祁连山疏勒南山地区冰川变化的遥感研究

利用1970年左右地形图和1995、1999、2002年及2006年的Landsat-TM/ETM+遥感影像,在地理信息系统技术支持下,提取冰川边界,对祁连山疏勒南山地区的冰川变化进行研究.结果表明:研究区内的冰川在1990年代变化显著,1995年冰川面积比1970年的减少了5.8%,1999年冰川面积比1995年代的...     

基于雷达干涉失相干特性提取冰川边界方法研究

冰川边界提取是冰川变化监测的一个重要参数,光学冰川遥感方法可以有效、精确的提取出无云区域冰川的边界信息,但是,对于有云区域和天气状况不好的冰川区域却很难获取冰川的边界信息.提出了一种基于SAR干涉失相干特性的提取冰川边界信息的方法,该方法利用内陆冰川表面失相干问题严重的特点,通过比对冰面相干系数和非冰覆盖区域的相干系数,采用阈值法对冰川区域的干涉相干图进行冰川边界的提取.根据上述方法提取冰川边界的精度达到89%,结果表明利用雷达干涉失相干特性进行冰川边界提取是可行的.     

新疆车尔臣河流域水域的宏观变化及其影响和驱动因素

利用植被指数和水体指数作为判断参数决策树,在FAO/UNEP土地覆被分类系统(LCCS)的三级分类基础上建立了以固态/液态水域为主的土地分类系统,从1990年、2000年和2010年的Landsat影像中提取整个车尔臣河流域土地覆被信息并分析了土地覆被变化.结果表明:车尔臣河流域水域在2000-2010年变化速度高于1990-2000年,其中,湖泊面积及数量增加较为突出.各种水域中,冰川及多年积雪面积迅速减少,2010年海拔5 000 m以下冰川积雪在流域内所有冰川积雪中所占比例由1990年的38.8%减少到5.4%;有水河道面积及数量在缓慢减少;湖泊面积和数量大幅增加,2010年湖泊面积比1990年多5倍,而且新增的湖泊均在平原区.在气候以及水域变化的影响下,流域内自然植被覆盖地在山区和平原区都在持续增加,而荒漠在减少,山地自然植被覆盖地增加速度高于平原区.在流域尺度上,人文因素对土地覆被变化的影响低于自然因素.     

基于多源数据的近50 a玛纳斯河流域冰川变化分析

我国新疆玛纳斯河流域的冰川变化极大影响流域内及其周边地区的经济社会发展.使用国产高分一号(GF-1)遥感影像和Landsat8数据,分别通过基于多源数据的冰川识别方法和波段比值法获取了2013年玛纳斯河流域冰川信息,结合玛纳斯河流域第一次(1964年)、第二次(2009年)冰川编目数据与1998年、2003年TM影像冰川目视解译结果等四期的冰川边界矢量数据,对玛纳斯河流域1964-2013年50 a来的冰川变化特征进行了综合分析.研究结果显示:玛纳斯河流域冰川自2009年以来有略微增加的趋势,2013年冰川面积比2009年增加了10.25 km²,这在一定程度上抑制了长期以来冰川的快速消融;1964-2013年,玛纳斯河流域的冰川总体呈减少趋势;冰川面积从1964年的673.61 km²减少到2013年的512.07 km²,面积减少161.54 km²,减少23.98%;近50 a来,流域内冰川面积在海拔4500 m及以上呈净增加趋势,而在海拔4500 m以下呈净减少趋势,冰川在海拔(4000±100) m左右退缩的速率最大,高达0.5 km²·a^-1;冰川面积的减少主要体现为大量的冰舌后退和小面积冰川的快速消融,超过85%的冰川冰舌后退距离在200 m以上;该流域的冰川变化主要集中在南、北两个坡向,在南坡向上出现明显的先减少和后增加的变化趋势;1964-2013年,玛纳斯河流域的气温和降水量呈较明显的增加趋势,线性增加率分别为0.26℃·(10a)^-1和16.07 mm·(10a)^-1.研究结果表明气温的持续升高和降水量的增加分别是导致玛纳斯河流域冰川减少期和增加期形成的主要原因.     

