基于时序NDVI植被变化检测与驱动因素量化方法研究 ——以河西地区为例

发布时间：2025-01-15 19:06

　　植被是生态系统健康状况的重要指示器,其生长状况直接决定着生态系统能够为人类生存和发展提供物质和服务的能力。植被的变化不仅影响着生态系统功能的发挥,也深刻影响着地球表面属性、全球或区域气候过程以及物质(水、碳、氮)和能量的循环。因此,系统地监测植被长期变化,全面地分析植被长期变化特征及其驱动因素,有助于全面了解区域生态环境的历史、现状及未来,帮助政府部门制定科学合理的区域规划,促进区域生态环境朝着良性的方向可持续地发展。对任何变化的深入理解都需要建立在十几年乃至几十年连续观测的基础上。遥感技术的出现突破了人类认识地球表面状况在时间和空间上的局限性,为深入理解全球及大范围地区植被变化过程及其机理机制提供了可能。遥感对地观测数据及站点观测资料的不断累积,时间序列的不断延长以及近期一些宽视场传感器分辨率和性能的不断提高,为植被长期变化研究提供了坚实的数据保障,同时也为这一传统的研究领域带来了新的发展机遇和挑战。如何从海量的时间序列记录中自动化地提取有关植被变化的详细信息,包括在哪里发生了变化、发生怎样的变化过程(模式)、何时发生的变化、变化持续了多久、为什么会发生变化以及预测未来一段时期内植被变...

【文章页数】：133 页

【学位级别】：博士

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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 植被变化检测方法的研究进展
        1.2.2 遥感时间序列选择及其信息提取方法的研究进展
        1.2.3 植被变化影响因素区分量化的研究进展
    1.3 研究目标及内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
    1.4 技术路线及论文组织
        1.4.1 技术路线
        1.4.2 论文组织
第二章 研究区概况及数据源
    2.1 研究区概况
        2.1.1 自然地理概况
        2.1.2 社会经济与生态状况
    2.2 数据源
        2.2.1 MODIS NDVI时间序列数据集
        2.2.2 气候要素时间序列数据集
        2.2.3 其他辅助资料
        2.2.4 人类活动地理空间数据集
第三章 两种最常用的植被长期变化检测方法的比较分析
    3.1 研究方法
        3.1.1 一元线性回归分析方法
        3.1.2 Theil-Sen斜率估算和Mann-Kendall相结合的方法
    3.2 两种变化检测方法的结果分析
        3.2.1 基于一元线性回归方法的植被变化检测结果
        3.2.2 基于Theil-Sen和 Mann-Kendall方法的植被变化检测结果
    3.3 两种最常用方法的比较分析
    3.4 本章小结
第四章 植被长期变化新检测框架的构建及应用
    4.1 新检测框架的构建
        4.1.1 新检测框架概述
        4.1.2 NDVI时间序列的平滑处理
        4.1.3 逻辑函数模拟所有非线性模式
        4.1.4 植被线性变化模式的检测方法
        4.1.5 方法验证
    4.2 基于新框架的河西地区植被长期变化过程分析
        4.2.1 结果验证
        4.2.2 河西地区植被长期变化模式分析
        4.2.3 植被变化模式的空间分布及变化时刻分析
        4.2.4 植被变化持续时间分析
        4.2.5 植被显著变化的原因分析
        4.2.6 植被变化预测
    4.3 讨论
    4.4 本章小结
第五章 驱动因素区分量化方法的构建及应用
    5.1 植被变化驱动因素量化分析方法
        5.1.1 方法概述
        5.1.2 相关性分析方法
        5.1.3 残差趋势分析方法
        5.1.4 植被变化驱动因素的分类制图框架
        5.1.5 人类活动的进一步区分方法
    5.2 河西地区植被对气候变化的响应
        5.2.1 植被变化与降水因子之间的相关性和残差趋势分析结果
        5.2.2 植被变化与气温因子之间的相关性和残差趋势分析结果
    5.3 植被长期变化驱动因素区分量化制图
        5.3.1 驱动因素区分量化结果
        5.3.2 人类活动的进一步区分量化结果
    5.4 讨论
        5.4.1 气候因素对河西地区植被变化的影响
        5.4.2 植被变化影响因素分类新框架的适用性
        5.4.3 城镇化及新农村建设对河西地区植被变化的影响
        5.4.4 农业绿洲动态变化对河西地区植被变化的影响
        5.4.5 生态修复工程对河西地区植被变化的影响
        5.4.6 农业生产措施改变对河西地区植被变化的影响
    5.5 本章小结
第六章 结论
    6.1 主要结论
    6.2 创新点
    6.3 研究展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢



本文编号：4027724