基于长时间序列遥感数据的鄱阳湖水面面积监测分析

国产高分辨率卫星的快速发展可有效弥补遥感湖泊监测中影像分辨率不足的问题,更加及时、准确地实现湖泊动态监测。利用1996～2012年155景Landsat影像和2013～2016年34景GF影像为数据源,结合湖口站水位监测数据,分别选用改进的归一化差异水体指数MNDWI和归一化差异水体指数NDWI方法提取卫星遥感影像的水体信息,同时采用统计分析的方法建立了4个时间段的鄱阳湖水体面积-水位关系模型。结果表明:在空间上,鄱阳湖水体面积整体呈现缓慢缩小的趋势;在时间上,除秋季鄱阳湖面积有明显下降趋势外,其他季节整体趋势变化不大;经验证,鄱阳湖四季水体面积-水位呈现二次函数关系。     

陆地水体参数的卫星遥感反演研究进展

以江河、湖泊与湿地等形式存在的陆地水体对气候变化和人类生产生活有着重要影响,准确掌握陆地水体参数的变化对全面理解地球水循环及有效管理水资源等具有重大意义,卫星遥感技术的迅速发展为陆地水体的动态监测带来广阔前景.围绕陆地水体的重要物理参数,回顾了基于卫星遥感来提取水域面积的光学遥感法、雷达遥感法和水域面积-水位关系法,获...     

1975-2006年西藏羊卓雍错流域内湖泊水位变化对气候变化的响应

根据1975年地形图、1988年至2006年的TM、CBERS卫星遥感资料和1962-2006年逐年平均气温、降水量、蒸发量、相对湿度、风速和日照时数等气象资料以及1974-2005年的湖泊水位水文资料,对西藏羊卓雍错及其流域内的空姆错、沉错和巴纠错等4个湖泊的水位变化以及对气候变化的响应作了分析.结果表明:该区湖泊面积在近30 a来呈缓慢下降趋势,2005年与1975年相比,分别减少了46.55 km2、1.73km2、0.03 km2、6.01 km2,减少幅度分别为7.2%、4.3%、0.1%、13.6%.其主要原因是,由于羊卓雍错的湖水主要以降水补给为主,在降水增加、气温上升的情况下由于升温引起的湖泊蒸发效应超过降水增加导致的补给影响,是湖泊面积下降的主要原因.     

1973-2006年新疆若羌湖泊群遥感动态监测研究

新疆若羌湖泊群位于新疆若羌县城北部,罗布庄东西两侧的塔克拉玛干沙漠东南缘,应用1973-2006年Landsat MSS、TM、ETM 以及中巴卫星等高分辨率的遥感数据和250 m分辨率的MODIS数据监测湖泊群动态变化特征.结果表明:自2002年以来,湖泊面积有较为显著的增加趋势,2003年初到2004年春季以及2005年底到2006年春季湖泊持续保持大的湖水面积.高分辨率卫星资料显示, 2003年7月22日湖水面积达到最大值181.8 km2.利用高分辨率单点结果验证时间系列粗分辨率结果表明,基于250m分辨率MODIS数据反演的湖泊面积有较高精度.MODIS数据显示湖水面积最大可达295 km,但是其精度还需要更多的高分辨率遥感影像进一步验证.初步的成因分析表明,气温升高导致冰川消融增加,从而引起河流径流的变化和洪水的暴发,强天气过程带来的大量降水也引发特大山洪或者超灾害洪水,特别是车尔臣河在短时间内向湖泊群区泄入大量洪水,是形成湖泊面积扩大的原因之一,时间上主要体现在夏季和秋季.自2000年以来的塔里木河多次生态输水也可能是形成大面积湖泊群的另一原因,但时间上主要体现在冬季和春季.沙漠地区的高蒸发量则是导致湖泊面积迅速缩小的原因.     

