ICS07.060

CCSA47

DB63

青海省地方標準

DB63/T1929—2021

高原湖泊湖冰物候遙感監(jiān)測技術

2021-06-30發(fā)布2021-10-01實施

青海省市場監(jiān)督管理局發(fā)布

DB63/T1929—2021

目次

前言................................................................................IV

1范圍..............................................................................1

2規(guī)范性引用文件....................................................................1

3術語和定義........................................................................1

4縮略語............................................................................2

5湖冰遙感監(jiān)測技術..................................................................3

5.1歸一化差分積雪指數............................................................3

5.2監(jiān)測技術......................................................................3

6湖冰物候信息提取方法..............................................................3

附錄A（資料性）湖冰物候的四個時間點及五個階段示意圖..............................5

附錄B（資料性）湖冰物候衛(wèi)星遙感影像實例..........................................6

參考文獻.............................................................................7

I

DB63/T1929—2021

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

本文件由青海省氣象局提出并歸口。

本文件起草單位：青海省氣象科學研究所、青海省衛(wèi)星遙感中心。

本文件主要起草人：李曉東、蘇淑蘭、姬海娟、史飛飛、石明明、蘇文將。

本文件由青海省氣象局監(jiān)督實施。

II

DB63/T1929—2021

高原湖泊湖冰物候遙感監(jiān)測技術

1范圍

本文件規(guī)定了高原湖泊湖冰物候的定義和相關術語、縮略語，湖冰物候信息提取方法和遙感監(jiān)測技

術。

本文件適用于高原湖泊湖冰遙感監(jiān)測、評估，以及氣候變化、湖冰物候與湖氣相互作用等研究工作。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

DB63/T1565-2017高寒積雪遙感監(jiān)測評估方法

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

湖冰物候

湖泊水體長期適應季節(jié)性變化而出現的周期性結冰和冰融化的自然現象。

3.2

開始凍結日

湖泊表面連續(xù)5日有冰覆蓋且覆蓋面積≥湖泊總面積的10%，以該5日的首日作為開始凍結日。

3.3

完全凍結日

湖泊表面連續(xù)5日完全被冰覆蓋，以該5日的首日作為完全凍結日。

3.4

開始融化日

湖泊表面連續(xù)5日有液態(tài)水域且面積≥湖泊總面積的10%，以該5日的首日作為開始融化日。

3.5

完全融化日

1

DB63/T1929—2021

湖泊表面連續(xù)5日全部為液態(tài)水域且之后不再有覆冰出現，以該5日的首日作為完全融化日。

3.6

凍結期

湖泊從開始凍結日至完全凍結日的階段。

3.7

封凍期

湖泊從完全凍結日至開始融化日的階段。

3.8

融化期

湖泊從開始融化日至完全融化日的階段。

3.9

冰期

湖泊從開始凍結日至完全融化日有冰存續(xù)的階段。

3.10

無冰期

湖泊從完全融化日至開始凍結日持續(xù)為液態(tài)水域的階段。

3.11

歸一化差分積雪指數

利用積雪在可見光強反射和短波紅外強吸收以及云在短波紅外強反射的特性，建立用于積雪識別的

指數。

[DB63/T1565-2017,3.7]

