近日，精密測量院江利明研究員領(lǐng)銜的影像大地測量學(xué)團(tuán)隊(duì)，提出了一種衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)時空建模新技術(shù)，解決了湖泊水位測量的高程系統(tǒng)轉(zhuǎn)換難題，相關(guān)研究成果發(fā)表在國際地學(xué)著名期刊《環(huán)境遙感》（Remote Sensing of Environment）上。

　　衛(wèi)星測高是全球湖泊水位動態(tài)監(jiān)測的主要技術(shù)手段。目前，國內(nèi)外測高衛(wèi)星的原始觀測數(shù)據(jù)均以大地高發(fā)布，數(shù)值僅具有幾何意義。另一方面，湖泊水位的表達(dá)應(yīng)考慮重力等因素的影響，需選用具備物理意義的高程坐標(biāo)系。因此，在應(yīng)用衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)進(jìn)行湖泊水位測量時，高程系統(tǒng)轉(zhuǎn)換是一項(xiàng)必不可少的步驟?，F(xiàn)有絕大多數(shù)研究將測高衛(wèi)星數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至正高坐標(biāo)系（例如EGM2008）下進(jìn)行計(jì)算。受大地水準(zhǔn)面模型誤差等因素的影響，大型湖泊的水位估算結(jié)果往往存在顯著的高頻系統(tǒng)誤差(圖1)。

伊塞克湖水位計(jì)算結(jié)果

　　研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了基于時空樣條建模的衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了湖泊水位時序變化與不同高程系統(tǒng)空間差異（橢球高、正高、動力高與水平高之間）的聯(lián)合求解，最終將衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至水平高系統(tǒng)下，能夠有效減少湖泊水位計(jì)算的高頻誤差（圖1）。研究團(tuán)隊(duì)在全球范圍內(nèi)選取多個典型湖泊，應(yīng)用ICESat-2激光衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)估算了EGM2008正高與水平高之間的差異（圖2），發(fā)現(xiàn)其數(shù)值與湖泊水深存在相關(guān)關(guān)系，證明EGM2008全球大地水準(zhǔn)面模型在大型湖泊覆蓋范圍內(nèi)存在由重力歸算導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差。該項(xiàng)研究結(jié)果為衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)的湖泊水位高精度提取提供了理論和技術(shù)支持。

伊塞克湖(上)和貝加爾湖(下)EGM2008正高與水平高之間的差異

　　該研究以“Accurate estimation of lake levels by the spatio-temporal modeling of satellite altimetry data”為題在線發(fā)表，精密測量院為該項(xiàng)研究的第一完成單位，副研究員沈翔為通訊作者，中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)聯(lián)合培養(yǎng)碩士生胡源林為論文第一作者。

　　該研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(No.2018YFC1406102and2017YFA0603103)、國家自然科學(xué)基金(No.41771428, 41974009and42004007)和湖北省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目(No.2021BID011)的資助。

　　論文鏈接： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425723002328