Progress and prospects in satellite remote sensing monitoring of terrestrial surface water

陆地地表水(简称地表水)是地球系统的重要组成部分,也是人类赖以生存的重要水资源储备地。然而,地表水的分布范围广泛,空间异质性强,受到自然和人类诸多因素的综合影响,正经历着剧烈变化,对生态系统和社会的可持续发展产生着深远影响。在这样的背景下,遥感技术因其广泛覆盖、长时序观测的特性而日益成为研究地表水时空变化不可或缺的关键工具。本文从地表水遥感监测的数据源、方法、主要内容和发展趋势等方面对现有研究进行了综述。研究发现,近十年来,地表水遥感监测正处于黄金发展期。光学遥感数据源,如Landsat、Sentinel-2等,在地表水环境监测中发挥着主导作用。全球地表水数据产品,如Global Surface Water (GSW),为大区域地表水研究提供了有力支持。然而,尽管如此,新兴的大数据方法,例如深度学习,在地表水研究中仍显薄弱。受到光学遥感监测方法的局限,对于水库、湿地等特殊类型地表水的研究滞后于对大型湖泊等水体的研究。同时,中国、美国、欧洲和加拿大等地成为地表水研究的热点区域,而在经济欠发达、气候较干旱的地区,对地表水的研究相对较少。未来的研究需要更多关注极端气候变化下的地表水动态,提高对野外调查困难地表水(如热融湖和冰川湖)的识别能力。特别需要加强深度学习等大数据新方法在地表水研究中的应用,以推动对地表水更全面的认识,为地球系统研究和可持续发展提供关键支持。