藏东南尼都藏布流域冰雪崩、滑坡和泥石流等山地灾害频发，研究团队于2021年10月对流域内的塔弄错进行了水深测量和周边地貌环境调查。同时，利用短基线合成孔径雷达干涉测量（SBAS-InSAR）技术监测了尼都藏布流域的地表形变速率，以识别冰湖周边的潜在滑坡体、崩塌体等诱灾因素。最后，基于数值模型RAMMS和波浪传播模型，评估了不同情景下崩塌体入湖和水量变化对冰湖溃决风险的影响。结果表明，塔弄错的最大水深为29.45 m，平均水深为15.21 m，水量为1 820 842 m3。塔弄错周边5个不稳定区域的平均形变速率远高于其他区域，将来可能会成为触发塔弄错溃坝的外界诱因。模型模拟显示，塔弄错在入湖崩塌体质量增加或水量增加情况下，产生的洪峰流量、溃口深度和坝顶承受的压力均显著增加。因此，建议在冰湖溃决风险评估工作中重点关注周边有崩塌隐患点且水量持续增长的冰湖，并实时观测崩塌区的动态变化，为下游及时做好冰湖溃决洪水的避险提供预警信息。
近几十年来，随着全球气候变暖，冰川退缩、冻土消融、河流流量增加和湖泊扩张等成为青藏高原科学研究备受关注的热点问题。高原水系统的这些变化催生了内流湖泊漫溢并与外流水系重建水力联系的风险。为了探究青藏高原内流区湖盆与外流区水系重建水力联系的潜在风险，本文以卫星遥感数据和气象再分析数据为数据源，采用地统计分析方法，筛选出了青藏高原内流区26个与外流区具有潜在水力联系的湖泊流域盆地，并且分析了这些湖盆内的主要湖泊面积的变化以及与区域内关键气象参量（降水、气温和蒸发）之间的相关性特征。研究表明，研究遴选出的内流盆地湖泊水体整体扩张趋势显著。不同区域的湖泊水面面积变化与气温、降水等气象要素之间具有明显的差异性。其中，与气象要素变化具有强相关性（R2>0.5）的盐湖、班公错、泽错和雀莫错4个湖泊中，盐湖已于2019年与长江源支流水系重建水力联系并外溢；其他3个湖泊在无突发极端气象或地质灾变的情况下，在未来30年内无外溢的风险。本研究有助于理解在全球气候变化影响下，青藏高原河湖水系的变化过程规律及科学地预防和应对潜在的灾害风险。
青海三江源区是全球气候变化的敏感区和生态环境脆弱区，目前正面临着冻土退化的问题。本研究基于三江源区18个国家气象站1961—2021年气象观测资料，对气候变暖前后季节冻土冻融特征进行对比分析。结果表明：三江源区年平均气温为-0.34 ℃，呈东高西低分布，总体以0.38 ℃·（10a）-1的速率上升，并在1997年发生突变，突变后气温显著升高。平均年最大季节冻结深度为142.5 cm，自西北向东南减小，总体以2.4 cm·（10a）-1速率退化，与变暖前相比减少了11 cm。平均地表冻结初日为10月24日，以1.0 d·（10a）-1速率推迟，平均地表冻结终日为5月18日，以3.3 d·（10a）-1速率提前，与变暖前相比，地表冻结终日提前了12 d，地表冻结初日推迟了14 d。季节冻土平均冻结时间为133.9 d，呈西高东低分布，总体以1.9 d·（10a）-1速率减少，与变暖前相比减少了8.8 d。年最大冻结深度及冻结时间分别在2004年和2002年发生突变，相比气温均有一定滞后。这说明，季节冻土在受气温变化影响同时，还受地形、人类活动等其他因素影响。该研究揭示了三江源区季节冻土冻结作用弱化的现象，研究成果可为应对气候变化、工程建设等提供参考。
