基于Landsat數(shù)據(jù)的那曲地區(qū)冰崩災(zāi)害遙感調(diào)查

摘要：近幾十年來，因全球氣候變暖，青藏高原的冰川消融加劇，冰川自身穩(wěn)定性大大降低，導(dǎo)致跟冰川伴生的冰崩災(zāi)害多次發(fā)生。在GIS技術(shù)的支持下，以2018年的Landsat8 OLI影像為基礎(chǔ)，結(jié)合DEM數(shù)據(jù)和相關(guān)資料，采用目視解譯的方法提取那曲地區(qū)的冰崩災(zāi)害，分析那曲地區(qū)冰崩災(zāi)害的現(xiàn)狀。結(jié)果表明，本地區(qū)冰崩災(zāi)害主要以冰崩直接災(zāi)害為主，冰湖潰決災(zāi)害主要分布在那曲地區(qū)東側(cè)的藏東南地區(qū)。在空間分布上，那曲地區(qū)各山系均有冰崩災(zāi)害分布，區(qū)內(nèi)念青唐古拉山和唐古拉山為冰崩災(zāi)害的主要分布區(qū)，且冰湖潰決災(zāi)害主要發(fā)生在念青唐古拉山地區(qū)；在流域分布上，區(qū)內(nèi)青藏高原內(nèi)陸流域冰崩災(zāi)害最多且以冰崩直接災(zāi)害為主，雅魯藏布江流域以冰湖潰決災(zāi)害為主；冰崩災(zāi)害分布數(shù)量集中在5 000～5 500 m海拔區(qū)間；地形地勢上，區(qū)內(nèi)冰崩災(zāi)害主要分布在南坡，區(qū)內(nèi)15～60°之間是冰崩災(zāi)害的主要分布區(qū)間。

關(guān)鍵詞：那曲地區(qū)；冰崩；遙感解譯；災(zāi)害特征

青藏高原號稱“亞洲水塔”和“地球第三極”，是中國現(xiàn)代冰川的主要分布地，對中國乃至全球的生態(tài)環(huán)境演變具有重要的控制作用［1］。同時冰川作為全球氣候變化反應(yīng)最靈敏的指示器，是氣候變化重要的基礎(chǔ)性資源［2］。氣候變暖導(dǎo)致青藏高原地區(qū)的冰川出現(xiàn)嚴重的消融和退縮，進而引發(fā)了冰崩、冰湖潰決、洪水、泥石流等自然災(zāi)害，其中冰崩災(zāi)害及其引發(fā)的鏈式效應(yīng)極易引發(fā)嚴重的次生災(zāi)害。近年來，我國青藏地區(qū)冰崩災(zāi)害發(fā)生的次數(shù)和頻率不斷增加，造成的災(zāi)害效應(yīng)和鏈式反應(yīng)越來越突出，冰崩災(zāi)害的發(fā)生嚴重威脅到藏區(qū)人民的生產(chǎn)和生活，造成了重大的財產(chǎn)損失，引起了學(xué)者和人們的廣泛關(guān)注。

隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星影像為冰崩災(zāi)害的調(diào)查提供了重要的技術(shù)資料，GIS技術(shù)的發(fā)展也拓展了冰崩災(zāi)害研究的新思路和方法。而目前對冰崩的研究主要集中在冰崩災(zāi)害的形成機制、類型和危險性評價等方面［35］。因此，對那曲地區(qū)的冰崩災(zāi)害進行針對性的調(diào)查和研究，可從宏觀上獲取那曲地區(qū)冰崩災(zāi)害的現(xiàn)狀和分布特征。

1研究區(qū)概況

那曲地區(qū)地處青藏高原腹地、西藏自治區(qū)的北部，地理坐標為東經(jīng)83°55′～95°5′、北緯29°55′～36°30′，行政區(qū)總面積35.3萬km2，處于唐古拉山脈、念青唐古拉山脈和岡底斯山脈之間［6］，其地勢為南北高、中間低，地貌結(jié)構(gòu)總體上是東部為高山峽谷，中西部為高原湖盆，平均海拔4 500 m以上，大部分地區(qū)海拔在4 000～5 100 m。

那曲地區(qū)在全國氣候區(qū)劃中屬于青藏高寒氣候區(qū)域的一部分，其基本特點是氣溫低，空氣稀薄，大氣干燥，太陽輻射強。年平均氣溫為-0.9～-3.3 ℃，年相對濕度為48%～51%，年均降雨量僅在100～200 mm。每年的5～9月氣候相對溫暖，降雨量占全年的80%，其他月份氣候干燥寒冷。

