青藏高原遥感监测
青藏高原是世界屋脊、亚洲水塔，是地球第三极，是我国重要的生态安全屏障、战略资源储备基地。近年来，快速发展的遥感技术，大大推动了青藏高原变化监测的研究，小编整理了近年来发表的青藏高原遥感监测的最新成果供您赏析！
主题关键词： 青藏高原遥感高寒湿地面积青海湖遥感，湖泊水位，卫星测高，Cryosat-2遥感信息提取纳木错
- 论文汇编
- 摘要：湖冰作为冰冻圈的重要组成部分，是反映全球气候变化最为直观的指示器之一。在气候变暖和人类活动加剧影响的背景下，全球湖泊冰情总体呈现冻结时间推迟、消融时间提前、冰期缩短、冰厚减薄等趋势特征。由于现场勘测的局限性，遥感技术在湖冰监测中发挥了越来越重要的作用。已有大量研究利用不同的遥感传感器、采用不同的湖冰参数与冰情物候特征对湖冰及其响应气候变化特征开展研究。本文首先结合国内外湖冰遥感监测现状，综述了湖冰监测常用的遥感数据源；再从湖冰范围识别方法、湖冰物候和冰厚参数遥感反演3方面展开论述，并重点总结了当前湖冰研究热点区域及冰情变化趋势；最后，结合当前遥感技术的发展，探讨了未来多源遥感技术集成在湖冰监测中的应用潜力，以及对气候变化响应十分敏感的青藏高原地区湖冰研究的挑战。关键词：湖冰;湖冰物候;冰厚;遥感监测;气候变化2029|6946|2<HTML><网络PDF><Enhanced-PDF><Meta-XML>更新时间：2024-10-30
- 摘要：冰川识别对于周边地区水资源与气候变化监测具有重要意义。全极化SAR影像包含地物表面散射、偶次散射、体散射、统计特性等丰富的特征，而深度学习能够充分挖掘影像信息，因此使用全极化SAR影像结合深度学习能够得到精确的冰川识别效果。本文基于喜马拉雅山脉西端ALOS2-PALSAR全极化影像，使用VGG16特征提取网络与全卷积神经网络模型U-net相结合的VGG16-unet对冰川进行识别。采用的特征包括极化相干矩阵对角线元素、Freeman-Durden、H/A/α、Pauli、VanZyl、Yamaguchi这5种极化分解参数共计19种特征。为了充分利用影像信息，对这些特征进行分析与组合，并比较它们之间的冰川识别精度，以选取最佳特征。由于冰川与非冰川的地形具有明显差异，因此将DEM、坡度、局部入射角等作为辅助特征与极化特征结合。通过对比不同极化特征分类精度得出，基于物理特性的Pauli、Freeman-Durden、VanZyl、Yamaguchi特征分类的精度较高，其中Pauli特征分类的精度最高，整体精度（OA）达到92.54%，平均用户交并比（mIoU）达到78.78%。加入地形数据后整体精度（OA）提升至94.34%，平均用户交并比（mIoU）提升至82.35%。为了进一步提高冰川的识别精度，提出了一种基于单波段特征整体精度（OA）及召回率（Recall）筛选出的SDV（表面散射、偶次散射、体散射）特征交叉组合方式，结果显示，该组合整体精度（OA）达到94.98%，用户交并比（mIoU）达到85.67%，比Pauli特征分类精度分别高出0.64%和 3.32%。上述结果表明，选择最佳的特征组合方式并结合深度学习在提升冰川识别精度中具有重要的作用。关键词：遥感;冰川;ALOS2-PALSAR;极化分解;图像分割;深度学习;喜马拉雅2189|3102|5<HTML><网络PDF><Enhanced-PDF><Meta-XML>更新时间：2026-04-08
