青藏高原分布着地球上海拔最高、数量最多的高原湖泊群，也是我国湖泊最集中的地区，有效掌握青藏高原湖泊水储量变化对于我国水资源有效利用具有重要意义。本文的研究核心是联合多源卫星数据研究青藏高原湖泊水储量变化，主要内容包括水陆交界处波形重跟踪算法研究、多源测高数据融合、利用测高和遥感数据计算湖泊水储量变化、结合GRACE数据进行湖泊水量平衡分析和青藏高原湖泊的气候变化响应研究等。本文的主要研究成果如下：
(1) 针对水陆交界处“陆地污染”的问题，提出了波形净化技术，并利用阈值法对净化后的波形进行重跟踪改正。结果显示本文方法增加了有效数据，与大地水准面和验潮站数据比较，精度分别为15 cm和20 cm。针对内陆湖泊的特点，提出改进的波形净化方法，以青藏高原湖泊实测水位数据评估各重跟踪算法的精度，结果显示净化后的波形进行阈值法改正的精度提高了2.5 cm，表明改进的波形净化技术可有效提高内陆湖泊的测高数据质量。
(2) 研究了内陆湖泊多源测高数据的融合方法，将不同测高数据进行时间基准和坐标基准的统一，利用平差方法消除系统偏差，从而提高了测高数据精度，并通过实例验证了该方法的可行性。制定了测高数据自动化处理方案，实现了内陆湖泊中测高数据的批量提取，自动生成湖泊水位时间序列，大幅提高了湖泊水位信息提取的计算效率。
(3) 利用多种测高数据分析不同时段青藏高原湖泊水位变化趋势；Topex和ERS系列测高数据显示，93个青藏高原湖泊(1992—2017年)的平均水位上涨速率为+17.2 cm/a；综合Icesat和Cryosat-2卫星数据观测到181个湖泊(2003—2017年)的平均水位上涨速率为+14.6 cm/a。在流域分布上，呈现北部湖泊普遍上涨、南部的雅鲁藏布江流域和西部的印度河流域多为下降趋势。综合多种测高数据均发现：1997年大量湖泊的水位由下降趋势转为上涨趋势，并且在2012年出现大量湖泊水位由上涨转成下降。
(4) 利用遥感影像分析青藏高原湖泊面积变化，并讨论了联合测高与遥感数据估计湖泊水储量变化的方法，结果显示：1992—2015年青藏高原湖泊面积以+452.45 km2/a的速率扩张，其中的最主要贡献是内流区湖泊的急剧扩张；在此期间，青藏高原湖泊水储量变化速率为5.86 Gt/a。
(5) 利用GRACE数据计算青藏高原陆地水储量变化，结果显示：陆地水储量变化与湖泊水储量变化规律较为一致；其中，南部的雅鲁藏布江流域持续下降，北部的柴达木盆地持续增加，中间过渡区域的内流区和黄河流域在2012年出现水储量由升转降的变化。结合测高和GRACE数据进行青藏高原内流区水储量平衡分析，结果表明青藏高原内流区湖泊水储量变化的主导因素为净降水量。
(6) 对冰川、冻土与湖泊水量变化关系进行定性分析的结果显示：在2003—2009年，冰川湖泊和非冰川湖泊的水位上涨速率没有显著差异；在2010—2017年，冰川湖泊的水位变化速率高于非冰川湖泊；此外，所有时段冻土区湖泊的水位上涨速率均高于非冻土区湖泊的上涨速率。综上表明：在2012年降水减少后，冰川、冻土对湖泊补给的贡献显著增加，一定程度上减缓了湖泊水位下降速率。联合测高和遥感技术观察到青藏高原北部大量湖泊出现水位暴涨以及卓乃湖的溃堤事件，表明利用测高技术实时监测湖泊水位变化对于地质灾害的预警有重要指导作用。