探究冰雪归一化消融指数的消融区自动提取（气候学论文） ㊣ 精品文档 值得下载

各时相单阈值提取的召回率准确率及值利用期影像期影像除去期影像的验证样本，分别对采用单阈值及最优阈值进行消融区提取的期影像提取结果进行值法精度评估表。

采用单阈值的提取精征空间细节方面的描述，。

数据对于湿雪的监测也主要依赖于干湿雪后向散射系数的显著差异，其高空间分辨率可描述消融空间细节特征，可用于精确监测湿雪范围，但重访周期较长，适用于精确的年际变化分析，无法满足季节性分析，。

光学数据对于湿雪融水及蓝冰的监测主要依赖于水冰和雪光谱特征的差异。

例如利用融水和冰雪在蓝光和红光波段的光谱差异使用冰雪归化水体指数开展冰面融水提取基于光学数据对南北极水系水文特征的分析基于影像数据蓝冰与湿雪裸岩的光谱反射率差异对整个南极蓝冰区的提取分析。

光学数据用于湿雪的分析却鲜少开展。

综上所述，冰雪消融的监测难以同时满足高时空间分辨率，高时间分辨率的被动微波数据难以满足消融细节特征的描述，高空间分辨率的及光学数据难以实现季阴影及云的影响，存在定程度的干雪阴影区被误提为消融区像元的现象，后续工作将增加云及阴影指数，最大程度降低云及阴影的影响，从而进步提高提取精度。

图消融区的季节变化特征图基于期影像达尔克冰川消融季节变化图例由左至右表示观测到的发生融化的时间越来越早消融区提取结果显示，达尔克冰川的消融呈现出明显的季节分布，随着气温升高，消融区面积呈现上升趋势，在月份达到最大值，说明太阳辐射很可能是达尔克冰川季节性表面消融的主导因素。

早期的消融区主要分布在达尔克冰川的东部坡度较大的接地线区，很可能是坡度大加剧了下降风，而下降风的侵蚀会促使蓝冰的形成并会带走蓝冰表面的降雪。

蓝冰的反照率低，会加剧表面融化。

消融持续时间最长区域为裂隙富集区，裂隙增加了表面粗糙度，可能是消融发生的有利条件。

由于研探究冰雪归化消融指数的消融区自动提取气候学论文日达到最大，最大为，随后均值下降，呈现出明显的季节性变化特征。

这表明消融前期消融面积较小，且均值较小，随着消融的发生，消融面积与均值增大，到月份前后均达到最大值，随后消融面积与均值降低。

消融发生的时间不晚于数据观测到的最早时间月日，且此时气象观测数据显示温度低于零摄氏度。

从空间分布来看图，消融主要发生在冰盖前缘，由海岸线向内扩展的十几公里内。

消融最早发生在坡度大的东部接地线处。

消融持续时间最长的区域主要分布在东部接地线处以及冰架前端，由表面纹理可以看出，这两处区域都覆盖了大量表面裂隙，表面粗糙度较其他处更大。

结论与讨论本文根据多光谱影像显示出的干雪与消融区蓝冰湿雪和融水的光谱特征差异，构建优于，期影像的均值高于，准确率优于，召回率优于。

采用最优阈值的提取精度为，值整体优于，期影像的均值高于，准确率优于，召回率优于。

表期影像验证样本分类精度评估图分别显示了利用单阈值提取消融区分类结果与试验样本目视解译结果对比，值最低的两期影像和分类结果值最高的期影像及对应的分类结果图。

分类精度较低的分别为及两期影像，其中期影像精度最低为，消融初期太阳高度角低，受阴影影响大，因此存在阴影误分为消融区现象融化像元较难目视勾选，试验样本在目视解译时也存在分类的现象。

期影像的分类结果的值为，据参与该时间段南极科考的人员回顾，月份刚刚下完新雪，对提取结果可能存在影响，且同样受到云及阴影的影响。

但两幅影像的分类结果，目视效果良好图基于改进的冰雪归化消融指数的消融区自动提取方法，采用年月年月景分辨率的数据，获取了消融区自动提取的阈值，并以东南极达尔克冰川为例，实现了高空间分辨率的季节性消融信息提取和分析。

结果表明在云和地形阴影干扰较小的情况下，基于反射率数据计算的采用单阈值对消融区的提取精度在之间，平均精度为达尔克冰川消融面积消融区均值表现出明显的季节性时空变化特征消融发生的时间不晚于数据观测的最早时间月日消融最早出现和主要分布区在地形下降剧烈的东部接地线处。

结果基于消融区提取效果评估基于试验样本的阈值试验，期影像消融区提取最优阈值如图所示，各时相表本研究阈值试验所用影像其中有云指原始数据云量，少云指云量图蓝冰湿雪融水干雪阴影样本对比图底图皆为年月日反射率数据，显示方式皆为波段，对应红绿蓝标准差拉伸增强图像改进的冰雪归化消融指数本文采用的改进的冰雪归化消融指数是基于归化水体指数及冰雪归化水体指数提出的。

归化水体指数是对绿光波段与近红外波段进行归化差值处理，以凸显陆地表面的开阔水域，其表达式为冰雪归化水体指数是对蓝光波段与红光波段进行归化差值处理，以凸显冰盖表面融水，其表达式为最早提出是用于对格陵兰冰盖表面融水的提取，目前已用在南极表面融水深度的确定。

