收藏本站
《兰州大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于遥感与GIS技术的北疆牧区积雪监测研究

黄晓东  
【摘要】: 北疆地区是我国三大积雪分布中心之一,也是新疆主要的畜牧业基地。由于区内地形复杂,海拔高、气候寒冷潮湿,冬、春季雪灾频繁,大批牲畜因雪灾而死亡,积雪灾害成为主要的自然灾害之一,严重影响着草地畜牧业的可持续发展。而遥感技术是监测积雪覆盖范围的最有效的方法。本论文的设计就是利用遥感与地理信息系统技术,利用MODIS和AMSR-E资料,分析北疆地区积雪覆盖范围和积雪深度的时空变化特征,建立北疆地区雪灾监测与预警基础数据库,对准确监测北疆地区积雪时空动态变化状况,评价牧区雪灾受灾程度,快速提供救援对策,减少灾区经济损失,具有重要的科学意义和实际应用价值。 本论文以北疆为研究区,利用气象台站记录的雪情数据和云量数据,验证了每日积雪产品MOD10Al和每8日积雪合成产品MOD10A2的分类精度;利用MOD10Al产品开发出用户自定义积雪覆盖范围合成新算法及产品,并对新产品进行了精度验证;研发出基于MODIS每日雪被数据MOD10Al和AMSR-E/Aqua每日雪水当量产品AE_DySno新的合成积雪产品MOD-AE1,并验证了其精度;建立了北疆地区基于AMSR-E亮温数据的雪深反演模型,并对模型的精度进行了评价;利用用户自定义旬积雪合成产品,分析了北疆地区积雪覆盖范围的时空动态变化、积雪覆盖范围与海拔以及气温的关系以及不同积雪覆盖面积的天数,研究积雪覆盖面积的变化特征,更好地解释了北疆地区积雪分布的规律。研究结果表明: 1)在晴空的状态下,MOD10Al积雪产品的分类精度达到94.6%,总精度为95.5%。说明MODIS积雪制图算法具有很高的积雪分类精度,但受到云的严重制约;积雪深度和土地覆盖类型是影响积雪分类精度的两个重要因素,其中雪深是最重要的因子。MOD10A2产品可较好地消除云层对地表积雪分类精度的影响,平均积雪识别率达87.5%,可较好地反映地表积雪的分布状况。虽然8日积雪合成产品可以有效地去除大部分云的污染,但是仍然无法去除研究区所有的云像元。 2) MOD10A2产品基本上可以满足从事冰雪及相关学科的较大空间尺度上的科学研究,但较长的合成时期、固定的合成起算时间和依MOD10Al获取的时间顺序进行合成的方法,不利于对区域积雪灾害事件进行快速有效的实时监测和评价。在本项研究中,以旬为基本合成周期,对90个时相的MOD10Al积雪产品用2~11天分别进行了合成分析,发现合成时间越长,合成图像的积雪识别精度越高,如以旬为时间段,合成图像的精度介于70~100%,平均精度可达87.2%;在旬内8日合成图像的精度也介于70~100%,平均精度为80.6%。 3)基于MOD10Al和AE_DySno的新合成算法充分结合了MOD10Al有较高空间分辨率和AE_DySno数据具有全天候成像的优点,能够有效地改进每日积雪范围监测的精度。合成图像MOD-AE1的总一致性为76.1%,积雪分类精度达75.4%。同AE_DySno产品相比较,合成图像的积雪多测误差略有增加,漏测误差则减少约8%,平均总精度和积雪分类精度分别提高6.6%和8.8%。温度和雪深是影响积雪覆盖率变化的主导因素。不同时期的每日合成图像MOD-AE1可以用于分析季节性积雪的不同特征,合成图像适合北疆牧区雪灾期间每日雪被动态监测的需要。 4)雪深反演模型受气温、融雪、降雨、湿雪、深霜层等因素的严重影响。对大于2.5 cm的积雪深度与AMSR-E亮温数据的相关性分析表明,积雪深度与垂直极化18GHz和36GHz波段的亮温差之间具有很强的线性相关性,相关系数达0.65,雪深回归模型公式为SD=0.49(Tb18V-Tb36V)+8.72。 5)积雪面积的增减随气温的变化而变化,气温降低,积雪覆盖面积开始增加,气温升高,积雪面积开始减少,气温与积雪面积之间存在着很强的相关性,但是当气温低于零下15摄氏度时,由于此时积雪几乎覆盖了研究区,此时气温的降低对雪盖面积的增加贡献较少。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP79

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 张颖;黄晓东;王玮;梁天刚;;MODIS逐日积雪覆盖率产品验证及算法重建[J];干旱区研究;2013年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 王博;内蒙古锡林郭勒盟牧区雪灾气象因子灰色关联分析与评估模型研究[D];首都师范大学;2011年
2 王玮;青藏高原牧区积雪监测研究[D];兰州大学;2011年
