基于遥感数据的万家寨库区冰厚反演及其变化特征研究

论文摘要

冰凌观测是防凌的前提,是进行冰凌研究的基础,因此全面准确的冰凌观测可为科学防凌提供可靠的依据。冰厚数据是监测凌汛灾害的重要指标之一,本文通过冰厚反演算法对冰厚数据进行遥感反演,用Lebedev模型对反演结果验证,并对结果进行年内变化特征分析探究其变化规律。反演冰厚的结果可为黄河内蒙段防凌减灾等实际工作提供参考依据。通过冰厚反演算法,对特定的年份进行河冰冰厚反演,并将反演结果与实测数据进行对照。黄河万家寨水库上游河段自流凌期始冰厚保持持续增加的趋势,至稳封期到达最大,河冰稳封期平均冰厚在40cm～50cm之间,直到3月上旬河冰开始融化,冰厚开始变薄至开河。卫星遥感反演结果与实测以及Lebedev模型验证结果接近(相关系数0.8以上)一定程度上说明遥感反演的有效性。对冰厚变化特征进行分析,可以看出冰厚的演变总体呈现成冰、流凌、初封、稳封、融冰、开河的生消演变过程。本文选取2010年～2011年冰期以及2005年～2019年稳封期的河冰影像资料,分别对年内和年际间的冰厚变化进行分析,得出了变化规律。年内冰厚变化为流凌从WD57断面处滞留,堆冰尾部不断上移,流凌密度不断增大,冰厚逐渐增大。在封河期间,堆冰尾部上下游水位上壅很高冰面较宽,堆冰较厚。2011年1月19日至2月4日期间,有间断性清沟出现。2月13日冰厚极大。之后冰厚逐渐变薄至开河。年际间河道流量忽高忽低,呈现有的断面封冻,有的断面未封冻的现象。在稳封初期过流能力最小,之后略有增加,历年冰厚呈现不同的变化,在此期间的气温大起大落,冰盖就不稳定,很容易形成冰塞冰坝造成凌汛灾害。根据河冰冰厚演变的趋势,对影响冰厚变化的可能因素进行分析。黄河万家寨水库上游河段在结冰初期的冰厚主要受气温影响,日内变化较大;在封冻期的累积负气温对于冰盖的影响使得冰厚几乎呈线性增长。此外,冰流量以及水位的变化对冰厚也起着至关重要的作用。

论文目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 国外研究进展

1.2.2 国内研究进展

1.3 研究内容及技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

2 研究区域概况

2.1 自然地理概述

2.2 气象概述

2.3 冰情概述

2.4 河道地形概述

3 数据源获取及预处理

3.1 数据获取及简介

3.1.1 实测数据来源

3.1.2 遥感数据来源

3.2 遥感数据预处理

3.2.1 条带修复

3.2.2 辐射定标与大气校正

4 黄河万家寨水库库区河段冰厚反演模型研究

4.1 河冰厚度反演方程的建立

4.2 河冰冰厚反演结果

4.3 基于Lebedev模型反演结果比较

4.3.1 Lebedev模型的建立

4.3.2 Lebedev模型计算结果对照分析

4.4 本章小结

5 遥感反演冰厚变化特征

5.1 冰厚年内变化特征

5.1.1 时间特征

5.1.2 空间特征

5.2 冰厚年际变化特征

5.2.1 时间特征

5.2.2 空间特征

5.3 影响因素分析

5.3.1 气温

5.3.2 冰流量

5.3.3 水位

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杨光

导师: 冀鸿兰

关键词: 冰凌观测,冰厚,变化特征,遥感反演算法

来源: 内蒙古农业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 地球物理学,工业通用技术及设备,自动化技术

单位: 内蒙古农业大学

基金: 国家重点研发计划课题“变化环境下黄河凌汛洪水致灾成灾过程及演化机制”(2018YFC1508401)

分类号: P332;TP751

DOI: 10.27229/d.cnki.gnmnu.2019.000228

总页数: 58

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