薩楚拉（1977-），男（蒙古族），內蒙古通遼市人，副教授，博士，從事遙感與地理信息繫統應用方面的教學和研究。
主要成果：
作者發表的核心期刊論文20餘篇，其中EI收錄2篇.ISTP收錄3篇。參編專著3部。
主持內蒙古自然基金、內蒙古科技計劃項目和內蒙古廳局級基金項目等9項，參加國家自然基金項目2項、參加“十二五”國家科技支撐計劃項目1項。
獲內蒙古自治區建設廳、內蒙古自治區城市規劃協會組織的內蒙古自治區2007年度城市規劃編制二等獎1項。獲得內蒙古師範大學獎項3項。

劉桂香，女，研究員，博士，博士生導師，農業部具有突出貢獻中青年專家。中國農業科學院草原研究所草地資源與災害研究室主任，農業部農業遙感應用中心呼和浩特分中心主任。中國農業科學院科技創新工程“草原非生物災害防災減災團隊”首席專家。中國遙感協會理事，中國草學會草原火專業委員會常務理事及副會長。長期從事草原生態環境監測評價和草原非生物災害監測評估研究，先後主持和參加國家、省部級及其他各類研究項目近40項，在我國草地生態監測評價和草原非生物災害監測預警研究中獲得了豐碩的研究成果。

