全球陆表水体空间格局与波动初步分析-论文.pdf

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1、中国科学：地球科学2014年第44卷第8期：1661～1670《中国科学>杂志社、^n^n^／．scichina．corneach．scichina．oomSCIENCECHINAPRESS专题：遥感与全球变化研究■l全球陆表水体空间格局与波动初步分析曹鑫①，陈军，陈利军②，廖安平②，孙芳蒂③，李阳①，李磊④，林忠辉⑤，庞治国⑥，陈晋①，何超英②，彭舒②①北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室，北京100875；②国家基础地理信息中心，北京100830；③南京大学国际地球系统科学研究所，南京2100

2、93；④吉林大学地球探测科学与技术学院，长春130026；⑤中国科学院地理科学与资源研究所，北京100101；⑥中国水利水电科学研究院，北京100038联系人，E．mail：chenjun@nsdi．gov．cn收稿日期：2014—01—14；接受日期：2014—03．10；网络版发表日期：2014—07—11国家高技术研究发展计划项目(编号：2009AA122001，2009AA122O04)资助摘要陆表水体是人类生存和发展的最重要资源之一，也是全球水循环主要组成部分之一．关键词全球陆表水体全面地掌握陆

3、表水体的空间分布、持续地测定其动态变化，是全球生态环境健康诊断的一项重水域面积要工作．根据30m分辨率全球地表覆盖数据产品(GlobalLand30)中的两期陆表水体数据产品水域率(GlobalLand30．water2000和GlobalLand30一water2010)，利用MODIS时间序列数据对其进行空间格局时相订正，通过水域面积、水域率及其空间变异系数的指标，按全球、经纬度、大洲及气候区波动等不同层次分析了陆表水体及空间分布格局和时间波动．遥感监测结果显示，全球陆表水体总面积达367．67x10

4、4km2，占全球陆表面积的2．73％．陆表水体空间分布极为不均，主要集中于北半球的中高纬度地区和热带地区．对比2000与2010年两期的水域面积差异，总体波动不大，但是区域差异较明显．GlobalLand30．water产品及统计数据为分析全球陆表水体空间分布格局、揭示其地域差异、研究时空波动规律以及诊断生态环境健康提供了重要基础数据．陆表水体是液态水在陆地表层的标志性聚集体，其波动或变化体现着气候变化、地表过程及人类活动以河流、湖泊、水库和季节性水体等形式存在．虽然对水分运动、化学物质迁移及生态系统可持

5、续性的影陆表水体所储存的淡水只占淡水总量的0．3％、不到H~(V6r6smarty等，2000；Prigent等，2012)．利用遥感全球总水量的万分之一，却是全球许多地区生产和等技术手段，全面地掌握陆表水体的空间分布、持续生活的主要水源，是人类生存和发展的最重要资源地测定其动态变化，是全球生态环境健康诊断的一之一．另一方面，陆表水体是全球水循环主要组成部项重要基础工作．分之一，其空问分布反映着陆地表层水资源的储存、以往人们主要是采用粗分辨率的遥感数据，进利用的状况(Foley等，2005；Oki和Kan

6、ae，2006)，而行大面积水体空间分布测定及时间波动的趋势分析中文引用格式：曹鑫，陈军，陈利军，等．2014．全球陆表水体空间格局与波动初步分析．中国科学：地球科学，44：1661—1670英文引用格式：CanX，ChenJ，ChenLJ，eta1．2014．Preliminaryanalysisofspatiotemporalpatternofgloballandsurfacewater．ScienceChina：EarthSciences，572330-2339，doi：10．1O07／sl1430

7、—014-4929-X曹鑫等：全球陆表水体空间格局与波动初步分析(Alsdorf和Lettenmaier，2003)．例如，Prigent等(2001，对象的图斑处理和人机交互的数据优化等方法，兼2007)~用微波遥感、多角度遥感及AVHRRNDVI顾陆表水体遥感提取的高效性和准确性，在国内外资料，分析了全球洪泛区的1992—1993的空间分布及首次完成了2000和2010两个基准年全球30m陆表淹没时间及1993—2000全球洪泛区的时空分布；Papa水体的提取，总精度在96％以上．(2)长时间序列、低

8、等(2010)及Prigent等(2012)分别生成了1993—2004、空间分辨率的遥感影像资料：2000／2010年的1993～2007年全球0．25。水体每月变化数据，分析了MODIS(中分辨率成像光谱仪，ModerateResolution全球水域面积的空间分布、在15年问的整体波动情ImagingSpectroradiometer)500m分辨率8天合成反况及主要河流的变化．随着全球环境变化、世界可持射率产品MOD0