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摘 要：青藏高原湖泊众多，对全球气候变化有着迅速响应。湖泊面积与水量的变化是最明显的特征，近年来大量国内外学者利用长时间序列遥感数据反演了湖泊水量的变化趋势。本文从数据源，水量计算方法，分析方法和重要研究结果等方面总结了目前对青藏高原湖泊水量变化的研究进展。
关键词：湖泊水量;青藏高原;监测
一、引言
青藏高原被称为“世界屋脊”，分布着大量冰川和湖泊，又是亚洲大江大河的发源地，被称作“亚洲水塔”。受全球气候变暖影响，近几十年生态环境发生了明显变化，青藏高原作为敏感区，变化尤其显著。青藏高原湖泊的研究主要在湖泊面积、水位、水量、水体物理化学参数和气候变化关系上。
二、研究进展
对湖泊面积的量算，早期采用数字显示求积仪对1：5万和1：10万的地形图进行面积量算，随着遥感技术和GIS的发展，学者可由长时间序列的遥感影像获取湖泊面积，目前已有大量研究通过不同遥感影像获取了湖泊面积。张国庆[1]、Wan、Tong分别利用Landsat、CBERS和GaoFen-1、MODIS数据提取了湖泊面积，在长时间序列的研究中Landsat MSS/TM/ETM+/OLI数据均有使用。对湖泊面积的提取方法，早期使用假彩色合成目视解译[2]，如;后来使用自动提取方法，包括单波段阈值法[2]、多波段法和水体指数法（NDWI、MNDWI[3]）。
对青藏高原湖泊水位变化的量算，最早的分析来自于羊卓雍错的水位站长期记录，仅有青海湖、羊卓雍措、纳木错有长期连续水位观测;后来对典型湖泊布设压力式水位计来研究湖泊水位变化;现在随着卫星雷达激光测高技术的发展，长时间的水位变化观测成为可能。Zhang利用ICESat卫星获取了2003-2009年青藏高原的湖泊高程;Yao利用SRTM DEM和ASTER GDEM数据获取了羌塘高原湖泊水位;Li[3]利用Jason-1/2/3、Envisat、ICESat和CryoSat-2卫星数据获取了青藏高原2000-2017年青藏高原52个湖泊的水位数据;Crétaux在湖泊水位提取时还用到了T/P、ERS-2、GFO、SARAL卫星数据;GRACE卫星的重力数据。国际上有欧空局、美国农业部等多家机构提供部分面积较大湖泊和水库的水位卫星测高数据库，如GRLM、RLH、Hydroweb、ICESat-GLAS[4]。
湖泊水量变化的研究方法主要有：一是实测某一时期湖泊水下地形和湖泊面积，建立湖泊面积与绝对水量的关系。Zhu利用纳木错测深数据获取水下地形，通过Landsat获取湖泊面积估算了活泼1971、1991、2004年间的湖泊水量及其变化。二是监测湖泊水位变化和面积变化估算湖泊相对水量的变化，可分别建立水位-水量和面积-水量的变化关系。Lei利用实测湖深结合湖泊面积估算了青藏高原六个湖泊1970-2010年的水量变化，Yang利用SRTM DEM和Landsat获取的湖泊面积，建立了青藏高原面积大约50km2湖泊面积与水量变化关系，估算了114个湖泊四个时期的水量变化。湖泊面积与水位的关系通过线性模型和二次多项式模型建立[4]。水量变化计算公式有圆台公式[5]、积分公式。
水量变化的分析方法。对水量变化进行年内和年际变化，分析变化量、变化率和变化趋势。对每个研究阶段的区域水量变化进行k-means聚类分析。对青藏高原湖泊水量变化的研究有不同的尺度。在空间上，有整个青藏高原、典型流域和典型湖泊之分;在时间上，有逐月、年际、十年之分。
据这些研究，可得出一些湖泊水量变化的结论。受全球气候变暖影响，内流区的水量在1970s-1995 年间略有减少，1996-2010 年间快速增加，近几年（2010-2015）来增速减缓[5]。在空间分布上，青藏高原中、北部内流湖泊水量呈增长趋势，南部湖泊水量则呈减少趋势。目前及未来湖泊水量仍会增长，但速率会下降。典型湖泊的结论有：色林错持续扩张，玛旁雍错持续萎缩。
三、问题与展望
遥感技术可以低成本、大范围、高效率地对青藏高原湖泊水量变化进行研究，但观测到的大都是湖泊水量的相对变化，前后数据源不一致以及遥感数据自身的精度问题都使得研究能更近一步。当下无人机技术兴起，运用声呐探深仪和无人船探测湖底地形，可获得湖泊绝对水量。此外，大量研究仅分析了水量变化，研究还可以加入径流、降水、地下水与湖泊水量变化关系的研究。
参考文献
[1]张国庆，XIE HongJie，姚檀栋，康世昌.基于ICESat和Landsat的中国十大湖泊水量平衡估算[J].科学通报，2013，58（26）：2664-2678.
