近日，我院杨现坤教授、郑子豪副教授，以及校友邱俊良博士等合作在Science Bulletin发表题为“High-resolution mapping of China’s flooded croplands”的研究论文，报道我国高分辨洪水农田淹没遥感监测的最新研究成果。链接地址：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927325001331

一、研究背景

气候变化导致全球洪水频发。我国作为全球重要的洪水多发区之一，经常因洪水遭遇巨大的经济损失和人员伤亡。此外，我国人均耕地资源有限，洪水引起的大范围农业减产会严重影响我国的粮食安全。高效的洪水监测可以为洪水预警、洪水评估和水利工程的选址提供重要数据支持和技术支撑。

二、研究方法及数据

传统的洪水监测受限于水文站点和气象站点稀少，不能有效绘制洪水的空间范围。光学卫星遥感在热带亚热带多云地区监测洪水也面临诸多困难。Sentinel-1合成孔径雷达卫星可以克服上述困难，有效监测洪水分布。该研究构建了116个典型洪水事件数据集，通过洪水的时间和地点一致性分析4968张近实时Sentinel-1影像，获得洪水淹没准确范围。为高效处理海量Sentinel-1影像数据集，研究团队设计了一个高效的算法，用于自动去除影像的边缘噪音，以及自动提取影像的洪水分布。团队利用大约2000张洪水近实时的Sentinel-2 光学影像验证洪水提取的精度，年度精度显示在61.2%以上。与中国水利部公布的省级受灾农田面积数据对比，精度介于74.6%到83.4%。

三、研究成果

结果显示：在2017-2021年，我国洪水淹没总面积的估算分别为93,276 km⟡、106,217 km⟡、105,983 km⟡、122,037 km⟡和82,175 km⟡。在受灾区域中，农田是主要的受淹土地类型，受淹面积分别为40,818 km⟡（43.8%）、48,654 km⟡（45.8%）、52,788 km⟡（49.8%）、60,013 km⟡（49.2%）和37,731 km⟡（45.9%），约占全国农田总面积的3.20%、3.81%、4.13%、4.70%和2.96%。在5 km × 5 km的网格尺度下，农田受淹密度范围为0至0.35。

图1：2017-2021年累积洪水分布

图2：2017-2021逐年洪水分布

研究团队通过洪水分布和农作物分布一致性分析，进一步评估水稻和玉米等主要农作物的淹没面积。被淹没的水稻种植区面积范围为8428 km⟡至22,123 km⟡，占年度淹没农田总面积的22.34%至41.91%，或年度水稻种植区总面积的2.82%至7.45%。相比之下，被淹没的玉米种植区面积在2619 km⟡至5397 km⟡之间波动，占年度淹没农田总面积的5.38%至13.56%。

图3：水稻和玉米的淹没分布

基于多源遥感数据，这项工作制作了一套我国高分辨洪水分布地图，并重点分析淹没农田空间模式和变化特征。研究成果可以为洪水预警、洪水评估和水利工程的选址提供重要数据支持和技术支撑。

期刊和第一作者介绍：

Science Bulletin（科学通报）期刊创刊于1950年，是由中国科学院和国家自然科学基金委员会共同主办的多学科科学期刊，主要报道自然科学各领域的研究成果。英文版由中国科学杂志社委托爱思唯尔出版。2015年，科学通报英文版名称Chinese Science Bulletin更名为Science Bulletin。在中科院最新升级版分区表中，该刊为大类学科综合性期刊的1区TOP期刊，目前最新影响因子18.8。

邱俊良：本科和硕士均毕业于广州大学地理科学与遥感学院（合作导师：杨现坤教授），我院优秀硕士毕业生，曾任我院足球队队长或教练员，并多次获得学业奖学金；2021年9月获得国家留学基金委全额奖学金资助赴意大利帕多瓦大学攻读博士学位，研究方向为“利用多源遥感数据监测洪水和干旱并评估其对农业的影响”，2025年1月获得博士学位；瑞士苏黎世联邦理工大学（ETH）和荷兰代尔夫特理工大学（TU Delft）的访问学者，目前在Science Bulletin和The Innovation Geoscience等国内外期刊发表论文18篇，EGU等会议报告5次。