T-CI 846-2024 高寒區(qū)積雪-冰川與地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合處理技術(shù)指南_第1頁
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文檔簡介

ICS07.060CCSA49團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)Guidancefortheintegrativeprocessingtechniqueofthemonitoringdataonthesnowcover,glaciersandgeohazardsinhigh-altitu2024-12-24發(fā)布2024-12-24實施ⅠT/CI846—2024前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4縮略語 6資料收集與整理 7監(jiān)測源數(shù)據(jù)獲取與處理分析 8監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)集構(gòu)建 9成果編制與管理 10質(zhì)量控制 附錄A(資料性)積雪范圍監(jiān)測的常用衛(wèi)星傳感器 附錄B(資料性)雪水當(dāng)量監(jiān)測的常用衛(wèi)星微波輻射儀 附錄C(資料性)基于衛(wèi)星光學(xué)遙感影像的冰川范圍監(jiān)測數(shù)據(jù)處理 附錄D(資料性)冰川高程觀測及數(shù)據(jù)處理流程 附錄E(資料性)冰川厚度探測及數(shù)據(jù)處理流程 附錄F(資料性)基于強度相關(guān)性的POT方法數(shù)據(jù)處理流程 46附錄G(資料性)基于相位信息的形變InSAR監(jiān)測數(shù)據(jù)處理流程 48附錄H(資料性)地基雷達(dá)形變監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取與處理 附錄I(資料性)相位梯度疊加數(shù)據(jù)處理 61附錄J(資料性)地質(zhì)災(zāi)害隱患風(fēng)險評價方法 62附錄K(資料性)地質(zhì)災(zāi)害隱患外業(yè)核查表 65附錄L(規(guī)范性)冰川編目屬性及說明 68附錄M(規(guī)范性)地質(zhì)災(zāi)害隱患編目屬性及說明 附錄N(資料性)成果報告基本格式要求 參考文獻(xiàn) ⅡT/CI846—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國自然資源航空物探遙感中心提出。本文件由中國國際科技促進(jìn)會歸口。本文件起草單位:中國自然資源航空物探遙感中心、云南大學(xué)、南京師范大學(xué)、中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院、中國地質(zhì)大學(xué)(北京)、二十一世紀(jì)空間技術(shù)應(yīng)用股份有限公司、中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心。本文件主要起草人:范景輝、趙紅麗、孫禧勇、劉時銀、白世彪、張加洪、張文凱、付鈺瑩、劉稼豐、王珊珊、李萌、余學(xué)中、石利娟、楊紅磊、龔亞麗、涂寬、刁明光、張智軒、謝福明、王川、孫學(xué)嬌、冀欣陽、于航。本文件為首次發(fā)布。ⅢT/CI846—2024高寒區(qū)冰雪廣泛分布,環(huán)境惡劣,凍融循環(huán)顯著,冰雪儲存的淡水是海平面變化和水資源可持續(xù)供給的重要影響因素,冰雪過程與地質(zhì)過程耦合或分別造成的地質(zhì)災(zāi)害具有突發(fā)、隱蔽、高位和遠(yuǎn)程特點,是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展及重大工程面臨的主要威脅。受可到達(dá)性限制,衛(wèi)星、飛機等航空航天平臺為主的地球觀測(EO)技術(shù),成為冰雪過程與地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的主要手段,在長時間序列數(shù)據(jù)積累、事件多源信息捕捉、脆弱性評估和決策支撐等方面具有獨特優(yōu)勢。隨著地球觀測技術(shù)的發(fā)展和地球觀測組織(GEO)合作網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),以及GEOCRI(GEOcoldregionsinitiative)等項目的推進(jìn),全球寒區(qū)監(jiān)測、數(shù)據(jù)分享、能力建設(shè)方面取得了長足發(fā)展,但高寒區(qū)多因子監(jiān)測體系仍在發(fā)展過程中,現(xiàn)有冰雪和地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合處理技術(shù)方法相對分散,其生成結(jié)果不利于對比分析和集成應(yīng)用。制定監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合處理技術(shù)框架性指南,將有助于建立國際性、可比對的監(jiān)測技術(shù)體系,提升全球高寒區(qū)水資源和地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測技術(shù)水平及數(shù)據(jù)成果共享應(yīng)用成效。1T/CI846—2024高寒區(qū)積雪-冰川與地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合處理技術(shù)指南本文件內(nèi)容包括高寒區(qū),即高海拔和高緯度寒區(qū)(如高亞洲和北極地區(qū)積雪、冰川與地質(zhì)災(zāi)害空天多源監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取、處理分析技術(shù)方法以及成果形式等。本文件適用于高寒區(qū)積雪、冰川與地質(zhì)災(zāi)害空天地多源監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合處理。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款,其中,注明日期的引用文件,僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件;不注明日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T12897國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范GB/T12979近景攝影測量規(guī)范GB/T15968遙感影像平面圖制作規(guī)范GB/T18314全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范GB/T39612低空數(shù)字航攝與數(shù)據(jù)處理規(guī)范GB/T41537積雪面積遙感產(chǎn)品真實性檢驗GB/T44146基于InSAR技術(shù)的地殼形變監(jiān)測規(guī)范DZ/T0221崩塌、滑坡、泥石流監(jiān)測規(guī)范DZ/T0381航空重力測量技術(shù)規(guī)范QX/T96—2020衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則積雪覆蓋CH/T3013數(shù)字表面模型航天攝影測量生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程CH/T9008.3CH/T9009.3字正射影像圖CH/T9023—2014基礎(chǔ)地理信息數(shù)字成果1∶250001∶500001∶100000數(shù)字表面模型3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1高寒區(qū)high-altitudeandhigh-latitudecoldregions由于海拔高或因緯度高而形成的特別寒冷的氣候區(qū)。2T/CI846—20243.2高亞洲highmountainAsia亞洲中部以青藏高原為中心的高海拔區(qū)域,大致包括喜馬拉雅山、念青唐古拉山、昆侖山、喀喇昆侖山、天山等山系。3.3積雪snowcover覆蓋在陸地或海冰表面,所覆蓋的面積達(dá)到陸地或海冰表面周圍能見面積的一半以上的雪層。3.4冰川glacier水的一種存在形式,指極地或高山地區(qū)地表上多年存在并具有沿地面運動狀態(tài)的天然冰體,是雪經(jīng)過一系列變化轉(zhuǎn)變而來的。3.5地質(zhì)災(zāi)害geohazard由天然或人為因素所造成危害人民生命和財產(chǎn)安全、基礎(chǔ)設(shè)施安全的地貌現(xiàn)狀及地貌影響,一般包含崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、地面沉降、地面塌陷、地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害、地震、火山、地?zé)岷Φ茸匀粸?zāi)害。其在時間和空間上的分布變化規(guī)律,既受制于自然環(huán)境,又與人類活動有關(guān),往往是人類與自然界相互作用的結(jié)果。3.6地球觀測earthobservation依托航天、航空、地面及地下平臺,利用光學(xué)、微波、電磁、重力等各類傳感器對地球目標(biāo)特征進(jìn)行觀測的活動。3.7遙感remotesensing在不直接接觸物體的情況下,收集、解釋目標(biāo)信息的技術(shù)。4縮略語下列縮略語適用于本文件。