基于三维激光扫描技术的冰川变化研究取得新进展
发表日期:2024-07-25来源：
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在全球变暖加剧的背景下，冰川破碎化和差异消融形成的复杂冰面地形，给传统的冰川观测方法（如冰川物质平衡的花杆测量等）带来了前所未有的挑战。鉴于此，中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程重点实验室康世昌研究团队依托唐古拉冰冻圈与环境西藏自治区野外科学观测研究站，采用先进的地面三维激光扫描（TLS）技术，对长江源区的岗陇加玛冰川进行了5年的监测研究。
该研究通过运用Multiscale Model to Model Cloud Comparison（M3C2）算法，以厘米级精度对岗陇加玛冰川下游的变化进行了全面刻画。结合花杆观测数据与降水记录，研究团队成功重建了该冰川的物质平衡序列。
研究结果显示，2017年至2022年间，岗陇加玛冰川的消融速率显著加快。冰川末端总计变薄13.305 m，非夏季消融量占全年冰量损失的约28%，而夏季的消融速率则比其他季节高出2.6到4倍。此外，冰面河道与湖泊的演变也是冰川局部融化和崩塌的重要影响因素。观测期间岗陇加玛冰川的总物质负平衡达到了2.58 m水当量，物质平衡线在海拔5800 m a.s.l.左右。
该研究凸显了TLS技术在冰川观测中的巨大潜力，展示了其在捕捉冰川变化细节方面的独特优势。通过精细刻画冰川表面特征，TLS技术显著提升了对冰川动力学的理解。这一成果对未来冰川变化预估研究具有重要的参考价值。
研究团队表示，未来将继续探索如何利用点云数据定量化冰川运动，并精准分割冰川运动与物质平衡。此外，今后如何将TLS技术与无人机监测（如UAV-SfM等）遥感数据相结合，以获取更全面的高分辨率冰川变化数据，也将是未来研究的重要方向。
该成果以An evaluation of TLS-based glacier change assessment in the central Tibetan plateau为题，发表在《国际数字地球学报》(International Journal of Digital Earth)上，西北研究院博士生薛雨昂为论文第一作者，何晓波副研究员为通讯作者。该研究得到了第二次青藏高原综合科学考察研究项目、西藏自治区科技计划项目、水利部重大科技项目以及冰冻圈科学国家重点实验室的共同资助。
文章链接：https://doi.org/10.1080/17538947.2024.2375527
图1 冰川测量方法对比：a) 花杆测量 b) DEM差分 3)M3C2
图2 不同时间尺度下的岗陇加玛冰川下游冰面变化状况
图3 点云剖面视角下的冰面河道及冰面湖泊的分布与演化
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