- 摘要：冰川物质平衡作为气候变化的敏感指标，对于区域水资源管理，冰川灾害防治以及全球海平面变化预测具有重要意义。随着全球变暖加剧，自2000年来祁连山西段冰川消融加速，然而近年来该地区尤其是老虎沟12号冰川的年际物质平衡变化仍知之甚少。本文利用WorldView光学立体测绘、SRTM 和TanDEM-X双站InSAR生成的多源DEM数据，采用DEM差分法分别获得了2013年—2014年、2014年—2015年祁连山西段年际冰厚变化速率和2000年—2015年平均冰厚变化速率，同时获得了相应时段的冰川物质平衡结果。在此基础上以老虎沟12号冰川为例，估算了2013年—2014年、2014年—2015年和2000年—2015等3个时间段的冰川物质平衡变化速率，并分析了降水和气温变化对物质平衡变化的影响。结果表明：2013年—2014年、2014年—2015年祁连山西段冰厚变化速率为-0.35±0.034 m和-0.028±0.004 m，物质平衡变化速率分别为-0.27±0.014 m w.e./a和-0.024±0.084 m w.e./a。2000年—2015年老虎沟12号冰川平均物质平衡为-0.013±0.02 m w.e./a，冰川处于消融状态。冰川亏损速率由2013年—2014年的-0.33±0.04 m w.e./a减缓至2014年—2015年的-0.036±0.09 m w.e./a，这主要与2015年降水增多有关。本文验证了高质量的光学立体测绘卫星DEM数据在求解山地冰川年际物质平衡的可行性。关键词：遥感;WorldView DEM;TanDEM-X DEM;老虎沟12号冰川;物质平衡;InSAR;祁连山1197|2220|3<HTML><网络PDF><Enhanced-PDF><Meta-XML>更新时间：2026-04-08
- 摘要：河流作为水循环系统的关键组成部分，对人类社会经济发展、流域的生态环境可持续性及区域气候的稳定都有着重要意义。因全球变暖、冰川冻土融化、洪旱灾害等对水文系统造成的干扰增强，河流的水文情势发生了深刻改变。随着传感器技术发展和卫星观测平台增加，（卫星）遥感技术手段逐渐成为当今监测河流水文的主流方法之一。各类遥感监测方式已广泛运用在河流面积/宽度提取和水位变化监测、径流量估算等方面研究，形成了全球或区域尺度的水文要素遥感产品。本文综述了基于光学影像、雷达影像、卫星测高等数据的河流水文要素遥感监测技术，分析和总结了利用遥感手段监测河流宽度与水域面积、水位、径流量等诸多要素及其变化的最新研究进展，并探讨前人研究的空间范围尺度和推广可行性。此外，青藏高原作为亚洲主要大江大河的发源地，同时也是水文站点监测资料极其缺乏的区域之一。利用遥感技术开展青藏高原河流水文监测的研究面临实测数据共享难、水文变化过程时空异质性极强、对暖湿化气候的响应特征复杂多变等难题。本文对各类水文遥感技术在青藏高原河流监测应用研究所取得的进展与存在的问题进行了回顾和展望，以期加深对该地区河流水文变化过程的理解。关键词：河流;水文;遥感;青藏高原;水域面积;水位;径流量1847|6422|2<HTML><网络PDF><Enhanced-PDF><Meta-XML>更新时间：2024-11-27
- 摘要：青藏高原湖泊群水位变化是反映全球气候变化的重要指标。在实测数据稀缺和现有卫星时空覆盖范围低的限制下，基于雷达干涉模式的新一代SWOT（Surface Water and Ocean Topography）卫星可为全球内陆水体提供高时空分辨率和高精度的水位信息，是对传统观测形式的有力补充。在卫星发射之前探讨其监测潜力具有重要意义。本研究以青藏高原最大的青海湖为例，使用CNES SWOT水文模拟器，模拟2010年—2018年类SWOT水位序列。通过分别采用实测水位、光学水位和雷达水位作为SWOT模拟器驱动，探讨了SWOT模拟器模拟精度对输入驱动的敏感性，并在多个尺度下评价了其模拟表现。结果表明：多种驱动数据情景下，类SWOT水位均可在季节和全年尺度上捕捉青海湖水位变化过程，相关系数和纳什效率系数分别在0.9—1.0和0.8—0.99变化；且可较好监测到青海湖水位长期变化趋势。SWOT具有监测青藏高原湖泊群水位动态的巨大潜力，能够有效观测湖泊水位变化。关键词：SWOT卫星;青藏高原;青海湖;水位监测;遥感;测高1527|3437|4<HTML><网络PDF><Enhanced-PDF><Meta-XML>更新时间：2025-04-27
