基于RS与GIS的螳螂江流域土地覆被变化分析及模拟预测研究

发布时间：2017-09-10 22:13

  本文关键词：基于RS与GIS的螳螂江流域土地覆被变化分析及模拟预测研究

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【摘要】：土地利用／覆被变化是自然因素和人为因素综合作用的结果,影响区域土地资源管理、环境、气候和社会经济的可持续发展。在螳螂江流域,随着近二十几年来采矿业的急速发展,使得该区域的土地利用／覆被变化更加的迅速和复杂,也对当地经济状况和生态环境带来巨大的影响,因此开展土地利用／覆被变化分析与模拟研究有重要的学术意义和社会意义。本文通过解译TM、和OLI影像,得到了螳螂江流域1991年～2014年间4期土地覆被图。通过对4期土地覆被解译结果进行分析,研究了螳螂江流域的土地覆被现状,结合DEM、交通线路等数据分析得到了螳螂江流域土地覆被变化驱动力。使用CA-Markov模型与GIS结合的方法,通过分析螳螂江流域各土地覆被类型的空间分布规律制定了元胞转换规则,对螳螂江流域的土地覆被进行了模拟预测研究。研究成果如下：(1)在目视解译遥感影像的基础上,结合全国第二次土地利用调查数据、云南省采矿权数据库以及野外调查等数据,制作了螳螂江流域1991年、2000年、2009年、2014年等4期土地覆被专题图。研究中,通过运用主成分分析方法选取了遥感影像的波段组合,并使用傅里叶变换和色彩拉伸对图像饱和度进行增强拉伸处理,有效提高了遥感影像的目视效果和解译精度。(2)对研究区土地覆被现状进行了空间分布规律研究,发现螳螂江流域土地覆被类型的空间分布呈一定特征。城镇、农村居民点、耕地和水体湿地主要分布在高程为1660-2060m范围内,采矿用地、林地主要分布在高程为1860-2460m范围内,草地、裸地和稀疏植被地段主要分布分高程为1860-2260m范围内。当坡度为0-5°时,研究区所有土地覆被类型分布比重超过了自身的40%,后随着坡度的增加各地类分布比重逐渐减小,但林地减小的趋势不明显。研究区的所有土地覆被类型在坡向为0-90°、135-180°、225-2700范围内呈聚集趋势,而在其余坡向范围内分布较少。(3)采用转移矩阵对研究区1991～2014年土地利用／覆被变化进行了分析,结果表明采矿用地、农村居民点和城镇呈快速增长的趋势,耕地呈逐渐减少趋势,水体湿地整体变化不大,林地、草地与裸地呈先增加后减小趋势。(4)通过GIS空间分析方法改进了CA模型传统的转换规则,即使用GIS空间分析功能对研究区的高程、坡度、坡向与图斑自身空间特征的综合分析后,改进了传统CA模型的转换规则,探索出一种适合研究区的改进的CA-Markov土地覆被变化预测方法。以2000年为基期,采用2009年的预测图与现状图相比较的方法对模型进行了检验,结果表明使用该预测方法得到的土地覆被图准确率达到了94.18%,表明该方法能够较准确的预测螳螂江流域土地覆被分布状况。最后,通过该模型预测得到研究区2018年、2027年研究区土地覆被图,将该图与2014年现状图进行比,结果表明采矿用地、农村居民点、城镇、裸地呈增加趋势,耕地、草地、林地呈减小趋势,水域呈快速增加趋势。
【关键词】：土地覆被 螳螂江流域 CA-Markov模型 GIS RS
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P237;P208
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究进展10-13
• 1.2.1 国外研究进展10-12
• 1.2.2 国内研究进展12-13
• 1.3 研究内容及技术路线13-15
• 1.3.1 研究内容13-14
• 1.3.2 研究技术路线14-15
• 1.4 关键技术15-17
• 第二章 研究区概况与数据处理17-32
• 2.1 研究区概况17-18
• 2.2 数据收集与整理18-20
• 2.2.1 数据来源18-19
• 2.2.2 野外调查19-20
• 2.3 遥感影像预处理20-28
• 2.3.1 波段组合21-24
• 2.3.2 图像增强处理24-25
• 2.3.3 几何校正25-26
• 2.3.4 遥感图像处理结果26-28
• 2.4 基于RS的土地覆被信息提取28-32
• 2.4.1 分类体系方案28
• 2.4.2 基于RS的解译标志28-29
• 2.4.3 基于RS的螳螂江流域土地覆被解译结果29-31
• 2.4.4 解译精度验证31-32
• 第三章 螳螂江流域土地覆被变化特征分析32-47
• 3.1 土地覆被数量结构变化32-34
• 3.2 土地覆被类型转移变化34-41
• 3.2.1 转移矩阵理论34
• 3.2.2 土地覆被转移矩阵分析34-35
• 3.2.3 基于转移矩阵的土地覆被时序变化特征分析35-41
• 3.3 螳螂江流域土地覆被变化空间变化特征分析-以采矿用地为例41-43
• 3.3.1 空间质心迁移模型41-42
• 3.3.2 采矿用地质心迁移分析42-43
• 3.4 螳螂江流域土地覆被变化驱动力分析43-47
• 3.4.1 地形因子——地形地貌43-45
• 3.4.2 采矿业的快速发展45-46
• 3.4.3 国家政策与区域社会经济的影响46-47
• 第四章 螳螂江流域土地覆被模拟预测模型47-74
• 4.1 元胞自动机模型47-68
• 4.1.1 元胞自动机模型简介47-48
• 4.1.2 地理元胞自动机模型48
• 4.1.3 地理元胞自动机模型在GIS中的应用48-49
• 4.1.4 螳螂江流域土地覆被变化CA模型构建49-50
• 4.1.5 螳螂江流域各年度土地覆被转换规则分析50-67
• 4.1.6 螳螂江流域土地覆被转换规则制定67-68
• 4.2 MARKOV模型68-71
• 4.2.1 Markov模型简介68-69
• 4.2.2 Markov模型构建69-71
• 4.3 CA-MARKOV复合模型71-74
• 第五章 螳螂江流域土地覆被模拟预测74-81
• 5.1 螳螂江流域土地覆被预测验证74-77
• 5.1.1 螳螂江流域2009年土地覆被预测74-77
• 5.1.2 预测精度验证77
• 5.2 螳螂江流域土地覆被预测77-78
• 5.3 螳螂江流域土地覆被预测结果分析78-81
• 第六章 结论与讨论81-83
• 6.1 结论81-82
• 6.2 不足之处82
• 6.3 应用展望82-83
• 参考文献83-87
• 攻读硕士学位期间完成的科研成果87-88
• 致谢88-89

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本文编号：826928