昆仑山北坡是新疆水文水资源资料数据相对匮乏的区域,在调查这一区域水资源及其关键水文要素的过程中,需要结合空-天-地一体的技术手段,应用遥感解译和模型算法,对一些缺少基础监测资料的区域开展调查,以丰富项目的调查数据集,支撑最终的调查结论。
2022年8-10月,“昆仑山北坡水资源开发潜力及利用途径科学考察”项目组着重就山区水体识别的模型算法与遥感解译精度提升,以及基于遥感解译的流域尺度山区湖泊时空变化进行了针对性分析与调查,并取得阶段性认识。
(1)针对昆仑山山区水体遥感识别中原有算法无法准确区分水体和山体阴影等同波异质噪点的误差纠正问题,通过添加部分限制项,并增加控制山区阴影、山脊线及坡度等限制条件,使得昆仑山北坡山区水体遥感提取结果更加快速可靠,分析构建的数据解译结果与目前世界范围内广泛认同的欧洲委员会联合研究中心JRC数据集趋近。基于完善的算法,初步构建完成以云量≤10%筛选Landsat影像数据、规定季节水体0.25≤水体频率≤0.75、永久水体0.75≤水体频率≤1为标准生产的一套30m分辨率昆仑山北坡调查区1990-2021年间地表水体面积变化数据集。
图1 改进前后算法的地表水体提取效果展示(以和田河上游部分区域为例)
2010年,方法改进前(a)和方法改进后(b);2020年,方法改进前(c)和方法改进后(d)
图2 算法改进前后分别提取的昆仑山北坡水体像元面积变化及JRC提取结果
(2)分析显示,昆仑山北坡研究区1990-2021年间地表水体面积整体呈波动上升的趋势。其中,永久性水体变化较为稳定,其面积从1990年的2184.62km2增加到2021年的2712.63km2,平均每年增加约16.5km2。永久性水体为研究区地表水体类型的主体;季节性水体变化波动较为强烈,其面积从1990年的459.05km2增加到2017年的1906.53km2,展现出波动上升的趋势。2017年以后,季节性水体呈现出快速下降的趋势,2021年面积仅为693.12km2。山区水体面积变化的驱动机制及其对区域水资源的影响有待进一步调查揭示。
图3 1990-2021年间昆仑山北坡逐年地表水体面积变化情况
(3)基于对昆仑山北坡水资源调查过程中的阶段性认识,以该区域为典型区,分别就《科学规划管理水资源巩固和田地区脱贫攻坚成果》和《新疆水资源开发利用面临的突出问题和相关建议》向新疆自治区政府提交咨询报告两份,分别被《调查研究》(专报)2022年第6期和第11期刊录。
图4 提交的两份咨询报告被刊录