极地冰盖对全球热量平衡起着重要作用,冰盖作为冰冻圈的重要组成部分,对气候变化极为敏感,极地冰盖的冻融过程是指示气候变化的重要参量,并通过控制大气与地表的热量、水汽和能量交换的方式直接影响着全球大气环流和气候变化。其融化面积的增减和冻融转化速率对生态环境影响显著。冰盖消融将引起冰雪表面湿度的变化,进而改变冰流的运动、加速边缘冰架的崩塌。因此,探测极地冰盖冻融的分布对于研究全球的气候变化至关重要。微波遥感具有全天候、穿透性强以及对地物介电特性敏感等优势,十分适合地理位置和气候条件都很特殊的极地。其中,微波辐射计的亮温对冰盖液态水含量的变化非常敏感,随着融化的开始和结束,液态水含量的增大和减小,亮温会发生剧烈的变化。微波辐射计是实时、精确和大范围获取极地冰盖表面冻融信息的重要工具。国内外利用微波辐射计数据进行冰盖表面冻融探测已经做了不少工作,但大多数工作都是基于低空间分辨率的低频数据且探测精度有待提高。针对以上问题,本文提出了空间分辨率高但易受云和水汽等外界环境干扰的高级微波扫描辐射计（Advanced Microwave Scanning Radiometer,AMSR）89GHz数据的筛选模型、校正模型和基于89GHz数据的极地冰盖冻融探测的新方法;提出了交叉极化比（Cross-Polarized Gradient Ratio,XPGR）结合改进蚁群算法的极地冰盖冻融探测的新方法,并在此基础上完成了1989-2020年的极地冰盖冻融的时空变化分析。具体内容如下:（1）针对现有的基于微波辐射计低频数据的南极及格陵兰岛冰盖表面冻融探测研究存在的空间分辨率低的问题,提出了一种基于空间分辨率高的89GHz数据的南极及格陵兰岛冰盖表面冻融探测方法。该方法通过研究晴朗无云天气条件下89GHz数据和36GHz数据极化比（Polarization Ratio,PR）之间的关系,建立了南极地区受云和水汽等外界环境影响的89GHZ数据筛选模型、函数校正模型及梯度比（Gradient Ratio,GR）校正模型,并使用阈值法及改进的FCM算法实现了高分辨率的89GHz数据在南极及格陵兰岛冰盖表面冻融探测领域的应用。验证结果表明,本文所提出的方法具有更高的精度。（2）为了自动获取高精度的南极冰盖表面冻融信息,本文提出了一种结合XPGR和改进蚁群算法的冻融探测方法。该方法首先使用XPGR增大干湿雪之间的差异,然后采用改进的蚁群算法自适应地获得南极冰盖表面干湿雪分割的最佳阈值,其中关于蚁群算法的改进主要包括利用相异性矩阵选取初始聚类中心和采用Levy飞行动态调节聚类半径两方面。为了验证本文提出的方法的可行性和合理性,将本文提出的算法与传统的XPGR算法在2020年1月1日至2020年2月29日南极冰盖表面冻融探测结果进行了比较,结果表明本文提出的方法是可行的。通过对自动气象站数据的进一步验证表明,XPGR结合改进蚁群算法的冰盖冻融探测方法具有较高的精度。（3）基于XPGR结合改进蚁群算法得到了1989-2020年南极冰盖和格陵兰岛冰盖冻融探测结果,为了增强可比性首先找出这32年中每年均发生融化的区域,并在此基础上分别从融化面积、平均融化开始时间、平均融化结束时间、平均融化持续时间和融化持续时间的空间变化天数等方面对探测结果进行了分析。结果表明:1989-2020年南极冰盖融化时间超过60天的冰盖面积呈现下降趋势,约以2.339×10~3km~2/年的速度减少,南极冰盖融化时间超过90天的冰盖面积呈现缓慢上升趋势,约以5.186×10~2km~2/年的速度增加。1989-2020年北极格陵兰岛融化时间超过60天的冰盖面积呈现上升趋势,约以4.529×10~3km~2/年的速度增加,格陵兰岛融化时间超过90天的冰盖面积同样呈现缓慢上升趋势,约以1.04×10~2km~2/年的速度缓慢增加。结合获取的平均融化开始时间、平均融化结束时间和平均融化持续时间发现近30年来格陵兰岛冰盖表面融化程度在逐渐增强,而南极冰盖表面的融化程度在逐渐减少。具体来讲,格陵兰岛冰盖的年平均融化持续时间增加了10天,而南极冰盖的年平均融化持续时间减少了9天。