SWARM监测松辽流域陆地水储量变化的适用性分析

针对GRACE与GRACE-FO卫星存在衔接空白且卫星加速度计已出现受损的情况,SWARM卫星监测可作为一种有效补充的技术手段。本文选择ASU、IGG和COST-G等机构的SWARM时变模型监测松辽流域陆地水储量变化,并与GRACE、GRACE-FO时变模型进行比较。结果表明：(1)各SWARM时变模型的前10阶位系数与GRACE模型精度接近,其中IGG-SWARM模型经1200 km高斯滤波后的信噪比,相较于ASU和COST-G模型分别高62.47%、55.99%;(2)IGG-SWARM时变模型可探测松辽流域大尺度陆地水储量的时空变化特征,识别流域内的显著旱涝事件,与GRACE、GRACE-FO时变模型均反映出松辽流域在2015年7月—2020年12月的陆地水储量整体呈上升趋势,两者在数据重叠时段的相关系数可达0.6以上。因此,SWARM时变模型可适用于监测松辽流域的陆地水储量变化研究。     

基于GRACE卫星的江西省陆地水储量变化反演

江西省处于长江流域,境内河流湖泊众多,监测其长期的陆地水储量变化具有重要意义.通过GRACE卫星时变数据对江西省2008年至2017年6月间陆地水处理变化进行反演,并用GLDAS数据和TRMM降水数据进行对比分析.结果 表明:江西省陆地水和地表水储量变化分别以0.82 cm/a和0.44 cm/a的速度递增,两者反演结...     

利用GRACE重力卫星反演2003~2013年新疆天山地区陆地水储量时空变化

利用2003-1~2013-12的GRACE月重力场数据来计算新疆天山地区陆地水储量的变化,采用去相关滤波和300 km高斯滤波相结合的方法来滤除GRACE数据中的噪声,同时采用尺度因子的方法来减小GRACE后处理误差的影响,并利用Paulson模型结果来扣除由冰川均衡调整（GIA）对水储量反演结果的影响,把得到的最终结果与同期GLDAS、CPC水文模型进行了验证分析。结果表明,GRACE反演结果与两个水文模型的模拟结果变化趋势基本一致,在2003~2013年间,研究区域的水储量整体上呈现下降趋势,速率为-0.54±0.27 mm/a左右,但期间水储量变化波动较大,在2008年10月份左右,该区域水储量较同期呈现明显减小,这与该时段的干旱事件相一致。     

GNSS垂向位移反演中国大陆地区陆地水储量变化

为了研究中国大陆地区的陆地水储量变化,利用陆态网182个GNSS站点垂向坐标时间序列反演了中国大陆地区2011—2021年的陆地水储量变化,并结合GRACE时变重力场数据、GLDAS水文模型和GPM降雨数据对中国大陆地区不同流域的陆地水储量反演结果进行对比分析。结果表明：(1)中国西南地区陆地水储量变化振幅最为显著,华南地区次之,西北内陆地区最不明显;(2)GNSS的结果与GRACE和GLDAS总体上具有较高的一致性,但在不同地区存在差异。其中,华南地区多种数据集一致性较高,华北地区则相对差异较大,可能是受该地区地下水减少的影响。结果表明GNSS可以作为监测区域陆地水储量变化的有效手段。     

利用独立成分分析法研究新疆地区陆地水储量及其地壳垂向变化

中国新疆地区水文气候变化复杂,其水储量变化及其负荷形变特征的精确提取极为重要。采用卫星重力数据GRACE(gravity recovery and climate experiment）反演新疆地区2010—2014年陆地水储量变化,利用独立成分分析法（independent component analysis,ICA）分解时空模式,提取时空特征信号。在此基础上,反演陆地水负荷迁移引起的地壳垂向变化,引入重力位系数与负荷勒夫数一阶项改正,回加非潮汐大气与海洋信号,结合尺度因子法校正GRACE反演结果,引入全球降水气候计划月降水资料分析形变影响,将其与测区12座连续运行参考站形变位移进行定量比较,重点分析各测站陆地水负荷信号与全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）垂直位移的相关关系。结果表明,经ICA方法分解的新疆地区陆地水储量呈现多时间尺度特征,表现为明显的周年与长期变化;周年信号在西部帕米尔高原附近尤为显著;长期变化以逐年减少为主,在乌鲁木齐西部、天山一带信号较强;总体上,陆地水负荷垂直形变的时间序列波动幅度相对较小,幅值...     

