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。     

近20年西昆仑地区冰川动态变化遥感研究

依据西昆仑地区1991-2009年Landsat TM/ETM+遥感图像,获取近20 a西昆仑地区冰川及其冰川融水形成的郭扎错和阿克赛钦湖的动态变化信息,并结合气候资料,分区域综合分析冰川、湖泊变化与气候变化的关系.研究结果表明:①在1991-2009年间,西昆仑冰川有显著变化,但东、西区存在较大差异.其中东区处于先减少,后增加,再减少的波动状态,而西区则处于持续减少状态.与此同时,郭扎错具有先扩大,后缩小,再扩大的变化现象,而阿克赛钦湖则在不断地缩小.②西昆仑冰川与郭扎错、阿克赛钦湖之间,存在着重要的相互作用关系,在数量上成反比.③在2000-2005年间,西昆仑冰川与湖泊面积变化差异产生的主要原因是温度,随着温度的升高,冰川面积减少,湖泊面积增大,三者的变化具有线性关系.     

基于Sentinel-2影像的巴尔托洛冰川冰面湖研究

冰面湖是冰川的重要组成部分,是冰川消融的指示器,不仅对全球气候变化响应迅速,而且对了解和掌握区域水资源信息意义重大。本文基于Sentinel-2遥感数据,利用随机森林算法,对巴尔托洛冰川冰面湖进行识别提取,并基于提取结果分析研究区冰面湖的空间分布特征,以及冰面湖面积、数量与冰川高程的关系。本文冰面湖提取的准确率达96.07%,完整率达92.18%,错误率为11.59%;识别出巴尔托洛冰川冰面湖567个,面积为249.46～37 134 m²;冰面湖多分布在距冰川末端3～26 km处,其中海拔3800～4300 m之间冰面湖数量最多,面积普遍较大,平均面积为1922 m²;随着高程的升高,冰面湖的数量和面积逐渐减少,在高程5300 m以上冰面湖数量仅为15个,平均面积为356 m²;高程升高导致冰面温度降低,是冰面湖数量和面积骤减的主要原因。     

青藏高原近30年来现代冰川面积的遥感调查

以1960~1970年间1∶10万比例尺地形图、1975年MSS数据和2000年前后ETM数据为信息源,采用现代遥感技术,按自然山系对青藏高原现代冰川面积进行调查,基本查明了各山系内现有冰川的面积以及近30 a来冰川面积减少的数量:青藏高原现有冰川面积46 887.23 km2,减少了3 941.68 km2,年均减少131.4 km2。     

近40年西藏那曲南部湖泊变化及其成因探讨

以遥感图像、SRTM的DEM数据为数据源,通过人工目视解译的方法提取并计算了1970—2010年那曲南部地区12个湖泊面积,并结合DEM数据计算其中9个湖泊1990—2010年间水位变化情况;然后分析该地区降水量、气温、最大潜在蒸发量、冻土、冰川雪线的变化规律;计算湖泊变化与气候变化之间的相关性,并以简单的水文模型分析了湖泊变化的原因。结果显示:12个湖泊中除了格仁错面积减少以外,其他湖泊面积在40 a间都处在增长状态,其中湖泊面积增长主要发生在2000—2010年,这期间12个湖泊增长总面积达743.88 km2,占40 a总增长面积的63.95%;9个湖泊的水位也呈上升趋势。造成这些湖泊面积增长的主要原因是近45 a气温上升造成的冰雪、冻土融化,降水量增加,而且该地区蒸发量呈减少趋势。     

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。     

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。     

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。     

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。     

喜马拉雅山地区冰湖信息的遥感自动化提取

在“全域—局部”分步迭代水体信息提取方法的基础上, 通过对水体信息提取指标——水体指数的物理特性的分析实现了算法中全域阈值的自动选择与局部阈值的自适应调整, 并结合DEM 生成的山体坡度和阴影信息,减少局部迭代过程中对其他地表特征与水体信息的误判。在此基础上, 建立一种适合于高山地区冰川湖泊的自动化提取方案。试验采用Landsat 数据对喜马拉雅山地区的冰川湖泊进行信息提取, 结果表明该方法能够快速准确地完 成大区域范围内的冰川湖泊制图, 并能最大程度地消除高山地区湖泊水体识别中冰川和山体阴影的影响。