- 摘要：高寒湿地是青藏高原重要的地表覆盖类型之一，对于水源涵养、调节气候、维护生物多样性等起着关键作用，准确及时获知高寒湿地的时空分布对于湿地的保护和管理十分必要。遥感分类特征优选对湿地制图具有关键性的作用。虽然像光谱特征、纹理特征、地形特征等均在已有研究中有涉及，但鲜有研究聚焦光谱指数特征，深入探讨其数理统计特征和特征优选方法。本研究以甘肃首曲高寒湿地保护区为研究区，基于Sentinel-2数据得到各分类特征（光谱、植被指数、红边指数和水体指数），采用Filter和Wrapper特征选择方法包括Jeffries-Matusita距离、光谱角距离（SAD）、欧氏距离（ED）、RF-RFE算法和Relief-F算法对上述特征进行优选，并利用Filter方法的Z检验进行量化评价。研究表明：（1）所有参与分类的类别中，河流与裸地最容易区分，其次为草原与沼泽，沼泽化草甸与草甸较为难分。对沼泽、沼泽化草甸、草甸、草原邻近两类可尝试MCARI2、NDWI、DVI、EVI、EWI、IRECI、MCARI、TCARI、UGWI指数进行区分；（2）就不同指数特征对湿地信息提取贡献程度而言，水体指数特征>植被指数特征>红边指数特征；（3）从特征优选方法角度看，Filter方法中的ED距离算法与 Relief-F算法表现突出；（4）最终选出适于高寒湿地信息提取的指数有RDVI、NDVI、MSR、RVI、VIgreen、RNDWI、NDWI、NDWI_B、MNDWI、EWI、CIre；（5）从不同分类特征的数理统计指标看，中值特征的分类结果最好，其次是平均值特征。本研究为湿地信息提取在特征变量优选方面提供了一种可迁移且普适性高的方法和思路。关键词：遥感;湿地分类;高寒湿地;特征优选;青藏高原;Sentinel-21482|2448|7<HTML><网络PDF><Enhanced-PDF><Meta-XML>更新时间：2023-05-10
- 摘要：青藏高原湖泊水位是反映生态环境变化的重要指标，为了使用多源卫星测高数据构建高精度、长时序的湖泊水位时间序列，本文提出了一种基于大气路径延迟校正、波形重定、异常值检测、卫星间偏差调整的高精度湖泊水位序列构建策略。以拉昂错为研究对象，利用本文方法对TOPEX/Poseidon、Jason-1/2/3高度计数据进行处理，构建了拉昂错1992年—2020年的高精度水位时间序列，讨论分析了1992年—2020年湖泊水位、面积和流域内降水、温度、蒸发的关系。结果表明，拉昂错水位在1992年—2020年整体下降约6.00 m，平均变化趋势为-0.21±0.01 m/a，水位变化呈现明显周年性；本文方法构建的湖泊水位序列长、精度高，均方根误差为13.10 cm。关键词：卫星测高;TOPEX/Poseidon;Jason-1/2/3;拉昂错;湖泊水位;青藏高原1856|2533|11<HTML><网络PDF><Meta-XML>更新时间：2022-04-30
