基于遥感技术的高寒草地覆盖度变化

摘要：本研究在像元二分法模型的基础上,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对象,分5个等级分别计算得到了甘南2000、2004和2008年的草地植被覆盖度,分析了甘南2000-2008年植被覆盖度变化的大致演变过程和趋势。结果表明,从2000-2008年,甘南植被覆盖度质量总体呈下降趋势,一级盖度植被退化比较严重,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。研究结果揭示了甘南州草地退化状况的动态趋势及严重程度,为相关政府和研究部门的草地管理决策提供了有效参考依据。     

2005～2015年三江源国家公园植被覆盖度动态变化研究

为了研究三江源国家公园2005～2015年植被覆盖状况在时空上的变化特征,本文运用地理空间数据云提供的MODIS—NDVI遥感影像数据,利用GIS空间分析功能、ENVI波段运算功能,计算三江源国家公园2005～2015年年均植被覆盖度,从时间和空间上对三江源国家公园植被覆盖度的变化情况做出了分析。结果表明,2005～2015年三江源国家公园植被覆盖度除澜沧江源园区外整体呈缓慢波动上升的趋势,植被覆盖度从西北向东南逐渐增大。分园区来看,澜沧江源植被覆盖度最高,黄河源次之,长江源植被覆盖度最差。     

２００１－２０１１年甘南草地植被覆盖度动态变化分析

 植被覆盖度是衡量草地植被生长状况的重要指标,对评价分析植被恢复状况具有重要意义。利用２００１－２０１１年每年５－１０月的Ｔｅｒｒａ／ＭＯＤＩＳ月植被指数数据,结合２００６－２００９年甘南草地调查资料建立了甘南州草地生长季的植被覆盖度遥感反演模型,对比研究了不同草地植被覆盖度模型的精度,模拟分析了甘南州２００１－２０１１年草地生长季期间不同等级的草地植被盖度时空分布特征及面积变化动态。研究结果表明,ＭＯＤＩＳ－ＥＶＩ可以 最大限度地减少环境因子的影响,在植被覆盖度高的地区使用更具优势,能很好地反映各类植被覆盖度的空间和时间差异性。ＭＯＤＩＳ增强型植被指数ＥＶＩ的对数函数（y ＝３３．６５８ｌｎx＋１１２．６５）可以较好地模拟甘南州草地植被盖度分布状况,总精度可达９３．３１％。近１１年甘南州的草地植被盖度总体呈波动上升趋势,其中２００１年、２００３年和２００８年草地植被覆盖明显偏低,２００５年植被覆盖度最高,平均达７８．４３％。甘南州中西部及西南部地区的草地植被覆盖度较东部更好。甘南州近１１年以来草地植被均以高和较高植被覆盖度为主,其余等级的草地植被覆盖度所占比例相对较小（６．９８％）且稳定。总体上,甘南草地具有由高植被盖度向较高植被盖度转换的趋势。     

中国新疆及中亚五国干旱区草地覆盖度反演与分析

干旱区的草地覆盖度较低,在光谱信息中表现较弱,增加了反演的难度。本研究在中国新疆及中亚五国干旱区对比4种植被覆盖度反演模型发现,像元二分模型能够较好地提取大范围内的植被覆盖度信息。在此基础上,反演2000―2013年中国新疆及中亚五国干旱区草地覆盖度并分析草地状况。研究发现,中国新疆及中亚五国草地覆盖度区域性差异较大,整体呈现退化趋势,退化区域主要分布在哈萨克斯坦的北部和西北部地区以及部分流域地区。不同等级草地覆盖度变化趋势为中等、中高和高植被覆盖度的草地有向低、中低植被覆盖度的草地转换。从国家及地区角度分析,哈萨克斯坦草地显著退化,而中国中国新疆的草地覆盖度均值在平稳中显著增长。     