高分一号遥感数据在冰川变化监测中的应用

针对冰川遥感监测研究工作中存在的数据源选择问题,首次将国产高分一号卫星数据应用于祁连山系青海境内冰川动态变化监测工作.通过国产高分遥感数据与同尺度的Landsat历史数据对比,从变化面积、变化率、空间变化、类型变化、结构变化等方面阐述祁连山系冰川变化规律.研究对比表明：国产高分卫星遥感数据在采集、处理、监测冰川变化中的应用效果完全可以满足1：10万尺度的遥感调查和监测,不管是光谱信息还是纹理信息都优于ETM等中低分辨率数据;国产高分卫星的多光谱数据与Landsat、Aster等历史数据可以形成对比数据集;祁连山系冰川总体变化不大,但在内部结构与时空分布存在较大差异,冰川面积和数量呈双降态势;针对冰川的特殊性,能保证在每年的最佳季节获取最优质的遥感数据,对于时间跨度大的遥感监测目标监测具有重要意义.     

基于多源、 多时相遥感影像的高原湖泊提取及其不确定性——以西藏羊卓雍错流域为例

基于野外实地考察, 以西藏中南部羊卓雍错流域为例, 探讨了基于多源、 多时相遥感影像的高原湖泊提取. 目前计算机辅助分类方法在高原湖泊提取上存在很大的局限性, 目视解译方法虽然繁琐, 但能结合丰富的经验信息, 故而成为当今高原湖泊提取的较为现实与可行的方法. 为此, 针对各季湖面特征的不同相态, 结合图像增强技术、 DEM等辅助信息和野外实地验证, 建立了高原湖泊不同时相的遥感解译标志. 根据1972-2009年Landsat、 CBERS和HJ-1A/1B等3种不同数据源的37幅遥感影像提取了流域内主要湖泊, 并分析了湖泊面积的年内与年际变化. 在此基础上, 讨论了高原湖泊提取过程的不确定性, 包括遥感影像甄选、 几何校正误差、 数字化容差和目视解译经验等给结果带来的不确定性. 结果表明: 引入高分辨率、 多源遥感影像以及不受天气状况影响的微波影像有助于高原湖泊变化监测能力与解译精度的提高; 而综合考虑地形信息、 湖泊不同时相特征, 适用于多种数据源的计算机自动解译算法研发, 将提高长时间序列高原湖泊提取的效率.     

河川径流遥感监测研究进展

河川径流参数是用于地表水资源评估、全球变化监测和生态环境保护的基础数据.现有的河川径流监测数据基于水文监测站点获取.近年来,受经济和政治原因的影响,全球水文监测站点在逐渐减少.随着全球变化研究对区域乃至全球水文监测数据需求的增加,监测站点有限及监测数据格式多样等问题逐渐凸显.过去15年,卫星遥感技术在河川径流监测领域的研究和应用实践,使上述问题的解决成为了可能.总结了河川径流遥感监测方法和技术研究进展,包括地基高低频雷达、航空航天雷达和多光谱卫星遥感监测3个方面;介绍了全球大型河川径流与湖泊水体动态监测重大应用成果及未来研究计划.指出在未来具有全天时、全天候,高时空分辨率,以及多水文要素探测能力遥感卫星发射之前,应充分利用遥感野外观测实验,完善河川径流监测技术方法,并综合应用已有高时空分辨率的多光谱和微波遥感数据,开展径流监测应用研究.     

湖泊亚像元填图算法研究

湖泊面积变化监测具有重要的科学和社会意义,使用中低分辨率卫星遥感数据进行大面积的湖泊面积变化监测有很多优势,但易受混合像元的影响。本文根据湖泊水体的遥感特性,发展了使用中低分辨率卫星遥感数据的混合像元分解算法,应用线性多端元混合像元分解技术,自动、快速地得到在每个像元中湖泊所占的面积百分比;在上述分类结果的基础上,基于地物的空间依存现象,建立空间吸引力的概念,用循环迭代的方法实现超过遥感影像自身分辨率的湖泊亚像元填图。在针对青藏高原不同季节不同地区的Modis影像的实践中,显示混合像元分解算法可以提供较高精度的软分类结果;使用迭代方法进行亚像元填图是简单高效的,具有很大的应用潜力。     

