两极冰川是全球变化研究中的热点领域。近期的研究表明,北极山地冰川对气候变化的响应更为敏感,而且在最近几年,冰川冰帽融化在全球海平面上升中的贡献极大。研究北极山地冰川,正是为了捕捉气候变化的信号,更好的开展全球变化的研究。本文系统总结了冰川物理特征的常用观测手段,包括传统的方位观测、立体摄影测量、打冰钻和地震监测等方法,以及GPS、GPR、对地卫星观测等现代测量手段。在简要阐述冰川物质平衡概念的基础上,系统归纳了物质平衡观测的各种方法,包括经典的冰川物理学方法—即花杆雪坑测量法,以及气象模型估算法、水文观测法、多种测高方法、冰通量估算法、地质学方法、重力卫星观测方法等。讨论了各种物质平衡监测方法的优缺点及其适用性。基于高精度GPS定位测量手段,笔者在北极A冰川和P冰川上开展了花杆的定位测量,获取了监测花杆2005-2010年高精度的时间序列三维坐标。基于动态单点GPS定位测量,在两条冰川上开展了密集的GPS/GPR数据采集。在分析动态单点GPS定位数据的高程误差过程中,借助测线交叉点进行了统计分析,做出了测线高程相对精度较高而绝对精度较低的判断；进而建立测线高程偏移量改正平差模型,对所有测线的交叉点进行整体平差计算,提升了动态单点GPS定位的数据成果精度。经过与高精度花杆监测点的高程比对,平差并平滑处理之后的动态单点GPS定位数据已经能够满足冰面地形测绘的要求,由此生成了2009年4月的冰面DEM,进而在ArcMap软件中进行三维分析,得到两条冰川的表面积,并生成等高线制作地形图。在分析了山地冰川雷达测量的精确厚度计算模型之后,基于Visual C++6.0开发了针对pulseEKKO系列雷达数据的专用分析软件,对2009年4月获取的雷达数据进行处理,得到了所有测点的冰面位置和厚度信息,获取了冰川的最大深度及其所在位置。结合GPS与GPR生成的冰面、冰下DEM数据,利用ArcMap软件生成了两条冰川的冰下地形,经三维分析得到冰川的体积并估算其储水量。基于对部分弱回波信号的分析,认为冰川深部到达压融点,讨论了温冰存在的可能性。在分析2005-2010年高精度监测点时间序列的基础上,获取了两条冰川的表面运动速度。对水平速度的分析得到了冰川中部速度最大,向上下两端速度递减的速度分布趋势。对冰川垂直运动速度的分析得出了冰川当前正在衰退的结论。结合1936年挪威极地研究所测绘的历史地图对比分析,得出了两条冰川正在加速消融的论断。在分析多种冰川末端进退计算方法的基础上,讨论了二维计算和三维计算的差异。结合北极A冰川实测的末端位置时间序列,分析了2005-2010年的冰川末端位置变化,建议在山地冰川末端进退研究中将末端高程的变化一并加以考虑。结合20世纪斯瓦尔巴群岛的气象资料,讨论了冰川变化与气候变化的耦合关系。基于指数模型,对冰川槽谷的形态展开分析,得出了两条北极冰川槽谷都是V型的结论。并对比了两条冰川的动力学差异,A冰川下蚀作用更强,P冰川的侧蚀作用更大。根据冰川动力学机制分析,预计P冰川中下游将先于A冰川发育成U型槽谷。本文针对两条北极山地冰川,主要研究了冰面地形、冰下地形、冰川运动、冰川槽谷发育等冰川学主题内容,形成了较好的研究基础。后续将在现有研究的基础上,进一步扩展冰川监测项目和研究的冰川范围,提高数据分析效率。