基于3S技术的景泰县草地资源现状评价

以TM卫星影像为数据源,结合典型区实地样方调查数据,采用3S技术划分了甘肃景泰县天然草地类型的空间分布,包括4类,5个组,7个型;并利用归一化植被指数(NDVI)构建了草地产草量估测模型(y=0.433 5e0.028 5x,R2=0.56);并评价了草地的利用现状,目前景泰县天然草地面积39.18万hm2,理论载畜量7.38万羊单位,研究结果为景泰县天然草地资源的合理规划、保护、建设和利用提供依据。     

基于3S技术进行草地资源调查试点工作情况初报

为了研究3S技术在草地资源调查的应用效果,以灌阳县为研究试点范围,利用3S技术结合地面野外调查为主要手段,进行了灌阳县草地资源面积、类型、分布情况调查。并将调查数据与上世纪80年代开展的全国首次草原资源调查数据进行对比分析,反映了试点县30多年来草地资源的变化,为今后全面进行第二次草地资源调查和科学利用草地提供理论依据和经验。     

基于小型无人机与MODIS数据的草地植被覆盖度研究——以甘南州为例

以甘南州为研究区,采用Canon数码相机和小型无人机搭载相机在不同大小样方上获取草地植被覆盖度数码照片,结合2015年5月-10月的Terra/MODIS植被指数产品MOD13Q1,分析了增强型植被指数(EVI)和归一化植被指数(NDVI)与草地植被覆盖度之间的相关性,建立了研究区草地植被覆盖度的回归模型,并对模型进行了精度评价,筛选出甘南州草地植被覆盖度最优遥感反演模型,并对草地生长季时期覆盖度时空上的动态特征进行分析。结果表明,1)利用小型无人机搭载相机获取草地大样方植被数码照片的方法能用于地面草地覆盖度数据的获取;2)与NDVI相比,用EVI估算草地覆盖度更优,因此确定基于EVI构建的对数模型为甘南州草地植被覆盖度最优反演模型,模型精度可达88.00%;3)研究区2015年生长季草地植被覆盖度除了低平地草甸在8月达到最大值外,其它草地类型均在7月达到最大值;4)甘南州以中高植被覆盖度为主,主要分布在玛曲、碌曲、夏河以及合作四县市。整体而言,中西部和西南部区域草地覆盖度高于东部。通过精确草地植被覆盖度模型的建立,不仅有利于及时准确的了解草地植被覆盖度的时空分布状况和季节性动态变化,也有利于维护甘南州草地生态系统的持续稳定发展。     

基于3S技术的甘肃省甘州区荒漠草地生产力评价

以荒漠草地为主的甘州区天然草原为研究对象,利用3S技术一体化集成平台,进行了甘州区荒漠草地植被指数的选择及提取、草地植物量估产模型的构建及验证,并对甘州区天然草地生产力进行了评价。研究结果显示,修正土壤调整植被指数(MSAVI)对甘州区低盖度荒漠草原植被具有较好的指示作用,MSAVI与产草量之间存在显著正相关(相关系数r=0.803,P<0.01);经实际测产验证,以MSAVI为基础建立的甘州区草地植物量估产模型,估产值与实测产量之间的平均误差为9.08%,比较准确地反映了甘州区天然草地产草量;经估算,甘州区天然草原总鲜草产量46.01万t,总可食鲜草产量26.81万t,理论载畜量为5.76万羊单位。     

青河县草地资源现状调查及动态变化研究

青河县2006年利用3S技术时草地资源进行了全新调查,并对调查结果与80年代本底数据进行对比分析.结果表明:近20年来,青河县天然草地草群结构恶化,优良牧草减少,草地生产力下降了33.7%,草地载畜量也相应下降.     