章草原雪災概述（1）

節草原雪災概論（1）

一、研究意義與目的（1）

二、積雪參數定義（2）

三、草原雪災特點和時空分布規律（3）

四、草原雪災等級標準（4）

五、草原雪災風險評價（5）

六、雪災災情評價（7）

第二節研究區概況（9）

第三節草原雪災研究內容、常用方法（10）

一、草原雪災監測（10）

二、草原雪災評價（13）

三、積雪數據同化（16）

四、草原雪災應急管理輔助繫統（16）

第四節存在的問題及展望（16）

一、存在的問題（16）

二、展望（17）

第五節雪災國內外研究進展（18）

一、積雪面積遙感監測研究（18）

二、積雪深度遙感監測研究（19）

三、雪災災情評估研究（21）

四、雪災風險評價研究（22）

五、雪災監測評估應用繫統研發（23）

第二章內蒙古積雪時空動態及其氣候響應研究（25）

節內蒙古積雪面積時空變化及其氣候響應研究（26）

一、數據源及研究方法（26）

二、結果與分析（28）

三、討論（33）

四、結論（33）

第二節近35年內蒙古積雪日數時空變化及其氣候響應研究（34）

一、材料與方法（35）

二、結果與分析（37）

三、結論（44）

四、討論（45）

第三節近35年內蒙古雪深時空變化及其氣候響應研究（45）

一、材料與方法（46）

二、結果與分析（48）

三、討論（56）

四、結論（56）

第四節近10年內蒙古積雪動態（57）

一、近10年初雪日期動態（57）

二、近10年終雪日期動態（59）

三、近10年積雪日數動態（61）

四、近10年雪深動態（65）

第五節小結（66）

第三章基於FY-3B被動微波數據的內蒙古草原牧區雪深

反演研究（69）

節研究區與數據（70）

一、研究區（70）

二、數據來源（70）

第二節積雪深度反演模型建立（77）

一、被動微波遙感原理（77）

二、內蒙古草原牧區雪深反演算法的建立（78）

三、精度驗證（80）

第三節模型應用案例（81）

第四節結論與討論（83）

第四章內蒙古草原牧區雪災快速監測評估（85）

節雪災監測指標的確定（86）

第二節數據源及處理（86）

一、積雪覆蓋率提取數據及處理（86）

二、雪深提取數據及處理（87）

三、其他數據（87）

第三節積雪覆蓋率提取（87）

一、可見光積雪遙感監測原理（87）

二、研究方法與精度驗證（92）

三、結果與分析（93）

四、結論（93）

第四節積雪深度提取（94）

第五節雪災快速評估技術（95）

一、雪災評估數據庫建立（95）

二、雪災快速評估方法（96）

三、雪災等級劃分指標（96）

第六節結果與分析（97）

第七節精度檢驗（98）

第八節結論與討論（98）

第五章內蒙古草原牧區雪災風險評價（101）

節草地雪災風險的形成機理與評價方法（102）

一、草地雪災風險的形成機理（102）

二、草地雪災風險評價方法（103）

第二節近55年內蒙古雪災時空特征研究（104）

一、數據源與方法（105）

二、結果分析（106）

三、結論（112）

第三節內蒙古雪災損失時空特征（113）

一、數據來源與研究方法（113）

二、結果與分析（113）

三、結論（118）

第四節內蒙古草原牧區雪災風險評價（119）

一、數據源與研究方法（119）

二、雪災致災因子危險性評估（119）

三、雪災承載體脆弱性評估（122）

第五節結論與討論（126）

第六章內蒙古草原牧區雪災監測與風險評價輔助決策繫統（129）

節繫統設計目標與總體結構（129）

第二節繫統開發步驟（130）

第三節繫統分析（130）

一、繫統需求分析（130）

二、繫統建設原則（132）

第四節繫統設計（133）

一、數據庫設計（133）

二、繫統功能模塊總體設計（134）

三、詳細功能設計（135）

四、界面設計（139）

第五節繫統實施（141）

第六節繫統評價（152）

第七節小結（152）

參考文獻（153）

〖MZ(2H〗節草原雪災概論

〖MZ(3H〗一、研究意義與目的

積雪是地球表層的重要組成部分，大尺度而言，積雪動態變化影響能量與地球表面輻射平衡交換、氣候變化、水資源利用等；局域尺度而言，積雪動態變化是影響氣候變化、天氣、冰雪災害、環境、工農業和生活用水資源等一繫列與人類活動有關的要素（王建，1999）。另外，積雪融水也是草原干旱、半干旱區域生態繫統的重要水資源，與農業和畜牧業有著密切的關繫（王瑋，2014；Pumainen，2006；王澄海等，2009)，同時積雪面積、持續時間、積雪深度、初雪日期和終雪日期、雪水當量和積雪反射率等積雪參數是生態水文模型以及全球數值天氣預報模型的重要輸入參數（王瑋，2014；高榮等，2004)。因此，開展監測積雪時空動態的研究具有重要意義。

第四次聯合國政府間氣候專門委員會（IPCC）研究報告揭示，氣候變暖導致全球自然災害發生的概率呈現增加趨勢，人類遭受各種自然災害風險的概率進一步加大（劉佩，2012）。雪災是世界上面臨的重要氣像災害之一，雪災對國民經濟的影響和人民群眾生命財產安全的影響是巨大的，特別是畜牧業為主題經濟的草原牧區。我國的內蒙古自治區（全書簡稱內蒙古）是歐亞大陸溫帶草原的主要組成部分，生態環境多樣且較脆弱，也是雪災極為活躍的地區。農牧業是內蒙古的主要經濟基礎，牲畜和草地資源是其基本的生活依靠及生產資料，如發生雪災，食料短缺，草場封閉，交通中斷，牧民和家畜陷入絕境，經濟損失慘重，嚴重制約草原牧區草地畜牧業的平衡可持續發展（李培基，1998；曾群柱，1993；馮學智，1995）。據統計，內蒙古27年（1978—2004年）間共有66個旗縣發生了468次不同程度的雪災，僅2010年1月初、12月22日、27日內蒙古發生特大雪災三起，全年受災人口累計達4528萬，受災牲畜累計達4247萬頭（隻），直接經濟損失達8。因此準確監測積雪深度和積雪面積是牧區雪災評估和風險評價研究的基礎，減輕雪災損失有重要的支撐參考意義。

決定一次雪災程度大小的影響因素很多，主要包括自然因素繫統和社會經濟因素繫統。自然因素繫統有降雪量、積雪範圍、積雪深度、積雪日數、風速、積雪密度和氣溫等氣像因子；高程、陽坡、陰坡、凹地和高地等地形條件；牧草產量、牧草密度、牧草高度和蓋度等草場情況。社會經濟因素繫統有大小牲畜的比例和數量、棚圈化率、鼕春季草場配置狀況、鼕儲草料、通信和交通等因素（黃曉東，2009；史培軍等，1996；周陸生等，2000；全川等，1996；周陸生等，2001；郝璐等，2002）。因此準確掌握積雪時空動態，及時監測積雪面積及深度變化，評估雪災帶來的損失等對政府制定雪災應急管理、防災減災決策，對牧民生產生活以及科學研究等具有重要意義。

本研究利用多源遙感數據，以內蒙古為研究區，揭示內蒙古積雪時空動態特征及氣候變化響應；建立基於FY-3B微波數據的適合於內蒙古草原牧區雪深反演模型；由積雪面積、積雪深度和植被高度，結合牧區雪災國家標準提出了內蒙古草原牧區雪災快速監測評估技術；建立內蒙古草原牧區雪災風險指標體繫及閾值，對內蒙古草原牧區雪災進行風險區劃，在此基礎上開發內蒙古草原牧區雪災監測與風險評價輔助決策繫統。可為內蒙古草原牧區雪災監測、評估，限度降低內蒙古草原牧區雪災損失提供技術支撐。對內蒙古乃至全國草原牧區雪災應急管理及防災、減災工作具有重要的意義。

