GPS垂直位移反演云南省水儲(chǔ)量變化.pdf

1、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得空間大地測(cè)量出現(xiàn)數(shù)據(jù)多元化以及高精度的特點(diǎn)，全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System(GPS))憑借精度高，實(shí)時(shí)以及全天候等特點(diǎn)被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中。國(guó)外學(xué)者應(yīng)用連續(xù)運(yùn)行的GPS網(wǎng)絡(luò)垂直位移觀測(cè)數(shù)據(jù)反演得到美國(guó)局部地區(qū)陸地水儲(chǔ)量變化，大量研究結(jié)果表明GPS在某些方面優(yōu)于GRACE，為陸地水變化的監(jiān)測(cè)提供了新的技術(shù)手段。我國(guó)GPS連續(xù)運(yùn)行觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)十分完善，探究應(yīng)用國(guó)內(nèi)當(dāng)前GPS網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)陸地水

2、變化的可行性具有重要意義。地球表面流體的流動(dòng)會(huì)引起地表物質(zhì)的重新分布，彈性地球會(huì)隨之產(chǎn)生負(fù)荷形變響應(yīng)。GPS能夠直接記錄該負(fù)荷形變，本文通過對(duì)云南省及其周邊地區(qū)47個(gè)國(guó)家陸態(tài)網(wǎng)(Crustal MovementObservation Network of China(CMONOC)) GPS連續(xù)觀測(cè)站數(shù)據(jù)處理，以垂直位移量為觀測(cè)值，外加平滑約束，通過L曲線得到最佳平滑參數(shù)，進(jìn)而反演得到2010-2015年云南省陸地水儲(chǔ)量變化的時(shí)間序列。

3、由GPS數(shù)據(jù)反演得到的結(jié)果表明云南省水儲(chǔ)量的分布呈現(xiàn)出明顯的地域化特征:西南部高山地區(qū)的水儲(chǔ)量周年變化高于東部平原地區(qū)，呈現(xiàn)出由西到東、低緯向高緯度遞減的特點(diǎn);在時(shí)間尺度上，結(jié)果表明云南省大部分地區(qū)水儲(chǔ)量季節(jié)性變化在10月（大約夏季結(jié)束）達(dá)到最大值，在4月（冬季結(jié)束）份降至最小，并且通過對(duì)2010～2015年時(shí)間序列結(jié)果的線性擬合來看，云南省近年來水儲(chǔ)量變化呈緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)，速度大約為20mm/yr。除此之外，本文還結(jié)合GRACE、GLD

4、AS以及降雨數(shù)據(jù)綜合分析，結(jié)果表明GPS反演得到的云南省陸地水儲(chǔ)量變化時(shí)間序列與GRACE和GLDAS數(shù)據(jù)結(jié)果在時(shí)空分布具有較高的一致性，GPS結(jié)果與GRACE、GLDAS結(jié)果的相關(guān)系數(shù)分別為0.79、0.71，證明GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)可以作為獨(dú)立的觀測(cè)量反演陸地水儲(chǔ)量變化，甚至還具有獨(dú)自的優(yōu)勢(shì):
　　(1)相對(duì)GRACE300km的空間分辨率，密集的GPS網(wǎng)可以提高結(jié)果的分辨率;
　　(2) GPS數(shù)據(jù)可以說是近實(shí)時(shí)的，其數(shù)據(jù)延

5、遲僅一天，而GRACE數(shù)據(jù)延遲約一個(gè)月，可提高監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性;
　　(3)GRACE由于其運(yùn)行維護(hù)需要導(dǎo)致的數(shù)據(jù)缺失（2010-2015年期間有12月的數(shù)據(jù)缺失），可以由GPS提供相應(yīng)的尺度因子以及插值所需的變化趨勢(shì)信息等。
　　(4) GPS反演得到的陸地水儲(chǔ)量中包含了GLDAS中沒有的地下水以及湖泊河流水。
　　由于反演結(jié)果極大地依賴于GPS網(wǎng)絡(luò)的密集程度以及GPS觀測(cè)值的精度，目前國(guó)內(nèi)的GPS觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)在各方面尚未完