SWOT卫星数据对水库水面高程与下游流量监测的性能评估

《Scientific Reports》：Evaluating the performance of the surface water and ocean topography (SWOT) mission for monitoring reservoirs across the conterminous United States

　　摘要遥感技术为实地数据匮乏地区的水库运行提供了关键见解。地表水和海洋地形任务（SWOT）在以往卫星测高任务的基础上进行了改进，提供了二维水面表征、增强的流量估计，以及同时获取的水面高程（WSE）和水面面积/宽度数据。研究发现，在连续48个州的水库中，SWOT与美国地质调查局（USGS；ρ = 0.96）和美国陆军工程兵团（USACE；ρ = 0.94）的773个水面高程（WSE）时间序列之间的中位数一致性（Spearman rho）大于0.9。在美国地质调查局的监测点，68%的观测值与实地观测值（在使用时间序列平均水面高程调整偏差后）的相对误差绝对值小于10厘米，而在美国陆军工程兵团的监测点则为22厘米。然而，在太平洋西北部和美国东南部出现了低一致性区域。对于SWOT衍生的下游流量，与实地数据的一致性（ρ）较低（USACE：0.57，USGS：0.39），其中太平洋西北部呈现低性能区域，而美国中部则呈现高性能区域。在美国地质调查局的监测点，68%的观测值相对误差绝对值小于108立方米每秒（m3/s），而在美国陆军工程兵团的监测点则为133立方米每秒（m3/s）。本研究证实了SWOT在无明显量测站点准确表征水库水位的能力，同时也认识到在下游流量估计方面仍有改进空间。