本文選題：遙感　切入點：信息提取　出處：《中國科學院大學(中國科學院遙感與數(shù)字地球研究所)》2017年博士論文

【摘要】：冰川被認為是氣候變化的敏感指示器和存儲器,也與水資源、海平面變化及自然災害密切相關。在全球變暖背景下,我國西部山區(qū)的絕大部分冰川呈現(xiàn)退縮狀態(tài),退縮速率在20世紀80年代之后有加速趨勢;冰湖是隨高山冰川退縮形成的湖泊,冰湖的擴張和萎縮與冰川、氣候變化均有密切關系,因冰湖潰決引發(fā)的洪水泥石流是高山地區(qū)常見的自然災害之一。對于我國西部干旱區(qū)而言,冰川和冰湖水體同時也是一種重要的淡水資源。對冰川和冰湖進行動態(tài)監(jiān)測,揭示兩者之間的協(xié)同演變規(guī)律及其與氣候變化間的響應機制具有重要意義。3S技術(shù)尤其是遙感技術(shù)的快速發(fā)展為冰川和冰湖的大范圍監(jiān)測提供了有力技術(shù)手段。本文以新疆中部的博格達峰地區(qū)和北部的阿爾泰山友誼峰地區(qū)作為研究區(qū),采用1970S、1990S、2000S和2010S共4個時期的遙感影像數(shù)據(jù)對研究區(qū)的冰川和冰湖分布信息進行提取,對冰川與冰湖的變化特征進行了分析,在此基礎上結(jié)合1970-2010年的氣溫、降水資料,探討冰川和冰湖變化的相互關系,以及對氣候變化的響應機制。論文主要研究成果體現(xiàn)在以下幾方面:(1)提出了高山地區(qū)冰川、冰湖遙感信息自動化提取方法。針對高山地區(qū)的氣象和地形條件特點,發(fā)展了有效的云影檢測方法,實現(xiàn)了冰雪覆蓋地區(qū)影像中云影的有效識別和提取;在此基礎上,基于“全域-局部”分步迭代的遙感信息提取框架,通過特定時段內(nèi)多期有云影像的信息融合,提出了冰川和冰湖信息的自動化遙感提取方法,克服了高山地區(qū)常見的云影、山體陰影等不利因素對冰川、冰湖信息提取的干擾,有效提高了冰川冰湖遙感信息提取的效率。(2)揭示了研究區(qū)近40年來的冰川時空變化特征及區(qū)域差異性。構(gòu)建了基于CORONA、Landsat MSS、Landsat TM、Landsat ETM+等衛(wèi)星傳感器的長時間序列觀測數(shù)據(jù),在多時相冰川遙感專題信息提取結(jié)果基礎上,依據(jù)面積、數(shù)量、規(guī)模和坡向等因子對博格達峰和友誼峰地區(qū)的冰川時空變化特征進行分析,并對兩個地區(qū)的區(qū)域性變化差異進行了探討。結(jié)果表明,(1)總體上友誼峰地區(qū)和博格達峰地區(qū)的冰川均呈消退趨勢,1972-2010年友誼峰地區(qū)冰川共退縮64.87km~2,變化比例達到16.39%,退縮速率為1.66km~2.a~(-1);博格達峰地區(qū)冰川面積退縮47.74km~2,比例為23.46%,退縮速率為1.22km~2.a~(-1)。(2)在不同冰川規(guī)模上,友誼峰地區(qū)規(guī)模在0.1-0.5km~2及5km~2的冰川退縮面積最大,占總面積變化的70.09%;博格達峰地區(qū)則是規(guī)模為1-5km~2的退縮最大,占總體的42.61%。(3)在不同坡向上,友誼峰地區(qū)冰川在東和東南坡向的面積變化最大,占總冰川退縮面積的63.01%;而博格達峰地區(qū)冰川則在北坡向的面積變化最大,占總變化量的33.68%。(3)揭示了研究區(qū)的長時序冰湖時空變化特征及區(qū)域差異性。對冰湖的時空變化特征與區(qū)域性差異進行了比較分析,得出以下結(jié)論:(1)1972-2010年兩個研究區(qū)的冰湖也均呈增長趨勢,友誼峰地區(qū)冰湖面積增加26.34km~2,年均增長速率為0.91%;博格達峰地區(qū)增加3.04km~2,年均增長速率1.76%。整體上友誼峰地區(qū)冰湖面積變化量比博格達峰地區(qū)大,但博格達峰地區(qū)增長率更高。(2)在不同規(guī)模變化上,兩研究區(qū)都是規(guī)�！�0.1km~2的面積增幅最大,友誼峰地區(qū)增加了11.78km~2,占其總增加面積的44.72%;博格達峰地區(qū)面積增加了1.36km~2,占總增加面積的44.74%。(3)在不同坡向上兩研究區(qū)存在差異,友誼峰地區(qū)南坡冰湖面積增加速率比北坡大,而博格達峰地區(qū)則表現(xiàn)相反,其北坡冰湖面積增加率比南坡大。(4)基于研究區(qū)近40年來的氣候變化特征分析,探究了冰川-冰湖協(xié)同演變規(guī)律及其對氣候變化的響應機制。