基于GIS的冰川中流线自动提取方法设计与实现

冰川长度是冰川编目的重要组成部分, 在冰川变化研究中具有十分重要的作用. 基于冰川轮廓矢量数据和数字高程模型数据, 从冰川形态角度提出了针对单一盆地与单一出口、复式盆地与单一出口、冰帽三种类型冰川的中流线自动提取方案, 并在GIS软件支持下实现了冰川海拔最高点与最低点、冰川中流线的自动提取. 以乌鲁木齐河源1号冰川、喀纳斯冰川、古里雅冰帽和野牛沟冰帽为例, 分别提取了各条冰川的中流线, 结果表明SRTM和ASTER GDEM两类数字高程模型数据对冰川海拔最高点与最低点的位置判别影响较小; 对单一盆地与单一出口类型冰川中流线实现了自动化提取, 而对于复式盆地与单一出口冰川类型和冰帽类型, 在冰川中流线提取中仍需专家知识支撑. 与我国第一次冰川编目中的长度数据相比, 本方法提取的冰川长度数据更加合理, 对于补充与完善我国第二次冰川编目数据集具有一定的参考价值.     

中国冰川资源及其分布特征:中国冰川目录编制完成

依据国际冰川编目完成的中国冰川目录１１卷２１册的统计,中国境内共发育冰川４６２９８条,总面积５９４０６ｋｍ＾２,冰储量约５５９０ｋｍ＾３,是中低纬度山地冰川是发育的国家,按山系和水系两种体系分别进行冰川编目,获得了中国西部及其各区域的冰川条数、面积和储量等多项指标的确切数量,发现了中国冰川及其雪线分布的若干新特征,这对于西部山区水资源的开发利用和冰雪灾害的防治等具有重要的科学意义和实用价值。     

1970—2016年阿尔金山冰川长度变化

长度是冰川的重要几何参数,对于认识冰川动态特征和模拟冰川厚度具有重要价值.基于阿尔金山第一次和第二次冰川编目数据及Landsat OLI遥感影像,利用冰川中流线方法提取了阿尔金山1970年、2010年和2016年的冰川长度数据,并结合气象资料分析了冰川长度对气候变化的响应.结果表明:2016年阿尔金山共有冰川507条,...     

尼泊尔冰川1980-2010年的变化特征

利用尼泊尔已发布的冰川编目数据、遥感数据及DEM数字高程模型,利用GIS和Excel对尼泊尔境内冰川的结构特征及1980-2010年的冰川变化特征进行了分析,并运用冰川系统功能模型模拟了同期尼泊尔冰川的变化趋势。结果表明：（1）尼泊尔境内冰川平均规模较小,且冰川分布的海拔差异大。（2）尼泊尔冰川平衡线高度分布受地形影响明显,呈现出反纬向性变化特征,存在若干以高峰为中心的高值区域。（3）1980-2010年尼泊尔冰川整体呈现退缩状态,冰川数量增加了378条,冰川面积和体积均减少,分别减少了24%和29%;小规模冰川或冰川系统退缩更快,1980-1990年冰川变化速率最快。（4）采用历史时期的气温变化率,冰川系统功能模型可以较好地模拟冰川历史时期的变化特征。     

中国冰川面积随高程分布规律研究

冰川面积随高程分布规律是冰川系统结构研究中的重要内容. 根据中国第一次冰川编目数据集,将全国冰川划分为27个研究区域,基于SRTM-DEM数据,分别提取了各研究区分段高程所占面积,分析了冰川面积随高程的变化. 结果表明：各研究区冰川面积都随高程呈偏态分布. 依据统计理论,建立了冰川面积随高程分布的二阶高斯分布偏态回归模型,回归模型决定系数均大于0.97,相对误差较小. 根据偏态回归模型,计算出了冰川系统高度特征值,并分析了冰川面积分布的区域性差异. 该模型一方面可以表达冰川面积在中间高程的集中程度;另一方面可以描述冰川面积在两侧分布的差异性,并可以用来分析未来冰川的变化. 偏态分布模型能很好地描述中国冰川面积随高程分布规律,为冰川系统结构的研究和冰川区域分布差异提供参考.     

河西内陆河流域冰川融水近期变化

基于第一次中国冰川编目数据库,以国家气象台站的月降水与月气温资料为驱动数据,利用度日模型重建了河西内陆河流域各水系1961～2006年冰川物质平衡和融水径流序列,并与短期观测资料的对比验证表明,模型具有较高的可信度.河西内陆河流域1961～2006年平均冰川物质平衡为-49.5 mm/a,从东段石羊河流域到西段疏勒河、...     

