全球变化已经成为世界各国关注的焦点。我们居住的地球正在时刻经历着各种变化,如海平面变化,地面升降,冰盖高程变化,湖泊水位变化,城市建筑高度变化等。其中高程变化贯穿始终。星载高度计在以上的研究巾发挥主要作用。第一颗星载激光测高卫星ICESat/GLAS自2003年发射以来,其数据在全球范围内诸多领域得到应用,尤其是在偏远地区、极端环境下的高程变化监测方面。因此对该数据的应用进行研究,探讨其在偏远地区或者极端环境下应用的不同研究方法,进而达到研究目的具有重要而现实的意义。　　 本论文旨在探索星载激光高度计ICESat/GLAS数据,在偏远地区、极端环境下的高程变化监测方面的应用。所使用的数据类型包括GLA12数据和GLA14数据;应用的内容包括冰盖高程变化、冰架裂隙深度提取、冰架出水高度计算,湖泊脚印识别和湖泊水位变化研究;应用的地区涉及南极最高点Dome-A,东南极Mertz冰架和中国湖泊等。　　 文章的主要内容有:　　 (1)综述了ICESat/GIAS数据在不同研究领域的研究方法。主要包括ICESat/GLAS数据在冰盖变化监测,海冰出水高度监测,云顶监测与气溶胶厚度监测,林木高度提取,坡度提取,脚印分类,城市建筑高度提取,冰川变化监测等方面的方法。　　 (2)冰盖高程变化监测方面,提出一种新的GLA12数据的数据预处理方法,主要内容为滤除一些受云影响较大以及高度饱和的数据;并结合GPS实测数据生成的DEM提出一种基于长时间序列ICESat/GIAS数据的雪面高程变化监测方法,主要思想是将ICESat/GIAS高程测量结果转化为到DEM基准面的距离;通过对研究区进行网格划分,网格内雪面高程变化趋势提取等,首次给出了Dome-A核心地区(20km×20km)大范围雪面高程变化趋势。　　 (3)冰架崩解探测方面则利用2003-2009年利用GLA12数据通过制定相应规则提取Mertz冰架冰裂隙深度并进行分析,结合遥感图像数据得到。Mertz冰架中部冰裂隙的变化;此外还对冰架前端出水高度进行计算,利用Landsat数据提取冰架中部深裂隙长度以及面积的变化,并对Mertz冰架崩解的原因进行了分析。　　 (4)湖泊脚印识别方面,利用GLA14数据,选择6个有效参数组建了一种自动、稳健、基于统计分析的湖泊脚印识别规则,并对各个参数的敏感性进行分析,相邻脚印之间的高程差是影响湖泊水面脚印提取的最敏感参数。该方法扩展了ICESat/GLAS数据的应用范围。　　 (5)湖泊水位变化监测研究,选择中国前100个大湖中数据覆盖较高的56个湖泊作为研究对象,利用GLA14数据对2003-2009年的湖泊水位变化数据进行分析,得到56个大湖的水位变化趋势并进行分析,首次得到中国大区域的湖泊变化趋势,并定性给出变化的原因。　　 文章的主要创新点有:　　 (1)系统地利用ICESat对极端环境、偏远地区的多种类别的高程变化监测进行了研究。　　 (2)对不同应用提出不同的ICESat/GLAS数据预处理方法,主要是受云影响的数据剔除,饱和波形脚印的选择。　　 (3)发展了多种自动的、针对不同应用的高程监测方法;如裂隙深度计算方法、冰面高程监测方法、湖泊水面监测方法、湖泊水面脚印自动识别算法等　　 (4)拓展了ICESat/GLAS的数据应用,尤其是ICESat数据用于湖泊水面脚印的识别。　　 最后指明本研究的后续工作,指出ICESat/GLAS数据在处理中需要注意的问题以及数据处理中的经验,数据应用的方向和内容等。