在氣象資料輔助下,分析了研究區(qū)的氣候變化特征及其差異,將氣候變化特征與冰川-冰湖的時空變化進行耦合分析,嘗試揭示研究區(qū)冰川-冰湖協(xié)同演變的規(guī)律和內(nèi)在驅(qū)動力;通過兩個研究區(qū)冰川-冰湖系統(tǒng)的演變規(guī)律對比,初步探索了不同區(qū)域冰川-冰湖系統(tǒng)對氣候變化的響應差異。初步結(jié)果表明:1972-2010年友誼峰地區(qū)與博格達峰地區(qū)溫度、降水呈增長趨勢,溫度持續(xù)升高是冰川消融的主導因素,冰川融化引起了冰湖面積的增長。1972-2010年友誼峰地區(qū)冰川退縮了64.87km~2,冰湖面積增長了26.34km~2,博格達峰地區(qū)冰川退縮了47.74km~2,冰湖面積增長了3.04km~2,友誼峰地區(qū)冰湖消融及冰湖面積增長比博格達峰地區(qū)增長顯著,主要原因在于友誼峰地區(qū)夏季升溫更為明顯。受地形及夏、冬季節(jié)溫度升高程度不同的影響,友誼峰地區(qū)南面冰川退縮較快,退縮速率為0.82km~2.a~(-1),博格達峰地區(qū)北面冰川退縮更快,退縮速率為0.71km~2.a~(-1)。冰川退縮對中小規(guī)模冰湖面積增長影響更為突出,友誼峰地區(qū)≤0.1km~2規(guī)模的冰湖面積增長11.78 km~2,占該區(qū)增長總量的44.72%;博格達峰地區(qū)≤0.1 km~2規(guī)模的冰湖面積增長了1.36 km~2,占該區(qū)總增長面積的44.74%。友誼峰地區(qū)與博格達峰地區(qū)冰川退縮和冰湖增長均是全球氣候變暖的結(jié)果。
[Abstract]:In this paper , glacial and glacial lakes are extracted by remote sensing image data in the western mountainous region of China . Based on the results of multi - phase glacier remote sensing thematic information extraction , the regional variations of the glacier in the Friendship Peak area ranged from 1.66km ~ 2.a ~ ( -1 ) to 16.39 % and 1.22km ~ 2.a ~ ( -1 ) . The area of the glacier in the Friendship Peak area varied from 1.66km ~ 2.a ~ ( -1 ) . ( 1 ) The growth rate of the ice lakes in the Friendship Peak area increased by 26.34 km ~ 2 and the annual growth rate was 1.76 % . The area of the Friendship Peak increased by 26.34 km ~ 2 and the annual growth rate was 1.76 % . The area of the friendly peak increased by 1.36km ~ 2 , which accounted for 44.74 % of the total area . ( 4 ) Based on the analysis of climate change characteristics over the past 40 years in the study area , the climatic change characteristics and the response mechanism to climate change are explored . The climatic change characteristics and their differences are analyzed by the aid of meteorological data . The area of the ice lakes in the Friendship Peak area is increased by 26.34 km ~ 2 . The area of the friendly peak area is increased by 26.34 km ~ 2 . The area of the friendly peak area is 0.28km ~ 2.a ~ ( -1 ) . The area of the friendly peak is 鈮，

本文編號：1682266