基于多源空间数据的青藏高原冻土制图研究

According to frozen soil classification method based on thermostability, with recognition and re-understanding of the classification principle of permafrost, mapping of high elevation permafrost in Qinghai-Tibet Plateau regions is proceeding. Data source covers data of satellite remote sensing that can be obtained repeatedly (e.g. ground surface temperature, the condition of vegetation, soil moisture and freeze-thaw cycle condition), and the atmosphere reanalysis data (e.g. the annual average climate temperature, solar shortwave radiation, atmosphere longwave radiation, etc.). Incorporating DEM (elevation, slope, aspect, etc.) and the information about the geography and geologic structure melted regions (mainly including rivers, lakes etc.), use the existing field observation information to evaluate and verify the remote sensing data and reanalysis data. The spatial relationship of the above-mentioned multisource and permafrost distribution is assessed by the existing frozen soil maps, and this multi-information is aggregated by GIS spatial data analysis method. The final aim is: the mapping method applicable to the high elevation frozen soil has aggregated multisource information, and will be more objective and will be updated rapidly; the frozen soil classification maps suitable to present Qinghai-Tibet Plateau regions is finished on the basis of current 10a data of 2004-2013.

在基于热稳定性的冻土分类方法的基础上，重新认识和理解多年冻土的分类原则，对青藏高原地区的高海拔冻土进行制图。数据源使用可重复获取的卫星遥感数据（地表温度、植被条件、土壤水分以及冻融循环状态）和大气再分析资料（年平均气温、太阳短波辐射和大气长波辐射等），结合数字高程模型（海拔、坡度、坡向等）与地理和地质构造融区信息（主要包括河流、湖泊等），并利用已有的实地观测资料对遥感和再分析资料进行评价和验证。利用已有的冻土图评估上述多源信息与多年冻土分布的空间相关关系，并采用GIS的空间数据分析方法融合这些多源信息。最终实现：融合了多源信息的、更为客观的、可快速更新的适用于高海拔冻土的制图方法，并根据2004-2013 年最近10 年的数据，制作出具有现时性的青藏高原地区冻土分类图。

我国多年冻土和季节性冻土面积分别为1.72×106km2和5.21×106km2，共计占我国领土面积72%，其中高海拔多年冻土面积接近1.36×106km2。冻土是气候和地质地理因素综合作用的产物，一幅或一系列冻土图是一个时期冻土工作者对冻土研究认识的高度概括，是冻土区工程和矿产开发等经济建设和生态保护的基本参考信息。区域冻土图可以提供一个地区有关冻土的基本科学问题，评估冻土科学的研究现状，为区域规划、交通选线、环境保护和环境影响评估等提供重要信息。本项目本研究了1）在基于热稳定性的冻土分类方法的基础上，重新认识和理解多年冻土的分类原则，对青藏高原地区的高海拔冻土进行制图。2）数据源使用可重复获取的卫星遥感数据（地表温度、植被条件、土壤水分以及冻融循环状态）和大气再分析资料（年平均气温、太阳短波辐射和大气长波辐射等），结合数字高程模型（海拔、坡度、坡向等）与地理和地质构造融区信息（主要包括河流、湖泊等），并利用已有的实地观测资料对遥感和再分析资料进行评价和验证。3）利用已有的冻土图评估上述多源信息与多年冻土分布的空间相关关系，并采用地理信息系统（GIS）的空间数据分析方法融合这些多源信息。最终实现：融合了多源信息的、更为客观的、可快速更新的适用于青藏高原地区冻土的制图方法，并根据2003-2012年最近10年的数据，制作出具有现时性的青藏高原地区冻土分布图。采用青藏高原地区冻土实地调查成果对本项目冻土制图精度进行验证，结果表明制图精度达到90%，表明该成果可为青藏高原地区冻土时空变化评估和寒区工程提供科学依据和技术支撑。