北疆区域积雪深度变化的遥感监测研究

摘要

本论文以分析反演积雪覆盖与雪深为目标，利用积雪观测、实测资料以及相应时次的MODIS卫星资料，以GIS技术手段的测试反演分析方法，运用系统的遥感科学理论和数值分析模拟方法，建立MODIS资料的积雪覆盖率与深度的反演模型，探讨了积雪深度变化和气候之间的相互反馈及影响作用。论文资料选取北疆地区20个基本气象台站1971~2006年36年的年最大积雪深度的实测资料，建立年最大积雪深度时间序列；根据2004-2006年度冬季伊犁河谷地区积雪站资料和2003-2006年度冬季相关气象台站雪深资料进行了分析。针对典型地区积雪深度和密度状况2009-2010年冬季进行了多次野外实测，共获取127个样本数据，为模型研建与验证提供了第一手宝贵资料。同时收集了对应的MODIS晴空探测资料，在MODIS多光谱多波段资料处理分析的基础上，针对雪深反演自动判识这一难点，利用数学统计方法结合不同目标物的光谱特性知识库，同时考虑下垫面条件（包括地表积雪覆盖度、反射率、积雪密度）等多种因子和季节性等对积雪深度分布的影响，实现云、雪、地表、水体等各种目标物的自动判识和积雪分类。分析研究采取多学科交叉融合，从野外实验、数据收集到模型模拟和区域集成的技术路线。通过对区域气候变化、积雪观测事实分析，以山区积雪制图为基础，将积雪覆盖信息和地理信息数据在GIS空间分析技术支持下进行多元数据融合、栅格运算、积雪覆盖度计算等多种处理，制作出观测区和自然流域的积雪产品，建立EOS/MODIS积雪遥感监测与GIS应用技术的积雪深度反演模型。结果表明北疆地区季节性积雪年际波动不大，年际变化的区域差异不显著，相对比较稳定。在区域气候变暖的背景下，该地区季节性积雪与青藏高原积雪和两极地区的冰盖变化趋势一样，通过平均差值法、最小二乘法和自回归滑动平均法三种统计模式检验，北疆地区季节性积雪随着区域气候的变暖而有所增加。季节性积雪的长期变化趋势是冬季气温、降水长期波动变化的结果，季节性积雪的年际变化与冬季平均气温的波动呈弱的负相关，与冬季降水的波动呈显著的正相关关系。通过利用MODIS卫星资料的分析和建立的反演模型，基本了解北疆区域积雪的积累和分布的规律，为新疆积雪的定性、定量及动态变化分析提供重要技术手段，为新疆气象部门拓展服务领域，指导农牧业生产和积雪的防灾减灾决策提供直观和及时的服务产品。

目录

文摘

英文文摘

声明

1引言

2 北疆地区气候和积雪的区域特征

3 积雪的密度

4 积雪深度遥感反演

5 积雪深度与气候变化

6 积雪覆盖的遥感判别

7 积雪对气候的响应和生态的作用

研究结果和讨论

参考文献

在读期间发表的论文

后记