南疆覆膜农田亚像元制图及热环境效应定量测算

发布时间：2020-05-25 16:42

【摘要】：自覆膜栽培技术应用于农业生产后,全球每年农用地膜消耗量约为500百万吨。我国目前农用地膜消耗量达到131万吨／年,土地覆膜面积已超过1758万公顷,覆膜农田已成为一种重要的农业景观。大规模的覆膜栽培必然会对区域生态环境产生一定影响,因此如何快速有效地获取大范围覆膜农田分布信息显得尤为重要。新疆是我国棉花主产区,也是农田覆膜规模最大的地区之一。本文以南疆阿克苏河流域中绿洲为研究区,以MODIS影像为数据,采用纯净像元指数法获取覆膜农田、植被、水体和裸土等地类纯净像元,并采用线性光谱混合模型分解得到各地类软分类信息；在分析空间引力模型基础上,提出亚像元-亚像元空间引力模型(SSSAM),并利用IDL开发SSSAM和传统亚像元定位模型SPSAM. MSPSAM、MSAM和TPHM,实现覆膜农田亚像元定位；通过对比分析SSSAM与传统亚像元定位模型定位结果以及时间序列阈值法硬分类结果,以验证SSSAM制图方法的有效性；最后基于地表温度数据定量测算了农田覆膜的热环境效应。研究结果表明：(1) SSSAM算法在4次迭代后达到最优分类结果,总体精度和Kappa系数都较高,2000、2005、2008、2014年的总体精度分别达到77.69%、80.97%、86.43%和82.44%,Kappa系数分别达到0.56、0.59、0.66、0.66。(2)2000、2005、2008、2014年SSSAM定位结果的总体精度比SPSAM算法的分别提高了7.61%、4.65%、6.27%、12.22%；SSSAM算法的时间效率较MSPSAM和MSAM算法的分别节约了近1/3和2/3运算时间；2000、2005、2008、2014年SSSAM定位结果的总体精度较MSPSAM的分别提高了0.63%、0.27%、0.36%、0.31%,比MSAM的分别提高了0.07%、0.16%、0.24%、0.19%。(3)当各地类分布为HR型为主或HR型与LR型并存时,SSSAM总体精度和Kappa系数比TPHM高;当覆膜农田单一地类为LR型分布时,SSSAM的生产者精度和用户精度均低于TPHM。(4) SSSAM较时间序列阈值法硬分类结果空间分辨率高,当软分类信息误差较小时,其定位结果的总体精度较高,是一种有效的覆膜农田信息提取算法,可从算法优化及提高带入制图分类结果的混合像元分解软分类精度两方面作改进。(5)农田覆膜期覆膜农田昼、夜相对地表温度平均值比未覆膜的植被地区高,白天高出1℃以上,夜晚高1℃左右,而农田揭膜后则比未覆膜的植被地区低,同时PML区域在相对地表温度农田覆膜期与揭膜后的差值大于0,进一步证明了农田覆膜具有增温效应。覆膜农田面积占比与昼夜地表温度均呈正相关关系,白天和夜晚相关关系置信水平分别达到0.01和0.05。本文提出的SSSAM亚像元定位模型,为基于中低分辨率MODIS数据快速提取新疆大范围覆膜农田空间分布信息提供了新的思路,为政府进行化肥农药分配和残膜回收管理提供有力依据。
【图文】：

技未路挽圈

影像,棉纺业,需求缺口,农田面积

通过对ＳＶＭ、ＭＬＣ两种分类方法精度比较（表２．３和表２．４），可知ＳＶＭ分逡逑类放在在总体精度和卡帕系数上都比传统的ＭＬＣ分类法高，，因此后期采用ＳＶＭ逡逑分类结果（图２．３）来检验ＭＯＤＩＳ影像亚像元制图及闽值法分类的精度。逡逑怞？邋Ｑ晨＇、巧Ａ逡逑拽’一逦，逦：ｙＷ逡逑－－ｍｔ逦－ｍ逡逑派年}邋２0１钟逡逑ｔ邋■邋＾逦Ｗ逡逑１＾１邋Ｐｌａｎｔ逡逑０邋１５邋３０邋６０邋９０逦与兰邋ｔｅｒ，邋ｄ逡逑■邋■邋ｍ＾Ｋｍ逦Ｂａｒｅ邋ｌａｎｄ逡逑困邋２．３邋２０００、２００５、２００８、２０１４邋年邋Ｌａｎｄｓａｔ邋巧尓邋ＳＶＭ邋分类结果困逡逑从图２．３可知研究区巧膜农田面积年际变化较大，２０００年到２００８年间我国逡逑棉纺业发展迅速，需求缺口不断被放大，在经济利益驱动下新疆坚持＂一黑一白逡逑（棉花政策鼓励农民种植棉花，因此面积逐渐增长。而２００８年的金融危机对逡逑我国棉纺织品市场造成了冲击，致使对棉花的需求也降低。第二年阿克苏地地区逡逑农业部口为实现农民增收结构多元化，对种植业结构进行调整，制定了＂压棉＂逡逑１５逡逑
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S316

【相似文献】