受青藏高原暖湿化气候的影响，高原中部的可可西里多年冻土呈现快速的退化状态，并由此诱发大量的热喀斯特地貌发育。热融滑塌作为多年冻土区最为典型的热喀斯特地貌，其快速发育是多年冻土响应气候及环境变化的指示器。考察发现热融滑塌的快速发育对区域环境及重大基础设施均具有显著的灾害效应，但由于缺乏高精度的空间数据，对这一区域热融滑塌的分布特征缺乏细致的研究。本研究基于高分系列卫星产品影像资料解译，并结合2021年野外调查验证，开展了可可西里地区热融滑塌分布特征及灾害效应研究。研究结果表明：全区共发育热融滑塌1 734个，总面积约30.82 km2，主要分布在海拔4 700~4 800 m的丘陵山区缓坡地带，其中4°~6°的坡面热融滑塌分布最多，约占总数量的32%，总面积的38%。由于坡向对地表热量分布及地下冰赋存条件的影响，对热融滑塌分布影响较大，北坡（N）及东北坡（NE）分布较多，约占59%。广泛发育的热融滑塌不仅对寒区生态环境、水环境、气候环境有重要的影响，也对重大基础设施及藏区居民生命财产具有灾害效应。本研究对可可西里地区未来工程规划及国家公园建设具有重要的指导意义。
冰湖接触型冰川的“湖-冰”相互作用显著，且共同作用于高山区水循环过程，在山区涵养水源、调节径流、维护生态多样性等方面发挥重要作用。本文基于Landsat遥感影像和ERA5-Land再分析资料，对东昆仑木孜塔格峰冰川区冰湖演变、冰川物质平衡进行了探讨。结果表明，木孜塔格峰冰川区冰湖主要分布于海拔5 275~5 400 m，多为冰川阻塞湖。1990—2020年分布有冰湖16个，其中，冰川5Y624E0022和5Y624F0020阻塞形成的两个冰湖分别发生3次和2次冰湖溃决事件。两湖均为周期性溃决冰湖，前者于1999年和2001年发生较大规模冰湖溃决，溃决前面积分别为（0.250±0.044） km2、（0.500±0.097） km2，溃决水量分别为（0.014±0.003） km3、（0.026±0.006） km3；后者为2000年形成的冰川阻塞湖，溃决前面积为（0.110±0.030） km2，同年溃决，水量为（0.006±0.002） km3。期间，冰湖数量有所增加，面积和储量均有减少趋势。然而，2000—2010年冰川累积物质平衡呈增加趋势，2010—2020年呈减少趋势，且有冰湖接触型冰川年均物质平衡呈显著的减小趋势（-0.024 m w.e.·a-1），略大于无冰湖接触型冰川的减小趋势（-0.022 m w.e.·a-1）。此外，冰川热融侵蚀和冰崩作用使得冰鳞川和木孜塔格冰湖与冰川相连位置分别加速退缩了0.65 km、0.28 km。总之，该地区冰湖正处于数量增加、冰湖空间扩张阶段，其加速了母冰川的物质亏损。
湖-冰接触型冰湖水温影响入湖冰川融水量和冰碛坝温度，对研究冰川消融和冰碛坝稳定性具有重要意义。本文基于2012—2021年对龙巴萨巴湖现场水温观测等数据，探讨冰前湖水温变化特征及影响因素。研究发现，在观测的10~200 cm深度，冰前湖水温与气温密切相关，但冰川融水的汇入影响显著。夏季受大量冰川融水汇入的影响，夏季水温均值在4 ℃左右，湖水无明显分层现象；在日水温>4 ℃时，冰湖水温主要受太阳辐射强度和日间天气条件影响，形成日间热分层现象。冬季则具有明显温度分层。龙巴萨巴湖年结冰期主要受夏季水温和冰川补给量影响，大约从10月下旬至次年5月下旬，年结冰期约200天；湖冰厚度变化显著，2月份湖冰最厚，一般在100~200 cm之间。冰湖水温的变化，通过湖水-坝体热交换对坝体内部温度场产生影响，进而影响坝体冻融状态及稳定性。