2008—2018年中国冰川变化分析

调查冰川资源的分布与变化,对区域乃至全球的自然环境与经济社会发展都具有十分重要的意义。基于315景Landsat 8 OLI遥感影像,结合中国第二次冰川编目数据与Google Earth软件,通过人工目视解译等方法调查了2018年中国冰川的分布与变化。结果表明：中国现存冰川53 238条,总面积为（47 174.21±19.93） km²,72%的冰川面积<0.5 km²,规模在1~32 km²的冰川的面积占中国冰川总面积的60%。2008—2018年,中国冰川总面积减少1 393.97 km²,面积变化率为-0.43%?a^-1。冰川面积变化率表现出明显的空间差异,面积退缩最快的是冈底斯山,达-1.07%?a^-1;最慢的是羌塘高原,为-0.05%?a^-1。坡度上,各山系之间的冰川面积变化率差异较为明显。超过70%的山系位于正东和东南方向的冰川面积退缩快,2008—2018年退缩率为-5.0%;正北方向的冰川面积退缩相对缓慢,同时期退缩率为-3.8%。气温和降水变化率差异以及海拔、坡度、坡向等地形差异,共同影响中国冰川的变化。     

1959-2013年中国境内萨吾尔山冰川变化特征

萨吾尔山冰川条数少,中国冰川编目将萨吾尔山南北坡的冰川分别附入了天山和阿尔泰山区的冰川,不便于冰川变化研究,因此应给予其特殊考虑.鉴于前人工作中鲜有涉及该区的冰川研究,以萨吾尔山区冰川为研究对象,利用地形图、冰川编目数据以及Landsat遥感影像数据结合实测探地雷达数据,分析萨吾尔山地区冰川变化特征.通过目视解译结合野外实地观测的方法,得到1959-2013年该区的冰川变化特征.结果表明:总体上,萨吾尔山冰川持续退缩明显,1959-2013年中国境内的冰川面积由17.69 km²退缩为10.13 km²,退缩率42.74%,平均每年退缩0.14 km²;萨吾尔山北坡的冰川退缩率为37.57%,南坡退缩率为72.69%,南坡冰川退缩率基本为北坡的两倍.分析认为,南坡冰川退缩率较高的原因除了与坡向因素有关外,单条冰川面积大小是该差异的主要影响因素;基于木斯岛冰川探地雷达测厚结果,对该冰川体积进行了初步估算并与1959年地形图估算出的体积进行对比,发现该冰川体积减少约44.6%.     

山地冰川中流线自动提取方法研究北大核心CSCD

冰川是冰冻圈的重要组成部分,被誉为气候变化的“指示器”和“预警器”。而冰川中流线则是反映冰川几何形态的关键参数之一,是确定冰川长度随时间变化、分析冰川运动速度场和估算冰川体积等的一个重要参量。本文基于泰森多边形法,结合冰川表面地形特征,从形态学角度提出了一种山地冰川中流线自动化快速提取的新方法。本方法根据数字高程模型数据分别以冰川矢量边界线上局部最高点和最低点为起始点和终点,并结合提取冰川中心线的方法提取冰川的中流线。将本方法应用于青藏高原1014条山地冰川中,自动生成了相应的冰川中流线2114条,提取成功率为100%。通过将本文所提方法与Kienholz方法所提取的冰川中流线的平均长度进行比较,发现本文方法和Kienholz方法所提取冰川中流线的平均长度比为0.98,具有很高的一致性。另外,对于不同类型冰川的中流线提取,我们引入了Zhang方法和Kienholz方法与本文方法的提取结果进行了对比,结果表明本方法提取结果覆盖更全。本文所提方法可基于冰川编目数据中的冰川矢量边界线数据和数字高程模型数据,在无人工参与的情况下,实现对冰川中流线的自动化快速提取。     

天山托木尔峰科其喀尔巴西冰川表面运动速度特征分析

天山托木尔峰科其喀尔巴西冰川是典型的树枝状山谷冰川,利用3组(6期)ASTER遥感影像通过COSI-corr软件反演了该冰川表面运动速度.与花杆测量数据进行对比,反演冰川表面运动速度平均绝对误差为3.1 m·a-1,相对误差为11.9%,二者在空间上的分布基本一致,表明其反演精度符合要求.在此基础上,分析冰川表面运动速...     

