中文题目：河流水文遥感及其在青藏高原应用研究进展
发表时间：2024年10月
发表期刊：遥感学报
第一作者：刘沭岍等
第一单位：河南理工大学
DOI：10.11834/jrs.20243464
精选理由：本研究通过多元统计分析，深入探讨了岩溶洼地小流域泥沙来源的空间分布及其潜在影响因素。研究结合Kruskal-Wallis H检验（KW-H）、主成分分析（PCA）与判别函数分析（DFA）等统计方法，评估了林地、草地、坡耕地等不同泥沙源地的相对贡献，揭示了统计方法对泥沙来源判别结果的影响。研究结果不仅为岩溶洼地小流域的泥沙来源提供了定量分析依据，也为精确实施水土保持措施提供了科学依据。该研究方法在地学领域具有较强的应用价值，尤其对提升泥沙来源识别的准确性和决策指导具有重要意义。
河流作为水循环系统的关键组成部分，对人类社会经济发展、流域的生态环境可持续性及区域气候的稳定都有着重要意义。因全球变暖、冰川冻土融化、洪旱灾害等对水文系统造成的干扰增强，河流的水文情势发生了深刻改变。随着传感器技术发展和卫星观测平台增加，（卫星）遥感技术手段逐渐成为当今监测河流水文的主流方法之一。各类遥感监测方式已广泛运用在河流面积/宽度提取和水位变化监测、径流量估算等方面研究，形成了全球或区域尺度的水文要素遥感产品。本文综述了基于光学影像、雷达影像、卫星测高等数据的河流水文要素遥感监测技术，分析和总结了利用遥感手段监测河流宽度与水域面积、水位、径流量等诸多要素及其变化的最新研究进展，并探讨前人研究的空间范围尺度和推广可行性。此外，青藏高原作为亚洲主要大江大河的发源地，同时也是水文站点监测资料极其缺乏的区域之一。利用遥感技术开展青藏高原河流水文监测的研究面临实测数据共享难、水文变化过程时空异质性极强、对暖湿化气候的响应特征复杂多变等难题。本文对各类水文遥感技术在青藏高原河流监测应用研究所取得的进展与存在的问题进行了回顾和展望，以期加深对该地区河流水文变化过程的理解。
研究背景🌍
河流是指在地表沿着狭长河道流动的水体， 通常由降雨、融雪或地下水供给，是陆地向海洋 输送物质的主要通道 。河流作为地球水循环的重要组成部分，其河流宽度、水位、径流量等水文要素是水文模型和洪水预报 的重要输入参数，对于水资源管理、洪水预测、地球水循环研究以及生态环境保护等方面具有重要意义。
研究亮点🔍
随着卫星遥感技术的发展，特别是高分辨率的光学影像、雷达影像和卫星测高技术，河流的水文要素（如水位、水域面积、河流宽度和径流量）的监测能力大大增强。遥感技术已成为全球范围内监测河流水文动态的主流方法，能够提供实时、广泛的数据支持，尤其对于缺乏水文站点的地区，如青藏高原，具有重要的应用潜力。
青藏高原作为重要的水源地，水文监测面临诸多困难，如缺乏地面实测数据、强烈的时空异质性、以及对暖湿化气候的响应复杂性等问题。尽管遥感技术在该区域的应用取得了一定进展，但仍存在信息提取精度、时空分辨率不足以及数据验证困难等挑战，尤其在内流区的河流水文监测中尚未建立完善的时空规律和系统性理解。
未来河流水文遥感研究的重点将集中在整合多源遥感数据、提升遥感监测技术的精度和可推广性。通过结合光学图像、雷达数据和深度学习等先进方法，进一步提升对河流水文动态的全方位监测能力。此外，推动遥感算法的普适性创新，尤其是在复杂地形和高山地区（如青藏高原）的应用，将是未来研究的关键。
研究总结🌐
本研究综述了基于遥感技术进行河流水文要素监测的最新进展，并重点探讨了其在青藏高原地区的应用。研究表明，遥感技术为河流水文研究提供了革命性的进展，特别是在高分辨率影像和多源数据融合方面，已实现对河流水文动态的广泛监测。然而，青藏高原地区由于地形复杂、气候变化剧烈和数据稀缺，仍面临遥感数据提取精度和验证方法不完善等问题。未来的研究应聚焦于提升遥感数据的精度和可靠性，创新遥感算法并推广其在复杂环境中的应用，同时加强多源数据集成，推动青藏高原及全球范围内河流水文遥感技术的发展。
图1. 河流水文遥感研究关键词热点示意图。
图2. 基于本文文献调研结果的提取青藏高原河流水域与河宽方法精度对比。
图3. 遥感估算河道流量方法指南图。
图4. 河道流量遥感方法分类图。
表1. 用于河流水文要素监测的常用光学卫星参数。
表2. 部分常用雷达卫星参数介绍。
表3. 已发射的主要测高卫星及其重要参数。
表4. 常用水体指数对比。
表5. 基于本文文献调研结果的不同卫星测高波形重跟踪算法提取雅鲁藏布江水位精度对比。
表6. 遥感估算河流流量在青藏高原应用研究进展。
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