艾比湖流域精河绿洲土地荒漠化动态演变分析与模拟

发布时间：2017-05-17 17:21

  本文关键词：艾比湖流域精河绿洲土地荒漠化动态演变分析与模拟，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在全球环境研究中,土地荒漠化越来越被认为是迫切的研究课题,荒漠化因其发展速度快及严重灾害性而引起国际学术界的广泛关注。本文以艾比湖流域精河绿洲为研究区,首次在该研究区提出用GIS手段和CA(元胞自动机)模型来模拟和预测荒漠化变化情况。本文首先基于研究区土地荒漠化野外调研现状和不同时相(1984年Landsat5-TM和2014年Landsat8-OLI)遥感图像,利用归一化植被指数(NDVI)与荒漠化程度的高度相关性,以NDVI作为荒漠化评价的定量依据并对土地荒漠化程度进行划分,并较全面论述了研究区荒漠化的特点。然后在野外调研和遥感动态监测与评价的基础上,结合研究区已有的多元信息基础资料及研究成果,运用GIS强大的空间分析功能和概率统计、主成分分析、层次分析等数学方法,定性及定量地综合研究了土地荒漠化与各驱动因子之间的相关关系,揭示了研究区土地荒漠化的主要驱动因素。在此基础上,利用已有的1984、2014年的土地荒漠化分布状况作为参照和检验数据,结合3S技术和元胞自动机模型,实现了土地荒漠化演化数学模型:Geo CA-Desertification模型,并用此模型对该研究区2024年土地荒漠化演化趋势进行了模拟与分析,探讨了研究区土地荒漠化的时空分布规律。最后,针对研究区的土地荒漠化发生及发展的特点,较系统地提出了土地荒漠化的防治建议。研究结果表明:(1)研究区西北部土地荒漠化规模仍在发展。1984年到2014年土地荒漠化面积及程度都呈增加趋势。土地荒漠化面积由1984年的15.228×104ha,增加到2014年为21.319×104ha,年递增率为1.87%。极重度土地荒漠化面积占研究区总面积的百分比由1984年的78.75%减少到2014年的78.41%。(2)1984-2014年期间,在面积变化方面,除65.08%的未变化部分外,恶化级别类型所占比例最大,面积达16.81×104ha,占总面积的17.30%;其次是逆转、强烈逆转等好转趋势类型,总面积共计15.41×104ha,占总面积的15.82%;强烈恶化面积虽不占主体,也达到0.09×104ha,占总面积的0.09%。(3)CA模型模拟结果精度评价,Kappa指数值为0.832。根据遥感影像分析、荒漠化演化机理和数学模型结果分析,研究区土地荒漠化扩展方向总体呈由北向南,由西向东推进。精河县及其周边乡镇始终处于荒漠化边缘并受其影响。
【关键词】：土地荒漠化 时空分布特征 演化趋势 精河绿洲 元胞自动机
【学位授予单位】：新疆师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P208;P941.73
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 选题依据及研究意义8-9
• 1.2 国内外研究进展9-10
• 1.2.1 国际研究进展9
• 1.2.2 国内研究进展9-10
• 1.3 研究目的10
• 1.4 研究内容10-11
• 1.4.1 研究区土地荒漠化基础信息提取11
• 1.4.2 数据预处理和数据库的建立11
• 1.4.3 土地荒漠化驱动因子分析和数学模型的建立11
• 1.5 主要研究成果与创新11-12
• 1.5.1 主要研究成果11-12
• 1.5.2 本研究创新之处12
• 1.6 技术路线12-13
• 1.7 实际工作量13-14
• 2 研究区概况及数据来源14-20
• 2.1 研究区概况14-15
• 2.1.1 地理位置14
• 2.1.2 自然特征14-15
• 2.2 数据来源15-17
• 2.2.1 遥感影像15-17
• 2.2.2 专题数据17
• 2.2.3 基础统计数据17
• 2.3 数据处理17-20
• 2.3.1 数据预处理规格17-18
• 2.3.2 数据处理平台18
• 2.3.3 遥感数据预处理18-19
• 2.3.4 CA模型数据的预处理19-20
• 3 研究区土地荒漠化程度分析与评价20-28
• 3.1 荒漠化程度及评价指标的确定20-22
• 3.1.1 土地荒漠化程度分类分级特征20
• 3.1.2 植被指数与土地荒漠化程度20-21
• 3.1.3 研究区土地荒漠化程度分级指标21-22
• 3.2 荒漠化信息提取与遥感分析22-23
• 3.3 分类结果及精度验证23-25
• 3.4 荒漠化空间格局分析25-26
• 3.5 荒漠化动态变化分析26-28
• 4 土地荒漠化演化综合机理分析28-41
• 4.1 地形因子分析28-30
• 4.2 土壤因子分析30-33
• 4.2.1 土壤粒度30-31
• 4.2.2 地表土壤温度31-32
• 4.2.3 地表土壤湿度32-33
• 4.3 地表植被覆盖度分析33-35
• 4.4 气象与水文因素分析35-38
• 4.4.1 气温与降水35-36
• 4.4.2 风速和风向36-38
• 4.5 人文因素分析38-41
• 4.5.1 土地利用结构38-39
• 4.5.2 社会经济因素39-41
• 5 基于GIS和元胞自动机的荒漠化演化动态分析与模拟模型41-47
• 5.1 元胞自动机(CA)理论基础41-42
• 5.2 GeoCA-Desertification模型表述42-43
• 5.3 CA模型构建与实现43-47
• 5.3.1 初始状态的确定43-44
• 5.3.2 土地荒漠化控制因素层44-47
• 6 土地荒漠化动态模拟与预测分析47-50
• 6.1 数据准备与预处理47
• 6.2 模型参数的确定与调整47
• 6.3 模型运行与结果分析47-50
• 6.3.1 Kappa验证47
• 6.3.2 模拟结果分析47-50
• 7 结论与不足50-52
• 7.1 结论50
• 7.2 研究中存在的不足50-52
• 参考文献52-58
• 附录58-65
• 在读期间发表的论文65-66
• 致谢66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 杜明义;;决策树方法在土地荒漠化分类中的应用研究[J];测绘科学;2006年02期

2 覃志豪,Zhang Minghua,Arnon Karnieli,Pedro Berliner;用陆地卫星TM6数据演算地表温度的单窗算法[J];地理学报;2001年04期

3 王少朴;凌智永;;新疆艾比湖流域风沙活动特征及对环境因素的影响研究[J];绵阳师范学院学报;2008年11期

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1 高志海;基于RS和GIS的绿洲植被与荒漠化动态研究[D];北京林业大学;2003年

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