念青唐古拉山现代冰川1999—2015年期间动态变化遥感研究

利用1999年ETM、2014/2015年GF-1为主的2期遥感影像作为数据源,采用人机交互解译的方法完成了2期冰川编目成果,并对最近15年(1999—2015)念青唐古拉山冰川变化进行分析。结果显示,从1999年至2015年间,念青唐古拉山脉冰川呈退缩趋势,以东段海洋型冰川退缩为主,西段亚大陆型冰川相对稳定。冰川总面积减少了56. 32km2,减少变化率为0. 67%;有10条冰川消失,减少变化率为0. 16%;冰储量减少5. 315 km3,减少变化率为0. 78%。调查结果还显示,念青唐古拉山地区冰川各朝向均呈退缩趋势,偏南向和东向冰川数量与面积减少大于偏北向和西向的;平均坡度在20°～35°范围的冰川数量和面积减少最多;海拔介于4 500～5 500 m区间的冰川面积退缩最明显。在恒河流域和萨尔温江流域的冰川消退最显著。总体上,不同规模冰川均有退缩,规模≤5. 0 km2的冰川是念青唐古拉山地区退缩最多的。冰川退缩与气候变化关系密切。选取念青唐古拉山脉附近3个气象台站,对最近50多年以来的年均气温和年降水量变化分析表明,自1961年以来,念青唐古拉山年均气温呈显著上升趋势,而降水量变化不一,有增有减。气温上升而降水减少,可能是导致念青唐古拉山地区东段冰川退缩的一个因素。     

近几十年来黑河野牛沟流域的冰川变化

利用1956年航测、1970/1973年1:50000地形图以及野牛沟流域2003年ASTER影像获取的3期冰川资料,对黑河源头西支野牛沟流域的冰川时空变化进行了分析.通过分析流域气温变化和冰川变化的关系,探讨了流域冰川变化对河川径流的影响.结果表明:野牛沟流域1956—1970/1973年冰川总面积减少9.29%,年平均消退0.54%;1970/1973—2003年冰川总面积减少了18.23%,年平均消退0.60%.流域内冰川条数由1956年的165条减少为2003年的144条,1956—1970/1973年间流域冰川储量减少了2.29×10⁸m³,年均损失约0.13×10⁸m³;从1970/1973年到2003年,冰川储量减少了4.19×10⁸m³,年均损失约0.14×10⁸m³.从1956年到2003年,冰川变化率随着冰川面积的增加而降低,冰川萎缩速度有加快的迹象,而流域年平均温度也有加快升高的趋势.冰川的消退对于流域径流量的影响不大.     

祁连山区冰川演变特征及对气候变化的响应——以苏干湖流域为例

冰川是西北干旱地区河流补给的重要来源,近几十年来,受气候变化影响,西北内陆河冰川面积退缩强烈,对流域水资源产生重大影响。利用1989-2013年的TM/ETM+遥感影像资料,通过波段比值阈值法结合GIS技术,提取了祁连山区苏干湖流域共计17期冰川边界数据,分析了冰川规模的变化规律,并结合气象资料研究了冰川区夏季气温和前期降水与冰川面积变化的响应关系,同时进行了相关性分析。结果表明：1989-2013年冰川面积呈持续退缩趋势,缩减速率为-3.01 km²·a^-1,年平均面积退缩率为-0.87%,冰川面积由快速缩减变为略微消融。其中,1989-2000年冰川面积急剧退缩,缩减速率达到-4.49 km²·a^-1,2000年后冰川面积有较小的减少趋势,缩减速率为-0.09 km²·a^-1。分析认为,升温幅度的增大是导致20世纪90年代以来苏干湖流域冰川退缩加剧的根本原因,而冰川面积对于降水量的变化并不敏感,建立了冰川区7-8月平均气温与冰川面积的回归关系式。     

面向对象-改进冰雪指数法消除冰湖干扰提取冰川边界的优越性分析——以各拉丹冬冰川为例

冰川作为气候变化的重要指标器,其范围监测对区域生态环境以及人类社会生活具有重要意义。目前基于遥感技术的冰川范围监测应用广泛,然而传统遥感监测方法中冰雪指数阈值法的提取结果存在无法区分冰川与冰湖的现象,面向对象分类法受地物光谱纹理信息限制无法避免同谱异物现象的出现。为弥补上述不足,提出一种可区分冰湖与冰川的改进冰雪指数,并将其融入面向对象分类法中,构建了一种面向对象-改进冰雪指数法。将各拉丹冬冰川作为试验区（该地区冰川表面洁净）,运用面向对象-改进冰雪指数法识别冰川边界,使用青藏高原冰川数据产品及常规遥感监测方法的提取结果作为参考数据,以验证此方法的有效性和稳健性。结果表明：面向对象-改进冰雪指数法综合了改进冰雪指数阈值法以及面向对象分类法的优点,冰川范围提取精度高达97.26%,与冰雪指数阈值提取结果相比精度提高了0.12%,与面向对象分类法提取结果相比精度提高了0.38%。此方法不仅有效地解决了地物错分的问题,还实现了冰川边界的精确识别。     

