我國是世界上第四大冰川資源國,也是中低緯度最大的冰川分布國。青藏高原的冰川資源更是可觀,使得冰川在西部水資源變化中占有舉足輕重的地位。因此,研究山地冰川的變化無論是對(duì)于全球變化還是對(duì)于西部干旱區(qū)的水資源變化都有著重要的科學(xué)意義。由于山地冰川大多位于地形復(fù)雜的高海拔偏遠(yuǎn)山區(qū),受到惡劣自然條件的影響和早期遙感衛(wèi)星存檔數(shù)據(jù)少的限制,難以獲取高質(zhì)量的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行山地冰川長時(shí)間序列的動(dòng)態(tài)變化研究,當(dāng)前大多數(shù)大區(qū)域尺度的冰川動(dòng)態(tài)變化研究其時(shí)間跨度小于10年,且主要集中在2000年以后,因此較為缺乏早期的長時(shí)間序列的區(qū)域型冰川變化觀測(cè)資料。間諜衛(wèi)星KH-9數(shù)據(jù)具有空間分辨率高、地面覆蓋范圍廣、基高比大、成像時(shí)間早(1971—1986年)等優(yōu)勢(shì),可為山地冰川長時(shí)間序列物質(zhì)平衡研究提供很好的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源,在本文中被作為主要數(shù)據(jù)源來提取研究區(qū)冰川在1974—2000年間的物質(zhì)平衡;ICEsat激光雷達(dá)傳感器獲取的高程數(shù)據(jù)具有高精度、小腳印等優(yōu)勢(shì),主要被用于提取研究區(qū)冰川在2000年后(2003—2009)的厚度變化信息。此外,針對(duì)國產(chǎn)高分辨率光學(xué)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)逐漸增多,但在山地冰川運(yùn)動(dòng)速度監(jiān)測(cè)中國產(chǎn)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)使用卻很少的現(xiàn)狀,本文還利用了“高分一號(hào)”(GF-1)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)提取了研究區(qū)冰川在2013—2017年間的運(yùn)動(dòng)速度,以此來驗(yàn)證GF-1數(shù)據(jù)在山地冰川運(yùn)動(dòng)速度監(jiān)測(cè)應(yīng)用中的可行性。論文的主要內(nèi)容和成果如下:(1)提出了KH-9影像畸變十字標(biāo)自動(dòng)識(shí)別新方法,使KH-9影像畸變校正誤差小于了一個(gè)像素,并在此基礎(chǔ)上建立了詳細(xì)完整的KH-9影像預(yù)處理和KH-9 DEM提取技術(shù)流程,結(jié)合提取的KH-9 DEM數(shù)據(jù)和SRTM數(shù)據(jù),利用大地測(cè)量冰川物質(zhì)平衡計(jì)算方法獲取了研究區(qū)冰川早期、長時(shí)間序列的物質(zhì)平衡變化特征(1974—2000年)。結(jié)果表明,雅弄冰川在近30年間不斷消融,平均物質(zhì)平衡為-0.30±0.04 m w.e.×a~(1-),整體上處于明顯的物質(zhì)負(fù)平衡狀態(tài);而西昆侖區(qū)冰川在近30年間的平均物質(zhì)平衡為0.03±0.03 m w.e.×a~(1-),冰川物質(zhì)量整體上處于近似平衡狀態(tài)或輕微的正平衡狀態(tài)。(2)詳細(xì)介紹了ICEsat GLA14測(cè)高數(shù)據(jù)處理方法,介紹了基于ICEsat數(shù)據(jù)和SRTM數(shù)據(jù)的山地冰川厚度變化提取技術(shù)流程,并在90%的置信度條件下,獲取了研究區(qū)冰川在2000年后的厚度變化信息。結(jié)果表明,雅弄冰川在2003—2009年間一直處于明顯的厚度減薄狀態(tài),年減薄量為0.58m×a~(-1);西昆侖區(qū)冰川中不同小冰川在2003—2009年間的厚度變化具有一定的差異,但整體上呈增厚狀態(tài),年增厚量為0.20m×a~(-1)。(3)詳細(xì)介紹了基于光學(xué)影像的頻率域相位相關(guān)冰川運(yùn)動(dòng)速度提取方法,介紹了完整的可用于GF-1數(shù)據(jù)的冰川運(yùn)動(dòng)速度提取技術(shù)流程,并以雅弄冰川為實(shí)驗(yàn)區(qū)域,獲取了雅弄冰川在2013—2017年間逐年的運(yùn)動(dòng)速度分布特征。通過對(duì)比同分辨率、同時(shí)段的Landsat-8數(shù)據(jù)提取的運(yùn)動(dòng)速度結(jié)果,從非冰川穩(wěn)定區(qū)域的殘余位移和冰川主冰流線剖面運(yùn)動(dòng)速度兩方面來評(píng)估GF-1數(shù)據(jù)在山地冰川運(yùn)動(dòng)速度提取研究中的可行性。結(jié)果表明,GF-1數(shù)據(jù)完全適用于山地冰川運(yùn)動(dòng)速度的提取研究。(4)分析了西昆侖區(qū)冰川和雅弄冰川在1974—2000、2003—2009年間的物質(zhì)平衡和厚度變化參數(shù)的時(shí)空變化差異,并結(jié)合氣象觀測(cè)資料初步研究了物質(zhì)平衡和厚度變化對(duì)氣候變化的響應(yīng)特征。發(fā)現(xiàn)藏東南海洋型冰川雅弄冰川對(duì)氣候波動(dòng)變化敏感,受夏季溫度持續(xù)上升的影響,冰川的表面消融強(qiáng)烈,其在1974—2000和2003—2009年間均處于消融狀態(tài),厚度不斷減薄,2000年后溫度上升更快,使冰川消融也更加強(qiáng)烈;相反,青藏高原西北部的極大陸型冰川西昆侖區(qū)冰川對(duì)氣候變化的響應(yīng)較慢,對(duì)氣溫變化不敏感,降雨成為了氣候變化的主導(dǎo)因素,降水量的增加引起冰川積累量的增加,使得西昆侖區(qū)冰川在1974—2000年和2003—2009年間均處于物質(zhì)積累狀態(tài),且在2000年后更為明顯。當(dāng)然,冰川變化與氣候之間存在復(fù)雜的內(nèi)部機(jī)制,其間關(guān)系還需進(jìn)一步探討研究。
【學(xué)位單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：P332;P343.6;TP751
【部分圖文】：

