石羊河流域冰川系统的脆弱性评价
发布时间：2021-09-05 18:13
冰川是干旱内陆河流域重要的水资源,气候变暖势必会造成冰川的剧烈萎缩,对流域水资源和生态环境产生重要影响。石羊河是河西走廊三大内陆河之一,高山区冰雪融水是流域生产、生活和维持生态环境的重要水资源形式。受全球气候变化影响,石羊河流域的冰川退缩严重,冰川退缩导致融水径流减少,直接影响到流域水资源量,对流域生态环境安全带来不利影响。气候变化背景下,开展石羊河流域冰川系统脆弱性评价研究,厘清冰川变化现状,确定冰川变化的驱动因子,进而建立脆弱性评价指标体系,对石羊河流域冰川脆弱性进行评价,可为石羊河流域应对气候变化和水资源管理提供参考,具有重要现实意义。本文基于卫星遥感数据和气象数据,对生态系统非常脆弱的石羊河流域开展冰川变化及脆弱性评价研究,主要工作包括:（1）运用GIS和RS技术结合人工目视解译,提取1995年、2002年、2009年、2015年、2016年5期遥感影像冰川边界信息,结合1973年冰川数据资料,分析过去45间年石羊河流域冰川变化情况;（2）根据提取的冰川信息,结合DEM数据提取坡度、朝向、海拔三种地形因子。基于相关性分析与地理探测器的方法,对冰川变化与地形因子进行相关性分析,并...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：50 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
石羊河流域研究区概况图
兰州交通大学硕士学位论文-13-3.2.2数据处理石羊河流域冰川规模小，数量少，小冰川变化易受地形因素的影响[10]。因此，采用4期不同时段的Landsat卫星影像和1期分辨率为4米的Spot6影像，对不同时段冰川变化开展量化研究；同时各时段影像间隔7年，有利于避免因时间间隔不统一在冰川边缘线提取时误差对变化趋势的影响。在ArcGIS软件下将遥感影像和地形图配准建立统一坐标系，统一投影为UTM/WGS84。使用ENVI软件对遥感影像进行辐射校正、大气校正、几何校正、正射校正与波段融合。预处理之后在ENVI中使用主成分分析法将遥感影像和DEM数据进行融合。（1）冰川面积参数（冰川规模）的提取许多研究表明，利用卫星数据监测冰川，提取冰川面积信息效果最好[76]。为了提高冰川信息的提取精度，在Arcview中加载融合后的影像，通过人工目视解译的方法，确定不同时期的冰川轮廓线，提取面积、长度等形态参数。判读过程中参考图像特征信息（冰川覆盖的色调、形状、大孝纹理和阴影）和地貌形态特征信息（如冰川在地表的侵蚀和堆积痕迹、冰斗、冰川槽谷、侧碛垅、终碛垅等）进行参数提龋部分提取结果如图3.2所示，由公式2.3对提取的结果进行精度评价，计算得出，单条冰川的误差面积为+0.0022km2。图3.2部分冰川边界分布
兰州交通大学硕士学位论文-15-式（3.2）中：BandX和BandY代表可见光和短波红外的波段。（8）冰川类型冰川类型受地形影响而表现出不同的特征，文中对冰川类型的赋值根据中国冰川目录中的赋值方法。石羊河流域的冰川类型有：悬冰川、冰斗—悬冰川、冰斗冰川、冰斗—山谷冰川、山谷冰川、峡谷冰川6大类，分别赋值1-6。（9）积雪反照率积雪反照率是高寒地区影响气候变化的关键因素之一，积雪反照率的变化会引起对流交换，导致地表辐射能量的严重损失，从而影响降水的变化。同时，积雪反照率对积雪融化亦有影响，是季节性雪盖变化的重要影响因子[67-69]。积雪反照率的提取通过遥感影像反演获得，流程图如下（图3.3）。首先运用公式（3.3）计算出TM/ETM+影像全波段的反照率[70],然后完成窄波段向宽波段转化应用公式进行计算。ATM/ETM+=0.00184+0.365ɑ1+0.130ɑ3+0.373ɑ4+0.085ɑ5+0.072ɑ7(3.3)式（3.3）中：ɑi为遥感影像数据中第i个波段的反射率。3.3TM/ETM+影像反照率反演流程图3.3本章小结这一章节详细介绍研究区概况与数据来源。研究区主要从地理位置、自然概况和社会经济概况三方面进行概述，数据来源从获取（购买）途径到具体影像的数据信息进行了说明，数据处理将做评价分析的所有指标的提取步骤做了详细的介绍，为本文的研究提供了数据支持。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PSR模型的塔里木河流域生态脆弱性评价[J]. 薛联青,王晶,魏光辉. 河海大学学报(自然科学版). 2019(01)
[2]西昆仑山崇测冰川区多源遥感影像的冰川信息提取方法研究[J]. 韩惠,杨晓辉,赵井东. 冰川冻土. 2018(05)
[3]基于熵值法的山西省水资源脆弱性模糊综合评价[J]. 杜娟娟. 水资源开发与管理. 2018(09)
[4]地理探测器方法下甘肃白龙江流域景观破碎化与驱动因子分析[J]. 张金茜,巩杰,柳冬青. 地理科学. 2018(08)
[5]西北干旱荒漠生态区脆弱性动态监测及驱动因子定量分析[J]. 郭兵,孔维华,姜琳. 自然资源学报. 2018(03)
[6]冰川分布格局对地理因子响应机制[J]. 张正勇,刘琳,徐丽萍. 生态环境学报. 2018(02)
