基于RS和GIS技术的新疆主要盐湖面积动态变化及其与气候及人类活动响应关系分析

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:liongliong569
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本文选取Landsat卫星1972-2013年间的OLI、TM、ETM五个时期共115景的遥感影像数据和盐湖区的气象数据,并且提取出各盐湖面积信息,对新疆地区主要盐湖面积的动态变化进行研究,并结合研究区内同时段的气象数据对盐湖面积动态变化进行响应分析,探究研究区内不同盐湖区盐湖面积变化与气候之间的相关性,并讨论气候变化因素与人类活动干预叠加后对新疆地区内盐湖面积动态变化不同作用的影响机制,分析不同气象因子对新疆地区内的主要盐湖面积动态变化的作用,并为盐湖资源开发提供相应参考和借鉴意义。在新疆地区的地质构造特征、区域内气候条件、盐湖分布状况、盐湖开发状况以及新疆各气象站点的气象数据等资料的基础上,首先对遥感影像进行解译预处理、校正,再结合地貌图、野外实地调查资料,以及影像中盐湖水陆边界、盐田的光谱特征,根据实际目视效果确定提取所需信息的最佳波段组合,然后建立盐湖边界、盐田遥感解译标志,运用ENVI4.5进行人机交互解译,并结合实地调查的野外资料,来确定研究区域内主要盐湖和盐田目标地物信息,并结合GIS技术,对盐湖湖水、盐田等信息进行目标地物提取,并绘制了目标盐湖从1972年至2013年间盐湖面积变化的专题图件。研究在近40年间内新疆地区内的32个目标盐湖的面积动态变化与气候响应关系进行了分析,通过Arcgis10.0分析其各时期盐湖面积变化矢量图,结果表明:(1)有无受到人类活动影响的盐湖在面积变化方面呈现出不同规律:未受或基本未受到人类活动影响的盐湖除野鸭湖、硕尔湖、乌苏肖湖外,大部分盐湖湖表水总面积在整个研究时段是持续增大的,总共增加了945.48km2;而受到人类活动影响较多的大部分盐湖除苛苛苏盐湖和达巴松诺尔盐湖之外,总面积在1992年到2002年有所扩大,但在总体时段上面积是缩小的,减小了137.16km2;(2)受气候差异和补给类型的影响,新疆不同地理区域的盐湖湖水面积变化幅度差别很大;受构造差异的影响,其盐湖区之间的气候差异也较大,在区域地质构造格局的背景下,受气候因子控制和影响的机制与强度也有所差异。受时间跨度和数据收集的局限,本研究选取了降水量、年平均气温、相对湿度三个因子来分析新疆不同区域内盐湖面积变化与气候响应关系,在计算两者相关系数的基础上分析其响应关系,研究发现,降水量、平均气温及相对湿度对湖水面积变化的影响作用在不同的盐湖区的作用方式都不同。具体而言:天山地区的盐湖面积变化与降水量有较强的相关性,面积变化与降水量是呈正相关,盐湖面积随降水量的增加而明显增加,发现主要是天山盐湖区降水量变化较大,并且湖水补给主要靠湖盆内的河流补给,降水量的变化直接会影响到湖区水量的补给,从而影响到整个盐湖区的盐湖面积。但昆仑山—阿尔金山、阿尔泰山一带盐湖区的降水量与其内的盐湖面积之间相关性不明显,分析主要原因可能是由于该盐湖区湖水补给主要来源不是河流,盐湖周围山间水系相对较少,并且该区域平均降水量变化也相对比较小,因此降水对阿尔泰山盐湖与昆仑山—阿尔金山地区面积影响程度小;而对于平均气温的响应关系上则是昆仑山—阿尔金山盐湖面积变化最为显著,分析判断这是由于阿尔金山山间冰雪覆盖多,气温的变化造成高山区的冰雪融水补给变化所致的,而其余两大湖区冰雪融水补给并不丰富,且温度升高导致蒸发量增加,因此湖水面积对气温的响应关系较弱。研究也发现,各个区域的盐湖面积变化与平均相对湿度变化都呈正相关的一直特性,这是由于相对湿度是降水量与蒸发量共同作用。而相对湿度的大小可以反映蒸发量与降水量动态平衡的强弱,而增发量又与温度有关,温度的变化会影响到蒸发量的变化,蒸发作用加剧,盐湖湖水面积萎缩,而另一方面温度的增加又会导致冰雪容水量的增加,因此在共同作用下三个地区对相对湿度都表现为正相关。(3)研究发现,人类活动通过饮水灌溉、修建盐田等干预方式,与气候因子叠加在一起共同影响了盐湖面积变化机制。天山地区、阿尔泰山地区的(巴里坤湖、巴里坤北湖以及达坂城盐湖、达坂城西盐湖)人类活动的影响甚至超过气候要素成为控制盐湖面积变化的主导因子。
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