基于Sentinel-1遥感数据的东洞庭湖水文特征动态监测

水文特征的动态变化对于农业生产、防洪泄洪、水文循环以及湿地生态系统的稳定性及其生物多样性有直接影响,通过高时空分辨率的遥感影像对湖泊水文特征进行动态监测显得尤为重要。本研究基于Google Earth Engine(GEE)云平台、Sentinel-1(VV)雷达影像数据,使用Otsu法对东洞庭湖水体进行提取,应用台体公式结合城陵矶水文站的水位数据计算湖泊月度水量变化,再基于TRMM-3B43降水数据与水文站月平均径流量分析湖泊水量与洞庭湖流域降雨以及径流量的变化关系。结果表明:(1)东洞庭湖多年平均水体面积为565.39 km^(2),峰值为1228.84 km^(2)(2020年7月),谷值为188.63 km^(2)(2019年12月)。(2)东洞庭湖月度面积与城陵矶水文站的月度水位具有明显的线性关系,两者回归方程的R 2达到0.975。(3)随着浸没率上升,西侧湖泊范围扩大的连续性要强于东侧,说明东洞庭湖西侧湖底地形起伏较小。(4)历年湖泊水量达峰时间相较于流域降雨滞后一个月且两者波形高度一致。(5)东洞庭湖的湖水持续从位于湖泊东北角城陵矶的通江口流入长江,其径流量随季节波动明显并与相对水量变化具有较强一致性。本研究可为洞庭湖地区的灌溉管理、汛期洪水调蓄等实际应用提供参考,也为Sentinel-1数据在湖泊水文分析上的应用提供一种可行方案。