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中国东部季风区耕地复种指数遥感监测研究

作　者: 吴岩
导　师: 刘寿东；黄敬峰
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 应用气象学
关键词: 复种指数 MODIS-NDVI 五点加权平均法复种潜力
分类号: TP79
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

耕地复种指数是衡量耕地资源集约化程度的基础性指标,也是国家宏观评价耕地资源利用状况的重要技术指标。而由于使用农业统计数据计算的耕地复种指数实效性和可靠性比较差,可能会导致一些决策上的偏差。随着遥感技术的不断发展,卫星遥感已成为探测大尺度土地覆被格局最有效的手段。本文利用美国NASA公司提供的MODIS归一化植被指数(NDVI)数据,对中国东部季风区2001年的耕地复种指数进行了监测研究,并根据已有耕地复种潜力估算结果,分析了不同区域耕地复种可挖掘潜力。主要研究结果如下:(1)通过4个典型地区作物生长发育规律所反映的作物长势与对应像元的NDVI时间变化曲线的对比分析,发现NDVI时间变化曲线记录了农作物生长发育和长势变化的动态过程,曲线形成的“峰”和“谷”是与农作物生长周期密切相关的,其波动反映了一年内农作物的兴衰更替,蕴含了耕地的复种指数。因此,如果从一个像元内的农作物一年种植季数来考虑,则可认为一年内NDVI时间变化曲线的波峰数在数值上就等于该像元的耕地复种次数。(2)通过对大量像元NDVI值时间变化曲线的分析,选择了五点加权平均法对NDVI时间变化曲线进行平滑,并设计了曲线波峰的提取算法,进而计算耕地的复种指数。本文的平滑方法和波峰提取算法,准确率高,计算速度快,也更加符合农作物的生物学意义。应用农业统计资料验证表明,研究区域内2/3省份的相对误差在15%以内,可以用于耕地复种指数的研究。(3)应用MODIS-NDVI数据提取的耕地复种指数结果表明,中国东部季风区的耕地复种指数具有十分明显的地理分布特征。主要表现在从东北向西、向南耕地复种指数逐渐增大,东北地区最低在100%左右,华南区最高在250%左右,与东部季风区气候条件地理变化相适应,耕地复种指数南北变化比较平缓自然。另外,在相似气候条件下,经济发达地区与周边经济欠发达地区的耕地复种指数存在明显差异,体现在经济发达程度高,复种指数相对偏低。(4)与用气候条件估算的耕地复种潜力相比,东北地区的可挖掘潜力不大;黄淮海和黄土高原区除陕西以外,可挖掘潜力为30～40%;长江中下游地区除安徽省外,其余地区可挖掘潜力在50～80%;华南地区福建省的可挖掘潜力为80%,其它地区在30～50%之间;西南地区除云南省很低外,其它地区的可挖掘潜力在20～45%之间。

全文目录

中文摘要  7-8
Abstract  8-10
第一章引言  10-14
  1.1 研究目的及意义  10-11
  1.2 国内外研究进展  11-13
  1.3 主要研究内容  13-14
第二章耕地复种指数的遥感提取原理  14-21
  2.1 NDVI时间变化与复种指数关系分析  14-17
    2.1.1 NDVI时间变化规律  14-15
    2.1.2 NDVI时间变化与作物生育期关系分析  15-17
    2.1.3 NDVI时间变化曲线与复种指数关系分析  17
  2.2 耕地复种指数提取方法  17-21
    2.2.1 NDVI时间序列曲线的平滑方法  17-20
    2.2.2 NDVI时间变化曲线波峰提取原理  20
    2.2.3 耕地复种指数计算方法  20-21
第三章耕地复种指数的遥感提取过程  21-26
  3.1 遥感图像数据预处理  21-22
    3.1.1 遥感数据来源  21
    3.1.2 土地利用现状图预处理  21
    3.1.3 遥感图像预处理  21-22
  3.2 耕地复种指数的提取流程  22-26
    3.2.1 dat文件的读取  22-23
    3.2.2 复种指数的提取  23-26
第四章耕地复种指数遥感提取结果及潜力分析  26-40
  4.1 研究区域概况  26-28
    4.1.1 中国的自然地域分异  26
    4.1.2 研究区域概况  26-28
  4.2 耕地复种指数提取结果  28-30
  4.3 耕地复种指数结果的验证  30-33
  4.4 不同区域耕地复种可挖掘潜力分析  33-40
    4.4.1 东北地区  35
    4.4.2 黄淮海区和黄土高原区  35-37
    4.4.3 长江中下游地区  37-38
    4.4.4 华南地区  38-39
    4.4.5 西南地区  39-40
第五章结论与讨论  40-42
  5.1 主要结论  40-41
  5.2 讨论  41-42
参考文献  42-46
致谢  46

中国东部季风区耕地复种指数遥感监测研究

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