基于完全遥感的湖泊湿地水文特征参数综合反演

湖泊水文特征参数在水资源合理配置、规划、灾害预警中发挥了重要的作用。在总结现有的水文特征参数遥感提取方法的基础上,依据多源多时相遥感数据,构建基于完全遥感的湖泊水文特征参数综合反演技术框架体系。首先,通过多光谱遥感影像完成水域面积参数的时间序列遥感提取;然后选取测高卫星ICESat GLAS的有效激光雷达点云数据,对湖泊水位高程信息进行反演;进一步根据湖盆数据对湖泊水资源量估算,并通过"面积—水位—水量"关系模型构建,实现湖泊水文特征参数的高动态模拟。实验表明:该方法反演的水文参数与实测数据一致性较好,误差较小,结果可信度高;体现了遥感在水资源综合监测中的技术优势,可为区域水资源调查与监测提供技术参考。     

西藏易贡滑坡堰塞湖的卫星遥感监测方法初探

利用多时相，多平台的卫星遥感数据，监测了西藏易贡滑坡发生后易贡湖的变化情况，快速获取了各时相的湖水面积；利用数字高程模型求取易贡湖各时相的水位与水量；并进行了导致溃坝的洪水的水力学计算。卫星监测和计算结果与现场调查结果基本一致。表明利用卫星遥感数据定量监测地质灾害是可行的。     

青藏高原近25年来主要湖泊变迁的特征

青藏高原分布有青海湖、纳木错、色林错3个特大型湖泊和扎日南木错、当惹雍错、阿牙克库木湖、班公错、哈拉湖、鄂陵湖、羊卓雍错、扎陵湖、赤布张错、乌兰乌拉湖、昂拉仁错11个大型湖泊。通过对20世纪70年代中期的MSS图像和90年代末期—21世纪初期的ETM 图像的解译,对近25年来青藏高原重点湖泊的变迁进行了分析。研究结果表明,哈拉湖、鄂陵湖面积相对稳定;青海湖、扎日南木错、当惹雍错、阿牙克库木湖、扎陵湖、乌兰乌拉湖等8个湖泊的面积都有不同程度的缩小,其中青海湖、乌兰乌拉湖面积减少最多,分别为60.60km2、59.80km2;纳木错、色林错、班公错3个湖泊的面积都有不同程度的增加,其中色林错面积增加最多,达140.52km2。重点湖泊的变迁分析为研究青藏高原的湖泊演化和气候、环境变迁提供了新资料。     

Response of Glacier and Lake Covariations to Climate Change in Mapam Yumco Basin on Tibetan Plateau during 1974–2003

The study of spatial and temporal covariances of glaciers and lakes would help us to understand the impact of climate change within a basin in Tibet. This study focuses on glacier and lake variations in the Mapam Yumco(玛旁雍错)Basin (covering 7 786.44 km2)by Integrationg series of spatial data from topographic maps and digital satellite images at four different times 1974, 1990, 1999,and 2003. The results indicate that (1) decreased lakes, retreated glaciers, enlarged lakes and advanced glaciers co-exist in the basin during the last 30 years; (2) glacier recession was accelerated in recent years due to the warmer climate; (3) lake areas in the basin are both reduced and enlarged by an accelerated speed with more water supplies from speeding melt glaciers or frozen ground in the last three decades.     

西藏羊卓雍错近期湖水水位变化及其原因分析

分析了羊卓雍错湖水19742010年间的水位变化,特别是过去几年湖水水位的大幅度下降,并根据流域内浪卡子县气象数据分析了控制湖水水位变化的主要原因。计算了流域内降水累积距平及蒸发量累积距平,并与湖泊水位的年际变化进行了对比分析。研究结果表明,2005年以前羊卓雍湖湖水的水位年际变化与流域降水累积距平变化一致,而与蒸发量累积距平变化相反,降水与蒸发量变化可以解释93%的湖水水位变化。20052010年湖水水位变化偏离了降水量的变化趋势。分析表明,气候的变化远不能解释羊卓雍湖水位的快速下降,可能人为活动的影响,是导致羊卓雍湖水位下降的主要原因。     

