自然和人工（水库）湖泊是地表水资源的重要组成部分。过去近百多年，随着人口的快速增长和社会经济的高速发展，全球各地为满足供水、能源、防洪抗旱等需求修筑了大量大坝和水库。据我国水利部公开报道（2022年），全国已建设有9.8万多座水库。目前已公开发布的水库数据集中，存在水库时空信息不完整（水域范围、修筑时间、库容等）、中小型水库严重缺失、数据时效性不足等问题，严重制约了区域水资源管理和流域生态环境综合治理。相比而言，自然湖泊方面公开的空间数据虽然已较为完善，但围绕湖泊所在流域的基础性数据仍缺乏系统性。湖泊是流域的汇，流域是湖泊的源。从湖泊-流域系统视角，精准表达不同湖泊的流域边界，研制和汇编刻画流域内自然和人为要素的变化规律的基础数据，是湖泊科学和流域地理学研究的重要基础性工作。当前，在大数据技术蓬勃发展的背景下，通过充分挖掘和汇编众源资料，构建全国水库空间信息编目数据和湖泊型流域综合要素数据集，将在填补地理要素本底数据不足，促进水文学、湖沼学、环境科学等基础学科研究，辅助国家宏观决策等方面具有重要意义。 针对上述研究问题和目标，在国家重点研发计划、中科院战略性先导科技专项等项目资助下，实验室宋春桥研究员课题组联合美国堪萨斯州立大学、加州大学洛杉矶分校等学者，利用地理空间大数据技术，整理汇编现有众源资料，采用空间分析和数理统计等方法，编目了全国精细化水库数据集（CRD）和湖泊型流域自然-人文综合数据集（CODCLAB）。相关数据产品分别发表在Earth System Science Data (ESSD)和Scientific Data (SD)期刊上，论文第一作者分别为宋春桥研究员、陈探博士。
全国水库数据集（CRD: China Reservoir Dataset）研制的主要数据源包含遥感解译结果、众源地理空间数据、网络信息挖掘和文献资料等。CRD数据集共提供了全国近10万个（97,435）水库的空间位置信息，水库水域（代表1984-2020年时段各水库最大水淹范围）总面积约5万km2，总库容约980km3（924.96-1,060.59km3）。除了遥感解译的空间信息，CRD数据集还提供了水库的基础属性信息，包括空间位置、面积、库容、河流级别（针对河道型水库）、水库的流量和停滞时间（换水周期）等。此外，针对5,143个大中型水库（面积和库容占总数据集的比例分别为59%和82%），该数据集在充分汇总统计年鉴和文献资源的基础上，还提供了正常蓄水位、水库类别、主要用途、调节类型等辅助信息。在全国范围随机抽样24个子流域的人工解译结果进行产品评价，平均精度为95.13%（92.79%到97.17%不等）。总体而言，CRD数据集提供了目前中国区域最为全面的水库编目数据，相对于现有公开的水库数据集，CRD在数据完整性、时效性和准确性上均有显著优势。该数据集将有助于开展全国及各流域尺度的水文水环境监测及地表水资源综合管理。
图1. 全国水库空间分布（a）：直方图和曲线图（b, j）分别表示全国水库按0.1°经向与纬向的面积和数量统计；图c-i分别显示了白石水库、密云水库、丹江口水库、三峡水库、龙羊峡水库、诺扎渡水库和大西海子水库
图2. 全国水库数量(a)、面积(b)与库容(c)空间分布热点图
湖泊型流域自然-人文综合数据集CODCLAB的研制主要采取遥感解译、空间分析和数理统计等方法。该数据集涵盖了我国767个自然湖泊（>10km2）及其流域范围，其中湖泊及其流域分别约占我国自然湖泊总面积的93%和陆地面积的36%（图3），涉及地形、气候、水文、土壤和人文等5大类34个变量749个属性。所有具有自然和人文要素的公开可用数据源均通过质量控制进行遴选和过滤。为方便相关用户获取中国湖泊流域综合数据，CODCLAB被组织为3种数据格式，包括栅格数据文件（一级）、矢量数据文件（二级）和表格统计数据文件（三级）。一级数据产品包含了CODCLAB的原始静态或时间序列栅格数据文件，例如地形、气候、人文因素等数据子集；分配给湖泊型流域的流域尺度特征存储在流域边界的二级矢量文件中，如湖泊供给系数等（图4）。所有湖泊-流域属性都在与湖泊ID关联的第三级表格中提供，它存储了包括湖泊ID、人口密度、GDP等人文要素主导的信息。CODCLAB数据集完整地提供了全国湖泊型流域的地理边界，是重要自然地理对象的本底信息；同时以湖泊流域为空间约束汇编的自然-人文综合多要素数据产品将为相关科学研究提供数据支撑，并期望服务不同应用部门的监测管理和决策分析需要。
图3. CODCLAB数据集中包含的中国自然湖泊及其流域分布
图4. 全国湖泊流域的水文维度数据子集的湖泊补给系数要素示意图
数据集论文及对应数据产品链接：
（1）全国近10万个水库的综合地理空间数据库（Earth System Science Data）
论文链接：https://essd.copernicus.org/articles/14/4017/2022/
CRD数据集链接：https://doi.org/10.5281/zenodo.6984619
（2）全国湖泊型流域综合数据集（Scientific Data）
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41597-022-01649-z
CODCLAB数据集链接：
https://doi.org/10.6084/m9.figshare.19180664.v2,
https://doi.org/10.6084/m9.figshare.19137785.v2
