遥感估算河道流量研究进展
李和谋, 白娟, 甘甫平, 李贤庆, 王泽坤

River discharge estimation based on remote sensing
LI Hemou, BAI Juan, GAN Fuping, LI Xianqing, WANG Zekun
表1 利用遥感估算河流流量的相关研究综述
Tab.1 A review of related researches on estimating river flows using remote sensing
研究方法 研究人员及年份 使用数据/空间分辨
率/重返周期
研究流域 主要结论
基于水文模型 Getirana等[21]
(2013年)
ENVISAT/350 m/35 d 南美洲亚马孙河 在水文模型参数率定时采用雷达测高数据能得到模型合理参数
Liu等[22](2015年) Landsat/30 m/16 d
ENVISAT/350 m/35 d
北美红河 此方法能够估算大型无资料地区河流的流量
Sun等[23](2018年) QuickBird/0.6 m/4~6 d
IKONOS/0.58 m/3 d
WorldView-1/0.81 m/1.7 d
中国雅砻江 仅基于高精度遥感河宽数据校准的水文模型能够估算河道流量
基于经验回归方程 水位-流量经验曲线法 Kouraev等[27]
(2004年)
TOPEX-Poseidon/600 m/10 d 北极鄂毕河 卫星测高数据可以估算大型流域的部分河道流量演算
Birkinshaw等[30]
(2010年)
ERS-2/30 m/35 d
ENVISAT/350 m/35 d
亚洲湄公河 NSE介于0.823~0.935之间
Papa等[31]
(2012年)
Jason-2/12.5 m/10 d 亚洲恒河和雅鲁藏布江 平均误差为13%和6.5%
河宽-流量经验曲线法 Smith等[36](2008年) MODIS/250 m/8 d 俄罗斯勒拿河 在河流长度足够长时,可以将建立的河宽-流量关系曲线延用到河流其他位置
Pavelsky等[37]
(2014年)
RapidEye/5 m/1 d 北美塔纳诺河 相对误差为6.7%
Elmi等[38]
(2015年)
MODIS/250 m/8 d 非洲尼日尔河 改进河宽-流量经验曲线算法不需要流量数据与卫星图像同步观测
C/M信号法 Brakenridge等[39]
(2007年)
AMSR-E/25 km/16 d 全球57 条河流 基于被动微波遥感亮度温度的C/M信号法能够估算河流流量
Tarpanelli等[40]
(2013年)
MODIS/250 m/8 d 欧洲波河 基于光学遥感数据的C/M信号法可以估算中型流域流量
Li等[46](2019年) Landsat/30 m/16 d 中国黑河 基于C/M信号法发展出MPR法,能够估算小河流流量
AMHG法 Gleason等[48]
(2014年)
Landsat/30 m/16 d 全球34 条河流 相对均方根误差介于26%~41%之间
Rao等[49](2020年) ResourceSat/23 m/24 d
Landsat/30 m/16 d
印度4 条河流 NSE介于0.8~0.89之间
Mengen等[50]
(2020年)
Sentinel-1/10 m/6,12 d 亚洲湄公河 采用SAR卫星遥感数据,相对均方根误差为19.5%
多水力特征参数经验法 Birkinshaw等[53]
(2012年)
ERS-2/30 m/35 d
ENVISAT/350 m/35 d
Landsat/30 m/16 d
亚洲湄公河和北极鄂毕河 联合水位、河宽和河道坡度估算流量,NSE介于0.86~0.9之间
Sichangi等[55]
(2016年)
MODIS/250 m/8 d
10 个测高卫星数据
全球8 条河流 使用卫星反演水位和有效河宽估算流量,NSE介于0.60~0.97之间
Bjerklie等[54]
(2018年)
Jason-2/12.5 m/10 d
ICESat/70 m/91 d
Landsat/30 m/16 d
北美育空河 采用曼宁公式和普朗特卡门公式2种物理流阻方程估算流量
Yang等[4]
(2019年)
航空遥感(无人机) 中国新疆10 条河流 坡度-面积法与无人机遥感技术结合,能够估算无资料地区河流流量