4縮略語

下列縮略語適用于本文件。

BUD：融化期（Breakupduration）。

BUE：完全融化日（Breakupendingdate）。

BUS：開始融化日（Breakupstartingdate）。

CFD：封凍期（Completefrozenduration）。

FD：冰期（Frozenduration）。

FUS：開始凍結日（Freezeupstartingdate）。

FUD：凍結期（Freezeupduration）。

FUE：完全凍結日（Freezeupendingdate）。

IA：湖冰面積（IceArea）。

2

DB63/T1929—2021

IFD：湖泊無冰期（Icefreeduration）。

LA：湖泊總面積（LakeArea）。

NDSI：歸一化差分積雪指數（NormalizedDifferenceSnowIndex）。

5湖冰遙感監(jiān)測技術

5.1歸一化差分積雪指數

按照DB63/T1565-2017采用歸一化差分積雪指數，計算方法見公式（1）：

NDSI=（RRED－RSIR）/（RRED+RSIR）………………（1）

式中：

RRED——0.62μm～0.67μm（紅光）波段地表反射率；

RSIR——1.62μm～1.65μm（短波紅外）波段地表反射率。

5.2監(jiān)測技術

對于FY-3系列、EOS/MODIS中分辨率成像光譜儀、NPP/VIIRS、FY-4A等具備RSIR數據的衛(wèi)星，湖

冰的判識條件見表1。

表1FY-3、EOS/MODIS、NPP/VIIRS、FY-4A等具備RSIR數據的衛(wèi)星湖冰判識條件

指標判識條件

NDSI＞NDSIth

R0.86＞R0.86th

R0.55＞R0.55th

注：NDSIth、R0.86th和R0.55th為閾值，初始參考值分別為0.40、11.00%和10.00%。

對于FY-2系列、NOAA系列AVHRR（NOAA15極軌氣象衛(wèi)星之前）等不具備RSIR數據的衛(wèi)星，湖冰

的判識條件見表2。

表2FY-2、NOAA系列AVHRR等不具備RSIR數據的衛(wèi)星湖冰判識條件

指標判識條件

a

RRED＞RREDTH

bc

D=TMIR-TFIR＜Dth

TFIR＞TRIRmaxth＞TFIR＞TFIRminth

注：RREDTH、Dth、TFIRmaxth和TFIRminth為閾值，初始參考值分別為24.00%、15.00K、272.00K、251.00K。

a

RRED——0.62μm～0.67μm（紅光）波段的地表反射率。

b

TMIR——3.50μm～4.00μm（中波紅外）波段的地表亮度溫度。

c

TFIR——10.30μm～11.30μm（遠紅外）波段的地表亮度溫度。

6湖冰物候信息提取方法

湖冰物候包含開始凍結日、完全凍結日、開始融化日、完全融化日四個時間點，以及凍結期、封凍

期、融化期、冰期、無冰期五個階段，詳見附錄A。湖泊總面積（LA）應為近15天內晴空條件下提取的

湖泊最大面積。

a)湖冰物候四個時間點的信息提取

3

DB63/T1929—2021

1)開始凍結日（單位:日）的信息提取方法見公式（2），開始凍結日衛(wèi)星遙感影像特征見附

錄B中a）。

FUS,ifIA≥0.1×LA………………（2）

2)完全凍結日（單位:日）的信息提取方法見公式（3），完全凍結日衛(wèi)星遙感影像特征見附

錄B中b）。

FUE,ifIA=LA………………（3）

3)開始融化日（單位:日）的信息提取方法見公式（4），開始融化日衛(wèi)星遙感影像特征見附

錄B中c）：

BUS,ifIA≤0.9×LA………………（4）

4)完全融化日（單位:日）的信息提取方法見公式（5），完全融化日衛(wèi)星遙感影像特征見附

錄B中d）。

BUE,ifIA=0………………（5）

b)湖冰物候五個階段的信息提取

1)凍結期（單位：天）的信息提取方法見公式（6）。

FUD=FUE－FUS+1………………（6）

2)封凍期（單位：天）的信息提取方法見公式（7）。

CFD=BUS－FUE+1………………（7）

3)融化期（單位：天）的信息提取方法見公式（8）。

BUD=BUE－BUS+1………………（8）

4)冰期（單位：天）的信息提取方法見公式（9）。

FD=BUE－FUS+1………………（9）

5)無冰期（單位：天）的信息提取方法見公式（10）。

IFD=FUS－BUE+1………………（10）

4

DB63/T1929—2021

AA

附錄A

（資料性）

湖冰物候的四個時間點及五個階段示意圖

圖A.1給出了湖冰物候的四個時間點：包括開始凍結日、完全凍結日、開始融化日、完全融化日，

以及五個階段：包括凍結期、封凍期、融化期、冰期和無冰期。

表A.1湖冰物候的四個時間點及五個階段示意圖

5

DB63/T1929—2021

BB

附錄B

（資料性）

湖冰物候衛(wèi)星遙感影像實例

湖冰物候衛(wèi)星遙感影像實例見圖B.1。

a)開始凍結日衛(wèi)星遙感影像b)完全凍結日衛(wèi)星遙感影像

c)開始融化日衛(wèi)星遙感影像d)完全融化日衛(wèi)星遙感影像

圖B.1湖冰物候衛(wèi)星遙感影像實例