〖MZ(3H〗二、積雪參數定義

本研究從內蒙古的實際情況出發，積雪季節定義為每年10月至翌年3月(如2011年10月—2012年3月的積雪季為2012年的積雪季，剩下年份的積雪季節以此類推)。

積雪日數：遙感影像點在一個積雪季節點積雪類別出現的日數之和定義點的積雪日數。

穩定積雪區域：積雪季節裡積雪日數在60d以上地區定義為穩定積雪區域。

不穩定積雪區域：積雪季節裡積雪日數在小於或等於60d的地區定義為不穩定積雪區域。

初雪日期一般定義為一年點從某日起積雪類別持續出現日數首次超過14d時該日的儒略日，終雪日期則相反，一年點從某日起積雪類別持續出現日數後一次超過14d時該日的儒略日（王增艷等，2012）。

雪深：據中國氣像局於2009年所給出的地面氣像觀測規範中規定，雪深指的是當氣像站四周視野地面被雪覆蓋超過一半時要觀測雪深，並且平均雪深不足05cm的，記為0cm；當積雪深度≥05cm 時，數值四舍五入，小值為1cm。

〖MZ(3H〗三、草原雪災特點和時空分布規律

草原雪災是由於大量的降雪與積雪，對畜牧業生產及人們日常生活造成危害和損失的氣像災害。中國草地面積約占世界草地的13%，占國土面積的40%，其中牧區草地面積為313億hm2，主要分布在內蒙古、新疆、西藏、青海和甘肅等地。這些省區每年為國家創造約1/5的畜牧業產值，在我國國民經濟建設和人民生活改善中占有重要地位。由於雪災屬突發性自然災害，不僅影響鼕季放牧，而且嚴重威脅著因前期干旱累積而特別脆弱的鼕季畜牧業生產，是制約我國畜牧業持續發展的重要致災因子。

草原雪災亦稱白災，是因長時間大量降雪造成大範圍積雪成災的自然現像。主要是指依靠天然草場放牧的畜牧業地區，由於鼕半年降雪量過多和積雪過厚，雪層維持時間長，影響畜牧業正常放牧活動的一種災害。對畜牧業的危害，主要是積雪掩蓋草場，且超過一定深度，有的積雪雖不深，但密度較大，或者雪面覆冰形成冰殼，牲畜難以扒開雪層喫草，造成饑餓，有時冰殼還易劃破羊和馬的蹄腕，造成凍傷，致使牲畜瘦弱，常常造成牧畜流產，仔畜成活率低，老弱幼畜饑寒交迫，死亡增多。同時還嚴重影響甚至破壞交通、通信、輸電線路等生命線工程，對牧民的生命安全和生活造成威脅。雪災主要發生在穩定積雪地區和不穩定積雪山區，偶爾出現在瞬時積雪地區。中國牧區的雪災主要發生在內蒙古草原、西北和青藏高原的部分地區。根據我國雪災的形成條件、分布範圍和表現形式，將雪災分為3種類型：雪崩、風吹雪災害（風雪流）和牧區雪災。

我國草原牧區大雪災大致有十年一遇的規律。至於一般性的雪災，其出現次數就更為頻繁了。據統計，西藏牧區大致2～3年一次，青海牧區也大致如此。新疆牧區，因各地氣候、地理差異較大，雪災出現頻率差別也大，阿爾泰山區、準噶爾西部山區、北疆沿天山一帶和南疆西部山區的鼕牧場和春秋牧場，雪災頻率達50%～70%，即在10年內有5～7年出現雪災。其他地區在30％以下。雪災高發區，也往往是雪災嚴重區，如阿勒泰和富蘊兩地區，雪災頻率高達70％，重雪災高達50％。反之，雪災頻率低的地區往往是雪災較輕的地區，如溫泉地區雪災出現頻率僅為5％，且屬輕度雪災。但不管哪個牧區大雪災都很少有連年發生的現像。

雪災發生的時段，鼕雪一般始於10月，春雪一般終於4月。危害較重的，一般是秋末鼕初大雪形成的所謂“坐鼕雪”。隨後又不斷有降雪過程，使草原積雪越來越厚，以致危害牲畜的積雪持續整個鼕天。中國雪災空間分布格局的基本特征是：，中國雪災分布比較集中，全國有399個雪災縣，集中分布在內蒙古、新疆、青海和西藏四省區。地域上形成三個雪災多發區，即內蒙古大興安嶺以西、陰山以北的廣大地區和新疆天山以北地區、青藏高原地區；第二，全國存在著三個雪災高頻中心，即內蒙古錫林郭勒盟東烏珠穆沁旗、西烏珠穆沁旗、西蘇旗、阿巴嘎旗等地區；新疆天山北塔城、富蘊、阿勒泰、和布克塞爾、伊寧等地；青藏高原東北部巴彥喀喇山脈附近玉樹、稱多、囊謙、達日、甘德、瑪沁一帶。