冻土的冻融变化对寒区道路路基和路面等的修建具有重要影响。由于寒区地面观测数据较少,因此需发展基于遥感的高分辨率冻土分布估算模型。中国新一代高分五号卫星（GF-5）搭载的全谱段成像光谱仪有4个40m空间分辨率的热红外波段,为高空间分辨率的地表温度反演提供了可能。以青藏公路典型路段作为研究区,采用劈窗算法,利用GF-5热红外数据反演地表温度,并将结果与同期的MODIS地表温度产品和站点实测数据进行了比较。结果表明,该方法反演出的地表温度与实测结果的平均误差为-2.34℃,相关系数为0.86,表明结果具有较好的精度。以遥感地表温度作为输入,基于TTOP模型计算出了研究区的冻土分布图,得出研究区现状多年冻土面积为0.963×10～4 km2、季节性冻土面积为2.543×10～4 km2,与已有研究给出的研究区冻土分布图结果较为接近,表明建立的冻土分布反演模型具有可靠性和进一步应用的潜力。此外,还基于Stefan公式计算了研究区2018年～2019年的季节性冻土最大冻结深度和多年冻土活动层厚度,结果表明研究区内多年冻土活动层厚度在11cm～260cm之...

青藏高原作为世界上中低纬度海拔最高、面积最大的多年冻土区域,其冻土环境变化会对中国东部乃至东亚气候的形成、变化和发展造成重大影响。RS技术对于冻土环境动态监测具有特别优势。针对青藏高原冻土的特点,提出一种基于多源RS监测数据的融合技术反演地表温度,实现不同空间尺度条件下冻土分类的自动提取方法。该技术方法先利用MODIS全年温度产品数据集,结合地表覆盖类型数据,使用TTOP模型反演得到1 km空间分辨率的冻土分布;然后对Landsat数据源采取PSC反演算法获得30 m空间分辨率的地表温度数据;最后利用多项式拟合技术,将Landsat反演地表温度与MODIS温度数据相互融合,以提高Landsat反演地表温度的准确度,并据此数据利用TTOP模型提取30 m空间分辨率的冻土分布,实现了小尺度精细化的冻土分类与制图。结果验证分析表明:本文的技术方法具有较好的可信度。

中巴经济走廊穿越帕米尔高原和喀喇昆仑山系,在海拔4000 m以上区域广泛发育和分布着多年冻土冻融作用导致的多种地质灾害。研究中巴经济走廊冻土分布和制图是解决其实际工程问题的基础,也对水资源利用、生态安全和边防建设有重要意义。研究区大致空间范围大致为23°47′N–40°55′N,60°20′E–80°16′E,包括中国新疆喀什地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州以及巴基斯坦全境。本文收集了2013–2017年MODIS地表温度数据,2009年中国帕米尔高原冰川编目数据,2003–2004年巴基斯坦冰川编目数据和2008年世界土壤数据库(HWSDv1.2),基于多年冻土顶板温度模型(TTOP)得到中巴经济走廊多年冻土分布数据(GeoTIFF格式,空间分辨率1 km)。采用统计学中的决定系数对数据制备方法进行分析和评估,并通过现有文献资料对数据结果质量进行验证。本数据集可作为中巴经济走廊多年冻土变化的本底调查资料,为该区域工程建设中冻胀融沉研究提供基础数据支撑,也可与气候、水文等数据综合分析,揭示中巴经济走廊喀喇昆仑山区水–土–气–生之间定量联系,深化对该区域气候变化背景下生态环境和可持续发展的科...

利用MODIS地表温度反演产品,以青藏高原为研究区域,通过单点、区域、模型3方面来验证MODIS地表温度产品在青藏高原冻土模拟中的适用性.通过69个气象站点观测的地表0cm温度数据与所在位置的MODIS地表温度数据比较,二者在时间序列上的变化趋势基本一致,但是平均误差较大.在区域验证中,实测地表温度数据采用经纬度海拔回归方法和克里金插值地统计方法得到空间温度分布,与MODIS地表温度产品进行面状要素的时间序列比较,其结果与MODIS地表温度产品在时间和空间上变化趋势是稳定的,但也存在一定的差异.单点和区域验证都揭示两个数据集在暖季(5—8月)比冷季(9月至翌年4月)差异大,相关系数小.模型验证中,选用半经验半物理的TTOP模型,分别应用实测地表温度数据和MODIS地表温度产品模拟青藏高原多年冻土分布情况,MODIS地表温度产品的模拟结果比实测数据的模拟结果更接近青藏高原冻土图.