MODIS 基于高程模型的高海拔冻土反演

MODIS 基于高程模型的高海拔冻土反演

一.反演基本思路

高程模型主要是通过模型计算出多年冻土下界高程，并与实际高程进行比较，从而判别多年冻土是否存在。本次反演参考程国栋的纬度对冻土分布的影响，利用高斯曲线对北半球高海拔多年冻土进行了拟合，得到的高海拔多年冻土分布的高斯模型，即高程模型

本次反演采用的是modis的原始数据，从中提取出经纬度，进行几何校正，利用行政区域进行裁剪得到青海的经纬度，如下图

青海纬度图
由于MODIS的数据是1000米分辨率的，利用青海30米的DEM进行重采样，得到与MODIS 数据相同分辨率的图像，下图是DEM图像：

青海1000米DEM
多年冻土下界亦可看作土中水在空间的相变线,它和其它重要的自然地理要素(树线、雪线、山地寒漠土界线等)一样是自然环境的十分敏感的指标。由于用线性模式来描述多年冻土下界高度与纬度的关系，这在一定的纬度间隔范围内是适用的。但综观整个北半球高海拔多年冻土下界分布高度与纬度的关系,可发现此曲线与其他曲线—树线、雪线、山地寒漠土分布高度和纬度的关系曲线十分相似。这一曲线具极值点和拐点,与线性模式明显不同。因此，利用高斯曲线对北半球高海拔多年冻土下界资料进行拟合,得到如下关系:

其中：表示冻土下限海拔高度，单位为米；表示地理纬度，单位为度；
下面为冻土下限图：

冻土下界图

利用冻土下界图与青海DEM数据进行运算，得到青海多年冻土的分布图，如下图所示：

青海冻土分布图

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图片: