遥感信息提取青藏高原地区季节雪线高度研究

雪线是冰冻圈各要素中对气候变化最为敏感的指示器，季节性雪线反映了区域不同时期的雪线高度的波动。利用高分辨率遥感数据是获取季节性雪线高度最为可行的技术途径。本研究以青藏高原为研究区，选择中分辨率的MODIS遥感数据作为主要数据源，融合其它高分辨率遥感信息在不同尺度上开展季节雪线高度提取方法研究。主要内容包括：1）基于山区地形纠正的子像元雪覆盖比例制图; 2）季节性雪线定量描述，发展基于Bayes推断的季节性雪线高度提取模型; 3）建立青藏高原10年系列多表达形式的季节性雪线数据集，并进行季节雪线时空分析；4）应用时频分析方法研究青藏高原季节雪线波动对气候变化的响应。预期目标是，发展山区卫星遥感季节性雪线高度原型模型，建立多时相季节性雪线数据集和相关气候变化的分析，实现对青藏高原季节性雪线高度变化的监测。

本研究选择青藏高原作为研究区。选择中分辨的MODIS遥感数据作为主要数据源，并融合其它高分辨率遥感信息，通过使用CIVCO地形校正、亚象元积雪面积制图、以及去噪和去云处理，发展了基于Bayes 推断的季节性雪线高度提取模型，建立了近11年的季节性雪线数据集；获取了青藏高原典型区域长时间序列逐日-季节性-年际平均置信雪线高度带；并分析了近11年青藏高原季节-年际雪线高度的变化规律及其对气候变化的响应关系。课题研究获得以下结论：美国雪冰中心（NSIDC）发布的MODIS积雪面积比例产品在裸土及草地区域准确性较高，但在灌木及森林覆盖区精度较低，新发展的制图算法使得这些地区的积雪制图精度得到较好的改善；去云后的逐日无云MODIS FSC产品具有较高的精度，提取的积雪覆盖日数与地面观测值具有较高的一致性（87.03%），平均绝对误差为3.82天。青藏高原雪线高度的分布受地形的影响，高原内部的雪线高度明显高于周围山区；在近11年中，青藏高原的雪线高度变化虽然没有明显的年际变化趋势，但是体现出较高的年内和年际波动特征，特别是青藏高原的东部和南部地区由于受西南季风的影响，夏季雪线高度的年际变化尤为强烈。青藏高原雪线高度的变化与气温之间呈现出明显的正相关关系，气温是影响雪线变化的主要因子。特别是在融雪季节这种正相关关系更加显著，大部分地区的相关系数可达到0.7以上。