基于遙感的青藏高原熱融湖塘時空演化監(jiān)測與趨勢分析——以青藏鐵路紅梁河至風火山沿線為例.pdf

1、在全球氣候轉暖及人類活動頻繁增加的背景下,青藏高原多年凍土處于強烈的退化過程,而熱融湖塘作為熱融災害中最為典型的災害之一,也是多年凍土退化的重要標志,應該說從環(huán)境和工程影響方面,熱融湖塘(熱喀斯特湖)是熱融災害中最為典型、對凍土環(huán)境和工程影響最為直接的一種熱融災害。本論文針對青藏高原熱融湖塘,基于對不同時期航空、航天遙感資料的分析,結合區(qū)域典型熱融湖塘的監(jiān)測與調(diào)查,從災害學與地理學的角度,以發(fā)育于青藏鐵路、青藏公路秀水河至風火山段沿線的

2、典型熱融災害—熱融湖塘為研究對象,通過分析熱融湖塘敏感性發(fā)育的條件和因素,基于GIS平臺研究了區(qū)域熱融湖塘的時空演化特征,建立了敏感性評價方法,實現(xiàn)了區(qū)域熱融湖塘敏感性評價,通過多年代航空、航天影像研究了典型湖塘——BLH-A熱融湖塘的發(fā)育過程及其發(fā)育趨勢,分析了青藏公路、青藏鐵路沿線熱融湖塘41年以來的時空演化規(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)劃及對策實施提供了科學依據(jù)。主要研究成果如下:
　　(1)首先針對研究區(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)的處理方法進行了研究,重點對熱融湖塘優(yōu)勢性的融合、糾正、鑲嵌處理方法進行了選擇與比較,探索出判讀熱融湖塘的最優(yōu)技術方法,并建立了熱融湖塘遙感解譯標志,對遙感數(shù)據(jù)中的熱融湖塘進行了解譯,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、土質類型、水文地質條件以及坡度在內(nèi)的六個因子,分析了熱融湖

4、塘與各因子的關系,采用數(shù)理統(tǒng)計法獲得了各評價因子的敏感系數(shù)值。根據(jù)敏感因子與熱融湖塘形成條件的對比分析,獲得了研究區(qū)域59種不同地質環(huán)境綜合敏感系數(shù)指標,為熱融湖塘的空間演化分析提供了科學依據(jù)。
　　(3)針對位于北麓河盆地的一代表性熱融湖塘(BLH-A熱融湖塘),通過遙感動態(tài)監(jiān)測及實地監(jiān)測,研究了BLH-A熱融湖塘的時間演化趨勢。1969年、1999年、2006年、2008年、2010年的遙感動態(tài)監(jiān)測顯示,BLH-A熱融湖塘的面

5、積1969年至1999年以0.35％的增長率擴張,1999年至2006年增長率為0.42%,2006年至2008年增長率為0.44%,2008年至2010年增長率為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間推移增長越來越快。BLH-A熱融湖塘向舊青藏公路方向擴張的速率在1969年至1999年為0.42m/a,在1999年之后,湖塘擴張的速率有所增加,大約是0.6m/a,2008年后湖塘擴張的速

6、率達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張51.8m,會對青藏鐵路路基造成危害。實地監(jiān)測結果表明,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,實地監(jiān)測的結果驗證了遙感數(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間的演化規(guī)律。結果表明,41年來熱融湖塘的面積年