青藏高原MODIS逐日无云积雪面积数据集 (2002-2015年)

青藏高原积雪对于能量和水循环起着重要的反馈和调节作用,其消融过程也直接影响着融雪性河流流量的变化,积雪的存在以及长时间变化等也是区域气候、生态和灾害的影响和响应敏感因素之一。中分辨率成像光谱仪(MODIS)具有高时空分辨率的特点,被广泛应用于积雪遥感动态监测。青藏高原地区积雪的赋存变化较快,高原周边高山区具有冰雪资源丰富,大气对流活跃等特点,而光学遥感往往受云的影响,在日时间尺度上积雪覆盖监测需要考虑去云问题。在充分考虑青藏高原的地形和山地积雪特征的情况下,本套数据集采用了多种去云过程和步骤相结合,逐步实现保持积雪分类精度的情况下,完成逐日积雪的云量消除,形成了“青藏高原MODIS逐日无云积雪面积”的逐步综合分类算法,完成了“青藏高原MODIS逐日无云积雪面积数据集(2002~2015年)”。论文选取2009年10月1日至2011年4月30日中的两个积雪季为算法研究和精度验证试验数据,采用研究区145个地面台站提供的雪深数据作为地面参考。结果表明,在高原地区,当积雪深度>3 cm时,无云积雪产品总分类精度达到96.6%,积雪分类精度达89.0%,整个算法流程对MODIS积雪产品去云的精度损失较低,数据可靠性较高。

近15年新疆逐日无云积雪覆盖产品生成及精度验证

为降低云对MODIS逐日积雪覆盖产品MOD10A1和MYD10A1在新疆积雪实时监测与研究中的影响,引入交互式多传感器雪冰制图系统(interactive multi-sensor snow ice mapping system,IMS)等多源遥感数据和地面实测资料,综合时间滤波法、空间滤波法及多传感器融合法等不同的去云技术,建立基于多源数据的去云方法,生成新疆地区2002—2016年近15 a间逐日无云积雪覆盖产品数据,并利用实测资料对生成的产品数据进行精度评价及结果验证。结果表明,去云后积雪覆盖产品在新疆积雪覆盖的总体监测精度为90.61%,接近于去云前MODIS晴空积雪覆盖产品在新疆的总体监测精度(93.3%)。

基于MODIS积雪产品的中国天山山区积雪时空分布特征研究

利用2002—2016年MODIS逐日积雪遥感产品(MOD10A1、MYD10A1),采用日产品合成法、临近日分析法、空间滤波法和相邻时间合成法,生成天山山区逐日晴空积雪遥感产品数据集,分析天山山区积雪时空分布特征。结果表明:近15 a,天山山区平均积雪覆盖面积呈略微减少趋势,主要表现为年际间的波动变化;分季节来看,天山山区积雪覆盖面积冬季>秋季>春季>夏季;积雪面积从9月开始积累,1月达到峰值,占天山总面积的25%~75%,3月开始消融,8月达到最低值,仅占天山总面积的1.5%~5.5%。天山山区大部分区域积雪开始时间在第300 d之后,积雪结束时间在第40~150 d左右,海拔较高的区域积雪开始时间较早;天山山区平均积雪日数小于60 d的区域主要分布在天山南坡、北坡边缘地带,占整个天山面积的44.57%,平均积雪日数在60~300 d之间的区域占比为53.4%,主要分布在天山中部和北坡部分区域,平均积雪日数大于300 d的积雪区主要分布在海拔3800 m以上区域,占天山面积的2.03%。

基于MODIS数据的我国天山典型区积雪特征研究

准确监测天山地区积雪面积和积雪日数对合理利用水资源及分析区域气候变化有重要意义。MODIS每日积雪产品可以为大面积快速积雪制图与监测提供依据,但因云量较高成为其应用的瓶颈。利用结合MODIS产品的时间与空间信息有效地减少了云对MODIS积雪产品的影响,并利用改进的MODIS积雪数据和DEM分析2002～2009年天山地区积雪面积和积雪日数的变化特征。结果表明:积雪频率总体上随着海拔升高而增大;不同坡向积雪面积差异明显,西北坡积雪覆盖率最高,北坡、西坡和东北坡次之,南坡和东南坡的积雪覆盖率最低;2006～2008年研究区积雪面积出现低值,年内最大积雪面积呈逐年减少的趋势;随着海拔下降,积雪日数逐渐变小,天山南部地区积雪日数仅为40d以下;积雪日数大的区域年际积雪日数变化相对稳定,积雪日数少于40d的区域积雪日数的变异系数最大,年际积雪日数变化不稳定。