碩士學(xué)位論文來獲取冰川 2003—2009 年間的年厚度變化率；（3）冰川運(yùn)動(dòng)速度提�。菏紫纫� Landsat-8 數(shù)據(jù)和 SRTM 數(shù)據(jù)為參考數(shù)據(jù)對(duì) GF-1 影像進(jìn)行精確配準(zhǔn)，然后采用頻率域相位相關(guān)算法，基于 COSI-Corr 軟件平臺(tái)，在傅里葉域里對(duì) GF-1 影像進(jìn)行反復(fù)迭代和無偏估計(jì)來獲取位移信息，接著通過 Matlab 編程和 Arcgis平臺(tái)，利用冰川表面的冰流矢量和評(píng)估位移監(jiān)測(cè)精度的信噪比圖像來對(duì)明顯錯(cuò)誤的和可信度不高的位移信息進(jìn)行后處理，最后結(jié)合影像時(shí)間間隔獲取冰川表面的運(yùn)動(dòng)速度。論文的總體技術(shù)路線圖如圖 1-1 所示，它概括和總結(jié)了本文各部分的主要內(nèi)容及使用的數(shù)據(jù)和采用的處理方法。本論文中所涉及的各種方法、所得到的結(jié)果均在對(duì)應(yīng)章節(jié)中有詳細(xì)介紹。

2 研究區(qū)和數(shù)據(jù)介紹2 研究區(qū)和數(shù)據(jù)介紹2 Study Area and Data2.1 研究區(qū)冰川概況（Brief Introduction of Study Glaciers）雅弄冰川和西昆侖區(qū)冰川是位于青藏高原東南部和西北部不同氣候區(qū)的兩個(gè)典型冰川。雅弄冰川屬于海洋型冰川，對(duì)氣候變化十分敏感，是氣候變化的指示器，受溫度和降雨的影響，區(qū)域內(nèi)冰川大多處于壓力融點(diǎn)狀態(tài)，冰川的表面消融強(qiáng)烈，運(yùn)動(dòng)速度快，易引發(fā)災(zāi)害。而西昆侖區(qū)冰川屬于極大陸型冰川，在極其干燥寒冷的環(huán)境下，冰川熱量支出以蒸發(fā)為主，消融很弱，冰層多連底凍結(jié)，冰流速遲緩。雅弄冰川和西昆侖區(qū)冰川的地理位置如圖 2-1 所示。

