Accuracy evaluation of large lake water level measurement based on GF-7 laser altimetry data

卫星激光测高数据在湖泊水位测量方面具有重要的应用价值和独特优势，本文针对国产高分七号卫星上装备的线性体制全波形激光测高仪，开展在大型湖泊水位测量方面的应用探讨。介绍了高分七号卫星的基本参数，并与其他类卫星做了对比，分析了影响湖泊水位测量精度的卫星侧摆、大气散射、回波波形饱和等因素，研究了湖泊水面激光点的提取方法，结合ICESat、ICESat-2在青海湖和哈拉湖上的激光点开展了对比分析，并利用RTK-GPS测量方式对呼伦湖冰面激光点进行了实地精度验证。结果表明，高分七号卫星湖面激光点虽然稀疏，但内部一致性较好，其中青海湖面高分七号两波束激光高程标准偏差分别为0.056 m和0.080 m，与ICESat的0.079 m相当；相邻时间在哈拉湖同一湖面的高分七号两个波束与ICESat-2的高程均值相差分别为-5.2 cm和-8.0 cm；经实地测量评价两波束的湖面激光点绝对高程精度分别为：-0.030±0.109 m和-0.195±0.049 m。高分七号激光测高仪测量湖泊水位从精度上是可行的，但还存在激光重频率偏低、观测能力弱等问题。相关结论对于拓展高分七号卫星激光测高数据在大型湖泊水位测量的应用以及后续激光测高卫星的立项论证均具有参考价值。