研究區(qū)內(nèi)是我國山岳型冰川的重要分布區(qū)，概況見圖1。其中念青唐古拉山東段的那曲東部地區(qū)冰川分布最為密集，是典型的海洋性冰川分布區(qū)，冰川主要分布在海拔5 100 m以上［7］，那曲西部的念青唐古拉山西段和羌塘高原也有大量冰川分布。氣候變暖導(dǎo)致本地區(qū)冰川的活動性增強，退縮加劇，繼而引發(fā)本地區(qū)冰崩災(zāi)害的發(fā)生。

2使用數(shù)據(jù)與方法

2.1數(shù)據(jù)來源

本研究使用的數(shù)據(jù)主要包括遙感影像數(shù)據(jù)和數(shù)字高程模型（DEM）。遙感影像數(shù)據(jù)主要來源于美國地質(zhì)調(diào)查局影像數(shù)據(jù)庫（USGS）Landsat8OLI的影像數(shù)據(jù)。綜合考慮選取影像數(shù)據(jù)質(zhì)量好，云雪和霾覆蓋少的2018年夏秋季的25景象，作為識別和提取冰崩災(zāi)害的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，利用土地變更數(shù)據(jù)對影像進行配準處理，經(jīng)ENVI軟件定標、校正和融合等處理后影像分辨率為15 m。數(shù)字高程數(shù)據(jù)選擇處理后ASTER GDEM V2版本30 m分辨率的DEM數(shù)據(jù)，用以獲取冰崩災(zāi)害的海拔、坡度等信息。冰川信息數(shù)據(jù)使用中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所發(fā)布的第二次冰川編目數(shù)據(jù)集，作為提取冰崩災(zāi)害的物源信息和判定依據(jù)。

2.2冰崩信息的提取

利用遙感影像對地物的分類和邊界提取時，一般采用計算機自動分類和人工目視解譯2種方法。由于冰崩災(zāi)害形態(tài)和特征的特殊性，冰崩災(zāi)害的識別依賴于豐富的經(jīng)驗和人工識別，加上計算機自動解譯精度不足，受影像質(zhì)量的影響嚴重，因此選擇人工目視解譯的方法提取和識別冰崩災(zāi)害的邊界信息。冰崩類型的劃分參考了當前國內(nèi)相關(guān)學(xué)者對青藏高原地區(qū)冰崩災(zāi)害的界定和劃分方法，將其劃分為冰崩直接災(zāi)害、冰崩冰湖潰決災(zāi)害和冰崩堵潰鏈式災(zāi)害3種類型。

3結(jié)果

根據(jù)本次調(diào)查，初步共解譯冰崩災(zāi)害63處，冰湖潰決災(zāi)害和冰崩直接災(zāi)害均有發(fā)生。其中主要為冰崩直接災(zāi)害57處，占全部冰崩災(zāi)害的87%；冰湖潰決災(zāi)害6處，占全部災(zāi)害的13%。

3.1各山系冰崩災(zāi)害的分布

高海拔區(qū)域的地形地貌是冰崩災(zāi)害發(fā)育的基礎(chǔ)，不同的山地條件為冰崩災(zāi)害的發(fā)育提供了地形基礎(chǔ)，研究區(qū)冰崩災(zāi)害主要分布在唐古拉山、念青唐古拉山、羌塘高原和昆侖山；按山系分布情況分析，昆侖山2處，全部為冰崩直接災(zāi)害，占冰崩災(zāi)害總數(shù)的3.17%；念青唐古拉山23處，占冰崩災(zāi)害總數(shù)的36.51%，其中冰崩直接災(zāi)害16處，冰湖潰決災(zāi)害7處；羌塘高原15處，全部為冰崩直接災(zāi)害，占冰崩災(zāi)害總數(shù)的23.81%；唐古拉山23處，占冰崩災(zāi)害總數(shù)的36.51%，其中冰崩直接災(zāi)害22處，冰湖潰決災(zāi)害1處。

3.2各流域冰崩災(zāi)害的分布

研究區(qū)流域的徑流形式與冰崩災(zāi)害的發(fā)育特征密切相關(guān)，為冰崩災(zāi)害的形成提供了動力條件。研究區(qū)內(nèi)的冰崩災(zāi)害主要分布在青藏高原內(nèi)陸流域水系、薩爾溫江、雅魯藏布江、長江。按流域分布情況分析，青藏高原內(nèi)陸流域水系30處，占冰崩災(zāi)害總數(shù)的47.62%，其中冰崩直接災(zāi)害28處，冰湖潰決災(zāi)害2處；雅魯藏布江水系10處，占冰崩災(zāi)害總數(shù)的15.87%，其中冰崩直接災(zāi)害6處，冰湖潰決災(zāi)害4處；薩爾溫江水系19處，占冰崩災(zāi)害總數(shù)的30.16%，其中冰崩直接災(zāi)害17處，冰湖潰決災(zāi)害2處；長江水系4處，全部為冰崩直接災(zāi)害，占冰崩災(zāi)害總數(shù)的6.35%。

