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冰川储存的宝贵淡水资源，对多种时空尺度的水循环和水资源变化造成影响。在全球气候变暖背景下，冰川加速萎缩已对局地和区域的水资源安全问题带来了深刻影响。监测区域尺度的冰川变化，特别是冰川物质平衡变化，对系统认识冰川变化对水资源变化的影响机理具有重要的理论意义。目前，利用多源遥感数字高程模型(DEM)数据监测冰川物质平衡变化，是获取大尺度冰川冰量变化最成功的方法，并在全球冰川变化监测中得到了广泛应用。其方法原理，就是对比经过精确匹配的不同时期DEM数据，提取冰川表面高程变化，进而计算冰川的物质变化。由于不同来源的DEM数据在生成时自身存在误差，而且在DEM数据的空间坐标系统和分辨率转换以及匹配等处理过程中也会产生误差，这些误差会对冰川表面高程变化估算带来误差，并影响冰川物质平衡的估算精度。因此，在基于多源遥感DEM数据进行冰川体积变化和物质平衡估算之前，需对上述误差给予定量评估和校正，这是获取精确冰川冰量变化十分必要的预处理步骤。 针对本研究所用地形图DEM和基于遥感DEM数据的客观事实，本文系统介绍了基于卫星遥感立体像对提取DEM数据的方法和过程，并对其中所涉及的原理做了详细说明，包括传感器模型建立、相对定向和绝对定向、核线影像生成、DEM提取及编辑等。并对目前冰川学研究中广泛采用的卫星遥感立体像对或DEM数据产品进行了详细介绍，其中立体像对有CORONA、ASTER、ALOS-PRISM、SPOT5等，全球尺度DEM数据产品有SRTM DEM和ASTERGDEM数据。论文介绍了所用卫星遥感立体像对和数据产品的相关技术参数、覆盖时间、空间分辨率、和数据获取方式等基本信息;数据在冰川学研究应用中的优势、缺点以及优化方法等;同时，介绍了目前应用各类方法和数据在冰川学研究中所获取的研究成果等。 综合大量研究，对基于大地测量法估算冰川物质平衡过程中的误差来源及表现形式进行了系统梳理，通过分析数据源误差和方法误差的校正方法，基于大地测量法获取冰川物质平衡的规范流程可归纳为: (1)直接采用DEM数据产品，或基于光学遥感立体像对提取DEM数据，并对DEM数据的质量和精度进行评估; (2)对DEM数据预处理，将多源DEM数据统一至相同的空间分辨率，并转换到一致的空间坐标系统下; (3)计算多源DEM数据间高程差异，选择与冰川区高程误差分布特征近似的非冰川区作为样本区，并依据参考DEM数据提取冰川区和非冰川区的地面坡度、坡向、最大曲率等地形因子; (4)建立样本区DEM数据间相对误差与地形因子的统计关系，将数据源误差分为空间匹配误差和空间分辨率相关误差依次进行校正，并将校正参数应用到对应的冰川区; (5)采用气候资料或实地测量等辅助数据，对物质平衡季节波动、冰川密度近似等方法误差进行校正; (6)对校正后多源DEM数据间样本区的高程差异残差进行分析，定量评估冰川体积变化与物质平衡估算结果的精度; (7)计算区域或冰川尺度的冰川体积变化和物质平衡; (8)采用合适的外推方案，基于区域或冰川尺度的物质平衡估算结果，外推更大空间尺度其他冰川的平均物质平衡。 采用上述规范流程，基于中国历史地形图数据、SRTM DEM数据、和ASTER立体像对数据，分别对中国阿尔泰山地区和班公湖北岸流域的冰川物质平衡进行了应用试验。在此基础上，利用中国历史地形图和SRTM DEM数据，对中国西部主要冰川作用中心1960s/1980s-1999年的平均冰川物质平衡进行评估，对20世纪后半叶中国西部主要冰川作用中心的物质平衡空间分布特征有了定量认识。论文研究得到以下主要结果: 中国阿尔泰山地区1959-2008年平均冰川物质平衡为-0.43±0.03 m w.e.a-1，高于天山和青藏高原西北部等地区，略低于俄罗斯阿尔泰山、喜马拉雅山和青藏高原南部等地区。在气候变暖背景下，该地区冰川物质平衡表现出阶段特征，1959-1999年平均冰川物质平衡为-0.43±0.02 m w.e.a-1，1999-2008年增速至-0.54±0.13 m w.e.a-1。1959-2008年该地区冰川体积减少了7.06±0.44km3，物质损失年均速率为0.12±0.01 km3 w.e.a-1。冰川物质平衡变化空间特征明显:研究区东部和西部冰川平均物质平衡水平高，冰川加速退缩趋势明显;中西部冰川平均物质平衡平衡水平居中，物质损失趋于减缓;中东部冰川物质损失最弱，无明显的物质平衡变化趋势。本地区冰川物质平衡变化的时间和空间差异受气温和降水综合影响，冰川规模和形态特征存在重要作用。 与阿尔泰山南坡冰川物质平衡变化相比，班公湖北岸流域冰川则处于较弱的负物质平衡状态，1968-2007年研究区的冰川普遍退缩，冰川物质损失呈减缓趋势，研究区冰川平均减薄7.75±1.10m，对应冰川体积减少了4.45±0.63km3，年均物质损失为-0.10±0.02 km3 w.e.a-1，相当于平均物质平衡量-0.18±0.03 m w.e.a-1。冰川物质平衡变化时间和空间差异也较明显:研究区冰川物质损失呈减缓趋势，1999-2007年平均物质平衡为-0.11±0.12 m w.e.a-1，仅为1968-1999年(-0.20±0.01m w.e.a-1)的一半;1968-1999年，研究区南部平均冰川物质平衡低于北部，1999-2007年研究区东南部明显高于其他区域，整个研究时段(1968-2007)看，各区域平均物质平衡水平大致相同。 所有监测主要冰川作用中心的冰川在20世纪后半叶均处于负物质平衡状态，且空间差异显著。阿尼玛卿山地区、阿尔泰山地区、念青唐古拉山东段、和喀喇昆仑山地区的冰川，处于较高的负物质平衡水平（强于-0.4 m w.e.a-1），羌塘高原及西昆仑山地区的冰川负平衡水平居中（-0.4～-0.3 m w.e.a-1），祁连山地区、喜马拉雅山东段、和念青唐古拉山西段的冰川物质损失速率最小(-0.1～-0.2 m w.e.a-1)。对比近期其他研究结果可知，帕米尔-喀喇昆仑山-西昆仑山-羌塘高原北部一带，近10年间冰川物质损失速率有减缓趋势或转为正平衡，西昆仑山地区的冰川甚至出现了较强的正物质平衡;天山地区不同区域的冰川物质平衡变化趋势差异明显;其他典型冰川作用中心冰川物质损失加剧，其中祁连山地区和念青唐古拉山东段冰川物质损失最突出。