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黄河流域湿地遥感动态监测研究

作　者: 孙永军
导　师: 童庆禧
学　校: 北京大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: 遥感监测地理空间分析湿地变化黄河流域
分类号: X87
类　型: 博士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

本论文研究的主要目的是综合利用遥感和地理信息系统技术查明并分析整个黄河流域湿地面积、类型、分布、变化与原因,主要研究内容包括黄河流域湿地数据处理、湿地分类方案、湿地信息提取和综合分析。论文采用的数据、方法如下:数据源包括全国1:50万地质图数据库、全国1:25万地形数据库、1:10万地形图、全国1:50万土地利用数据库、美国航天雷达地形数据(SRTM),美国陆地卫星获取的MSS(1975年)、TM(1990年)和ETM(2000年)卫星遥感数据。经过纸质图件扫描数字化、几何校正配准、镶嵌和分幅,将多元数据统一到同一地理坐标下。根据《湿地公约》分类系统和《全国湿地资源调查与监测技术规程》中的湿地分类方案,结合工作区的实际情况,将黄河流域湿地类型分为5个一级类和15个二级类。采用计算机自动信息提取和人机交互解译相结合方法提取三个时期湿地信息,利用地理空间分析技术提取变化信息,根据监测结果总结分析黄河流域湿地变化特征和原因,其中湿地变化原因分析重点考虑自然和人为两个因素。论文主要成果和创新点:1.提出了黄河流域湿地变迁的动态监测技术方案,指导编制了整个黄河流域1:25万标准分幅湿地遥感解译现状图、两期变化图和MSS、TM、ETM遥感影像图;黄河流域1:150万遥感影像镶嵌图(MSS、TM、ETM)、三期湿地现状图(1975年、1990年、2000年)和两期湿地变化图(1975-1990年、1990-2000年)为黄河流域生态环境综合评价提供了基础图件。2.提出了基于面向对象沼泽湿地信息提取方法,并解决了信息提取中的部分关键技术。根据沼泽湿地是水体、植被和土壤自然综合体的特点,采用基于面向对象分类方法提取沼泽湿地,针对河流湿地在影像上有明显河道信息的特点,采用基于边缘的方法提取河流湿地,上述方法综合利用了湿地的光谱特征和结构特征,取得较好效果,能在一定程度上减少手工操作,提高工作效率,具有推广应用价值。3.初步查明了黄河流域(1975-1990年期间和1990-2000年期间)湿地类型、面积、分布、变化和原因,得到第一手数据,填补了黄河流域近25年来湿地动态研究的空白,得到以下研究成果:(1)黄河流域湿地类型多样分布不均。湿地主要集中在黄河源区、诺尔盖、银川盆地和黄河入海口四处。黄河源区湿地类型主要是高山和冻原湿地,诺尔盖地区湿地类型主要是泥炭沼泽,银川盆地湿地类型较多,并且人工湿地数量明显增加,近海岸湿地则主要分布在黄河入海口。(2)黄河流域的湿地资源1975年为28103.51km~2,1990年为26703.66 km~2,2000年为24235.48 km~2。(3)黄河流域湿地构成按百分比由大到小顺序排列依次为沼泽湿地、河流湿地、湖泊湿地、人工湿地和近海岸湿地。(4)1975-2000年黄河流域湿地面积总体上呈减少趋势,近25年来共减少3868.03 km~2,后期(1990-2000年)的减少速度和幅度明显大于前期(1975-1990年)。(5)湿地减少的原因可分自然和人为两种,特别是人为因素应引起足够重视。

全文目录

摘要  2-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-22
  1.1 湿地与湿地动态遥感监测  11-20
    1.1.1 湿地的定义  11-12
    1.1.2 湿地动态遥感监测  12-18
    1.1.3 黄河流域湿地动态遥感监测方法  18-20
  1.2 本文主要研究内容  20-21
  1.3 本文组织结构  21-22
第二章黄河流域地理概况与数据预处理方法  22-42
  2.1 黄河流域地理概况  22-27
    2.1.1 地理概况  22-24
    2.1.2 气候水文及经济概况  24-27
  2.2 数据源简介  27-32
    2.2.1 基础资料  27-30
    2.2.2 遥感数据  30-32
  2.3 数据预处理方法  32-42
    2.3.1 数据准备  33-34
    2.3.2 卫星遥感数据校正配准  34-37
    2.3.3 卫星遥感数据镶嵌与影像图制作  37-39
    2.3.4 标准分幅地理底图制作  39-42
第三章湿地分类方案  42-51
  3.1 国内外湿地分类研究综述  42-46
  3.2 基于遥感影像的湿地分类方法  46-51
    3.2.1 分类的主要原则  46-47
    3.2.2 基于遥感影像的湿地分类  47-51
第四章湿地现状与变化信息提取  51-80
  4.1 湿地现状信息提取  52-76
    4.1.1 湿地信息自动提取试验  52-69
    4.1.2 人机交互解译信息提取  69-76
  4.2 湿地变化信息提取  76-80
    4.2.1 变化信息提取方法研究综述  76-77
    4.2.2 基于不同时相湿地现状图的变化信息提取  77-80
第五章湿地变化规律及原因分析  80-115
  5.1 湿地变化分析方法  80-81
  5.2 湿地时空变化统计分析  81-107
    5.2.1 数量变化分析  81-92
    5.2.2 空间分布与变化分析  92-95
    5.2.3 类间转化分析  95-98
    5.2.4 重点湿地变化  98-107
  5.3 湿地动态变化原因分析  107-115
    5.3.1 黄河源区沼泽、湖泊湿地萎缩原因分析  108-111
    5.3.2 黄河主河道湿地变化原因分析  111-112
    5.3.3 黄河下游湿地减少最快的原因分析  112
    5.3.4 黄河流域湿地减少原因概括分析  112-115
第六章总结与展望  115-117
  6.1 主要工作与结论  115-116
  6.2 问题与展望  116-117
参考文献  117-125
攻读博士期间公开发表的主要学术论文  125-126
致谢  126-127

黄河流域湿地遥感动态监测研究

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