位于青藏高原东南边缘的海螺沟冰川是典型的季风海洋性冰川，对气候变化响应极为敏感，研究海螺沟冰川现状及变化趋势具有重要的现实意义。本文以Landsat系列遥感影像为数据源，基于遥感和地理信息技术，采用波段比值阈值法和目视解译相结合的方法提取1974年、1991年、2000年、2009年、2020年5期冰川边界，并结合数字高程数据分析了在全球变暖大背景下近46年来海螺沟冰川长度、总面积、表碛覆盖范围和不同朝向冰川覆盖单元变化特征。结果表明：（1）1974—2020年冰川长度缩短1 087 m，年平均退缩速率为0.15%，其中，2000年后冰川末端退缩速度不断加快。（2）1974—2020年冰川面积减少0.55 km2，面积变化率为-2.19%，年平均退缩率为0.05%，其中2000—2009年减少最多，约为0.23 km2，面积变化率为-0.93%，年平均退缩率为0.10%。（3）不同朝向冰川也呈不同程度的退缩状态，其中偏东向冰川面积萎缩速率最快。冰川分布呈东多西少、南多北少的特点，且各朝向冰川面积分布与1974—2020年对应朝向面积总萎缩量存在正相关关系。（4）自2000年后海螺沟冰川西北部、东北部和西南部表碛覆盖面积不断增大，预测未来海螺沟冰川表碛将处于持续扩张的状态。
叶尔羌河流域冰湖溃决洪水致灾严重，在全球变暖背景下建立完善冰湖溃决洪水数据库，掌握其变化规律是开展冰湖研究和洪水危险性评估、风险管理的基础。基于水文径流数据、科考资料及洪水灾情资料，建立了1961—2021年叶尔羌河流域克亚吉尔冰湖溃决洪水数据库，利用线性趋势、R/S分析、累积距平、Mann-Kendall突变检验、Morlet小波分析等方法分析了冰湖溃决洪水的频次、洪峰流量变化特征，基于多概率分布函数估算了不同重现期情景下的洪峰流量并对其进行了危险性评估。结果表明：叶河流域克亚吉尔冰湖溃决洪水出现频次和洪峰流量在月分布上均呈单峰型，8—9月溃决洪水风险全年最高。1961—2021年克亚吉尔冰湖溃决洪水频次线性变化趋势不明显，呈现高、低交替变化的年代振荡特征，洪峰流量则呈现显著线性减少趋势，其减少速率为15.5 m3·s-1·a-1，对于洪水资源化利用而言利大于弊。对于19 a准周期，短期内克亚吉尔冰湖溃决洪水发生频次处于低位，风险较低，并将持续下降到2027年左右，此后进入下一个上升阶段。虽然21世纪初受全球气候变化影响，克亚吉尔冰湖溃决洪水出现短暂的高频期，但这仍不能改变其振荡减少为主的长期变化特征。克亚吉尔冰湖溃决洪水在5 a一遇重现期情景下有一定的致灾风险，10 a及以上不同重现期情景下致灾风险极高。建议后期加强对叶尔羌河克亚吉尔冰湖的动态监测、风险评估以及冰湖溃决突发洪水机理研究，加快水利工程建设力度，趋利避害、提高流域防洪减灾能力。
冰湖溃决洪水具有范围广、持续时间长、危害大并经常伴随有泥石流发生等特点。目前针对冰湖溃决洪水动力演化特征的定量研究相对匮乏。为此，对次仁玛错冰湖溃决洪水灾害演化特征进行研究，以实地调查及多期遥感影像为基础，并采用泥沙输移模型和水动力模型耦合方法揭示冰湖溃决洪水侵蚀演化特征。模型基于精度为12.5 m的数字高程（DEM）地形数据，模拟反演1981年次仁玛错冰湖溃决洪水动力演化过程，与实测结果进行对比，验证模型的适用性和可行性，并对冰湖再次溃决进行预测分析，定量评价冰湖溃决洪水在演进过程中流深、流速、侵蚀和沉积特征。溃决洪水在演进过程中对章藏布支沟冰碛物及下游沟岸松散坡积物进行冲刷侵蚀，高含沙洪水逐渐演化为稀性泥石流，在707滑坡处流深8~10 m，最大流速13.7 m·s-1，侵蚀深度8~9 m。