基于RS与GIS的冰川变化参数信息提取研究

摘要

冰川是气候变化的指示器和储存体,其变化是全球变化的重要指标。随着遥感技术的发展,借助遥感手段研究冰川的性质和特征、监测冰川的动态变化是冰川学研究的重要手段之一,为全球冰川动态变化研究提供了及时、准确、廉价的数据源。
　　本论文的研究内容主要分为三个部分:应用遥感影像提取冰川信息的传统方法和面向对象的信息提取方法比较;在天山台兰河流域探讨面向对象信息提取方法在冰川自动化提取冰川面积信息的优势;应用地形图 DEM和 SRTM4求取冰川区的相对厚度变化。受数据限制,研究选取了我国大陆型冰川分布的三个典型冰川区:阿尔泰山喀纳斯河源区,天山台兰河流域,祁连山黑河葫芦沟小流域地区。在阿尔泰山喀纳斯河源区综合目视解译以及计算机自动解译的方法,将冰川解译的传统方法及面向对象图像特征提取方法应用于冰川边界提取中,比较各种方法的优劣;冰储量是表征冰川水资源变化状况的最直接参数,冰储量估算的最核心问题是冰川厚度的测量,对黑河葫芦沟小流域近40年来的厚度退缩进行计算,估算黑河流域冰川变化情况。
　　本论文的主要研究成果如下:
　　(1)通过将传统遥感解译的方法以及面向对象的解译方法应用到喀纳斯河源区,研究发现:目视解译精度较高,虽然耗时耗力,但适用于任何类型的冰川解译。传统计算机自动解译方法各有优缺,阈值法操作简单,但是区分效果不明显;雪盖指数法比直接用阈值法要精确些,结果也不尽人意;非监督分类方法精度较低;监督分类方法准确度明显高于非监督分类,但是部分积雪和岩石还是容易被错分;波段比值法操作相对简单,精度较高。决策树自动生成研究避免了人工生成决策树时的主观性,该方法无法识别样点数据中的误差,有明显的错分;面向对象的提取方法能更好的提取各种具有特征类型的地物,应用于冰川的提取具有较高精度。
　　(2)选取天山台兰河流域这一典型冰川区应用面向对象的方法进行冰川的自动化提取。得到:2011年,通过面向对象影像解译得到台兰河流域共发育现代冰川109条,冰川总面积385.38km2,冰川平均面积为3.54km2。近40年来台兰河流域冰川总面积共退缩50.06km2,平均每年退缩0.94km2,冰川平均面积减小0.31km2,表明该地区冰川处于强烈退缩状态。研究发现面向对象的提取方法能高效提取冰川,且能有效抑制云和雪的干扰,在自动解译冰川方面有良好的应用前景。
　　(3)多源DEM数据的出现,使获得冰川厚度变化成为可能。利用地形图DEM、SRTM-DEM数据研究冰川厚度变化,从二维转向三维更为精确的研究冰川变化。对黑河葫芦沟小流域1956-2000年冰川相对厚度变化进行计算发现冰川厚度平均减薄1.5m,最大减薄15m,最大积累3m。

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英文摘要

目录

1 绪论

1.1 研究背景及研究意义

1.2 冰川变化参数信息提取国内外研究进展

1.3 研究目标、内容与思路

1.4 技术路线

2 研究区与数据介绍

2.1 研究区介绍

2.2 数据介绍

2.3 数据预处理

3 遥感影像冰川信息提取方法比较

3.1 传统方法

3.2 面向对象的冰川信息提取方法

3.3 方法比较

3.4 误差分析

3.5 小结

4 面向对象的信息提取方法在台兰河流域的应用

4.1 面向对象方法冰川参数提取

4.2 冰川区山脊线提取

4.3 冰川变化信息

4.4 小结

5 葫芦沟流域冰川相对厚度变化

5.1 面积变化计算

5.2 相对厚度变化分析

5.3 储量变化计算

5.4 小结

6 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 问题

6.3 展望

参考文献

致谢

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