基于GIS栅格操作方法模拟山地冰川长期变化

地理信息系统(Geographical Information System, GIS)具有强大的空间分析功能。GIS方法建立的模型,可以模拟北极多温冰川Austre Lovénbreen的长时间序列变化。研究发现, GIS方法可以快速有效地获取冰川的冰厚、主流线长度、冰川表面积和冰川体积,其中冰川体积的变化符合高次常函数变化规律;通过对比GIS方法与Elmer/Ice动力学方法模拟的结果, GIS方法对冰川体积的模拟,在十年至几十年的尺度上可行。GIS方法模拟冰川变化,可以快速定量分析冰川未来一定年限内的厚度、面积、体积、主流线长度等几何参数,简化了冰川变化分析研究的过程。     

无定河下游全新世古洪水研究

对无定河流域野外考察，在其下游苏家圪坨（SJGT）地点发现夹有古洪水滞流沉积物（SWD）的全新世剖面。古洪水SWD厚度30 cm，具有平行微薄层理特征，且直接覆盖在东汉文化层之上。室内分析结果表明古洪水SWD有着与2012年洪水SWD相似的沉积学特征，以粗粉沙为主，分选良好，磁化率和烧失量较小，说明它记录了一次无定河下游的大洪水事件。文化层光释光（OSL）测年结果显示该次古洪水事件发生在1 900~1 700 a BP。古洪水洪峰水位和洪峰流量分别为765.9 m和10 530 m³·s^-1。同时利用2012年洪水洪痕水位验证，在同一断面用相同参数恢复洪峰流量为1 030 m³·s^-1，实测洪峰流量为1 000 m³·s^-1，误差为3.09%，说明古洪水洪峰流量恢复结果合理可靠。研究结果延长了无定河下游洪水数据序列，对水资源、水能源的开发利用提供了科学依据。     

西藏聂拉木县嘉龙湖冰湖溃决型泥石流危险性评价

冰湖溃决型泥石流是高原山区特殊的地质灾害，以西藏聂拉木县嘉龙湖为例，建立了一套冰湖溃决型泥石流危险性评价方法.以喜马拉雅山区1970—2015年气温波动频次和聂拉木冰湖溃决历史事件预测了未来10年嘉龙湖溃决的时间概率.利用遥感影像识别嘉龙湖上方不稳定冰体的范围和规模，采用美国土木工程师协会推荐公式和修正的三峡库区涌浪计算方法分析了冰川滑坡产生的涌浪规模，从涌浪波压力和越顶水流推力两方面预测了冰碛坝发生失稳的可能性.采用FLO-2D模拟冰湖溃决泥石流的运动过程，以最大流速和泥深表达了嘉龙湖溃决泥石流的危险程度.评价结果表明:2002年嘉龙湖溃决事件与当年气温偏高有关，未来嘉龙湖发生溃决概率高；冰川滑坡激起涌浪能够翻越坝顶，并引起坝体快速侵蚀而溃决；冰湖溃决泥石流对聂拉木县城河道两侧54栋建筑造成威胁.评价方法实现了冰湖溃决型泥石流危险性的定量分析，评价结果对聂拉木县城泥石流防灾具有现实意义.      

淮河流域洪水极值非平稳性特征

基于淮河流域9个水文站的月径流量数据,采用Pettitt非参数检验法、GAMLSS模型与洪水频率分析模型等方法,揭示了淮河中上游洪水频率的演变规律,分析基于平稳性和非平稳性条件下的洪水发生强度及洪涝灾害所带来的影响.研究发现:潢川、横排头和蚌埠站点未发生明显变异,其余6个站点发生均值或方差变异,变异时间主要集中在2000年左右.淮河流域的最优拟合分布函数是Weibull;班台、蒋家集和横排头站适宜于非平稳性模型,其余站点选择平稳性模型.各站点非平稳性条件下10年和20年一遇设计流量值与平稳性条件下皮尔逊Ⅲ型分布设计流量值相差不大,但30年一遇、50年一遇和100年一遇的设计流量相差逐渐变大.横排头站和蚌埠站洪水放大因子随着时间增加呈上升趋势且大于1,百年一遇重现期不足80年.各站点年最大洪峰流量与淮河流域、安徽省水灾面积通过了95%或99%的显著性检验.     

帕隆藏布流域冰湖变化及危险性评估

冰湖作为区域气候变化的灵敏指示器和主要冰川灾害的启动器，认识其空间分布及变化特征对探讨冰湖对气候变化的响应规律及冰湖溃决危险性评估具有重要意义.基于1968-1980年地形图数据和1994-2016年Landsat TM/OLI遥感影像资料，综合利用RS、GIS技术和数理统计方法分析帕隆藏布流域面积≥ 0.01 km²冰湖时空分布及其动态变化，并对潜在危险性冰湖进行判别和评估.结果表明：2016年帕隆藏布流域共有冰湖351个，面积50.48 km²，且面积和数量分别以面积>1 km²和面积<0.1 km²的冰湖为主，这些冰湖主要分布于海拔2800~5400 m之间.近50年来帕隆藏布流域冰湖总体呈数量增多、面积增加态势；海拔<3000 m的冰湖相对稳定，而海拔>4500 m的冰湖数量和面积增加则相对迅速.近50年间帕隆藏布流域冰川面积减少591.34 km²，气候变暖导致的冰川末端退缩和冰川融水增加为冰湖形成和扩张提供了发育空间和物质来源.切毛措、光谢错等9个冰湖为潜在危险性冰湖，预计未来一段时间内帕隆藏布流域冰湖溃决可能处于活跃阶段，其形成和暴发也将更加频繁.     

