石羊河流域冰川系統(tǒng)的脆弱性評價
發(fā)布時間:2021-09-05 18:13
冰川是干旱內(nèi)陸河流域重要的水資源,氣候變暖勢必會造成冰川的劇烈萎縮,對流域水資源和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生重要影響。石羊河是河西走廊三大內(nèi)陸河之一,高山區(qū)冰雪融水是流域生產(chǎn)、生活和維持生態(tài)環(huán)境的重要水資源形式。受全球氣候變化影響,石羊河流域的冰川退縮嚴重,冰川退縮導致融水徑流減少,直接影響到流域水資源量,對流域生態(tài)環(huán)境安全帶來不利影響。氣候變化背景下,開展石羊河流域冰川系統(tǒng)脆弱性評價研究,厘清冰川變化現(xiàn)狀,確定冰川變化的驅(qū)動因子,進而建立脆弱性評價指標體系,對石羊河流域冰川脆弱性進行評價,可為石羊河流域應對氣候變化和水資源管理提供參考,具有重要現(xiàn)實意義。本文基于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù),對生態(tài)系統(tǒng)非常脆弱的石羊河流域開展冰川變化及脆弱性評價研究,主要工作包括:(1)運用GIS和RS技術結(jié)合人工目視解譯,提取1995年、2002年、2009年、2015年、2016年5期遙感影像冰川邊界信息,結(jié)合1973年冰川數(shù)據(jù)資料,分析過去45間年石羊河流域冰川變化情況;(2)根據(jù)提取的冰川信息,結(jié)合DEM數(shù)據(jù)提取坡度、朝向、海拔三種地形因子;谙嚓P性分析與地理探測器的方法,對冰川變化與地形因子進行相關性分析,并...
【文章來源】:蘭州交通大學甘肅省
【文章頁數(shù)】:50 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
石羊河流域研究區(qū)概況圖
蘭州交通大學碩士學位論文-13-3.2.2數(shù)據(jù)處理石羊河流域冰川規(guī)模小,數(shù)量少,小冰川變化易受地形因素的影響[10]。因此,采用4期不同時段的Landsat衛(wèi)星影像和1期分辨率為4米的Spot6影像,對不同時段冰川變化開展量化研究;同時各時段影像間隔7年,有利于避免因時間間隔不統(tǒng)一在冰川邊緣線提取時誤差對變化趨勢的影響。在ArcGIS軟件下將遙感影像和地形圖配準建立統(tǒng)一坐標系,統(tǒng)一投影為UTM/WGS84。使用ENVI軟件對遙感影像進行輻射校正、大氣校正、幾何校正、正射校正與波段融合。預處理之后在ENVI中使用主成分分析法將遙感影像和DEM數(shù)據(jù)進行融合。(1)冰川面積參數(shù)(冰川規(guī)模)的提取許多研究表明,利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)監(jiān)測冰川,提取冰川面積信息效果最好[76]。為了提高冰川信息的提取精度,在Arcview中加載融合后的影像,通過人工目視解譯的方法,確定不同時期的冰川輪廓線,提取面積、長度等形態(tài)參數(shù)。判讀過程中參考圖像特征信息(冰川覆蓋的色調(diào)、形狀、大孝紋理和陰影)和地貌形態(tài)特征信息(如冰川在地表的侵蝕和堆積痕跡、冰斗、冰川槽谷、側(cè)磧垅、終磧垅等)進行參數(shù)提齲部分提取結(jié)果如圖3.2所示,由公式2.3對提取的結(jié)果進行精度評價,計算得出,單條冰川的誤差面積為+0.0022km2。圖3.2部分冰川邊界分布