CR:角反射器cornerreflectorCR-InSAR:角反射器干涉測量cornerreflectorsassistedInSARDEM:數(shù)字高程模型digitalelevationmodel3T/CI846—2024DS:分布式散射體distributedscattererDSM:數(shù)字表面模型digitalsurfacemodelDS-InSAR:分布式散射體合成孔徑雷達(dá)干涉測量distributedscattererInSARDOM:數(shù)字正射影像digitalorthophotomapD-InSAR:差分合成孔徑雷達(dá)干涉測量differentialInSARGACOS:通用型衛(wèi)星雷達(dá)大氣改正數(shù)據(jù)genericatmosphericcorrectiononlineserviceforInSARGIS:地理信息系統(tǒng)geographicinformationsystemGNSS:全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)globalnavigationsatellitesystemGPS:全球定位系統(tǒng)globalpositionsystemInSAR:合成孔徑雷達(dá)干涉測量interferometrysyntheticapertureradarLiDAR激光雷達(dá)lightdetectionandrangingLOH:SAR傳感器的前進(jìn)方向,通常稱為飛行向lineofheadingLOS:SAR傳感器的雷達(dá)波發(fā)射方向,通常稱為視線向lineofsightMAI:多孔徑干涉測量multiple-apertureinterferometryNDSI:歸一化積雪指數(shù)normalizeddifferencesnowindexPOT:像元偏移量跟蹤pixeloffset-trackingPS-InSAR永久散射體合成孔徑雷達(dá)干涉測量persistentscattererinSARStacking-InSAR:時序相位疊加合成孔徑雷達(dá)干涉測量stackinginSARSAR:合成孔徑雷達(dá)syntheticapertureradarSBAS-InSAR:短基線集合成孔徑雷達(dá)干涉測量smallBAselinesubsetsinSARSLC:單視復(fù)數(shù)singlelookcomplexSRTM:航天飛機干涉雷達(dá)測地任務(wù)shuttleradartopographymissionTS-InSAR:時序合成孔徑雷達(dá)干涉測量timeseriesinSAR5總則5.1目標(biāo)任務(wù)圍繞高寒區(qū)積雪、冰川和地質(zhì)災(zāi)害,以航天、航空遙感為主,輔以地面遙感和實地調(diào)查,獲取監(jiān)測源數(shù)據(jù),開展綜合數(shù)據(jù)處理分析,得到積雪范圍、雪水當(dāng)量、冰川空間幾何、冰川表面特征、冰川表面流速、地質(zhì)災(zāi)害體地表形變、活動跡象等監(jiān)測指標(biāo),掌握積雪變化、冰川變化與冰川躍動、地質(zhì)災(zāi)害隱患空間幾何和潛在威脅等監(jiān)測指標(biāo),為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供固態(tài)水資源和防災(zāi)減災(zāi)科技支撐。5.2主要內(nèi)容5.2.1積雪監(jiān)測數(shù)據(jù)處理分析圍繞積雪范圍、雪水當(dāng)量等直接監(jiān)測指標(biāo),以空間分辨率百米級、時間分辨率天級的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)為主,處理得到大區(qū)域監(jiān)測結(jié)果。宜采用空間分辨率十米級或更精細(xì)的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),處理得到重點區(qū)域積雪范圍、雪水當(dāng)量4T/CI846—2024監(jiān)測結(jié)果,作為大區(qū)域結(jié)果的校驗依據(jù),以及開展重點區(qū)域研究應(yīng)用的基礎(chǔ)。圍繞積雪變化,在積雪范圍、雪水當(dāng)量的時間序列監(jiān)測結(jié)果基礎(chǔ)上開展處理分析,得到監(jiān)測結(jié)果。5.2.2冰川監(jiān)測數(shù)據(jù)處理分析圍繞冰川空間幾何(不包括厚度)、表面特征、表面流速等直接監(jiān)測指標(biāo),以空間分辨率不劣于十米級的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)為主,處理得到工作區(qū)內(nèi)逐條冰川的監(jiān)測結(jié)果。宜選擇典型冰川,獲取無人機、地面遙感數(shù)據(jù),處理得到上述指標(biāo)的場地尺度精細(xì)監(jiān)測結(jié)果,作為衛(wèi)星遙感結(jié)果的校驗依據(jù),以及場地尺度研究應(yīng)用的基礎(chǔ)??蛇x擇典型冰川,獲取航空冰雷達(dá)、探地雷達(dá)獲取探測數(shù)據(jù),處理得到冰川厚度,作為冰川厚度模型計算的校驗依據(jù),以及場地尺度研究應(yīng)用的基礎(chǔ)。圍繞冰川物質(zhì)平衡、躍動等高階監(jiān)測指標(biāo),在冰川空間幾何、表面特征、表面流速相關(guān)次級指標(biāo)的時間序列監(jiān)測結(jié)果基礎(chǔ)上,結(jié)合冰川變化機理與模型開展處理分析,得到監(jiān)測結(jié)果。5.2.3地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測數(shù)據(jù)處理分析本文件涉及的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測工作側(cè)重于高寒區(qū)具有活動性的地質(zhì)災(zāi)害隱患,在地質(zhì)災(zāi)害種類上以滑坡為主,兼顧開采沉陷、泥石流、崩塌等類型。圍繞地表形變這一直接監(jiān)測指標(biāo),獲取主流衛(wèi)星SAR數(shù)據(jù),采用InSAR技術(shù)處理得到形變速率或形變量[GB/T44146]。宜選擇代表性場地,獲取GBSAR、GNSS等實地監(jiān)測數(shù)據(jù),作為衛(wèi)星遙感結(jié)果的校驗依據(jù),以及場地尺度研究應(yīng)用的基礎(chǔ)。圍繞活動跡象這一直接監(jiān)測指標(biāo),以空間分辨率亞米級的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)為主,根據(jù)需要輔以無人機遙感和地面調(diào)查數(shù)據(jù),解譯得到監(jiān)測結(jié)果。綜合地表形變和活動跡象監(jiān)測結(jié)果,以及孕災(zāi)地質(zhì)環(huán)境等基礎(chǔ)資料,識別地質(zhì)災(zāi)害隱患,進(jìn)而圍繞空間幾何、潛在威脅等監(jiān)測指標(biāo)開展進(jìn)一步處理分析,解譯得到監(jiān)測結(jié)果。綜合地質(zhì)災(zāi)害隱患各指標(biāo)監(jiān)測結(jié)果,合理選擇模型和資料開展評估,得到風(fēng)險性評估結(jié)果。5.3基本要求5.3.1空間參考地球橢球體采用WGS1984橢球體,高程基準(zhǔn)采用WGS1984橢球高。空間量算與模型計算的投影方式采用阿爾伯斯(Albers)等面積投影。數(shù)據(jù)集構(gòu)建采用地理坐標(biāo)系。成果編制一般采用橫軸麥卡托(UTM)投影,在極地地區(qū)采用等經(jīng)緯度投影。5.3.2計量單位積雪監(jiān)測距離、高度單位采用米(m),面積單位采用平方千米(km2),雪深、雪水當(dāng)量單位采用厘米(cm),雪水儲存量采用立方千米(km3)。單條冰川監(jiān)測距離、高度單位采用米(m面積單位采用平方米(m2厚度單位采用米5T/CI846—2024(m冰水儲存量、體積單位采用立方米(m3)。匯總的面積單位采用平方千米(km2冰水儲存或米/天(m/d)。地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測長度、高度單位采用米(m面積單位采用平方米(m2厚度單位采用米(m體積單位采用立方米(m3)。匯總的面積單位采用平方千米(km2體積單位采用立方千米地表形變累計值單位采用米(m)。5.4工作流程高寒區(qū)積雪-冰川與地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合處理工作流程包括資料收集與整理、監(jiān)測源數(shù)據(jù)獲取與處理分析、監(jiān)測成果數(shù)據(jù)集構(gòu)建、質(zhì)量控制、成果編制與管理等階段,調(diào)查流程見圖1。其中監(jiān)測源數(shù)據(jù)獲取與處理分析是核心環(huán)節(jié),圖中列出了監(jiān)測數(shù)據(jù)涉及的主要直接監(jiān)測指標(biāo)。圖1高寒區(qū)積雪-冰川與地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合處理工作流程圖6資料收集與整理6.1資料收集的目的全面了解工作區(qū)的自然地理、氣象、地質(zhì)、交通、社會經(jīng)濟等基本狀況,以及已有的積雪監(jiān)測、冰川監(jiān)測、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、地下資源開采、區(qū)域發(fā)展規(guī)劃、重大工程分布與規(guī)劃等各方面的信息,為確定監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取和處理分析的重點提供可靠依據(jù)。6.2資料收集的內(nèi)容和要求6.2.1收集基礎(chǔ)地理資料,宜包含以下要素:行政區(qū)劃、居民地、交通、水系、流域、山脈、地名及注記等。6T/CI846—20246.2.2收集地形資料,主要包括各類各尺度DEM、DSM、地形等高線等。6.2.3收集地質(zhì)構(gòu)造、地震活動、工程地質(zhì)巖組、水文地質(zhì)、地貌、氣候、氣象、土地覆被、土地利用及人類工程活動等基礎(chǔ)背景資料。6.2.4收集積雪遙感監(jiān)測、積雪氣象觀測、積雪實地調(diào)查監(jiān)測、冰川遙感監(jiān)測、冰川多手段探測、冰川實地調(diào)查監(jiān)測、地質(zhì)災(zāi)害遙感監(jiān)測、地質(zhì)災(zāi)害實地調(diào)查監(jiān)測與防治的已有資料。6.2.5所收集資料盡可能現(xiàn)勢性強,精度高,時空間分辨率滿足監(jiān)測數(shù)據(jù)處理分析需要。6.3資料整理6.3.1生成工作區(qū)邊界的面矢量文件,公路、鐵路等重大線性工程的線文件和高鐵沿線兩側(cè)各3-10km緩沖區(qū)的面文件,文件格式宜采用shapefile格式。6.3.2對擬采用的資料進(jìn)行掃描、矢量化、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化、格式轉(zhuǎn)換、屬性編輯等數(shù)據(jù)歸一化操作。6.3.3若需要實施坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,可委托具有相應(yīng)資質(zhì)的部門承擔(dān)該項工作。