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题名	GIS和遥感在我国海洋型冰川区的应用研究
作者	宋波
学位类别	博士
答辩日期	2008-11-23
授予单位	中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
授予地点	寒区旱区环境与工程研究所
导师	何元庆
关键词	三维GIS 遥感 海洋型冰川 冰川变化 冰碛物覆盖型冰川
其他题名	Application Study in China’s Monsoonal Temperate-Glacier Regions Based on GIS and Remote Sensing
学位专业	自然地理学
中文摘要	世界各地冰川编目和监测结果表明，在全球气候日益变暖的今天，被称之为气候变化指示器的山地冰川自20世纪80年代以来呈现加剧退缩趋势，尤其处于我国季风气候最为盛行的云南、四川和西藏东南部高山地区的众多海洋型冰川（也称季风温冰川）因具有降水丰沛、雪线海拔低、冰温高、积累消融量大、运动速度快、对气候变化反映敏感等特点，而正经历着更为显著的波动变化，并进而引起水资源、生态环境、自然灾害、旅游、经济等诸多科学和社会问题。近二十年来，GIS和遥感技术得到了迅速的发展，并成为冰川学研究的重要手段之一，但在海洋型冰川区的研究广度和深度还相对不足。因此，本文选择海洋型冰川的代表性区域，开展GIS和遥感的应用研究，一方面尝试解决海洋型冰川区GIS和遥感应用研究中存在的一些问题，为未来的相关研究提供可行的方案和建议，另一方面也通过代表性冰川的研究来进一步了解在全球变化背景下海洋型冰川的响应机制，同时为当地资源管理、环境生态保护、经济和社会可持续发展的决策规划提供科学依据，具有重要的理论意义和实际价值。 本文根据遥感图像、DEM、冰川编目等多种数据资料，选择我国海洋型冰川的代表性区域，应用计算机、GIS和遥感等多项先进技术，深入开展了冰川区三维GIS系统构建、冰川变化遥感监测、冰碛物覆盖型冰川边界自动识别三个方面的研究。主要结论如下： 1）首次将三维GIS技术应用在冰川区三维可视化系统的开发建设中，通过结合软件工程、GIS及GIS组件技术、网络编程技术和空间数据库技术等领域的最新成果，利用具有技术前瞻性的VS.Net编程开发环境，成功构建了具有良好扩展性、稳定、高性能的玉龙雪山冰川区三维GIS基础空间平台。它以地形数据为基础、遥感图像数据为纹理逼真再现玉龙雪山冰川区的三维地理场景，产生了身临其境的三维虚拟现实沉浸感，实现了任意方式的三维空间漫游，并具有对GIS空间数据的存储、管理、可视化及特定分析等多种功能。根据功能的不同，三维GIS系统分为管理版和研究版。管理版能够有效地帮助当地政府和相关部门实施冰川公园风景区规划与管理、林火与救援支持、游客触摸屏自助导游、景区宣传三维立体图制作等多项工作，显著提升了玉龙雪山景区信息化和科学化管理的水平，增加了玉龙雪山冰川旅游的品牌宣传力。研究版紧密结合冰川学研究的需要和玉龙雪山冰川研究的科学成果，为冰川科研工作者搭建了一个能集成多种科学数据、逼真化三维立体显示的软件环境。除了能任意漫游三维地理场景之外，还可以开展冰川观测数据管理、冰川变化分析和数据提取及导出等多项科研工作。本系统可以描述冰川的资源分布状态，冰川现象的几何形态和相互关系，并通过结合野外实地的考察工作能够有效提高冰川研究人员对冰川区地理空间的认知能力，为冰川相关科学问题的进一步深入研究提供技术支撑。 2）首次提出了在三维GIS可视化环境中实现动态交互式编辑地理要素的理论方法，它依赖于数字化控制面进行三维环境中的数字化编辑处理，能够编辑处理点、线、多边形等几何特征。同时，基于OpenGL技术进行算法设计和编程实现，开发了一个COM插件形式的三维GIS编辑组件，并将其集成在玉龙雪山三维GIS系统之内。实践表明，该方法技术能够有效地支持当地的冰川旅游管理，以及冰川学中的研究工作，由于其简单易行，可以很容易地在多种三维可视化环境中设计并实现。 3）首次基于GIS和遥感技术对近期玉龙雪山地区的冰川变化开展了深入研究。根据1999年获取的TM遥感影像资料，提取了冰川现状参数，并结合《中国冰川目录》编目的1957年冰川参数和绘制的同期冰川分布图，对比分析了这段时期玉龙雪山地区冰川的变化情况。结果表明，这42年间冰川已发生迅速、大幅度地退缩现象，年平均面积减少率达0.64%。冰川变化在空间上具有明显的差异，这主要是受到冰川规模、坡向及海拔高度的影响。冰川退缩的根本原因在于气温的持续升高，由于冰川规模普遍较小，因此对气候变化十分敏感，其中较小的冰川退缩也更为剧烈。通过对青藏高原不同区域的冰川变化数据进行汇总和比较，可以发现退缩是近40年来中国西部地区冰川变化的总趋势，同时也存在较大的区域差异。海洋型冰川退缩最为剧烈复杂，亚大陆型冰川次之，而处于青藏高原内腹地区的极大陆型冰川相对较为稳定。由于玉龙雪山地处青藏高原东南边缘，是距离赤道最近的现代冰川区，又因其冰川规模较小，所以对气候变化反映最为敏感，是目前青藏高原监测冰川中退缩幅度最大的冰川区。 4）首次利用遥感图像和DEM等多种数据，基于遥感和GIS技术对我国海洋型冰川区冰碛物覆盖型冰川开展了冰川边界自动识别方法研究。通过栅格DEM反演地表现象，选择NDSI、NDVI作为分类指标，并利用热红外波段探测地物的热辐射差异，应用栅格图像和GIS进行邻接空间分析，将冰川及冰碛物覆盖型冰川进行了有效区别和分类。本研究选择我国典型的季风海洋型冰川区—贡嘎山地区大量冰碛物覆盖的贡巴冰川作为实例进行研究，取得了较好的分类结果，这将有助于在贡嘎山乃至其它海洋型冰川区开展大范围冰川变化的遥感监测研究，对了解我国海洋型冰川在全球气候变化背景下的动态响应特征具有重要的应用价值。
语种	中文
公开日期	2013-08-22
页码	138
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.casnw.net/handle/362004/21748]
专题	寒区旱区环境与工程研究所_研究生学位论文_学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	宋波. GIS和遥感在我国海洋型冰川区的应用研究[D]. 寒区旱区环境与工程研究所. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 2008.

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