本文關鍵詞：基于MODIS和OLI數(shù)據(jù)源的艾比湖流域景觀格局尺度變化研究

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【摘要】：伴隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展、人口的急劇增長,人類對自然資源的不合理開發(fā),給區(qū)域生態(tài)環(huán)境甚至全球的生態(tài)環(huán)境造成巨大的壓力。當前,區(qū)域生態(tài)環(huán)境的退化、惡化,全球氣候變暖以及生物滅絕速度加快、生物多樣性的銳減,已成為人類社會的重大問題,嚴重影響人類的生存與發(fā)展。因此,實現(xiàn)人與自然的和諧相處、可持續(xù)發(fā)展等重要課題成為人類需要迫切解決的課題。艾比湖流域位于西北內(nèi)陸干旱區(qū),流域內(nèi)的景觀類型復雜,物種豐富多樣,區(qū)域環(huán)境的演變具有強烈的敏感性和特殊的指示意義;近年來,由于受到氣候變化、人類活動等因素的影響,使得天然植被大面積死亡,地下水位下降,土地荒漠化日益加重。在各種因素的影響下,流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境日趨惡化,嚴重威脅著區(qū)域經(jīng)濟、社會以及生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定與發(fā)展。本文選用2013年9月的MODIS和OLI遙感數(shù)據(jù)、1:100萬的艾比湖流域行政區(qū)劃矢量化數(shù)據(jù)、以及流域內(nèi)2012年的土地利用數(shù)據(jù),在遙感數(shù)據(jù)處理軟件ENVI 4.8和ArcGIS 10.1的支持下,首先對兩種數(shù)據(jù)源分別重采樣為30m、50m、100m、150m、200m和250m 6種空間尺度后,其次對對各數(shù)據(jù)采用基于CART算法的決策樹分類,再利用景觀定量分析軟件Fragstats3.3對符合精度的分類數(shù)據(jù)提取具有代表性的類型水平和景觀水平上的景觀指數(shù),分析各個空間尺度下類型水平上和景觀水平上景觀指數(shù)對空間尺度的響應,建立各景觀指數(shù)的響應數(shù)學模型和不同尺度下兩種數(shù)據(jù)源的景觀指數(shù)間的數(shù)學模型,力圖揭示不同數(shù)據(jù)源對景觀格局分析產(chǎn)生的影響,同過研究不同數(shù)據(jù)源在空間尺度變化下的景觀格局變化,了解不同數(shù)據(jù)源的景觀格局變化對空間尺度變化的響應,研究不同數(shù)據(jù)源間同一景觀指數(shù)相互轉換的規(guī)律。研究結果表明:(1)類型水平上,隨著空間分辨率的不斷降低,MODIS和OLI影像所計算的斑塊密度變化趨勢相似,斑塊密度都是隨著粒度的增大而減小,都是先驟減再緩慢減小,MODIS數(shù)據(jù)中,空間尺度在150m前呈現(xiàn)驟減的趨勢,150-250 m呈現(xiàn)下降趨勢速率變小;OLI數(shù)據(jù)中,空間尺度在100m前呈現(xiàn)驟減的趨勢,100-250 m呈現(xiàn)下降趨勢速率變小。斑塊面積的變化趨勢相似,在空間尺度變化過程中,除個別地類變化劇烈外,其余各地類的變化幅度較小。MODIS影像中各地類的周長面積分維度的總體趨勢是減小的;OLI影像所計算的周長面積分維度的總體趨勢成基本持平狀態(tài)。凝聚度指數(shù)、邊緣密度、斑塊面積百分比、斑塊類型面積和有效網(wǎng)格大小的散點圖分布的較為集中,有個別尺度下的某一土地利用類型出現(xiàn)異常的現(xiàn)象。(2)景觀水平上隨著空間尺度的增加,不同的遙感影像中各景觀指數(shù)的變化趨勢表現(xiàn)出不同形式,且不同的景觀指數(shù)間的變化趨勢也存在著差異。隨著空間尺度的增大,斑塊密度、景觀形狀指數(shù)和斑塊數(shù)量均呈現(xiàn)單調(diào)下降的趨勢;最大斑塊指數(shù)的變化趨勢不確定;香農(nóng)多樣性和香農(nóng)均勻性指數(shù)的整體變化趨勢相對穩(wěn)定。(3)在流域內(nèi)選取典型樣區(qū)進行移動窗口下的景觀格局分析:所選是的景觀水平上的指數(shù)高值區(qū)域都分布于綠洲及周邊地區(qū),艾比湖的湖區(qū)則在各指數(shù)劃分的第一區(qū)域內(nèi),即最小;艾比湖湖區(qū)周圍存在一圈值比湖區(qū)的值相對高,形成了艾比湖的“輪廓線“。類型水平上,150m時,MODIS影像中,耕地的邊緣密度的低值區(qū)域(17.64)相對分布最廣,林地和鹽漬地的中間區(qū)域(17.65—30.08)分布的范圍較大,即林地和鹽漬地所在區(qū)域內(nèi)的景觀異質(zhì)性較大,從而導致邊緣密度的增大。OLI影像中耕地、沙地和鹽漬地高值的分布范圍較廣,即這三種土地利用類型的景觀異質(zhì)性較高。200m時,MODIS和OLI兩種影像中耕地、林地、裸露湖床和鹽漬地的景觀形狀指數(shù)的分布范圍相似,但其值的分布不盡相同。水體和沙地的景觀形狀指數(shù)的分布范圍存在差異。
【學位授予單位】：新疆大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P901;P237

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本文編號：1212325