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图1. 研究区概况
结果表明:(1)NDSI阈值取0.1比0.4的验证精度更高(图2);尽管通过敏感性试验得到的局部最优NDSI阈值的精度最高,但由于通常状况下无法得到某一地区的局部最优值,NDSI阈值取0.1比0.4更合理;(2)与上一代V5产品相比,虽然V6的Terra产品的精度并没有明显提升,但是V6的Aqua产品的精度显著高于V5的Aqua产品的精度(图3),这很可能是由于V6/Aqua使用了重建的波段6来计算NDSI;(3)V6产品虽然改进了“暖雪”的检测方法,但是本研究发现该方法在中国高海拔地区(尤其是青藏高原)的验证精度较差,即大部分“暖雪”网格实际上并非积雪覆盖。此外,本研究还发现,V6产品在青藏高原的精度明显低于其他地区(图4),这可能是由青藏高原相对较低的雪深和高海拔复杂地形造成的网格尺度问题导致的。综上,推荐在中国境内对V6产品使用NDSI阈值0.1判定积雪。
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图2. 三种NDSI阈值方案精度对比。
MOD_OPT_V6:NDSI阈值取局部最优值;MOD_MIN_V6:NDSI阈值取0.1;MOD_ REF_V6:NDSI阈值取0.4。CK:Cohen’s Kappa;FS:F-score;上方小写字母代表多重比较结果(0.01显著性水平):含有相同字母表示无显著差异,反之表示具有显著差异。
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图3. MODIS积雪V6产品和V5产品精度对比。
MOD_OPT_V6:V6产品NDSI阈值取局部最优值;MOD_MIN_V6:V6产品NDSI阈值取0.1;MOD_ REF_V6:V6产品NDSI阈值取0.4。MOD_OPT_V5:V5产品NDSI阈值取局部最优值; MOD_ REF_V5:V5产品NDSI阈值取0.4。CK:Cohen’s Kappa;FS:F-score;上方小写字母代表多重比较结果(0.01显著性水平):含有相同字母表示无显著差异,反之表示具有显著差异。
![](http://www.itpcas.ac.cn/kycg/yjcg/201810/W020181031405156916315.jpg)
图4. MODIS积雪V6产品在青藏高原与高原以外地区的验证精度对比。
TP: Tibetan Plateau; CK:Cohen’s Kappa;FS:F-score;RC: recall; PC: precision; OA: overall accuracy。
该研究得到了国家自然科学基金(41701079、41771090和41761144078)和中国博士后基金(2017M620069和2017M611013)资助,近期在线发表于期刊Science of the Total Environment,论文题目“Ground-based evaluation of MODIS snow cover product V6 across China: Implications for the selection of NDSI threshold”,
论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969718340099 。