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。     

基于NDWI-NDSI组合阈值法的布加岗日冰湖提取及其变化分析

自20世纪90年代以来,中国冰川在全球升温影响下处于全面加速退缩的态势。长时序的冰湖变化既能反映冰川演变过程,也可为冰湖灾害研究提供重要依据。本文提出一种基于NDWI-NDSI组合法提取冰湖的改进方法,有效增加了阈值分割法提取冰湖的适用范围,使冰湖的错分现象得到极大改善;并以1988年—2018年共16景Landsat影像为数据源,成功对布加岗日冰川的冰湖面积实施提取并对其做统计分析和时序研究。进而发现,该冰川出现冰湖数目增多（2个）、面积增大近一倍（从约2.7666 km2增加至约5.2308 km2）的现象,表明其在近30年间消融过快、退缩严重,并阐明温度变化为导致这一现象的主要因素,同时指出由冰川融水导致的部分冰湖诱发洪水、泥石流等次生灾害的可能性也极具增高。     

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。     

基于Landsat8 OLI遥感影像冰湖边界分类叠加提取

青藏高原特殊的地理及其气候环境适合冰湖变化研究。传统的方法由于受到冻湖、冰川以及山体的阴影的影响,提取冰湖边界时会出现大量的错分和误分。本文基于NDWI(Normalized Difference Water Index,水体指数法)、DEM(数字高程模型)、RGI(Randolph Glacier Inventory)6.0全球冰川编目数据提出针对不同状态下的冰湖边界提取的分类叠加提取方法。结果表明,分类叠加提取方法能够实现未结冰、半结冰以及全结冰三种状态下的冰湖边界提取,并且能减少冰川以及山体阴影的影响,使用该方法提取三种状态下的冰湖的错分和漏分误差均小于2%且Kappa系数均大于0.81。     

基于长时间序列Landsat影像的嘎龙错冰湖变化特征分析及溃决风险评估

冰湖溃决灾害是我国青藏高原地区最严重的自然灾害之一。作为聂拉木县最大的冰川终碛湖,嘎龙错冰湖溃决风险直接威胁着下游居民的生产生活。利用1991—2011年Landsat-5/TM、2012年Landsat-7/ETM+、2013—2017年Landsat-8/OLI近27年的遥感影像、降水量和气温资料对嘎龙错冰湖变化特征进行了研究,对其溃决风险作出评估。结果表明:嘎龙错冰湖明显扩张,面积呈现显著增长趋势,由1991年的2.209 4 km^2增长到2017年的5.465 7 km^2,增幅为147.38%;同时,发现聂拉木气象站年平均气温和年降水量在波动中上升,其中气温上升较为显著,气温和降水量的增加对冰湖扩张有重要影响,特别是气温上升导致的冰川融水增多是造成冰湖面积增加的重要原因。嘎龙错冰湖在遇到冰崩或者冰湖面积持续扩张情况下,湖水会瞬间大规模外泄,形成山洪、泥石流灾害,给下游造成严重的人员伤亡和财产损失。     

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。     

Sentinel-2影像的云南千湖山细小冰湖提取方法

针对复杂高山峡谷地区,冰湖监测容易受山体阴影和积雪的干扰,精度难以满足人们对冰湖信息的需求的问题,该文基于Sentinel-2影像和遥感影像分析技术分析云南千湖山片区高山冰湖,针对冰湖光谱信息复杂特性,采用不同方法探讨冰湖信息提取,并结合地形和同时期的谷歌影像矢量化结果对比分析不同方法对冰湖的提取效果.结果表明:①不同冰湖提取方法中,采用红边波段比值法和面向对象的方法与人机交互解译结果相比效果最好,Kappa系数达85％以上且能够准确地将山体阴影和冰湖区分开;②从数量和空间分布看,千湖山片区的冰湖分布在海拔4 000 m左右,集中在香格里拉县小中甸乡和上江乡局部地区,以三碧海、大黑海为中心,向四周散开,千湖山片区总共约有冰湖305个,沿着沟谷分布.     