亦可收集控制點資料或轉(zhuǎn)換參數(shù),自行選擇轉(zhuǎn)換模型完成坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工作。在成果編制過程中對坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工作的資料、方法和可靠性加以明確闡述。6.3.4對各類基礎(chǔ)資料進(jìn)行整合梳理和深入分析,初步了解工作區(qū)積雪、冰川、地質(zhì)災(zāi)害分布,自然條件、人類活動和社會經(jīng)濟等情況。7監(jiān)測源數(shù)據(jù)獲取與處理分析7.1積雪7.1.1基本流程覆蓋面積大、賦存時間短是高亞洲積雪的基本特點,光學(xué)和微波衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)是重要的監(jiān)測源數(shù)據(jù)。在采用積雪指數(shù)法等常規(guī)數(shù)據(jù)處理得到受云影響的積雪范圍監(jiān)測結(jié)果后,進(jìn)一步開展時空閾值去云處理,得到逐日去云的積雪范圍監(jiān)測結(jié)果,然后以此為一類輸入數(shù)據(jù),通過對微波輻射儀衛(wèi)星遙感監(jiān)測源數(shù)據(jù)開展處理,在此過程中考慮不同覆蓋類型的雪深反演模型,輔以積雪密度分布資料,得到雪水當(dāng)量監(jiān)測結(jié)果。通過分析長時序積雪范圍、雪水當(dāng)量監(jiān)測結(jié)果,獲得不同積雪季的積雪開始時間、開始消融時間、積雪結(jié)束時間,一定時間段內(nèi)的雪水儲量變化?;玖鞒倘鐖D2所示。7T/CI846—2024圖2積雪監(jiān)測數(shù)據(jù)處理分析基本流程圖7.1.2積雪范圍概述.1積雪范圍監(jiān)測主要以適用的衛(wèi)星光學(xué)遙感影像或其一定級別監(jiān)測產(chǎn)品為源數(shù)據(jù)。.2適用的衛(wèi)星光學(xué)遙感影像具備可見光和紅外波段數(shù)據(jù),常用衛(wèi)星傳感器及其主要參數(shù)見QX/T96—2020的附錄A。.3可針對覆蓋范圍大、獲取頻次高的光學(xué)衛(wèi)星數(shù)據(jù),應(yīng)用定標(biāo)、校正、鑲嵌、裁切等必要前期處理步驟,然后根據(jù)數(shù)據(jù)譜段特點采取積雪指數(shù)法、薄雪判識法、多光譜閾值法加以處理,得到未除云影響的積雪范圍初級監(jiān)測結(jié)果。具體處理流程見QX/T96—2020的4、5、6。.4以EOS/MODIS的積歸一化積雪指數(shù)和其他可能的未除云影響的積雪范圍初級監(jiān)測結(jié)果為源數(shù)據(jù),輔以DEM、地表水域范圍等資料,在確保各類源數(shù)據(jù)和資料分辨率一致或可進(jìn)行空間疊加分析的基礎(chǔ)上,通過時空閾值去云方法對源數(shù)據(jù)中的云像元逐步進(jìn)行消除處理,得到大區(qū)域內(nèi)空間分辨率500m、時間分辨率1d無云積雪范圍監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)。具體處理.5宜以10m級空間分辨率的適用衛(wèi)星光學(xué)遙感影像為源數(shù)據(jù),經(jīng)合理應(yīng)用目視解譯法、積雪指數(shù)法、機器學(xué)習(xí)法對源數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,得到重點區(qū)域內(nèi)空間分辨率較高、時間分辨率較低的積雪范圍監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)。.6宜以收集的積雪臺站監(jiān)測數(shù)據(jù)或?qū)嵉卣{(diào)查數(shù)據(jù)為依據(jù),對重點區(qū)域內(nèi)積雪范圍監(jiān)測結(jié)果數(shù)8T/CI846—2024據(jù)開展真實性檢驗,檢驗合格(kappa系數(shù)>0.6)則接受結(jié)果數(shù)據(jù),否則重新處理、檢驗。真實性檢驗參照GB/T41537實施。.7宜以收集的積雪臺站監(jiān)測數(shù)據(jù)、實地調(diào)查數(shù)據(jù)或經(jīng)檢驗合格的重點區(qū)域內(nèi)積雪范圍監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)為依據(jù),對大區(qū)域內(nèi)積雪范圍監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行真實性檢驗,檢驗合格(kappa系數(shù)>0.6)則接受結(jié)果數(shù)據(jù),否則重新處理、檢驗。真實性檢驗參照GB/T41537實施。時空閾值去云處理.1一天尺度去云。以一天中同一地點積雪覆蓋狀況不變?yōu)榍疤幔瑢ι衔缧荕ODIS/Terra產(chǎn)品(MOD10A1)、下午星MODIS/Aqua產(chǎn)品(MYD10A1)或其他可能的未除云影響的積雪覆蓋初級監(jiān)測結(jié)果,按優(yōu)先級順序進(jìn)行積雪像元的最大合成,優(yōu)先級為積雪>水域>陸地>云。.2三天尺度去云??紤]積雪、陸地、水域在3d天時間內(nèi)的持續(xù)特點,對中間日的云像元做如下處理:若前一日與后一日相同位置像元同為積雪,則當(dāng)日云像元分類成積雪;若前一日與后一日相同位置像素同為陸地,則當(dāng)日云像元分類成陸地;若前一日與后一日相同位置像素至少一個是水域,則當(dāng)日云像元分類為水域。.3降雪周期尺度去云。以工作區(qū)監(jiān)測時段第二年的降雪季為中心,前后拓展相同日期,湊齊一個參考降雪周期。a)通過查驗參考降雪周期多期次米級空間分辨率光學(xué)影像,配合DEM數(shù)據(jù),確定一個積雪穩(wěn)定保持的高程最低閾值,將高程大于該閾值的云像元更改為積雪像元。b)在監(jiān)測時段逐個降雪周期內(nèi)針對高程在3000m至高程最低閾值之間的云像素開展如下處理:若“云天數(shù)+積雪天數(shù)>總天數(shù)x0.95”則云像素分類為積雪。c)在監(jiān)測時段逐個降雪周期內(nèi)針對云像素開展如下處理:若某像素滿足“云天數(shù)+陸地天數(shù)=總天數(shù)”且“云天數(shù)<總天數(shù)×0.2”,則云像素分類成陸地。.4臨近四像元去云。如果與云像元相鄰的4個像元中,至少3個為積雪,那么將中心云像素賦值為積雪;云像元周圍是陸地與水域的情況做相同處理。.5高程比對去云。當(dāng)中心像元為積雪時,若在與它相鄰最近的8個像元中有云,且云像元高程大于中心像元高程,則將云像元賦值為積雪。.6八天穩(wěn)定范圍去云。尋找8d時間段內(nèi)積雪、陸地的最穩(wěn)定出現(xiàn)范圍,利用此范圍去除云像素。a)開展最大積雪覆蓋合成,合成結(jié)果Isnow的像元類別確定優(yōu)先級由高到低為積雪>水域>陸地。b)合成結(jié)果Iland的像元類別確定優(yōu)先級由高到低為陸地>水域>積雪。c)對逐個云像元開展如下處理:如果該云像元在Iland中是積雪,則將該云像云賦值為積雪;如果該云像元在Isnow中是陸地,則將該云像云賦值為陸地;如果該云像元在Isnow或Iland中是水域,則將該云像云賦值為水域。.7擬合預(yù)期雪線去云??紤]積雪覆蓋與經(jīng)度、緯庫、坡度、坡向以及高程有關(guān),且海拔高的地方比海拔低的地方被積雪覆蓋的概率大,用擬合預(yù)期雪線方法去云。a)提取雪線樣本。積雪與陸地的分界線即為雪線,提取出雪線之上積雪的高程、坡度、坡向、經(jīng)度、緯度。b)擬合預(yù)期雪線高程。以高程為因變量,以其他4個影響因素為自變量,用多元線性回歸擬合預(yù)期雪線高程。9T/CI846—2024c)將云像素重新分類。由云像素的坡度、坡向、經(jīng)度、緯度可算出預(yù)期雪線高程,將其與云的實際高程比較,若實際高程較高,則將云賦值為積雪,反之賦值為陸地。7.1.3雪水當(dāng)量雪水當(dāng)量監(jiān)測主要以適用的衛(wèi)星微波成像儀影像源數(shù)據(jù),常見衛(wèi)星傳感器及其主要參數(shù)見附錄B。以國產(chǎn)風(fēng)云衛(wèi)星微波成像儀和類似傳感器獲取的影像為源數(shù)據(jù),輔以地面臺站雪深觀測值、土地覆蓋、積雪密度分布等資料,采用微波成像儀不同頻段的亮溫數(shù)據(jù),針對不同土地覆蓋類型分別建立反演公式,逐像元數(shù)據(jù)處理得到大區(qū)域內(nèi)高頻次的雪深、雪水當(dāng)量初步監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)。然后,與逐日去云積雪范圍監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)做疊加處理,生成雪深、雪水當(dāng)量監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)。以收集的積雪臺站監(jiān)測數(shù)據(jù)、實地調(diào)查數(shù)據(jù)為依據(jù),對雪深監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行真實性檢驗,檢驗方法為計算兩者擬合值和均方根誤差,根據(jù)實際情況設(shè)置擬合的R2(又稱決定系數(shù),用于衡量自變量對因變量變異的解釋程度,取值介于0至1;該值取1時,表示模型能完全解釋所有的數(shù)據(jù)變異,該值越小,說明模型能解釋數(shù)據(jù)變異的能力越?。┘熬礁`差閾值,判斷是否接受結(jié)果數(shù)據(jù),如不能接受則重新處理、檢驗。7.1.4積雪變化基于長時序積雪范圍監(jiān)測結(jié)果,分析不同積雪季的積雪開始時間、積雪開始消融時間、積雪結(jié)束時間?;陂L時序積雪深、雪水當(dāng)量監(jiān)測結(jié)果,分析一定時間段內(nèi)的雪水儲量變化,依托公式如下:式中:Swp——雪水儲量(億方);Sz——第i個像元的積雪深度(cm);——該像元的積雪密度(g/cm3S——該像元的面積(m2)。7.2冰川7.2.1基本流程T/CI846—2024圖3冰川監(jiān)測數(shù)據(jù)處理分析基本流程圖對冰川開展區(qū)域性監(jiān)測的源數(shù)據(jù)宜采用空間分辨率十米級至米級的衛(wèi)星遙感影像,對典型冰川開展監(jiān)測宜采用空間分辨率亞米級的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),及更為精細(xì)的航空、地面觀測數(shù)據(jù),從而獲取高精度冰川邊界矢量數(shù)據(jù)。