蘭州交通大學碩士學位論文-15-式(3.2)中:BandX和BandY代表可見光和短波紅外的波段。(8)冰川類型冰川類型受地形影響而表現(xiàn)出不同的特征,文中對冰川類型的賦值根據(jù)中國冰川目錄中的賦值方法。石羊河流域的冰川類型有:懸冰川、冰斗—懸冰川、冰斗冰川、冰斗—山谷冰川、山谷冰川、峽谷冰川6大類,分別賦值1-6。(9)積雪反照率積雪反照率是高寒地區(qū)影響氣候變化的關鍵因素之一,積雪反照率的變化會引起對流交換,導致地表輻射能量的嚴重損失,從而影響降水的變化。同時,積雪反照率對積雪融化亦有影響,是季節(jié)性雪蓋變化的重要影響因子[67-69]。積雪反照率的提取通過遙感影像反演獲得,流程圖如下(圖3.3)。首先運用公式(3.3)計算出TM/ETM+影像全波段的反照率[70],然后完成窄波段向?qū)挷ǘ无D(zhuǎn)化應用公式進行計算。ATM/ETM+=0.00184+0.365ɑ1+0.130ɑ3+0.373ɑ4+0.085ɑ5+0.072ɑ7(3.3)式(3.3)中:ɑi為遙感影像數(shù)據(jù)中第i個波段的反射率。3.3TM/ETM+影像反照率反演流程圖3.3本章小結(jié)這一章節(jié)詳細介紹研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源。研究區(qū)主要從地理位置、自然概況和社會經(jīng)濟概況三方面進行概述,數(shù)據(jù)來源從獲。ㄙ徺I)途徑到具體影像的數(shù)據(jù)信息進行了說明,數(shù)據(jù)處理將做評價分析的所有指標的提取步驟做了詳細的介紹,為本文的研究提供了數(shù)據(jù)支持。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于PSR模型的塔里木河流域生態(tài)脆弱性評價[J]. 薛聯(lián)青,王晶,魏光輝. 河海大學學報(自然科學版). 2019(01)
[2]西昆侖山崇測冰川區(qū)多源遙感影像的冰川信息提取方法研究[J]. 韓惠,楊曉輝,趙井東. 冰川凍土. 2018(05)
[3]基于熵值法的山西省水資源脆弱性模糊綜合評價[J]. 杜娟娟. 水資源開發(fā)與管理. 2018(09)
[4]地理探測器方法下甘肅白龍江流域景觀破碎化與驅(qū)動因子分析[J]. 張金茜,鞏杰,柳冬青. 地理科學. 2018(08)
[5]西北干旱荒漠生態(tài)區(qū)脆弱性動態(tài)監(jiān)測及驅(qū)動因子定量分析[J]. 郭兵,孔維華,姜琳. 自然資源學報. 2018(03)
[6]冰川分布格局對地理因子響應機制[J]. 張正勇,劉琳,徐麗萍. 生態(tài)環(huán)境學報. 2018(02)
[7]一種基于SWAT模型的干旱牧區(qū)生態(tài)脆弱性評價方法——以艾布蓋河流域為例[J]. 宋一凡,郭中小,盧亞靜,廖梓龍,徐曉民. 生態(tài)學報. 2017(11)
[8]地理探測器:原理與展望[J]. 王勁峰,徐成東. 地理學報. 2017(01)
[9]近50年來祁連山冰川變化——基于中國第一、二次冰川編目數(shù)據(jù)[J]. 孫美平,劉時銀,姚曉軍,郭萬欽,許君利. 地理學報. 2015(09)
[10]冰凍圈及其變化的脆弱性與適應研究體系[J]. 楊建平,丁永建,方一平,秦大河. 地球科學進展. 2015(05)
本文編號:3385842
【文章來源】:蘭州交通大學甘肅省
【文章頁數(shù)】:50 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
石羊河流域研究區(qū)概況圖
蘭州交通大學碩士學位論文-13-3.2.2數(shù)據(jù)處理石羊河流域冰川規(guī)模小,數(shù)量少,小冰川變化易受地形因素的影響[10]。因此,采用4期不同時段的Landsat衛(wèi)星影像和1期分辨率為4米的Spot6影像,對不同時段冰川變化開展量化研究;同時各時段影像間隔7年,有利于避免因時間間隔不統(tǒng)一在冰川邊緣線提取時誤差對變化趨勢的影響。在ArcGIS軟件下將遙感影像和地形圖配準建立統(tǒng)一坐標系,統(tǒng)一投影為UTM/WGS84。使用ENVI軟件對遙感影像進行輻射校正、大氣校正、幾何校正、正射校正與波段融合。預處理之后在ENVI中使用主成分分析法將遙感影像和DEM數(shù)據(jù)進行融合。(1)冰川面積參數(shù)(冰川規(guī)模)的提取許多研究表明,利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)監(jiān)測冰川,提取冰川面積信息效果最好[76]。為了提高冰川信息的提取精度,在Arcview中加載融合后的影像,通過人工目視解譯的方法,確定不同時期的冰川輪廓線,提取面積、長度等形態(tài)參數(shù)。判讀過程中參考圖像特征信息(冰川覆蓋的色調(diào)、形狀、大孝紋理和陰影)和地貌形態(tài)特征信息(如冰川在地表的侵蝕和堆積痕跡、冰斗、冰川槽谷、側(cè)磧垅、終磧垅等)進行參數(shù)提齲部分提取結(jié)果如圖3.2所示,由公式2.3對提取的結(jié)果進行精度評價,計算得出,單條冰川的誤差面積為+0.0022km2。圖3.2部分冰川邊界分布
