基于振幅跟踪技术监测Inylchek冰川(吉尔吉斯斯坦)的冰流表面速度

冰川是重要的淡水资源，Inylchek冰川是世界上最长的冰川之一，60km长，有南北两个分支，海拔3000-4000米，最小坡度2°。

2007年8月24日的Landsat5数据上的Inylchek冰川

为了监测冰川的运动，本研究获取了高重访周期、高分辨率的SAR数据，区域有GPS测量。冰川快速移动的区域由于失相干，使用相位来测量冰川运动是不可行的（Inylchek冰川流速达到40cm/天）。因此，采用振幅跟踪（Amplitude Tracking）技术得到Inylchek冰川表面的速度值。

去平和滤波之后的干涉图上冰川移动的区域失相干

所选择的数据源为：升轨和降轨的条带（StripMap）模式的TerraSAR-X数据，2009年4月-10月，2010年2月-11月，时间间隔11天（少量时相没有获取数据），最大时间间隔是33天，一共是124景数据。数据按照轨道方向和时间分为以下两组：

振幅跟踪技术量测冰川流速技术路线图如下图所示：

振幅跟踪技术量测冰川流速技术路线图

下图是用降轨数据得到的2009年和2010年冰川表面流速在三个剖面上的流速随着时间的变化，流速单位是米/天（m/d）：

降轨数据集得到冰川表面流速在各时相上的变化

下图是升轨数据得到的2009年和2010年冰川表面流速在三个剖面上的流速随着时间的变化，流速单位是米/天（m/d）：

升轨数据集得到冰川表面流速在各时相上的变化

同一个时间段的升轨和降轨数据得到的结果，由于观测几何不同、季节、变化表面条件等原因，结果有差异，可考虑用升轨+降轨+DEM合成来得到3维速率模型。

升降轨数据的结果在夏季有偏差

Inylchek冰川的南部流入默兹巴赫湖（Lake Merzbacher）冰湖，朝西的分支成为了不活动的冰流。

Inylchek冰川的两个分支

Inylchek冰川的两个分支流速流向

已有研究证明此处冰川往年的流速流向。

2005年8月GPS量测得到的冰川流速和流向

参考文献：Mayer, C., Lambrecht, A., Hagg, W., Helm, A. and Scharrer, K., 2008: Post-drainage ice dam response at Lake Merzbacher, Inylchek glacier, Kyrgyzstan. Geogr. Ann., 90 A (1): 87-96

2004年9月，ENVISAT ASAR数据用最大似然法估算冰川流速流向

参考文献：Erten, E., Reigber, A., Hellwich, O. and Prats, P., 2009: Glacier Velocity Monitoring by Maximum Likelihood Texture Tracking. IEEE Trans. on Geoscience and Remote Sensing, 47 (2): 394-405

默兹巴赫湖（Lake Merzbacher）冰湖溃决每年都要发生一次，左图是2010年7月3日冰湖溃决前直升机拍摄的图，右图是2010年7月16-18日冰湖溃决后地面拍摄的图。

   

默兹巴赫湖（Lake Merzbacher）冰湖溃决前后

2009年8月6日默兹巴赫湖（Lake Merzbacher）冰湖发生一次冰湖溃决，下面是在此次事件前后冰川表面流速监测结果：

降轨数据得到的2009年7月18-29日冰川流速

降轨数据得到的2009年7月28-8月9日冰川流速

降轨数据得到的2009年8月9-31日冰川流速

2010年7月16日-18日默兹巴赫湖（Lake Merzbacher）冰湖发生一次冰湖溃决，下面是在此次事件前后冰川表面流速监测结果：

降轨数据得到的2010年6月24-7月16日冰川流速

降轨数据得到的2010年7月16-27日冰川流速

降轨数据得到的2010年7月27-8月29日冰川流速

以上研究表明：对于冰川快速运动失相干的区域，特征跟踪是一种较好的干涉测量方法，对测量冰川运动学很有用；Inylchek冰川的表面速度逐年变化，但趋势都是一样；升轨数据集和降轨数据集在夏季得到的结果偏差约20厘米/天，原因有待进一步研究；在静止的冰川下部短期内表面流速增加与每年默兹巴赫湖冰湖溃决有关；TerraSAR-X数据可以满足高海拔冰川的短期和高空间分辨率的重复观测。

【本案例来自GFZ Helmholtz Centre Potsdam】