亚热带森林无人机与HMLS点云数据的双阶段配准方法研究

这篇研究通过整合多时相遥感数据（Landsat/Sentinel-2）与水文观测，建立了喜马拉雅辫状河形态动力学分析框架。作者量化了尼泊尔三大河流（Koshi、Narayani、Karnali）1990-2022年的平面变化（MNDWI/NDWI指数提取）、辫状强度（BIT3）与湿润面积比（RW），揭示了东部Koshi河显著西迁（32.5%河道留存率）与中流量下辫状峰值的非线性响应，为数据稀缺区河流管理提供可迁移方法论。

　　

Highlight

研究区域

尼泊尔喜马拉雅山脉的三大水系——Koshi、Narayani和Karnali（图1）因其规模、生态重要性及社会经济效益成为关键研究对象。其中Koshi河发源于喜马拉雅东部，流域横跨中尼两国，本研究重点分析其42公里河段。

材料与方法

研究采用多源卫星数据（Landsat 5/8/9和Sentinel-2A）构建时空分析流程（图2）。通过水体制图指数（MNDWI/NDWI）结合Otsu阈值分割，提取1990-2022年间河道边界，并量化侵蚀、淤积及稳定区域。180景Sentinel-2影像（2017-2022）支持辫状强度（BI_T3）的亚河段级估算，同步利用水文站数据解析湿润面积比（R_W）与流量的函数关系。

多年代际形态演变

对比1990-2000、2000-2010、2010-2022三个时段发现：Koshi河仅32.5%河道保持稳定，呈现显著西向迁移；而Narayani（64.8%）和Karnali（54.5%）相对稳定。东部Koshi流域因强季风侵蚀率（22吨/公顷·年）远超西部Karnali（9.85吨/公顷·年）。

辫状行为与流量阈值

辫状强度（BI_T3）在中流量时达到峰值，高流量时因沙洲淹没而减弱。Koshi河2017-2022年的沙洲分析显示，季风后水流再分配导致分汊不对称性和定向迁移的持续模式。

结论

该研究通过遥感（RS）-地理信息系统（GIS）协同框架，首次实现喜马拉雅辫状河的跨流域可比性评估，揭示了流量阈值驱动的非线性形态响应，为动态河流管理提供量化工具。