本文關(guān)鍵詞：基于遙感及GIS技術(shù)的寒區(qū)積雪水文模擬研究

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【摘要】：積雪水文模型是研究融雪動(dòng)態(tài)的重要方法和途徑,積雪水熱過(guò)程的模擬己成為全球氣候變化等研究的焦點(diǎn)之一。我國(guó)處于對(duì)氣候變化極為敏感的地帶,是中、低緯度地區(qū)冰凍圈最發(fā)育的國(guó)家,積雪作為重要的淡水資源庫(kù),對(duì)草地畜牧業(yè)及其它行業(yè)具有重要影響。因此,建立適合我國(guó)高寒山區(qū)的積雪水文模型,對(duì)高寒山區(qū)積雪水文模擬和預(yù)測(cè)具有重要意義。 本研究結(jié)合多源遙感積雪觀測(cè)資料,選取代表我國(guó)高寒山區(qū)流域典型特征的新疆瑪納斯河流域和青海八寶河流域作為研究區(qū),建立了次網(wǎng)格積雪分布模型；利用已有的多種積雪水文模型優(yōu)勢(shì),耦合建立了新的積雪水文模型,采用粒子群優(yōu)化算法確定了模型參數(shù)。在八寶河流域,比較分析了遙感積雪面積數(shù)據(jù)在改進(jìn)我國(guó)高寒山區(qū)積雪水文模型的模擬效果方面的作用。在瑪納斯河流域,對(duì)本研究建立的積雪水文模型進(jìn)行了驗(yàn)證及精度評(píng)價(jià)。研究結(jié)果如下 1)利用多源衛(wèi)星遙感積雪觀測(cè)資料,建立了次網(wǎng)格積雪分布模型,選取模型最優(yōu)參數(shù)值。當(dāng)模型參數(shù)k值取0.0028時(shí),次網(wǎng)格積雪分布模擬精度最高,整體精度達(dá)70.36%,Kappa系數(shù)為0.5262；坡度RMSE為3.8854°,坡向正弦值RMSE為0.3877,坡向誤差為22.8115°,最終選取0.0028為次網(wǎng)格積雪分布模型參數(shù)k值。 2)次網(wǎng)格積雪分布模型的模擬精度較高,能夠用于次網(wǎng)格積雪分布模擬研究。采用TM、CHRIS、EO-1共18幅較高分辨率的多源遙感影像的積雪二值圖,對(duì)次網(wǎng)格積雪分布模型精度驗(yàn)證的結(jié)果表明,整體精度平均值為70.96%,Kappa系數(shù)平均值為0.5346,坡向RMSE的平均值為3.8794°,坡向正弦值RMSE的平均值為0.3862,坡向平均誤差為22.7183°。 3)應(yīng)用遙感積雪面積監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),可提高積雪水文模型對(duì)雪水當(dāng)量的模擬精度。在八寶河流域,采用粒子群優(yōu)化算法,確定了八寶河流域的積雪水文模型的16個(gè)參數(shù),比較加入遙感積雪面積數(shù)據(jù)前后積雪水文模型對(duì)雪水當(dāng)量的模擬精度發(fā)現(xiàn),2008年5-6月埡口站雪水當(dāng)量的Nash系數(shù)分別為0.5916和0.6128,11個(gè)樣方點(diǎn)雪水當(dāng)量的決定系數(shù)R2分別為0.1040和0.4819。 4)結(jié)合遙感積雪面積監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),能夠提高積雪水文模型對(duì)積雪面積覆蓋率的模擬精度。比較2001-2008年八寶河流域積雪水文模型對(duì)整體積雪面積覆蓋率的模擬精度得出,融雪季決定系數(shù)R2值大多高于全年R2值,說(shuō)明本研究提出的積雪水文模型在融雪季對(duì)積雪面積覆蓋率的模擬優(yōu)于積雪季。加入遙感積雪面積數(shù)據(jù)前后,全年R2平均值分別為0.4429和0.5467,融雪季R2平均值分別為0.5790和0.6181。 5)應(yīng)用遙感積雪面積數(shù)據(jù),可以提高積雪水文模型對(duì)徑流量的模擬精度,對(duì)改進(jìn)積雪水文模型的模擬效果具有重要作用。比較2001-2008年八寶河流域積雪水文模型對(duì)徑流量的模擬精度表明,加入遙感積雪面積數(shù)據(jù)前后,Nash系數(shù)平均值分別為0.3869和0.6111,體積差Dv平均值分別為12.08%和9.77%。 6)在瑪納斯河流域,本研究建立的積雪水文模型對(duì)雪水當(dāng)量和徑流量的模擬精度較高,能夠用于瑪納斯河流域的融雪模擬研究。2012年旱卡子站雪水當(dāng)量的模擬精度較高,Nash系數(shù)達(dá)0.8334；2008-2012年徑流量模擬效果較好,Nash系數(shù)的平均值達(dá)0.8113,體積差Dv的平均值為10.99%。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：P426.635;P208;P407

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 李新 ,程國(guó)棟;A GIS-aided response model of high-altitude permafrost to global change[J];Science in China(Series D:Earth Sciences);1999年01期

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本文編號(hào)：1136686