APHRODITE降水数据驱动的融雪径流模拟

针对流域内气象观测站点稀少和融雪径流过程的特点,利用APHRODITE降水数据进行插值,应用日有效活动温度改进度日数;依据季节性冻土受有效活动积温影响的特点,建立有效活动积温与径流系数的关系,提高模型中融雪速率和径流系数的计算精度。结合气象、水文资料和MODIS遥感积雪产品,应用改进的融雪径流模型(SRM)对开都河流域2000年与2006年融雪期的径流进行了率定和验证模拟。改进模型在率定期和验证期的模拟结果远远优于用日平均温度作为度日数的结果。结果表明,用APHRODITE降水数据及改进的度日数和径流系数作为SRM模型参数输入,能够较好模拟开都河流域融雪径流过程,大大提高模型模拟精度。     

APHRODITE降水数据驱动的融雪径流模拟

针对流域内气象观测站点稀少和融雪径流过程的特点,利用APHRODITE降水数据进行插值,应用日有效活动温度改进度日数;依据季节性冻土受有效活动积温影响的特点,建立有效活动积温与径流系数的关系,提高模型中融雪速率和径流系数的计算精度。结合气象、水文资料和MODIS遥感积雪产品,应用改进的融雪径流模型（SRM）对开都河流域2000年与2006年融雪期的径流进行了率定和验证模拟。改进模型在率定期和验证期的模拟结果远远优于用日平均温度作为度日数的结果。结果表明,用APHRODITE降水数据及改进的度日数和径流系数作为SRM模型参数输入,能够较好模拟开都河流域融雪径流过程,大大提高模型模拟精度。     

基于遥感与地理信息系统的SRM融雪径流模型在Alps山区流域的应用

融雪水在水资源利用中扮演着及其重要的角色，遥感技术的发展使得大面积监测雪盖成为河能，选择Alps意大利境内的Rienza流域，利用SRM模型模拟春季融雪径流，区别传统对SRM模型的描述，参数选择和应用的研究方式，研究环境因素对这些参数的影响尤其是对度-日因子的影响以及它们之间的内在关系，重点讨论利用GIS和遥感数据获取SRM模型中的关键参数和因子，结论显示SRM模型模拟春季融雪径流的关键是精确地输入模型参数；遥感数据在提取雪盖面积的过程中，消除地形影响是必要的；从SRM模型的应用状况分析，精确地获取雪盖面积是影响模拟结果的关键。     

SRM融雪径流模型在黑河流域上游的模拟研究

以黑河流域上游作为典型干旱区流域, 探讨了SRM(Snowmelt Runoff Model)融雪径流模型的可操作性. 在论述模型结构、参数意义的基础上, 重点研究以MODIS雪产品为基础的积雪面积衰减曲线的获取方法, 细化了退水系数的获取, 并分析了其中存在的问题. 通过利用WinSRM1.10版本对黑河上游2004年融雪期进行径流量模拟, 结果表明: SRM模型在以融雪水为主要补给的黑河流域上游有着较好的径流量模拟精度, 拟合优度确定系数R2为0.020, 体积差Dv为7.124%. 在实际应用中应最大限度利用已有的气象水文资料, 以更为准确地描述融雪径流过程. 针对数据稀缺的问题, 需要加强小流域的观测, 改进SRM模型以更适用于以融雪为主的我国西北山区流域.     

积雪水文模拟中的关键问题及其研究进展

针对近年来积雪水文模拟研究的发展趋势, 在简要评述积雪模拟基本方法的基础上, 分别就各类方法的不同着眼点展开讨论, 从模拟方案的简繁、 积雪面积等重要状态变量在模型中如何体现等角度进行了叙述.针对我国青藏高原积雪特征, 提炼出现阶段空间分布式积雪水文模拟中的3个关键问题: 网格尺度积雪空间异质性的模拟、 风吹雪的空间参数化、 季节性冻土下垫面的融雪模拟. 分别就这些问题, 回溯了国内外最新研究进展, 强调了发展积雪衰减曲线在网格尺度积雪模拟中的重要性, 讨论了山区环境中具有操作性的风吹雪空间参数化方案, 分析了冻土下垫面融雪研究存在的一些具体问题.     

