本文關(guān)鍵詞：基于多源遙感數(shù)據(jù)的華北平原主要農(nóng)作物復(fù)種制度和關(guān)鍵物候期空間格局研究

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【摘要】：準(zhǔn)確把握耕地復(fù)種制度、作物關(guān)鍵物候期及其動(dòng)態(tài)變化特征,是保障和促進(jìn)區(qū)域糧食增產(chǎn)、增收的一項(xiàng)有效途徑,對(duì)分析和評(píng)價(jià)區(qū)域土地(耕地)資源的利用狀況,評(píng)估國(guó)家糧食生產(chǎn)安全及農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃科學(xué)決策等具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。論文依托國(guó)家自然科學(xué)基金課題“區(qū)域大氣氣溶膠輻射強(qiáng)迫敏感因子時(shí)空模式及農(nóng)作物響應(yīng)機(jī)制研究—以華北平原為例”開(kāi)展研究,在GLASS(Global LAnd Surface Satellite)和MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)LAI(Leaf Area Index)時(shí)間序列遙感數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,利用IDL可視化編程語(yǔ)言有效提取華北平原1982-2014年主要農(nóng)作物復(fù)種制度及關(guān)鍵物候期信息;結(jié)合GIS技術(shù),分析該區(qū)域耕地復(fù)種指數(shù)及作物熟制和關(guān)鍵物候期在時(shí)間-空間域上的變化特征和規(guī)律及其與氣溫、降水因子的相關(guān)關(guān)系。論文主要研究工作和研究結(jié)果如下:(1)以研究區(qū)為例,對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、主要研究方法及模型的有效性進(jìn)行分析,研究結(jié)果表明:1)GLASS LAI具有較強(qiáng)的時(shí)間連續(xù)性和空間完整性,且數(shù)據(jù)質(zhì)量較高,可用于提取長(zhǎng)時(shí)間、大范圍耕地復(fù)種制度、作物關(guān)鍵物候期識(shí)別的準(zhǔn)確性;2)研究選擇Savizky-Golay濾波法對(duì)華北平原長(zhǎng)時(shí)間序列LAI數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪重構(gòu)處理。通過(guò)對(duì)不同參數(shù)組合進(jìn)行試驗(yàn),最終確定m=60,d=3為S-G濾波的最佳參數(shù)組合,其既不會(huì)導(dǎo)致過(guò)渡平滑,又能保證良好的平滑效果;3)研究采用遙感監(jiān)測(cè)與空間插值相結(jié)合的方法,不僅在一定程度上可降低由中低分辨率遙感數(shù)據(jù)混合像元所引起的誤差,而且通過(guò)選取較為密集的典型耕地樣點(diǎn),亦能降低由Kriging空間插值所引起的誤差,更有利于提高研究精度。(2)采用二次差分法提取典型耕地樣點(diǎn)1982-2014年復(fù)種指數(shù)及作物熟制信息,并利用Kriging方法制作得到華北平原主要農(nóng)作物復(fù)種制度空間分布時(shí)間序列圖譜,并在此基礎(chǔ)上探析其時(shí)空格局變化特征。研究結(jié)果表明:1)1982-2014年華北平原耕地復(fù)種指數(shù)整體上呈波動(dòng)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。同時(shí),空間差異明顯,呈由北往南逐漸增加趨勢(shì),且平原地區(qū)復(fù)種指數(shù)高,山區(qū)和丘陵地區(qū)相對(duì)較低;1982-2014年間,華北平原耕地以一年一熟和一年兩熟制為主要特征,中部和南部以一年兩熟制為主,北部地區(qū)則以一年一熟制為主。同時(shí),1982-2014年間華北平原一年兩熟制的北界線發(fā)生不同程度的北移;華北平原耕地復(fù)種指數(shù)與年平均氣溫呈顯著正相關(guān)關(guān)系,而與年降水量的相關(guān)性則較低;2)將研究結(jié)果與其他相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證分析,提高本文進(jìn)行遙感反演耕地復(fù)種指數(shù)的可靠性。研究結(jié)果表明其不僅與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)有較好的一致性和空間耦合性,與其他同區(qū)域的研究結(jié)果也具有較好的一致性;此外,通過(guò)交叉驗(yàn)證分析,得出本文研究結(jié)果總體精度達(dá)82.46%。(3)采用斜率最大值模型,對(duì)1982-2014年典型耕地樣點(diǎn)農(nóng)作物返青(出苗)期、抽穗期和成熟期進(jìn)行提取,并結(jié)合作物熟制數(shù)據(jù),制作該區(qū)主要農(nóng)作物關(guān)鍵物候期的空間分布圖譜,探析其時(shí)空變化規(guī)律。研究結(jié)果表明:1)1982-2014年間華北平原第一季作物返青(出苗)期、抽穗期和成熟期整體上均呈明顯提前趨勢(shì),年均提前分別為0.76天、0.98天和1.5天,但不同年際間存在有差異變化特征,呈現(xiàn)顯著波動(dòng)態(tài)勢(shì);華北平原第一季作物關(guān)鍵物候期空間差異明顯,呈南早北晚的空間分布格局,從南至北逐漸推遲;同時(shí),較早的物候期主要分布于研究區(qū)中部平原地區(qū),邊緣山區(qū)及丘陵地帶則相對(duì)較晚;2)近30年華北平原第二季作物返青(出苗)期、抽穗期和成熟期變化較小,沒(méi)有明顯提前或推遲趨勢(shì),時(shí)間序列上變化較穩(wěn)定;就空間格局而言,該區(qū)1982-2014年第二季作物關(guān)鍵物候期仍呈由南至北逐漸推遲的差異性分布,南部物候期早,北部物候期相對(duì)較晚;3)近30年間,華北平原第一季作物關(guān)鍵物候期年際變化與耕地復(fù)種指數(shù)變化呈高度相關(guān)性,第二季作物則相關(guān)性較低;同時(shí),第一季作物關(guān)鍵物候期年際變化與平均氣溫的變化也呈顯著相關(guān)性,第二季作物相關(guān)性也較低;第一季作物和第二季作物關(guān)鍵物候期年際變化與年降水量的相關(guān)性均很低。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)種制度 物候期 空間格局 Leaf of Area(LAI) 華北平原 遙感
