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新疆阜康地区森林资源与环境的空间分析

作　者: 郎璞玫
导　师:
学　校: 中国科学院研究生院（植物研究所）
专　业: 生态学
关键词: 森林资源与环境空间数据遥感图象 DEM粗差检测景观格局分析模块似乎不相关模型地统计学模块动态分析
分类号: S718.5
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

研究了新疆阜康地区森林植被资源与环境的特征和其30年来的变化，利用Arcinfo强大的空间分析功能，对资源、DEM模型、景观指数、环境价值和新疆降水量的地统计学规律进行较全面的分析。本文分为五个部分：1、新疆阜康地区森林资源与环境空间数据库的建立森林资源与环境空间数据库的建立是它们空间分析的基础。利用多期的遥感图象和该区的地形图，建立森林分类图形和属性库(包括森林和环境自变量集)一体化的GIS空间数据库。为了提高TM遥感图象的分类精度，利用ERDAS图象处理软件，对它进行包括主成分、降噪、去条带和自然色彩变换等增强处理，采用监督分类和人工判读相结合的方法进行分类，采用R2V、ERDAS、Arcview、Arcinfo等软件的集成，使得小班面层与某些线层的无缝联接。成功地形成一套适于西部GIS的森林资源与环境空间数据库的技术路径。此外，对新疆阜康北部地区森林资源动态进行初步分析。2、新疆阜康地区数字高程模型(DEM)及其粗差检测分析为了提高生态建模的精度，模拟和提取该区的地面特征至关重要。在已建立的森林资源与环境空间数据库的支持下，利用Arcinfo和ERDAS，建立了新疆阜康地区的1：5万数字高程模型(DEM)。通过提取地形的海拔、坡度、坡向特征因子，分析森林植被的垂直分布。通过对DEM的粗差检测分析，分析阜康地区的数字高程模型精度。3、新疆阜康地区景观格局变化分析在1977年、1987年、1999年森林资源与环境空间数据库的支持下，利用景观分析软件编制三个时段的新疆阜康地区植被景观类型图，并分析了近30年来新疆阜康地区景观动态与景观格局变化。结果表明：① 在此期间整个研究区的斑块数减少，斑块平均面积扩大，景观中面积在不同景观要素类型之间的分配更加不均衡，景观面积向少数几种类型聚集。说明了在这期间阜康地区的景观类型有向单一化方向发展的趋势；② 农耕地分布呈破碎化的趋势，斑块平均面积变小，斑块间离散程度也更高，这些变化说明人为的经济活动在阜康地区的加剧；③ 天然林面积减少较多，水域的面积却呈现上升的趋势，冰川及永久积雪的面积呈下降趋势。4、新疆阜康地区森林生态效益的初步分析从广义森林生态效益定义出发，针对12种森林生态效益因变量不完全独立、且各自的自变量集不完全相同，引入具有多对多特征且整体上相容的似乎不相关厂‘义线性模型。通过构造12种森林生态效益的“有效面积系数”和“市场逼近系数”，在森林资源与环境空间数据库的支持下，对新疆阜康地区两期的森林生态效益进行科学的计量。结果表明:新疆阜康地区的森林生态效益货币量1987年是 90673.8万元，1999年是84134.4万元，总体上呈下降趋势。 5、利用新疆气象站资料研究年降雨量的空间分布规律利用ArcGIS地统计学模块，在2000年新疆气候信息、空间数据库和新疆DEM模型的支持下，做出了新疆地区的年降水量空间分布图。根据新疆气候资料建立趋势面分析模型、模拟了新疆降水量空间分布的趋势值。采用3种算法(距离权重法、普通心iging法、协同掩iging方法)计算并比较分析了研究区多年的平均降水量的时空变化。利用模拟产生韵精度最优的栅格降水空间数据库，建立的多年平均降水资源信息系统，可快速计算研究区内任一地域单元中降水的总量及其空间变化，可以生成高精度的气候要素空间分布图。创关键词:森林资源与环境、空间数据、遥感图象、DEM粗差检测、景观格局分析模块、似乎不相关模型、地统计学模块、动态分析。