- 摘要：湖冰物候是反映区域气候变化的直观指标。由于青藏高原湖冰物候的地面观测不足，遥感与模拟成为动态监测湖冰物候变化并揭示其变化机理的重要途径。本文以纳木错为例，通过不同遥感方法获取了纳木错2000年—2015年湖冰物候的动态变化。在此基础上，将遥感与物理基础清晰的湖泊过程模型相结合，重建了纳木错1963年—2018年的湖冰物候序列，并分析了近60 a来纳木错湖冰物候的变化规律。研究结果表明，气候变暖影响下，湖冰融化日期显著提前，纳木错湖泊的冰期以6.4 d/（10 a）的速率显著缩短。未来气温升高2 ℃的情景下，湖冰融化日期平均可提前12.4 d。关键词：湖冰物候;遥感监测;湖泊模型;纳木错;青藏高原1838|2509|11<HTML><网络PDF><Meta-XML>更新时间：2022-04-30
- 摘要：青藏高原湖泊数量多、分布广、所占面积大，是亚洲水塔的重要组成部分，其受到人类活动的干扰较少，是理解高原生态环境变化机理的钥匙。青藏高原湖泊是气候变化敏感的指示器，在全球快速变暖背景下其对气候变化的响应如何？本研究基于多源遥感数据监测结果，系统地总结了青藏高原湖泊（大于1 km2）在过去近50 a（1976年—2018年）的面积、水位与水量变化等方面的研究进展。主要结论如下：（1）青藏高原湖泊总数量从1970s的1080个增加到2018年的1424个（+32%），湖泊总面积从4万km2扩张到5万km2（+25%），湖泊平均水位上升了约4 m，湖泊水储量增加了近1700亿吨；（2）时间上，湖泊面积、水位和水量变化在1970s—1995年略有下降，随后呈快速但非线性增加的态势；空间上，中—北部湖泊面积、水位与水量增长，南部减少；（3）基于多源遥感数据的湖泊水量平衡定量研究揭示了降水增加是湖泊扩张的主要驱动因素，冰川消融贡献次之。气候与冰冻圈控制的湖泊水量平衡的定量评估及湖泊变化驱动机制研究等是目前面临挑战的前沿科学问题。关键词：湖泊;遥感;面积;水位;水量;青藏高原5211|5260|33<HTML><网络PDF><Meta-XML>更新时间：2022-04-30
- 摘要：河流网络是地表水循环的重要组成部分，如何实现河流网络动态监测已成为河流遥感研究的热点。近年来，以PlanetScope为代表的CubeSat小卫星已具备了米级空间分辨率、1 d重访周期的优势，这为河流网络高时空分辨率动态监测提供了可能。本文以青藏高原长江源区的通天河流域（227 km2）为研究区，选取2017-05—2017-10 5期3 m空间分辨率CubeSat遥感影像，增强河流横纵剖面特征自动化提取了河流网络，研究了通天河流域河流网络动态变化，对比分析了3 m CubeSat与30 m Landsat 8、10 m Sentinel-2所提取的河流网络，以及5种现有水体数据集（GRWL，GSW，FROM-GLC 2017，OpenStreetMap，HydroSHEDS）。研究结果表明：（1）研究区内河流网络5月水系密度较低（0.38 km-1），7—8月河流网络进入丰水期，水系密度显著增加至0.61 km-1，9月河流网络进入平水期，水系密度趋于平稳（0.53 km-1），随后迅速退化并于10月开始冻结，水系密度迅速降低至0.37 km-1；（2）采用高空间分辨率CubeSat所提取的河流网络能够识别更多细小河流（河宽3—30 m），CubeSat所提取的河流总长分别为Landsat 8、Sentinel-2所提取河流总长的1.6倍和1.3倍；（3）CubeSat所提取的河流网络水系密度高于现有水体数据集（2.9—12.4倍），弥补了现有水体数据集无法反映细小河流的不足。关键词：河流网络;遥感信息提取;动态监测;CubeSat;青藏高原1499|2353|4<HTML><网络PDF><Meta-XML>更新时间：2021-10-21