基于多源遥感数据的疏勒河上游山区流域VIC-CAS模型积雪模拟效果评估

积雪积累和消融过程是冰冻圈水文模型的重要组成部分,利用多源遥感数据对水文模型模拟的积雪分布和深度进行评估是进一步增强融雪过程模拟的物理基础,也是提高模拟可靠性的重要手段。基于2002—2013年疏勒河上游山区流域MODIS地表反射率数据集和中国雪深长时间序列数据集,对VIC-CAS模型模拟的逐日积雪覆盖度和雪深进行了综合评估。结果表明：从不同降雪年份来看,VIC-CAS模型可以较好地模拟多雪年（2008年）疏勒河上游山区流域积雪的覆盖度,在平雪年（2004年）和少雪年（2013年）模型模拟精度相对较低。从不同海拔的模拟结果来看,在流域占比最高的4 000~5 000 m高程带精度最高,2 000~3 000 m高程带精度最低;对比模拟雪深与中国雪深产品发现,多雪年的一致性较高,平雪年和少雪年的一致性较低。这表明VIC-CAS模型对疏勒河上游日尺度的积雪覆盖度和雪深的模拟精度相对较低,特别在低海拔处和薄雪情况下,其原因可能是对积雪再分布和风吹雪过程的模拟算法和参数化存在较大的不确定性,需要进一步改进。     

联合SAR与光学遥感数据的山区积雪消融识别北大核心CSCD

积雪消融是气候变化和水资源管理的重要影响因素。本文联合Sentinel-1与Sentinel-2时序数据,提出了一种联合SAR与光学遥感数据的积雪消融识别方法。以祁连山区八宝河流域为研究区,利用ESTARFM时空数据融合模型得到与Sentinel-1同时相的Sentinel-2模拟数据,提取流域积雪覆盖范围;基于SAR多时相多极化变化检测算法提取湿雪;结合光学遥感与DEM数据对SAR提取的湿雪进行校正,最终获得八宝河流域消融期内18个时相干湿雪分布。利用GF-2影像和消融期的Sentinel-2影像分别对积雪和湿雪面积进行精度验证,结果表明该方法能够快速识别积雪消融时空变化,总体分类精度OA高达99%,Kappa系数高达0.86。同时,利用同一天早晚过境相差约12小时的升、降轨SAR数据对比分析了积雪消融变化特征。根据实验数据集分析表明,八宝河流域内干湿雪分布随时间剧烈变化,消融初期湿雪主要集中在河谷低海拔区域且消融速度快,随着气温的升高积雪消融至高海拔区域,而干雪主要分布在四周高海拔山区。且由于过境时间的差异,在整个消融期,降轨数据提取的湿雪面积小于升轨数据提取的湿雪面积。     

塔里木河源区托什干河流域积雪动态及融雪径流模拟与预估

利用已被广泛使用的MODIS积雪数据, 获得了塔里木河源区之一的托什干河流域积雪变化信息. 结果表明: 流域积雪覆盖率时空差异显著, 在积雪丰富的年份, 1月积雪覆盖率可达90%以上, 但在积雪少的年份, 则只有50%; 2000年以来流域积雪呈现微弱增加的趋势, 积雪变化趋势呈现明显的时空差异. 相对于其他季节, 流域冬季积雪增加更为明显; 与其他高度带相比, 作为主要积雪覆盖区的海拔3 000~4 000 m高度带积雪的增加趋势也更为明显. 以流域所在的气象格网数据和积雪覆盖率变化曲线作为输入数据, 应用融雪径流模型(SRM)模拟了流域春季融雪径流过程, 率定了模型主要参数, 获得了较好的结果. 以CMIP5的3种RCP情景为驱动数据, 应用模型预估了流域2021-2050年的融雪径流状况, 结果显示 4月之前径流变化不明显, 之后径流峰值增大显著, 不同气候情景对径流的影响不明显.     