全文目录

新疆阜康地区森林资源与环境的空间分析  8-110
  第一章新疆阜康地区森林资源与环境空间数据库的研究  8-26
    前言  8-9
    1 研究地区概况  9-10
    2 森林资源空间数据的建立方法  10-15
      2． 1 森林地理空间数据库概念  10-12
      2． 2 森林空间数据库的建立  12-15
        2． 2． 1 软件平台  12-13
        2． 2． 2 新疆阜康地区的空间数据信息源  13
        2． 2． 3 阜康地区地形图的矢量化  13-14
        2． 2． 4 阜康地区森林分布图扫描图的矢量化  14
        2． 2． 5 属性库的追加  14-15
        2． 2． 6 ArcGIS地图的导入与编辑  15
    3 新疆阜康地区各时期的遥感图象处理  15-21
      3． 1 遥感图象应用技术路线  15-16
      3． 2 图像解译增强  16-19
      3． 3 图像分类  19-21
    4 结论  21-24
    参考文献  24-26
  第二章新疆阜康地区数字高程模型及其粗差检测分析  26-46
    1 研究地区概况  26-27
    2 研究方法  27-35
      2． 1 基础资料  27
      2． 2 由地形图构造的DEM模型  27-33
        2． 2． 1 数字高程模型概念  27-28
        2． 2． 2 由地形图获取DEM数据  28-31
        2． 2． 3 森林GIS分布图加载地形图DEM图  31-33
      2． 3 DEM数据的坡度、坡向分析  33-35
    3 结果分析  35-43
      3． 1 DEM数据质量检查  35-42
        3． 1． 1 目视检查  35-36
        3． 1． 2 自动检查  36-42
      3． 2 可视性分析  42-43
    4 结论  43
    参考文献  43-46
  第三章新疆阜康地区景观格局变化分析  46-61
    1 前言  46-47
    2．研究方法  47-51
      2． 1 研究地点  47-49
      2． 2 研究方法  49-51
        2． 2． 1 景观分类与制图  49-50
        2． 2． 2 景观格局计算  50
        2． 2． 3 景观分析的过程  50-51
    3．景观分析结果  51-57
      3． 1 斑块水平上的指标比较  51-52
      3． 2 斑块类型水平上的指标比较  52-55
      3． 3 景观水平上的指标比较  55-57
    4 结论  57-58
    参考文献  58-61
  第4章新疆阜康地区森林环境的空间分析初步  61-79
    1 前言  61-62
    2 研究地点  62-63
    3 研究方法  63-71
      3． 1 森林生态效益的似乎不相关模型  63-67
      3． 2 模型中的参数估计  67-69
      3． 3 森林生态效益计量的“有效面积系数”  69-71
    4 结果分析  71-76
    5 结论  76-77
    参考文献  77-79
  第五章利用新疆气象站资料研究年降雨量的空间分布规律  79-101
    1 前言  79-80
    2 研究资料  80-81
      2． 1 气象资料  80
      2． 2 地形资料  80-81
    3 研究方法  81-82
    4 结果与讨论  82-98
      4． 1 探索性空间数据分析  82-84
        4． 1． 1 趋势分析(Trend Analysis)  83-84
        4． 1． 2 正态QQ图  84
      4． 2 表面预测和误差建模  84-97
        4． 2． 1 模型的选择-确定性内插-反距离加权内插法  85-87
        4． 2． 2 模型的选择-地统计内插--半变异函数建模和克里格插值  87-94
        4． 2． 3 模型的选择-地统计内插---协同克里格插值  94-97
      4． 3 模型检验与对比  97-98
    参考文献  98-101
  致谢  101-102
  附录  102-109
  简历  109-110

新疆阜康地区森林资源与环境的空间分析

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