基于TM NDVI的库尔勒市域植被覆盖动态变化

以库尔勒市域为研究区,基于1990、1998、2006和2011共4期TM遥感影像提取归一化植被指数（NDVI）,将NDVI结果输入到像元二分模型中计算得到研究区各时期植被覆盖度,然后根据研究需要将植被覆盖度划分为4个等级,最后计算覆盖度差值并结合各级覆盖度转移矩阵和土地利用情况分析了库尔勒市域植被覆盖度动态变化特征。结果表明,在1990、1998、2006和2011年间,库尔勒市域总体植被覆盖情况有所改善,植被恢复改善面积比退化面积多23.8%,其中东南部的扇形绿洲平原植被状况改善明显,北部和南部区域植被有所退化。     

草地植被盖度的近距离遥感测定

盖度或者覆盖度是植物群落结构的一个重要数量指标。通常的目视估测植物群落盖度方法不仅精度低,而且因人而异。本研究采用近距离遥感方法测定草地植物群落盖度,该方法主要包括数据获取、图像处理、像元数量提取和盖度计算4个部分。精度评价表明,该方法测定的绿色植被盖度误差很小,与目视估测方法比较,它具有客观、一致和精度高的优点。     

基于像元二分模型的艾比湖湿地NDVI指数对微气候的响应

本研究提取了艾比湖湿地不同年份(1998、2007、2011、2014年)的NDVI指数,并进行了实地考察,然后利用像元二分模型对研究区植被覆盖状况进行估算,并分析其在时空分布上的特征及形成原因,建立影响植被覆盖与微气候变化的线性回归模型。结果表明,1)在空间分布上,西南部冲积平原植被覆盖等级最高,东北部覆盖等级略低于西南部,无覆盖和低覆盖等级分布面积最为广泛;在时间分布上,无覆盖面积处于下降趋势,低覆盖和中覆盖面积有所增加,较高覆盖与高覆盖等级面积处于下降趋势;2)不同植被覆盖度对气候变化的响应存在一定的差异;植被覆盖对降水量变化的反应最为强烈,在时间上具有一定的滞后性,对湿度变化的响应不明显,气温与植被覆盖水平之间存在线性函数关系。     

基于像元二分模型的和布克赛尔县植被覆盖动态变化分析

利用2003-2010年每年8月的MODIS遥感数据,基于归一化植被指数的像元二分模型原理,对和布克赛尔县近8年来植被覆盖的变化情况进行遥感监测,并分析了2003-2010年不同时期植被覆盖度的空间分布特征以及面积变化情况。结果表明,和布克赛尔县植被覆盖度由北向南逐渐降低,北部地区长势较好。近8年中,和布克赛尔县的植被覆盖总体略有上升趋势,其中2005年植被覆盖度最高,达到91.18%,部分年份较前一年植被覆盖度略有下降,但幅度不大,说明和布克赛尔县的生态环境建设较好。     

近15年新疆伊犁河谷草地退化时空变化特征

以伊犁河谷为研究区,利用MODIS NDVI数据及像元二分模型,反演草地植被覆盖度,以草地植被覆盖度为评价标准,结合数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据及Getis-Ord Gi*冷/热点分析方法,对伊犁河谷2001-2015年草地退化的时空特征进行了分析。结果表明,1)受持续过度放牧及气候条件影响,2001-2015年伊犁河谷草地整体持续退化,15年内退化草地比例达46.18%,但退化以轻度为主;2)空间上退化草地的分布范围逐步向高海拔区域扩展,海拔1 500-3 000 m的中山和中高山区退化草地扩张最明显;3)草地生态保护政策的实施减缓了草地退化速度,草地退化与改善的空间差异逐渐明显,以退化为主的单一变化趋势有所改变;4)利用NDVI反演植被覆盖度对草地退化进行评价的方法存在对高植被覆盖区域草地退化敏感性相对较弱的缺陷。     

