基于Landsat影像的青藏高原东北部典型湖泊面积时序变化研究

论文摘要

湖泊对全球变化反映敏感,是生态环境变化的指示器,具有调节其流域内气候变化和维持区域生态系统平衡的作用,高原湖泊受人类活动干预程度低,其变化主要受自然因素的影响,遥感技术的发展使得动态监测湖泊变化简便可行。因此利用遥感技术对青藏高原湖泊进行动态变化监测,能够揭示区域生态环境的变化规律,为全球气候变化研究提供参考。本文选取青藏高原东北部典型湖泊——青海湖和哈拉湖作为研究对象,利用遥感技术监测湖泊面积变化,并结合研究区内降水和气温数据探究湖泊面积变化与气候的响应关系。本文主要研究工作如下:（1）本文通过对比研究谱间关系和MNDWI（改正的归一化差异水体指数）水体增强,结合Canny算子边缘检测算法对青海湖研究区进行水体提取,发现谱间关系结合Canny算子法在水体边界连续性和细小水体提取方面优于MNDWI法。对提取结果进行了边缘单像素断点连接,减少了后续工作量。（2）对青海湖与哈拉湖研究区气候数据（主要是降水和气温）进行分析,发现青海湖和哈拉湖研究区降水量均由枯水期向丰水期转变,同时气温均呈上升趋势,即由冷到暖。因此研究区气候均有“冷干型”转向“暖湿型”。由小波分析可知,哈拉湖降水波动性大于青海湖,气温波动性较为一致。（3）对青海湖和哈拉湖研究区进行面积提取,发现青海湖面积先减小（1987-2004）后增大（2005-2018）,哈拉湖面积变化趋势同青海湖,在2001年面积到达最小值。对时序面积数据进行小波分析,发现两个研究区均在28年和22年时间尺度上存在周期性。对研究区降水量和气温数据同面积进行相关性分析,发现降水量对面积变化影响有滞后性,青海湖面积变化同降水量具有相关性,与气温变化相关性不大;哈拉湖面积同降水和气温都具有相关性,推测气温升高虽导致湖水蒸发量增大,但同时会增加冰川融水补给,导致哈拉湖面积增大。

论文目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 选题背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 水体提取研究进展

1.2.2 水体边缘检测算法研究进展

1.2.3 青藏高原湖泊面积提取与分析研究进展

1.3 研究内容

1.3.1 湖泊面积时序变化分析

1.3.2 湖泊面积与气候变化之间的响应关系

1.4 论文结构安排

2 研究区和数据源

2.1 研究区概况

2.1.1 青海湖研究区概况

2.1.2 哈拉湖研究区概况

2.2 数据获取

2.2.1 青海湖遥感影像

2.2.2 哈拉湖遥感影像

2.2.3 气象数据

2.3 数据预处理

2.3.1 辐射定标

2.3.2 大气校正

2.3.3 相对几何校正

3 湖泊面积提取及精度评价

3.1 水体边缘提取方法

3.1.1 水体增强

3.1.2 边缘检测自动提取

3.1.3 边缘检测断点连接

3.2 水体边缘提取结果

3.3 水体边界提取精度评价

4 湖泊面积提取结果与分析

4.1 青海湖面积时序分析

4.1.1 时序数据小波分析

4.1.2 青海湖面积时间变化分析

4.1.3 青海湖面积空间变化分析

4.2 哈拉湖面积时序分析

4.2.1 哈拉湖面积时间变化分析

4.2.2 哈拉湖面积空间变化分析

5 湖泊面积变化与气候因子响应关系

5.1 青海湖气候变化分析

5.1.1 青海湖降水变化分析

5.1.2 青海湖气温变化分析

5.2 哈拉湖气候变化分析

5.2.1 哈拉湖降水变化分析

5.2.2 哈拉湖气温变化分析

5.3 青海湖与哈拉湖气候变化对比分析

5.3.1 青海湖与哈拉湖降水变化对比分析

5.3.2 青海湖与哈拉湖气温变化对比分析

5.4 青海湖面积变化与气候因子的响应关系

5.4.1 青海湖面积变化与降水量的响应关系

5.4.2 青海湖面积变化与气温的响应关系

5.5 哈拉湖面积变化与气候因子的响应关系

5.5.1 哈拉湖面积变化与降水量的响应关系

5.5.2 哈拉湖面积变化与气温的响应关系

6 总结与展望

6.1 本文研究内容的总结

6.2 存在的问题与展望

致谢

参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 周柯

导师: 王广军,彭红明

关键词: 湖泊,小波分析,气候,青海湖,哈拉湖

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 气象学,地球物理学,工业通用技术及设备,自动化技术

单位: 中国地质大学(北京)

分类号: P343.3;TP751;P467

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000987

总页数: 69

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