基于遥感图像分析对金错冰川湖溃决泥石流事件的验证

突发冰川终碛湖(简称"冰湖")溃决泥石流/洪水是西藏高山冰湖分布区的一种山地灾害,极易给下游地区的居民及公路、桥梁、水利水电等基础设施带来毁灭性灾害。多年来,对冰湖溃决泥石流/洪水的研究受到了高度重视;但高山高寒和艰险的地形及交通条件,给冰湖溃决泥石流灾害的实地调查带来不便,大部分冰湖溃决缺乏实时的文献记载资料,而灾后访问资料经常会与实际情况有出入。遥感图像可真实记录冰湖溃决泥石流的形态、位置和发生时间等相关痕迹。因此,利用高空间分辨率Rapid Eye和多时相Landsat MSS,TM图像,对吕儒仁、程尊兰等学者报导的"1982年发生在定结县的冰湖溃决泥石流事件"进行了验证。通过对覆盖金错和印达普错的高分辨率遥感图像解译和灾害发生前后的遥感动态变化分析,认为有关文献记载的"金错冰湖溃决泥石流事件"实际上是印达普错溃决泥石流事件。野外调查发现金错的终碛垄较为完整,其下游部位没有发现大型U型溃口和冲沟,终碛垄下游也未见新泥石流堆积体。研究结果表明,对高分辨率、多时相遥感图像的解译能够有效地提高艰险地区地质灾害调查的准确性。     

基于遥感影像的聂拉木县冲堆普冰湖变化研究

全球气候变暖,导致冰湖溃决事件频繁发生。冲堆普位于喜马拉雅山脉中段,历史上发生过多次大型的冰湖溃决灾害,属冰湖溃决灾害的重点调查及防灾减灾地区。通过对比分析1977、1988、1999年度与2005—2019年度的冰湖边界数据,研究了40多年来冲堆普流域冰湖的变化,结果显示,该流域中的冰湖面积在持续增加。结合已有的气象资料分析冰湖变化与气象变化之间的关系,结果表明,造成冰湖面积普遍增大的主要原因是全球变暖引起冰川退化、冰雪消融。     

基于SAR影像的贡巴冰川末端冰湖年际变化监测及溃决规律分析

受全球气候变化的影响,近年来藏东南区域多数冰川退化加剧,冰湖的异动也更为频繁,冰湖溃决诱发洪水、涌浪、泥石流等山地灾害的风险激增。以多源时序合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）影像为数据源,从水体和非水体信号的强度差异出发,开展冰湖的分类方法研究,提出了一种基于时序SAR影像的强度标准化比值实施冰湖提取与动态监测的方法。为了验证方法的可行性,选取日本航天局的ALOS/PALSAR-1与欧空局的Sentinel-1A影像序列,针对位于贡巴冰川流域的典型实验区,在11 a的时间跨度上开展了冰湖动态提取和长时序变化分析。通过实验成功获取了贡巴冰川末端冰湖2007-2018年间的时空变化,进而发现近10 a间冰湖的体量呈高速增长的态势,这从侧面也印证了贡巴冰川消融加剧的现状。此外,2018年的新近监测结果表明,局部溃决涌道的扩张打破了冰湖固有的生存周期,甚至会诱发洪水和泥石流次生灾害的发生,有必要加强监测与防范。     

