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巴丹吉林沙漠植被动态变化与土壤湿度的遥感研究

作　者: 巩朋
导　师: 金晓媚
学　校: 中国地质大学（北京）
专　业: 地质工程
关键词: 巴丹吉林沙漠 NDVI 气象因子 植被覆盖率 土壤湿度
分类号: S152.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


巴丹吉林沙漠地处中亚干旱与半干旱气候中心,是中国第二大、世界第三大沙漠,也是我国北方沙尘暴发生的主要沙源地之一。境内自然条件恶劣，降水稀少，蒸发强烈，生态环境脆弱，一旦遭到破坏便很难恢复。特别是近半个世纪以来,在气候变化与人类活动双重影响下,巴丹吉林沙漠流动沙丘呈现不断扩张的趋势,其边缘地区土地沙漠化现象十分严重。因此该区域的生态环境变化及其对气候的响应程度对生态环境的保护和治理具有重要的研究价值。本文利用了2000年到2012年的MODIS-NDVI植被遥感数据，运用ENVI、ArcGIS等软件，采用了一元线性回归、相关分析和多种数理统计方法，从时间和空间的尺度上研究了巴丹吉林沙漠生态植被分布的变化情况。利用巴丹吉林沙漠境内和周边8个气象站2000－2012年月降水量、平均气温、平均风速和相对湿度资料，分析了近13年来沙漠气候的变化趋势。分析植被生长的气象要素变化特征时，从时间尺度上，研究了植被变化与气候要素的相关性,以期为巴丹吉林沙漠的区域生态环境的保护与治理提供一定的理论依据。另外，结合MODIS和气象站实测数据，运用热惯量模型，反演出了研究区2013年的土壤湿度。基于以上研究，主要研究结果如下：（1）巴丹吉林沙漠植被覆盖程度总体很差，NDVI值的范围仅在0.077-0.092之间。2000－2012年巴丹吉林沙漠植被NDVI呈现整体上升趋，增加幅度为0.009/10a，表明研究区内植被覆盖状况正在逐渐改善。从空间变化差异上看，巴丹吉林沙漠年平均植被NDVI值呈现由东南向西北逐渐递减的空间分布规律。研究区植被的生长季为6－9月份，8月份全区植被生长状况最好。（2）植被受降雨量、风速、相对湿度和气温的影响，植被与降雨量的相关系数R2为0.5847，与气温的相关系数R2为0.2754，与风速的相关系数R2为0.0107。植被与降水的相关系数大于其与气温的相关系数，说明降水对植被的影响超过气温。（3）基于像元二分模型,利用MODIS-NDVI植被指数反演了2000－2012年13年来巴丹吉林沙漠平均植被覆盖率，反演结果较客观的反应了近年来研究区植被覆盖动态变化的总体情况。（4）利用MODIS影像，结合气象站实测数据，建立热惯量法模型并用此模型反演了巴丹吉林沙漠2013年的土壤湿度，提取出了土壤湿度数据

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-11
第1章 引言  11-19
  1.1 选题背景及研究意义  11-13
    1.1.1 选题背景  11
    1.1.2 研究意义  11-13
  1.2 遥感技术反演植被状况的国内外研究现状  13-17
    1.2.1 植被指数的研究进展  13-14
    1.2.2 植被指数的应用  14-16
    1.2.3 土壤湿度遥感反演的研究进展  16-17
  1.3 研究内容与技术路线  17-18
    1.3.1 研究内容  17
    1.3.2 技术路线  17-18
  1.4 主要研究成果  18-19
第2章 研究区概况  19-24
  2.1 地理位置  19-20
  2.2 气候特征  20
  2.3 水文特征  20-21
  2.4 植被生态  21-22
  2.5 地形地貌  22-24
第3章 巴丹吉林沙漠植被动态变化规律  24-54
  3.1 研究数据及预处理  24-25
  3.2 巴丹吉林沙漠植被年内变化规律  25-26
  3.3 巴丹吉林沙漠植被年际变化规律  26-31
    3.3.1 最大值合成法分析  26-30
    3.3.2 一元线性回归趋势分析  30-31
  3.4 巴丹吉林沙漠植被变化影响因子  31-41
    3.4.1 研究数据来源及预处理  31-32
    3.4.2 降水对植被的影响  32-35
    3.4.3 气温对植被的影响  35-37
    3.4.4 风速对植被的影响  37-39
    3.4.5 相对湿度对植被的影响  39-41
  3.5 巴丹吉林沙漠植被覆盖率变化趋势分析  41-53
    3.5.1 植被覆盖率估算  41-44
    3.5.2 植被覆盖率分级  44-47
    3.5.3 土地荒漠化分级  47-53
  3.6 小结  53-54
第4章 巴丹吉林沙漠土壤湿度遥感反演  54-63
  4.1 研究数据及预处理  54
  4.2 研究方法及技术路线  54-56
    4.2.1 研究方法  54-56
    4.2.2 技术路线  56
  4.3 相关参数计算  56-58
    4.3.1 全波段反照率 A 的计算  56-57
    4.3.2 昼夜温差△T 的计算  57-58
  4.4 土壤湿度的遥感反演  58-62
  4.5 小结  62-63
第5章 结论与建议  63-65
  5.1 结论  63
  5.2 不足及建议  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-69
附录  69

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中图分类: > 农业科学 > 农业基础科学 > 土壤学 > 土壤物理学 > 土壤水分
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