中国喜马拉雅山地区冰川1999—2015年期间动态变化遥感调查

根据完成的青藏地区基于1999年ETM、2014/2015年GF-1/OLI两期遥感调查的冰川编目数据,对1999-2015年期间中国喜马拉雅山地区的冰川变化进行分析。结果显示,从1999-2015年间,中国喜马拉雅山地区的冰川普遍退缩,冰川数量减少了85条,面积减少了42.00 km^2,冰储量减少了2.385 km^3,分别占其减少变化率的1.53%、0.67%和0.50%。沿山脉由东向西冰川变化不一,其中东段的冰川数量减少多,西段的冰川面积和冰储量减少多,并且东段的数量减少变化率远大于西段,西段的面积、冰储量减少变化率大于东段,中段的冰川相对稳定。喜马拉雅山地区的冰川在北、北东和东等方向上发生退缩,且减少量依次减少,其中东向的数量减少变化率最大,北东向的面积减少变化率最大,而北向的减少变化率最小。冰川在不同坡度退缩程度不一,在坡度10°~15°范围冰川面积退缩最多、变化率最大,在坡度30°~35°范围数量减少最多、变化率最大。冰川在高程5 500~6 000 m区间数量和面积退缩量最多,其次是在高程5 000~5 500 m区间;在高程3 500~4 000 m区间的退缩变化率最大,而在高程6 000~6 500 m区间的退缩变化率最小。不同流域中冰川变化差异较大,在雅鲁藏布江流域(5O2)冰川数量和面积减少最多,其次是朗钦藏布等流域(5Q2)和朋曲等流域(5O1),而扎日南木措流域(5Z3)的冰川减少量最小,但是变化率最大。总之,小冰川的大规模退缩或者消失,较大冰川也普遍退缩,是喜马拉雅山地区冰川变化的特点。喜马拉雅山地区冰川退缩与气候变化关系密切。根据多年年平均气温和年降水量分析,自1961年以来,该地区年平均气温显著上升,年降水量有增有减,但气温上升、降水量减少是导致冰川消融原因之一。     

纹理特征辅助的S AR影像冰川识别

青藏高原的冰川监测对气候变化研究有着重要的意义,通过遥感图像可以大范围长时间的监测冰川的变化,识别冰川边界是研究的重点。为了研究SAR影像纹理特征在冰川识别中的作用,以喀喇昆仑山地区的克勒青河上游为研究区,利用2018年Sentinel-1A数据进行干涉处理得到相干系数,然后基于相干系数提取了均值、方差、同质性、反差、相异性、熵、相关性共7种纹理特征,并对不同纹理特征组合之间的提取效果进行了比较。结果表明VV极化方式下均值、方差、同质性、相异性的特征组合冰川识别效果最好。据此提取了克勒青河上游区域的冰川边界,最高精度达到91.36%,该方法明显优于基于相干系数图的阈值分割法和基于光学影像的波段比值法,冰川识别精度提高了约2%。     

1993-2015年喀喇昆仑山努布拉流域冰川变化遥感监测

利用Landsat TM/ETM+及OLI遥感影像,通过比值阈值法和目视解译法提取冰川边界,分析了1993-2015年喀喇昆仑山努布拉流域的冰川变化特征。结果表明：（1）冰川面积萎缩103.24 km²,占冰川总面积的4.64%,年均萎缩率为0.20%。与青藏高原其他地区相比,研究区冰川萎缩幅度较小。气温升高是冰川面积萎缩的主要因素。（2）规模≤ 0.1 km²的冰川面积萎缩幅度最大,规模较大的冰川萎缩幅度相对较小。（3）不同朝向的冰川均处于萎缩状态,北朝向冰川萎缩率最大,因为北朝向多为小规模冰川,而东朝向冰川的萎缩率最小。（4）有9条冰川末端发生前进现象。     