喜马拉雅山地区冰川湖溃决灾害隐患遥感调查及影响因素分析

喜马拉雅山地区的冰川湖(简称"冰湖")受形成条件和自然环境的影响,往往会发生溃决,造成洪水和泥石流灾害,严重威胁人类生产和生活、生存与发展,成为该地区一重大地质灾害隐患。采用Quick Bird和ETM等卫星遥感数据,结合野外考察,研究喜马拉雅山地区冰湖溃决灾害隐患后认为:1喜马拉雅山地区的冰湖在区域分布上具有由东南向西北逐步递减的趋势,冰湖分布最多的是山南、日喀则、林芝和阿里地区,分布密度最大的是山南地区的洛扎一带;2喜马拉雅山地区存在19个溃决灾害隐患的冰湖,均为冰川终碛湖,其中13个湖存在重大溃决灾害隐患,6个存在较大溃决灾害隐患;3引起冰川终碛湖溃决的激发因素较多,其中冰湖周围的冰崩、雪崩、基岩崩塌和滑坡入湖涌浪溃坝是最重要的原因。研究结果对西藏地区冰湖溃决灾害的预警与防治具有重要意义。     

近40年西藏那曲南部湖泊变化及其成因探讨

以遥感图像、SRTM的DEM数据为数据源,通过人工目视解译的方法提取并计算了1970—2010年那曲南部地区12个湖泊面积,并结合DEM数据计算其中9个湖泊1990—2010年间水位变化情况;然后分析该地区降水量、气温、最大潜在蒸发量、冻土、冰川雪线的变化规律;计算湖泊变化与气候变化之间的相关性,并以简单的水文模型分析了湖泊变化的原因。结果显示:12个湖泊中除了格仁错面积减少以外,其他湖泊面积在40 a间都处在增长状态,其中湖泊面积增长主要发生在2000—2010年,这期间12个湖泊增长总面积达743.88 km2,占40 a总增长面积的63.95%;9个湖泊的水位也呈上升趋势。造成这些湖泊面积增长的主要原因是近45 a气温上升造成的冰雪、冻土融化,降水量增加,而且该地区蒸发量呈减少趋势。     

遥感和GIS在冰湖溃决洪水中的应用研究

近年来随着全球气候变暖和冰川退缩,以及人类在高海拔地区活动的增多,冰湖溃决洪水灾害呈增加趋势。由于遥感和GIS技术的众多优势,使其在冰湖溃决洪水研究方面得到广泛应用。首先对冰湖溃决洪水及其研究做简单介绍,然后从冰川、冰湖空间数据获取,冰湖溃决评价指标获取,冰湖溃决洪水模拟和DEM的建立及应用4个方面对遥感和GIS在冰湖溃决洪水研究中的应用进行综述,最后指出,目前遥感和GIS在冰湖溃决洪水应用中的不足,为进一步研究和应用指明了方向。     

1991—2014年中亚伊塞克湖湖泊面积变化遥感监测

基于中亚伊塞克湖地区的1991—1998年Landsat-5/TM、1999—2012年Landsat-7/ETM+以及2013—2014年Landsat-8/OLI等遥感影像为主要基础数据,通过采用波段比值法(TM3/TM5)自动提取湖泊边界,并加以人工修订,得出了伊塞克湖1991—2014年多期次的湖泊边界及对应的湖泊面积变化过程.结果显示,伊塞克湖的湖泊面积在1991—1998年间总体减小5.3 km2,而在1998—2014年间总体增大7.3 km2.通过与中亚地区Tian Shan气象站记录的气象数据对比发现,伊塞克湖水域面积的变化与气温和降水具有显著的正相关关系,这说明过去20年以来中亚地区气候的暖湿化对伊塞克湖流域具有重大影响.     

