基于多时相Landsat TM/ETM的阿尼玛卿山冰川变化监测

采用遥感及地理信息系统技术,利用多时相Landsat TM/ETM影像和数字高程模型(SRTMDEM),结合中国冰川目录,获得阿尼玛卿山地区不同年份的冰川范围,进行冰川变化监测。综合分析该冰川的变化情况,计算冰川进退变化速率,并对其中4个变化较大的冰川进行详细的分析统计。结果表明:从1991年至2009年,阿尼玛卿山地区既有退缩冰川也有前进冰川,其中冰川退缩面积为15.30km2,前进面积为4.46km2。总体面积持续退缩,其中退缩最大的冰川长度缩短了900m,其它冰川也存在不同程度的变化。     

近30年来喜马拉雅山脉西段纳木那尼峰地区冰川变化的遥感监测研究

本文从1976,1990,1999的Landsat及2003年ASTER系列数字遥感影像上提取了喜马拉雅山脉西段纳木那尼峰地区的4期冰川空间分布数据,在Arc/Info中综合各期数据,建立研究区1976—2003年冰川变化图谱,定量分析了纳木那尼峰地区冰川的空间变化。图谱这种数据集成的方法明显优于直接将各期影像分类结果进行比较的传统研究方法。研究结果表明,纳木那尼峰地区的冰川以广泛退缩为主,但北部也有少量前进冰川存在。自1976年到2003年,冰川面积从84.41km2减少到77.29km2,各时段分别以平均0.17km/a,0.19km/a和0.77km/a的速度在退缩,冰川退缩明显加速。冰川退缩面积占研究区总面积的8.4%,明显比高亚洲冰川平均退缩比例（7%）大,表明西喜马拉雅山脉的冰川退缩比较严重。     

基于NDWI-NDSI组合阈值法的布加岗日冰湖提取及其变化分析

自20世纪90年代以来,中国冰川在全球升温影响下处于全面加速退缩的态势。长时序的冰湖变化既能反映冰川演变过程,也可为冰湖灾害研究提供重要依据。本文提出一种基于NDWI-NDSI组合法提取冰湖的改进方法,有效增加了阈值分割法提取冰湖的适用范围,使冰湖的错分现象得到极大改善;并以1988年—2018年共16景Landsat影像为数据源,成功对布加岗日冰川的冰湖面积实施提取并对其做统计分析和时序研究。进而发现,该冰川出现冰湖数目增多（2个）、面积增大近一倍（从约2.7666 km2增加至约5.2308 km2）的现象,表明其在近30年间消融过快、退缩严重,并阐明温度变化为导致这一现象的主要因素,同时指出由冰川融水导致的部分冰湖诱发洪水、泥石流等次生灾害的可能性也极具增高。     

卫星重力与光学遥感组合的念青唐古拉山脉冰川变化分析

利用GRACE(gravity recovery and climate experiment)和GRACE-FO重力卫星数据,反演了2002年8月至2020年4月间念青唐古拉山脉冰川质量变化,并结合光学遥感技术对念青唐古拉山脉西段冰川面积和储量变化进行估计.结果表明:①研究时段内念青唐古拉山脉冰川整体呈退缩趋势,2013年之后消融速度有所增加.②通过与夏季温度变化和降水异常对比,能够发现温度变化与冰川消融曲线相关性较好,降水在研究时段内持续减少,说明温度升高和降水减少是念青唐古拉山脉冰川质量常年亏损的主要原因.③念青唐古拉山脉西段冰川面积2003—2017年间共减少了72.30 km2,年均减少速率为5.16 km2/a,海拔5600～5800 m区间内冰川面积退缩最为明显.④卫星重力和光学遥感技术协同应用可以优势互补,既能快速定位变化剧烈的区域,又能对冰川信息进行精准提取,从而实现从大范围到小区域的多尺度监测.目前,两种技术联合应用方面仍存在一些不足,有待进一步研究.     