1987 - 2018年祁连山冰川变化遥感监测及影响因子分析

祁连山冰川融水是维系我国西北地区生态平衡的重要因素。为评估祁连山冰川在全球气候变暖背景下的状态, 利用Landsat-TM、 ETM+、 OLI等遥感影像, 基于波段比值阈值法提取1987 - 2018年共计7期冰川边界进行时序变化分析。结果显示： 近31年来祁连山冰川面积从2 080.39 km²退缩到1 442.09 km², 年均退缩率达0.99%, 相比1956 - 1990年间的退缩率（0.58%）大幅增加; 近31年来冰川物质平衡线高度稳步上升; 冰川主要分布在海拔4 700 ~ 5 100 m之间, 冰川退缩随海拔降低而增加; 约93%的冰川的面积小于2.0 km², 小于0.1 km²的冰川的总数和总面积呈增加态势; 0.5 ~ 1.0 km²的冰川退缩最快, 年均退缩率达1.53%, 而大于10.0 km²的冰川退缩最慢, 年均退缩率为0.59%; 祁连山冰川退缩主要由夏季均温升高引起, 且最近十年间冰川呈现出加速退缩的态势。     

1973-2010年基于RS和GIS的马兰冰川退缩与气候变化关系研究

以1973-2010年的RBV、 MSS、 TM和ETM⁺遥感资料为信息源, 通过遥感图像处理技术和目视解译方法提取冰川界限, 应用GIS技术分析了位于昆仑山中段的马兰冰帽近37 a冰川面积变化. 结果表明: 1973-2010年马兰冰帽呈退缩趋势, 冰川面积减少了6.04%; 冰川退缩经历由快-慢-快-慢的过程, 近10 a冰川退缩不显著, 体现冰川变化的一个转型时期. 在研究期内, 马兰冰帽南北向退缩690.4 m, 东西向退缩84.29 m. 研究表明: 马兰冰帽退缩的关键因素是气候变暖, 年降水量的增加不能够抵消由夏季温度剧烈上升导致的冰川消融. 此外, 地形条件、 冰川规模都是影响冰川波动的重要因素.     

1993-2016年喀喇昆仑山什约克流域冰川变化遥感监测

基于1993、2000、2016年的多景Landsat TM/ETM+/OLI影像,通过目视解译法提取冰川边界,从规模、朝向、高程带和前进冰川等多个方面分析了近20年来喀喇昆仑山什约克流域冰川面积变化特征。结果表明：近20年来研究区冰川呈微弱退缩态势,年均退缩率仅为0.05%±0.20%,其中1993-2000年退缩速率为（0.03%±0.64%）·a^-1,2000-2016年退缩速率为（0.06%±0.27%）·a^-1。1993-2016年什约克流域291条冰川的末端发生了前进现象,在一定程度上减小了冰川总面积退缩的幅度。此外,近20年来研究区冰川前进现象呈减弱态势。近35年来什约克流域气温显著上升,降水量亦呈增加趋势,气温的显著上升是冰川退缩的主要原因,而降水量的增加则是冰川退缩速率相对较低的主要原因。     

1960-2010年黑河流域冰川变化的遥感监测

利用1960年地形图、 1990年、 2000年和2010年TM影像, 采用基于冰雪指数(NDSII)和原始波段的面向对象解译方法, 提取黑河流域4个时期的冰川分布, 结合30 m分辨率的DEM数据, 利用遥感、 地理信息系统技术对冰川的时空分布变化及原因和不确定性进行分析. 结果表明: 从1960-2010年50 a间黑河流域上游冰川持续退缩, 面积共减少138.90 km², 减少率为35.6%, 平均每年减少2.78 km², 祁连山中段冰川属于强烈退缩型. 祁连山中段黑河流域冰川主要分布在海拔4 200~5 300 m之间, 冰川分布下限为海拔4 000 m; 冰川退缩主要发生在低海拔地区, 冰川的退缩上限为海拔4 600 m.气温的显著上升是研究区冰川退缩的关键因素, 气候持续变暖将会导致冰川退缩加剧.     

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%.     

基于遥感技术的近40a来敦德冰川变化和气候变化的关系研究

从1970、1990、2000年和2010年4个时段的MSS、TM、ETM影像中提取了敦德冰川的边界,并结合距敦德冰川较近的托勒、大柴旦和德令哈3个气象站点的1957-2010年年降水量数据、年平均气温和夏季平均气温(6-8月)数据进行分析,对近40a来敦德冰川变化和气候变化的关系进行了研究.结果表明:近40a来的敦德冰川处在持续退缩状态;最近几十年敦德冰川退缩有相对加速之势;冰川在退缩过程中不断分解,部分分解后的小面积冰川融化消失.近半个世纪以来该区的气候增温趋势较明显,降水虽有少量增加,但是趋势却不明显.冰川变化与气候变化的关系表现为温度的升高是敦德冰川退缩的主要原因.     

