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河流形态对遥感估算河道流量的影响研究

河流形态对遥感估算河道流量的影响研究

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作者：史卓琳西北大学

学位级别：硕士

河道流量的监测为水资源管理、水土保持、气候变化、陆地水循环、洪旱灾害预警及农业、运输等等多个方面的研究和应用提供了宝贵的数据基础,特别在水资源比较缺乏的内陆干旱半干旱地区,河道流量监测对河流及周边生态环境的可持续发展具... 详细信息

河道流量的监测为水资源管理、水土保持、气候变化、陆地水循环、洪旱灾害预警及农业、运输等等多个方面的研究和应用提供了宝贵的数据基础,特别在水资源比较缺乏的内陆干旱半干旱地区,河道流量监测对河流及周边生态环境的可持续发展具有极为重要的意义。研究表明,水文站的数量逐渐减少,空间分布不均且较为稀疏,很多自然河流都难以实现连续、完整的流量监测。随着遥感技术的发展,利用遥感技术估算及监测河流流量、建立遥感虚拟流量站成为遥感研究的热点领域之一,如何准确地通过各种方法基于遥感估算河道流量成为其中的关键。河流形态普遍被认为是影响遥感估算精度的直接指标,然而,其具体通过哪些指标从何种程度上影响估算精度还有待深入探索。本文分别在中国西北地区和澳大利亚东南部典型的干旱半干旱地区选择了黑河上游、墨雷达令子流域作为研究区,基于GIS和遥感数据定量提取河道的比降、弯曲度以及河宽等河流形态指标,同时提取地表水动态作为辅助要素,采用对照/测量(Calibration/Measurement,C/M)方法基于Landsat遥感影像估算各河段流量,结合河流形态、水动态与估算结果,使用相关分析、多因素方差分析定性和定量讨论河流形态各项指标变化对遥感估算流量精度的影响。在此基础之上,得出遥感虚拟流量站的选址依据,并以墨雷达令流域另一相似河段为例,展示本研究对遥感监测河道流量的指示意义。结论印证了C/M法用于估算流量的可行性,实测流量与C/M序列均表现出较强的正相关特征。总体上,河宽越大,流量估算的误差趋向于越小,流量估算模型的稳定度越高。估算精度受多个河流形态指标综合影响,且在水体发生率较高、历史最大水域范围较大的河段,容易取得较好的估算结果。同时,河宽对流量估算精度和模型稳定度的影响最为显著。此外,在选址建立遥感虚拟流量站进行流量监测时,也可选定多个遥感虚拟流量站的位置,在保证一定估算精度的前提下,提供更灵活的调整方案。

关键词：遥感估算河道流量河流形态 Landsat C/M 遥感虚拟流量站

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