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基于MODIS的奥卡万戈三角洲植被动态监测研究

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目录

摘要

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 研究背景与研究意义

1.2.1 植被监测与全球变化

1.2.2 遥感技术与植被监测

1.2.3 奥卡万戈三角洲植被监测的意义

1.3 植被动态监测研究综述

1.3.1 植被指数研究进展

1.3.2 植被覆盖度研究进展

1.3.3 MODIS遥感监测研究进展

1.4 研究目标、内容、方法和技术路线

1.4.1 研究目标

1.4.2 研究内容

1.4.3 研究方法

1.4.4 本研究技术路线

1.4.5 本文特色与创新之处

第二章 研究区与数据准备

2.1 研究区概况

2.1.1 地理概况

2.1.2 自然环境概况

2.1.3 生态系统概况

2.1.4 生态系统演变的动力

2.1.5 社会经济概况

2.2 数据源及预处理

2.2.1 遥感数据源

2.2.2 遥感数据的预处理

2.2.3 其他数据

2.3 奥卡万戈三角洲地区适宜植被指数研究

2.3.1 研究样区的选择

2.3.2 植被指数的选取

2.3.3 植被指数降低土壤影响效果的评价方法

第三章 年内植被指数与植被覆盖度动态变化

3.1 年内NDVI动态变化分析

3.2 年内植被覆盖度动态变化分析

3.3 不同等级植被分区年内变化

3.4 植被年内动态变化物候分析

第四章 年际间植被动态变化

4.1 植被指数与植被覆盖度年际变化情况

4.2 不同等级植被年际间动态变化

第五章 基于时间序列MODIS-NDVI的植被图像分类

5.1 基于时间序列MODIS-NDVI的主要分类方法

5.2 主成分分析

5.3 监督分类与非监督分类

5.4 非监督植被分类结果

5.5 分类精度验证

5.5 分类结果分析

5.5.1 三种土地利用大类的年际间的变化

5.5.2 三种土地利用大类的年际间的变化

第六章 植被覆盖度影响因子分析

6.1 自然因子分析

6.1.1 气温与降雨量

6.1.2 水文因子

6.2 社会经济因子分析

6.3 小结

第七章 结论与讨论

7.1 结论

7.2 创新点

7.3 展望

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢

声明

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摘要

植被作为陆地生态系统中的重要组成部分,是联系土壤、大气和水分的纽带,能够反映出生态系统的能量流动与环境变化,在全球气候变化的监测中起到“指示器”的作用。本文以“中非高校20+20合作计划”-中博国家公园生态旅游和环境管理课题作为项目支撑,选择博茨瓦纳奥卡万戈三角洲作为研究区,以MODIS13Q1植被指数时间序列影像作为主要数据源(2001、2006、2011),对于研究区植被指数与植被覆盖进行动态监测,并分析自然因子与社会经济因子对于植被覆盖变化的影响机制。
   主要结论有:
   (1)对奥卡万戈三角洲适宜植被指数进行研究,MODIS影像数据提供了两种植被指数:归一化植被指数(NDVI)与增强型植被指数(EVI),通过选取样区分析两种植被指数在消除土壤背景影响的能力上的表现,分析得出随着植被覆盖度的增加,NDVI在消除土壤噪音比的能力上也逐渐提高,比EVI略显优势。结合奥卡万戈三角洲地区植被破碎化程度高,植被覆盖度呈现多样性与复杂性的现状,因此选择比较稳定的NDVI作为检测植被覆盖动态的植被指数。
   (2)对研究区的年内植被指数进行动态变化分析,看出NDVI在年内呈现出一个低谷、两个峰值的规则曲线变化;通过NDVI数据计算出植被覆盖度,最大化合成MVC之后的年内植被覆盖度能够更清楚的得到年内植被动态变化,其值基本与NDVI变化相吻合。把研究区按照其植被覆盖度高低划分为四个等级,并分析各个植被覆盖等级的年内变化,得出中高级植被覆盖度对于年内植被覆盖动态变化影响较大的结论。并探究研究区的物候变化规律,分析始绿期、终绿期、生长期长度、NDVI峰值出现的时间等植被生长物候因子。
   (3)通过对2001、2006、2011三年植被指数与覆盖度的年际动态变化分析,三年的植被覆盖度分别为55.15%、53.75%、51.45%,10年间下降了3.69%,说明了研究区生态环境出现了恶化的趋势。四种植被覆盖度区域中,第Ⅰ类以及第Ⅳ类植被覆盖分区都出现了先下降后上升的变化趋势,第Ⅱ类植被覆盖分区呈现小幅上升的趋势,而第Ⅲ类植被覆盖分区则呈现了持续下降的趋势.
   (4)本研究针对基于时间序列NDVI影像进行主成分分析,选取前三主成分分量进行波段融合,然后再对三波段的NDVI主成分影像图进行非监督分类,最终得到非监督分类的影像图,经过精度验证得出Kappa系数为0.8487,能够满足精度分类的基本要求。
   (5)通过对自然因子与社会经济条件因子对植被变化的影响分析,显示出自然因子数据中的降雨量、温度、水文流量数据与植被指数、植被覆盖度的值年内间变化规律基本耦合;社会经济因子虽然目前对于植被的影响有限,但是旅游以及当地经济发展对植被以及生态环境的影响是不容忽视的。

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