京津冀陆地水储量变化与区域降水相关性分析

针对京津冀地区水资源灾害频发、水储量监测手段存在局限性的问题,本文利用该地区2015年1月至2017年6月的重力场恢复与气候实验（GRACE）月重力场模型数据反演陆地水储量变化信息,结合区域降水、全球陆地资料同化系统（GLDAS）模型数据,对研究区域内水储量变化时空特征进行相关性分析。结果表明：GRACE监测的陆地水储量变化滞后降水2个月达到强相关性,监测到2016年春旱灾害的发生,扣除季节项影响后,GRACE&GLDAS相关系数为0.88,研究区陆地水储量上升速率为0.118 mm/a。研究结果可为该区域水储量时空调配、旱涝灾害防治提供理论依据。     

一种基于GRACE重力卫星的陆地水储量变化组合新模型

利用重力卫星监测全球水储量变化,有助于应对全球气候变化、防灾减灾等挑战,具有重要的科学意义。国际上已发布了多个系列的重力恢复和气候实验(gravity recovery and climate experiment,GRACE)时变重力场模型,但是不同机构提供的模型之间存在差异,而且精度参差不齐。研究基于不同卫星重力场模型的陆地水储量变化（terrestrial water storage change, TWSC）组合新方法,有利于扬长避短,进一步提高TWSC的估计精度。采用方差分量估计、熵权法和变异系数法,针对5种GRACE时变重力场反演获得的TWSC开展组合研究。结果表明,3种TWSC组合新模型都能够显著减小不同时变重力场反演的TWSC之间的差异,而且信噪比与美国喷气动力实验室模型相比提高了约58%。组合前后全球TWSC趋势最大差异由0.011 cm/月下降到0.001 cm/月,最大水振幅差异由0.95 cm/月减小为0.21 cm/月,1°×1°空间分辨率下TWSC随经纬度方向变化的标准差差异同样由超过20 cm2降低到3 cm2以下。组合模型与水文模型的相关性较独立模型最高...     

利用GNSS地表形变反演区域陆地水储量变化的进展

连续密集的全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)观测的地表形变可用于反演高时空分辨率的区域陆地水储量（terrestrial water storage, TWS）变化,对区域水循环和气候变化的研究具有重要意义,已成为当前水文大地测量领域的一个研究热点。介绍了利用GNSS地表形变反演区域TWS变化的负荷格林函数法和Slepian基函数法,在此基础上评估了GNSS反演TWS变化的稳定性及性能,并重点评述了将其应用于区域水循环和极端气候变化研究的最新进展。对当前GNSS反演TWS变化方法存在的问题及未来发展趋势（如数据精细处理、多类数据联合反演等）进行了总结与展望,以期对未来利用GNSS监测技术研究区域TWS变化及相关应用提供参考。     

ENSO影响下的西太平洋地区海陆水储量变化分析

利用2005-01-2016-12的GRACE卫星数据,结合测高、ARGO（array for real-time geostrophic oceanography）、TRMM（tropical rainfall measurement mission）降水数据和MEI（multivariate ENSO index）,从海平面、海水质量、海水比容和陆地水储量的非季节性变化分析了厄尔尼诺-南方涛动（El Ni?o/Southern Oscillation,ENSO）对西太平洋及其沿岸地区的影响。在GRACE数据处理过程中考虑了地震构造信号的影响,并采用正演模型法来恢复时变信号。结果表明,西太平洋地区平均海平面（western Pacific mean sea level,WPMSL）变化对ENSO的响应表现为:厄尔尼诺期间海平面下降,拉尼娜期间海平面上升;尤其在2014-2016年厄尔尼诺期间,WPMSL下降了近26.2 mm。比容变化为影响WPMSL非季节性变化的主导因素。澳大利亚和中南半岛水储量异常在年际变化上也较好响应了ENSO,与MEI的相关系数分别为-0.61（滞后3个月）和-0.65（滞后8个月）。长江流域对ENSO的响应主要在中下游区域,2014-2016年厄尔尼诺造成了该时期长江流域水储量达到近几年的极大值。     

GRACE卫星的冰川消融与水储量变化探讨

针对青藏高原地区的冰川消融会影响发源于该地区的长江流域水储量变化这一情况,该文对二者的相关性进行深入研究。基于GRACE卫星2004—2010年重力数据,联合水文模型,利用水量平衡法,计算得到青藏高原地区冰川消融的平均速率为0.369cm/a,表明青藏高原冰川正在以较大速率消融;进而反演建立青藏高原和长江流域两个区域质量变迁的时间序列,计算得到两个区域的平均变化速率分别为-0.095cm/a和0.381cm/a,表明青藏高原地区的质量在以缓慢的速率减少,而长江流域水储量具有逐年增加的趋势且变化速率更大;最后通过分析计算结果,得出青藏高原地区冰川消融对长江流域水储量变化的贡献占其整个水量变化的20%。     

GNSS与GRACE联合的陆地水储量变化监测及其负荷形变研究

准确测定陆地水变化及其负荷形变,对揭示陆地水循环、维持高精度地球参考框架具有重要科学意义.结合GNSS非线性高程时序与环境负荷,可利用残余变化研究陆地水负荷.依据陆地水负荷运移与地球重力场之间物理机制,基于时变重力场对陆地水储量及其负荷形变定量监测.     

