基于Landsat数据的鄱阳湖面积动态监测及其与水位关系研究

发布时间：2017-09-13 00:02

  本文关键词：基于Landsat数据的鄱阳湖面积动态监测及其与水位关系研究

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【摘要】：湖泊是陆地生态系统的一个非常重要的部分,湖泊水域的改变对环境的变化和人类的生产活动都有着重大的影响。鄱阳湖是中国排名位列第一的淡水湖,是具有国际影响的重要湿地。受湖底独特地形及当地环境气候因素的影响,鄱阳湖形成了“低水河相,高水湖相”的自然景观特点,这种特殊的特征也导致该地区频繁发生洪旱灾害,因此,对鄱阳湖进行动态监测意义重大。近年来,遥感技术凭借着它监测范围较广、周期较短、直观性和同步性等优点被大量地用于大范围的水体信息识别、洪旱灾害监测等方面,实现了洪涝、干旱灾害的实时监测。本论文利用2000-2014年的Landsat卫星数据,结合2009-2013年同时期的水位观测数据,研究鄱阳湖在这15年间的变化,主要的内容包括以下几个方面:(1)遥感影像的选择及数据的预处理。本文主要选用Landsat卫星数据,为满足水体提取的需要,主要对遥感影像进行了辐射校正、投影转换,针对Landsat 7 ETM+部分影像存在的条带现象,进行了条带修复;对论文所使用的水位数据进行了高程基准的转换,将水位值均统一为吴淞基准高程。(2)对2000-2014年间123个时相的影像数据进行水体信息提取。根据水体的波谱特征,对比分析了NDWI、MNDWI水体指数法、多波段谱间关系法、AWEI自动水提取指数法等4种方法,通过精度验证,最终选用了AWEI自动水提取指数来进行鄱阳湖水体的提取,并对提取出的各时相鄱阳湖面积进行统计。(3)鄱阳湖湖泊面积的变化分析及湖泊面积-水位关系探究。本文利用鄱阳湖2000-2014年123个时相无云Landsat卫星影像的水体提取结果,研究了湖泊水面面积的月度及年度变化趋势,从水面淹没次数出发,分析了鄱阳湖区不同淹没频次区域的空间分布规律。结合2009-2013年38天有同日水位数据的水面面积的提取结果,通过各个站点水位和湖泊面积的相关性大小确定了代表水位站,通过回归分析创建了代表性水位站水位-面积的线性、指数、对数、二次多项式关系模型,并根据水位值数据分段构建湖泊水位-面积关系模型,经过精度验证确定了吴城水位站湖泊面积-水位分段线性模型为最佳模型,从而可以根据鄱阳湖区域的实时水位观测值对鄱阳湖洪灾时期的水体覆盖面积进行预测,以弥补云雨天气时利用可见光遥感手段难以监测到湖泊水体淹没情况的不足。
【关键词】：鄱阳湖 Landsat数据 水位 动态变化 湖泊面积与水位关系
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P332;P237
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 选题背景及意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.3 研究内容及技术路线15-16
• 1.4 论文结构16-18
• 第2章 研究区概况18-22
• 2.1 地理位置18-19
• 2.2 气候与水文特征19-21
• 2.3 湖区人文特征21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 研究数据及其预处理22-38
• 3.1 数据源选择22-31
• 3.1.1 本研究采用的影像数据23-28
• 3.1.2 本研究采用的水位数据28-31
• 3.1.2.1 主要水文站点28-29
• 3.1.2.2 实测水位数据29-31
• 3.2 遥感影像预处理31-37
• 3.2.1 条带修复31-33
• 3.2.2 辐射校正33-36
• 3.2.3 投影转换36-37
• 3.3 本章小结37-38
• 第4章 鄱阳湖水体提取38-51
• 4.1 水体的遥感监测理论及方法38-44
• 4.1.1 水体的光谱特征38-39
• 4.1.2 常用的水体提取方法39-44
• 4.1.2.1 单波段阈值法39-41
• 4.1.2.2 水体指数法41-42
• 4.1.2.3 多波段谱间关系法42-44
• 4.2 鄱阳湖水体提取44-50
• 4.2.1 鄱阳湖范围的界定44-45
• 4.2.2 几种方法提取结果的精度比较45-49
• 4.2.3 鄱阳湖湖泊面积统计49-50
• 4.3 本章小结50-51
• 第5章 鄱阳湖面积变化分析及其与水位关系探究51-67
• 5.1 鄱阳湖水面覆盖的变化分析51-60
• 5.1.1 湖泊面积的动态变化分析51-58
• 5.1.2 湖泊水面覆盖的空间差异分析58-60
• 5.2 湖泊面积与水位关系探究60-65
• 5.2.1 湖泊面积-水位关系模型及代表性水位站的确立60-63
• 5.2.2 湖泊面积-水位关系模型分段探讨63-65
• 5.3 本章小结65-67
• 第6章 结论与展望67-69
• 6.1 结论67-68
• 6.2 存在不足及展望68-69
• 致谢69-71
• 参考文献71-76
• 附录76

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本文编号：840310