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《昆明理工大学》 2018年
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抚仙湖流域不透水表面遥感监测及其水环境响应研究

董云林  
【摘要】:城镇化进程的不断加快促使不透水表面迅速增加,不透水表面不仅是城镇化的指示因子,还是生态环境变化的重要原因之一。遥感领域的发展为快速提取不透水表面提供了可能性。随着不透水表面研究的不断深入,不透水表面变化对水环境的影响受到广泛关注。本研究以云南省抚仙湖流域为研究区域,以Landsat ETM+中分辨率遥感影像为主要数据源,在运用Gram-Schmidt(GS)图像融合的基础上,结合WuMurry的四端元模型和线性光谱混合模型(Linear Spectral Mixture Model,LSMM)进行了该区域的不透水表面提取,时间尺度为2006年到2015年期间的2006年、2009年、2012年和2015年这四期遥感影像,经过验证,利用本文方法能较好提取研究区的不透水表面信息。利用线性光谱混合分析结果,从、不透水表面覆盖度、不透水表面子流域、不透水表面扩张等方面,定量地分析抚仙湖流域不透水表面的时空变化过程。文中验证不透水表面与水质的关系,找出不透水表面阈值,定量和定性探讨研究区不透水表面变化的水环境响应。对流域的城镇建设、环境管理、土地利用等提供参考意见。论文的研究结果主要体现在以下方面:(1)实现了线性光谱混合模型技术提取抚仙湖流域不透水表面信息。本文基于2006年、2009年、2012年、2015年的Landsat ETM+影像数据,利用四端元模型和线性光谱混合模型技术,得到了2006~2015年间共四期的不透水表面的空间分布特征。经过验证,2006年~2015年影像的分解结果符合要求范围,RMS(Root Mean Square Error)平均值均小于0.02,由此可知利用该模型提取抚仙湖流域不透水表面是可行的。(2)识别了抚仙湖流域城镇化过程中不透水表面变化特征。在研究期内不透水表面面积和不透水表面百分比都呈上升趋势。近10年来抚仙湖流域内不透水表面覆盖度有一定变化,自然地表的不透水表面减少2.97%,面积减少了20.05km~2,极高覆盖度等级的不透水表面增长0.53%,面积增长了3.59km~2。抚仙湖流域不透水表面总扩张强度为4.68,最大扩张度为2009年到2012年的7.16,城镇化扩张速率迅猛。(3)分析了抚仙湖流域水质时空分异特征。在空间上,城镇化水平较高的牛摩河子流域和马料河子流域各类水质指标浓度都相对较高,在时间上,抚仙湖子流域的高锰酸钾指数、总磷、化学需氧量在枯水期浓度最高,平水期次之,丰水期浓度最低。(4)探讨了抚仙湖流域不透水表面百分比与水质的响应关系。流域内不透水表面百分比与高锰酸盐指数、总磷呈现显著正相关(r为0.772、0.763),并且丰水期高锰酸盐指数、总磷这2个水质指标与不透水表面百分比的相关性大于枯水期。2015年各子流域不透水表面百分比与水质的聚类分析结果表明,抚仙湖流域水质恶化的不透水表面阈值在10%左右。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:P237

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【参考文献】
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