蘭州交通大學碩士學位論文-15-式(3.2)中:BandX和BandY代表可見光和短波紅外的波段。(8)冰川類型冰川類型受地形影響而表現(xiàn)出不同的特征,文中對冰川類型的賦值根據(jù)中國冰川目錄中的賦值方法。石羊河流域的冰川類型有:懸冰川、冰斗—懸冰川、冰斗冰川、冰斗—山谷冰川、山谷冰川、峽谷冰川6大類,分別賦值1-6。(9)積雪反照率積雪反照率是高寒地區(qū)影響氣候變化的關鍵因素之一,積雪反照率的變化會引起對流交換,導致地表輻射能量的嚴重損失,從而影響降水的變化。同時,積雪反照率對積雪融化亦有影響,是季節(jié)性雪蓋變化的重要影響因子[67-69]。積雪反照率的提取通過遙感影像反演獲得,流程圖如下(圖3.3)。首先運用公式(3.3)計算出TM/ETM+影像全波段的反照率[70],然后完成窄波段向?qū)挷ǘ无D(zhuǎn)化應用公式進行計算。ATM/ETM+=0.00184+0.365ɑ1+0.130ɑ3+0.373ɑ4+0.085ɑ5+0.072ɑ7(3.3)式(3.3)中:ɑi為遙感影像數(shù)據(jù)中第i個波段的反射率。3.3TM/ETM+影像反照率反演流程圖3.3本章小結(jié)這一章節(jié)詳細介紹研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源。研究區(qū)主要從地理位置、自然概況和社會經(jīng)濟概況三方面進行概述,數(shù)據(jù)來源從獲。ㄙ徺I)途徑到具體影像的數(shù)據(jù)信息進行了說明,數(shù)據(jù)處理將做評價分析的所有指標的提取步驟做了詳細的介紹,為本文的研究提供了數(shù)據(jù)支持。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于PSR模型的塔里木河流域生態(tài)脆弱性評價[J]. 薛聯(lián)青,王晶,魏光輝. 河海大學學報(自然科學版). 2019(01)
[2]西昆侖山崇測冰川區(qū)多源遙感影像的冰川信息提取方法研究[J]. 韓惠,楊曉輝,趙井東. 冰川凍土. 2018(05)
[3]基于熵值法的山西省水資源脆弱性模糊綜合評價[J]. 杜娟娟. 水資源開發(fā)與管理. 2018(09)
[4]地理探測器方法下甘肅白龍江流域景觀破碎化與驅(qū)動因子分析[J]. 張金茜,鞏杰,柳冬青. 地理科學. 2018(08)
[5]西北干旱荒漠生態(tài)區(qū)脆弱性動態(tài)監(jiān)測及驅(qū)動因子定量分析[J]. 郭兵,孔維華,姜琳. 自然資源學報. 2018(03)
[6]冰川分布格局對地理因子響應機制[J]. 張正勇,劉琳,徐麗萍. 生態(tài)環(huán)境學報. 2018(02)
[7]一種基于SWAT模型的干旱牧區(qū)生態(tài)脆弱性評價方法——以艾布蓋河流域為例[J]. 宋一凡,郭中小,盧亞靜,廖梓龍,徐曉民. 生態(tài)學報. 2017(11)
[8]地理探測器:原理與展望[J]. 王勁峰,徐成東. 地理學報. 2017(01)
[9]近50年來祁連山冰川變化——基于中國第一、二次冰川編目數(shù)據(jù)[J]. 孫美平,劉時銀,姚曉軍,郭萬欽,許君利. 地理學報. 2015(09)
[10]冰凍圈及其變化的脆弱性與適應研究體系[J]. 楊建平,丁永建,方一平,秦大河. 地球科學進展. 2015(05)
本文編號:3385842
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