本文關鍵詞：基于MODIS_NDVI的新疆巴音布魯克草原植被覆蓋度時空變化特征及影響因素分析　出處：《河北師范大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 巴音布魯克草原 歸一化植被指數(shù) 植被覆蓋度 光譜模型 時空變化特征

【摘要】：草原占地球陸地總面積的52.17%,是全球面積最大的陸上土地覆蓋類型。草原植被是畜牧業(yè)的發(fā)展的基礎具有防風固沙、保持水土、涵養(yǎng)水源、維護生物多樣性和旅游觀賞等生態(tài)功能。草原植被覆蓋度是描述草原生態(tài)系統(tǒng)健康以及生態(tài)承載力的重要參數(shù)之一,植被覆蓋度的高低會顯示區(qū)域生態(tài)環(huán)境的質量,從而指示區(qū)域內部生態(tài)系統(tǒng)功能和生態(tài)系統(tǒng)服務能力的強弱。新疆巴音布魯克草原是中國第二大草原,擁有獨特的高寒草甸草原景觀,是新疆天山地區(qū)重要的生態(tài)屏障。近年來,氣候變化和超載放牧所引起的草原退化現(xiàn)象日益嚴重,因此,研究巴音布魯克草原植被覆蓋度時空變化特征及影響因素,意義重大。本文運用回歸分析、趨勢分析、緩沖區(qū)分析等方法,以MODIS遙感數(shù)據(jù)和野外樣地實測數(shù)據(jù)為基礎,建立了估算植被覆蓋度的巴音布魯克草原MODIS光譜估算模型。根據(jù)該模型對研究區(qū)植被覆蓋度進行等級劃分,對典型地物要素進行樣線和緩沖區(qū)分析,并對研究區(qū)2001-2015年的植被覆蓋度時空變化特征和主要影響因素進行研究。主要結論如下：(1)構建植被覆蓋度光譜估算模型。利用實測SOC_NDVI估測植被覆蓋度VC的地面光譜模型是簡單的線性函數(shù),R2為0.865；MODIS_NDVI和實測SOC_NDVI之間也為線性關系,R2為0.731；基于上述兩個方程反演了估算植被覆蓋度的MODIS光譜估算模型,經檢驗,MODIS光譜估算模型相關系數(shù)R為0.882,相關性顯著,標準誤差SE為11.55%,總體預測精度為88.92%。因此可得出,基于地面光譜模型建立的MODIS光譜估算模型預測精度較高,可估算巴音布魯克草原生長季的植被覆蓋度,具有較好的科學性和應用性。(2)基于所建模型劃分研究區(qū)草原等級。根據(jù)本文得到的MODIS光譜估算模型,將研究區(qū)遙感影像NDVI灰度圖轉化為單波段的植被覆蓋度圖,并按植被覆蓋度的高低將試驗期草原劃分為五個等級,即極高、高、中、低和極低覆蓋草原,它們在研究區(qū)中所占比例分別為：18.87%、25.61%、31.28%、13.86%和10.38%。在此基礎上從等級劃分、地物要素和分區(qū)三個方面進行植被覆蓋度分析,清晰地呈現(xiàn)了研究區(qū)植被覆蓋度的內部差異性。(3)對研究區(qū)典型地物要素進行樣線分析和緩沖區(qū)分析。以研究區(qū)植被覆蓋度圖為基礎,在研究區(qū)內地物要素分布特征明顯的區(qū)域設置A、B、C、D4條樣線和4個緩沖區(qū),依次對應礦山、道路、旅游景點、居民聚居點。通過分析總結得出,典型地物要素對草原植被覆蓋度均有不同程度的影響,且距離地物要素距離越近,植被覆蓋度越低,對草原影響程度從大到小依次為：礦山居民點道路旅游景點。(4)分析研究區(qū)草原植被覆蓋度的時空格局。利用MODIS光譜估算模型計算得到研究區(qū)2001-2015年的植被覆蓋度圖,整體上東部和西部低而南部和北部高,且隨著時間序列植被覆蓋度呈弱增長趨勢。全區(qū)尺度上,2006-2010年較2001-2005年,低植被覆蓋度的面積增加,極高植被覆蓋度的面積降低,整體來看植被覆蓋度為下降趨勢；2011-2015年較前兩個時段,低、中植被覆蓋度的面積降低而高、極高植被覆蓋度的面積增加,植被出現(xiàn)恢復勢態(tài)。像元尺度上,研究區(qū)內76.38%的區(qū)域植被覆蓋度呈增長態(tài)勢,23.62%的區(qū)域植被覆蓋度呈降低態(tài)勢,增長最大值為1.88%,下降最大值為1.59%。(5)分析時空格局變化的主要影響因素。巴音布魯克植被覆蓋度變化是自然因素和人類活動共同作用的結果。通過分析降水、氣溫、海拔高度、畜牧量與研究區(qū)植被覆蓋度之間的相關性,得出相關性R的絕對值從大到小依次為：降水(0.916)氣溫(0.571)畜牧量(0.50)海拔高度(0.115),其中植被覆蓋度與畜牧量呈負相關關系。巴音布魯克草原因其特有的水分、氣候以及土壤條件決定了其特有的植被覆蓋度空間分布和變化特征,降水對植被的生長具有重要的作用,植被覆蓋度的增加主要取決于降水量的增加,而延長植被生長期會增加植被覆蓋度,這依賴于氣溫的升高。地形因素對植被覆蓋度的影響還需進一步驗證,人類活動主要通過草原放牧以及旅游行為對植被覆蓋度造成影響。
[Abstract]:Grassland accounted for 52.17% of the total land area of the earth, is the world's largest onshore land cover types. The grassland vegetation is the basis for the development of animal husbandry has the wind and sand, soil and water conservation, water conservation, biodiversity maintenance and tourism and other ecological functions. The grassland vegetation coverage is one of the important parameters to describe the grassland ecosystem health and the ecological carrying capacity, low vegetation coverage will show the quality of the regional ecological environment, thereby indicating function and ecosystem service capacity of the regional ecological system internal strength. Xinjiang is second Chinese in Bayinbuluk grassland steppe, alpine meadow grassland has a unique landscape, is an important ecological barrier of Xinjiang Tianshan area. In recent years, climate change and overgrazing caused by grassland degradation is becoming increasingly serious. Therefore, the research in Bayinbuluk grassland vegetation coverage in the temporal and spatial characteristics And the influence factors, of great significance. This paper used regression analysis, trend analysis, buffer analysis method, using the MODIS remote sensing data and the field measured data as the basis, establish the estimation model to estimate the MODIS spectrum in Bayinbuluk grassland vegetation coverage. According to the model of forest vegetation coverage in the study area is classified, analyzed sample line and buffer of typical objects, and 2001-2015 years of research on vegetation coverage factors of temporal and spatial variation characteristics and the main influence is studied. The main conclusions are as follows: (1) construction of vegetation coverage spectrum estimation model. The ground spectral estimation model of vegetation coverage by VC SOC_NDVI test is a simple linear function, R2 0.865; MODIS_NDVI and SOC_NDVI for