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S127
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.1.1 研究背景12
• 1.1.2 研究目的及意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析13-19
• 1.2.1 耕地復(fù)種制度和作物關(guān)鍵物候期遙感監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.2 現(xiàn)有研究存在不足與問(wèn)題18-19
• 1.3 研究方案19-21
• 1.3.1 研究目標(biāo)19
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容19-20
• 1.3.3 技術(shù)路線20-21
• 第二章 研究區(qū)概況及研究方法21-42
• 2.1 研究區(qū)概況21-23
• 2.1.1 地理位置21-22
• 2.1.2 地貌與氣候22
• 2.1.3 社會(huì)經(jīng)濟(jì)及農(nóng)業(yè)發(fā)展22-23
• 2.2 數(shù)據(jù)23-26
• 2.2.1 LAI遙感數(shù)據(jù)23-25
• 2.2.2 土地利用數(shù)據(jù)25
• 2.2.3 氣象數(shù)據(jù)25-26
• 2.2.4 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)26
• 2.3 主要研究方法26-40
• 2.3.1 格網(wǎng)化空間抽樣法27-28
• 2.3.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理28-32
• 2.3.3 S-G濾波平滑法32-35
• 2.3.4 二次差分法35-36
• 2.3.5 斜率最大值法36-39
• 2.3.6 Kriging空間插值法39-40
• 2.4 本章小結(jié)40-42
• 第三章 近30年華北平原主要農(nóng)作物復(fù)種制度遙感監(jiān)測(cè)42-59
• 3.1 華北平原主要農(nóng)作物復(fù)種制度空間格局變化特征42-52
• 3.1.1 華北平原耕地復(fù)種指數(shù)空間格局變化特征42-50
• 3.1.2 華北平原作物熟制空間格局格局變化特征50-52
• 3.2 華北平原耕地復(fù)種指數(shù)對(duì)氣溫、降水的響應(yīng)52-54
• 3.2.1 耕地復(fù)種指數(shù)對(duì)氣溫的響應(yīng)53
• 3.2.2 耕地復(fù)種指數(shù)對(duì)降水的響應(yīng)53-54
• 3.3 華北平原耕地復(fù)種指數(shù)遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果驗(yàn)證54-57
• 3.3.1 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)驗(yàn)證54-56
• 3.3.2 與其他研究結(jié)果比較56-57
• 3.4 本章小結(jié)57-59
• 第四章 近30年華北平原主要農(nóng)作物關(guān)鍵物候期遙感監(jiān)測(cè)59-86
• 4.1 華北平原主要農(nóng)作物返青（出苗）期空間格局變化特征59-66
• 4.1.1 華北平原主要農(nóng)作物返青（出苗）期59-64
• 4.1.2 華北平原主要農(nóng)作物返青（出苗）期時(shí)間變化分析64-66
• 4.2 華北平原主要農(nóng)作物抽穗期空間格局變化特征66-74
• 4.2.1 華北平原主要農(nóng)作物抽穗期時(shí)間66-72
• 4.2.2 華北平原主要農(nóng)作物抽穗期時(shí)間變化分析72-74
• 4.3 華北平原主要農(nóng)作物成熟期空間格局變化特征74-82
• 4.3.1 華北平原主要農(nóng)作物成熟期時(shí)間74-79
• 4.3.2 華北平原主要農(nóng)作物成熟期時(shí)間變化分析79-82
• 4.4 華北平原主要農(nóng)作物關(guān)鍵物候期與耕地復(fù)種指數(shù)的相關(guān)性分析82-83
• 4.4.1 第一季作物關(guān)鍵物候期與耕地復(fù)種指數(shù)的相關(guān)性分析82
• 4.4.2 第二季作物關(guān)鍵物候期與耕地復(fù)種指數(shù)的相關(guān)性分析82-83
• 4.5 華北平原主要農(nóng)作物關(guān)鍵物候期對(duì)氣溫、降水的響應(yīng)83-85
• 4.5.1 主要農(nóng)作物關(guān)鍵物候期對(duì)氣溫的響應(yīng)83-84
• 4.5.2 主要農(nóng)作物關(guān)鍵物候期對(duì)降水的響應(yīng)84-85
• 4.6 本章小結(jié)85-86
• 第五章 結(jié)論與展望86-89
• 5.1 結(jié)論86-88
• 5.2 研究存在的問(wèn)題及展望88-89
• 致謝89-90
• 參考文獻(xiàn)90-98
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論著及取得的科研成果98

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 溫小玲;吳希從;;淺談物候資料在園藝中的應(yīng)用[J];現(xiàn)代園藝;2007年08期

2 傅玉瑚;;鴨梨花芽分化物候期觀察[J];山西果樹(shù);1980年02期

3 蔡興元,虞錦星;李花芽分化物候期的觀察[J];山東果樹(shù);1982年03期

4 趙錫如;;防護(hù)林對(duì)果樹(shù)物候期的影響[J];河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1983年01期

5 蔡興元;虞錦星;褚孟Z，

本文編號(hào)：631692