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。     

遥感影像去除云阴影的高山区冰湖信息提取方法

利用光学影像提取高山区的冰湖信息时,云阴影和地形阴影是影响冰湖信息提取精度的重要误差源。为减少这一影响,本文提出并实验了一种利用水体指数法提取冰湖信息,利用光谱夹角阈值法、DEM生成的坡度图及地形晕渲图分别消除云阴影、地形阴影的综合方法。将论文算法在两幅存在云阴影和地形阴影的TM影像上进行了实验验证,实验结果表明,本文的方法能够有效消除云阴影和地形阴影对冰湖信息的影响,提高了光学影像的利用率,改善了冰湖信息提取的精度。     

基于地形起伏度的冰湖溃决隐患研究——以希夏邦马峰东部为例

地形起伏度作为反映斜坡地质敏感性的重要指标,对评价冰湖溃决隐患具有重要意义.针对藏南希夏邦马峰东部冰湖集中区,基于国产高分卫星数据及ASTER GDEM V3数据,在1:5万比例尺下解译获取冰湖现状信息,优选均值变点法实现地形起伏度特征提取,在此基础上开展相关性分析,实现冰湖溃决隐患评价分级.结果表明:①在1:5万比例...     

基于遥感的植被年际变化及其与气候关系研究进展

植被具有明显的年际变化和季节变化特点,对植被的动态监测可以从一定程度上反映气候变化的趋势,因此监测植被动态变化以及分析这种变化与气候的关系已经成为全球变化研究的一个重要领域.随着遥感卫星获得长时间系列逐日观测数据,许多国际组织和机构制定了全球卫星数据接收、处理和生成数据集计划,所产生的标准数据集则极大地促进了该项研究.大量研究在全球尺度、洲际尺度（北美洲和欧亚大陆）以及区域尺度上广泛开展.在阅读国内外大量文献的基础上,比较分析了常用于植被监测的卫星传感器和主要数据集,汇总了植被年际变化及其与气候关系研究的主要研究方法和研究结果.结果表明近20年来全球植被活动明显增强,表现为北半球普遍存在增加的趋势,南半球干旱半干旱区出现降低的植被光合作用,但这些变化因空间位置不同和研究尺度不一样体现出不同的动态变化特征.气温和降水是影响植被变化的最主要的因素.     

遥感技术与全球变化研究

遥感技术具有快速、多波段、周期性和大面积覆盖等优势, 是全球变化研究中不可替代的重要技术。随着遥感技术的蓬勃发展, 它在中国全球变化研究中也得到了广泛的应用。简述了全球变化研究的基本概念和研究进展, 并从土地利用/覆盖变化、碳循环和全球变暖3 个方面进行阐述。最后详细归纳总结了中国科学院遥感应用研究所在全球变化研究中所做的工作和贡献, 这些研究为遥感技术在全球环境变化研究中的深入应用奠定了基础。     

元胞自动机（CA）模型在土地利用领域的研究综述

通过模型对区域土地利用/覆盖变化（LUCC）进行分析已经成为了当前全球的研究主要内容之一。元胞自动机（CA）模型是一种通过定义局部的简单的计算规则来模拟和表示整个系统中复杂现象的时空动态模型,其＂自下而上＂的研究思路,强大的复杂计算功能及高度动态,使得它在模拟空间复杂系统的时空动态演变方面具有很强的能力。CA模型通过与其他模型相结合,在综合考虑各种限制因素和转换规则的前提下,通过反复迭代综合空间分析与非空间分析,模拟土地利用变化情景,在国内外已经形成了较为成熟的研究模型。本文首先提出了CA模型在土地利用变化中应用的背景及其特点;然后,分析了CA模型的构成原理以及在国内外的应用进展与现状;最后,详细阐述了CA模型在土地利用变化中的发展趋势及今后研究工作中应注意的问题。     

基于卫星测高资料研究全球海平面变化趋势

利用全球平均海平面的高程数据,研究基于反距离权重内插方法来处理Jason测高数据资料得出全球平均海面的数学模型,并将所得结果与利用WHU2013 MSS模型得出的结果进行了对比。此外,还通过计算全球海平面的变化值,分析了全球海平面变化的季节性特征、长期性趋势以及年际变化与厄尔尼诺事件的相关性。     