3.3冰崩災(zāi)害與高程的關(guān)系

研究區(qū)內(nèi)冰川的消融情況與高程聯(lián)系密切，因高程變化而產(chǎn)生的氣溫和降雨差異，會導(dǎo)致冰川運動速度的變化和冰崩災(zāi)害發(fā)生概率增大。冰崩災(zāi)害數(shù)量表明，工作區(qū)內(nèi)冰崩災(zāi)害分布數(shù)量最多的在5 000～5 500 m海拔區(qū)，共有47處，占總數(shù)的74.60%；4 500～5 000 m的冰崩災(zāi)害的數(shù)量次之，有9處，占總數(shù)的14.29%；lt;4 500 m的冰崩災(zāi)害有2處，占總數(shù)的3.17%；gt;5 500 m的冰崩災(zāi)害有5處，占總數(shù)的7.94%。

3.4冰崩災(zāi)害與坡向的關(guān)系

區(qū)內(nèi)冰崩災(zāi)害與坡向的關(guān)系密切，坡向的差異會導(dǎo)致冰川運動速度的差異，從而使得冰崩災(zāi)害的發(fā)生概率不同。工作區(qū)內(nèi)的冰崩災(zāi)害主要分布在山體南坡，共有36處，占冰崩災(zāi)害總數(shù)量的57.14%；西向共有冰崩災(zāi)害14處，占冰崩災(zāi)害總數(shù)量的22.22%；東向共有冰崩災(zāi)害13處，占冰崩災(zāi)害總數(shù)量的20.64%。

3.5冰崩災(zāi)害與坡度的關(guān)系

那曲地區(qū)冰崩災(zāi)害坡度分布在14°～57°不等，在0°～15°有3處，占冰崩災(zāi)害總數(shù)量的4.76%；在15°～30°分布較為集中，有30處，占冰崩災(zāi)害總數(shù)量的47.62%；在30°～45°有25處，占冰崩災(zāi)害總數(shù)量的39.68%；在45°～60°有5處，占冰崩災(zāi)害總數(shù)量的7.94%。

4結(jié)語

通過遙感解譯，查明了那曲地區(qū)冰崩災(zāi)害的數(shù)量、類型和分布規(guī)律，共解譯出冰崩災(zāi)害63處。從冰崩災(zāi)害類型來看，本地區(qū)冰崩災(zāi)害主要以冰崩直接災(zāi)害為主，冰湖潰決災(zāi)害主要分布在那曲地區(qū)東側(cè)的藏東南地區(qū)。在空間上分析了冰崩災(zāi)害分布的特征，從山系看，那曲地區(qū)各山系均有冰崩災(zāi)害分布，區(qū)內(nèi)念青唐古拉山和唐古拉山為冰崩災(zāi)害的主要分布區(qū)，且冰湖潰決災(zāi)害主要發(fā)生在念青唐古拉山；從流域分布看，區(qū)內(nèi)青藏高原內(nèi)陸流域冰崩災(zāi)害最多且以冰崩直接災(zāi)害為主，雅魯藏布江流域以冰湖潰決災(zāi)害為主；從高程分析，冰崩災(zāi)害分布數(shù)量最多的在5 000～5 500 m海拔區(qū)間，占總數(shù)的74.60%；從坡向分析，區(qū)內(nèi)冰崩災(zāi)害主要分布在南坡，占冰崩災(zāi)害總數(shù)的50%以上；從坡度分析，區(qū)內(nèi)15°～60°是冰崩災(zāi)害的主要分布區(qū)間。

參考文獻：

［1］張瑞江，方洪賓，趙福岳.青藏高原近30年來現(xiàn)代冰川的演化特征［J］.國土資源遙感，2010（增刊11）：49-53.

［2］吳右.青藏高原冰川變化趨勢及對策研究［J］.西藏發(fā)展論壇，2018（1）：73-75.

［3］童立強，裴麗鑫，涂杰楠，等.冰崩災(zāi)害的界定與類型劃分：以青藏高原地區(qū)為例［J］.國土資源遙感，2020，32（2）：11-18.

［4］湯明高，王李娜，劉昕昕，等.青藏高原冰崩隱患發(fā)育分布規(guī)律及危險性［J］.地球科學(xué)，2022，47（12）：4647-4662.

［5］鄔光劍，姚檀棟，王偉財，等.青藏高原及周邊地區(qū)的冰川災(zāi)害［J］.中國科學(xué)院院刊，2019，34（11）：1285-1292.

［6］張議芳，劉陽，蘇鵬程，等.西藏地區(qū)冰崩災(zāi)害研究進展［J］.中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報，2023，34（2）：132-145.

［7］雷鵬嗣，王偉財，張?zhí)珓?1990—2020年那曲地區(qū)冰湖變化研究［J］.北京師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2022，58（6）：936-944.

作者簡介：張高華，男，湖南永順人，測繪地理信息工程師，碩士，研究方向：遙感應(yīng)用技術(shù)。