3 徐根生;玛纳斯河上游积雪变化及其与径流量相关性研究[D];新疆师范大学;2010年
4 张文博;天山典型区积雪时段遥感研究[D];南京大学;2012年
5 李成秀;昆仑山冰川和积雪变化的遥感监测[D];兰州大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王建,陈子丹,李文君,汤瀚,鲁安新,李硕;中分辨率成像光谱仪图像积雪反射特性的初步分析研究[J];冰川冻土;2000年02期
2 梁天刚,吴彩霞,陈全功,徐宗宝;北疆牧区积雪图像分类与雪深反演模型的研究[J];冰川冻土;2004年02期
3 车涛,李新,高峰;青藏高原积雪深度和雪水当量的被动微波遥感反演[J];冰川冻土;2004年03期
4 姜逢清,胡汝骥,杨跃辉;新疆洪灾时间序列突变及其气候原因分析[J];冰川冻土;2004年06期
5 杨莲梅,杨涛,贾丽红,常涛;新疆大~暴雪气候特征及其水汽分析[J];冰川冻土;2005年03期
6 延昊;利用MODIS和AMSR-E进行积雪制图的比较分析[J];冰川冻土;2005年04期
7 张杰,韩涛,王建;祁连山区1997—2004年积雪面积和雪线高度变化分析[J];冰川冻土;2005年05期
8 李新;车涛;;积雪被动微波遥感研究进展[J];冰川冻土;2007年03期
9 雍世鹏,仝川,雍伟义,裴浩;内蒙古锡林郭勒草原雪盖与植被覆盖重叠关系的遥感分析[J];冰川冻土;1994年03期
10 柯长青,李培基;用EOF方法研究青藏高原积雪深度分布与变化[J];冰川冻土;1998年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 隋学艳;朱振林;朱传宝;杨丽萍;姚慧敏;郭洪海;;基于MODIS数据的山东省小麦株高遥感估算研究[J];山东农业科学;2009年02期
2 蔡薇;郭洪海;隋学艳;杨丽萍;;基于混合像元分解提取小麦种植面积的技术与方法研究[J];山东农业科学;2009年05期
3 樊科研;田丽萍;薛琳;王进;白丽;杜培林;;遥感在农作物估产中的应用与发展[J];安徽农学通报;2006年11期
4 谢佰承;陆魁东;帅细强;杨仁平;;遥感技术在水稻病虫害监测中的应用[J];安徽农学通报;2006年13期
5 赵金飞;高敏华;李悦;;基于MODIS影像的新疆草地产量全年变化研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年15期
6 袁金国,王卫;京津风沙源治理区森林动态遥感监测研究[J];安徽农业科学;2005年03期
7 马志勇;张慧;张军海;;基于MODIS杭州地区植被变化分析[J];安徽农业科学;2006年18期
8 唐蓉;;我国主要农业气象灾害及灾害研究进展[J];安徽农业科学;2007年29期
9 朱洪栓;秦耀辰;;基于3S的区域自然灾害监测与预防信息系统研究[J];安徽农业科学;2008年04期
10 刘伟;张锦华;唐成斌;刘淑珍;杨颖慧;;基于NDVI的西昌市紫茎泽兰入侵监测模型初探[J];安徽农业科学;2008年17期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李小龙;谷松岩;刘健;;星载被动微波资料(SSM/I)在2008年南方冰雪灾害监测中的应用试验[A];2012北京气象学会中青年优秀论文评选论文集[C];2012年
2 赵洪举;寇纲;孙巧利;石勇;;一种新的基于Simos过程和K均值聚类算法的自然灾害综合评估模型及实例分析[A];经济全球化与系统工程——中国系统工程学会第16届学术年会论文集[C];2010年
3 燕群;蒙吉军;;基于防灾规划的城市自然灾害风险评估研究[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年
4 蒲小鹏;师尚礼;张德罡;浦军;;肃北县石包城地区草地植被图谱分析[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
5 舒宁;陶建斌;;面向土地利用分类的多源遥感数据混合贝叶斯网络分类器[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
6 王静;郭铌;王振国;李小媛;;甘南草地地上部生物量遥感监测模型[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
7 陈全功;;中国草原监测的现状与发展[A];全国国土资源与环境遥感应用技术研讨会论文集[C];2009年