冰川目录数据库

全文以中国冰川目录中的45000余条冰川,按山区,河流以及每条冰川的25项要素指标,储存在建立的“冰川目录数据库”中,为冰川目录的增加、删除、修改、更新和统计打印等提供了现代化手段。并详细介绍了冰川目录数据库的建立,基本结构和管理系统的使用。     

利用ASTER影像对慕士塔格-公格尔山冰川解译与目录编制

以帕米尔东缘的慕士塔格公格尔山为试验区,利用2001年ASTER遥感数据,综合空间锐化增强处理、比值图像取阀值和目视判读等提取冰川边界;利用ASTER的同轨立体像对提取DEM,区分表碛覆盖的冰川范围;自动、半自动和人工量算冰川的有关参数,进行冰川解译和新的冰川目录编制.与中国冰川编目数据对比分析,1962/1966-2001年间研究区冰川面积退缩了67.89km²,占总面积的(6.2±1.0)%.结果表明,运用高分辨率的ASTER遥感资料可快速、直观地实现基于GIS的冰川编目,方便地观测冰川的动态变化,从而节约冰川编目和观测冰川变化的时间和经费,在实践上具有很大的优势.     

A landslide inventory system as a base for automated process and risk analyses

Landslide research requires consistent and widespread data. Many countries within the European Union have national landslide inventories to fulfill these demands for their respective research. However, those inventories were usually not intended to provide the technical basis for automated process and risk analyses during their design phase. The ongoing development of Germany’s national landslide database offers the opportunity to do this differently. This paper introduces a landslide inventory system called WISL suitable for data handling as well as for novel automated process and risk analyses on a national scale. WISL is designated to form the technical infrastructure for a German national database. Its core consists of an open source relational database management system (PostgreSQL), standardized input and registration methods as well as integrated analyses modules, which avoid large data movement and allow for rapid risk analyses. We present proof-of-concept results of endangered infrastructure related to automated risk mappings based on topography and proximity of active landslides. The use of open source software and the application of a standardized input and data acquisition system for experts, coupled with custom analysis modules, constitutes a step toward automated risk maps by a mere ‘button-press’. Future developments for the inventory lie in the field of refining and inventing analysis modules and collecting data, for which WISL provides a firm technical base.     

中国班公湖流域区冰川补充编目及冰川特征

论述了中国班公湖流域区冰川补充编目的结果及冰川特征.1988年公布的中国班公湖流域区总共有冰川834条,冰川总面积642.77km²,冰储量为33.9246km³;经过补充编目,更正了以往部分简易目录后的冰川是959条,冰川总面积665.35km²,冰储量为39.2316km³.冰川数量增加的结果主要是利用小比例尺卫星相片编目时遗漏了面积≤1.00km²的小冰川所致.     

近30 a来雅鲁藏布江流域冰川系统特征遥感研究及典型冰川变化分析

综合运用RS和GIS手段, 利用卫星遥感影像, 结合中国第一次冰川编目数据及数字高程模型(DEM), 获取了雅鲁藏布江流域不同朝向上冰川面积分布、 冰川面积随高度带分布状况统计结果, 及3个冰川聚集区21条大型海洋性冰川在1976、 1988、 2005年的冰川面积、 厚度、 冰储量及物质平衡线等基本参数, 丰富了该研究区相关冰川信息, 并统计分析了21条大型冰川面积变化状况及与气候变化的响应关系. 研究表明: 3个区域冰川在1976-1988年和1988-2005年时间段内随着气温、 降水的变化出现了相应的波动, 但总的来说在1976-2005年间, 这21条大型海洋性冰川并没有出现明显的前进或退缩现象, 这可能是由于降水的增加抵消了气温升高给冰川积累带来的不利影响, 也可能是由于大型冰川在高海拔地区有较大的积累区补给造成的, 进一步的研究亦在进展中.     

青藏高原内陆水系冰川粒雪线与中值高度趋势面的绘制与主要特征

本选用中国冰川目录数据库中的青藏高原内陆水系冰川粒雪线、中值高度和地理坐标资料，利用计算机绘图方法，绘制出冰川粒支线、中值高度在空间的变化趋势，以便全面认识该地区的冰川发育特征。     

青藏高原实测剖面数据管理与检索系统开发的方法与意义

青藏高原实测剖面检索数据管理与检索系统是利用ACCESS软件建立青藏高原实测剖面数据库,采用ArcGIS软件形成了青藏高原实测剖面分布图,利用WEBGIS技术实现网络发布。该系统主要为服务对象提供实测地层剖面数据的检索与查询服务,提供地图查询、浏览、打印服务,同时还提供青藏高原地质背景知识的服务。该系统提供的服务比传统的资料服务有着更多的优点:访问范围更加广泛,平台独立,操作简单,计算模式灵活高效。