基于RS和GIS技术提取木孜塔格峰冰川面积变化

为了研究木孜塔格峰区域1977年—2001年的冰川变化情况,本文发挥RS和GIS的技术优势,基于EN-VI、ERDAS遥感软件平台和ArcGIS地理信息系统平台,利用Landsat MSS、ETM卫星遥感影像提取了研究区1977—2001年的冰川面积变化,研究结果表明该区域的冰川在这24年中面积减少了12.678km2。最后对本区域冰川的变化特点进行了分析,认为该区域冰川整体呈现缓慢退缩趋势,并得出气温对该区域冰川面积变化产生了主导作用。     

讯息

我国冰川面积萎缩严重一项由中科院院士秦大河任组长的《中国冰川资源及其变化调查》项目显示,在该项目组所调查的近2万平方公里无表碛覆盖冰川总体处于面积缩小状态,5年来缩小比例为7.4%。这表明,受到气候变暖的影响,冰川物质目前亏损十分严重,冰川储量变化监测已迫在眉睫。     

2004-2015年祁连山脉东部冷龙岭冰川遥感监测

针对祁连山脉东部冷龙岭地区的冰川变化情况,该文利用SPOT4、WorldView-1/2、ADS80、SPOT6等高分辨率遥感数据,分析了冷龙岭(甘肃境内)在2004、2011和2015年的冰川分布和变化规律.结果表明:①冷龙岭共有冰川31条,以山谷冰川和悬冰川为主;②在2004-2011年间,研究区域的冰川退缩速率为3.11(％·a1);2011-2015年,退缩速率减缓为0.72(％·a-1);③研究区域冰川最高和最低海拔的高差由2004年的451.6 m减小为2015年的331.2 m,其中35°坡以上冰川面积减少最快,0～67.5°朝向的冰川面积减少最多.     

基于遥感和GIS的洪水坝河流域冰川变化研究

以洪水坝河流域为例,利用1956年的地形图和2003年的ASTER遥感影像及数字高程模型,在GIS的支持下对两期数据进行统计分析,结果表明:近47年来,洪水坝河流域冰川面积减少了14.04%,长度退缩了17.28%,储量减少了2.26%。研究认为,气温显著升高是洪水坝河流域冰川快速萎缩的主要原因。在和祁连山地区、西藏以及天山地区的冰川进行对比后,发现研究区冰川消融的速率介于三地之间,初步推测是由研究区所在区域的气候和自身属性共同作用的结果。     

2005～2015年新疆冰川与常年积雪变化监测研究

以2015年新疆维吾尔自治区第一次全国地理国情普查成果为基础,以覆盖新疆的2005年遥感影像数据为数据源,利用行业专题数据,采用遥感影像解译、数据编辑与整理、统计分析等技术与方法,实现新疆冰川与常年积雪分布及变化信息的快速、准确获取,通过统计分析对新疆冰川与常年积雪近10 a的变化状况进行了分析,结果表明2005～2015年新疆冰川与常年积雪总面积减少了1 945 km2,年均退缩率为8.06%。     

利用GPS的北极冰川运动监测与分析

分析了2005～2010年的6期GPS观测数据,获取了冰川表面监测标杆的年均运动速度。结果表明,两条冰川物质平衡当前均处于负平衡状态。结合该地区1936年测量的冰面高程数据,对73a以来冰川总体物质平衡情况进行了比较分析,认为两条冰川当前处于加速消融的状态。     

基于遥感的冰川信息提取方法探讨——以崇测冰川地区为例

对冰川监测中常用的冰川信息提取方法应用于崇测冰川信息的提取中进行了试验并对各自的优劣进行了综合评价。研究发现:目视解译方法具有普适性,可提取多类冰川,但费时费力;其他常用方法如比值法、雪盖指数法、非监督分类与监督分类法等,提取效果明显但都不具有通适性。新产生的面向对象的多尺度分割提取方法虽在一定程度上提高了冰川提取精度,但冰雪区分仍是识别的难点。对西昆仑山脉的崇测冰川信息进行提取,得到崇测冰川地区精确的冰川边界。结果表明:该冰川总体上呈消退趋势,1994~2011年这17年里冰川总面积从511.253 km2减少到487.352 km2,面积变化率为4.6%,年均减少0.27%。冰舌面积由45.371 km2增加到78.833 km2,也验证了全球变暖导致冰川消融这一科学结论。     

