基于被动微波遥感和MODIS产品的天山雪水当量降尺度研究

摘要

目的：雪水当量（SWE）是水文模拟中的重要输入参数，能直观的反映出积雪中的水资源量。微波遥感数据空间分辨率普遍较低，本文提高了天山 AMSR-E（Advanced Microwave Scanning Radiometer-Earth Observing System）5日雪水当量产品的空间分辨率，
　　方法：本文将MOD10A2（Terra）和MYD10A2（Aqua）（500 m×500 m）8日积雪光学遥感数据与AMSR-E（25 km×25 km）5日雪水当量被动微波数据相结合，基于高分辨率的MODIS数据对低分辨率的AMSR-E数据进行了降尺度，并结合野外实测雪水当量数据进行了参数优化及修订，最后分析了天山积雪日及雪水当量的时空特征。
　　结果：（1）天山积雪日数分布极为不均，研究期内最大年平均积雪日数为193天，2002-2014年间天山绝大部分地区年积雪日变化趋势较为稳定，稳定区约占天山总面积的83.92％；在研究时段内天山总积雪日数主要集中在30天以内，其比例约为天山总面积的48%；各个高程带积雪日面积分布差异明显，但总体上积雪日数随着高程的增加而增加；从积雪日数随坡向分布来看，北坡、东北坡、东坡、西坡、西北坡所占面积比例（>30 d）相对高于其他坡向。
　　（2）参数修订前的降尺度模型计算结果高估了天山雪水当量，因此针对研究区林地、草地、耕地、裸地对模型进行了参数优化和修订，减小了误差，提出了不同下垫面的降尺度线性拟合方程，更准确的反映了天山雪水当量的空间分布。
　　（3）天山山区积雪期从当年10月开始至次年5月结束。雪水当量具有明显的季节性变化：冬季最大，夏季最小；天山山区月最大雪水当量和月平均雪水当量变化一致；从上一年的8月份到次年2月份，雪水当量依次增大；天山雪水当量在4、5月份和9、10月份具有持续性。
　　（4）从时间序列来看，在研究时段内整个天山雪水当量在各典型月并没有表现出明显的年际趋势变化，仅产生小幅波动，但天山雪水当量整体呈增加趋势；天山各区都有独立的积雪变化系统，但区域间也存在一致性，整个天山雪水当量在1月份的变化是南天山、中天山、北天山作用的总和，4月份主要受北天山及南天山的影响，而10月份受中天山影响最明显，北天山居中，南天山最弱。
　　结论：本研究建立的天山不同下垫面AMSR-E5日雪水当量降尺度模型及雪水当量数据集可为积雪气候预报提供理论基础，对天山水资源评价和合理配置具有参考意义。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及研究意义

1.2国内外研究进展

1.3 遥感数据的降尺度研究

1.4 研究内容

1.5研究思路和论文结构

第二章 研究区概况

2.1自然地理位置

2.2 地形与地貌特征

2.3气候特征

2.4 水文特征

第三章 数据与处理方法

3.1 遥感数据处理

3.2 地理信息数据

3.3 野外积雪参数的观测

3.4 积雪变化趋势分析

3.5雪水当量（SWEDS）降尺度计算

3.6误差精度分析

第四章 基于年积雪日遥感产品的天山雪水当量降尺度分析

4.1 基于MODIS的天山年积雪日（SDY）分布特征

4.2 降尺度模型参数优化及修订

4.3 降尺度结果在天山的适用性

4.4 本章小结

第五章 天山雪水当量时空分布特征分析

5.1 天山地区雪水当量年内变化特征分析

5.2 天山地区雪水当量年际变化特征分析

5.3 天山雪水当量变化趋势分析

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 本文主要结论

6.2 创新

6.3 不足及展望

参考文献

致谢

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