8 陆其峰;张文江;张鹏;吴雪宝;张凤英;刘志权;DALE M.Barker;;基于区域ATOVS数据同化的2008中国南方低温雨雪冰冻灾害的暴雪监测研究[A];“2010年北京气象学会中青年优秀论文评选”学术研讨会论文集[C];2011年
9 孙芳;薄文波;王贵钢;;基于MODIS数据的海冰监测研究[A];第二十一届海洋测绘综合性学术研讨会论文集[C];2009年
10 庄长伟;欧阳志云;徐卫华;郑华;王效科;白杨;;基于MODIS的海河流域生态系统空间格局分析[A];第五届中国青年生态学工作者学术研讨会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈雁;可见光遥感图像分割与提取研究[D];中国科学技术大学;2010年
2 穆振侠;高寒山区降水垂直分布规律及融雪径流模拟研究[D];新疆农业大学;2010年
3 侯钰荣;伊犁绢蒿生理生态适应性的研究[D];新疆农业大学;2010年
4 鲁为华;短期围栏封育下退化绢蒿荒漠草地更新特征研究[D];新疆农业大学;2010年
5 丁晓东;农田养分流失风险评价及养分平衡管理研究[D];浙江大学;2010年
6 邓睿;多源遥感数据和GIS支持下的台风影响研究[D];浙江大学;2010年
7 邹君;湖南生态水资源系统脆弱性评价及其可持续开发利用研究[D];湖南师范大学;2010年
8 丁一;基于MODIS数据和气象数据的植被水监测研究[D];首都师范大学;2011年
9 任瑞治;MODIS卫星遥感图像预处理方法研究[D];吉林大学;2011年
10 路鹏;吉林省积雪遥感信息时空变化研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 鹿业涛;左江流域植物气候生产力遥感监测方法研究[D];广西师范学院;2010年
2 盖小刚;沂蒙山区土地覆被与土壤侵蚀动态特征[D];山东农业大学;2010年
3 张兴娟;石家庄市绿地调查研究与分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
4 徐磊;天山北坡洪水区域频率分析与应用[D];长沙理工大学;2010年
5 王海强;气候变暖趋势下甘肃省粮食供需问题研究[D];甘肃农业大学;2010年
6 程苗苗;基于OMI数据的浙江省对流层NO_2柱浓度时空动态分布[D];浙江农林大学;2010年
7 郭晓宁;青海高原近50a来雪灾特征研究[D];兰州大学;2010年
8 于婷;青海省1982-2003年草地NDVI变化分析[D];青海师范大学;2010年
9 卓立;中国滨藜亚科的地理分布与分子系统学研究[D];新疆农业大学;2010年
10 苏清荷;天山北坡主要草地类型生产力与气候相关性的研究[D];新疆农业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩庆红;王普才;徐兴波;任晓峰;;东北地区雪盖与夏季降水的相关分析[J];安徽农业科学;2009年12期
2 杨铁利;何全军;;MODIS数据的云检测处理[J];鞍山科技大学学报;2006年02期
3 王文颖,黄茂桓;巴基斯坦帕尔提巴尔跃动冰川近况[J];冰川冻土;1980年01期
4 李培基,米德生;中国积雪的分布[J];冰川冻土;1983年04期
5 王宁练,张祥松;近百年来山地冰川波动与气候变化[J];冰川冻土;1992年03期
6 李培基;高亚洲积雪监测[J];冰川冻土;1996年S1期
7 马虹,仇家琪,徐俊荣;利用GIS复合AVHRR数据进行积雪信息提取方法的研究[J];冰川冻土;1996年S1期
8 郑本兴,赵希涛,李铁松,王存玉;梅里雪山明永冰川的特征与变化[J];冰川冻土;1999年02期
9 焦克勤,姚檀栋,李世杰;西昆仑山32ka来的冰川与环境演变[J];冰川冻土;2000年03期
10 冯学智,柏延臣,史正涛,李文君;北疆地区积雪深度的克里格内插估计[J];冰川冻土;2000年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 路鹏;吉林省积雪遥感信息时空变化研究[D];吉林大学;2011年
2 刘志辉;基于“3S”技术的新疆融雪洪水预测预警及决策支持研究[D];中国矿业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 王玮;青藏高原牧区积雪监测研究[D];兰州大学;2011年
2 唐湘玲;新疆玛纳斯河流域气候变化及其对径流量的影响研究[D];新疆师范大学;2006年
3 吴杨;基于遥感和地面数据的藏北积雪动态分布和影响因素的研究[D];南京信息工程大学;2007年
4 曹明霞;灰色关联分析模型及其应用的研究[D];南京航空航天大学;2007年
5 董芳蕾;内蒙古锡林郭勒盟草原雪灾灾情评价与等级区划研究[D];东北师范大学;2008年