InSAR与激光雷达测高集成的马兰山冰川物质平衡变化

冰川物质平衡是反映冰川消融与积累关系的重要指标,也是联系冰川与气候变化的纽带,对于评估冰川动态变化具有十分重要的意义。马兰山冰川位于青藏高原北部,作为东昆仑山系中消融最为剧烈的冰川之一,为了评估其在全球气候变暖背景下的物质平衡变化,利用TerraSAR-X/TanDEM-X合成孔径雷达数据、ICESat-2激光雷达高度计数据、SRTM DEM数据,基于合成孔径雷达干涉测量和激光雷达测高技术对其2000年—2020年高程变化进行了研究,并估算了物质平衡。结果表明：近20年来,该区域41条冰川平均表面高程变化-5.64±0.96 m,物质平衡为-0.24±0.06 m·w·e/a,呈明显负平衡状态。其中,2000年—2012年冰川的消融速度（-0.30±0.04 m·w·e/a）要略快于2012年—2020年消融速度（-0.22±0.11 m·w·e/a）。结合GPCC（Global Precipitation Climatology Centre）降水与GHCN_CAMS（Global Historical Climatology Network）气温再分析数据集可知：自2000年以来,马兰山冰川整体受夏季气温升高影响,消融剧烈,年降水量微弱增加仅弥补了少部分由升温带来的物质亏损。此外,由于2012后气温增速变慢,夏季气温波动降低,导致了冰川在2012年—2020年间消融速度有所减缓。根据Landsat-7遥感影像发现,马兰山南坡存在一条跃动冰川,跃动发生于2007年—2012年间,冰川末端在此期间异常增厚并前进了约251 m。     

近30年青藏高原可可西里盐湖面积动态变化及其影响因素分析

青藏高原湖泊是全球气候变化的敏感指标,对全球气候变化具有很强的反馈作用。由于卓乃湖的溃堤,地处于青藏高原腹地的可可西里盐湖迅速扩张,这不仅对周边草地植被及流经的冻土造成危害,对青藏铁路和青藏公路的正常运行也产生了干扰。本文利用多源遥感监测手段对可可西里盐湖近30年面积进行监测,从时空变化趋势上提取盐湖面积的动态变化并进行成因分析。结果表明：(1)2011年9月卓乃湖溃决,导致可可西里盐湖面积1990—2020年增大了178.535 km²;(2)自2020年可可西里盐湖的引流工程完工,盐湖面积得到有效遏制,并在2021年缩小至191.145 km²;(3)盐湖湖岸线自1990—2020年主要在东南部和西南部有显著扩张,而最大的变化是盐湖东部由以前伸入湖中央的半岛变为孤岛;(4)面积与降水、气温呈显著相关关系,与日照时长、冰川融水呈弱相关关系。     

近20年西昆仑地区冰川动态变化遥感研究

依据西昆仑地区1991-2009年Landsat TM/ETM+遥感图像,获取近20 a西昆仑地区冰川及其冰川融水形成的郭扎错和阿克赛钦湖的动态变化信息,并结合气候资料,分区域综合分析冰川、湖泊变化与气候变化的关系.研究结果表明:①在1991-2009年间,西昆仑冰川有显著变化,但东、西区存在较大差异.其中东区处于先减少,后增加,再减少的波动状态,而西区则处于持续减少状态.与此同时,郭扎错具有先扩大,后缩小,再扩大的变化现象,而阿克赛钦湖则在不断地缩小.②西昆仑冰川与郭扎错、阿克赛钦湖之间,存在着重要的相互作用关系,在数量上成反比.③在2000-2005年间,西昆仑冰川与湖泊面积变化差异产生的主要原因是温度,随着温度的升高,冰川面积减少,湖泊面积增大,三者的变化具有线性关系.     

藏东南然乌湖流域雅弄冰川流速季节性变化

冰川流速是表征冰川运动的重要参数之一,对于冰川动力学、气候变化以及物质平衡等研究具有重要意义。冰川流速的影响因素多样,其中气象因子主要是通过改变冰川物质平衡、活动性以及水力特征来对冰川运动产生影响,所以冰川流速也可能与气象因子一样具有季节性差异。基于2017-11-06—2020-11-02期间31景哨兵1号(Sentinel-1)雷达影像,采用外部数字高程模型(digital elevation model,DEM)辅助的偏移量追踪法对中国西藏自治区昌都市八宿县境内然乌湖流域的雅弄冰川进行了冰川表面流速提取,并结合研究区冰舌面积变化以及气象因子(平均气温、降水量、降雪日数以及平均日照数)对雅弄冰川流速季节性变化进行了分析。结果表明:雅弄冰川流速分布呈现中上部流速高而下部流速低的特点,且冰川中部主流线流速明显高于两侧速度。30组冰川流速变化具有明显的季节性,夏季流速高而冬春季流速低。与流速变化相同,冰舌面积变化同样具有季节性差异,冬季面积明显大于夏季面积。与气象影响因子对比分析发现,气温、降水以及日照均对冰川表面流速具有正效应,促进冰川运动,而降雪抑制了部分热量及辐射传递,进而抑制了冰川融水过程,减缓了冰川运动。在气象因子影响力上,气温对冰川运动的效应最明显,降雨次之,日照影响最小。     