藏东南和祁连山冰川物质平衡的双站InSAR探测研究

在全球变暖的背景下,高亚洲山地冰川受印度洋季风和西风带的气候影响,大部分冰川出现了不同程度的消融和退缩。同时,高亚洲作为除极地冰盖以外全球第二大的冰川聚集地,是长江、怒江等亚洲7条河流的重要水源,被称为“亚洲水塔”,养育世界1/3的人口,对区域内水资源、水循环、气候与环境等有重要影响。然而,由于该区域地形复杂、海拔较高等原因,只有少量的冰川具有实地观测资料,难以开展大范围、高分辨率、高精度的冰川表面高程变化、物质平衡等冰川变化信息观测。     

高海拔冰川信息提取方法研究与应用

为获取大范围最佳冰川边界,本文以西昆龙冰川为研究对象,利用融合后的Landsat-8OLI数据,依据纹理和亮度等规则,使用面向对象-NDSI方法结合大津算法提取了多期单时相2015年冰川范围信息。最后,使用多时相冰川范围信息,进行迭代综合分析,得到了最佳的西昆龙冰川边界。该信息提取总体分类精度高达99%以上,证明面向对象-NDSI方法结合大津算法能够实现高海拔冰川全方位的信息提取。本实验将图像分割大津算法应用于冰川阈值信息获取,实现了客观、快速和准确的影像分割过程。     

基于地理探测器的四川地区冰川面积变化影响因素探究

结合GIS和RS技术,应用地理探测器方法分析四川区域2007—2017年冰川面积变化空间分异特征及其影响因素,选取坡度、坡向、海拔等7个影响因子,通过权重叠加作出该区域冰川脆弱性示意图。结果表明：(1)10年间东南向冰川占比减少,北向冰川占比增加;东向冰川减退面积较大,西向冰川面积整体持平。(2)期间,影响四川地区冰川面积变化区域空间差异的主要因素是冰川规模,小型冰川（面积小于或等于1 km2）的面积变化主要受夏季温度和降水变化影响;而中型冰川（面积大于1 km2）不仅受夏季温度和降水变化影响,还受地形因子的影响。(3)四川冰川脆弱性示意图显示区域内冰川均呈不同程度的脆弱性,总体上为轻-强度脆弱。     

C-band和L-band雷达干涉数据西部冰川区域相干性对比分析

干涉雷达相干性问题是制约利用干涉方法提取中国内陆冰川相关参数的重要原因.本文在理论分析干涉空间失相干因素的基础上,从垂直基线、地面坡度和波长3个方面对比了雷达干涉数据在内陆冰川表面的干涉特性.以中国西部典型的内陆冰川(冬克玛底冰川)为研究区域,采用C-band的ENVISAT/ASAR和L-band的ALOS/PALSAR数据,对比分析二者在冰川区域相干性的差别,并给出了量化结果.研究表明,相比于C-band雷达干涉数据, L-band雷达干涉数据在内陆冰川区域具有更强的抗失相干的能力,更适合于内陆冰川相关参数的提取.     

利用高分三号影像监测依嘎冰川表面运动

冰川运动是冰川及冰川湖危险性评估的重要依据。高分三号作为中国首颗民用星载合成孔径雷达卫星,因其全天时、全天候以及高空间分辨率的特点在冰川运动监测中有着重要优势。利用5景精细条带2成像模式的高分三号影像,应用偏移量跟踪技术监测了念青唐古拉山依嘎冰川在2017-11—2018-03期间4个时段的运动分布情况。通过与高分三号影像时间分布类似的两景Sentinel-1影像的偏移量跟踪结果进行对比,并基于研究区基岩运动速度应为0的假设,计算了高分三号各个时段结果基岩区的速度残差,评估了高分三号影像在冰川表面运动监测中的适用性。高分三号监测结果表明, 4个时段依嘎冰川表面具有相似的流速分布,其表面速度最大处均分布在冰川表面高程变化最剧烈的中部,且与基于两景Sentinel-1影像的偏移量跟踪结果在总体强弱态势上吻合;各个时段高分三号监测结果基岩区速度残差的均方根误差分别为1.4 cm/d、2.0cm/d、1.7 cm/d、2.3 cm/d,验证了利用高分三号影像监测依嘎冰川表面运动的可靠性。以上分析结果表明,高分三号影像可作为冰川表面运动监测的常规数据来源之一。由于高分三号同时具有高空间分辨率和高性价比的特点,因此它能为中国冰川遥感监测发挥独特作用。     