像分辨率可達(dá) 0.6-0.9 m。在 20 個(gè) KH-9 任務(wù)中的 12 個(gè)任務(wù)中(編號(hào)為 1205～1216)，在其主攝像機(jī)上還搭載了焦距為 12 英寸的框幅式測(cè)圖攝影機(jī)，并在全球范圍內(nèi)拍攝了大約 2.9 萬張框幅像片（圖 2-2）。KH-9 框幅式像片中有 1058個(gè)精確的十字標(biāo)網(wǎng)格，允許精確地重建影像幾何；像片的重疊度為 70 % ，允許在現(xiàn)有的軟件中進(jìn)行攝影測(cè)量處理生成 DEM 數(shù)據(jù)，并大大的減少了地面控制點(diǎn)的數(shù)量；其地面足跡幾乎和 Landsat MSS 圖像一樣，但分辨率卻是 LandsatMSS 圖像的 177 倍。2002 年，美國政府解密了所有的 KH-9 測(cè)圖相機(jī)圖像（不包括以色列上空大約 100 幅圖像），而來自兩個(gè)主攝像機(jī)拍攝的圖像仍未解密。2.2.1.2 KH-9 測(cè)圖攝影機(jī)和 LFC 攝影機(jī)雖然 KH-9 測(cè)圖攝像機(jī)的設(shè)計(jì)仍是機(jī)密，但其與美國宇航局在 1984 年搭載于 STS 41-G 號(hào)航天飛機(jī)上的大像幅攝影機(jī)在設(shè)計(jì)、用途和性能等方面有很多相似之處。我們已知的相似點(diǎn)如下：首先，這兩架攝像機(jī)均為 23*46 厘米的框幅式相機(jī)，在飛行方向上都有較長的尺寸，并且使用了相同的 30.5 厘米焦距；其次 LFC 膠片容量為 2400 幀，乘以帶有測(cè)圖攝影機(jī)的 KH-9 任務(wù)的期數(shù)得到
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李真,姚檀棟;極地和山地冰川雪冰中重金屬的研究進(jìn)展[J];冰川凍土;2002年03期

2 姜遼;趙瑞;張述林;;中國西部山地冰川的旅游性及其空間開發(fā)思維[J];寧夏師范學(xué)院學(xué)報(bào);2008年03期

3 張?chǎng)?周建民;劉志平;;基于KH-9數(shù)據(jù)對(duì)青藏高原山地冰川DEM提取及精度評(píng)價(jià)——以普若崗日冰川和雅弄冰川為例[J];冰川凍土;2019年01期

4 王世金;趙井東;何元慶;;氣候變化背景下山地冰川旅游適應(yīng)對(duì)策研究——以玉龍雪山冰川地質(zhì)公園為例[J];冰川凍土;2012年01期

5 艾松濤;嚴(yán)博雅;王澤民;林國標(biāo);;基于GIS柵格操作方法模擬山地冰川長期變化[J];極地研究;2019年03期

6 一路開花;;家是那棵讓人流淚的樹[J];青年博覽;2012年11期

7 何元慶,沈永平,姚檀棟,陳拓,楊梅學(xué);挪威山地冰川上雪和粒雪中δ~(18)O的解釋及對(duì)區(qū)域氣候的指示意義(英文)[J];冰川凍土;2001年03期

8 一路開花;;家是那棵讓人流淚的樹[J];閱讀與作文(高中版);2012年Z2期

9 一路開花;;家是那棵讓人流淚的樹[J];芳草(經(jīng)典閱讀);2012年09期

10 范云偉 ,楊發(fā)懷;“與人類活動(dòng)有關(guān)的山地冰川學(xué)國際學(xué)術(shù)討論會(huì)”在蘭州舉行[J];冰川凍土;1992年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 艾松濤;北極山地冰川形態(tài)及其變化監(jiān)測(cè)研究[D];武漢大學(xué);2012年

2 黃啟廳;干旱區(qū)山地冰川—冰湖協(xié)同演變遙感監(jiān)測(cè)與氣候變化響應(yīng)機(jī)制研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 張?chǎng)?山地冰川變化參數(shù)的多源遙感提取與分析研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2019年

本文編號(hào)：2854428