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青藏高原是中低纬度地区最大的现代冰川分布区，其冰储量约占亚洲冰储量的29.2％，中国冰储量的81.6％，同时也包含了1091湖泊，被称作“亚洲水塔”，是长江、黄河、澜沧江-湄公河、雅鲁藏布江、恒河、印度河等众多河流的发源地。随着全球气候变暖，近些年的相关研究表明青藏高原一些区域的冰川正经历了严重的退缩，影响了青藏高原湖泊及其水储量的变化。因此，研究青藏高原的冰川变化和湖泊变化具有重要意义。ICESat激光雷达传感器获取的高程数据具有高精度、小脚印等优势，在本论文被用作主要数据源来提取冰川厚度变化以及湖泊水位变化信息。论文的主要成果与结论如下: (1)发展了基于ICESat数据平面拟合冰川厚度提取算法，主要利用曲面方程代替平面方程来生成差分方程算法，减少了因平面方程不能很好地描述复杂冰川地形而引起的误差，从而使改进算法适用于复杂地形条件下冰川厚度变化率提取。 (2)结合ICESat测高数据和30m的SRTM DEM数据提取了青藏高原所有ICESat测高数据覆盖的冰川厚度和湖泊水位2003到2009年的变化信息。在90％置信度条件下，共得到154个冰川的厚度变化以及111个湖泊的水位变化。结果显示青藏高原南部区域的冰川厚度呈现严重降低趋势，而青藏高原的北部昆仑山脉区域冰川厚度呈现稳定或增加的趋势;青藏高原的湖泊水位在内流区以及三江源地区有明显上升趋势，在青藏高原南部雅鲁藏布江流域以及沿喜马拉雅山脉一带呈现降低或稳定趋势。 (3)利用HydroSHEDS流域数据建立了青藏高原湖泊及其上游冰川的对应关系，共得到42个具有一一对应关系的冰川厚度和湖泊水位变化信息，并结合气象因子（降水、实际蒸散和气温）对形成不同冰川厚度与湖泊水位变化模式的原因进行了初步的探究。结果得出冰川厚度增加的区域，其对应的湖泊水位也处于增加趋势，主要分布在青藏高原北部内流区沿昆仑山区域，降水增加是湖泊水位增加的主要因素;冰川厚度降低的区域，其对应的湖泊水位变化不相同，湖泊水位呈增加趋势的区域主要分布在三江源地区，降水增加以及冰川融化加剧的影响是水位呈现明显上升的主要原因，湖泊水位呈降低趋势的区域主要分布在沿冈底斯山脉和喜马拉雅山脉区域，主要是受降水减少的影响，同时冰川融水的增加延缓了湖泊水位降低的速率。