河流影响着全球水文过程和生物地球化学循环,对气候变化和生态系统平衡有着重要意义。目前,已有研究者生产了多套30 m空间分辨率的高精度全球水体遥感数据产品。精度是影响研究者选择和使用水体产品的关键因素。然而,目前水体产品的精度验证点数量有限、空间分布不均衡,大多数分布在湖泊、海岸带以及大河流中,较少分布在小河流中。这导致现有水体产品宣称的精度偏高,难以反映其实际识别河流的能力。因此,利用更具代表性的水体验证点,准确评价水体产品的河流提取精度十分重要。为此,本研究提出利用河流中心线评价水体产品河流提取精度的方法。研究利用高精度的GRWL河流中心线数据生成水体验证点,以亚马逊流域、长江流域和勒拿流域三个不同纬度的典型流域为研究区,评价G1WBM、GIW、GSW和GSWD四种30 m空间分辨率全球水体产品,以及GlobeLand30和FROM-GLC两种全球30 m空间分辨率LUCC产品的河流漏分精度。
研究结果表明:(1)六种水体产品的河流漏分精度(0.57-0.95)显著低于水体产品宣称的漏分精度(0.86-0.98),这说明六种水体产品识别河流的能力被显著高估;(2)六种水体产品的河流漏分精度会随着河宽的增大而提高,随着河宽由90 m增加至300 m以上,六种水体产品的平均河流漏分精度由0.79±0.12逐渐提高至0.94±0.03以上,这说明六种水体产品能够准确提取大河流(河宽>300 m),但容易漏提小河流(河宽~90-300 m)。因此,研究者在应用六种全球水体产品开展全球河流及其动态变化相关工作时,应注意其河流(尤其是小河流)漏提的问题。
表1 六种全球水体产品在三个典型流域的河流漏分精度对比
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GSW |
GSWD |
GIW |
G1WBM |
FROM-GLC |
GlobeLand30 |
亚马逊流域 |
0.896 |
0.953 |
0.656 |
0.695 |
0.789 |
0.797 |
长江流域 |
0.917 |
0.950 |
0.714 |
0.499 |
0.841 |
0.828 |
勒拿流域 |
0.922 |
0.958 |
0.722 |
0.655 |
0.810 |
0.764 |
平均精度 |
0.911 |
0.953 |
0.697 |
0.572 |
0.813 |
0.796 |
宣称精度 |
0.963 |
0.986 |
0.860 |
- |
0.887 |
- |
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