基于多光谱遥感的湖冰物候监测方法研究进展

发布时间：2024-05-31 00:33

　　湖冰是气候变化的指示器,其中湖冰物候与短期或长期的全球变暖、大气变化、大洋涛动等相关性显著。湖冰物候期的提取是分析湖冰对全球气候响应规律的基础,也是研究全球气候变化的重要组成部分。传统以人工或气象站点观测的湖冰物候事件的方法无法满足研究需要,遥感技术尤其是多光谱遥感提供了强有力的技术支撑。本文以湖泊冰物候事件为基础,总结了湖泊冰物候定义的四种方法;再由遥感湖冰监测的机理,指出湖冰的反射光谱特征,在此基础上综述多光谱遥感监测湖冰物候的方法,并对比几种方法的优劣。本文是利用多光谱遥感技术提取湖泊冰物候的重要依据,为遥感在湖泊冰物候变化监测和气候变化响应研究中的应用奠定了基础。

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【部分图文】：

图1湖冰物候定义示意图

湖冰物候期主要包括湖冰的4个时间点[5,18,20,29]:开始冻结时间FO(Freeze-Onset),即湖泊表面湖冰开始出现的时间点;完全冻结时间FU(Freeze-Up),即湖泊表面首次出现全部冻结的时间点;开始融化时间BO(Break-Onset),即完全封冻的湖泊,湖冰....

图2湖冰过程示意图

秋季湖泊表面没有冰覆盖,湖冰所占比例为0%。随着天气变冷,湖冰开始出现,定义此时为FO,之后冰面积继续扩大,当湖冰面积占整个湖泊面积比例最大时定义为FU,此时湖泊被冰完全覆盖,并将持续覆盖一段时间,春天温度升高,湖冰开始融化,定义此时为湖冰的开始融化时间,当湖冰完全融化时定义为B....

图3冰、雪以及其他地物的光谱反射率曲线图[54]

冰、雪以及其他地物的光谱反射率曲线如图3所示:水体的反射主要在可见光中的蓝绿光波段。从可见光到近红外波段,随着波长的增大,反射率逐渐降低,在700nm以后,反射率降至最低,几乎为0[55]。理论上讲,纯净冰反射率也很低,但自然界的河湖冰由于含有气泡和其他杂质,且表面粗糙,使冰在可....

图4湖泊表面近红外波段的反射率及亮温值随时间变化曲线[5]

利用MODIS冰雪产品可以实现湖冰物候信息的快速提取,但冰雪产品直接用于区域冰雪监测时会发现,由于冰和薄云具有相似的光谱信息,利用冰雪指数会将一部分冰标示为云,并且不同湖泊的深度、盐度等参数的不同,使得不同湖泊阈值的选取存在一定的不同。Latifovic(2007)等[5]提出....

本文编号：3984896