干涉合成孔径雷达监测湿地水位研究综述

湿地水位是表征湿地水文情势的重要指标,干涉合成孔径雷达(InSAR)监测湿地水位具有空间分辨率高、精度高、成本低和效益好等突出优势。本文简要介绍了InSAR监测湿地水位的先决条件,系统阐述了InSAR监测湿地水位技术的类型及其优缺点,重点探讨了InSAR监测湿地水位的影响因素。InSAR监测湿地水位须满足三大前提条件:1)存在非淹没水生植被;2)主要后向散射机制为双回波散射;3)干涉相干性超过一定的阈值。目前,该水位监测技术已从传统的InSAR技术发展到STBAS、MM和DSI等改进的InSAR技术,已由监测相对水位变化发展到监测绝对水位和水深时间序列。InSAR监测湿地水位的影响因素包括合成孔径雷达(SAR)的工作参数和湿地本身的特性。最后,指出该领域未来亟待加强的研究方向为:探讨该水位监测技术应用于更多具有不同后向散射特性及干涉相干性特征的其他生态区的潜力;开发多传感器、多轨道、多波段、多极化和多时相的InSAR新算法;引入新的SAR数据源;加强InSAR监测湿地水位的“副产品”,如湿地水文连通性、流向和流态等研究。     

莫莫格国家级自然保护区地表水文连通性定量评估

水文连通性的定量评估是当前研究的热点和难点。本研究以欧盟联合研究中心发布的全球30 m分辨率逐月地表水遥感数据集为数据源,利用地统计学连通性、最大连通距离和季节性连通水体面积3个指标,定量评估了平水年的不同月份(2016年5—10月)、不同水文年(丰水年1998年、平水年2016年、枯水年2002年)的9月、不同方向(西-东、北-南)上莫莫格国家级自然保护区地表水文连通性。结果表明: 1)研究区平水年西-东方向的地统计学连通性优于北-南方向,8月和7月的地统计学连通性优于其他各月;各水文年西-东方向的地统计学连通性优劣次序为丰水年>枯水年>平水年,北-南方向的地统计学连通性优劣次序为丰水年>平水年>枯水年;平水年西-东方向6、7、9和10月的最大连通距离均集中在25.26 km,北-南方向最大连通距离则更为集中,所有月份均为10 km;平水年和枯水年的最大连通距离较为接近,但均远小于丰水年的相应值;2)研究区平水年月亮湖水库与嫩江之间、鹅头泡与其邻近湖泊之间频繁地发生季节性连通,其余绝大多数湖泊则始终保持孤立;不同水文年研究区的水文连通格局具有明显差异:丰水年形成了两个巨型连通体,平水年部分湖泊之间发生周期性连通,枯水年所有湖泊之间保持孤立;3)农田退水的承泄区鹅头泡连通体的地表水面积在春、夏、秋3个补水季节均发生了明显扩增。本研究从不同角度量化了多水源补给的莫莫格国家级自然保护区地表水文连通性,研究结果可为湿地保护修复和流域水资源综合管控提供科学依据。