南丰县柑橘果园种植扩张的遥感评价

发布时间：2020-11-05 11:20

　　 南丰县是我国蜜桔的主要种植区,有着悠久的种植历史。目前南丰县柑橘种植已成规模,形成一条种植、销售和生态旅游的产业链,柑橘果业已经发展成为南丰县的农业支柱产业。本文通过2018年Landsat-8 OLI遥感影像数据,构建包括光谱、纹理、地形等分类特征集,对比支持向量机、随机森林以及神经网络算法的结果精度,选取最优算法,提取1988-2018年逐年的柑橘果园空间分布,分析了南丰县柑橘果园逐年扩张占用土地的特征,探讨了果园扩张引起的景观格局变化。得到以下主要结果:(1)不同算法的比较通过ENVI平台,以2018年Landsat-8 OLI冬季影像为例,进行像元级最小云量合成。基于相同数量分类样本,通过不同算法的最优参数组合,完成了2018年的影像分类,并对分类结果进行精度评价。结果表明:支持向量机的总体精度和KAPPA系数均高于随机森林和神经网络,分别为89.86%和0.86,且各地物的分类生产者精度和用户精度平均差最小,分别为15.03%和9.47%;不同算法在对不同地物分类提取上,有较大的差异,其中支持向量机对水体、林地分类精度较高,生产者精度分别为95.77%和98.97%,用户精度分别为90.62%和80.99%。因此,本文采用较为稳定的支持向量机进行南丰县柑橘果园的提取工作。(2)南丰县柑橘果园扩张动态监测使用Landsat长时间序列影像数据,构建包括光谱、纹理、地形特征的分类特征集,通过支持向量机算法,并利用自动适应特征算法提取历史样本,实现了对南丰县1988-2018年柑橘果园动态扩张过程的监测。结果表明:影像分类结果的平均总体精度为85.96%,平均KAPPA系数为0.82。南丰县柑橘果园由1988年的64.46 km~2增长至2018年的524.66 km~2,柑橘主要集中种植在高程为0-300m、坡度为0-25°范围内,低海拔、平缓地区种植现象明显;南丰县主要种植柑橘的乡镇为白舍镇、市山镇和琴城镇,全县果园用地的主要来源是林地和耕地。(3)南丰县景观格局变化及评价以斑块数、平均斑块面积、斑块密度和斑块形状破碎化指数作为景观格局评价指标,对柑橘果园和研究区内的主要植被景观进行定量分析,结果表明:1988-2018年间,南丰县柑橘果园的扩张过程剧烈,破碎化程度加剧,柑橘景观呈现离散到聚合的变化;柑橘果园的平均斑块面积整体呈持续增长趋势,柑橘景观的面积持续扩张,柑橘果园呈现连片化趋势;耕地与林地的破碎化程度较高、整体变化不明显;柑橘果园的斑块密度整体呈减少趋势,柑橘果园的斑块形状破碎化指数和斑块面积加权的形状破碎化指数整体呈现增长趋势,其中斑块形状破碎化指数波动较大,1988-2006年呈增长趋势,2006-2008年出现小幅度下降,2008年后保持平稳。
【学位单位】：江西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：S127;S666
【部分图文】：

南丰县柑橘果园种植扩张的遥感评价5基于相同分类样本，构造光谱、纹理和地形特征，分别采用SVM、RF和NNs算法提取柑橘果园，对比柑橘果园提取精度，选取较优分类算法开展逐年南丰县长时间序列影像进行分类，并提取柑橘果园。（2）南丰县柑橘果园动态扩张监测对南丰县1988-2018年的卫星遥感影像，通过自动适应特征算法（AASG）识别有时间差异的影像中未产生变化的稳定区域，重构历史样本点，利用算法对比得出的最优算法，结合光谱、纹理和地形特征，逐年提取柑橘果园空间分布，分析南丰县柑橘果园的扩张动态特征以及柑橘果园分布的地形特征，探讨柑橘果园扩展侵占的土地利用类型。（3）南丰县柑橘果园扩张的景观格局变化以南丰县果园、林地和耕地为景观研究对象，选取斑块数量、斑块密度和景观破碎化等指数作为评价南丰县景观格局变化的指标。对比主要地类景观格局指数的变化，分析1988-2018年南丰县景观格局的演变过程。通过南丰县景观格局现状与历史年份的比较，可对果园的结构特征、聚合度、景观的破碎化以及人类活动对南丰县景观格局的影响进行分析。根据本文研究内容，技术路线如图1-1所示：图1-1技术流程图Fig.1-1Workflowofthisstudy

硕士学位论文62研究区概况2.1自然地理状况南丰县地处江西省抚州市辖区，总面积为1920km2。地势主要表现为中间低，东南、西北高，直通南北的盱江将南丰县一分为二，其中东南面属于武夷山脉，西北面属于雩山山脉，山脉整体呈东北-西南走向。南丰县东南部和西北部，主要为侵蚀构造中低地形，高程100-300m范围内的土地面积为1255.20km2，占全县总面积的65.7%，其中100-150m区域面积占比最大，约占全县总面积的29%，主要分布在南丰县中部，盱江两岸，海拔由盱江两岸向东西方向递增，海拔最高处位于西北面雩山山脉。南丰县地形坡度为5-25°的土地面积约为1298.99km2，8-15°的土地面积为560.40km2，约占全县总面积的30.42%。主要的土地利用方式为耕地、园地（果园、茶园）、林地、居民用地（城镇、村庄以及技术园区等）、交通用地、水域等。图2-1南丰县概况Fig.2-1NangfengcountyProfile高程：米/m

南丰县柑橘果园种植扩张的遥感评价7图2--2南丰县地形分布情况Fig.2-2TopographicdistributionofNanfengCounty南丰县地处东经116°09′-116°45′和北纬26°51′-27°21′之间，属亚热带季风气候，亚热带常绿阔叶林区，县境东部和西部为侵蚀构造丘陵地形，盱江两岸主要为剥蚀构造单斜低丘岗阜地形，盱江及支流两岸少部分地区则为侵蚀堆积河谷平原地形；年平均温为18.2℃，年降水量为1659.6mm，冬暖夏凉，雨量丰沛。境内土壤垂直分布的变化显著，但水平分布差异不大。酸性结晶盐红壤主要分布在0-600m海拔范围内，在丘陵间的沟壑分布着各种类型红壤和相应母质发育的桔园土、水稻土，是支持南丰蜜桔产业发展的自然资源条件。而结晶岩山地黄红壤主要分布在海拔600-1450m之间，大片裸露基岩存在与海拔大于1450m范围内，另有极少数山地草甸土。
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本文编号：2871563