多源遥感数据反演土壤水分方法

基于ASAR-APP影像数据和光学影像数据,根据水云模型研究了小麦覆盖下地表土壤含水量的反演方法。利用TM和MODIS影像构建的植被生物、物理参数与实测小麦含水量进行回归分析,发现TM影像提取的归一化水分指数(NDWI)反演精度较好,相关系数达到0.87。根据这一关系,结合水云模型并联立裸露地表土壤湿度反演模型,建立了基于多源遥感数据的土壤含水量反演模型和参数统一求解方案。反演结果表明:该方案可得到理想的土壤水分反演精度,并可控制参数估计的误差。反演土壤含水量和准同步实测数据的相关系数为0.9,均方根误差为3.83%。在此基础上,分析了模型参数的敏感性,并制作了研究区土壤缺水量分布图。     

基于ASTER数据的石头口门水库水质参数定量遥感反演

提出了一种基于神经网络和遥感图像相结合的水质反演模型,构建了含有一个隐含层的两层BP神经网络反演模型.以石头口门水库为例,采用ASTER数据分析了石头口门水库水质污染状况,通过波段的DN值和常规监测数据建立能反映水质状况的污染物监测模型.以ASTER数据的前三个波段的反射率作为输入,溶解氧(DO),生化需氧量(BOD),氨氮(NH3-N)含量浓度作为输出,反演了石头口门水库的水质参数浓度.并给出石头口门水库水质污染状况分析,得出污染物浓度随着远离上游而增加.     

基于ETM+的积雪提取方法研究——以新疆玛纳斯河流域为例

为了高精度地提取积雪信息, 消除森林覆盖区以及结冰河流水体对于积雪信息提取的影响, 以Landsat ETM+为数据源, 分析了玛纳斯河流域积雪信息提取的归一化差值积雪指数阈值, 并建立积雪信息提取方法. 对研究区进行了积雪信息提取, 并与国际数据服务平台所得的积雪信息提取结果进行了比较. 结果表明: 基于Landsat数据利用归一化差值积雪指数提取积雪信息时, 其合理阈值应为0.37; 通过总体精度以及Kappa相关系数在结冰水体区域以及森林覆盖区域的提取结果进行对比, 认定所使用的提取方法更加准确可靠.     

祁连山区冰川演变特征及对气候变化的响应——以苏干湖流域为例

冰川是西北干旱地区河流补给的重要来源,近几十年来,受气候变化影响,西北内陆河冰川面积退缩强烈,对流域水资源产生重大影响。利用1989-2013年的TM/ETM+遥感影像资料,通过波段比值阈值法结合GIS技术,提取了祁连山区苏干湖流域共计17期冰川边界数据,分析了冰川规模的变化规律,并结合气象资料研究了冰川区夏季气温和前期降水与冰川面积变化的响应关系,同时进行了相关性分析。结果表明：1989-2013年冰川面积呈持续退缩趋势,缩减速率为-3.01 km²·a^-1,年平均面积退缩率为-0.87%,冰川面积由快速缩减变为略微消融。其中,1989-2000年冰川面积急剧退缩,缩减速率达到-4.49 km²·a^-1,2000年后冰川面积有较小的减少趋势,缩减速率为-0.09 km²·a^-1。分析认为,升温幅度的增大是导致20世纪90年代以来苏干湖流域冰川退缩加剧的根本原因,而冰川面积对于降水量的变化并不敏感,建立了冰川区7-8月平均气温与冰川面积的回归关系式。     

Landsat-TM遥感影像岸线变迁解译研究--以九龙江河口地区为例

利用遥感与GIS技术相合的手段，在分析九龙江河口地区地物波谱的基础上，对研究区两期遥感影像（1986年6月与2000年5月的陆地卫星Landsat—TM资料）进行解译和岸线提取。通过与20世纪70年代的地形图进行对比分析，发现九龙江北、西溪过河口大沙洲后分成北、中、南3个支流入海，其中以浒茂洲两侧的支流岸线变化最大；海门岛至口门段河口两侧岸线也有不同程度的变化；厦门西港海区是本研究区岸线变化最大的区域。文章最后对岸线变迁和河口淤积进行了初步的分析。     

