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《哈尔滨师范大学》 2017年
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基于MODIS时间序列的松嫩平原盐碱地动态变化研究

花锦溪  
【摘要】:土壤盐碱化是一种严重的土地退化现象。土壤盐碱化破坏了生态平衡,导致大面积荒漠形成和土地生产力衰退甚至丧失,且直接影响当地畜牧业发展,农业生产条件恶化,严重影响和制约了区域农业和经济的发展。而松嫩平原已经成为世界三大苏打盐碱化土壤分布区之一,盐碱土总面积占平原面积的19.4%。土壤盐碱化问题十分突出,也是农牧业发展的重要障碍因素。因此,对该区域土壤盐碱化状况的监测迫在眉睫。本文以松嫩平原为研究对象,以2001、2008、2015年期间的MOD13Q1为数据源,提取归一化植被指数(NDVI)、蓝光波段(B)、红光波段(R)、近红外波段(NIR)、中红外波段(MIR)。利用TIMESAT软件对NDVI时间序列数据应用高斯函数拟合并获取十一个物候参数(Phenology,PH),包括:植被生长季开始期(SOS)、生长季结束期(EOS)、生长季长度(LOS)、基值(BOS)、生长季中值(TOMS)、生长季NDVI峰值(POS)、NDVI时序曲线振幅(AOS)、NDVI时序曲线左导数(ROG)、NDVI时序曲线右导数(ROS)、NDVI时序曲线小积分(GSG)、NDVI时序曲线大积分(NSG)。利用ENVI软件有效综合多时相光谱信息,光谱统计特征包括年平均值(MEAN)、最大值(MAX)和最小值(MIN)。结合2015年左右的Landsat8 OLI影像及2015年4月上旬盐碱土实地采样数据选取研究区七种主要土地覆盖类型(耕地1、耕地2、林地、草地、沼泽、水域、建筑用地)以及轻度、中度、重度盐碱土样本。以盐碱土表面光谱反射率及植被物候参数作为分类变量,应用分类回归树(Classification And Regression Tree,CART)方法确定像素归属类别,比较光谱、物候及两者相结合特征对盐碱地的分类效果,得到2015年盐碱地分布状况。并将此分类方法应用于2001、2008年盐碱地信息提取中,得到近15年来松嫩平原盐碱地分布状况,从而研究其实时动态变化过程。研究结果表明:(1)不同盐碱化程度土壤中植被物候特征存在差异,表明物候信息在一定程度上对盐碱化程度有指示作用。(2)经过不同时间序列特征组合分类对比可知,盐碱地分类精度的关系为:光谱+物候光谱物候。单一光谱反射率对盐碱地的分类效果优于物候参数,物候特征的引入大大提高了单一光谱特征对盐碱地的分类精度,尤其是对于盐碱化程度较高的中度、重度盐碱土分类精度有明显提高。而轻度盐碱土分类精度不高,主要是由于其容易与部分低产田混分。(3)根据分类统计结果,盐碱地主要分布于平原西南部。近15年间中度盐碱地迁移距离最远,轻度、重度盐碱地迁移距离较短;盐碱地重心整体朝着西南方向迁移。土壤盐碱化总体上呈现好转趋势,各类盐碱地面积显著减少,盐碱地减少总面积为15724.38km~2,减少速度为1048.29 km~2/a。研究区内盐碱程度减轻,且2000~2008年间好转速度较快,是盐碱地恢复最主要、最关键的时段。由于盐碱化程度较重的区域改良较为困难,此区域盐碱地面积相对变化率小于全区域,盐碱地变化速度相对较慢。
【学位授予单位】:哈尔滨师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S156.41

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