圍繞冰川邊界這一監(jiān)測指標(biāo)開展的數(shù)據(jù)處理是最為基礎(chǔ)的。獲取冰厚結(jié)果宜采用航空冰雷達(dá)、探地雷達(dá)開展典型冰川探測。表面特征、表面流速監(jiān)測結(jié)果均通過對遙感數(shù)據(jù)開展相應(yīng)處理直接獲得。冰川變化監(jiān)測指標(biāo),則需在上述監(jiān)測結(jié)果基礎(chǔ)上分析獲取。這些監(jiān)測指標(biāo)將為冰川固態(tài)水資源量變化評估和冰崩危險性評估奠定基礎(chǔ)。冰川監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合處理基本流程見圖3。7.2.2冰川空間幾何冰川范圍.1冰川范圍監(jiān)測主要以適用的衛(wèi)星光學(xué)遙感影像為源數(shù)據(jù),以DEM資料作為配合。.2冰川范圍監(jiān)測數(shù)據(jù)處理的主要流程為:參照GB/T15968、CH/T9008.3、CH/T9009.3,將適用的衛(wèi)星光學(xué)遙感影像處理為正射影像;采用自動提取和人機交互相結(jié)合的方式圈劃冰川邊界(包括裸冰區(qū)和表磧區(qū)邊界解譯);通過DEM數(shù)據(jù)成果自動提取處理分冰嶺(山脊線),針對不合理山脊線,參考以往資料和高分辨率正射遙感影像,進(jìn)行人工修正;利用修正后的山脊線將連片的冰川復(fù)合體分割成單條獨立冰川。具體實施過程可參考附錄C。.3對于形成的冰川范圍監(jiān)測初步結(jié)果,將野外GNSS測量成果或更高分辨率的衛(wèi)星、航空、無人機遙感處理結(jié)果視為真值,開展精度評估。具體實施過程可參考附錄C。T/CI846—20冰川高程.1區(qū)域性冰川高程監(jiān)測的源數(shù)據(jù)包括立體測繪衛(wèi)星影像和可用于InSAR測高的衛(wèi)星影像,典型冰川高程監(jiān)測的宜增加航空、地面攝影測量獲取的源數(shù)據(jù)。宜采用GNSS手段獲取地面測量結(jié)果作為控制點、檢查點。.2采用GNSS手段開展靜態(tài)定位和RTK測量的工作流程參考附錄D.1。.3立體測繪衛(wèi)星影像優(yōu)先采用光學(xué)遙感立體像對,必要情況下可采用SAR立體像對作為補充。立體測繪衛(wèi)星影像的數(shù)據(jù)處理流程參考附錄D.2。.4星載InSAR測高數(shù)據(jù)處理流程參考附錄D.3。.5針對典型冰川可開展無人機航空攝影測量(參照GB/T39612實施),以及近景攝影測量(參照GB/T12979實施),獲取更為精細(xì)的冰川高程結(jié)果。冰川厚度.1冰川局部厚度探測可采用鉆探、探地雷達(dá)和航空冰雷達(dá),數(shù)據(jù)獲取和處理過程分別參照附錄E.1、附錄E.2和附錄E.3。.2整條冰川的厚度,可在收集資料和局部探測基礎(chǔ)上通過模型計算得到,實施過程參照附錄E.4。7.2.3冰川表面特征表磧覆蓋根據(jù)冰川范圍解譯過程中圈劃的表磧區(qū)邊界,在阿爾伯斯等面積投影下統(tǒng)計單條冰川范圍內(nèi)表磧區(qū)覆蓋的面積。冰面湖塘基于遙感影像和三維可視化場景,根據(jù)顏色、紋理、地形地貌等特征,解譯單條冰川范圍內(nèi)覆蓋面積不少于25個像元的水體,在阿爾伯斯等面積投影下統(tǒng)計面積。雪線高度基于遙感影像和三維可視化場景,根據(jù)顏色、紋理、地形地貌等特征,識別單條冰川范圍內(nèi)積雪和冰的交界線,得到交界線的最低海拔高度。冰裂隙發(fā)育程度基于遙感影像和三維可視化場景,根據(jù)顏色、紋理、地形地貌等特征,解譯單條冰川范圍內(nèi)延伸不少于6個像元的冰面裂隙,將裂隙條數(shù)除以冰川面積,得到冰裂隙發(fā)育程度。7.2.4冰川表面流速冰川表面流速監(jiān)測源數(shù)據(jù)為多時相遙感影像,以基于強度相關(guān)性的POT方法為主,以基于T/CI846—2024相位信息的形變InSAR監(jiān)測方法為輔。當(dāng)應(yīng)用POT時,可選用光學(xué)影像,也可選用SAR影像。應(yīng)用POT方法得到冰面流動距離的精度約為像元大小的十分之一,應(yīng)用InSAR方法得到冰面流動距離的精度可達(dá)到厘米乃至亞厘米級。但POT方法對冰面變化的容忍度比InSAR方法更高,因此適用性更廣、健壯性更強。一般而言針對冰川表面應(yīng)用InSAR方法時,僅能在靠近冰川末端或其他相干保持能力強的冰川局部得到監(jiān)測結(jié)果。應(yīng)用POT方法開展數(shù)據(jù)處理(參考附錄F),需對多時相遙感影像進(jìn)行亞像元級別的配準(zhǔn),之后通過選擇合適的主輔影像設(shè)置合適的窗口數(shù)、窗口大小、計算相關(guān)性,得到冰面同名點在影像行、列方向上的位移距離,進(jìn)而考慮主輔影像的成像時間差,得到流動速率。應(yīng)用形變InSAR監(jiān)測方法針對局部地段開展數(shù)據(jù)處理時,可根據(jù)監(jiān)測需求、數(shù)據(jù)量多少等因素選擇常規(guī)D-InSAR、Stacking-InSAR、SBAS-InSAR、PS-InSAR、DS-InSAR等具體方法,各具體方法的特點和常用衛(wèi)星InSAR數(shù)據(jù)源,以及數(shù)據(jù)處理流程見附錄G。針對典型冰川,在可達(dá)性、通視性等條件具備的情況下,可選用地基雷達(dá)進(jìn)行實地監(jiān)測,為衛(wèi)星監(jiān)測結(jié)果提供校驗依據(jù)和補充,數(shù)據(jù)獲取和處理流程參見附錄H。7.2.5冰川物質(zhì)平衡冰川表面高程差。利用獲取的不同期次的冰川表面DEM/DSM求差獲取表面高程差,體現(xiàn)冰川增厚或減薄情況。在數(shù)據(jù)處理過程中,首先需要精確配準(zhǔn)兩幅同區(qū)域不同時期的DEM數(shù)據(jù),產(chǎn)生誤差的原因有空間匹配誤差、數(shù)據(jù)源誤差、冰川運動的影響等。在配準(zhǔn)時,根據(jù)非冰川地區(qū)高差、地形坡度和地形向之間的余弦關(guān)系,對兩幅同區(qū)域不同時期的DEM數(shù)據(jù)之間的相對水平和垂直位移進(jìn)行校正,計算配準(zhǔn)參數(shù);統(tǒng)計高程差樣本,可根據(jù)5%和95%分位數(shù)的閾值去除整個冰川區(qū)高差異常值;按照上述思路進(jìn)行處理后,當(dāng)非冰川區(qū)的高程差已經(jīng)趨于穩(wěn)定時(宜以平均高程差小于1m為判據(jù)),完成表面高程差數(shù)據(jù)處理。雪線高度差。將監(jiān)測獲取的不同期次雪線高程相減得到雪線高程差。7.2.6冰川躍動冰川躍動開始時間。依據(jù)7.2.4監(jiān)測獲取的長時間序列冰川表面流速結(jié)果,提取冰川中流線表面流速的時序數(shù)據(jù),在GIS軟件中將其轉(zhuǎn)為等間隔的點狀圖層,提取每個點的冰川運動速度長時間序列值和高程。針對長時間序列的冰川中流線剖面速度數(shù)據(jù)集,計算冰川運動速度的年際距平。則冰川流速年際距平正異常開始年份為冰川躍動的開始時間。冰川躍動結(jié)束時間。依據(jù)數(shù)據(jù)處理方法,得到的冰川流速年際距平正異常結(jié)束年份為冰川躍動的開始時間。冰川躍動流速量級。將冰川躍動開始時間至結(jié)束時間之間的時段定義為冰川活躍期,其余時段定義為冰川靜止期。冰川活躍期與靜止期不同中流線斷面平均流速的比值最大值,即為冰川躍動流速量級。長度變化。根據(jù)監(jiān)測獲取的不同期次冰川范圍結(jié)果,在阿爾伯斯等面積投影下求取冰川各期次長度值,計算所關(guān)注期次間的長度差,即為長度變化。面積變化。根據(jù)監(jiān)測獲取的不同期次冰川范圍結(jié)果,在阿爾伯斯等面積投影下求取冰川各期次面積值,計算所關(guān)注期次間的面積差,即為面積變化。T/CI846—20247.3地質(zhì)災(zāi)害7.3.1基本流程圖4地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測數(shù)據(jù)處理分析基本流程圖對高寒區(qū)地質(zhì)災(zāi)害開展區(qū)域性監(jiān)測,宜選用空間分辨率十米級至米級的衛(wèi)星遙感影像,對重點地質(zhì)災(zāi)害開展監(jiān)測,宜采用空間分辨率亞米級的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),及更為精細(xì)的航空、地面觀測數(shù)據(jù)。遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)處理分析的核心是,圈定具有活動性和威脅對象的地質(zhì)災(zāi)害隱患。之后,得到其空間幾何、時序地表形變等監(jiān)測指標(biāo)相關(guān)數(shù)據(jù)。宜通過外業(yè)核查/精度評價確認(rèn)監(jiān)測結(jié)果的可靠性。在一系列監(jiān)測結(jié)果的基礎(chǔ)上,結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害機理分析和評價模型,開展地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價。地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測數(shù)據(jù)處理分析的基本流程見圖4。在地質(zhì)災(zāi)害種類方面,以滑坡為主,兼顧開采沉陷、泥石流、崩塌等。在時序地表形變衛(wèi)星遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)處理過程中,需考慮可能存在的凍融引發(fā)的背景性形變。本文件涉及的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測工作側(cè)重于具有活動性的地質(zhì)災(zāi)害隱患,在地質(zhì)災(zāi)害種類上以滑坡為主,兼顧開采沉陷、泥石流、崩塌等類型。圍繞地表形變這一直接監(jiān)測指標(biāo),獲取主流衛(wèi)星SAR數(shù)據(jù),采用InSAR技術(shù)處理得到形變速率或形變量。宜選擇代表性場地,獲取GBSAR、GNSS等實地監(jiān)測數(shù)據(jù),作為衛(wèi)星遙感結(jié)果的校驗依據(jù),以及場地尺度研究應(yīng)用的基礎(chǔ)。圍繞活動跡象這一直接監(jiān)測指標(biāo),以空間分辨率亞米級的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)為主,必要時輔以無人機遙感、地面調(diào)查數(shù)據(jù),解譯得到監(jiān)測結(jié)果。