基于RS和GIS技术提取木孜塔格峰冰川面积变化

为了研究木孜塔格峰区域1977年—2001年的冰川变化情况,本文发挥RS和GIS的技术优势,基于EN-VI、ERDAS遥感软件平台和ArcGIS地理信息系统平台,利用Landsat MSS、ETM卫星遥感影像提取了研究区1977—2001年的冰川面积变化,研究结果表明该区域的冰川在这24年中面积减少了12.678km2。最后对本区域冰川的变化特点进行了分析,认为该区域冰川整体呈现缓慢退缩趋势,并得出气温对该区域冰川面积变化产生了主导作用。     

泸定Ms 6.8地震对海螺沟冰川的影响应急分析

2022-09-05四川省甘孜州泸定县发生Ms 6.8地震,震中距离海螺沟冰川约10 km,海螺沟冰川受此次地震影响如何,受到社会广泛关切。利用多时相Landsat 8和Sentinel-2光学卫星影像,基于归一化雪覆盖指数对海螺沟冰川面积进行监测,并利用Sentinel-1雷达卫星影像,基于像素偏移追踪技术对海螺沟地震前和震中位移进行监测。结果表明,2016―2022年海螺沟冰川8月份面积呈波动变化趋势,与日平均最高气温具有负相关性,冰川运动速度与地形坡度和日平均最高气温具有正相关性。泸定地震未造成海螺沟冰川运动速度大范围显著增大,但对冰瀑布前缘区域扰动明显。震后冰崩直接致灾可能性较小,但增加了泥石流致灾风险。     

2003—2022年长江流域水储量变化时空特征研究

针对探究长江流域内水储量变化的时空特征对水资源管理、灾害预防的重要意义，该文利用GRACE、GRACE-FO数据和水文资料采用主成分分析算法进行了研究。2003年以来，长江流域水储量呈现增多的趋势，在2003年1月—2017年7月以2.75±0.62 mm/a的速率上升，在2018年6月—2022年1月以0.54±2.19 mm/a的速率上升，上升速率变缓。主成分分析结果表明，长江流域水储量变化以年周期性信号为主，最明显年周期性信号出现在金沙江流域下游；第三主成分反映了小于一年周期的信号，对应的特征向量在2003年1月—2017年7月和2018年6月—2022年1月存在较大差异，导致这种变化的原因可能与极端气候事件有关。     

基于景观格局的红壤丘陵区生态风险评价——以赣州市为例

南方红壤丘陵区生态环境脆弱,为合理评估红壤丘陵区生态风险时空变化规律,以赣州市为例,基于2000—2020年4期30 m分辨率土地利用数据,对该区土地利用时空格局变化进行分析,从景观格局角度构建生态风险指数,结合生态风险影响因素对景观生态评价分析。研究期内,林地面积持续减少,建设用地面积增加。2000—2020年土地利用多样化指数由0.40上升至0.43,土地利用类型总体结构向丰富多样化发展。各时期景观生态风险在空间上分布差异显著,集聚效应明显,高风险区面积由32.75 km^(2)下降到12.00 km^(2)。研究区生态压力和生态响应在空间上分布差异明显,该区生态风险受多重因素影响,应对重点区域加强生态治理。     

