冰川面积和体积变化遥感监测综述.docx

冰川面积和体积变化遥感监测综述陈杰(兰州大学地质科学与矿产资源学院,甘肃兰州 730000 ) 摘要:在全球变暖大背景下,对冰川进行二维和三维动态监测具有重要的意义,20世纪 60年代遥感技术的出现与发展,为冰川动态监测提供了一个前所未有的高技术手段,遥感的宏观、综合、快速和动态监测能力可获得甚至连地面观测也无法获取的冰川信息。本文主要综述用遥感技术来监测冰川面积和体积变化的方法。冰川面积变化监测方法可以分为两类:目视解译法和计算机自动分类法, 后者包括阈值法和雪盖指数阈值法、监督分类非监督分类法、比值阈值法等。遥感光学影像生成数字高程模型(DEM) 和雷达数据可以获取冰川的厚度变化,厚度变化与冰川面积的乘积可获取冰川体积变化。关键词: 遥感;冰川,面积变化,体积变化 0. 引言冰冻圈是气候系统五大圈层之一,包括各种类型积雪、冰川、河流湖泊中的淡水冰、海冰、地下冰及多年冻土(施雅风,1998 )。冰冻圈是古气候、古环境变化的重要信息库,又是现代气候变化的灵敏指示器,不但对气候有重大的反馈作用,其自身变化也对环境产生显著影响(曹梅盛等, 2006 ;施雅风, 2000 )。在全球气候变暖的大背景下,冰冻圈变化及其影响引起了广泛的关注。冰川是冰冻圈重要的组成部分,它不仅是气候变化的重要驱动因素之一,而且是反映气候变化的记录器和预警器(谢自楚,刘潮海,2010) 。中国目前共有冰川 48571 条, 总面积约 ×104km2 ,约占全国国土面积的 % ,冰川储量约 ~ ×103km3(刘时银等, 2015 )。 20世纪80年代前现代冰川研究主要依靠实地测量并借助于航空相片和经验公式来监测冰川变化。20世纪 60年代遥感技术的出现与发展,为冰川全球监测提供了一个前所未有的高技术手段。遥感的宏观、综合、快速和动态监测能力, 可获得甚至连地面观测也无法获取的冰川信息(曹梅盛等, 2006 )。偏远的、难以野外实地考察的冰川也能很好地被监测,并可以大范围快速地计算冰川面积、体积等变化的信息(韦佳黎,刘小驰, 2013 )。 1. 遥感数据大部分冰川监测资料均来自一些地表综合观测卫星平台的传感器(曹梅盛等,2006 ),目前全球范围内遥感影像数据的种类较多,根据研究的需要可选择不同的遥感数据,在冰川变化遥感监测方面共有十几种常用数据。研究冰川面积、体积变化的过程中常选用的数据包括 Landsat 系列数据,ASTER 数据,SPOT 数据和ALOS 数据等,而选用最多的是 Landsat 系列数据, ASTER 影像在近几年冰川变化研究中也发挥着重要作用。SPOT 数据和 ALOS 数据虽然具有高分辨率这一优势,由于价格昂贵,难以在大规模冰川变化研究中使用。 Landsat 系列数据质量较好,监测时间早,单景数据覆盖范围大,适合大面积监测冰川变化(张明杰等,2013 ;张国梁等,2010 ),是冰川监测中使用最多的遥感影像数据。Landsat 从1972 年7月23日以来,已发射 8颗,目前 Landsat1 —5均相继失效,不过搭载有 TM和MSS 传感器的 Landsat5 是目前在轨运行时间最长的光学遥感卫星,提取早期冰川边界多数还应用 Landsat TM 数据或者 MSS 数据。 Landsat 6 发射失败, Landsa