本發(fā)明涉及雪崩災(zāi)害分析，更具體地，涉及一種基于樹木年輪的區(qū)域雪崩歷史重建方法。

背景技術(shù)：

1、氣候變化背景下，亞洲高山區(qū)降水形態(tài)發(fā)生變化，積雪下墊面不穩(wěn)定性上升，雪崩災(zāi)害易發(fā)性升高。由于人們之前對雪崩的關(guān)注度較低，因此對雪崩過程的記錄較少，而且雪崩一般是小尺度過程，雪崩孕災(zāi)環(huán)境的氣象與水文記錄儀更是匱乏，所以雪崩的形成機(jī)制及其對氣候變化的響應(yīng)等方向的研究并不成熟。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，如專利號cn101221246b公開了一種雪崩遙感量化勘察方法，步驟是a.多時相高分辨率衛(wèi)星立體圖像/機(jī)載lidar掃描數(shù)據(jù)獲??；b.高分辨率衛(wèi)星圖像/機(jī)載lidar數(shù)據(jù)立體恢復(fù)；c.雪崩災(zāi)害的立體遙感識別與基于影像的雪崩因子提取；d.高密度、高精度dem的建立與高分辨率dom的生成；e.基于高密度、高精度dem的雪崩災(zāi)害因子的自動提取；f.雪崩災(zāi)害的預(yù)測模型建立及穩(wěn)定性與危險性評估；g.工程方案選址及方案比選、優(yōu)化。該專利使雪崩勘察達(dá)到了自動量化分析，識別出的雪崩災(zāi)害精確度更高，并能查清雪崩災(zāi)害的發(fā)生規(guī)律與發(fā)展趨勢，實(shí)現(xiàn)了雪崩災(zāi)害的穩(wěn)定性與危險性評估，避免了雪崩災(zāi)害對工程影響，起到了減災(zāi)防災(zāi)的作用，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境效益。明顯地，該現(xiàn)有技術(shù)基于遙感技術(shù)來實(shí)現(xiàn)雪崩的預(yù)測，而在對已發(fā)生的雪崩但又缺乏相應(yīng)的記錄數(shù)據(jù)的情況下，無法實(shí)現(xiàn)雪崩過程的重建。

3、因此，如何對已發(fā)生的雪崩進(jìn)行重建，以利于雪崩的形成機(jī)制的研究是當(dāng)下亟需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、提供了本發(fā)明以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。因此，需要一種基于樹木年輪的區(qū)域雪崩歷史重建方法。

2、本發(fā)明提供一種基于樹輪的區(qū)域雪崩歷史重建方法，所述方法包括：

3、分別在雪崩災(zāi)害干擾區(qū)和非干擾區(qū)，采集野外樹輪災(zāi)害樣品和參考樣芯；注重樹輪樣芯采集角度和方向；

4、對所述野外樹輪樣品進(jìn)行處理得到樣芯，并獲取樣芯的寬度，根據(jù)樣芯的寬度變化確定生長異常，所述生長異常包括生長抑制和生長釋放；以及識別所述樣芯中存在的干擾信號，所述干擾信號包括疤痕、愈傷組織、創(chuàng)傷性樹脂道；

5、根據(jù)生長異常和干擾信號進(jìn)行雪崩年份的判定。

6、進(jìn)一步地，所述采集野外樹輪樣品，具體包括：

7、根據(jù)雪崩路徑繪制地貌圖；

8、沿著雪崩路徑，選擇具有典型特征的樹木，所述典型特征包括明顯彎曲或帶有疤痕的樹木，采樣時記錄采樣高度、樹木特征、經(jīng)緯度以及海拔；

9、對于有疤痕的樹木，在疤痕上方15~25cm處采集樣品，彎曲的樹木在彎曲度最大處采集，無疤痕特征的樹木在樹高1.1~1.5m處采集，每棵樹木采集多個樣品，多個樣品中包括至少一個沿著斜坡方向采集得到的樣品以及至少一個沿著斜坡相反方向采集得到的樣品；

10、在距離雪崩區(qū)設(shè)定距離內(nèi)未受雪崩干擾的地區(qū)，采集參考樣芯。

11、進(jìn)一步地，對所述野外樹輪樣品進(jìn)行處理得到樣芯，具體包括：

12、對所述野外樹輪樣品進(jìn)行自然晾干、將樣芯固定在木槽中、用砂紙打磨樣芯處理，直至顯微鏡下細(xì)胞清晰可見，并進(jìn)行測寬，交叉定年。

13、進(jìn)一步地，所述根據(jù)樹木生長異常以及干擾信號進(jìn)行雪崩年份的判定，具體包括：

14、將所述干擾信號劃分為三個不同強(qiáng)度等級，分別為強(qiáng)、中、弱；

15、根據(jù) t年監(jiān)測到的干擾樹木的數(shù)量以及 t年存活樹木的總數(shù)計算 it指數(shù)；

16、根據(jù)所述干擾信號的強(qiáng)度等級對不同的干擾信號賦予不同的權(quán)重，并根據(jù)所述計算 wit指數(shù)；

17、根據(jù) wit指數(shù)、干擾信號的數(shù)量以及樹木存活數(shù)量進(jìn)行雪崩年份的判定。

18、進(jìn)一步地，所述將所述干擾信號劃分為三個不同強(qiáng)度等級，分別為強(qiáng)、中、弱，具體包括：

19、若創(chuàng)傷性樹脂道信號可見且不完全連續(xù)則確定創(chuàng)傷性樹脂道信號的強(qiáng)度等級為中，若創(chuàng)傷性樹脂道信號可見且完全連續(xù)則確定創(chuàng)傷性樹脂道信號的強(qiáng)度等級為強(qiáng)；

