積雪面積是研究水文和氣候變化的重要因子，也是氣候變化的指示器，對地表能量平衡、水體通量、水文過程、大氣及其海洋迴圈等具有顯著影響。1978年衛星資料觀測表明，北半球積雪持續減少，模型模擬結果表明，溫度每升高1℃，北半球積雪面積縮減100-280萬平方公里。在全球升溫背景下，一套長時間序列的高空間解析度積雪面積遙感產品對於氣候變化及其反饋研究具有重要意義。
近日，中國科學院西北生態環境資源研究院遙感與地理資訊科學研究室科研團隊基於1981-2019年AVHRR遙感資料，利用GEE平臺，發展了整合雲雪區分、積雪識別和雲下積雪恢復的反演演算法，並製備了38年中國逐日無雲5 km積雪面積資料集（圖1）。演算法透過雲雪區分方案和改進判別閾值有效地解決了雲雪混淆問題，運用多級決策樹分類演算法有效的提高了積雪判別精度問題，採用隱馬爾科夫模型構建時空立方體解決了雲下積雪恢復問題，圖2展示了資料集的製備流程。應用地面實測積雪資料和更高解析度的遙感影像對產品進行驗證的結果表明，產品的總體精度達到86.1%，高於國際同類產品的總體精度（71.8%）。該資料集將為剖析我國氣候變化背景下的積雪時空分佈及其對水文，氣候，生態影響提供支撐。
目前，該套資料集已在國家冰川凍土沙漠科學資料中心線上釋出。相關研究成果以The NIEER AVHRR snow cover extent product over China – a long-term daily snow record for regional climate research為題，發表在Earth System Science Data上。研究工作得到第二次青藏高原綜合科學考察研究、科技部基礎資源調查專項、國家重點研發計劃等的資助。
圖1.中國AVHRR逐日無雲5km積雪面積產品示意圖（1985.11.15）
圖2.AVHRR逐日無雲5km積雪面積產品製備流程圖
來源：中國科學院西北生態環境資源研究院