念青唐古拉山冰川高程变化的ICESat监测

针对青藏高原冰川高程变化研究较少的问题,该文提出一种大范围区域的冰川高程变化监测方法。基于ICESat激光高度计数据,联合利用SRTM DEM数据,计算念青唐古拉山脉冰川的高程变化,进而反演冰川的冰量变化。结果显示,念青唐古拉山冰川高程在2003—2009年间平均减薄速率为(0.53±0.47)(m·a~(-1)),估算得到冰量年均减少(0.32±0.28)km~3,总体呈逐年减少趋势,证明冰川一直处于消融状态。拉萨和当雄气象站的资料表明,冰川消融主要是由于当地气温升高。     

新疆克拉牙依拉克冰川变化(1973—2016)主被动遥感监测分析

2015年5月,新疆克拉牙依拉克冰川西支发生跃动,本文利用1973年美国锁眼(Key Hole)卫星光学遥感数据、2000年的美国SRTM DEM数据以及2013年、2016年的Tan DEM-X双站In SAR数据,获取了1973—2016年克拉牙依拉克冰川的表面高程变化情况。结果表明,1973—2013年,克拉牙依拉克冰川积累区出现轻微高程减薄,2013—2016年,西支冰川末端表面高程增厚明显,冰川上部则出现清晰的表面高程减薄;利用2013—2016年Landsat ETM+光学遥感数据监测了冰川表面运动速度变化,发现西支冰川从2015年4月中开始活动强烈,到跃动发生时,运动速度到达顶峰。综合分析认为,跃动发生前该冰川末端未出现明显前进或者后退的趋势,而冰川流速发生了较大的变化;此外,结合气象站点数据结果,认为该冰川此次跃动与局部气候变化关系不大,跃动的主要原因很可能为冰川自身结构变化,为本区域冰川灾害预警机制的建立提供了数据基础。     

基于ALOS/PALSAR雷达干涉数据的中国西部山谷冰川冰流运动规律研究

中国西部山谷冰川相对于南极和格陵兰的冰川来说,一般规模较小,冰川周围地形变化大,冰流运动复杂,容易导致冰川表面的完全失相干,从而很难提取出山谷冰川的冰流速度.为了削弱常规干涉测量中时间和空间失相干问题对山谷冰川冰面运动速度提取的影响,采用2007-12-10和2008-01-25的一对时间间隔46 d的L波段ALOS/PALSAR雷达数据,利用两轨法差分干涉测量成功的获取了青藏高原冬克玛底冰川表面的冰流运动速度,并将所得结果与该地区利用1996年C波段的ERS tandem数据获取的结果进行了对比验证.研究表明对于中国西部无人区的山谷冰川来说,雷达差分干涉测量技术是获取其冰流运动规律的有效手段,另外,相同时间间隔的L波段SAR数据比C波段SAR数据在提取冰流运动信息方面更具优势.     

青藏高原近30年来现代冰川的演化特征

青藏高原现代冰川总的演化特征是面积在不断缩小,厚度在不断减薄,冰储量在不断降低。冰川演化具有阶段性、地域性不同的特点。从20世纪60年代末期至80年代末期,青藏高原现代冰川的面积稍有增加,因为增加的冰川很少。从20世纪80年代末期开始,青藏高原现代冰川面积明显减少,减少的速度也在加快,尤其是毗邻塔里木盆地的冰川分布区及喜马拉雅山地区。青藏高原不同山系现代冰川的演化也不同——帕米尔高原现代冰川面积的减少最为明显,其次是喜马拉雅山和祁连山等地;羌塘高原和昆仑山地区现代冰川的面积减少较小;其他山系现代冰川面积的减少介于二者之间。