[2]戴玉凤，高杨，张国庆，等.2003-2011年青藏高原佩枯错相对水量变化及其对气候变化的响应[J].冰川冻土，2003，35（3）：723-732.
[3]X Li et al. High-temporal-resolution water level and storage change data sets for lakes on the Tibetan Plateau during 2000–2017 using multiple altimetric missions and Landsat-derived lake shoreline positions. Earth Syst. Sci. Data， 11， 1603–1627， 2019
[4]Zheng Duan et al. Estimating water volume variations in lakes and reservoirs from four operational satellite altimetry databases and satellite imagery data. Remote Sensing of Environment 134（2013）403-416
[5]Zhang， G.， Yao， T.， Shum， C.， Yi， S.， Yang， K.， Xie， H.， Feng， W.，Bolch， T.，Wang， L.， and Behrangi， A.：Lake volume and groundwater storage variations in Tibetan Plateau’s endorheic basin， Geophys. Res. Lett.， 44， 5550–5560， 2017
作者簡介：蒋杰（1996.09 -），汉，男，四川资阳人，在读研究生，成都理工大学地球科学学院，专业：测绘工程，研究方向：地图制图学与地理信息工程
关键词：湖泊水量;青藏高原;监测
一、引言
青藏高原被称为“世界屋脊”，分布着大量冰川和湖泊，又是亚洲大江大河的发源地，被称作“亚洲水塔”。受全球气候变暖影响，近几十年生态环境发生了明显变化，青藏高原作为敏感区，变化尤其显著。青藏高原湖泊的研究主要在湖泊面积、水位、水量、水体物理化学参数和气候变化关系上。
二、研究进展
对湖泊面积的量算，早期采用数字显示求积仪对1：5万和1：10万的地形图进行面积量算，随着遥感技术和GIS的发展，学者可由长时间序列的遥感影像获取湖泊面积，目前已有大量研究通过不同遥感影像获取了湖泊面积。张国庆[1]、Wan、Tong分别利用Landsat、CBERS和GaoFen-1、MODIS数据提取了湖泊面积，在长时间序列的研究中Landsat MSS/TM/ETM+/OLI数据均有使用。对湖泊面积的提取方法，早期使用假彩色合成目视解译[2]，如;后来使用自动提取方法，包括单波段阈值法[2]、多波段法和水体指数法（NDWI、MNDWI[3]）。
对青藏高原湖泊水位变化的量算，最早的分析来自于羊卓雍错的水位站长期记录，仅有青海湖、羊卓雍措、纳木错有长期连续水位观测;后来对典型湖泊布设压力式水位计来研究湖泊水位变化;现在随着卫星雷达激光测高技术的发展，长时间的水位变化观测成为可能。Zhang利用ICESat卫星获取了2003-2009年青藏高原的湖泊高程;Yao利用SRTM DEM和ASTER GDEM数据获取了羌塘高原湖泊水位;Li[3]利用Jason-1/2/3、Envisat、ICESat和CryoSat-2卫星数据获取了青藏高原2000-2017年青藏高原52个湖泊的水位数据;Crétaux在湖泊水位提取时还用到了T/P、ERS-2、GFO、SARAL卫星数据;GRACE卫星的重力数据。国际上有欧空局、美国农业部等多家机构提供部分面积较大湖泊和水库的水位卫星测高数据库，如GRLM、RLH、Hydroweb、ICESat-GLAS[4]。