綜合地表形變和活動跡象監(jiān)測結(jié)果,以及孕災(zāi)地質(zhì)環(huán)境等基礎(chǔ)資料,識別地質(zhì)災(zāi)害隱患,進(jìn)而圍繞空間幾何、潛在威脅等監(jiān)測指標(biāo)開展進(jìn)一步處理分析,解譯得到監(jiān)測結(jié)果。綜合地質(zhì)災(zāi)害隱患各指標(biāo)監(jiān)測結(jié)果,合理選擇模型和資料開展評估,得到風(fēng)險性評估結(jié)果。T/CI846—20247.3.2地表形變異常區(qū)獲取與篩選通過衛(wèi)星InSAR數(shù)據(jù)處理獲取地表形變異常信息,宜以集成光學(xué)正射影像的三維可視化場景為輔助,篩選出地表形變異常區(qū)。候選地表形變異常區(qū)獲取。基于衛(wèi)星InSAR源數(shù)據(jù),開展相位梯度疊加(見附錄I)、D-InSAR(見附錄G.3)、Stacking-InSAR(見附錄G.5)數(shù)據(jù)處理,得到各自地表形變處理信息。將三類地表形變處理信息按取值分級設(shè)色,通過人工交互解譯、熱點圖、深度學(xué)習(xí)探測等方法判識候選地表形變異常。候選地表形變異常區(qū)判識的點為:在局部區(qū)域上,像元的地表形變絕對值大于一定的閾值,即對應(yīng)特定顏色;在局部區(qū)域上,符合閾值標(biāo)準(zhǔn)的像元聚集度較高,形成區(qū)別于背景值的色斑或色塊;三類地形變處理信息中符合上述要求的候選地表形變異常區(qū)取并集。地表形變異常區(qū)篩選。宜將與衛(wèi)星InSAR源數(shù)據(jù)時段匹配的米級/亞米級光學(xué)遙感影像處理為正射影像,配合已有的或參考附錄D處理得到的DEM數(shù)據(jù),在三維可視化平臺中構(gòu)建場景,將場景與候選地表形變異常區(qū)進(jìn)行綜合分析,通過排除不合理候選地表形變異常區(qū)的方法篩選出后續(xù)使用的地表形變異常區(qū)。排除不合理候選地表形變異常區(qū)的要點為:從影像特征來看,如果候選地表形變異常區(qū)位于常年冰雪覆蓋區(qū)、人類活動導(dǎo)致的地貌變化區(qū)、植被茂密區(qū)、水體覆蓋區(qū),予以排除;從地表形變結(jié)果分布特征來看,地表形變異常區(qū)覆蓋數(shù)個山坡,且附近范圍內(nèi)無采礦設(shè)施的,予以排除。7.3.3活動跡象解譯結(jié)合滑坡、崩塌、泥石流、開采沉陷孕育、發(fā)生、發(fā)展規(guī)律,研判地表形變異常區(qū)所在位置的地質(zhì)災(zāi)害種類和可能發(fā)育范圍,解譯可能發(fā)育范圍內(nèi)的相關(guān)活動跡象。崩塌、滑坡、泥石流及其可能發(fā)育范圍研判。滑坡的可能發(fā)育范圍,為地表形變異常區(qū)所在的斜坡單元。崩塌的可能發(fā)育范圍,為地表形變異常區(qū)所在的局部陡坡。泥石流的可能發(fā)育范圍,由地表形變異常區(qū)下游溝谷及溝谷的物源坡體共同組成。開采沉陷及其可能發(fā)育范圍研判。開采沉陷的可能發(fā)育范圍,為地表形變異常區(qū)周邊,覆蓋區(qū)域結(jié)合地下礦產(chǎn)賦存、地面采礦廠房等設(shè)施分布、地面損毀和治理情況綜合考慮。可作為判斷開采沉陷存在和發(fā)育范圍的特征有:附近有尾礦堆積、廠房等采礦設(shè)施;地面發(fā)生塌陷,邊緣或內(nèi)部存在規(guī)模不等的新近巖體崩落和局部垮塌;上部斜坡上多伴生地裂,且有發(fā)展趨勢,裂縫發(fā)育導(dǎo)致巖體破碎化出現(xiàn)逐漸擴大的積水坑,在遙感影像上反映出暗灰色或黑色色調(diào),形態(tài)呈圓形、橢圓形及與地下采煤巷道相關(guān)的長條形,采煤集中區(qū)可表現(xiàn)為串珠狀分布;原有居民點已不適合居住而搬遷,搬遷后在影像上消失或者留下了地基廢墟行跡;原本附著其上的植被不能生長,出現(xiàn)水田變旱地,喬木變灌木或草本植物,甚至出現(xiàn)裸地的現(xiàn)象;用煤矸石和電廠的粉煤灰回填治理,其上植被稀疏,影像色調(diào)為灰白色;鋪設(shè)太陽能電板,影像上體現(xiàn)為東西向暗灰色規(guī)則長條紋。裂縫解譯。在滑坡、崩塌、泥石流和開采沉陷的可能發(fā)育范圍內(nèi),均進(jìn)行裂縫解譯。基于遙感影像和三維可視化場景,根據(jù)顏色、紋理、地形地貌等特征,解譯可辨識的裂縫,并統(tǒng)計裂縫條數(shù)和最大長度??逅庾g。在滑坡、崩塌、泥石流和開采沉陷的可能發(fā)育范圍內(nèi),均進(jìn)行垮塌解譯?;谶b感影像和三維可視化場景,根據(jù)顏色、紋理、地形地貌等特征,解譯可辨識的垮塌,并統(tǒng)計垮塌個數(shù)和后緣最大長度。沖積扇解譯。在泥石流的可能發(fā)育范圍內(nèi),基于遙感影像和三維可視化場景,根據(jù)顏色、紋T/CI846—2024理、地形地貌等特征,解譯具有沖積特征的不同期次扇形堆積體,統(tǒng)計期次和各期次面積。7.3.4候選地質(zhì)災(zāi)害隱患圈劃復(fù)活滑坡的范圍圈劃。復(fù)活滑坡是指已發(fā)生過失穩(wěn)且當(dāng)前正在活動的滑坡,往往具有以下特征中的若干個:坡體低處有滑塌導(dǎo)致的堆積體,從堆積體的體量來看,大致相當(dāng)于原滑塌部位的體量損失,在巖土體組成方面,堆積體與原滑塌部位具有相同成分;坡體上地表比滑坡體外更粗糙,這是因為原滑塌導(dǎo)致了坡體上產(chǎn)生局部鼓丘或平臺;坡體高處存在沿垂直坡向方向分布的陡坎,即原滑塌事件的后緣;坡體上存在沿坡向方向分布的陡坎,即原滑塌事件的側(cè)緣;坡體兩側(cè)有沖溝延伸至高處匯合;坡體上有新發(fā)生的局部垮塌/溜坡。復(fù)活滑坡的范圍圈劃采用如下準(zhǔn)則:在集成高分光學(xué)遙感影像的三維場景中,沿著后緣的上端、側(cè)壁的外端、堆積體的下端,劃定邊界。明顯活動斜坡的范圍圈劃。明顯活動斜坡是指地表活動跡象能通過高分光學(xué)影像辨認(rèn)但未發(fā)生過失穩(wěn)的斜坡,往往具有以下特征中的若干個:坡體高處(后緣)存在拉張裂縫(長軸大致垂直坡向排列);坡體上存在側(cè)緣裂縫(長軸大致沿坡向或輕微偏離坡向);坡體上存在局部垮塌/溜坡;坡體上存在局部地表明顯粗糙,這是因為巖土體滑動導(dǎo)致了地面起伏加劇;坡體兩側(cè)有沖溝延伸至高處匯合。明顯活動斜坡的圈劃采用如下準(zhǔn)則:在集成高分光學(xué)遙感影像的三維場景中,在斜坡單元后端山脊線、側(cè)面山脊線、坡腳邊緣線所限定的范圍之內(nèi),對存在裂縫的范圍、局部地表明顯粗糙的范圍、地表形變異常區(qū)的范圍取并集,劃定邊界。早期活動斜坡的范圍圈劃。早期活動斜坡是指地表活動跡象難以通過高分光學(xué)影像辨認(rèn)的斜坡,具有以下特點:地表形變異常區(qū)的范圍局限在單個坡體上,即不超出坡體高處的山脊線和側(cè)面的山脊線;斜坡內(nèi)的巖性組合、巖層產(chǎn)狀、構(gòu)造發(fā)育狀況符合孕災(zāi)條件。早期活動斜坡的圈劃采用如下準(zhǔn)則:在集成高分光學(xué)遙感影像的三維場景中,在斜坡單元后端山脊線、側(cè)面山脊線、坡腳邊緣線所限定的范圍之內(nèi),按照地表形變異常區(qū)的范圍,劃定邊界。候選崩塌隱患圈劃。等同于候選崩塌隱患的可能發(fā)育范圍。候選泥石流隱患圈劃。等同于候選泥石流隱患的可能發(fā)育范圍。候選開采沉陷隱患圈劃。取地表形變異常區(qū)內(nèi)年沉降速率絕對值超過3cm/a的范圍。7.3.5潛在威脅解譯根據(jù)候選地質(zhì)災(zāi)害隱患的種類,以及其發(fā)展規(guī)律,評估其可能影響范圍。居民地解譯。解譯候選地質(zhì)災(zāi)害隱患可能影響范圍內(nèi)的居民地,結(jié)合資料判識類別、名稱,統(tǒng)計面積。道路解譯。解譯候選地質(zhì)災(zāi)害隱患可能影響范圍內(nèi)的公路、鐵路等交通道路,結(jié)合資料判識類別、級別、名稱。河流解譯。解譯候選地質(zhì)災(zāi)害隱患可能影響范圍內(nèi)的河流,結(jié)合資料判識級別、名稱。其他人類工程解譯。解譯候選地質(zhì)災(zāi)害隱患可能影響范圍內(nèi)的橋梁、隧道、水利電力工程等人類工程,結(jié)合資料判識類別、名稱。重要自然資源解譯。解譯候選地質(zhì)災(zāi)害隱患可能影響范圍內(nèi)的耕地、園地等涉及經(jīng)濟活動和產(chǎn)權(quán)的自然資源。T/CI846—20247.3.6地質(zhì)災(zāi)害隱患判定將有地表形變異常、有潛在威脅的候選地質(zhì)災(zāi)害隱患,確定為地質(zhì)災(zāi)害隱患。7.3.7時序地表形變監(jiān)測根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害隱患的圈劃范圍,根據(jù)其類型取外擴一定距離形成緩沖區(qū)(滑坡、開采沉陷、泥石流外可外擴1km,崩塌宜外擴500m針對每個地質(zhì)災(zāi)害在其緩沖區(qū)內(nèi)開展時序地表形變InSAR監(jiān)測。具體技術(shù)方法的選擇可綜合考慮數(shù)據(jù)量、自然條件復(fù)雜度、監(jiān)測時效性和精度要求等因素,各技術(shù)方法的特點和處理流程參考附錄G.5至G.8。必要時可應(yīng)用角反射器作為輔助,數(shù)據(jù)處理參考附錄G.9。當(dāng)對重點地質(zhì)災(zāi)害有實地高精度監(jiān)測需求時,可應(yīng)用地基雷達(dá)開展地面近景監(jiān)測,數(shù)據(jù)獲取與處理基本流程參考附錄H。7.3.8空間幾何信息提取位置。提取地質(zhì)災(zāi)害隱患范圍幾何中心的經(jīng)度、維度、高程。最大寬度。在阿爾伯斯等面積投影下計算地質(zhì)災(zāi)害隱患范圍的最大寬度。最大長度。在阿爾伯斯等面積投影下計算地質(zhì)災(zāi)害隱患范圍的最大寬度。面積。在阿爾伯斯等面積投影下計算地質(zhì)災(zāi)害隱患范圍的面積。體積。可通過收集資料等方式獲取滑坡、崩塌、泥石流隱患的潛在成災(zāi)體積。7.3.9微地貌信息提取陡坎。在滑坡、崩塌隱患范圍內(nèi),基于DEM生成坡度專題數(shù)據(jù),利用閾值分隔方法得到坡度大于70。的局部區(qū)域,統(tǒng)計局部區(qū)域出現(xiàn)的次數(shù)和各自面積。地表起伏。在滑坡、崩塌隱患范圍內(nèi),基于DEM計算區(qū)域內(nèi)最高點與最低點差值。縱坡降。在泥石流隱患范圍內(nèi),基于DEM計算溝源與溝口高程差與主溝長度的比值。等價摩擦系數(shù)??赏ㄟ^收集資料等方式獲取已成災(zāi)滑坡的等價摩擦系數(shù)。7.3.10外業(yè)核查/精度校驗外業(yè)核查的資料準(zhǔn)備。