第八届青年地学论坛

湖冰是冰冻圈的基本气候变量之一，能够敏感指示长期和短期的气候变化， 湖冰的冻融变化与冬季气候密切相关，受到公众和学术界的普遍关注。随着寒 地经济的快速发展，冰上人类活动安全也受到越来越多的关注。湖冰表面形态是在热力过程与动力过程的共同影响下发生变形，是封冻期湖泊的能量传输通道，也是冰面最不稳定、容易引发安全事故的区域。因而，利用多源遥感数据 现高频次、大范围的湖冰表面形态特征监测，能够为冰冻圈湖泊环境管理与 冰上活动安全防护提供科学依据和决策支持。
本文选择吉林省查干湖为研究区，提出基于空间滤波、阈值分割和分形理 论的自动提取方法框架，提取查干湖湖冰表面形态的分形信息和几何信息，基 于 Landsat 影像和目视解译结果验证自动提取算法的精度，其中 R²均大于 0.95、 MAE 均小于 5%，说明自动提取方法精准可靠。针对结冰过程和融化过程变化 快、持续时间短的特征，基于 ESTARFM 数据融合模型融合 Landsat 和 GOCI 数据生成高时空遥感融合数据，空间分辨率为 30 m、时间分辨率为 1 h。融合影像与真实影像的像元反射率拟合结果高达 0.94，说明融合影像与实际影像的误差较小，ESTARFM 模型可以近似获取地表真实反射率。
基于MODIS LWST时间序列确定2018-2019年冬季查干湖湖冰表面形态监 测的时间窗口。基于高时空遥感影像，利用自动提取方法获取 2018-2019 年冬 季查干湖湖冰表面形态特征的变化过程，经实地踏勘验证为冰脊。冰脊经历三个生长发育过程，完全封冻期的冰脊平均长度为 21141.57 ± 68.36 m，方位角平均值为 335.48° ± 0.23°。方位角与冰封期的主风向夹角为 86.22°，接近垂直，说明风在湖冰表面形态的形成过程中起到关键作用。
 

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