青藏高原冰雪覆盖变化监测

项目研究和分析青藏高原冰雪覆盖面的变化有利于了解我国气候、气温的变化以及降雨量。项目以卫星遥感方法为主,充分利用多种遥感影像的优势，以精确的1:5万地形图为基础，结合卫星遥感影像进行冰雪覆盖面积的量算。研究用中分辨率（5米至30米）影像长年监测青藏高原冰雪覆盖面积变化的方法，解决用多源多次观测提高动态变化的冰雪面二维观测精度问题；用高分辨率（2.5米，如ALOS影像）立体影像和SAR影像（如TerraSAR、Radarsat-2）监测青藏高原冰雪面升降变化的方法，解决用光学立体影像和干涉SAR联合实现高山冰雪面高程变化的高精度监测问题；多源遥感观测联合的青藏高原冰雪面变化监测模型构建方法和冰雪量变化的分流域监测模型构建方法，解决用多源长期积累的遥感观测实现专业建模的原理和方法问题。将在方法研究和典型实验的基础上探索出一种实践可行的将来能全面监测青藏高原年度四季冰雪覆盖面变化量的技术方法。

冰雪覆盖变化一直是科学界关注的焦点，因为它的变化影响到全球气候的变化和历史的变迁以及生态的变化。遥感科学技术发展，拓展了研究手段和方法，取得了一系列的研究成果。在过去的几十年间利用遥感影像提取冰雪信息及进行冰雪监测的研究很多。积雪研究方面主动式微波遥感主要是高分辨的SAR,它根据雪的介电常数、粗糙度等与其它地物的不同划分积雪区,虽然在积雪研究方面比被动微波遥感起步晚,但它可以进一步将干雪与湿雪分开,并能估算雪的某些物理特性,如密度、湿度等,为地表气候与水文研究提供了不可缺少的积雪参数。在过去的研究中主动式微波遥感存在分辨率低等问题，复杂的地形如高山等可导致 SAR 图像的几何变形,必须要求应用高质量的数字高程模型(DEM)进行几何纠正。另一方面从 SAR 影像进行三维量测，微分精度高，而积分（累积）精度低，不如光学遥感影像。. 项目主要以光学遥感影像为背景，开展青藏高原冰雪覆盖变化监测方法研究。针对各拉丹冬冰川进行了一年一次的立体观测，利用2009年冬季和2010年冬季两个时相，4个ALOS-PRISM立体像对，（1）研究了ALOS-PRISM影像立体像对的冰雪DEM提取问题，建立冰雪DEM模型。（2）研究了同源不同时相的冰雪DEM监测冰雪覆盖面积变化问题。（3）研究了同源不同时相的冰雪DEM监测冰雪体量变化问题。提出了利用ALOS立体像对提取冰雪DEM的方法，构建了2009年与2010年冬季各拉丹冬冰雪DEM模型，以同源不同时相的冰雪DEM模型研究了监测冰雪覆盖变化及体量变化的方法。依据冰雪DEM纠正裁切后的影像，采用ISODATA分类方法得到冰雪覆盖面积变化量；由不同时相网格DEM高程点数据高差与面积求得体积变化，得出了2009年与2010年冬季冰雪量大小。结果显示2010年12月比2009年12月冰雪量减少了19.7283亿立方米，雪覆盖面积减少了349.691平方公里。. 项目研究表明只要研究区域有一年两次或多次立体影像覆盖，用于立体观测获得冰雪覆盖面积变化量和冰雪升降变化量是可行的。