论文部分内容阅读
雪广泛存在于高海拔山区与南北极地区,是主要地表类型之一,积雪大致分为季节性积雪与永久性积雪,在中高纬度,除永久性积雪外,季节性积雪分布更为广泛。因此,积雪对局地及全球水资源管理和利用、气候变化、农牧业可持续发展、自然灾害预测与生态环境稳定产生了深远影响。新疆地处干旱半干旱地球,气候干燥少雨,积雪是大部分河流的重要补给方式。以此同时,积雪也是融雪型洪水与冰雪灾害诱发的主要原因。积雪信息的准确提取是干旱区积雪研究的重要方向,因此,快速、准确、便捷地获取积雪信息及其分布情况对于新疆农牧业可持续发展、水文水资源的模拟预测等有重要意义。积雪融水在干旱半干旱区农业灌溉中有极其重要的意义,而新疆地处干旱区半干旱区,积雪资源主要分布于三大山脉,季节性积雪量十分丰富。由于新疆的季节性积雪融水是众多河流补给形式,因此,新疆的农牧业生产活动高度依赖着积雪融水,但积雪也是融雪型洪水与冰雪灾害诱发的主要原因。因此,准确、全面的反映积雪分布情况,对于新疆水文预报及融雪径流模拟、冰雪灾害预警都有十分重要意义。遥感技术可以弥补一些高海拔偏远山区监测不足的地方,遥感技术以其宏观、综合快速、多时相的优势成为大尺度监测积雪信息的主要手段。遥感技术能够宏观、快速、准确地获取地表信息,并且在积雪研究方面,已得到广泛使用。现阶段,根据多源遥感数据已发展出归一化积雪指数(NDSI)、Snowmap算法、雪盖率、混合像元分解法等一系列积雪信息提取方法。其中,MODIS、Landsat TM遥感影像数据是地积雪信息提取方法中较为普遍使用的类型,MODIS利用自身较高的时间分辨率可反演大尺度范围的积雪信息。本文以MODIS影像为主要数据源,特征空间为理论基础。建立NDSI-Albedo、NDSI-NDVI特征空间对研究区的积雪面积进行提取。利用NWFE对研究区的影像进行纹理信息提取,选择最优窗口与步长,将最优纹理信息参数输入SVM中,提取积雪信息。以Landsat5TM影像数据的NDSI作为“真值”与三种积雪信息反演结果作精度对比验证。本文还以MOD10C2与AMSR-E积雪产品为数据源,对新疆2002-2011年春汛期间的积雪信息作时空变化分析,阐述了新疆积雪信息空间分异规律,并结合地表温度、地形、海拔高度、植被等因素予以解释说明。研究结果表明:(1)相比两种特征空间方法,辅以纹理特征的支持向量机(SVM)分类结果精度较低,两种特征空间方法提取积雪信息精度比较接近,NDSI-NDVI特征空间提取精度最佳。(2)通过对10年春汛期间积雪信息变化分析,以天山中段典型研究区为例分析,发现东北部地区地表温度较高,积雪融化较快,积雪覆盖较少。南部地区温度整体偏低,积雪面积较大。因为地形上阳、阴坡的日照能量不同,所以导致阴坡温度低于阳坡,积雪融化速度也较慢。研究区海拔起伏较大地区,接受太阳辐射能量多,积雪融化速度快与平坦区域;高植被覆盖地区的积雪温度高于无植被覆盖地区,在一定程度上加速或减缓积雪的融化。