基于ENVI 5.1軟件平臺,采用Landsat-7和Landsat-8衛(wèi)星遙感圖像,對吉林市豐滿水庫的衛(wèi)星遙感圖像進行冰情解譯和庫表溫度反演,探究豐滿水庫的整體冰情演變規(guī)律及其與庫區(qū)水體熱力演變的關系。結(jié)果表明:在整個冰期,豐滿水庫入流條件穩(wěn)定,庫區(qū)冰情受水體熱力學影響顯著;在結(jié)冰期,庫區(qū)表層水溫呈庫中低、壩前和庫尾高的分布規(guī)律,結(jié)冰過程從庫區(qū)中部開始,逐漸向壩前和庫尾發(fā)展,壩前最后封凍;在穩(wěn)封期,庫區(qū)冰蓋下水溫呈垂向逆溫分布,冰蓋厚度沿程分布不均勻,庫尾存在10～30 km的明流段;在開河期,庫區(qū)表層水溫自庫尾至壩前呈沿程降溫分布,水庫以文開河的形式自庫尾向壩前逐漸開河。 

【文章來源】：水利水運工程學報. 2020,(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

2014年2月23日豐滿水庫立面二維水溫與冰蓋分布

冰情解譯的主要步驟為條帶修復、波段疊加、RGB假彩色增強、圖像分類和數(shù)據(jù)提取。Landsat-7衛(wèi)星遙感圖像在進行單波段圖像條帶修復后，對Band 1～Band 5進行疊加；Landsat-8衛(wèi)星遙感圖像對Band2～Band 6進行疊加。根據(jù)不同波段RGB組合對地物增強的效果經(jīng)驗和嘗試，Landsat-7衛(wèi)星遙感圖像采用Band 4,Band 5,Band 3的RGB假彩色合成方案；Landsat-8衛(wèi)星遙感圖像采用Band 5,Band 6,Band 4的RGB假彩色合成方案。之后采用非監(jiān)督分類法的ISODATA分類器進行圖像分類，分類結(jié)果根據(jù)目視解譯以及先驗實地調(diào)查進行定義并子類合并，最終將水庫內(nèi)的地物識別定義成冰和水。圖2為冰情解譯結(jié)果與當日衛(wèi)星遙感照片對比，結(jié)果顯示二者吻合良好�；谳椛鋫鬏敺匠谭ǖ腡IRS地表溫度反演主要步驟為輻射定標、大氣校正、地表比輻射率計算、黑體輻射亮度計算和地表溫度計算。采用ENVI 5.1軟件的輻射定標工具，自動讀取元數(shù)據(jù)文件中的增益以及補償數(shù)據(jù)，對多光譜和熱紅外數(shù)據(jù)依次進行輻射定標；采用FLAASH Atmospheric Correction工具，根據(jù)豐滿地區(qū)緯度和衛(wèi)星遙感圖像拍攝時間選擇合適的MODTRAN大氣模型參數(shù)。為獲取較精確的地表比輻射率數(shù)據(jù)，采用覃志豪等[16]提出的地表比輻射率計算方法，將地表分成水體、自然表面和城鎮(zhèn)區(qū)，分別對這3種地表類型計算地表比輻射率。在完成黑體輻射亮度計算和地表溫度計算后，將反演結(jié)果與實測水溫進行對比，以驗證該方法的反演精度。結(jié)果（表1）顯示：反演水溫在升溫期（降溫期）均略高于（低于）實測水溫；反演水溫與實測水溫基本相近，絕對誤差在0.4～2.4℃，反演效果較為理想。

2011-2012年、2012-2013年豐滿水庫結(jié)冰期冰情解譯結(jié)果分別如圖3和圖4所示，表2為豐滿水庫結(jié)冰期冰覆蓋面積統(tǒng)計。豐滿水庫歷史封河時段為12月中旬至1月中旬，從獲得的最早冰情出現(xiàn)和最早完全封凍圖像并結(jié)合歷史冰情數(shù)據(jù)可以推斷，2011-2012年的初冰時間為11月下旬，完全封凍時間為12月下旬，結(jié)冰期歷時約1個月；2012-2013年的初冰時間為11月下旬，完全封凍時間為12月下旬至1月上旬，結(jié)冰期歷時1.0至1.5個月。解譯和統(tǒng)計結(jié)果表明：豐滿水庫結(jié)冰過程以熱力結(jié)冰為主，無顯著的流冰出現(xiàn)；主庫中段（距壩前72～90 km區(qū)域）首先封凍，之后結(jié)冰區(qū)域分別向壩前和庫尾發(fā)展；蛟河支庫和主庫庫尾結(jié)冰較早，壩前最后封凍；這種結(jié)冰規(guī)律，與多欽科1[]所總結(jié)的第三類水庫結(jié)冰順序一致，其產(chǎn)生原因主要來自上游梯級電站泄水影響；穩(wěn)封期冰覆蓋率超過97.0%，除庫尾外均處于封凍狀態(tài)，無清溝或開敞水域；庫尾段由于受上游紅石電站冬季下泄高溫水（2.5℃左右）影響，在結(jié)冰后期存在10～20 km的明流段。圖4 2012-2013年豐滿水庫結(jié)冰期冰情解譯結(jié)果

【參考文獻】：
期刊論文
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