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冰川湖,又称冰湖,是由冰川消退过程中在冰川周边洼地形成的湖泊。不同于其它类型的湖泊,冰湖分布在冰川周围或冰川作用过的山体上,面积变化受冰川变化的直接影响。近年来全球气温不断升高,冰川退缩严重。冰湖是气候变化与冰川变化的一个敏感因子,研究冰湖的变化对于分析冰湖与冰川变化的互动关系、气候变化对冰川的影响都具有重要的指示意义。与冰川相比,冰湖具有目标小、所处位置难以到达、常规方法难以监测等特点,因此利用遥感的方法不失为一个好选择。而影像上山体阴影和云阴影由于其光谱特性和湖泊接近,对冰湖信息的提取造成很大干扰。所以,如何准确提取冰湖边界,是当前冰湖遥感制图面临的一大难题。
冰湖主要分布在高山冰川的边缘或周边区域,冰湖的变化真实地记录了冰川消融的状态与过程。天山是世界上大陆型冰川集中分布的地区之一,冰川周围分布着数量众多的冰湖。这些冰湖地处偏远,大多处于自然状态,较少受人类活动的直接干扰,湖泊的进退能够真实地反映该地区气候变化与冰川进退状况,是气候变化和波动的敏感指示器。与冰川相比,冰湖具有目标小、边界清晰、易于识别的特点,通过冰湖的变化可更方便地了解该地区冰川融水资源的变化。研究表明,自1950年以来,天山地区的冰川出现加剧退缩的趋势,与冰川相连或相邻的部分冰湖也因水量的快速积累,增加了冰湖溃决的可能性,给下游地区带来了较大的风险。因此,精确地获取冰湖的空间分布与动态变化信息,对于分析气候变化条件下冰川的进退之间与冰湖涨缩的关系、分析区域水资源变化、评估冰湖溃决的危险性等也具有重要的意义。
本研究利用HJ1A/1B、Landsat、SPOT等遥感数据,采用多时相遥感变化信息自动提取技术,获取近年以来天山的冰川湖泊面积变化制图;力求通过遥感技术还原近年来天山地区冰湖的时空变化过程,旨在建立一套大区域湖泊变化分析的理论与方法,进而为评估气候变化和人类活动对湖泊的影响提供科学依据。
本研究围绕完成天山地区冰湖的高精度制图的目标,重点研究如何消除和减少高山阴影或云阴影对冰湖轮廓提取的影响和提高指定影像下的制图精度:利用HJ-1A/1B卫星的短重访周期与较宽的视场范围来弥补SPOT卫星单种类型影像在二类阴影影响下对水体判定和提取能力的不足;总结之前学者湖泊提取的经验技巧,完善其不足并尝试改进其提取精度;形成一种多源数据相结合解决现实难题的思想。