基于遥感数据 alamchal地区冰川积雪制图

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 基于遥感数据 AlamChal 地区冰川积 雪制图 基于遥感数据 AlamChal 地区冰川 积雪制图 “MsoNormal” style=“ N. Roshani , M. J. Valadan Zouj , Y. Rezaei , M.Nikfar “MsoNormal” style=“ “MsoNormal” style=“摘要：利用遥 感数据特性来判读冰雪信息是获得水文 参数的新方法。为了获取冰雪信息的特 性，目前用于观测的气象台站的数量是 远远不够的。本文通过使用远程遥感数 据来消除这些缺陷。冰雪具有不同于绝 大多数地物的光谱反射率特性，但是也 有类似于云的反射特性。这可以用中红 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 外波段来区分它们。本文主要论述了雪 盖面积的提取，遥感影像积雪的判读等 方面的研究。在这项研究中，我们使用 地球资源卫星图像资料。 “MsoNormal” style=“关键词：水文 学 遥感技术 积雪制图 信息提取 雪盖 面积 “MsoNormal” style=“ “MsoNormal” style=“1 引言 “MsoNormal” style=“通常，水文学 家都想知道在某一山地有多少水以雪的 形式存储，有多少水以液态形式储存。 一般来说，这些指标都是难以被定量测 量的，尤其是在山区。但是随着科技的 进步，遥感技术正被广泛的用于各种极 端天气下积雪的测量。遥感和地理信息 系统是两个正在越来越多地被用在冰雪 研究的新技术。它们可用于观测积雪变 化，通过结合气象资料分析，进行必要 的向上或向下扩展研究，提出水文变化 的反演模型。遥感提供了诸如提取雪盖 面积和积雪水量的估测等方面的数据获 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 取的优势。而这些数据对于融雪径流实 时预报来说具有决定因素。 “MsoNormal” style=“我们应该知道 利用雪和冰在不同波段的反射来获取水 文参数的遥感技术。为了利用遥感技术 在水文上的应用，研究的资料应采用合 适的图像。因此，我们应该界定标准， 来选择一个合适的传感器。 “MsoNormal” style=“据了解，将遥 感、地理信息系统和适当的水文模型综 合应用能够进行有效的水资源管理，能 源生产和防洪减灾准确的估计。 “MsoNormal” style=“在本文中，我 们研究了遥感在获取水文所需参数方面 的能力。为了达到这个目的，首先，考 虑冰和雪的电磁波谱反射率的特性。其 次，选择合适的标准传感器的解释。最 后，对结果进行讨论。 “MsoNormal” style=“2 冰雪的电磁 波谱特性 “MsoNormal” style=“考虑到积雪在 电磁波谱的特性，在研究冰雪变化中， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 使用水资源遥感数据。在积雪研究波段 的选择中，主要以可见光，红外和微波 为主。 “MsoNormal” style=“2.1 可见光和 近红外波段 “MsoNormal” style=“人们眼睛看到 的新雪是白色的。这是因为雪在人眼敏 感的波长范围具有较高的反射率。当新 雪的反射率在可见光波段和红外波段下 降时说明雪开始变老，而反射率的降低 主要是由于诸如灰尘、花粉和大气气溶 胶粒子等污染物的影响。在研究积雪中， 通常使用可见光和近红外遥感数据的好 处是因为图像较容易被解译。不过尽管 积雪在一定程度上可以容易的被提取出 来，但关于雪的含水量信息却很难获得。 “MsoNormal” style=“2.2 热红外波 段 “MsoNormal” style=“热红外遥感数 据相对于其他波段遥感数据目前很少被 用于来测量积雪特性。因为我们应该认 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 识到积雪的辐射光谱，以确定雪的温度。 尽管收到一些限制，但是热红外遥感数 据在判读有雪区和无雪区的边界时是很 有用处的。而像可见光和近红外遥感图 像一样，云会对热红外图像的可用性造 成影响。但是如果有云的话，云上的气 温也可被测量的。 “MsoNormal” style=“2.3 微波波段 “MsoNormal” style=“微波波段和微 波传感器的大多数应用程序都对气候条 件敏感。事实上，积雪的物理特性决定 了它的微波性能。从性质影响的积雪微 波响应包括：深度和水当量、液态水含 量、密度、 ，颗粒大小和形状、温度、 各层的地表覆盖物。