亚洲季风区环境变化区域模式及遥感应用的时空域

进入90年代,全球变化的研究重点从过去的单要素引起的全球变化(例如,CO₂温室效应及全球温暖化研究,大气臭氧层破坏及其电离效应,大气酸沉降物……等)研究转移到多要素综合作用的全球变化区域模式的研究,其主要原因之一是已经把遥感作为全球变化监测的重要手段,引入到全球变化研究领域之中。本文针对亚洲季风区的特点,提出了全球变化研究的区域模式及全球变化研究中遥感应用的时空域。     

基于GlobeLand30的全球城乡建设用地空间分布与变化统计分析

城乡建设用地分布与变化是人类活动的直观标志和生态足迹,在环境变化研究、地理国(世)情监测和可持续发展研究等方面发挥着重要作用。以往人们对一些城市、区域或国家的城乡建设用地分布与变化进行过较为深入系统的研究,但在全球尺度上,这方面研究尚为空白。本文是利用我国自主研制的世界上首套30m空间分辨率全球地表覆盖数据集GlobeLand30的人造地表数据层,首次开展了全球城乡建设用地的空间分布及变化的统计分析。它采用用地面积、构成占比和增量占比等主要指标,统计全球范围内城乡建设用地的空间分布及2000年至2010年10年间的变化,重点分析了2010年全球、各大洲及主要国家的城乡建设用地分布现状与地域差异,2000年至2010年全球、主要国家的建设用地变化以及其主要土地来源。研究结果表明,2010年全球城乡建设用地总面积为118.75×104km2,占全球陆表面积的0.88%;2000年至2010年全球城乡建设用地面积增加了5.74×104 km2,变化率为5.08%,其中,中国和美国新增城乡建设用地约占全球的一半;新增城乡建设用地占用最多的是耕地,占总量的50.26%。这些为研究全球陆表人类活动的空间分布特征与变化趋势提供了翔实的信息和知识。     

全球与区域地壳形变的多源数据序列处理与信号分析

<正>地壳运动与变化反映了地球板块的构造运动以及地球各圈层环境负载变化的综合影响,GNSS和GRACE空间大地测量技术与地球物理模型数据相结合,为研究全球及区域性的地壳运动与变化、分离各种影响因子提供了有效的技术手段和数据保障。本文研究GNSS和GRACE用于区域和全球地壳形变监测的数据处理理论和方法,结合地球物理模型数据分析了中国大陆和全球     

土地利用与土地覆被变化研究综述

本文综述了全球环境变化研究中土地利用与土地覆被变化(LUCC)研究的有关问题,重点介绍了LUCC研究的主要内容与进展情况,并归纳出LUCC研究的发展趋势:①新一代的LUCC模型应该能够模拟LUCC的主要社会经济和自然驱动力,包括从LUCC到驱动力和全球环境变化的主要反馈关系;②具有明确的空间关系,能够以适当的空间分辨率、比较好地预测长期的土地利用与土地覆被变化及有关的物理参数,如植被特征、资源积聚和退化等;③能够更好地认识LUCC与其主要驱动力之间的关系在局地、区域和全球尺度上的动态和后果。充分考虑LUCC对政策、技术进步、人口增长、经济发展、市场变化等社会变量的灵敏性;④发展新的LUCC建模方法,使LUCC模型能够与其他类型的全球环境变化模型建立联系。     

全球变化大数据的科学认知与云共享平台

本文是国家重点研发计划"全球变化及应对"专项之"全球变化大数据的科学认知与云共享平台"项目介绍。针对中国全球变化数据"数据海量、信息缺乏、知识难觅"的困局,项目力图通过联合中国对地观测领域、大气科学领域、气候变化研究领域的优势力量,建成具有中国特色的全球变化大数据共享平台,践行破除信息数据"深藏闺中"的壁垒。该平台将集大数据快速汇聚、大尺度产品快速生成、不确定性分析、大数据驱动的全球变化敏感因子认知于一体,一方面为中国全球变化研究提供中国区域最好的全球变化大数据集,另一方面为在国际相关活动中,掌握全球变化问题的主导权,发出中国的倡议与声音提供应有的支持。