融雪诱发型黄土滑坡活动特征与应急响应模式——以新疆伊犁则克台滑坡为例

2019年4月30日,在新疆的伊犁地区一个高位黄土滑坡复活启动,并远距离掩埋公路和阻塞河道。大约5.04×10⁵ m³黄土体高位滑移剪出冲击铲刮沟道及两侧岸坡。滑坡不定时复活启动机理难以琢磨。本文基于实地详细调查、遥感影像判识、气象数据分析和黄土特征试验等方法,以试图确定黄土滑坡的演变历史、运动过程和复活机理。研究表明,该滑坡曾发生两次大规模滑动破坏,且伴随着坡体地裂缝发展,每年黄土坡体发生不同程度的累积变形破坏。春季温度升高导致积雪快速消融入渗是黄土滑坡变形演化的最重要影响因素,春季融水和暴雨的耦合是控制黄土滑坡发生的根本原因。基于本次灾害发生后成功灾害应急响应过程,提出一种基于早期预警多部门联动的公路灾害应急响应模式。随着区域放牧活动增加和气候变暖加剧,该黄土滑坡将具有极大潜在复活滑动风险。研究可为寒冻区滑坡形成演化和破坏机理提供了新的视野,为服务新疆一带一路区域交通建设具有重要意义。     

基于低空遥感地貌观测的逆断层陡坎研究:以张流沟滩断层陡坎为例

活动断层相关地貌特征的定量研究是揭示古地震和断裂属性的重要依据,其中陡坎地貌是断裂活动的重要地貌响应,是有效识别活动断裂的重要地貌标志。近年来,无人机低空遥感观测技术的不断进步,使得高分辨率地貌数据的快速获取成为现实。本研究利用无人机低空遥感地貌观测技术,对张流沟滩处的断层陡坎附近进行高分辨率数字地形数据的采集。断层陡坎位于张流沟滩河流Ⅱ级阶地上,影像采集范围为800 m×400 m的矩形区域。经过一系列的影像处理,最终获取了目标区地面分辨率为0.1 m的DEM(数字高程模型)数据。基于该DEM数据可以提取到正交于断层陡坎的高程、坡度剖面。利用高程剖面所展示的地形地貌信息,可以提取到陡坎高度为(2.81±0.05) m;利用坡度剖面所展示的坡度曲线特征,可以推断该陡坎至少经历过两次断错活动事件,并且陡坎存在向上“凸起样式”。通过探槽解译,确定该陡坎下伏断裂至少发生过两次活动事件,其中较早的地震事件接近(3.68±0.14) ka B.P.,最晚期的地震活动应为1927年古浪8级地震,两次断裂活动累计垂直位移为(2.80±0.2) m。将以上两种研究方法相比较可以发现,探槽结构分析与低空遥感获取的定量化地貌信息分析结果基本一致,均能够有效揭示古地震期次及累计的同震位移量。最终本研究将探槽揭示的地层单元的沉积、构造信息与陡坎坡度数据特征相结合,提出了基于断层传播褶皱模型的“陡坎凸起”地貌响应样式来解释陡坎存在的向上“凸起样式”。实践证明,利用无人机低空遥感地貌观测技术能够定量、半定量化揭示下伏断裂的活动信息,结合传统断裂研究手段,可以更全面解释活动断层的沉积、构造特征及地形、地貌现象。总的来说,无人机低空遥感地貌观测技术的应用可作为传统古地震研究的辅助手段,并有其独特的方法优势。     