制作隱患待驗證記錄表(附表K.1)和野外工作部署圖,在野外工作部署圖上標(biāo)明野外工作路線、核查點。實地調(diào)查的內(nèi)容包括:a)驗證隱患類型劃分的正確性;b)尋找地表形變的形跡和其他隱患判識因子的地面特征;c)驗證隱患邊界圈定的準(zhǔn)確性;d)發(fā)現(xiàn)遙感信息提取可能存在的遺漏;e)解決在遙感信息提取中的其他難點和疑點。實地調(diào)查的方法和要求如下:a)實地調(diào)查準(zhǔn)備必要的儀器工具,包括GPS、數(shù)碼照相機、攝像機、無人機等。T/CI846—2024b)進(jìn)一步了解隱患所在區(qū)的自然、社會和經(jīng)濟狀況,收集與隱患相關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害、實測數(shù)據(jù)、國民經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r等方面的圖件、數(shù)據(jù)和文字資料。c)確定調(diào)查點的位置、性質(zhì)及相關(guān)信息。確認(rèn)隱患類型;尋找、描述隱患判識特征的地面跡象;描述實地點位的地理坐標(biāo)、地質(zhì)特征、危害性及治理情況等;獲取實地影像;填寫野外驗證記錄表(附表K.2)。需整理的實地調(diào)查資料如下:a)待核查記錄表、實際材料圖及野外驗證記錄表。b)外業(yè)核查簡報。內(nèi)容包括野外工作概況、野外工作量概述、隱患判識特征地表跡象分析、隱患調(diào)查現(xiàn)狀、危害性、防治現(xiàn)狀與效果等。宜對地表形變監(jiān)測值實施精度評價和校驗。以下圍繞地表形變速率闡述校驗過程,其他類別地表形變結(jié)果的校驗可參照實施。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備如下:a)將與InSAR數(shù)據(jù)具有時空一致性、測量精度達(dá)到GB/T12897、GB/T18314或DZ/T0221要求的地表形變測量點(對)值視為真值,作為InSAR結(jié)果的檢驗依據(jù)。符合要求的地表形變測量點(對)個數(shù)不少于10個。b)對地面沉降和地面塌陷等的調(diào)查成果,確保InSAR結(jié)果已轉(zhuǎn)換至垂向,之后再依據(jù)地面實測的垂向形變值進(jìn)行校驗。對滑坡的調(diào)查成果確保地面實測形變值已轉(zhuǎn)換至InSAR視線向,之后再以其為依據(jù)對InSAR視線向結(jié)果進(jìn)行校驗。c)在確定與地表形變測量點(對)值在空間上對應(yīng)的待校驗InSAR結(jié)果時,可從表1所列的2種方法中選擇實施,宜優(yōu)先選擇最鄰近法。表1相干目標(biāo)形變速率的檢驗方法在實測點周圍5個像元等同地面實距范圍內(nèi),選擇與之最接近的相宜采用克里金插值法對相干目標(biāo)形變結(jié)果插值,然后提粗差剔除如下:將所有地面實測點(對)的形變測量值記為xtrue,與地面實測點(對)對應(yīng)的校正前InSAREQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up7(形變速率記為),變速率結(jié)果記)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up7(第i),由公)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up7(個),式)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up7(面),2)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up7(測),計)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up7(點),算)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up7(的形變測),實地測量)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up7(量),值)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up7(值),與)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up7(記為x),InSAR)EQ\*jc3\*hps15\o\al(\s\up12(t),i)EQ\*jc3\*hps15\o\al(\s\up12(rue),結(jié))EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up7(其對應(yīng)位置),之間的偏差)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up7(In),由)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up7(SA),公)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up7(R),式)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up7(形),以)下公式計算實地測量數(shù)據(jù)集與InSAR結(jié)果之間的標(biāo)準(zhǔn)差σa:nSAR………T/CI846—2024式中:N——地面實測點(對)個數(shù);T——地面實測數(shù)據(jù)的時間基線。如果Δi的絕對值大于3倍的σa,則將xEQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up5(t),i)rue作為粗差剔除。結(jié)果校正如下:由于在InSAR數(shù)據(jù)處理過程中已經(jīng)根據(jù)軌道殘余、大氣干擾等誤差項做了相應(yīng)處理,所以在對InSAR結(jié)果實施校正時,宜主要考慮實地測量與InSAR結(jié)果之間的整體偏移量。也可根據(jù)數(shù)據(jù)處理實際情況研究采用其他可能的針對性校正方法。InSAR形變速率結(jié)果校正按以下兩個公式實施:……式中:xInSAR——校正后InSAR形變速率;xInSAR——校正前InSAR形變速率;Δ——校正偏移量;N——地面實測點(對)個數(shù);xEQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up5(t),i)rue——第i個地面實測點(對)的形變量;xEQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up5(I),i)nSAR——與第i個地面實測點(對)對應(yīng)位置上的InSAR形變速率;T——地面實測數(shù)據(jù)的時間基線。精度驗證。對校正后的InSAR地表形變速率進(jìn)行精度驗證,當(dāng)中誤差σb小于10mm時,視為滿足精度要求。σb的計算方法見下式。式中:N——地面實測點(對)個數(shù);xEQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up5(t),i)rue——第i個地面實測點(對)的形變量;xiInSAR——與第i個地面實測點(對)對應(yīng)位置上的校正后InSAR形變速率;T——地面實測數(shù)據(jù)的時間基線。0地質(zhì)災(zāi)害隱患識別信息完善。若依據(jù)外業(yè)核查發(fā)現(xiàn)內(nèi)業(yè)工作存在不足,改進(jìn)地表形變信息提取、光學(xué)遙感解譯結(jié)果。7.3.11風(fēng)險評價利用地表形變、活動跡象和潛在威脅等特征對地質(zhì)災(zāi)害隱患進(jìn)行定性評價,在“極高”“高”“中”T/CI846—2024“低”四個等級中確定其風(fēng)險等級。評價方法參照《地質(zhì)災(zāi)害隱患綜合遙感識別技術(shù)規(guī)程》(征求意見稿),具體流程見附錄K。8監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)集構(gòu)建8.1積雪監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)集積雪監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)集宜包括積雪范圍、雪水當(dāng)量、雪水儲量變化、工作區(qū)邊界和相應(yīng)的元數(shù)據(jù)說明文件,詳見表2。表2積雪監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)集內(nèi)容與格式geotiffgeotiffgeotiff8.2冰川監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)集8.2.1內(nèi)容與格式。冰川監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)集宜包括冰川編目、冰川高程、冰川厚度、冰川表面特征、冰川表面流速、冰川物質(zhì)平衡、冰川躍動、工作區(qū)邊界和相應(yīng)的元數(shù)據(jù)說明文件,詳見表3。表3冰川監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)集內(nèi)容與格式geotiffgeotiffgeotiffgeotiffT/CI846—2024表3冰川監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)集內(nèi)容與格式(續(xù))對應(yīng)上述數(shù)據(jù)的說明文件。包含數(shù)據(jù)覆蓋區(qū)域、監(jiān)據(jù)、所用方法、文件打開軟件、空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)、處理人、審核人、聯(lián)8.2.2冰川編目數(shù)據(jù)的屬性清單和說明見附錄L。8.3地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)集8.3.1內(nèi)容與格式。地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)集宜包括地表形變相位梯度疊加值、D-InSAR差分相位、Stacking-InSAR速率、地質(zhì)災(zāi)害隱患范圍、隱患可能影響范圍、活動跡象、威脅對象、時序地表形變、風(fēng)險評價等級、工作區(qū)邊界和相應(yīng)的元數(shù)據(jù)說明文件,詳見表4。