20、若生長抑制信號為45-55%，則確定生長抑制信號的強(qiáng)度等級為弱，若生長抑制信號為30-45%，則確定生長抑制信號的強(qiáng)度等級為中，若生長抑制信號小于30%，則確定生長抑制信號的強(qiáng)度等級為強(qiáng)；

21、若生長釋放信號為180-200%，則確定生長釋放信號的強(qiáng)度等級為弱，若生長釋放信號為200-220%，則確定生長釋放信號的強(qiáng)度等級為中，若生長釋放信號大于220%，則確定生長釋放信號的強(qiáng)度等級為強(qiáng)；

22、對于疤痕、愈傷組織信號，不進(jìn)行信號強(qiáng)弱劃分。

23、進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述干擾信號的強(qiáng)度等級對不同的干擾信號賦予不同的權(quán)重，具體包括：

24、若疤痕、愈傷組織信號和/或創(chuàng)傷性樹脂道信號的強(qiáng)度等級為強(qiáng)，則對痕、愈傷組織信號和/或創(chuàng)傷性樹脂道信號賦予第一權(quán)重；

25、若創(chuàng)傷性樹脂道信號的強(qiáng)度等級為中、生長抑制信號的強(qiáng)度等級為強(qiáng)和/或生長釋放信號的強(qiáng)度等級為強(qiáng)，則對創(chuàng)傷性樹脂道信號、生長抑制信號和/或生長釋放信號賦予第二權(quán)重；

26、若生長抑制信號的強(qiáng)度等級為中和/或生長釋放信號的強(qiáng)度等級為中，則對生長抑制信號和/或生長釋放信號賦予第三權(quán)重；

27、若生長抑制信號的強(qiáng)度等級為弱和/或生長釋放信號的強(qiáng)度等級為弱，則對生長抑制信號和/或生長釋放信號賦予第四權(quán)重。

28、進(jìn)一步地，通過如下公式計算 it指數(shù)：

29、；

30、式中， rt為 t年監(jiān)測到的干擾樹木的數(shù)量， at為 t年存活樹木的總數(shù)。

31、進(jìn)一步地，通過如下公式計算 wit指數(shù)：

32、；

33、式中， i， n均為累計求和符號，為t年疤痕、愈傷組織和強(qiáng)創(chuàng)傷性樹脂道信號，為t年中創(chuàng)傷性樹脂道和強(qiáng)生長釋放信號以及t+1年強(qiáng)生長釋放信號，為t年中生長釋放信號以及t+1年中生長釋放信號，為t年弱生長釋放信號以及t+1年弱生長釋放信號。

34、進(jìn)一步地，所述根據(jù) wit指數(shù)、干擾信號的數(shù)量以及樹木存活數(shù)量進(jìn)行雪崩年份的判定，具體包括：

35、當(dāng)某一年滿足如下三個條件時：

36、以n為采樣的數(shù)量，

37、當(dāng)10<n≤20時，

38、1） wit指數(shù)大于2.0；

39、2）干擾信號的數(shù)量大于2且至少一個干擾信號的強(qiáng)度等級為強(qiáng)；

40、3）至少有10顆樹木存活;

41、當(dāng)20<n≤50時，

42、1） wit指數(shù)大于1.0；

43、2）干擾信號的數(shù)量大于3且至少一個干擾信號的強(qiáng)度等級為強(qiáng)；

44、3）至少有10顆樹木存活;

45、當(dāng)n>50時，

46、1） wit指數(shù)大于0.75；

47、2）干擾信號的數(shù)量大于3且至少一個干擾信號的強(qiáng)度等級為強(qiáng)；

48、3）至少有10顆樹木存活

49、則將該年視為大型雪崩年份。

50、進(jìn)一步地，所述方法還包括：

51、若樣芯中僅有生長抑制信號和/或生長釋放信號且參考樣芯中同樣存在生長抑制信號和/或生長釋放信號，則確定雪崩沒有發(fā)生。

52、本發(fā)明至少具有以下有益效果：

53、樹木年輪作為常用的定年手段，具有定年準(zhǔn)確、精度高、分布廣泛、易于獲取等優(yōu)點(diǎn)，且雪崩發(fā)生后會在樹輪中留下明顯的信號，包括疤痕、愈傷組織、創(chuàng)傷性樹脂道等，利用這些信號可以準(zhǔn)確追蹤雪崩發(fā)生的年份，并且可以將區(qū)域雪崩記錄時間序列延長。