近日，学院乔宝晋副教授联合中国科学院青藏高原研究所在青藏高原湖泊测深方面取得进展。青藏高原被誉为“亚洲水塔”，是我国湖泊最为集中的区域之一。湖泊水深作为水储量估算和水文过程研究的关键参数，但受制于直接测量成本高、作业困难等因素，区域尺度高精度测深数据长期匮乏，阻碍了水深及水下地形估算等相关研究的发展。因此，探索利用卫星激光测高手段高效获取湖泊水深信息的方法具有重要意义。
本研究基于ICESat-2光子计数激光雷达数据，在青藏高原湖泊尺度上开展大范围水深提取，利用超过七年的观测数据，覆盖431个湖泊（大于10 km2）。通过构建包括有效轨道筛选、光子去噪以及折射校正水深计算等水深提取流程，成功提取350个湖泊的水深，构建了1套包含超过200万个水深点、总长度达42640 km的覆盖大范围的湖泊水深数据集。结果表明，ICESat-2在青藏高原大多数湖泊中的有效探测水深范围通常不超过10 m，最大可探测水深约40 m。研究还发现，其水深探测性能在季节上存在显著差异，其中10月和11月水体较浅且透明度较高的湖泊最有利于水深提取。对比实测水深数据，ICESat-2在浅水区水深提取精度更高。影响水深提取效果的关键因素包括湖泊面积、径向尺度以及透明度，其共同决定了激光轨道覆盖情况及光子在水体中的穿透效率。
相关成果以“Large-scale water depth reconstruction of Tibetan Plateau lakes using ICESat-2 photon data: Performance, limitations, and environmental drivers”为题发表在《Remote Sensing of Environment》期刊，学院2023级硕士研究生杜天骄为第一作者，乔宝晋副教授与中国科学院青藏高原研究所朱立平研究员为论文共同通讯作者，合作作者包括2023级硕士研究生李金珠和中国科学院青藏高原研究所鞠建廷副研究员。
该研究得到中原科技创新优秀青年人才项目（22610006）、第二次青藏高原综合科学考察研究（2019QZKK0202）以及河南省自然科学基金（242300420213）的资助。文章链接：https: www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425726001604
图1 青藏高原基于ICESat-2的湖泊水深提取空间分布及统计特征：（a）各湖泊的最大水深及水深点数量；（b）各湖泊最大重建水深的分布情况
