北疆區(qū)域積雪深度變化的遙感監(jiān)測(cè)研究.pdf

1、本論文以分析反演積雪覆蓋與雪深為目標(biāo)，利用積雪觀測(cè)、實(shí)測(cè)資料以及相應(yīng)時(shí)次的MODIS衛(wèi)星資料，以GIS技術(shù)手段的測(cè)試反演分析方法，運(yùn)用系統(tǒng)的遙感科學(xué)理論和數(shù)值分析模擬方法，建立MODIS資料的積雪覆蓋率與深度的反演模型，探討了積雪深度變化和氣候之間的相互反饋及影響作用。論文資料選取北疆地區(qū)20個(gè)基本氣象臺(tái)站1971~2006年36年的年最大積雪深度的實(shí)測(cè)資料，建立年最大積雪深度時(shí)間序列；根據(jù)2004-2006年度冬季伊犁河谷地區(qū)積雪站資

2、料和2003-2006年度冬季相關(guān)氣象臺(tái)站雪深資料進(jìn)行了分析。針對(duì)典型地區(qū)積雪深度和密度狀況2009-2010年冬季進(jìn)行了多次野外實(shí)測(cè)，共獲取127個(gè)樣本數(shù)據(jù)，為模型研建與驗(yàn)證提供了第一手寶貴資料。同時(shí)收集了對(duì)應(yīng)的MODIS晴空探測(cè)資料，在MODIS多光譜多波段資料處理分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)雪深反演自動(dòng)判識(shí)這一難點(diǎn)，利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法結(jié)合不同目標(biāo)物的光譜特性知識(shí)庫(kù)，同時(shí)考慮下墊面條件（包括地表積雪覆蓋度、反射率、積雪密度）等多種因子和季節(jié)性等

3、對(duì)積雪深度分布的影響，實(shí)現(xiàn)云、雪、地表、水體等各種目標(biāo)物的自動(dòng)判識(shí)和積雪分類。分析研究采取多學(xué)科交叉融合，從野外實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)收集到模型模擬和區(qū)域集成的技術(shù)路線。通過(guò)對(duì)區(qū)域氣候變化、積雪觀測(cè)事實(shí)分析，以山區(qū)積雪制圖為基礎(chǔ)，將積雪覆蓋信息和地理信息數(shù)據(jù)在GIS空間分析技術(shù)支持下進(jìn)行多元數(shù)據(jù)融合、柵格運(yùn)算、積雪覆蓋度計(jì)算等多種處理，制作出觀測(cè)區(qū)和自然流域的積雪產(chǎn)品，建立EOS/MODIS積雪遙感監(jiān)測(cè)與GIS應(yīng)用技術(shù)的積雪深度反演模型。結(jié)果表明北

4、疆地區(qū)季節(jié)性積雪年際波動(dòng)不大，年際變化的區(qū)域差異不顯著，相對(duì)比較穩(wěn)定。在區(qū)域氣候變暖的背景下，該地區(qū)季節(jié)性積雪與青藏高原積雪和兩極地區(qū)的冰蓋變化趨勢(shì)一樣，通過(guò)平均差值法、最小二乘法和自回歸滑動(dòng)平均法三種統(tǒng)計(jì)模式檢驗(yàn)，北疆地區(qū)季節(jié)性積雪隨著區(qū)域氣候的變暖而有所增加。季節(jié)性積雪的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)是冬季氣溫、降水長(zhǎng)期波動(dòng)變化的結(jié)果，季節(jié)性積雪的年際變化與冬季平均氣溫的波動(dòng)呈弱的負(fù)相關(guān)，與冬季降水的波動(dòng)呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。通過(guò)利用MODIS衛(wèi)星資料