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在全球变暖的大背景下，人类活动加剧了对大自然的影响。青藏高原水文循环对气候变化的响应研究，尤其是青藏高原湖泊变化过程及其影响，备受国内外相关领域科学家的关注。
本文主要基于ICESat、ENVISat测高数据与Landsat系列影像数据，对青藏高原典型湖泊的水位、面积、储水量等水文要素及其变化展开研究。本文研究主要分为如下三个部分：
(1)青藏高原湖泊水位序列获取与分析。本文提出一种湖泊水面测高数据轨迹点自动提取算法。首先对测高数据进行预处理，基于高程数据计算数据点之间的高程差异，采用线性聚类的方法筛选出湖泊水面轨迹点。基于筛选出来的有效测高数据，获取湖泊水位序列，基于同一时间不同高度计获取的湖泊水位，消除不同高度计之间偏差，构建了青藏高原220个湖泊2002年至2012年的水位序列。基于ICESat数据获取了167个湖泊水位，基于ENVISat数据获取了120个湖泊水位，其中，有67个湖泊包含两种测高数据。实验表明，本文算法筛选效率高，鲁棒性强，能够快速高效的获取大范围湖泊水位序列。在4个典型湖泊区域，用户精度与生产者精度分别为95.7%至99.4%、97.5%至100%。多源测高数据的联合，有助于我们获得时间覆盖更长更密集的湖泊水位信息，更好的研究湖泊水位变化的规律及受到气候变化的影响，进行水资源管理。
(2)青藏高原典型湖泊面积时间序列获取与分析。本文基于Landsat7/8系列遥感影像，采用NDWI和AWEI等水体提取算法，提取了与测高数据时间相匹配的青藏高原典型湖泊轮廓。以色林错为例，对湖泊面积的变化进行了分析。从1972年到2017年，色林错处于一个持续扩张的趋势，在此期间湖面扩大近800平方千米，增长幅度为超40%。色林错的持续扩张与其流域最低点的地理位置以及丰富的冰雪融水补给息息相关。
(3)青藏高原典型湖泊储水量变化分析。为了准确估算任意时间的湖泊储水量变化，本文首先基于测高获取的水位数据以及影像获取的湖泊轮廓信息，构建了湖盆边缘水位DEM。基于水位DEM，估算了测高数据缺失时期的湖泊水位。然后基于湖盆边缘信息与水位的约束条件，对SRTMDEM产品进行了修正，用于估算湖泊水位。为了验证该算法的精度，本文将基于DEM预测水位的方法与常见的基于水位面积关系拟合的方法进行了对比，实验表明，本文算法精度更高，可达0.20米。最后，基于简化的棱台模型估算了观测时期典型湖泊储水量的变化，并进行了分析。
本文研究结果表明，2002年至2012年间，青藏高原大多数湖泊水位呈现明显的上升趋势，与此同时，青藏高原典型湖泊面积，储水量也呈现明显的扩张与增加趋势。2002年至2012年间青藏高原湖泊面积变化与220个湖泊水位变化，在经度方向与纬度方向存在良好的空间相关性。由于青藏高原除西南局部地区外，大部分地区年平均降水量较少，因而降水不是造成湖泊水位普遍上涨的主要因素，湖泊水位上涨与气温升高，冰川、积雪、冻土消融存在极大关联。
本文主要基于ICESat、ENVISat测高数据与Landsat系列影像数据，对青藏高原典型湖泊的水位、面积、储水量等水文要素及其变化展开研究。本文研究主要分为如下三个部分：
(1)青藏高原湖泊水位序列获取与分析。本文提出一种湖泊水面测高数据轨迹点自动提取算法。首先对测高数据进行预处理，基于高程数据计算数据点之间的高程差异，采用线性聚类的方法筛选出湖泊水面轨迹点。基于筛选出来的有效测高数据，获取湖泊水位序列，基于同一时间不同高度计获取的湖泊水位，消除不同高度计之间偏差，构建了青藏高原220个湖泊2002年至2012年的水位序列。基于ICESat数据获取了167个湖泊水位，基于ENVISat数据获取了120个湖泊水位，其中，有67个湖泊包含两种测高数据。实验表明，本文算法筛选效率高，鲁棒性强，能够快速高效的获取大范围湖泊水位序列。在4个典型湖泊区域，用户精度与生产者精度分别为95.7%至99.4%、97.5%至100%。多源测高数据的联合，有助于我们获得时间覆盖更长更密集的湖泊水位信息，更好的研究湖泊水位变化的规律及受到气候变化的影响，进行水资源管理。
(2)青藏高原典型湖泊面积时间序列获取与分析。本文基于Landsat7/8系列遥感影像，采用NDWI和AWEI等水体提取算法，提取了与测高数据时间相匹配的青藏高原典型湖泊轮廓。以色林错为例，对湖泊面积的变化进行了分析。从1972年到2017年，色林错处于一个持续扩张的趋势，在此期间湖面扩大近800平方千米，增长幅度为超40%。色林错的持续扩张与其流域最低点的地理位置以及丰富的冰雪融水补给息息相关。
(3)青藏高原典型湖泊储水量变化分析。为了准确估算任意时间的湖泊储水量变化，本文首先基于测高获取的水位数据以及影像获取的湖泊轮廓信息，构建了湖盆边缘水位DEM。基于水位DEM，估算了测高数据缺失时期的湖泊水位。然后基于湖盆边缘信息与水位的约束条件，对SRTMDEM产品进行了修正，用于估算湖泊水位。为了验证该算法的精度，本文将基于DEM预测水位的方法与常见的基于水位面积关系拟合的方法进行了对比，实验表明，本文算法精度更高，可达0.20米。最后，基于简化的棱台模型估算了观测时期典型湖泊储水量的变化，并进行了分析。
本文研究结果表明，2002年至2012年间，青藏高原大多数湖泊水位呈现明显的上升趋势，与此同时，青藏高原典型湖泊面积，储水量也呈现明显的扩张与增加趋势。2002年至2012年间青藏高原湖泊面积变化与220个湖泊水位变化，在经度方向与纬度方向存在良好的空间相关性。由于青藏高原除西南局部地区外，大部分地区年平均降水量较少，因而降水不是造成湖泊水位普遍上涨的主要因素，湖泊水位上涨与气温升高，冰川、积雪、冻土消融存在极大关联。