基于遙感的青藏高原熱融湖塘?xí)r空演化監(jiān)測(cè)與趨勢(shì)分析——以青藏鐵路紅梁河至風(fēng)火山沿線為例.pdf

1、在全球氣候轉(zhuǎn)暖及人類活動(dòng)頻繁增加的背景下,青藏高原多年凍土處于強(qiáng)烈的退化過(guò)程,而熱融湖塘作為熱融災(zāi)害中最為典型的災(zāi)害之一,也是多年凍土退化的重要標(biāo)志,應(yīng)該說(shuō)從環(huán)境和工程影響方面,熱融湖塘(熱喀斯特湖)是熱融災(zāi)害中最為典型、對(duì)凍土環(huán)境和工程影響最為直接的一種熱融災(zāi)害。本論文針對(duì)青藏高原熱融湖塘,基于對(duì)不同時(shí)期航空、航天遙感資料的分析,結(jié)合區(qū)域典型熱融湖塘的監(jiān)測(cè)與調(diào)查,從災(zāi)害學(xué)與地理學(xué)的角度,以發(fā)育于青藏鐵路、青藏公路秀水河至風(fēng)火山段沿線的

2、典型熱融災(zāi)害—熱融湖塘為研究對(duì)象,通過(guò)分析熱融湖塘敏感性發(fā)育的條件和因素,基于GIS平臺(tái)研究了區(qū)域熱融湖塘的時(shí)空演化特征,建立了敏感性評(píng)價(jià)方法,實(shí)現(xiàn)了區(qū)域熱融湖塘敏感性評(píng)價(jià),通過(guò)多年代航空、航天影像研究了典型湖塘——BLH-A熱融湖塘的發(fā)育過(guò)程及其發(fā)育趨勢(shì),分析了青藏公路、青藏鐵路沿線熱融湖塘41年以來(lái)的時(shí)空演化規(guī)律,為青藏高原環(huán)境與工程協(xié)調(diào)和持續(xù)發(fā)展、規(guī)劃及對(duì)策實(shí)施提供了科學(xué)依據(jù)。主要研究成果如下:
　　(1)首先針對(duì)研究區(qū)范圍

3、內(nèi)2006年分辨率為0.6m的Quick Bird衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)和2010年分辨率為2.5m的SPOT-5衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的處理方法進(jìn)行了研究,重點(diǎn)對(duì)熱融湖塘優(yōu)勢(shì)性的融合、糾正、鑲嵌處理方法進(jìn)行了選擇與比較,探索出判讀熱融湖塘的最優(yōu)技術(shù)方法,并建立了熱融湖塘遙感解譯標(biāo)志,對(duì)遙感數(shù)據(jù)中的熱融湖塘進(jìn)行了解譯,獲取了熱融湖塘的大量信息數(shù)據(jù)。
　　(2)選取包括凍土類型、地溫、植被類型、土質(zhì)類型、水文地質(zhì)條件以及坡度在內(nèi)的六個(gè)因子,分析了熱融湖

4、塘與各因子的關(guān)系,采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法獲得了各評(píng)價(jià)因子的敏感系數(shù)值。根據(jù)敏感因子與熱融湖塘形成條件的對(duì)比分析,獲得了研究區(qū)域59種不同地質(zhì)環(huán)境綜合敏感系數(shù)指標(biāo),為熱融湖塘的空間演化分析提供了科學(xué)依據(jù)。
　　(3)針對(duì)位于北麓河盆地的一代表性熱融湖塘(BLH-A熱融湖塘),通過(guò)遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及實(shí)地監(jiān)測(cè),研究了BLH-A熱融湖塘的時(shí)間演化趨勢(shì)。1969年、1999年、2006年、2008年、2010年的遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)顯示,BLH-A熱融湖塘的面

5、積1969年至1999年以0.35％的增長(zhǎng)率擴(kuò)張,1999年至2006年增長(zhǎng)率為0.42%,2006年至2008年增長(zhǎng)率為0.44%,2008年至2010年增長(zhǎng)率為0.49%,在全球氣候變暖、年平均氣溫不斷上升的條件下,BLH-A熱融湖塘的面積隨時(shí)間推移增長(zhǎng)越來(lái)越快。BLH-A熱融湖塘向舊青藏公路方向擴(kuò)張的速率在1969年至1999年為0.42m/a,在1999年之后,湖塘擴(kuò)張的速率有所增加,大約是0.6m/a,2008年后湖塘擴(kuò)張的速

6、率達(dá)0.65m/a,經(jīng)推算41年后,BLH-A熱融湖塘將向新建青藏鐵路方向擴(kuò)張51.8m,會(huì)對(duì)青藏鐵路路基造成危害。實(shí)地監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,BLH-A熱融湖塘湖岸不斷坍塌后退,從2007年8月~2010年10月,湖岸最大后退了3.2m,最小后退了0.6m,實(shí)地監(jiān)測(cè)的結(jié)果驗(yàn)證了遙感數(shù)據(jù)的可靠性。
　　(4)利用1969年至2010年41年間的資料,分析了青藏公路和青藏鐵路修建前后熱融湖塘隨時(shí)間的演化規(guī)律。結(jié)果表明,41年來(lái)熱融湖塘的面積年