發(fā)布時間：2020-04-20 18:30

【摘要】：石漠化一直是影響貴州可持續(xù)發(fā)展的重要生態(tài)問題,貴州黔南巖溶石漠化的區(qū)域面積廣,地形陡峭、奇特,石漠化等級齊全、程度深且危害重。現(xiàn)代遙感技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和人工智能等方面的快速發(fā)展,為精確、快速的調(diào)查研究巖溶區(qū)域石漠化現(xiàn)狀、分布面積、分布規(guī)律及統(tǒng)計分析石漠化發(fā)生的內(nèi)在因素等提供了有力的支撐和可能。目前,尚未利用較新的深度信念網(wǎng)絡(luò)(DBN)模型進(jìn)行石漠化信息的提取,以及將地質(zhì)驅(qū)動因素作為切入點深入量化地研究地質(zhì)因素與石漠化發(fā)生發(fā)展的關(guān)系。本文基于《貴州省生態(tài)學(xué)一流學(xué)科建設(shè)》項目,以2000年、2010年和2017年三個時相的遙感數(shù)據(jù)為影像數(shù)據(jù)源,以數(shù)字高程模型為地形數(shù)據(jù)源,并矢量化黔南地質(zhì)圖獲得巖性分布數(shù)據(jù),建立黔南石漠化等級劃分標(biāo)準(zhǔn),采用綜合分析法、決策樹法和深度信念網(wǎng)絡(luò)(DBN)模型法對黔南石漠化信息進(jìn)行提取。在此基礎(chǔ)上,對黔南研究區(qū)運(yùn)用差值法進(jìn)行動態(tài)演變分析,統(tǒng)計得到了黔南石漠化在2000~2010年間和2010~2017年間的變化規(guī)律,借助GIS平臺對黔南石漠化的地質(zhì)驅(qū)動因素進(jìn)行了較為深入的分析。地質(zhì)因素是石漠化發(fā)生的根本,研究巖組、巖溶地貌及地質(zhì)構(gòu)造等因素與石漠化發(fā)生發(fā)展的關(guān)系,其結(jié)果表明長期在薄弱地質(zhì)背景區(qū)域開展不當(dāng)?shù)娜藶榛顒蛹觿×耸陌l(fā)生。由此,為黔南地區(qū)及貴州省巖溶山區(qū)的石漠化監(jiān)測及治理提供了合理的參考依據(jù)。論文主要成果如下。(1)針對遙感影像的去噪,在matlab編程的基礎(chǔ)上提出了基于二維EMD和自適應(yīng)高斯濾波相結(jié)合的遙感影像去噪算法,具有創(chuàng)新性和實用性,獲得較好的去噪效果,并利用該算法處理了黔南三個時相的遙感影像。(2)根據(jù)制定的黔南石漠化等級劃分標(biāo)準(zhǔn),分別采用多指標(biāo)綜合分析法、基于知識的決策樹法和深度信念網(wǎng)絡(luò)(DBN)模型法等三種方法,對研究區(qū)石漠化信息進(jìn)行提取,重點研究深度信念網(wǎng)絡(luò)(DBN)模型法提取遙感影像的石漠化信息,即探討人工智能的信息提取方法。根據(jù)野外實地調(diào)查數(shù)據(jù)及Google地圖進(jìn)行精度驗證,綜合分析法提取的石漠化信息總體分類精度為71.05%,Kappa系數(shù)為63.34%;決策樹法提取的石漠化信息總體分類精度為54%,Kappa系數(shù)為41.74%;深度信念網(wǎng)絡(luò)(DBN)模型提取的石漠化信息總體分類精度為77.17%,Kappa系數(shù)為71.20%。深度信念網(wǎng)絡(luò)(DBN)模型法效果最好,達(dá)到預(yù)期目的,對于推動人工智能在遙感中的應(yīng)用具有積極的作用。(3)在對石漠化信息提取的過程中,通過Landsat-8遙感影像深入分析了石灰?guī)r、白云巖和石灰?guī)r與白云巖互層三種碳酸鹽巖的遙感影像特征;不同構(gòu)造發(fā)育區(qū)域三種碳酸鹽巖的遙感影像特點。通過對這些影像特征的研究不僅為巖溶地貌的研究提供了參考,也為基礎(chǔ)地質(zhì)與應(yīng)用地質(zhì)工作的開展提供了相關(guān)借鑒資料和數(shù)據(jù)。(4)利用深度信念網(wǎng)絡(luò)(DBN)模型法提取2000年、2010年和2017年的石漠化信息,并差值運(yùn)算獲取研究區(qū)2000~2010年間和2010~2017年間的石漠化變化程度分布圖,借助GIS手段統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)研究區(qū)在2000~2010年間石漠化表現(xiàn)為加劇惡化,但其加劇惡化的速率逐年降低且局部地區(qū)石漠化情況得到了改善;在2010~2017年間石漠化大幅度得到了改善且石漠化改善的面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于加劇惡化的面積。(5)根據(jù)三個時相的遙感影像石漠化提取結(jié)果,對研究區(qū)石漠化的分級分布與地質(zhì)驅(qū)動因素(巖組、巖溶地貌及地質(zhì)構(gòu)造)進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果表明石漠化在石灰?guī)r地區(qū)的發(fā)生率最高且石漠化情況嚴(yán)重,在碳酸鹽巖與碎屑巖二者互層地區(qū)最低;石漠化在巖溶地貌中的發(fā)生率從高到低依次為溶蝕地貌,溶蝕—侵蝕、剝蝕地貌,侵蝕、剝蝕地貌;石漠化在層間節(jié)理型構(gòu)造—巖溶區(qū)中的發(fā)生率大于共軛節(jié)理型構(gòu)造—巖溶區(qū),但是黔南石漠化在層間節(jié)理型構(gòu)造—巖溶區(qū)中的分布面積為5836.25平方公里,遠(yuǎn)小于石漠化在共軛節(jié)理型構(gòu)造—巖溶區(qū)中的分布面積20374.83平方公里。(6)黔南喀斯特地區(qū)石漠化發(fā)生的地質(zhì)背景因素是不會改變的,并且在相當(dāng)長的時期還會保持一個穩(wěn)定的狀態(tài)。各種地質(zhì)背景因素的分布特征及其與石漠化發(fā)生發(fā)展的聯(lián)系和規(guī)律及其在空間上的分布和表現(xiàn)非常明確,有助于研究區(qū)有針對性地開展石漠化的重點監(jiān)測和指導(dǎo)防治。
【圖文】：

