2017—2018年卓乃湖湖冰表面风成沉积物遥感监测

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2025.00055

摘要/Abstract

摘要：

干旱半干旱区的湖滨地带是风沙活动的热点区域，但以往研究主要关注陆地表面风沙活动，对湖冰表面风沙过程的研究较少。青藏高原的高寒气候条件和高风能环境，使湖冰表面成为冬季观测沙尘释放与堆积的理想场所，便于监测和分析干旱环境下的沙尘动态过程。2011年青藏高原可可西里地区的卓乃湖溃决后，其西部和南部出露的大面积湖床成为该区域主要的沙尘源区。为监测卓乃湖冻结后湖冰表面的风沙迁移过程，选取了2017年10月至2018年6月覆盖卓乃湖的11景遥感影像数据，使用归一化沙地指数（NDSLI）提取了湖冰表面风成沉积物空间分布数据。将NDSLI结果通过一定的阈值划分，可以有效区分沉积物覆盖区域与非沉积物覆盖区域。在监测初期（2017年11月24）沙尘覆盖面积仅为4.59 km²，占湖泊面积的2.97%，但79天后（2018年2月12日），沙尘覆盖面积已高达115.05 km²，占湖泊面积的74.60%。通过更精细的阈值划分，还可获得冰面不同沉积物覆盖度的时空演变规律。因此，本研究所采用的NDSLI方法为湖冰表面风成沉积物的遥感监测提供了有效手段。

关键词: 卓乃湖, 湖冰, 归一化沙地指数, 风成沉积物监测, 青藏高原

Abstract:

Lake shore areas in arid and semi-arid regions are critical hotspots for aeolian activity. However， traditional studies have primarily focused on aeolian processes on terrestrial surfaces， with comparatively limited research on wind and sand dynamics over ice-covered lake surfaces. The high-cold climate and strong wind regimes of the Qinghai-Xizang Plateau render ice-covered lake surfaces optimal for observing dust emission and deposition in winter， facilitating the monitoring and analysis of dust dynamics in arid environments. Following the 2011 outburst of Zonag Lake in the Hoh Xil region of the Qinghai-Xizang Plateau， extensive areas of lakebed in the western and southern sectors became prominent dust source areas. To monitor wind-driven sediment transport on the ice-covered lake surfaces post-freeze-up， this study utilized a time series of 11 remote sensing images covering Zonag Lake from October 2017 to June 2018. The Normalized Difference Sandy Land Index （NDSLI） was applied to extract spatial distribution data of wind-blown sediments on the lake ice. By applying specified thresholds to the NDSLI results， sediment-covered and non-sediment-covered areas were effectively distinguished. At the start of the monitoring period （November 24， 2017）， the dust-covered area was only 4.59 km²， representing just 2.97% of the lake surface. However， 79 days later （February 12， 2018）， the coverage expanded dramatically to 115.05 km²， covering 74.60% of the lake area. Furthermore， through finer threshold segmentation， this study was able to identify the spatiotemporal evolution patterns of varying sediment cover densities on the ice surface. Consequently， the NDSLI method demonstrates an effective approach for remote sensing monitoring of aeolian sediments on ice-covered lake surfaces， enriching our understanding of aeolian geomorphology and dynamics within cold， high-altitude arid environments.

Key words: Zonag Lake, lake ice, normalized difference sandy land index, aeolian sediment monitoring, Qinghai-Xizang Plateau

中图分类号:

P931.3

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图/表 8

图1 卓乃湖-盐湖流域地形图（A）、在青藏高原的位置（B），以及卓乃湖2009年8月30日（C）和2011年11月8日（D）的Landsat TM影像

Fig.1 Topographic map （A） and location （B） of the Zonag Lake-Salt Lake basin， and Landsat TM images of August 30， 2009 （C） and November 8， 2011 （D） of Zonag Lake

表1 遥感影像数据

Table 1 Remote sensing data

序号	日期	数据源	空间分辨率/m
1	2017-10-07	Landsat 8 OLI	30
2	2017-11-08	Landsat 8 OLI	30
3	2017-11-24	Landsat 8 OLI	30
4	2017-12-10	Landsat 8 OLI	30
5	2017-12-26	Landsat 8 OLI	30
6	2018-01-11	Landsat 8 OLI	30
7	2018-02-12	Landsat 8 OLI	30
8	2018-03-12	GF1	16
9	2018-04-01	Landsat 8 OLI	30
10	2018-05-03	Landsat 8 OLI	30
11	2018-06-04	Landsat 8 OLI	30

图2 卓乃湖Landsat 8 OLI及GF1遥感影像

Fig.2 Landsat 8 OLI and GF1 remote sensing imagery of Zonag Lake

图3 NDSLI计算结果初步阈值划分

Fig.3 Preliminary threshold classification of NDSLI calculations

图4 初步阈值划分结果与原影像对比

Fig.4 Comparison of preliminary thresholding results with the original image

图5 沿线（A）提取NDSLI值的剖面图（B）

Fig.5 Profile of NDSLI values （B） along the vector line on the lake （A）

图6 NDSLI计算结果进一步阈值划分

Fig.6 NDSLI calculations result in further threshold divisions

图7 非沉积物区域与沉积物区域（A），以及重新划分阈值后各范围（B）面积及占比

Fig.7 Area and percentage of non-sediment areas versus sediment areas （A）， and each range of the reclassification thresholds （B）

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