表4冰川監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)集內(nèi)容與格式geotiffgeotiffgeotiff源數(shù)據(jù)、所用方法、文件打開軟件、空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)、處8.3.2地質(zhì)災(zāi)害隱患編目的屬性和說明件附錄M。9成果編制與管理9.1成果報告編寫監(jiān)測報告,報告提綱參照附錄N執(zhí)行。9.2成果圖件9.2.1工作區(qū)代表性積雪分布、雪水當(dāng)量、積雪變化等成果圖件;重點區(qū)代表性積雪分布、雪水當(dāng)量、積雪變化等成果圖件。9.2.2工作區(qū)冰川分布、表面流速、高程等成果圖件;典型冰川厚度、表面特征、物質(zhì)平衡、躍動等T/CI846—2024成果圖件。9.2.3工作區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患分布、地表形變速率、風(fēng)險等級等成果圖件;重點地質(zhì)災(zāi)害隱患時序地表形變、活動跡象、潛在威脅等成果圖件。9.3審查與驗收監(jiān)測成果通過專家組的審查和驗收,專家組以相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)專家為主,并包括熟悉該類任務(wù)的財務(wù)人員。9.4成果匯總與管理監(jiān)測成果通過審查和驗收后,全過程中的原始資料、分析結(jié)果、技術(shù)報告與風(fēng)險圖等成果資料進(jìn)行匯總整編,按監(jiān)測任務(wù)管理制度要求進(jìn)行提交歸檔。10質(zhì)量控制10.1質(zhì)量管理責(zé)任監(jiān)測單位根據(jù)其承擔(dān)的任務(wù)分項開展全過程質(zhì)量自檢、互檢,是成果質(zhì)量第一責(zé)任人。委托單位通過抽查等方式開展復(fù)核和質(zhì)量確認(rèn)。10.2質(zhì)量檢查重點10.2.1監(jiān)測數(shù)據(jù)處理開始前,檢查源數(shù)據(jù)的質(zhì)量是否達(dá)到監(jiān)測要求,所收集資料能否支撐監(jiān)測工作。10.2.2外業(yè)工作開始前,對工作部署圖及依據(jù)材料從核查對象的合理性上進(jìn)行檢查。外業(yè)工作結(jié)束后,對實地調(diào)查記錄表從內(nèi)容完整性上進(jìn)行檢查。10.2.3監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)集的坐標(biāo)系統(tǒng)是否正確,數(shù)據(jù)單位及精度是否滿足要求,矢量編輯勾繪是否滿足精度指標(biāo),屬性賦值是否齊備正確等。10.2.4專題圖件的圖例、拓?fù)潢P(guān)系、分辨率等指標(biāo)是否符合要求。T/CI846—2024(資料性)積雪范圍監(jiān)測的常用衛(wèi)星傳感器表A.1EOS/MODIS(中分辨率成像光譜儀)通道參數(shù)123456789T/CI846—2024表A.2FY-3/MERSI中分辨率光譜成像儀通道參數(shù)表123456789T/CI846—2024(資料性)雪水當(dāng)量監(jiān)測的常用衛(wèi)星微波輻射儀B.1AMSR-E(advancedmicrowavescanningradiometer-earthobservingsystem)AMSR-E(高級微波掃描輻射計)是搭載于NASA的Aqua衛(wèi)星上的微波輻射計,其主要用于測量全球水循環(huán)過程中的關(guān)鍵變量,如降水、云覆蓋、海冰、土壤濕度等。其主要參數(shù)如下:a)衛(wèi)星平臺:Aqua;b)空間分辨率:5.4km(高頻段),56km(低頻段);c)頻率范圍:6.9GHz~89.0GHz(共12個通道);d)掃描方式:圓錐掃描;e)掃描寬度:1445km;f)覆蓋頻率:每天兩次全球覆蓋。B.2MWRI(microwaveradiationimager)MWRI(微波輻射成像儀)是中國風(fēng)云三號(FY-3)系列氣象衛(wèi)星上搭載的微波輻射計,主要用于全球水循環(huán)變量的監(jiān)測。其主要參數(shù)如下:a)衛(wèi)星平臺:FY-3A,F(xiàn)Y-3B,F(xiàn)Y-3C,F(xiàn)Y-3D;b)空間分辨率:10km(高頻段),50km(低頻段);c)頻率范圍:10.65GHz~89.0GHz(共10個通道);d)掃描方式:圓錐掃描;e)掃描寬度:1400km;f)覆蓋頻率:每天兩次全球覆蓋。B.3MWRI-II(microwaveradiationimagerⅡ)MWRI-Ⅱ(微波輻射成像儀Ⅱ)是中國風(fēng)云三號F星(FY-3F)氣象衛(wèi)星上搭載的微波輻射計,主要用于全球水循環(huán)變量的監(jiān)測。其主要參數(shù)如下:a)衛(wèi)星平臺:FY-3F;b)空間分辨率:5km(高頻段),50km(低頻段);c)頻率范圍:10.65GHz~118.75GHz(共22個通道);d)掃描方式:圓錐掃描;e)掃描寬度:1400km;f)覆蓋頻率:每天兩次全球覆蓋。T/CI846—2024(資料性)基于衛(wèi)星光學(xué)遙感影像的冰川范圍監(jiān)測數(shù)據(jù)處理C.1多源數(shù)據(jù)獲取C.1.1光學(xué)遙感影像C.1.1.1影像選擇標(biāo)準(zhǔn)C.由于一般情況下冰川及其周圍地區(qū)在消融季末期受積雪影像最小,因此所選擇的影像宜在消融季末期獲取,并且保證影像上既無云也無雪覆蓋。若在消融季末期無法獲取到無云無雪影像,宜保證所選擇的影像包含最少量的云/雪,并通過選擇時相接近(宜在1個月內(nèi))的覆蓋區(qū)重疊的多景影像達(dá)到無云無雪區(qū)互補的效果。C.冰川范圍監(jiān)測所用影像獲取時間的跨度宜盡可能地小(宜不超過3年),保證能夠描述近乎同時期的冰川狀態(tài)。C.1.1.2影像質(zhì)量評估C.以影像上冰川及其周圍地區(qū)云/雪的覆蓋比例為指標(biāo)對影像質(zhì)量進(jìn)行評估。C.評估所用的云/雪覆蓋比例,采用后處理的方式基于冰川范圍監(jiān)測結(jié)果得到,其具體包括三部分:冰川裸冰區(qū)范圍內(nèi)云覆蓋比例,表磧區(qū)范圍內(nèi)被積雪覆蓋比例,以及冰川外圍1km緩沖區(qū)范圍內(nèi)(冰川邊界之外)積雪覆蓋比例。C.1.2高程數(shù)據(jù)源為提取冰川分冰嶺,DEM/DSM資料宜滿足地形細(xì)節(jié)特征豐富、精度高的特點,可采用已有的大比例尺(1:50000/1:100000)地形圖資料,以及精度相當(dāng)或更優(yōu)的遙感測繪成果。C.2冰川范圍提取C.2.1最小提取面積以0.01km2為最小冰川面積開展冰川范圍提取。C.2.2裸冰區(qū)冰川邊界提取C.2.2.1以波段比值閾值分割法作為裸冰區(qū)冰川邊界的主要提取方法。C.2.2.2波段比值閾值分割法的原理主要是利用冰雪對短波紅外波段(1.55μm~1.75μm)強烈吸收和對可見光至近紅外波段(0.45μm~0.90μm)強烈反射的特性,采用比值的方法來擴大冰雪與其他地物之間的反差,再用比值的閾值來將冰雪與其他地物分割開來。C.2.2.3具體波段組合的選擇宜依據(jù)所提取區(qū)域的水體和植被存在條件來決定。例如對Landsat衛(wèi)星T/CI846—2024TM傳感器光學(xué)影像而已,常用的波段比值為紅色波段與短波紅外(TM3/TM5)和近紅外波段與短波紅外波段(TM4/TM5)之間的比值。其中TM3/TM5傾向于把大多數(shù)水體(依賴于水體渾濁度)辨別為冰川,但TM4/TM5則傾向于遺漏較大斑塊陰影中的冰川,另外還會把陰影中的植被錯認(rèn)為冰川。C.2.2.4分區(qū)域人工確定最佳的波段比值閾值。波段比值閾值是分割冰川和非冰川的重要參數(shù)。通過該閾值,將浮點型波段比值圖像轉(zhuǎn)換為二值冰川和非冰川圖像(1為冰川,0為非冰川)。該閾值的典型取值為2.0±0.5,但具體取值依賴于所提取區(qū)域的地表特征和大氣條件,因而沒有能夠通用的波段比值閾值。因劃分不同特點的區(qū)域用人工目視檢查的方式來確定最佳的波段比值閾值。同時,所劃分的區(qū)域不宜太大,以免區(qū)域內(nèi)不同部位的最優(yōu)波段比值閾值有較大差別。C.2.2.5聯(lián)合使用藍(lán)色波段閾值分割法輔助提取陰影區(qū)的冰川邊界。因波段比值閾值分割法在影像的陰影部分不能正確辨識冰川,需聯(lián)合使用藍(lán)色波段閾值分割法。其原理是冰雪對藍(lán)色波段電磁輻射也具有很高的反射率,并且大氣對藍(lán)色波段電磁輻射具有很高的散射率,即使是在陰影區(qū)域,也會有大量的藍(lán)色光被散射到冰川表面而進(jìn)一步被反射到衛(wèi)星傳感器中。但采用藍(lán)色波段區(qū)分陰影中冰川和非冰川這一方法的一大缺點在于其結(jié)果對閾值選擇非常敏感,因此在應(yīng)用過程中需要更多的人工干預(yù)來確定合適的閾值。C.2.2.6使用形態(tài)學(xué)開閉運算法處理提取結(jié)果。由于遙感圖像本身的離散性以及影像中存在的大量的積雪殘塊和冰川表面的大量表磧碎塊,在應(yīng)用波段比值閾值分割法和藍(lán)色波段閾值分割法所得的的二值圖像里,冰川外圍地區(qū)會包含有大量的碎小斑塊,同時冰川內(nèi)部也包含有很多裂隙和空白,此時使形態(tài)學(xué)開閉運算法來進(jìn)行處理。形態(tài)學(xué)開運算用于消除冰川外圍地區(qū)的碎小積雪斑塊,而形態(tài)學(xué)閉運算用于填補冰川內(nèi)部的表磧物裂隙和空白。C.2.3表磧區(qū)冰川邊界提取C.2.3.1概述采用人工目視解譯法,結(jié)合地形地貌從遙感影像上辨識表磧覆蓋冰川的特征,提取表磧覆蓋冰川的邊界。C.2.3.2表磧區(qū)影像色彩和紋理特征在不同波段合成的影像中,表磧覆蓋冰川區(qū)表面的顏色和紋理特征與周圍地物有明顯不同,是區(qū)分冰川表磧區(qū)和周圍裸露基巖的一個重要標(biāo)志。表磧覆蓋區(qū)一般具有較低的溫度,鮮少有植被分布,因此與周圍非冰川區(qū)顏色有不同。同時,由于表磧厚度不同引起的強烈差異性消融,使得表磧覆蓋區(qū)冰川表面坑洼不平,形成與周圍地形強烈的反差。C.2.3.3冰川表磧區(qū)冰面湖的分布表磧物下部一般還是滲透條件不良的冰川冰,并且冰川的差異性消融形成大大小小的洼地地形,使冰川表面的融水集聚,形成不同規(guī)模的冰川表面湖,其中規(guī)模較大者可從遙感影像中輕易辨別,是冰川表磧區(qū)的典型特征。