являясь одним из важнейших экологических показателей влажных территорий, уровень воды напрямую отражает гидрологические процессы и экологическую структуру этих территорий. Эффективный и точный мониторинг уровня воды является ключом к сохранению и восстановлению влажных экосистем. Интерферометрический синтетический апертурный радар (InSAR), благодаря своим преимуществам — широкому охвату, круглосуточной и всепогодной работе и высокой точности, успешно применяется для мониторинга уровня воды во влажных зонах. Однако внутри влажных территорий существует значительная разница в гидрологической связности, что приводит к ошибкам при развертывании традиционной технологии InSAR на больших территориях, связанным с разводкой фаз между гидрологическими единицами и несоответствием уровней эталона воды. Для решения этих проблем в статье предложен метод мониторинга абсолютных изменений уровня воды влажных территорий с использованием малобазовой интерферометрии SBAS-InSAR на основе деления на гидрологические единицы. Сначала на основе многопериодных изображений Sentinel-1 SAR и глобальных данных о землепользовании комплексно анализируется гидрологическая связность исследуемой территории, которая делится на несколько независимых гидрологических единиц. Затем внутри каждой гидрологической единицы строится сеть короткобазовых интерферограмм для получения временных рядов относительных изменений уровня воды с калибровкой на основе данных гидрологических станций. Наконец, методом наименьших квадратов определяется пространственно-временное распределение абсолютных изменений уровня воды. Оценка эффективности метода проведена на подтопленных равнинах штата Луизиана, США. Экспериментальные результаты показали: (1) деление на гидрологические единицы значительно повышает надежность временного решения, среднеквадратичная ошибка снижается с 13,20 см до 4,03 см; (2) дамбы и города значительно изменяют пространственную непрерывность уровня воды; (3) когерентность C-диапазона в влажных зонах обладает выраженной сезонной изменчивостью — максимум в позднюю зиму — раннюю весну, минимум в конце лета — начале осени, что в основном обусловлено фенологией растительности и состоянием затопления. Метод SBAS-InSAR, основанный на делении на гидрологические единицы, позволяет осуществлять широкомасштабный мониторинг изменения уровня воды с точностью до сантиметров, что обеспечивает техническую поддержку управления водными ресурсами и экологической защитой влажных территорий.

关键词

влажные территории;гидрологические единицы;SBAS-InSAR;коррекция с несколькими опорными точками;абсолютный уровень воды

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