6 冯琦胜;甘南牧区草畜数字化管理系统的设计与开发[D];兰州大学;2009年
7 张海军;2000-2009年东北地区积雪时空变化研究[D];吉林大学;2010年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 张颖;黄晓东;王玮;梁天刚;;MODIS逐日积雪覆盖率产品验证及算法重建[J];干旱区研究;2013年05期
2 贾翔;陈蜀江;黄铁成;黄佛君;赵彩凤;李琪;梁艳;党洁;;基于MODIS数据的新疆叶尔羌河流域山区积雪特征分析[J];冰川冻土;2014年02期
3 吴玮;秦其明;范一大;杨思全;;中国雪灾评估研究综述[J];灾害学;2013年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 汪凌霄;玛纳斯河流域山区积雪遥感识别研究[D];南京大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李培基,米德生;中国积雪的分布[J];冰川冻土;1983年04期
2 王中隆;中国积雪、风吹雪和雪崩研究[J];冰川冻土;1988年03期
3 魏文寿,王存牛,姜逢清,王积强;中国天山积雪的热量交换与水汽蒸凝过程研究[J];冰川冻土;1996年S1期
4 王建,李文君;中国西部大尺度流域建立分带式融雪径流模拟模型[J];冰川冻土;1999年03期
5 王建,陈子丹,李文君,汤瀚,鲁安新,李硕;中分辨率成像光谱仪图像积雪反射特性的初步分析研究[J];冰川冻土;2000年02期
6 王澄海,董安祥,王式功,杨德保;青藏高原积雪与西北春季降水的相关特征[J];冰川冻土;2000年04期
7 王建,沈永平,鲁安新,王丽红,史正涛;气候变化对中国西北地区山区融雪径流的影响[J];冰川冻土;2001年01期
8 韦志刚;青藏高原积雪异常的持续性研究[J];冰川冻土;2001年03期
9 王建,马明国,Paolo Federicis;基于遥感与地理信息系统的SRM融雪径流模型在Alps山区流域的应用[J];冰川冻土;2001年04期
10 施雅风,沈永平,胡汝骥;西北气候由暖干向暖湿转型的信号、影响和前景初步探讨[J];冰川冻土;2002年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张培;吴亚锋;;基于局部指向性的反向合成图像对齐算法[J];西北工业大学学报;2007年04期
2 ;百科动态[J];百科知识;1996年03期
3 刘元生;;通道合成图像原理[J];影像技术;2009年06期
4 王伟;曾凤;章国安;段新涛;;合成图像被动取证技术研究进展[J];南通大学学报(自然科学版);2013年03期
5 阎积惠;康慧;陈怀亮;田晓东;;甘肃北山TM合成图像的波段组合模式与解译[J];遥感信息;1989年01期
6 李德熊;;TM合成图像波段组合的选择[J];遥感信息;1989年04期
7 韩利昌,侯威岭;应用光学合成方法提取TM影像专题信息规范化的研究[J];环境遥感;1993年02期
8 邓声贵,李广雪,周良勇,李安龙,刘勇,周青春;利用TM合成图像研究滨海平原城市东营市的时空扩展[J];青岛海洋大学学报(自然科学版);2003年04期
9 刘培桢;蒋冬梅;RAVYSE Ilse;SAHLI Hichem;;基于发音特征DBN模型的嘴部动画合成[J];科学技术与工程;2010年14期
10 ;德研制出超薄显微镜 厚5.3毫米分辨率达5微米[J];科技传播;2011年09期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 曹奇志;;提高多光谱合成图像质量的一种新方法[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
2 毛慧芸;庞家昊;金连文;杜明辉;;一种美丽人脸的计算机合成方法[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 黄晓东;基于遥感与GIS技术的北疆牧区积雪监测研究[D];兰州大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 张培;反向合成图像对齐算法的研究及改进[D];西北工业大学;2007年
2 郭超薇;数字接景真实感合成技术应用研究[D];北京工业大学;2013年
3 张嗣;造相[D];中央美术学院;2014年
4 田灿灿;半自动感兴趣区检测算法在肾小球滤过率定量分析中的研究[D];上海交通大学;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026