基于多源空间信息的青藏高原冻土图精度评价及改进

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:siyang2003
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冻土是冰冻圈的重要组成部分,也是冻土区地气能量交换过程中的一个重要因子,而青藏高原分布的高海拔多年冻土约1.59×106km2,是中国多年冻土总面积的74%。近年来人类工程活动的日益频发扰动了地表能量平衡,进而改变了原本敏感脆弱的冻土环境,这些共同因素都间接影响了冻土类型的分布。一幅高精度的青藏高原冻土图是冻土科学家对冻土制图和研究的高度概括,是冻土区路基工程、交通选线、场地规划和选址以及矿产开发等经济建设和生态保护的基本参考信息。  早期青藏高原的冻土制图大多是在野外实地勘探(钻探、坑探、物探等)、地球物理方法、气象站点观测数据和资料整理分析等基础上,室内进行人工编制而成。近期的青藏高原冻土制图方法较多的是借助计算机建立的冻土模型,如高程模型、年平均地温模型、TTOP模型以及冻结数模型等,但这些模型大多是利用高程、少数观测地温等进行内插或外推,具有一定的局限性和不确定性。随着遥感技术的快速发展日渐成熟,可以宏观上动态获取与冻土有关的高时间和空间分辨率卫星遥感数据,其后通过建立各参数与冻土空间分布规律的联系,就能够大大提高制图的客观性、可重复性与现时性。  本文通过西昆仑山、温泉以及改则三个基于实地调查的区域冻土图对已有的青藏高原冻土图做了精度评价,从验证结果中总体精度和Kappa系数两个分类指标值的对比分析中得知利用遥感数据MODIS LST产品绘制的青藏高原冻土图较早期冻土图能够更好反映多年冻土的空间分布特征,而不同青藏高原冻土图间存在差异的地方主要分布在多年冻土与季节冻土过渡的边缘区域。  鉴于已有青藏高原制图模型的局限性和不确定性,文中根据冻土分布与其影响因素的相关系数,选取了高程、地表温度、植被指数和土壤水分四个主要因素作为决策树的输入参数,在以1∶400万青藏高原冻土图、1∶300万青藏高原冻土图为先验信息的基础上建立分类决策树绘制了基于多源空间信息的青藏高原冻土图。从精度验证结果来看,基于遥感多源空间信息的青藏高原冻土分布图整体精度相比已有的青藏高原冻土图得到了进一步提高和改进。  文中主要将指示冻土分布的自然因素做为分类指标,实现了青藏高原冻土制图方法的改进,但并没有考虑冻土物理机制。因此,今后随着微波遥感、可见光以及红外遥感在冻土领域的不断进步,结合超声波、探地雷达以及冻土物理模型等可以进一步完善冻土制图理论体系,从而提高冻土图的精度。
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