本文基于消融区在数据的近红外波段面积的，各期影像的干雪及消融区试验样本即基于各期影像反射率数据对白框区域采用目视解译获取验证样本选择的是个空间随机分布的纯消融像元或者纯非消融区像元，每个验证样本像元大小为，像元需满足纯样本条件，即像元区域为纯消融区像元或者纯非消融区像元，由于消融初期消融区面积小，期影像难以选择定数量的消融区纯样本，考虑到验证样本的致性，故从期影像选取个纯消融样本和个纯非消融样本，后续影像由于阴影等其他影响不满足纯像元条件的，选择其他纯像元做补充，保证验证样本为纯消融或纯非消融样本。

试验样本与验证样本存在定比例的重合，但各期影像中重合面积不超过试验样本面积的，不超过验证样本面积的。

探究冰雪归化消融指数的消融区自动提取气候学论文。

研究方法消融区的光谱特征利用多光谱光学数据识别雪归化消融指数本文采用的改进的冰雪归化消融指数是基于归化水体指数及冰雪归化水体指数提出的。

归化水体指数是对绿光波段与近红外波段进行归化差值处理，以凸显陆地表面的开阔水域，其表达式为冰雪归化水体指数是对蓝光波段与红光波段进行归化差值处理，以凸显冰盖表面融水，其表达式为最早提出是用于对格陵兰冰盖表面融水的提取，目前已用在南极表面融水深度的确定。

本文基于消融区在数据的近红外波段波段和蓝光波段波段的光谱特征的强响应，提出改进的冰雪归化消融指数为式中，和分别为蓝光波段波段和近红外波段波段的反射率。

基于年月日获取的两期影像，选取融水生的有利条件。

由于研究仅局限于达尔克冰川区域且仅做了单年的分析，要想获取整个南极的消融特征，需要更大范围和更长时间序列的观测。

参考文献杨康格陵兰冰盖表面消融研究进展冰川冻土，璩榆桐，程晓，刘岩基于的东南极达尔克冰川季节性表面消融信息提取极地研究，基金国家重点研发计划项目国家自然科学基。

摘要冰盖表面消融是气候变化和全球变暖的敏感指示剂。

冰雪消融会降低地表反照率进而影响全球能量平衡，表面融水会加剧裂隙的传播，降低冰架稳定性进而影响冰盖物质平衡。

当前，高时空分辨率消融区分布数据的缺乏限制了南极冰盖消融发生机理和时空特征的深入探索。

围绕南极冰盖大范围消融区蓝冰湿雪和融水的提取研究，提出了种基于改进的冰雪归化消融指数的消融区自动提取方法，采用年月年月水的光谱特征差异，构建了改进的冰雪归化消融指数，利用期影像获取了用于提取南极季节性消融区的阈值。

经试验证明，摒弃太阳高度角度很低阴影影响很大的期数据，采用单阈值自动提取消融区的平均精度为，最低精度为。

另外，本研究验证样本在随机布点的基础上，考虑样本均匀分布的同时，特意保留了干雪验证样本阴影区等易发生误分区域的覆盖，这会定程度上造成精度的低估。

因为阈值选取所用数据覆盖了月到次年月份，太阳高度角从到，兼顾到消融季节光学数据的复杂性试验数据景，样本量具备统计学意义试验样本及验证样本均匀分布，满足试验的随机性。

因此，本文认为在精度要求不高于时，基于采用单阈值可用于整个南极冰盖季节性消融区提取。

消融区探究冰雪归化消融指数的消融区自动提取气候学论文目标地物的思路是利用目标地物与背景地物在不同波长上的波谱反射特性差异，选择最佳的波段进行比值运算方式，通过选择合适的阈值最大程度地区分目标地物与背景地物。

本文利用影像识别的消融区，包含裸露的蓝冰无论是否发生融化湿雪和融水。

图达尔克冰川概况蓝冰生成过程中，冰内的气泡被挤出，使得冰晶变大，蓝冰呈现蓝色。

而湿雪和融水由于水的存在也显示蓝色，者在遥感真彩色波段上均显示蓝色，区别于干雪图。

影像不同地类的光谱信息如图所示，蓝冰湿雪和融水在近红外波段波段表现出强烈的吸收而干雪表现出强烈的反射，在该波段消融区蓝冰湿雪和融水与干雪阴影和云差异最为明显，在蓝光波段波段各地类差别最小。

基于此，本文选择利用近红外波段波段和蓝光波段波段进行比值运算，对消融区进行提该波段消融区蓝冰湿雪和融水与干雪阴影和云差异最为明显，在蓝光波段波段各地类差别最小。

基于此，本文选择利用近红外波段波段和蓝光波段波段进行比值运算，对消融区进行提取。

根据召回率与准确率对于研究的重要性给赋值，当两者同样重要时，值取当准确率更重要，值取小于的值召回率更重要时，值取大于的值。

本研究需同时考虑消融区被准确分类为消融区的概率和分类结果影像中消融区像元对应原始影像为消融像元的概率，因此定义值取。

根据阈值选取和分类结果精度评估需要，我们分别选取了试验样本和验证样本如图所示，为保证阈值选取结果的准确性，试验样本选择位于消融区和干雪区交界处的容易发生误分的区域，图中个白框即为试验所用的试验样本区包含干雪区及消融区，试验样本的面积占研究区结果，目视效果良好图。

期影像提取结果最好，分类结果对应的值达到了。

图单阈值提取结果对比提取精度最低两期影像与提取精度最高期影像对比图达尔克冰川消融区季节性空间分布特征利用采用单阈值自