[7]一种基于SWAT模型的干旱牧区生态脆弱性评价方法——以艾布盖河流域为例[J]. 宋一凡,郭中小,卢亚静,廖梓龙,徐晓民. 生态学报. 2017(11)
[8]地理探测器:原理与展望[J]. 王劲峰,徐成东. 地理学报. 2017(01)
[9]近50年来祁连山冰川变化——基于中国第一、二次冰川编目数据[J]. 孙美平,刘时银,姚晓军,郭万钦,许君利. 地理学报. 2015(09)
[10]冰冻圈及其变化的脆弱性与适应研究体系[J]. 杨建平,丁永建,方一平,秦大河. 地球科学进展. 2015(05)
本文编号：3385842
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：50 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
石羊河流域研究区概况图
兰州交通大学硕士学位论文-13-3.2.2数据处理石羊河流域冰川规模小，数量少，小冰川变化易受地形因素的影响[10]。因此，采用4期不同时段的Landsat卫星影像和1期分辨率为4米的Spot6影像，对不同时段冰川变化开展量化研究；同时各时段影像间隔7年，有利于避免因时间间隔不统一在冰川边缘线提取时误差对变化趋势的影响。在ArcGIS软件下将遥感影像和地形图配准建立统一坐标系，统一投影为UTM/WGS84。使用ENVI软件对遥感影像进行辐射校正、大气校正、几何校正、正射校正与波段融合。预处理之后在ENVI中使用主成分分析法将遥感影像和DEM数据进行融合。（1）冰川面积参数（冰川规模）的提取许多研究表明，利用卫星数据监测冰川，提取冰川面积信息效果最好[76]。为了提高冰川信息的提取精度，在Arcview中加载融合后的影像，通过人工目视解译的方法，确定不同时期的冰川轮廓线，提取面积、长度等形态参数。判读过程中参考图像特征信息（冰川覆盖的色调、形状、大孝纹理和阴影）和地貌形态特征信息（如冰川在地表的侵蚀和堆积痕迹、冰斗、冰川槽谷、侧碛垅、终碛垅等）进行参数提龋部分提取结果如图3.2所示，由公式2.3对提取的结果进行精度评价，计算得出，单条冰川的误差面积为+0.0022km2。图3.2部分冰川边界分布
兰州交通大学硕士学位论文-15-式（3.2）中：BandX和BandY代表可见光和短波红外的波段。（8）冰川类型冰川类型受地形影响而表现出不同的特征，文中对冰川类型的赋值根据中国冰川目录中的赋值方法。石羊河流域的冰川类型有：悬冰川、冰斗—悬冰川、冰斗冰川、冰斗—山谷冰川、山谷冰川、峡谷冰川6大类，分别赋值1-6。（9）积雪反照率积雪反照率是高寒地区影响气候变化的关键因素之一，积雪反照率的变化会引起对流交换，导致地表辐射能量的严重损失，从而影响降水的变化。同时，积雪反照率对积雪融化亦有影响，是季节性雪盖变化的重要影响因子[67-69]。积雪反照率的提取通过遥感影像反演获得，流程图如下（图3.3）。首先运用公式（3.3）计算出TM/ETM+影像全波段的反照率[70],然后完成窄波段向宽波段转化应用公式进行计算。ATM/ETM+=0.00184+0.365ɑ1+0.130ɑ3+0.373ɑ4+0.085ɑ5+0.072ɑ7(3.3)式（3.3）中：ɑi为遥感影像数据中第i个波段的反射率。3.3TM/ETM+影像反照率反演流程图3.3本章小结这一章节详细介绍研究区概况与数据来源。研究区主要从地理位置、自然概况和社会经济概况三方面进行概述，数据来源从获取（购买）途径到具体影像的数据信息进行了说明，数据处理将做评价分析的所有指标的提取步骤做了详细的介绍，为本文的研究提供了数据支持。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PSR模型的塔里木河流域生态脆弱性评价[J]. 薛联青,王晶,魏光辉. 河海大学学报(自然科学版). 2019(01)
[2]西昆仑山崇测冰川区多源遥感影像的冰川信息提取方法研究[J]. 韩惠,杨晓辉,赵井东. 冰川冻土. 2018(05)
[3]基于熵值法的山西省水资源脆弱性模糊综合评价[J]. 杜娟娟. 水资源开发与管理. 2018(09)
[4]地理探测器方法下甘肃白龙江流域景观破碎化与驱动因子分析[J]. 张金茜,巩杰,柳冬青. 地理科学. 2018(08)
[5]西北干旱荒漠生态区脆弱性动态监测及驱动因子定量分析[J]. 郭兵,孔维华,姜琳. 自然资源学报. 2018(03)
[6]冰川分布格局对地理因子响应机制[J]. 张正勇,刘琳,徐丽萍. 生态环境学报. 2018(02)
[7]一种基于SWAT模型的干旱牧区生态脆弱性评价方法——以艾布盖河流域为例[J]. 宋一凡,郭中小,卢亚静,廖梓龙,徐晓民. 生态学报. 2017(11)
[8]地理探测器:原理与展望[J]. 王劲峰,徐成东. 地理学报. 2017(01)
[9]近50年来祁连山冰川变化——基于中国第一、二次冰川编目数据[J]. 孙美平,刘时银,姚晓军,郭万钦,许君利. 地理学报. 2015(09)
[10]冰冻圈及其变化的脆弱性与适应研究体系[J]. 杨建平,丁永建,方一平,秦大河. 地球科学进展. 2015(05)
本文编号：3385842
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