稀性泥石流在主沟沉积形成堰塞坝，坝高9~11 m，短暂堵塞波曲河。稀性泥石流对樟木口岸下游滑坡群坡脚进行冲刷侧蚀，侵蚀深度约10~13 m，易引发大规模次生灾害，稀性泥石流到达水电站处，淤埋水电站进水口，导致水电站失效。整体来看，溃决洪水在演进过程中，洪水对上游沟床及沟岸进行强烈的侵蚀夹带，洪峰流量增强，在中游，稀性泥石流对沟岸进行侧蚀，在沟道狭窄处流速增大，下切侵蚀增强，在沟道宽阔处，流速降低，固体物质沉积，整体达到冲淤平衡，洪峰流量随距离逐渐衰减，至下游，沟道地形开阔，流速放缓，稀性泥石流逐渐沉积，同时对沟道两岸进行侧蚀，整体为沉积。模型可以良好地揭示冰湖溃决洪水灾害侵蚀演化动力特征。
位于新疆东天山北麓新建成的京新高速公路（G7）新疆伊吾—木垒段项目，跨越了北温带大陆干旱区、寒温带亚干旱区、亚寒带亚干旱区等气候区，经过山前冲洪积平原、剥蚀—堆积微丘区、台地、山间盆地低中山以及湖相沉积平原等地形地貌区域，通过对复杂的气象条件和多样的地形地貌以及对雪害的初步调查，结果表明：项目建设和运营中面临的主要问题是风吹雪灾害。本文通过风速风向远程监测、卫星遥感以及冬季现场雪情调查等多种研究方法，发现该公路沿线雪密度小、风向多变、风速大小和降雪量分布不均匀等易造成风吹雪灾害的特征，指出了风力强和降雪量大的路段范围。基于模糊综合评价法，建立适合于本条高速公路的风吹雪危险度评价模型，模型中考虑并选取自然和工程方面的8项影响因素，将这些影响因素与危险度评价指标形成隶属函数矩阵，根据隶属度最大原则对风吹雪危险度进行了评价，划分了京新高速（G7）新疆伊吾—木垒段的风吹雪路段危险度，模糊评价结果与现场雪情调研吻合较好，最后结合风吹雪最危险地段的路基形式，给出调整或增设防雪设施的建议。研究成果可为京新高速公路（G7）新疆段采取防风雪措施提供理论指导，为交安设施的动态调整和完善提供技术支持，这对保障寒区高速公路冬季运营安全及防灾减灾具有重要意义。
青藏铁路1401旱桥位于唐古拉山多年冻土区。青藏铁路正式运营后，1401旱桥桩基连续多年出现沉降现象，严重危害了铁路的安全运营。对2009—2018年间沉降数据的分析表明，经过2009年、2011—2012年以及2017年三期的整治，该旱桥桩基已经趋于稳定。进一步分析发现，1401旱桥桩基沉降的主要原因包括浅层多年冻土夏季升温、青藏铁路沿线气候变暖、深层承压水外泄导致的冻土升温和下限升高。青藏铁路1401旱桥桩基的整治措施表明，冻土区桩基沉降的治理工作是一个复杂长期的过程，必须综合考虑各项整治措施对多年冻土地基的热扰动，建议开展青藏铁路旱桥的监测，增强早期发现、治理桩基病害的能力，提高青藏铁路旱桥路段的运营水平。
裂隙中冰夹层的出现及生长是岩体冻胀风化的重要特征及成因，裂隙岩体是由裂隙和岩石基质构成，裂隙与可视为孔隙介质的岩石性质差异巨大，多数情况下是岩体中水分主要的储存及运移通道，对于不饱和裂隙而言，其中往往同时存在着气态迁移和液态迁移，很难直接用既有的原位冻胀和分凝冰机理解释裂隙中冰层形成及生长过程。为研究非饱和岩体裂隙中冰层出现及分布状况，作者用两块水泥试块拼接成带有单条垂直裂隙的岩体试样，并对试样进行了暖端补水条件下的单向冻结试验，试验结束后，试块中新增了3条水平裂隙和1条垂直裂隙，且裂隙中均有薄冰层出现，试样负温区有显著的结霜现象，整个过程中水分迁移总量达221 mL，且以气态形式为主。基于传热学基本原理，建立了自然对流条件下单个裂隙壁面上的结霜模型，根据试验中试样不同冷表面的特征，将结霜表面分为I~III类，分别计算了三类冷表面上霜层厚度、密度及单位质量随时间的变化，并利用试验结果对计算结果进行了验证，证明了单个壁面上结霜模型的可靠性。