天山被誉为“中亚水塔”,是丝绸之路经济带中段的主要水源地。积雪融水是天山山区珍贵的可再生水资源,但融雪性洪水也是制约天山山区经济发展的主要因素。因此准确量化积雪雪量、寻找积雪正负反馈的临界值具有很强的现实意义和实用价值。雪深是估计区域内雪水资源总量、空间化区域降雪状况、模拟融雪径流、研究水量平衡和预测洪水灾害等研究的基础输入参数,是水文水资源领域研究的重点,想要得到区域内高精度的积雪量信息,就必须提高积雪深度的精确度。本文的研究内容:选用Sentinel-1A卫星C波段数据基于二轨差分干涉测量方法反演研究区积雪深度,并将反演获得积雪深度数据进行进一步的资料偏差矫正。本文选用位于呼图壁县境内的军塘湖流域为研究区。军塘湖流域是一个独立发育、典型而完整的半封闭流域,流域内常爆发春季融雪性洪水,适宜进行积雪深度研究。本文的研究方法:野外实验法、二轨差分干涉测量法、克里金插值法和集合卡尔曼滤波法。野外实验法:在研究区均匀布设了18个超声波积雪深度测量站点和3个人工实测站点,测量了2016年1月16日至2016年2月26日的积雪深度数据;为辅助研究积雪深度的动态变化原因,同时还测量了其他气象和积雪特性数据。克里金插值法:结合天气现象和气象数据等对超声波雪深测量仪获取的47天的积雪深度数据进行了空值克里金插值处理,R2为0.7509。以上研究内容不仅构建了研究区不同源积雪深度数据库还为反演积雪深度数据的精度验证打下了数据基础。二轨差分干涉测量法:为了获得在时间和空间上分辨率更高的积雪深度数据,选用Sentinel-1A卫星C波段数据利用基于几何原理的二轨差分干涉测量法反演积雪深度。集合卡尔曼滤波方法:将克里金插值获得积雪深度数据与二轨差分干涉测量法反演获得的积雪深度数据进行集合卡尔曼滤波,得到收实测数据控制的,最接近真实值的积雪深度数据。最终研究结果表明:二轨差分干涉测量法能够刻画出地形更细小的细节,并能够将雪深精度控制在毫米级别,反演误差为12 cm。像对反演结果与地面实测趋势一致,研究区降雪分布很大程度上受地形影响,由于地形对暖湿气流的阻挡使其被迫抬升而降温,高山的迎风坡积雪深度明显高于其他地区。其次,相干性强的高海拔、无人类生活干扰区反演的雪深结果与实测值较接近,相干性低的低海拔区,接近城市人口生活区反演结果与实测值偏差较大,反演结果明显偏低,总体反演的积雪深度R2为0.7720。基于集合卡尔曼滤波的数据偏差矫正,最终结果表明获得了受实测数据控制的面域长时间序列积雪深度,R2为0.8148。对积雪深度反演的研究从数据层面上讲,由于Sentinel-1A原本图像质量就较高,无形中从源头上提高了最终反演所得的数据的时空分辨率;从方法层面上讲,基于二轨差分干涉测量法反演积雪深度从几何的角度更新了之前基于物理的半经验模型,减少了计算时间,使积雪深度的反演变得简单,理论上可行方法上有效。总之基于二轨差分干涉测量法反演研究区积雪深度获得了较之前所得数据精度更高的大面积、长时间序列的积雪深度数据,达到了提高积雪深度数据精度的目的。