基于GEE的石嘴山地区生态环境质量时空演变特征研究

以石嘴山市为研究对象，基于GEE平台选取30年的Landsat影像数据，提取绿度、湿度、干度、热度，并加入符合地区特点的盐碱度指标共同构建改进后的遥感生态指数(RSEI),采用长时间序列的趋势分析方法，对1991—2021年石嘴山地区的生态环境变化进行综合评价。1991—2021年研究区的RSEI指数与绿度、湿度呈正相关，与盐碱度、干度、热度呈负相关，生态环境质量呈现出“下降-快速上升-缓慢上升”的趋势。1991—2021年石嘴山市的生态环境质量呈明显改善趋势，生态环境质量显著上升区域面积为4 787.8km²,占比71.0%,显著下降区域面积为117.4 km²,占比1.7%。在1991—2021年，除主城区及周边地区生态环境质量下降以外，其余地区较之前都有明显上升，尤其是在沙湖以及黄河两侧。研究表明区域生态环境质量下降的主要原因是城市扩张，上升的主要原因是内陆湖以及土壤盐渍化改良工程对生态环境的积极改善作用。     

东北地区水稻分布的时空演变特征及驱动机制分析

研究水稻分布的时空演变特征及驱动机制,对优化农业生产结构至关重要。基于植被物候变化特征、地表水变化特征结合方法识别水稻的空间分布,获取了2001—2017年东北水稻空间分布图,并进行了水稻的时空演变特征及驱动机制研究。研究表明,2001—2017年东北地区水稻呈先略减后直线上升的特点,2017年水稻种植面积约300万hm 2,约为2001年的2倍,增加面积主要分布在黑龙江省的三江平原农垦模式的耕地区域。东北地区水稻种植面积扩张约90%分布在低海拔、距水体较近区域。气温变暖、农业技术的发展、水稻总产值的上涨及农业税减免、稻谷最低收购价等系列惠农政策的实施,促进了东北地区水稻种植面积的大幅扩张。这些发现为将来更加深刻探讨水稻分布对自然-人为因素的响应提供了基础。     

山东省气候变化与厄尔尼诺/拉尼娜事件的相关性

利用1990—2019年山东省14个气象观测站的气候数据和Nino3.4区海表温度数据,通过线性相关性分析、曼-肯德尔法(Mann-Kendall,M-K)、反距离权重插值、数理统计等方法,分析了山东省气候的年际变化以及与厄尔尼诺/拉尼娜事件的相关性.结果表明:1990—2019年山东省年平均气温有明显的上升趋势,而年降水量呈下降的趋势;厄尔尼诺/拉尼娜事件与降水量的相关性比较显著,当事件发生时山东省的降水量将有所减少;拉尼娜事件对气温的影响比厄尔尼诺事件对气温的影响大,当拉尼娜事件发生时,山东省年平均气温有所下降.     

基于多时相Landsat TM/ETM的阿尼玛卿山冰川变化监测

采用遥感及地理信息系统技术,利用多时相Landsat TM/ETM影像和数字高程模型(SRTMDEM),结合中国冰川目录,获得阿尼玛卿山地区不同年份的冰川范围,进行冰川变化监测。综合分析该冰川的变化情况,计算冰川进退变化速率,并对其中4个变化较大的冰川进行详细的分析统计。结果表明:从1991年至2009年,阿尼玛卿山地区既有退缩冰川也有前进冰川,其中冰川退缩面积为15.30km2,前进面积为4.46km2。总体面积持续退缩,其中退缩最大的冰川长度缩短了900m,其它冰川也存在不同程度的变化。     

全球变暖不止威胁现代生活,考古宝藏亦面临破坏

全球变暖造成冰川和冻土消融,降水量重新分配,海平面上升等诸多影响。根据科学家的说法,这种现象不仅威胁着现代人类的生存环境,也会破坏许多珍贵的考古遗迹。