基于多源遥感数据的艾比湖面积动态变化研究

发布时间：2020-04-17 03:11

【摘要】：湖泊是生态系统中各个圈层之间进行信息交流与能量传输的重要节点,也是大气圈、生物圈、岩石圈中生态变化的指示器。在全球大格局气候变化的影响下,细微的气候变化将会对湖泊造成很敏感的波动。湖泊湿地的变化直接影响到当地的生态安全,亦能从侧面反映并揭示外界环境因素以及人为因素对湖泊变化的影响,尤其是处于干旱区的湖泊变化会更加敏感,更加显著。本文利用Landsat数据与MODIS数据探究艾比湖的年际和月际变化特征,同时利用湖泊景观指数和重心转移轨迹进一步分析艾比湖受外界因素的干扰程度,分析艾比湖面积重心迁移的波动特征及强度,最后探究相关自然因素和人类活动因素的变化特征,利用灰色关联分析法进一步探究艾比湖时空动态变化与影响因素响应特征。本文的主要结论如下所示:(1)根据传统水体指数的构建原理,结合TVDI特征空间的水热平衡原理,依靠遥感影像中水体独特的反射率特征,提出了一种自动以0为阈值分割的新型水体指数-温度植被水体指数(TVWI),通过与不同传统水体指数进行对比性精度验证分析,进一步分析TVWI的普适性,利用TVWI分别对不同湖泊类型的阿拉湖、鄱阳湖以及博斯腾湖进行水体信息提取,经过对比验证分析发现精度较高,表明TVWI的普适性较好,可用于湖泊水体信息的特征提取。(2)利用Landsat数据与MODIS数据进行艾比湖动态变化的遥感监测,首先利用Landsat数据分析艾比湖年际变化和干湿季变化特征,2004-2015年艾比湖面积在5月和9月面积变化量为-461.98、-322.04km2;另外发现干湿季艾比湖重心迁移差异较大,但最终都表现为从西北向东南方向演变;利用MODIS数据时间分辨率高的优势对Landsat数据进行艾比湖月际变化分析和补充,年际变化上与Landsat提取结果相似,月际变化上呈现由5月到10月艾比湖面积逐渐减少的趋势,艾比湖面积变化量最大值达到-421km2;2005年和2010年艾比湖LLSI为正,表明受外界干扰强度较小,2011-2015年LLSI为负,表明艾比湖受外界干扰程度逐渐增强;基于MODIS数据的重心转移轨迹与Landsat数据的演变趋势相似,在5月份时2010-2011、2012-2013年的重心转移距离较大,转移距离分别为6.51、6.06km,在9月份时2005-2008年的重心转移距离最大,转移距离分别为8.4km,而2008-2009/2010年的转移距离仅为0.96km,通过对比分析发现两种数据源提取的艾比湖面积差值较小,表明MODIS提取水体信息精度较好。(3)利用研究区气象数据与统计年鉴数据从自然因素与人类活动因素两方面对艾比湖动态变化进行影响因素分析。自然因素中发现风速与气温对艾比湖面积变化上呈负向影响,降水量呈正向影响,近年来研究区风速与气温呈增加态势,降水呈减少趋势;人类活动因素中探究了总人口数、耕地面积以及GDP对艾比湖面积变化的影响,随着经济水平与社会发展速度的加快,人口数量急剧增长,农耕区面积逐渐增加,水资源消耗量增加,水资源不合理配置现象更加严重;最后通过灰色关联分析艾比湖面积与相关自然因素(蒸发量、风速、降水量、气温)和人类活动因素(总人口、GDP)的关联度系数,得到关联度顺序依次为蒸发量、总人口、风速、年均气温、年均降水量、GDP,关联度系数分别为0.81、0.79、0.78、0.75、0.74、0.6,表明蒸发量、总人口以及风速是影响艾比湖面积变化的关键因素。本文旨在探究艾比湖面积在时间与空间上发生急剧萎缩的同时,唤醒人们对水资源合理利用以及对干旱区湖泊资源可持续发展的保护意识,协调艾比湖地区社会经济发展、生态环境安全以及水资源合理利用的矛盾,努力为艾比湖地区的水资源的可持续发展与合理利用提供科学依据。
【图文】：

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图 1-1 温度植被干旱指数(TVDI)原理示意图[46]Fig.1-1 The principle of TVDI迹轨迹[28]指不同时期湖泊的重心在空间分布上间上的均匀程度及其变化趋势，湖泊重心的 ( ) = = ∑( × )/∑ =1 =1 = ∑( × )/∑ =1 =1 为第 t 年湖泊分布的质心，， , 分别是其湖泊的面积， , 分别是第t年第i个湖泊的状指数[50-52]常用来分析人类活动对自然景观的干扰

路线图,研究技术,路线图

研究技术路线图
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P343.3;X87

【参考文献】