T/CI846—2024C.2.3.4冰川末端水文特征冰川末端的地形相對穩(wěn)定,并且由于冰川融水/冰下出水的長期沖刷,形成了冰川末端較為明顯的水系出露特征,成為辨別表磧覆蓋冰川末端位置的重要標(biāo)志。C.2.3.5冰川兩側(cè)地形及水系特征冰川冰舌區(qū)具有連續(xù)的物質(zhì)補給,因而冰舌部位有非常明顯的拱形特征。即使近幾十年冰川表面的快速消融使裸冰區(qū)和表磧覆蓋區(qū)冰川表面高程下降,但活動冰舌部位與冰川兩側(cè)地形相比依然有較大的高程差。此外,由于冰川融水在冰川兩側(cè)的長期沖刷,使部分冰川兩側(cè)形成較大規(guī)模的穩(wěn)定河流和溝渠,提供了區(qū)分冰面表磧覆蓋區(qū)和兩側(cè)側(cè)磧與基巖的另一個典型特征。C.2.4分冰嶺提取及冰川復(fù)合體分割C.2.4.1分冰嶺提取原理C.分冰嶺即為山脊線,其兩側(cè)的地形坡向一般相反或有很大差異。根據(jù)這種特征,參考流域邊界線兩側(cè)DEM像元的坡向差,可以從流域邊界線中有效剔除位于平坦地形或單向坡上的流域邊界線。剩余的流域邊界線除了部分位于冰川表面和河谷中的隆起地貌上而需要手工移除外,其余皆為位于山體頂部的山脊線。C.在利用該方法提取山脊線的過程中,僅需指定提取流域邊界所用的最小流域面積和最小的山脊線兩側(cè)地形坡向差,其他過程均可由計算機自動完成。C.2.4.2自動提取過程C.利用DEM數(shù)據(jù)和地理信息系統(tǒng)的水文分析功能,進(jìn)行流域邊界的提取,得到子流域出口、邊界等矢量文件。C.基于子流域邊界線、子流域出口與像元正負(fù)地形指標(biāo)和坡向,進(jìn)行山脊線提取。C.2.4.3提取結(jié)果平滑C.經(jīng)過上述步驟剩余的山脊線依然呈現(xiàn)出鋸齒形外形特征,難以直接應(yīng)用于冰川邊界切割,需要加以平滑處理。C.所用平滑處理方法可稱之為“中點法”,即對長度為1個像元的山脊線線段直接取其中點作為平滑后點,而對于長于1個像元的線段則在兩端分別向內(nèi)偏移1/2像元大小的距離取點作為平滑后點,并移除位于同一直線上多個平滑后拐點間的中間拐點。此方法可根據(jù)情況進(jìn)行多次平滑,其中第二次平滑偏移距離為2/2像元,即一次平滑后最小拐點距的一半,更高次平滑的偏移距依此類推。C.2.4.4人工修訂C.基于上述山脊線提取方法所提取的山脊線在冰川表面同樣會殘余若干不合理分布的流域邊界線。需要在進(jìn)行冰川分割前還需對不合理的山脊線進(jìn)行修改。C.需修改的不合理內(nèi)容,大部分為終止于冰川內(nèi)部的邊界線,也有小部分受末端小地形影T/CI846—2024響貫穿整個冰川的邊界線。C.修改的過程中,主要參考集成高分辨率光學(xué)影像的三維可視化場景,例如GoogleEarth、ArcGISEarth等。同時,也參考冰川邊界多邊形。C.2.4.5冰川復(fù)合體自動分割C.2.5集成高分辨率光學(xué)影像的三維可視化場景應(yīng)用C.2.5.1概述集成正射校正高分辨率光學(xué)影像的三位可視化場景,能輔助實現(xiàn)自動提取結(jié)果和人工修訂結(jié)果的實時檢查,提高冰川范圍監(jiān)測結(jié)果的精度和處理效率。GoogleEarth、ArcGISEarth及類似平臺,能夠提供集成高分辨率光學(xué)影像的三位可視化場景。C.2.5.2高分辨率遙感影像的作用C.將人工修訂的冰川邊界疊加到空間高分辨率(亞米級)遙感影像上,判斷冰川邊界出現(xiàn)錯誤的區(qū)域,加以修正。C.基于修正過程的反復(fù)訓(xùn)練,提高冰川范圍監(jiān)測技術(shù)人員在不同衛(wèi)星影像條件、不同地表特征下判斷冰川邊界所在部位的技能,提高冰川范圍監(jiān)測精度,加快冰川范圍監(jiān)測進(jìn)度。C.2.5.3三維可視化集成場景的作用為消除積雪對冰川范圍解譯的不利影響,以及提高表磧覆蓋區(qū)的解譯準(zhǔn)確度,在集成高分辨率光學(xué)影像的三位可視化場景中,應(yīng)用三維操作功能以實現(xiàn)不同視角的三維轉(zhuǎn)換,觀察類似真實場景的三維地表數(shù)據(jù),完成冰川邊界的仿真地形分布檢查,和遙感影像特征檢查。C.3精度評估C.3.1野外GPS測量成果驗證C.3.1.1以野外對冰川邊界的GNSS測量成果為真值,逐測量點捜索遙感影像所提取冰川邊界上最近的點,并計算兩者之間的距離,用所有測量點與所提取冰川邊界之間距離的平均值作為冰川邊界的誤差。C.3.1.2若冰川范圍提取所使用的遙感影像在時相上與GNSS測量相差較大,宜收集與野外GPS測量時間距離最近遙感影像,采用與冰川范圍監(jiān)測完全相同的方法,由參與冰川范圍監(jiān)測的人員重新進(jìn)行冰川邊界的提取和修訂,保證待驗證的冰川范圍提取結(jié)果與已獲取冰川范圍結(jié)果具有一致的精度水平,然后進(jìn)行誤差計算。C.3.2高分辨率遙感影像驗證C.3.2.1隨機從監(jiān)測工作區(qū)中選取不少于7個區(qū)域,獲取與監(jiān)測源數(shù)據(jù)時相接近(相差不超過兩個T/CI846—2024月)的正射校正高分遙感影像(分辨率優(yōu)于1m由參與冰川范圍監(jiān)測的人員獲取手工數(shù)字化的冰川邊界作為參考,然后采用與GNSS測量成果驗證類似的方法來進(jìn)行驗證。C.3.2.2若難以獲取與監(jiān)測源數(shù)據(jù)時相接近的可以高分遙感影像,可另選時相,獲取兩類遙感影像,由參與冰川范圍監(jiān)測的人員重新進(jìn)行冰川邊界的提取和修訂,采用上述方法開展驗證。T/CI846—2024(資料性)冰川高程觀測及數(shù)據(jù)處理流程D.1采用GNSS獲取地面數(shù)據(jù)D.1.1GPS靜態(tài)定位測量技術(shù)D.1.1.1概述GPS靜態(tài)定位通過多個測站上進(jìn)行同步觀測,建立GPS測量網(wǎng),確定測站之間的高精度相對位置實現(xiàn)控制點定位測量,具體測量實施方案需滿足GB/T18314規(guī)定。進(jìn)行GPS靜態(tài)定位的儀器主要由接收機、天線、手簿、三腳架等部分組成。為保證測量精度,本項目所采用的GPS接收機須為雙頻,能同時接受L1、L2載波相位。GPS靜態(tài)定位至少需要3測站同步聯(lián)測,新建控制點宜位于地形穩(wěn)定、人為干擾小和便于到達(dá)的區(qū)域,初次建站時需埋設(shè)定位標(biāo)志,且定位標(biāo)志滿足穩(wěn)定、易于長期保存的要求,周圍設(shè)置醒目標(biāo)示便于后期多次定位。在進(jìn)行GPS靜態(tài)定位時宜詳細(xì)填寫測量手簿(表D-1),其中控制點命名方式如下:a)點名宜以該點所在地命名,無法區(qū)分時可在點名后附上(一)、(二)加以區(qū)別。少數(shù)民族地區(qū)宜使用準(zhǔn)確的音譯漢語名,在譯音后可附上原文;b)新舊點重合時,宜采用原有舊點名,不得更改,如確需更改宜在新點名后括號內(nèi)附上舊點名。如與水準(zhǔn)點重合時,宜在新點名后的括號內(nèi)附上水準(zhǔn)點等級、編號;c)點名書寫采用漢字,一律以國務(wù)院公布的簡化字為準(zhǔn);d)編制點號時,宜整理考慮,統(tǒng)一編號,點號唯一,且便于計算機管理。天線高在每時段觀測前后宜各量取一次,兩次量高之差不宜大于3mm,取平均值作為最后天線高。若互差超限,宜查明原因,提出處理意見計入測量手簿記事欄。D.1.1.2精度控制GPS測量點坐標(biāo)至少需滿足D級GPS測量的精度要求。GPS靜態(tài)定位過程中,接收機狀態(tài)需滿足:衛(wèi)星截止高度角為15°,同時至少有效觀測4顆衛(wèi)星,且保證有效觀測衛(wèi)星總數(shù)大于6顆,單連續(xù)觀測時段不短于40min,采樣間隔為5~15/s。聯(lián)測網(wǎng)控制點宜均勻分布,能控制整個測區(qū),相鄰點間距離最大不易超過30km。新布設(shè)的GPS網(wǎng)宜與附近已有的國家高等級GPS點進(jìn)行聯(lián)測,聯(lián)測點數(shù)不宜少于3點,且起算點等級不得低于國家三級及以上大地控制網(wǎng)。為保證高程精度,宜根據(jù)區(qū)域似大地水準(zhǔn)面精化要求聯(lián)測高程控制點,聯(lián)測高程點數(shù)依具體情況確定。GPS靜態(tài)定位聯(lián)測網(wǎng)最簡易異步觀測環(huán)或符合路線的邊數(shù)不多于8條。在內(nèi)業(yè)處理過程中,同一時段觀測值的數(shù)據(jù)剔除率,其值易小于10%。同點間不進(jìn)行重復(fù)基線、同步環(huán)和異步環(huán)的數(shù)據(jù)檢驗,但同一點不同時段的基線數(shù)據(jù)宜進(jìn)行復(fù)測。在基線向量檢核符合要求后,以三維基線向量及相應(yīng)方差-協(xié)方差作為觀測信息,以一點在2000國家大地坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)作為起算點進(jìn)行GPS網(wǎng)無約束平差。無約束平差宜輸出2000國家大地坐標(biāo)系中各點的的三維坐標(biāo)、各基T/CI846—2024線向量及其改正數(shù)和其精度信息。利用無約束平差后的可靠觀測量,可選擇在2000國家大地坐標(biāo)系或地方獨立坐標(biāo)系下進(jìn)行三維約束平差或二維約束平差。平差中,對已知點坐標(biāo)、已知距離和已知方位,可以強制約束,也可加權(quán)約束。表D.1GPS測量手簿樣式XYZD.1.2RTK測量技術(shù)D.1.2.1精度控制GPS測量點坐標(biāo)至少需滿足D級GPS測量的精度要求。進(jìn)行RTK測量時,流動站與基站之間的T/CI846—2024距離不超過10km,且截止高度角15°以上的衛(wèi)星需多于5顆,PDOP值不大于6。項目成果只接受獲得浮點解或固定解的測量點數(shù)據(jù),且平面中誤差優(yōu)于5cm,高程中誤差優(yōu)于3cm。D.1.2.2成果展示冰面高程GPS測量點的成果分成靜態(tài)定位與RTK測量兩部分提交。靜態(tài)定位的提交成果分成三部分:點數(shù)據(jù)集、聯(lián)測網(wǎng)平差說明(軟件自動生成的報告亦可)和測量手簿(非原件)。聯(lián)測網(wǎng)宜包含平差處理流程與精度結(jié)果簡介,具體屬性如下表所示。RTK測量的提交成果為點數(shù)據(jù)集,包括每個測量點的三維坐標(biāo)、坐標(biāo)系統(tǒng)、所使用的基站、與基站的距離、解類型、精度信息等相關(guān)信息。必要時請說明數(shù)據(jù)所屬單位、責(zé)任人、聯(lián)絡(luò)員以及相關(guān)保密信息。表D.2聯(lián)測網(wǎng)平差說明

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