湖泊水量变化的研究方法主要有：一是实测某一时期湖泊水下地形和湖泊面积，建立湖泊面积与绝对水量的关系。Zhu利用纳木错测深数据获取水下地形，通过Landsat获取湖泊面积估算了活泼1971、1991、2004年间的湖泊水量及其变化。二是监测湖泊水位变化和面积变化估算湖泊相对水量的变化，可分别建立水位-水量和面积-水量的变化关系。Lei利用实测湖深结合湖泊面积估算了青藏高原六个湖泊1970-2010年的水量变化，Yang利用SRTM DEM和Landsat获取的湖泊面积，建立了青藏高原面积大约50km2湖泊面积与水量变化关系，估算了114个湖泊四个时期的水量变化。湖泊面积与水位的关系通过线性模型和二次多项式模型建立[4]。水量变化计算公式有圆台公式[5]、积分公式。
水量变化的分析方法。对水量变化进行年内和年际变化，分析变化量、变化率和变化趋势。对每个研究阶段的区域水量变化进行k-means聚类分析。对青藏高原湖泊水量变化的研究有不同的尺度。在空间上，有整个青藏高原、典型流域和典型湖泊之分;在时间上，有逐月、年际、十年之分。
据这些研究，可得出一些湖泊水量变化的结论。受全球气候变暖影响，内流区的水量在1970s-1995 年间略有减少，1996-2010 年间快速增加，近几年（2010-2015）来增速减缓[5]。在空间分布上，青藏高原中、北部内流湖泊水量呈增长趋势，南部湖泊水量则呈减少趋势。目前及未来湖泊水量仍会增长，但速率会下降。典型湖泊的结论有：色林错持续扩张，玛旁雍错持续萎缩。
三、问题与展望
遥感技术可以低成本、大范围、高效率地对青藏高原湖泊水量变化进行研究，但观测到的大都是湖泊水量的相对变化，前后数据源不一致以及遥感数据自身的精度问题都使得研究能更近一步。当下无人机技术兴起，运用声呐探深仪和无人船探测湖底地形，可获得湖泊绝对水量。此外，大量研究仅分析了水量变化，研究还可以加入径流、降水、地下水与湖泊水量变化关系的研究。
参考文献
[1]张国庆，XIE HongJie，姚檀栋，康世昌.基于ICESat和Landsat的中国十大湖泊水量平衡估算[J].科学通报，2013，58（26）：2664-2678.
[2]戴玉凤，高杨，张国庆，等.2003-2011年青藏高原佩枯错相对水量变化及其对气候变化的响应[J].冰川冻土，2003，35（3）：723-732.
[3]X Li et al. High-temporal-resolution water level and storage change data sets for lakes on the Tibetan Plateau during 2000–2017 using multiple altimetric missions and Landsat-derived lake shoreline positions. Earth Syst. Sci. Data， 11， 1603–1627， 2019
[4]Zheng Duan et al. Estimating water volume variations in lakes and reservoirs from four operational satellite altimetry databases and satellite imagery data. Remote Sensing of Environment 134（2013）403-416
[5]Zhang， G.， Yao， T.， Shum， C.， Yi， S.， Yang， K.， Xie， H.， Feng， W.，Bolch， T.，Wang， L.， and Behrangi， A.：Lake volume and groundwater storage variations in Tibetan Plateau’s endorheic basin， Geophys. Res. Lett.， 44， 5550–5560， 2017
作者簡介：蒋杰（1996.09 -），汉，男，四川资阳人，在读研究生，成都理工大学地球科学学院，专业：测绘工程，研究方向：地图制图学与地理信息工程