ASTER GDEM V2的南极冰川高程误差校正及精度分析

ASTER GDEM V2是研究南极冰盖表面的一种重要DEM数据源。由于南极冰雪区反射率高且缺乏地形特征，导致ASTER GDEM V2存在大量的坑、隆起等噪声，难以直接用于南极地形分析。本文以ICESat/GLAS激光点高程数据作为参考，采用修正等高线法对南极伯德（Byrd）冰川ASTER GDEM V2进行了误差校正，并将其与ICESat-1 DEM的垂直精度进行了对比分析。结果表明：ASTER GDEM V2的RMSE由校正前的26.56 m下降到校正后的18.77 m，远低于ICESat-1 DEM的RMSE（121.24 m）；校正后的ASTER GDEM V2高程精度受坡度影响较小，不存在明显的系统误差，而ICESat-1 DEM的高程精度受坡度的影响较大。本研究进一步通过地形剖面分析得到：校正前的ASTER GDEM V2噪声主要分布于高程较低、地形平坦的区域，通过修正等高线的方法可以有效去除这些噪声，去除噪声后的ASTER GDEM V2可作为研究伯德冰川理想的DEM数据源。     

冰川运动速度研究： 方法、 变化、 问题与展望

冰川运动将积累区获得的物质输送到消融区， 维持着冰川的动态平衡。近年来， 随着气候变化， 全球大部分冰川面临着剧烈的退缩， 而冰川运动变化则较为复杂， 引起了学者们的广泛关注。文章系统总结了近年来冰川运动速度的提取方法、 冰川运动速度时空分布与变化及其影响因素的相关研究进展。另外， 还探讨了目前冰川运动速度研究中存在的问题和未来的发展趋势。结果表明： 基于测杆的方法能够获得精度较高的测量数据， 但存在时间和空间上的局限性； 基于遥感数据自动化提取的方法应用广泛， 但影像之间的配准以及海量数据的计算是当前阶段制约冰川运动速度研究的主要问题； 近年来， 无人机和地基合成孔径雷达的应用为冰川运动速度研究提供了高精度的数据支撑， 但二者在冰川运动研究中的应用还不够广泛。冰川运动速度的分布及其变化在空间上存在明显差异， 冰川厚度的变化可能是全球大部分冰川运动速度变化的主要原因， 但在单个冰川系统上， 冰川运动速度变化较为复杂， 其原因还需要进一步探讨。遥感数据的不断丰富， 云计算平台的使用， 物联网、 无人机和地基合成孔径雷达等技术的不断普及， 以及星、 空、 地协同观测的出现将会极大促进未来冰川运动速度研究的发展。此外， 冰川动力学过程也将备受关注， 成为未来冰川运动研究的热点问题。     

基于亚像元分析技术的洞庭湖区洪水淹没提取

遥感成像技术具有成本低、效率高、时效性好等特点,被广泛应用于洪涝灾害监测工作。但受空间分辨率的限制,遥感影像中普遍存在混合像元现象。传统的硬分类方法无法精细化的提取地物信息。本文利用MOD09A1数据,将亚像元分析技术应用于洞庭湖区洪水淹没范围提取,提取结果与MNDWI阈值法进行了比较。实验结果表明亚像元分析技术,总体精度高达88.27%,Kappa系数达到0.67,优于MNDWI阈值法,能够实现洪水的精细化提取。     

胶东半岛洪水岚汤温泉水化学特征与成因分析

胶东半岛蕴藏着丰富的低温地热资源,以温泉为主要出露方式。洪水岚汤温泉位于胶东半岛东部威海市境内,出露在阳泉河北岸的一级阶地,出露标高为66. 83 m,水温约69℃,下伏基岩为侏罗纪二长花岗岩。为查明其水化学特征及成因,本文采用同位素水文地球化学方法进行研究。水化学成分表明:温泉水中主要阳离子为Na~+,主要阴离子为HCO_3~-、SO_4~(2-),水化学类型为HCO_3·SO_4~-Na,pH值为7. 6,总溶解性固体为610. 6 mg/L,F~-含量为4. 2 mg/L,偏硅酸含量为98. 8 mg/L。氢、氧同位素分析结果显示:温泉热水补给来源为大气降水,估算温泉热水补给高程为427～599 m,地下热储温度约为106. 25℃,地下热水循环深度约为2091 m。综合分析洪水岚汤温泉成因模式为:在正棋山山区获得大气降水入渗补给后,沿F1断裂破碎带下渗经历深循环获得大地热流加热后上升,上升过程中混入浅层地下水,在第四系静水压力最小的部位出露成泉。