基于MODIS植被指数的甘南草地净初级生产力时空变化研究

利用甘南地区2006-2007年的外业实测样方草地干物质产量和MODIS植被指数数据,建立了草地地上部分干物质产量遥感反演模型,根据根冠比和干物质转碳率对2006-2008年甘南地区草地净初级生产力(NPP,net primary productivity)进行了估算,绘制了甘南草地NPP年累积量空间分布格局图和NPP月度变化动态图,对不同草地植被类型的NPP差异进行了评价。研究结果表明,2006-2008年甘南草地年NPP分别达637.04,599.98和566.59 g C/m²,其空间分布具有自西南向东北逐渐减少的趋势;年内不同草地类型的NPP均在7-8月达到最大累积量;NPP累积量最高的3种草地类型是沼泽、高寒灌丛草甸和高寒草甸,3年中最大月NPP的平均值分别达到1 137.28,553.76和527.66 g C/m²;2006-2008年甘南草地NPP持续下降,年草地NPP总量的减少速率为1.2 Tg/a,尤其是沼泽湿地的NPP下降明显,年平均减少速率达到了125.92 g C/m²。     

北疆不同草地类型MODIS植被指数的时空变化研究

利用卫星遥感数据TERRA/MODIS,以2004、2005年5-10月的月度变化为例,分析了北疆试验区高寒草甸、高寒草原、温性草原化荒漠、人工草地和沼泽5种草地类型植被指数(MODIS-EVI、NDVI)在各个生长阶段的变化,从而反映5种草地类型生长状况及其特性.研究结果表明,5种草地类型增强型植被指数(EVI)均比归一化植被指数(NDVI)小,两者月度变化趋势基本一致,但EVI变化幅度比NDVI小.在高寒草原、高寒草甸、温性草原化荒漠草地类型上EVI比NDVI更稳定,但在沼泽多水的自然环境和人工草地上,EVI波动幅度大于NDVI.     

基于3S技术的甘南州生态健康与生态承载力耦合

摘要：生态承载力是生态系统整体水平的主要特征之一,其定量分析已成为生态环境管理和区域可持续发展决策的有效依据。本研究以甘南藏族自治州为对象,运用Landsat TM、ETM+等遥感影像数据及统计年鉴数据,建立了基于生态系统健康的生态承载力评价指标体系。利用3S（GIS、RS、GPS）技术对主要指标（如NDVI指数等）进行空间数据分析处理,通过加速遗传层次分析法（AGA AHP）获得各指标权重,采用状态空间法定量研究2000-2008年甘南州各县(市)基于生态健康的生态承载力状况。结果显示,2000-2008年甘南地区资源环境承载力、生态弹性力持续下降和人类社会影响力上升是构成该区生态承载力下降的主要原因。在过去近10年间,资源环境承载力处于“不健康”状态;生态弹性力等级由“亚健康”下降至“不健康”;人类社会影响力由“病态”等级变为“不健康”等级,基于以上三者综合分析,近10年生态承载力总体为“亚健康”状态。     

基于遥感技术的甘南牧区草地植被状况多年动态

结合遥感技术的草地植被监测是区域植被变化研究的重要组成部分和研究热点,为了能够更好地监测甘南牧区多年的草地动态变化,本研究以甘南牧区的草地为研究对象,引入了垂直植被指数(Perpendicular Vegetation Index,PVI),探讨了其在甘南草地遥感监测中的适用性及其精度,并以草地植被盖度、草地面积和草地地上生物量为主要监测指标,对2001-2012年间甘南草地的变化做全面连续的研究,从草地的生态和资源属性两方面说明甘南草地的变化状况,期望为甘南牧区生态保护和畜牧生产提供帮助。结果表明,1)在运用MODIS数据对地表植被覆盖度进行估算时,使用归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)的像元二分模型对植被覆盖度的模拟较垂直植被指数PVI更准确,其精度可达88.14%。2)盖度分级结果显示,植被盖度最大和最小分别为2010年的76.63%和2002年的73.21%,12年间的变异系数(Coefficient of Variability,CV)为1.25%,年际变化很小;3)对草地面积动态变化的研究结果表明,近12年平均草地面积占甘南州土地总面积的85.47%左右,且草地面积的年际变化较小。4)在高寒地区,垂直植被指数PVI的指数模型较NDVI能够更好地估算甘南州草地地上生物量,总体估产精度可达70.48%,且能很好地模拟整个生长季的生物量变化。