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基于遥感技术的高寒草地植被盖度动态变化与碳储量估测

作　者: 王浩
导　师: 李文龙
学　校: 兰州大学
专　业: 草业地理信息学
关键词: 草地植被覆盖度高寒草地碳储量 3S技术甘南 MODIS
分类号: S812
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

位于青藏高原东部的甘南藏族自治州有着得天独厚的高寒草地资源优势,但由于高海拔自然条件的特殊性,加之城镇及牧业人口的不断增长,甘南地区草地资源长期处在过度放牧、滥垦滥伐、生物灾害和自然环境灾害频繁等问题的危害之中,导致甘南草地资源退化、沙化现象十分严重。而甘南地区又属我国北方主要的高寒牧区之一,草地资源缺乏有效保护与合理利用,严重制约了当地特色经济的健康发展。本研究针对以上问题,将该区域作为研究区,基于MODIS卫星数据及遥感技术的支持,揭示了研究区近10年草地盖度变化及其碳储量的测算方法。首先,本研究以像元二分模型为基础,利用改进归一化植被指数的植被覆盖度定量模型,采用MODIS卫星8天合成地表反射率数据产品(MOD09A1)结合3S技术(GIS,RS,GPS)空间分析功能,以甘南州高寒草地为研究对象,分5个等级计算了甘南2000至2010年草地植被覆盖度,分析了甘南2000至2010年植被覆盖度变化的大致过程和趋势。其次,结合MODIS卫星8天合成地表温度和辐射率数据产品(MOD11A2),以及生物量反演模型,估算了甘南州植被碳储量结果,分析了甘南2000至2010年植被覆盖度与碳储量的相互关系。研究结果表明,从2000—-2010年,甘南植被覆盖度质量总体呈下降趋势,一级盖度植被的退化比较严重,草地植被的演变情况主要由优等植被覆盖(一二级)向低等植被覆盖(四、五级)演变。进一步分析的结果说明了甘南州各等级植被覆盖度区域面积不断变化的同时,其植被群落生物量也经历了先小程度恢复,再迅速退化的过程,这与2000至2005年来,甘南地区实行的人工草地相关管理措施有关,而甘南藏族自治州草地资源的碳储量水平也最终呈下降趋势。碳储量的测算结果表明,运用模型估算碳储量的结果与其他相关研究所得结果基本一致,利用遥感数据可以有效的估测大范围草地植被碳储量。本研究结果揭示了甘南州草地退化状况的动态趋势及严重性,为相关研究和政府部门的草地管理决策提供了有效参考依据。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章引言  10-15
  1.1 研究目的和意义  10
  1.2 基于RS、GIS技术的植被覆盖度研究概述  10-12
    1.2.1 植被覆盖度定义及其意义  10-11
    1.2.2 国外研究进展  11-12
    1.2.3 国内研究进展  12
  1.3 基于RS、GIS技术的植被碳储量研究概述  12-15
    1.3.1 植被碳储量研究意义  12-13
    1.3.2 国外研究进展  13
    1.3.3 国内研究进展  13-15
第二章研究区概况  15-18
  2.1 自然条件概况  16
  2.2 社会、经济概况  16-18
第三章研究数据  18-20
  3.1 遥感数据收集与处理  18-19
  3.2 野外数据采集与处理  19-20
第四章研究方法  20-31
  4.1 甘南州高寒草地植被覆盖度估算流程  20
  4.2 基于像元二分法理论的NDVI植被覆盖度估算模型  20-24
    4.2.1 NDVI植被指数  20-21
    4.2.2 像元二分法  21-22
    4.2.3 NDVIsoil和NDVIveg的取值  22-24
  4.3 甘南州植被覆盖度提取  24-27
    4.3.1 NDVI植被指数的计算  24
    4.3.2 依据土地利用类型及土壤利用类型的不同提取NDVI  24
    4.3.3 藉由NDVI概率分布计算NDVImax与NDVImin  24-25
    4.3.4 生成NDVIsoil与NDVIveg参数图  25
    4.3.5 计算植被覆盖度  25-26
    4.3.6 甘南植被覆盖度估算结果  26-27
  4.4 精度检验  27-28
  4.5 甘南州高寒草地碳储量估算  28-31
    4.5.1 地上生物量的遥感估算  28
    4.5.2 地下生物量的估算  28-29
    4.5.3 基于生物量的碳储量估算  29-31
第五章甘南州高寒草地各等级植被覆盖度动态变化  31-56
  5.1 以NDVI为依据的覆盖度分级图  31-37
  5.2 各年份平均植被覆盖度统计  37
  5.3 1年时间尺度间隔下各等级植被覆盖度变化  37-41
  5.4 甘南各植被覆盖度等级分布年际动态变化  41-48
  5.5 2年等时间间隔甘南各植被覆盖度等级分布动态变化  48-54
  5.6 甘南各植被覆盖度等级分布10年间整体变化  54-56
第六章植被覆盖度年度变化、地表温度变化与碳储量测算的耦合研究  56-62
  6.1 植被覆盖度与地表温度数据关系  56-59
  6.2 植被覆盖度变化与碳储量变化  59-62
第七章结论与讨论  62-65
  7.1 结论  62-64
  7.2 讨论  64-65
参考文献  65-69
在学期间研究成果  69-70
致谢  70

基于遥感技术的高寒草地植被盖度动态变化与碳储量估测

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