多源遥感数据在西藏念扎金矿地质勘查工作中的应用

文章以西藏念扎金矿为研究对象,提出在传统矿产勘查的地质填图、找矿预测等项工作中适宜多源遥感数据的介入。地质填图主要采用高分辨率遥感影像,以人机交互解译为主要方法;遥感找矿预测主要采用多光谱影像,通过寻找与成矿相关的特征矿物的光谱特征,反演目标矿物地表分布情况,从而提供找矿线索。结合传统工作手段验证遥感技术所获取的成果具有较强的可信度。     

遥感地质解译在增生杂岩专题地质填图中的应用——以柴达木盆地北缘托莫尔日特增生杂岩为例

造山带内增生杂岩的准确识别和详细解剖不仅对确定古洋盆和古俯冲带存在具有直接的指示意义,而且对区域矿产资源勘探具有重要的指导意义.专题地质填图是识别和解剖增生杂岩的有效手段,然而,部分艰险地区海拔高,交通不便,给填图工作造成了一定困难.遥感地质解译可为专题地质填图提供重要参考,因此,本文尝试基于多光谱遥感数据对柴达木盆地...     

区域控矿断裂带的航空高光谱遥感技术研究——以黑石山-花牛山深大断裂带为例

利用引进的CASI/SASI/TASI成像光谱系统在甘肃北山柳园-方山口地区获得了3500km2的高空间、高光谱分辨率遥感数据。应用该数据对柳园-方山口地区十余种矿化相关蚀变进行了精细矿物填图,根据蚀变矿物与断裂构造的空间关系,可以区分出成矿构造与非成矿构造。将识别出的成矿构造进行组合,可以得到研究区的成矿构造格架,再将该区已知矿床(点)分布图与其叠合,可以看出:该区已知矿床(点)明显受成矿构造格架控制。深入分析发现,其中黑石山-花牛山大断裂带为成矿构造格架的主干构造。该断裂带在遥感图像上呈"之"字形,通过对受该断裂控制的岩浆岩的岩性识别,确认其为一条深切硅镁壳的深大断裂带。断裂带的EW段在岩浆活动期间被拉张,造成花岗岩类-超基性岩浆的侵入,为成矿提供了重要的物源和热源。在成矿期黑石山-花牛山深大断裂带扭动方向发生了反转,由成岩期的右行变为左行,EW区段由拉张变为挤压,造成成矿热流体上升和对含矿地层的改造,有利于多金属矿床的形成。通过建立航空高光谱遥感找矿模型并开展模式找矿,在柳园-方山口地区新发现了7处多金属矿的找矿靶区(金3处,镍1处,钨钼1处,铜钼1处,铅银1处)。上述研究说明,航空高光谱遥感技术可以从一个新的角度来研究区域控矿断裂带及其成矿作用,并以新的思路和方法指导区域找矿工作。     

High-resolution study on the hydrochemical variations caused by the dilution of precipitation in the epikarst spring: an example spring of Landiantang at Nongla,Mashan, China

In addition to rainfall, high-resolution measurements of water level, pH, specific conductivity and temperature of Landiantang epikarst spring at Nongla, Mashan county in Guangxi Province, China were recorded in summer rainy season by using a data logger with time interval of fifteen minutes. Water from the spring issues along a karst conduit. During the rainstorms in summer, it was found that the pH and temperature of Landiantang spring increased while its specific conductivity decreased. As HCO₃ ⁻, Ca²⁺ and Mg²⁺ are the dominant ions, linear relationships between concentrations of those ions and specific conductivity were developed. According to the ion concentrations from the linear relationships, the saturation indexes of calcite (SI_C), the saturation indexes of dolomite (SI_D) and CO₂ partial pressure (Log ) of the spring were calculated. Results indicated that the Log of the spring during the rainstorms was lower than that without rain, and its SI_C and SI_D was also lower. Combined with the characteristics of the epikarst zone, it was inferred that the above results were caused by the dilution of rainwater, because overland flow with high pH (due to neutralization of carbonate rock dusts in the air to rainwater) and low specific conductivity traveling through the conduit rapidly during rainstorms, showed greater influences on the hydrochemical variations of the epikarst spring.