基于Landsat數據的那曲地區冰崩災害遙感調查

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，冰川自身穩定性大大降低，導致跟冰川伴生的冰崩災害多次發生。在GIS技術的支持下，以2018年的Landsat8 OLI影像為基礎，結合DEM數據和相關資料，采用目視解譯的方法提取那曲地區的冰崩災害，分析那曲地區冰崩災害的現狀。結果表明，本地區冰崩災害主要以冰崩直接災害為主，冰湖潰決災害主要分布在那曲地區東側的藏東南地區。在空間分布上，那曲地區各山系均有冰崩災害分布，區內念青唐古拉山和唐古拉山為冰崩災害的主要分布區，且冰湖潰決災害主要發生在念青唐古拉山地區；在流域分布上，區內青藏高原內陸流域冰崩災害最多且以冰崩直接災害為主，雅魯藏布江流域以冰湖潰決災害為主；冰崩災害分布數量集中在5 000～5 500 m海拔區間；地形地勢上，區內冰崩災害主要分布在南坡，區內15～60°之間是冰崩災害的主要分布區間。

關鍵詞：那曲地區；冰崩；遙感解譯；災害特征

青藏高原號稱“亞洲水塔”和“地球第三極”，是中國現代冰川的主要分布地，對中國乃至全球的生態環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最靈敏的指示器，是氣候變化重要的基礎性資源［2］。氣候變暖導致青藏高原地區的冰川出現嚴重的消融和退縮，進而引發了冰崩、冰湖潰決、洪水、泥石流等自然災害，其中冰崩災害及其引發的鏈式效應極易引發嚴重的次生災害。近年來，我國青藏地區冰崩災害發生的次數和頻率不斷增加，造成的災害效應和鏈式反應越來越突出，冰崩災害的發生嚴重威脅到藏區人民的生產和生活，造成了重大的財產損失，引起了學者和人們的廣泛關注。

隨著遙感技術的發展，衛星影像為冰崩災害的調查提供了重要的技術資料，GIS技術的發展也拓展了冰崩災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，對那曲地區的冰崩災害進行針對性的調查和研究，可從宏觀上獲取那曲地區冰崩災害的現狀和分布特征。

1研究區概況

那曲地區地處青藏高原腹地、西藏自治區的北部，地理坐標為東經83°55′～95°5′、北緯29°55′～36°30′，行政區總面積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，地貌結構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，大部分地區海拔在4 000～5 100 m。

那曲地區在全國氣候區劃中屬于青藏高寒氣候區域的一部分，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。

研究區內是我國山岳型冰川的重要分布區，概況見圖1。其中念青唐古拉山東段的那曲東部地區冰川分布最為密集，是典型的海洋性冰川分布區，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。氣候變暖導致本地區冰川的活動性增強，退縮加劇，繼而引發本地區冰崩災害的發生。

2使用數據與方法

2.1數據來源

本研究使用的數據主要包括遙感影像數據和數字高程模型（DEM）。遙感影像數據主要來源于美國地質調查局影像數據庫（USGS）Landsat8OLI的影像數據。綜合考慮選取影像數據質量好，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害的基礎性數據，利用土地變更數據對影像進行配準處理，經ENVI軟件定標、校正和融合等處理后影像分辨率為15 m。數字高程數據選擇處理后ASTER GDEM V2版本30 m分辨率的DEM數據，用以獲取冰崩災害的海拔、坡度等信息。冰川信息數據使用中國科學院寒區旱區環境與工程研究所發布的第二次冰川編目數據集，作為提取冰崩災害的物源信息和判定依據。

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。由于冰崩災害形態和特征的特殊性，冰崩災害的識別依賴于豐富的經驗和人工識別，加上計算機自動解譯精度不足，受影像質量的影響嚴重，因此選擇人工目視解譯的方法提取和識別冰崩災害的邊界信息。冰崩類型的劃分參考了當前國內相關學者對青藏高原地區冰崩災害的界定和劃分方法，將其劃分為冰崩直接災害、冰崩冰湖潰決災害和冰崩堵潰鏈式災害3種類型。

3結果

根據本次調查，初步共解譯冰崩災害63處，冰湖潰決災害和冰崩直接災害均有發生。其中主要為冰崩直接災害57處，占全部冰崩災害的87%；冰湖潰決災害6處，占全部災害的13%。

3.1各山系冰崩災害的分布

高海拔區域的地形地貌是冰崩災害發育的基礎，不同的山地條件為冰崩災害的發育提供了地形基礎，研究區冰崩災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，全部為冰崩直接災害，占冰崩災害總數的3.17%；念青唐古拉山23處，占冰崩災害總數的36.51%，其中冰崩直接災害16處，冰湖潰決災害7處；羌塘高原15處，全部為冰崩直接災害，占冰崩災害總數的23.81%；唐古拉山23處，占冰崩災害總數的36.51%，其中冰崩直接災害22處，冰湖潰決災害1處。

3.2各流域冰崩災害的分布

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

3.3冰崩災害與高程的關系

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

3.4冰崩災害與坡向的關系

區內冰崩災害與坡向的關系密切，坡向的差異會導致冰川運動速度的差異，從而使得冰崩災害的發生概率不同。工作區內的冰崩災害主要分布在山體南坡，共有36處，占冰崩災害總數量的57.14%；西向共有冰崩災害14處，占冰崩災害總數量的22.22%；東向共有冰崩災害13處，占冰崩災害總數量的20.64%。

3.5冰崩災害與坡度的關系

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

4結語

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

參考文獻：

［1］張瑞江，方洪賓，趙福岳.青藏高原近30年來現代冰川的演化特征［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］.西藏發展論壇，2018（1）：73-75.

［3］童立強，裴麗鑫，涂杰楠，等.冰崩災害的界定與類型劃分：以青藏高原地區為例［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育分布規律及危險性［J］.地球科學，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的冰川災害［J］.中國科學院院刊，2019，34（11）：1285-1292.

［6］張議芳，劉陽，蘇鵬程，等.西藏地區冰崩災害研究進展［J］.中國地質災害與防治學報，2023，34（2）：132-145.

［7］雷鵬嗣，王偉財，張太剛.1990—2020年那曲地區冰湖變化研究［J］.北京師范大學學報（自然科學版），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：遙感應用技術。