重力场恢复与气候实验的石羊河流域水储量变化

为了更好地从空间尺度显示石羊河流域水储量的变化情况,该文利用2003年1月至2014年12月GRACE RL06重力场数据计算其陆地水储量变化,对数据进行预处理以及去相关滤波和300km高斯平滑处理,并利用流域内4个气象站的降水平均数据与GRACE、GLDAS的结果进行对比分析。结果表明,GRACE反演结果与GLDAS水文模型变化趋势基本一致,时间上呈现明显季节性变化,研究区水储量整体呈现0.93mm/a的上升趋势,期间水储量变化波动较大主要与季节性降水有关。     

MODIS NDVI时序数据支持下的湖南省植被变化及其驱动因素分析

本文基于MODIS NDVI时问序列数据集,运用Sen+Mann-Kendall趋势检验、Hurst指数和相关分析等方法,对湖南省2000—2018年植被的时空变化特征、演化趋势可持续性及其与气候因子的相关性进行了研究.结果表明:①湖南省植被覆盖整体较高,并具有明显的季节变化特征;研究区植被与气温的相关性要强于降水.②...     

珠三角典型地区城市扩张测度及驱动机制分析

该文以东莞市为例,针对其缺乏较长跨度、较为系统的城市扩张问题,提出了用多期TM和SPOT遥感影像监测和分析1988—2013年城市扩张的动态变化和扩张强度。该文采用相关性检验和主成分分析等方法建立逐步回归模型,对城市扩张进行了驱动机制分析。研究表明,所提方法定量分析了城市扩张的数量变化、扩张强度和4个不同阶段,研究成果可以为土地资源管理和城市规划提供科学参考。     

咸阳市城市扩张及驱动力分析

本文以咸阳市为例,借助三期Landsat遥感数据,运用Erdas和Arcgis软件平台对咸阳市的建成区边界进行提取,并结合咸阳市的社会经济统计数据对咸阳市的空间扩张方向和驱动力作了时空分析。结果表明:咸阳市2010年比1988年建成区面积扩张3.35倍;通过人口、经济和交通因素3方面对建成区驱动力进行分析,发现经济因素是其驱动力的核心因素。     

武汉市江夏区土地利用变化及其驱动力分析

基于武汉市江夏区1991年和2002年两期TM遥感数据,在GIS技术的支持下,定量分析其11年间土地利用的数量构成、动态变化及转移特征,并进一步探讨武汉市江夏区土地利用变化的驱动机制。通过对该区土地利用的主要流向分析后得出,人口增长、经济发展和政策驱动是导致武汉市江夏区土地利用变化的三类主要因素。     

陇中黄土高原地区耕地变化趋势及驱动力研究

本文结合1995～2005年陇中地区耕地统计资料,对该区耕地资源利用与变化的基本特征、耕地数量变化的基本过程进行研究,应用主成分分析法对近10年耕地变化的驱动因子进行定量分析。结果表明:①对耕地面积变化的总趋势预测显示,未来耕地面积会逐渐减少;②经济增长与社会发展和农业科技进步是耕地面积变化的主要宏观驱动因子,耕地减少在发生时间上和经济的快速增长基本同步,在空间分布上与地区经济发展速度水平相一致。     

多通道奇异谱组合滤波反演水储量变化

针对GRACE时变重力场球谐系数的高阶次项中含有的较高噪声会造成反潢结果产生误差的问题,该文采用多通道奇异谱分析和高斯滤波相结合的方案来滤除GRACE数据中的噪声,并与普遍使用的去相关滤波和高斯滤波相结合的方案进行了对比验证。首先利用这两种方法分别计算了2007年4、10月份的全球水储量变化,结果显示,这两种方法反演的结果基本相同,而多通道奇异谱分析与高斯滤波相组合的方法提高了信噪比,减弱了信号泄露误差,验证了该组合方案的可行性。然后又分别计算了亚马逊流域2004—2010年的水储量时间变化序列,并与GLDAS水文模型进行了对比验证,结果显示,这两种方法得到的水储量时间序列变化趋势基本相同,各自之间具有强相关性,进一步说明了该文方案在GRACE数据滤波中的可行性。