基于MODIS和OLI数据源的艾比湖流域景观格局尺度变化研究

发布时间：2017-11-21 21:32

本文关键词：基于MODIS和OLI数据源的艾比湖流域景观格局尺度变化研究

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【摘要】：伴随着经济的快速发展、人口的急剧增长,人类对自然资源的不合理开发,给区域生态环境甚至全球的生态环境造成巨大的压力。当前,区域生态环境的退化、恶化,全球气候变暖以及生物灭绝速度加快、生物多样性的锐减,已成为人类社会的重大问题,严重影响人类的生存与发展。因此,实现人与自然的和谐相处、可持续发展等重要课题成为人类需要迫切解决的课题。艾比湖流域位于西北内陆干旱区,流域内的景观类型复杂,物种丰富多样,区域环境的演变具有强烈的敏感性和特殊的指示意义;近年来,由于受到气候变化、人类活动等因素的影响,使得天然植被大面积死亡,地下水位下降,土地荒漠化日益加重。在各种因素的影响下,流域内生态环境日趋恶化,严重威胁着区域经济、社会以及生态环境的稳定与发展。本文选用2013年9月的MODIS和OLI遥感数据、1:100万的艾比湖流域行政区划矢量化数据、以及流域内2012年的土地利用数据,在遥感数据处理软件ENVI 4.8和ArcGIS 10.1的支持下,首先对两种数据源分别重采样为30m、50m、100m、150m、200m和250m 6种空间尺度后,其次对对各数据采用基于CART算法的决策树分类,再利用景观定量分析软件Fragstats3.3对符合精度的分类数据提取具有代表性的类型水平和景观水平上的景观指数,分析各个空间尺度下类型水平上和景观水平上景观指数对空间尺度的响应,建立各景观指数的响应数学模型和不同尺度下两种数据源的景观指数间的数学模型,力图揭示不同数据源对景观格局分析产生的影响,同过研究不同数据源在空间尺度变化下的景观格局变化,了解不同数据源的景观格局变化对空间尺度变化的响应,研究不同数据源间同一景观指数相互转换的规律。研究结果表明:(1)类型水平上,随着空间分辨率的不断降低,MODIS和OLI影像所计算的斑块密度变化趋势相似,斑块密度都是随着粒度的增大而减小,都是先骤减再缓慢减小,MODIS数据中,空间尺度在150m前呈现骤减的趋势,150-250 m呈现下降趋势速率变小;OLI数据中,空间尺度在100m前呈现骤减的趋势,100-250 m呈现下降趋势速率变小。斑块面积的变化趋势相似,在空间尺度变化过程中,除个别地类变化剧烈外,其余各地类的变化幅度较小。MODIS影像中各地类的周长面积分维度的总体趋势是减小的;OLI影像所计算的周长面积分维度的总体趋势成基本持平状态。凝聚度指数、边缘密度、斑块面积百分比、斑块类型面积和有效网格大小的散点图分布的较为集中,有个别尺度下的某一土地利用类型出现异常的现象。(2)景观水平上随着空间尺度的增加,不同的遥感影像中各景观指数的变化趋势表现出不同形式,且不同的景观指数间的变化趋势也存在着差异。随着空间尺度的增大,斑块密度、景观形状指数和斑块数量均呈现单调下降的趋势;最大斑块指数的变化趋势不确定;香农多样性和香农均匀性指数的整体变化趋势相对稳定。(3)在流域内选取典型样区进行移动窗口下的景观格局分析:所选是的景观水平上的指数高值区域都分布于绿洲及周边地区,艾比湖的湖区则在各指数划分的第一区域内,即最小;艾比湖湖区周围存在一圈值比湖区的值相对高,形成了艾比湖的“轮廓线“。类型水平上,150m时,MODIS影像中,耕地的边缘密度的低值区域(17.64)相对分布最广,林地和盐渍地的中间区域(17.65—30.08)分布的范围较大,即林地和盐渍地所在区域内的景观异质性较大,从而导致边缘密度的增大。OLI影像中耕地、沙地和盐渍地高值的分布范围较广,即这三种土地利用类型的景观异质性较高。200m时,MODIS和OLI两种影像中耕地、林地、裸露湖床和盐渍地的景观形状指数的分布范围相似,但其值的分布不尽相同。水体和沙地的景观形状指数的分布范围存在差异。
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P901;P237

【参考文献】

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