the linear relationship between the measured and the R2 was 0.731; the two estimate equation inversion of MODIS spectrum estimation model based on vegetation coverage, After inspection, MODIS spectral estimation model of correlation coefficient R is 0.882, the correlation is significant, the standard error of SE is 11.55%, the overall prediction accuracy of 88.92%. therefore can be obtained, high precision MODIS spectra of building surface spectral estimation model based on the model can estimate the Ba Abrookt native long season of vegetation coverage, good science and application of. (2) based on the model, the study area is divided according to the grassland level estimation model for MODIS spectra obtained in this paper, the study area of remote sensing image NDVI grayscale into a single band of the vegetation coverage map, and according to the degree of vegetation coverage in the test period of grassland is divided into five levels, namely high, high, in, low and very low coverage grassland, they accounted for in study area are respectively: 18.87%, 25.61%, 31.28%, 13.86% and 10.38%. on the basis of the classification, the three aspects of objects and partitions for planting Coverage analysis, clearly presents the internal differences of vegetation coverage research. (3) analyze the sample line analysis and buffer of typical objects in study area. To study vegetation coverage map based on the distribution characteristics of the study area features obvious regional set A, B. C, D4 lines and 4 buffer, followed by the corresponding mines, roads, tourist attractions, community. Through the analysis concluded that the typical features elements covering different influence degrees of grassland vegetation, and the distance between objects closer, the vegetation coverage is low, the degree of influence on the grassland to small is as follows: the mining settlements road tourist attractions. (4) analysis of temporal and spatial patterns of grassland vegetation coverage. The calculated study area 2001-2015 estimation model using MODIS spectral vegetation map, the East and West and South and low North high, and with the time series of vegetation coverage showed a weak growth trend. The scale, 2006-2010 is 2001-2005, an area of low vegetation coverage increased, extremely high vegetation coverage area decreased, overall vegetation coverage decreased; 2011-2015 years than the previous two periods, low vegetation the coverage area is reduced and the high, very high vegetation coverage area increased, the vegetation recovery situation. The pixel scale, vegetation coverage in the study area of 76.38% growth, vegetation coverage decreased 23.62% growth trend, the maximum value is 1.88%, the largest decline in value of 1.59%. (5) the main factors affecting the analysis of temporal and spatial patterns change. Vegetation coverage change Bayinbuluk is the interaction of natural factors and human activities. Through the analysis of the precipitation, temperature, altitude, animal husbandry and the vegetation cover degree The absolute value of the correlation, the correlation of R from big to small in order: (0.916) precipitation temperature (0.571) animal husbandry (0.50) altitude (0.115), the vegetation and animal husbandry are negatively correlated. In Bayinbuluk grassland because of its unique water, climate and soil conditions determines its unique vegetation cover spatial distribution and change characteristics, plays an important role in the growth of precipitation on vegetation, increase vegetation coverage increase mainly depends on precipitation, and prolong the vegetation growth period will increase the vegetation coverage increased, which depends on the temperature. The terrain factors impact on vegetation coverage also need further verification, human activities mainly through grazing and tourist behavior on the impact of vegetation coverage.

【學位授予單位】：河北師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S812

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