清华团队蹙迫突破！Nature+1

湖泊是地球上

最蹙迫的组成身分和生态系统之一

“波光粼粼晴方好，山色空蒙雨亦奇”

当你设身处地

感受湖泊的灵动鲜艳

你是否风趣过

世界上百万个湖泊的“风物万千”

是奈何造成的？

它们的面积

是否会随同特定例律而发生变化？

近日

清华大学水利水电工程系

龙笛诠释团队

在世界地表水体遥感监测磋议中

取得蹙迫证据

揭示世界百万湖泊水域面积的

多设施动态与季节性主导机制

活着边界度内

突破了永恒困扰遥感水文界的

“时间‒空间”衡量瓶颈

鼓舞世界湖泊遥感监测

从“静态不雅测”迈入“高精度动态贯通”

计议磋议后果以

《季节性主导世界湖泊水域面积动态》

（Global dominance of seasonality in shaping lake-surface-extent dynamics）为题

在线发表于《当然》（Nature）

突破世界本领瓶颈

已毕“最高、最广、最强”

湖泊不仅是世界水文轮回与生态系统的蹙迫组成部分，还深入影响碳轮回、温室气体排放和东谈主类水资源安全。永恒以来，科研界在湖泊变化磋议中更多地脸色永恒趋势和年际波动，而对季节性动态的系统描摹不及。现存泰斗数据集如欧盟委员会吞并磋议中心2016年发布在《当然》上的Global Surface Water（GSW）数据集，为世界湖泊变化提供了蹙迫参考，但在时空通顺性与季节性动态监测方面存在不及。

面临这一世界性挑战，清华磋议团队永恒以来深耕高时空永别率卫星遥感数据和会表面与样式，结合东谈主工智能和云贪图等新一代信息本领开展磋议。同期，团队曾屡次深入青藏高本土产货开展实地西席，基于实地不雅测和遥感分析，揭示了该地区中大型湖泊在21世纪初的快速彭胀法规。永恒的深入磋议和屡次科考经验不仅使磋议团队加深了对湖泊多设施动态的和会，也奠定了后续在世界设施开展职责的样式和本领基础。

在世界设施上，为惩办湖泊动态监测不及的关节瓶颈，磋议团队立异性地构建了一套和会MODIS卫星传感器时间永别率上风与GSW空间永别率上风的深度学习遥感大数据和会框架，借助清华大学高性能贪图集群“探索1000”（配备超5万个CPU处理器核）及云贪图平台，累计销耗贪图资源超8万个机时，高效完成了遥感大数据处理与深度学习模子西席，构建了迄今截止时空永别率最高、遮掩限度最广、通顺性最强的世界湖泊水域面积时序数据集，已毕了对世界约140万个湖泊在月设施、30米空间永别率下的水域面积通顺监测。

Nature 剪辑对这项磋议职责如是评价：“（该磋议）对湖泊水域面积这也曾典议题进行了全新扫视，发现季节性变化对湖泊面积的影响远超预期。”

苟简来说，若是将卫星遥感比作拍摄地球的“天际相机”，以往拍出的像片不是永别率不及，即是通顺性不够。目下，团队创造了一种基于东谈主工智能的数据时空和会“导演”，将不同卫星数据和会成高清通顺、无断档的地球湖泊“通顺剧”，初次已毕了世界百万湖泊的精确动态监测。

值得一提的是，该数据集的用户精度可达93%，坐褥者精度高达96%，缺值面积占比从GSW数据集的34%下落至1.2%，显贵提高了湖泊动态监测的可用性与科学性。

鼓舞世界湖泊遥感监测

告别“静态不雅测”，迎来“高精度动态贯通”

基于该数据集，磋议团队有了新发现：磋议清醒，世界66%的湖泊总面积和60%的湖泊数目，其水域面积动态王人以季节性变化为主导。更为蹙迫的是，这一季节性主导的散播神态与世界东谈主口散播之间存在高度耦合关联——世界90%以上的东谈主口，王人居住在以季节性主导湖泊为主的流域。

这项发现，从世界设施上揭示了东谈主类活动区域与水文季节性变化之间的深层计议。它预示着，湖泊水讳疾忌医程正日益受到季节性顶点事件和东谈主为调控的双重运转。比如，农业灌溉、工业和生存用水的季节性需求变化，王人可能径直影响到湖泊的“变化”节律。

此外，磋议还发现，季节性顶点事件不错在短期内显贵放大或对消湖泊几十年来的永恒趋势。这一机制为和会顶点表象事件对湖泊生态系统和水资源安全的冲击提供了科学依据，也为改日湖泊温室气体通量估算、生态生境保护及顶点水文事件反应计策的制定提供了表面撑捏。

该磋议不仅在科学意志上取得关节突破，也在遥感大数据处理与东谈主工智能样式论方面具有蹙迫鼓舞作用，突破了永恒困扰遥感水文界的“时间‒空间”衡量瓶颈，鼓舞世界湖泊遥感监测从“静态不雅测”迈入“高精度动态贯通”。

清华大学水利系博士生李洛祺为论文第一作家，龙笛为论文通信作家。相助者包括清华大学水利系博士生王一鸣和英国班戈大学诠释伊斯特恩·伍尔韦（R. Iestyn Woolway）。该磋议获取国度当然科学基金和第二次青藏高原抽象科学西席磋议等式样资助。

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作家：清华大学