由于积雪响应与它 的状态变化有关，因此定期监测可被允 许。从天气条件和测量时间上看，微波 成像方面的优势是明显的，微波具有全 天时全天候成像的特点。 “MsoNormal” style=“在大流域，微 波图像已被用来分析积雪和深度。然而， 它们较低的空间分辨率降低了其在山区 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 流域的可用性。 “MsoNormal” style=“此外，微波的 感应器可以穿透大雪，并获取有关它的 信息，这是光学传感器不具备的能力。 主动微波的传感器比被动微波传感器具 有更好的空间分辨率，但需要更多的设 备支持。 “MsoNormal” style=“3 遥感传感器 的选择 “MsoNormal” style=“在降低成本和 大覆盖范围水文应用中使星载遥感是比 较受欢迎的选择。卫星平台的选择主要 标准是空间、时间分辨率，盆地面积和 气候条件等。利用遥感技术在进行积雪 监测时，获取一个无云天气情况下的遥 感图像是非常重要的优势。从这个意义 上说，地球资源卫星和 NOAA 卫星图 像比飞机数据要好的多。尽管现在 NOAA 卫星可以在小规模的地区分析， 但由于其具有的空间分辨率，已经存在 着许多成功的应用。陆地卫星也可用于 小流域地区。然而，无论诺阿和地球资 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 源卫星，它使用可见光和近红外波段的 电磁频谱时，云的影响都是主要问题。 虽然热红外波段不能穿透云层，但它们 可被用于在夜间获取无云图像的可能性。 一种解决云问题方法是用被动或 主动的微波数据。这两者都可以在夜间 或白天获取。然而即使云问题被解决了， 遥感图像的解译则是比光学图像更加困 难的问题。微波图像判读困难主要是由 于这些图像是从某一高度获得的地表或 地下地物属性。 4 研究区概述 AlamChal 冰川位于伊朗北部附 近的马赞达兰省。AlamChal 冰川是伊 朗一座重要的冰川，其高程范围在 3700m 到 4250m 之间，其最大长度达 到 4.5km，最大宽度为 2.25km。 5 研究方法与资料 “MsoNormal” style=“在本文是基于 ENVI 软件利用陆地卫星数据及 IRS_LISS 图像进行积雪研究的。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 IRS_LISS 影像波段不能反映积雪反射 率，因为其使用的波段中没有合适的。 但是利用陆地卫星的遥感数据，可以进 行区分有雪区边界和无雪区边界。要获 取积雪信息，我们通过使用归一化积雪 指数 NDSI 进行提取。归一化积雪指数 计算公式如下： “MsoNormal” style=“ NDSI = / “MsoNormal” style=“式中，b4 和 b6 为 MODIS 数据的可见光和短红外波 段。 “MsoNormal” style=“而且我们可以 通过使用 K-means 非监督分类方法获取 冰雪覆盖区面积。从陆地卫星数据上我 们计算得到积雪覆盖面积为 4.6km2。 “MsoNormal” style=“5.1 新雪的提 取 “MsoNormal” style=“如上所述，雪 在可见光区的高反射率而连续的新雪在 红外波段的高反射率。要获得新雪信息， 利用陆地卫星数据的第 2 和第 4*的积 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 雪的光谱反射率进行积雪识别。如下图 所示，红色区域显示的即为新雪。 “MsoNormal” style=“5.2 积雪的解 译 “MsoNormal” style=“如前所述，积 雪在位于陆地卫星数据第 4 波段和第 5 波段中有个积雪反射率非常低的区域。 我们选择第 4 波段和第 5 波段具有反射 率低的成雪区域进行解译。如下图所示， 绿色区域显示的即为成雪。 “MsoNormal” style=“6 结果分析 “MsoNormal” style=“获取遥感积雪 数据最重要的参数是雪盖面积。只是通 过地面观测来估计雪盖面积是非常困难 的，但是运用遥感影像数据则比较容易 获取。 “MsoNormal” style=“卫星图像在计 算雪盖面积以及山区和其他地区的冰川 水文参数时具有很高的性能。 “MsoNormal” style=“对大规模流域 的积雪进行监测时，MODIS 和 NOAA 卫星图像是合适的。但对小规模流域积 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10