藏南羊卓雍错流域主要湖泊水质状况及其评价

湖泊水质是研究湖泊变化及其对气候变化响应的重要指标.分析了藏南羊卓雍错流域主要湖泊的水化学指标概况、 水化学组成、 矿化度时空分布及其驱动, 并在此基础上对各湖泊的水质现状进行了评价. 研究表明: 流域内各湖泊水化学性质虽有一定的相似性, 但矿化度等水化学指标浓度存在显著差异, 各湖泊水化学组成亦差异显著. 羊卓雍错和巴纠错均为硫酸盐类-镁组, 沉错为硫酸盐类-钠组, 普莫雍错和空姆错则分别为重碳酸盐类-镁组和重碳酸盐类-钙组. 各湖泊矿化度差异较大的主要原因在于其补给来源不同, 以降水补给为主的湖泊矿化度远高于以冰雪融水补给为主的湖泊. 与全球气候变暖相对应, 各湖泊矿化度变化反映了气候变化的影响, 而水电站运行对羊卓雍错水体化学性质变化有所贡献. 目前, 羊卓雍错、 普莫雍错水质为劣V类, 空姆错、 沉错、 巴纠错水质为V类. 深入探讨该流域水质对气候变化的响应, 亟需更长时间序列的数据支持. 为此, 必须继续在该流域长期开展全方位的水化学观测与水质监测、 评价工作.     

基于GIS的玛旁雍错流域冰川地貌及现代冰川湖泊变化研究

基于多源多时相的数字遥感影像、地形图和DEM数据,利用遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术,对西藏玛旁雍错流域冰川地貌类型和空间分布进行了研究,并对流域内近30 a来冰川和湖泊的变化进行分析.结果表明:1974-2003年玛旁雍错流域冰川总面积减少了7.27 km²,平均退缩速率0.24 km²·a^-1;湖泊总面积减少37.58 km²,平均退缩速率1.25 km²·a^-1.多时相的监测表明,冰川在加速退缩,且阳坡冰川的消融速度大于阴坡,坡度陡、面积小的冰川消融比例大于坡度缓、面积较大的冰川;湖泊面积先减少后有所增加,但总面积还是减少了,不少小湖泊消失.分析流域附近气象资料可知,气温上升和降水量减少是玛旁雍错流域内冰川消融与退缩的主要原因.     

西藏错鄂湖和羊卓雍湖水体及沉积物中有机氯农药的初步研究

对2002年5月采集的西藏错鄂湖和羊卓雍湖的水和沉积物样品进行了实验及分析。结果表明，这2个高原湖泊均不同程度地受到有机氯农药的污染，并具有多种有机氯农药的同时存在、在沉积柱上近表层没有含量下降趋势以及南部的羊卓雍湖污染程度高于藏北的错鄂湖等特点，反映出湖泊中的有机氯农药有可能是随孟加拉湾洋暖流由南向北带人的。两个湖泊的水与沉积物中滴滴涕(DDTs)和六六六(HCHs)含量甚至与我国东部地区的一些淡水水体相近，这种现象很可能表明，大气沉降的有机氯农药可在青藏高原湖泊水体与沉积物中发生一定程度的累积。长远地看，这一过程将可能对青藏高原野生动物产生负面影响。     

羊卓雍湖流域湖水稳定同位素循环过程研究

基于卓雍错流域2004年降水、河水、湖水中δ¹⁸O的监测结果,结合内陆湖水循环稳定同位素蒸发分馏模型,探讨了青藏高原南部羊卓雍湖水中稳定同位素的变化过程.研究表明:羊卓雍现代湖水中-5.9‰的δ¹⁸O平均值,相对应于当地相对湿度介于54%~58%的气候条件下,这是湖水蒸发分馏作用的最后结果.此外,入湖河水中δ¹⁸O变化也对湖水中平衡δ¹⁸O有一定的影响,而湖水温度的直接影响可以乎略.湖水中δ¹⁸O对入湖水δ¹⁸O的波动的调节能力很强,对于入湖水中δ¹⁸O大的波动,只有不到50 a的时间,湖水中稳定同位素会重新达到平衡.