基于波段运算最优方法的冰川遥感信息提取及其变化监测.pdf

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1、第32卷第6期地域研究与开发V0I_32No．62013年12月AREALRESEARCHANDDEVELOPMENTDec．2013基于波段运算最优方法的冰川遥感信息提取及其变化监测屈冉，申文明，王昌佐，刘晓龙，柏延臣，高彦华(1．环境保护部卫星环境应用中心，北京100094；2．北京师范大学地理学与遥感科学学院，北京100875)摘要：精确提取冰川的轮廓对于计算冰川的面积至关重要。对比分析了3种冰川提取方法。结果表明：最大似然法由于很难将阴影内部的冰川提取出来，所提取的冰川面积偏低；波段运算法的比值法、NDSI法与目视解译法所提取的冰川面积接近，但是目视解译法费

2、时费力；基于NDSI波段运算方法具有运算速度快、结果准确和算法简单等优势。基于NDSI方法提取希夏邦马峰地区的冰川变化结果表明，1990-2010年期间该地区冰川面积在不断退缩，并且有加剧的趋势。关键词：冰川提取；最大似然分类法；比值法；波段运算法中图分类号：P407．8文献标志码：A文章编号：1003—2363(2013)06．0154—05复杂，可分性越差。例如，中低纬度地区在影像获取时0引言段有阴影，使用分类器分类方法很难将阴影内冰川提取冰川是气候的产物，又是全球气候变化灵敏的指示出来。但是分类器可以将处于不同状态的冰川分为不器，对气候变暖高度敏感。对冰川变化

3、的监测，是了同的类别，比如冰舌位置冰川位于雪线以下，冰川内部解全球气候变化的重要手段之一。随着全球气候变暖，含有融水或以冰的状态存在，而雪线以上的部分，冰川冰川普遍处于退缩状态。冰川退缩将直接影响区域往往有大量的纯净雪存在，二者在全色波段上存在颜色水资源平衡与经济可持续发展。因此，冰川变化已差别。分类器分类可以界定纯净雪与冰川冰的界限，这经受到国内外学者的众多关注。随着遥感技术的发展种方法已经被应用于雪线高程的提取。和遥感数据的丰富，遥感技术在冰川监测中发挥着越来波段运算方法包括比值法、差值法和NDSI越重要的角色。能够精确提取冰川的轮廓对于计算冰等。其中比值法和N

4、DS1方法是这些方法中应用最多川的面积和变化至关重要。然而，受到冰川所处环境和的。比值法的基本原理就是利用冰雪在近红外(NIR)和冰川地区下垫面的复杂性影响，基于遥感的冰川面积提短波红外(SWIR)波段具有较低的反射率而在可见光波取在不同的方法下，提取的结果具有很大的差异。段具有较高的反射率的特点，叮以利用冰雪与其他地物当前基于遥感影像的冰川面积提取方法主要分为差别较大的反射特征来识别冰雪。比如，在可见光波人工目视解译方法、分类器分类方法和波段运算方段，云具有和冰雪基本相同的反射率，但是在近红外和法”3类。冰川目视解译方法主要在遥感应用的早期，短波红外波段，由于云是

5、液态水蒸汽，其温度高于冰雪由于受到遥感影像数据的限制(全色航片或者低分辨率(固态水)，所以在这两个波段内具有比冰雪高的反射影像)，其他方法很难应用于冰川提取。这种方法优点率，在该波段的影像上表现为比冰雪亮。根据这一特是解译结果可以实时受到人的限制，随时进行修正；缺征，可以将冰川与云区别开来。正由于波段运算方法具点是效率低，劳动输入较大，解译结果受到人的主观判有区分云与冰川的能力，所以，该方法更广泛地被采纳。断的限制。但是随着遥感传感器的发展，影像的空间分本研究将基于波段运算的冰川面积提取方法与分辨率不断提高，目视解译方法可以应用于高空间分辨率类方法进行对比，以评价波

6、段运算方法中比较适合应用影像，或者结合分类器分类法、波段运算法，以提高精于LandsatTM／ETM+数据的冰川面积提取方法，并以希度。分类器分类方法在冰川分类中也有较多的应用。夏邦马峰研究区为例，对提取结果进行对比与评价。该分类方法受到影像内地物复杂度的限制，影像内部越1研究区概况收稿13期：2013—07—09；修回日期：2013—10—13希夏邦马峰冰川是佩枯错湖的主要水源，南部是尼基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)项目泊尔首都加德满都。研究区南北地形具有较大的差异：(2012AA12A310)北边是青藏高原，南边是恒河盆地的边缘，南北方向地作者简

7、介：屈冉(1978一)，女，河南潢川县人，工程帅，博士，主要从事生态环境遥感监测研究，(E—mail)qrword@126．oom。形起伏较大；气候受印度季风气候影响，夏季降水多，冬通讯作者：申文明(1976一)，男，山西忻州市人，高级工程师，博季降水少，所以，研究区内的冰川物质积累在南坡主要士，主要从事遥感与地理信息研究，(E—mail)nkstroller@126．oom。集中在夏季，北坡集中在冬季。