以结霜模型为依据，同时结合相关文献进行分析得到：影响岩体裂隙负温区壁面结霜量的直接因素有裂隙中的对流传热条件、空气相对湿度及负温区壁面面积大小，这三个因素取值越大时，则一定时间内裂隙壁面上的结霜量越多，裂隙中的成冰作用更为显著。裂隙沿程的温度梯度则是更为本质的原因，温度梯度越大时，岩体裂隙中的对流传热作用会更为强烈，负温区壁面面积越大，则一定时间内结霜量越多。
渠道在季节性冻土区常年遭受基土冻胀、融沉和侵蚀的危害，针对此问题提出由聚苯乙烯泡沫板、陶砂和环氧树脂多层组合制成渠道衬砌垫层，采用室内干湿与冻融交替试验的方法来探究复合衬砌隔热性和粘结强度的劣化规律，以及多层组合垫层对混凝土板的保护作用，并结合统计学的方法确定陶砂最佳掺量。试验结果表明：陶砂能降低复合衬砌的导热系数，其隔热性劣化主要是由聚苯乙烯泡沫板和混凝土引起，随干湿与冻融累计试验次数增加呈线性降低趋势；陶砂掺量对聚苯乙烯泡沫板接触面的粘结强度基本无影响，而对混凝土接触面的粘结强度有较大影响，且掺量与粘结强度成反比例关系；在干湿与冻融交替作用下，多层组合垫层对混凝土板有较好的保护作用，与普通混凝土板相比，在质量与抗压强度损失方面分别降低1.04%和8.58%；以复合衬砌隔热性和聚苯乙烯泡沫板接触面粘结强度为双控目标，建立了陶砂最佳掺量的计算方法。多层组合垫层具有良好的隔热性、粘结强度和防渗效果，该试验研究成果可为渠道垫层设计提供科学参考。
为探索不同冻融循环次数和围压作用对季节冻土区路基土在不同含水率条件下的应力-应变关系及损伤机理，以辽宁阜新市某公路区间为试验路段，采用环刀法选取试验路段路基土样，通过冻融循环及三轴压缩试验，得到在不同冻融循环次数及围压作用下路基土的应力-应变曲线变化规律；根据损伤力学及统计学原理，将Weibull分布与Lemaitre有效应力原理相结合，建立了季节冻土区路基土损伤本构模型。结果表明：冻融循环作用可导致路基土试件强度降低，且随着试件含水率的增加，应力-应变曲线呈现由应变软化逐渐表现为应变硬化特征，试件最优含水率为应变软化与应变硬化的分界点；随着围压的增大试件强度增加，在冻融循环次数较少且围压较低时，试件的应力-应变曲线出现峰值应力，曲线表现出应变软化特征，在冻融循环次数较多且围压较大时容易出现应变硬化现象；经对比分析，所建立的损伤本构模型与试验应力-应变曲线吻合度较好，且模型所需参数均可通过三轴试验获得，说明该模型能够较好地描述季节冻土区路基土的应力-应变关系，具有实用性。另由试验结果可知，为降低东北地区冻融循环作用对季节冻土区路基强度的影响，提前做好路基的防排水工作对于路基冻融病害防治是非常重要的。
祁连山是我国西北重要的生态屏障，明确其生态系统服务时空分异及演变机制对区域生态保护修复和可持续发展具有重要意义。本文基于InVEST（Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs）与CASA （Carnegie-Ames-Stanford Approach）模型对2000—2020年间祁连山地区产水量、碳储存、土壤保持、水质净化、碳固定和生境质量六项生态系统服务进行计算，分析其在不同尺度上的时空变化及分布特征，识别其生态系统服务热点区域。研究发现：2000年以来，祁连山地区六项生态系统服务在区域整体以及不同土地覆盖类型供给量均呈增加趋势，山区是增量的高值区，热点分析中的Ⅲ类和Ⅳ类热点区面积呈增加趋势；在空间上，祁连山地区六项生态系统服务表现为“东高西低”的分异特征，林地与草地单位面积供给量值较高，不同地形梯度生态系统服务供给能力差异较大，多在海拔3 100 m以上达到峰值，热点分析中的Ⅴ类热点区主要分布在东部山区。研究成果识别了祁连山地区六项生态系统服务时空分异特征以及探讨了影响其时空变化的自然和人类活动因素，可为祁连山地区制订针对性的生态保护战略以及高质量可持续发展的政策提供依据和建议。