1980 - 2015年南迦巴瓦峰地区冰川变化及其对气候变化的响应

基于地形图和Landsat TM/OLI遥感影像等数据, 利用目视解译和波段比值法提取1980年、 2000年和2015年南迦巴瓦峰地区冰川空间分布数据, 分析研究区近35年冰川变化, 探讨冰川对气候变化的响应。结果表明： 1980 - 2015年, 南迦巴瓦峰地区冰川面积持续减小并呈加速退缩的趋势, 近35年共减少了（75.23±4.67） km², 占1980年冰川总面积的（25.2±1.6）%, 年平均面积减小率为（0.73±0.05）%。研究区东南坡冰川面积变化速率大于西北坡, 在不同流域、 海拔及朝向上, 冰川变化差异较大。南迦巴瓦峰地区冰川表碛十分发育, 表碛覆盖冰川面积变化率小于裸露冰川, 表碛覆盖对冰川消融具有抑制作用。南迦巴瓦峰地区在气温显著升高的背景下, 虽然降水量有所增加, 但冰川对气温更加敏感, 因气温升高引起冰川消融所带来的物质损失超过降水增加对冰川的补给, 导致南迦巴瓦峰地区冰川普遍萎缩。     

Remote Sensing Monitoring of Glacier Changes in the Western Region of Tanggula Mountains in Recent 25 Years

This paper focuses on revealing the status quo and variation of glaciers in the western region of Tanggula Mountains. The ratio threshold, NIR water identification and visual interpretation were used to extract the boundary of glaciers based on Landsat data (TM/ETM+/OLI) from 1990 to 2015. In particular, the NIR water identification is a new method to extract glaciers from water, which is suitable to improve the traditional method of ratio threshold. This study used spatial interpolation method to evaluate temperature and precipitation changes. The kriging interpolation method was adapted to manipulate and to extract the appropriate data based on ten weather stations. Comparing to the variations and characteristics of glaciers and climate change from 1990 to 2015, we concluded that glacial retreat in the western region of Tanggula Mountains was serious. The glacier area reduced from 1 693.65 km² to 1 490.81 km², respectively, in 1990 and 2015, in general, approximately 202.84 km² (11.98%) of glacier area has been retreated in the last 25 years. Moreover, the rate of glacier decline after 2000 was much faster than the last decade of the 20th century. In addition, the decreased area of glaciers in the lower altitude basins below 5 000 meters occupied 94.84% of the total change area while the glacier above 5 000 meters almost had no change. The kriging interpolation of the meteorological data indicated that the southeast of the study area was damp and hot while the northwest was cold and dry. The characteristic of temperature distribution from the northwest to the southeast presented from low to high, and precipitation increased in the first of the study period and then decreased but both of them were not very significant. In short, the temperature of study area was increased more prominently since 2000, while the precipitation change was very weak. The mean annual temperature and precipitation of 1980-1989a, 1990-1999a, and 2000-2013a were -3.53 ℃, -3.20 ℃, -2.22 ℃, and 384.49 mm, 354.27 mm, 428.13 mm, respectively. The study found that the glacier change was consistent with temperature variation in spite of the adverse effects of increased precipitation. Therefore, the research concluded that the precipitation change was not more significant comparing to temperature change. In other words, the main reason of the rapid decrease of glaciers in study area was likely due to the rise of temperature.     

基于GIS的玛旁雍错流域冰川地貌及现代冰川湖泊变化研究

基于多源多时相的数字遥感影像、地形图和DEM数据,利用遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术,对西藏玛旁雍错流域冰川地貌类型和空间分布进行了研究,并对流域内近30 a来冰川和湖泊的变化进行分析.结果表明:1974-2003年玛旁雍错流域冰川总面积减少了7.27 km²,平均退缩速率0.24 km²·a^-1;湖泊总面积减少37.58 km²,平均退缩速率1.25 km²·a^-1.多时相的监测表明,冰川在加速退缩,且阳坡冰川的消融速度大于阴坡,坡度陡、面积小的冰川消融比例大于坡度缓、面积较大的冰川;湖泊面积先减少后有所增加,但总面积还是减少了,不少小湖泊消失.分析流域附近气象资料可知,气温上升和降水量减少是玛旁雍错流域内冰川消融与退缩的主要原因.