【摘 要】
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积雪是冰冻圈的重要组成部分,也是全球气候系统的重要组成部分,对地表能量平衡、水体通量、水文过程、大气等具有重要影响。中巴经济走廊是“一带一路”战略的旗舰项目,由于区域内地形复杂、海拔较高,积雪灾害频发,给中巴经济走廊基础设施建设带来了极大的挑战。利用地面气象台站进行积雪监测的传统方法已经不能满足社会发展需要,而遥感技术是积雪监测的最为有效的手段。本文采用遥感技术,基于MOD10A1积雪产品数据、L
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积雪是冰冻圈的重要组成部分,也是全球气候系统的重要组成部分,对地表能量平衡、水体通量、水文过程、大气等具有重要影响。中巴经济走廊是“一带一路”战略的旗舰项目,由于区域内地形复杂、海拔较高,积雪灾害频发,给中巴经济走廊基础设施建设带来了极大的挑战。利用地面气象台站进行积雪监测的传统方法已经不能满足社会发展需要,而遥感技术是积雪监测的最为有效的手段。本文采用遥感技术,基于MOD10A1积雪产品数据、Landsat OLI数据、ASMR‐E被动微波遥感数据,分析了中巴经济走廊2001‐2019年积雪覆盖面积变化特征、积雪覆盖日数变化特征、积雪深度变化特征;另外,结合地面台站观测气象数据,分析了积雪变化与气候因子的关系,对于准确掌握中巴经济走廊积雪时空变化信息、建立雪灾预警和监测数据库、评价该地区雪灾受灾状况、减少该地区雪灾受灾损失,具有重要意义。本文以中巴经济走廊为研究区,利用高精度的Landsat OLI数据,验证了研究区MOD10A1数据的分类精度;利用三次样条函数插值的方法,对研究区内MODIS数据进行去云处理,并验证去云精度,生成逐日无云积雪覆盖图,以此分析了积雪覆盖率的变化特征;利用气象台站所观测的月积雪深度数据,克里金空间插值的方法,生成研究区逐月积雪深度数据,并结合北半球年积雪深度数据,分析了积雪深度变化特征;将逐日无云积雪影像处理为“二值图”,并利用栅格运算,分析积雪日数的变化。本论文研究结果表明:(1)经验证,MOD10A1数据在无云状态下,分类的总体精度为95.8%,说明MOD10A1数据在研究区内具有很高的精度,适用于研究区积雪变化特征分析,但其易受云像元的影响,经过三次样条函数插值去云后的MOD10A1数据(算法总体误差为0.108),有效地减小了云像元的干扰。(2)利用生成的逐日无云积雪影像,通过统计分析,结果表明:2001‐2019年中巴经济走廊积雪面积总体上呈现减小趋势。中巴经济走廊积雪分布极不均匀,北部地区多于南部,山区及高原地区为积雪覆盖频次的高值区,平原为积雪覆盖频次的低值区,永久性积雪覆盖较少,兴都库什山脉和喜马拉雅山脉分布较少,主要集中在喀喇昆仑山脉,就分布范围而言,主要分布在4452m‐8378m。(3)插值生成的月积雪深度数据有效地弥补了研究区雪深数据不足,结合年雪深数据分析雪深变化,结果表明:中巴经济走廊2001‐2019年平均雪深在4.01cm‐8.64cm之间波动,平均雪深值最大为2008年的8.64cm,而2015年的平均雪深仅为4.01cm,达到19年间最低值,研究区19年间平均雪深为5.32cm。在研究时间段内,中巴经济走廊月平均积雪深度呈现下降趋势,2月份积雪平均雪深达到最大值。积雪深度受到地形、海拔、气温、降水等因素的影响,中巴经济走廊地区的积雪深度在不同分带的差异明显,其中分带5在19年间的雪深均值为最高13cm。(4)中巴经济走廊地区积雪日数随着海拔的升高呈现增加的趋势,不同分带积雪覆盖日数的空间变化较为明显。在分带1、分带2、分带3,积雪存在主要形式为短期积雪区,多年平均分布面积分别占各分带面积的88.18%、54.35%、38.45%。分带4积雪存在的主要形式为中长期积雪区,多年平均分布面积占研究区面积的45.24%。分带5的积雪主要存在形式为长期积雪,其多年平均分布面积占研究区面积的44.35%。积雪覆盖日数在19年来的总体呈下降趋势,在部分年际间有波动。短期积雪区与中期积雪区的空间变化明显,并且年际波动显著。
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