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摘 要

1980年以来，随着全球气候变暖的加剧，世界冰川融化的速度越来越快。这吸引了国内外学者的大量关注。冰川加速融化肯定会引起全球气候变化、海平面上升以及破坏生态环境的严重后果。所以动态的监测冰川的实时变化，是很有必要且拥有重大意义的。遥感时效性高、周期短且能够大面积同步观测，非常适用于冰川的动态监测。冰川信息提取是一个全球性热点问题。本文对目前可用的各种冰川提取方法的有效性进行了综合分析和比较。最大似然法的总体分类精度大于98%，冰川提取效果整体来说较好，但最大似然法不能区分水体和冰，也无法较好的识别与提取阴影部分中的冰川。比值波段法和NDSI的总体分类精度分别为98.62%和98.41%，识别裸冰效果良好，算法比较简单，但是无法有效区分水体、积雪和冰。遥感图像融合后的监督分类方法整体提取冰川效果较好，总分类进度为98.80%，但精度受遥感图像质量与样本质量影响。

关键词：冰川； 遥感； 目视解译； 影像融合； 对比分析；

Evaluation and Analysis of Optimal Algorithm for Glacier Extraction Band Operation

Abstract: Since 1980, with the intensification of global warming. The speed of melting glaciers in the world is also accelerating. This has attracted a lot of attention from many scholars at home and abroad. The accelerating melting of glaciers will definitely cause serious consequences of global climate change, sea level rise and ecological environment destruction. Therefore, dynamic monitoring of glacier changes is of great significance. Remote sensing has the characteristics of multi-temporal and large-scale coverage and is a powerful means to realize glacier dynamic monitoring. Glaciers are also important freshwater resources on the surface. Glacier information extraction is a global hot issue in glacier melting and climate change research. This paper comprehensively analyzes and compares the effectiveness of various glacier extraction methods currently available. The classification accuracy of maximum likelihood method is above 98%.The overall glacier extraction effect is good. However, the maximum likelihood method cannot distinguish water from ice, nor can it better extract glaciers in shaded parts. The overall classification accuracy of the ratio band method and NDSI are 98.62% and 98.41%, respectively. The method has good effect of identifying naked ice and simple algorithm. However, the extraction result is sensitive to the threshold value and cannot effectively distinguish water, snow and ice. The supervised classification method based on remote sensing image fusion is affected by the sample quality, but the overall glacier extraction effect is better.

Keywords:Glacier; Remote sensing; visual interpretation
Image fusion; Comparative analysis

目录

第一章 绪论 1

1.1 选题背景与依据 1

1.1.1 选题背景 1

1.1.2 研究依据 2

1.2 国内外研究进展 2

1.2.1 国外研究 2

1.2.2 国内研究 4

1.3 研究内容与技术路线 5

1.3.1 研究内容 5

1.3.2 研究切入点 5

1.3.3 技术路线 6

第二章 研究区、数据与影像预处理 7

2.1 研究区概况 7

2.2 数据资料 8

2.2.1 Landsat8影像数据 8

2.2.2GDEMDEM数字高程模型数据 8

2.3 影像预处理 9

第三章 冰川提取方法原理与结果 10

3.1 最大似然法 10

3.2 比值运算法 11

3.3 NDSI(雪盖指数法) 12

3.4 基于图像融合冰川提取方法 14

3.4.1 融合方法 14

3.4.2 基于图像融合的冰川提取方法实现 14

第四章 结果对比分析 18

4.1 评价方法 18

4.2 实验结果及讨论 19

第五章 结论与展望 20

5.1 研究结论 20

5.2 研究展望 20

附：致 谢

参考文献

1. 绪论
   1. 选题背景与依据

1.1.1 选题背景

20世纪80年代以来，世界冰川变化速度加快，平均厚度减少了约11.5米，这引起了国内外学者极大的关注^[1]。冰川的加速融化不可避免的会导致海平面上升、全球极端气候发生的概率大大增加和生态环境破坏等严重后果。受海平面上升的影响，使得低洼地带被海水淹没,洪涝灾害变的更加严重,土地盐碱化等各种各样的严重的后果。另外，近百年以来，极端天气发生的频率不断升高，这给给人们的生命安全和财产安全带来了严重的威胁，造成了巨大的破坏。其中，在2008年初中国南方发生了一场罕见的大风雪。而美国远在太平洋的另一端在2018年3月，美国东部地区也遭遇了一场持续性的降雪。2018年7月31日，根据日本官方发布数据显示，由于受到持续极端高温天气的影响，2017年四月至五月，因为中暑入院治疗的人数疯狂上涨。累计超过5.7万人，这接近5年来的最高纪录，其中还有125人因此去世。IPCC报告^[1]也指出在过去的三十年中，以十年为单位，每个单位的地球表面温度值依次都显著高于1850年以来的任一单位。近百年来，世界各地冰川的持续消融和退化被国际学术界的广泛高度关注。深入研究冰川的变化对于气候变化和全球水资源的变化有着举足轻重的影响。

在常年封冻的高原地区或者南极与北极，由于重力的相互作用下，雪被重力挤压成冰，滑下斜坡重新冻结从而形成了冰川。冰川作为地球上最大的淡水资源，他的地位是举足轻重的。即使冰川发生的细微的变化，也会对气候产生很大的影响。冰川覆盖了整个地球表面积的十分之一，更是占全球淡水存储量的五分之四以上^[2]。目前中国冰川，主要分布于中国西部和北部的高原地带，其中西藏是主要分布集中地区。影响地区冰川分布的主要环境因素有很多，比如地势、地形、气候等。

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