第二章 研究區(qū)概況1 自然地理概況.1 地理位置本文所稱的 黔南 ，泛指貴州南部地區(qū)，地理坐標(biāo)范圍是：5°29 30 ~108°17 46 ，北緯 25°51 20 ~26°41 9 ，黔南研究區(qū)南北距2.23km，東西距離為 271.56km，形狀較為規(guī)整，涉及面積 366872km ，占州省總面積的 20.8%。行政區(qū)劃主要歸黔南布依族苗族自治州管轄，西北及東部部分地區(qū)則分屬安順專區(qū)、貴陽市及黔東南苗族侗族自治州。區(qū)內(nèi)充沛的平坦地區(qū)，農(nóng)業(yè)興旺，村寨稠密，反之則人煙稀少。湘黔、滇黔鐵北部，滬昆鐵路貫穿東西，黔桂鐵路直通南北，市、州、縣之間有公路連屬各鄉(xiāng)鎮(zhèn)亦有農(nóng)村公路可通，總體交通較為方便。黔南在貴州省所處的位圖所示。

學(xué)碩士學(xué)位論文 基于多源數(shù)據(jù)的石漠化信息提取及地質(zhì)驅(qū)動因等地地勢逐步下降，總體來說地勢由西北方向東南方呈階梯狀偏斜見圖地勢特征為由貴州高原向廣西丘陵地貌的過渡。研究區(qū)南部地形切割發(fā)育，相對高差百米以上者比比皆是，平均高程為 1150 米。黔南大部喀斯特山區(qū)，，碳酸鹽巖地層和特殊氣候給石漠化發(fā)育創(chuàng)造了基礎(chǔ)物質(zhì)受到新構(gòu)造運(yùn)動的影響，時代較老的地層被抬高，并被后來的造貌運(yùn)動故地貌種類繁多、形態(tài)齊全，多以峰叢淺洼或深洼、溶丘溝谷或谷地、或深洼及大型溶蝕洼地為主。黔南南部地區(qū)多為峰叢中山、洼地及低山大的河流、溪流星羅棋布；研究區(qū)中部多為溶丘中山、峰叢淺洼和峰叢中地區(qū)多為糟谷、溶丘谷地和峰林谷地。
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X171.4;P208;P237;P931.3

【參考文獻(xiàn)】

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2 崔冰波;陳熙源;宋銳;;EMD閾值濾波在光纖陀螺漂移信號去噪中的應(yīng)用[J];光學(xué)學(xué)報;2015年02期

3 楊蘇新;張霞;帥通;林卉;;基于混合像元分解的喀斯特石漠化地物豐度估測[J];遙感技術(shù)與應(yīng)用;2014年05期

4 張恒t

本文編號：2634829