基于RS与GIS的冰川面积及长度提取方法研究与实现

摘要

冰川是全球冰冻圈的重要组成部分，同时也是重要的全球气候变化指示器之一。在全球气候变暖的趋势下，我国西部的绝大部分冰川处于退缩状态，特别是上世纪80年代以来，冰川退缩的速度越来越快，这不仅直接导致了短期内冰川补给河流水量的急剧增加和不稳定性，而且更容易造成次生地质灾害的频繁发生，给冰川流域下游地区人民的生存福祉造成重大影响。因此，在当前气候背景下，开展冰川变化的研究具有十分重要的意义。
　　随着遥感技术的快速发展，利用遥感影像来实时大面积监测冰川的变化也越来越成为一种主流手段。冰川面积与冰川长度在冰川变化研究中占有举足轻重的地位，它们可以直接应用到很多研究冰川变化的模型中，并作为重要的输入参数。目前的冰川边界识别研究更多的还是集中于传统的计算机解译方法，而冰川长度提取则倾向于利用水文分析模型来提取，但自动化程度不高。本研究以青藏高原普若岗日冰原为研究对象，基于Landsat遥感影像数据、高分一号卫星数据，通过对比获取冰川面积的传统方法中人工目视解译、单波段阈值法、比值阈值法、监督分类与非监督分类、雪盖指数法等的优劣性，发现对于 Landsat影像，比值阈值法更适合提取研究区冰川面积，而对于高分一号卫星数据，则利用简单的单波段阈值法来提取冰川面积，并结合人工目视解译使提取结果达到最佳。基于清晰的冰川边界和研究区 DEM数据，综合利用冰川中心线法和冰川主流线法获取冰川长度，并在地理信息系统技术支持下进行了实现。实验结果表明综合方法提取的冰川长度线与人工数字化的冰川长度线吻合度较好，精度较高，且执行效率较高。
　　本研究将快速获取冰川面积和长度的方法在研究区进行了应用，分别提取了1990、2000、2010、2014年55条冰川的面积和长度，并利用研究区1974年地形图人工矢量化该区1974年冰川边界和长度。通过对比分析发现，近40年来研究区冰川绝大部分呈退缩趋势，且退缩速率也较快。此外，通过利用高分一号卫星数据提取冰川面积和长度，也验证了国产高分辨率卫星在冰川变化监测方面有很好的适应性。

目录

声明

1 绪论

1.1研究背景与研究意义

1.2国内外研究现状

1.3研究目标、内容、技术路线及章节安排

1.4 本章小结

2 研究区概况

2.1 自然地理概况

2.2 冰川分布

2.3 本章小结

3 数据源介绍与数据预处理

3.1 数据源介绍

3.2 数据预处理

3.3 本章小结

4 冰川面积及长度提取方法

4.1 冰川面积提取方法研究

4.2 冰川长度提取方法研究

4.3 本章小结

5 综合利用RS与GIS技术提取冰川面积和长度的应用

5.1 2014年冰川现状分析

5.2 冰川面积变化分析

5.3 冰川长度变化分析

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况