植被物候是指示植被对自然环境变化响应的重要指标。大兴安岭多年冻土区是我国唯一的高纬度多年冻土区，该区植被物候的研究有助于认识寒区生态系统对全球气候变化的响应。本文首先比较了归一化植被指数（NDVI）、增强型植被指数（EVI）和日光诱导叶绿素荧光（SIF）在多年冻土区物候研究中的差异和适应性，结果表明EVI的应用效果最佳。其次，结合2000—2019年MODIS EVI时间序列数据和气象数据，采用Savitzky-Golay（S-G）滤波和动态阈值等方法提取植被生长季开始（SOS）、结束（EOS）和长度（LOS）等关键物候参数，分析大兴安岭多年冻土区植被物候的时空变化及其对气候变化的响应。结果表明：（1）NDVI、EVI和SIF的时间序列均能反映研究区植被生长的季节变化，与NDVI相比，EVI与SIF的变化曲线更加一致。（2）研究区2000—2019年SOS变化范围为年序日96~144 d，平均值为129.46 d。EOS变化范围为272~320 d，平均值为295 d。LOS集中分布在128~224 d，平均值为165.65 d。由于植被类型差异和逆温现象的存在，大片连续多年冻土区的LOS大于岛状融区多年冻土区。（3）研究区SOS和EOS变化趋势的平均值分别为-1.23 d·（20a）-1和-0.46 d·（20a）-1，均呈提前趋势。LOS变化趋势的平均值为2.39 d·（20a）-1，呈延长趋势。研究区植被SOS与3—5月平均气温呈显著负相关，EOS与8—10月平均气温和降水呈显著正相关。
在气候变暖背景下，围栏封育是常见的草地生态系统管理手段，明确变暖和围封对土壤有机碳的积累过程，对于认识草地生态系统碳源汇效应十分重要。本文以氨基糖为有机碳组分的标识物表征死亡的微生物量，选择连续15年增温和围栏封育处理下的样地，分析增温和围栏封育对高寒草原区微生物残体碳积累的影响。结果表明：相比对照，增温+围封和围封处理细菌、真菌来源碳无显著差异，但细菌残体碳比真菌残体碳对土壤有机碳相对贡献大；增温+围封和围封处理与对照相比，氨基糖总量影响不显著，但是显著降低了土壤中微生物碳长期周转，短期周转不显著；总氨基糖、真菌来源碳、细菌来源碳与电导率、含水率、土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）显著正相关。综上所述，细菌残体碳比真菌残体碳对土壤有机碳相对贡献大，增温和围栏封育对微生物残体碳影响不显著。
随着国民生活水平的普遍提高，冰雪产业作为新兴产业正在快速发展，并且为社会和经济发展带来众多惠益。了解冰雪产业和社会经济发展的关联性及推动作用是合理开发和管理冰雪产业的基础。本研究以新疆为案例地，基于冰雪产业中的主要组成即滑雪产业，建立了滑雪产业与主要经济产业的联系，结合地区间投入产出关系，运用投入产出分析方法评估了新疆滑雪产业的经济和社会效应。