青藏高原湖泊水储量遥感估算

发布时间：2020-03-22 16:06

【摘要】：青藏高原湖泊群在区域气候和水系统中有着举足轻重的作用,但长久以来因缺乏可用数据源的问题,限制了相关定量化研究工作的开展。定量刻画整个高原区湖泊水储量,是近年来高原区气候与环境变化研究中的热点问题,有助于加强理解全球变暖背景下高原区湖泊水体的时空变化规律及其在区域水系统中的作用,从而为制定高原区水资源保护与开发和生态环境变化应对策略提供科学依据。本研究以青藏高原湖泊群(面积大于1km~2的湖泊)为研究对象,以多光谱遥感影像提取的湖泊水面数据及数字高程模型(DEM)为数据源,对不同面积的湖泊通过多种方法估算水储量,获取高原整体湖泊水储量及空间分布特征,主要研究结论包括以下几个方面:(1)基于地形相似性理论提出了湖泊水储量估算模型的构建方法,构建了青藏高原168个面积大于50km~2湖泊的面积—水储量模型,并进行精度比较分析选取最佳模型对这部分湖泊进行了水储量估算。(2)基于湖泊周围地形参数预测1~50km~2湖泊的平均深度,通过面积与平均深度的乘积估算了湖泊水储量,结合168个面积—水储量模型估算结果估算青藏高原2014年水面积大于1km~2湖泊水储总量约9154.76亿m~3,其中水储量大于100亿m~3的湖泊有14个;水储量在10~100亿m~3的湖泊有101个;水储量小于10亿m~3的湖泊有1095个(3)青藏高原湖泊主要分布在内流河流域的内陆湖,大部分湖泊都只有径流流入,而没有径流流出,并且冰川雪山主要分布在这个地区,季节性融水使得这一地区湖泊众多,水量丰富。(4)青藏高原2014年面积大于1km~2湖泊的水储量,一方面填补青藏高原湖泊水储量数据的空白;另一方面为区域水循环过程研究、全球气候变化研究和水资源分析评估等提供基础。(5)基于地形相似性理论构建的168个单个湖泊面积—水储量估算模型仅需要获取湖泊面积便可估算水储量,可实现对青藏高原主要湖泊水量长时间序列的变化监测。
【图文】：

青藏高原,地理位置

2.1 青藏高原概况2.1.1 自然地理概况青藏高原(Qinghai-Tibet Plateau，或 Tibetan Plateau)位于 26°N~39.8°N，东经 73.3°E~104.78°，南起喜马拉雅山脉，北至昆仑山、阿尔金山和祁连山，西部达帕米尔高原和喀喇昆仑山脉与东部的秦岭山脉和黄土高原相连（张镱锂等，2002）。在中国，主要分布在青海和西藏，四川省西部，新疆维吾尔自治区南部以及云南省、甘肃省的部分地区（图 2-1）。整个青藏高原还包括不丹、尼泊尔、印度、巴基斯坦、阿富汗、塔吉克斯坦和吉尔吉斯斯坦的部分地区（任燕，2010）。总面积近 300 万 km2，中国境内面积约 257 万 km2，平均海拔超过4000m，是世界上最高的高原，有“世界屋脊”和“第三极”之称（边多等，2006）。

分布图,高原湖泊,分布图

利用的水面矢量数据以 2014 年的 GF-1 WFV（宽视场相机）传感器获取的图像作为湖泊水体提取的主要数据源。为了严格控制从卫星图像提取湖泊边界的精度，利用 136 幅 GF-1 图像和11 幅 Landsat-8 OLI 多时间图像，选择手动解译和自动提取相结合方法提取水体。在湖泊水体矢量边界提取过程中，湖泊边界内的岛屿不计入湖泊水面总面积，对于有疑问的湖泊，如短暂湖泊或有盐壳的盐湖，检查并比较它们在雨季和旱季图像上的状态。如果在这两幅旱季/雨季的图像上，被季节性水覆盖的洼地或盐壳都位于水面边界之外，认为它们不是湖泊的组成部分。如果它们位于湿季图像的水面边界内，而在干季图像的水面边界外，取湿/干季图像水面边界的中线作为湖泊的水边界。在验证数据集的提取精度后，进一步将数据集与公开发布的全球湖泊和湿地数据集（Global Lakes and Wetlands Dataset，GLWD）（Lehner and D ll, 2004）进行了比较，，以确保没有缺失的湖泊。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP751;P332;P343.3

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