研究表明：2012年和2017年新疆滑雪产业的产能约345亿元和1 819亿元，由此可带动的其他经济产业总产量分别达到809亿元和4 151多亿元的产值；滑雪产业在2012年和2017年的影响系数为2.28和2.33，大于主要经济产业影响系数；滑雪产业带动最大的四个产业包括交通运输、仓储和邮政，石油和炼焦产品加工，批发和零售，住宿和餐饮产业，其中，批发和零售以及住宿和餐饮的相对影响明显上升，石油和炼焦产品部门的影响相对下降。另外，通过经济结构分解发现，滑雪产业的经济拉动效应进一步加强，特别是第三产业住宿与餐饮产值提高达259%。同时，滑雪产业能为当地提供更多就业机会。综上，新疆依托滑雪产业天然禀赋的优势，能给社会经济的可持续发展带来新契机，但若要最大程度发挥冰雪产业的经济杠杆作用，不仅需要合理的经济结构为基础，更需要协同发展关联紧的其他产业作为支撑。此外，为了能够给滑雪产业发展提供足够的上升空间，受滑雪产业带动作用最大的四大产业也应为促进其发展的重点施策产业，充分吸收冰雪产业发展的经济红利，以获取更多经济和社会效益。
冰湖是气候变化的重要指示器，在全球变暖的背景下，冰湖的持续监测对区域水资源管理以及高山地区防灾减灾具有重要意义。受冰川消融和气候影响，冰湖边界会发生季节性和年际变化。已有冰湖制图的研究，往往要首先确定遥感影像上每个冰湖的位置，然后获取其精细边界。近年来，不同区域的冰湖编目数据日益增加，提供了大量的冰湖历史边界。对这些位置已知的冰湖进行监测只需提取其当前边界，而历史边界可以作为冰湖迭代边界的起点，从而加速冰湖编目数据的更新。本研究以喜马拉雅山脉成像条件较好的488个冰湖和受积雪、冰冻、云、山体阴影影响的80个冰湖作为研究对象，将前者按照面积大小分成3类，基于1990年冰湖编目数据提供的历史边界信息，对比了人工阈值法、OTSU阈值法、U-NET、双峰迭代法、OTSU迭代法和C-V迭代法在2014年后Landsat-8 OLI影像上的冰湖提取结果。结果表明：OTSU迭代法、C-V迭代法能有效利用冰湖缓冲区内的统计信息，取得的F1分数高达88.89%和89.30%，显著优于人工阈值法、OTSU阈值法和双峰迭代法，也能较完整地提取冰冻状态和云覆盖的冰湖；对于积雪覆盖下的冰湖，C-V迭代法的提取精度最高；U-NET模型取得的F1分数高达89.8%，能准确提取与山体阴影相连的冰湖。本研究为历史边界已知的冰湖长期监测提供了方法支持。
冰川是冰冻圈的重要组成部分，被誉为气候变化的“指示器”和“预警器”。而冰川中流线则是反映冰川几何形态的关键参数之一，是确定冰川长度随时间变化、分析冰川运动速度场和估算冰川体积等的一个重要参量。本文基于泰森多边形法，结合冰川表面地形特征，从形态学角度提出了一种山地冰川中流线自动化快速提取的新方法。本方法根据数字高程模型数据分别以冰川矢量边界线上局部最高点和最低点为起始点和终点，并结合提取冰川中心线的方法提取冰川的中流线。将本方法应用于青藏高原1 014条山地冰川中，自动生成了相应的冰川中流线2 114条，提取成功率为100%。通过将本文所提方法与Kienholz方法所提取的冰川中流线的平均长度进行比较，发现本文方法和Kienholz方法所提取冰川中流线的平均长度比为0.98，具有很高的一致性。另外，对于不同类型冰川的中流线提取，我们引入了Zhang方法和Kienholz方法与本文方法的提取结果进行了对比，结果表明本方法提取结果覆盖更全。本文所提方法可基于冰川编目数据中的冰川矢量边界线数据和数字高程模型数据，在无人工参与的情况下，实现对冰川中流线的自动化快速提取。
甘公网安备 62010202000676号
