新疆植被指数与气象因子的响应关系研究
【摘要】：
植被是重要的生态因子,既是气候变化的承受者,同时又对气候变化产生积极的反馈作用,是反映生态环境变化的敏感指示器。由地表植被组成的植物生态系统在全球变化中的地——气系统间的能量交换、生物地球化学过程中起有非常重要的作用。一方面,气候变化会影响到地表植被生存状态和分布,从而影响到土地覆盖,使区域或全球的地表反射率、下垫面粗糙度等发生变化;另一方面,这些变化又会导致该地区水分循环和热量循环的改变,从而影响气候及其变化。因此,研究生态系统与气候变化的相互作用对于气候系统的预测就有着重要意义。研究全球气候变化对生态系统的影响以及生态系统的反应,寻找有效措施以最大限度减少全球气候变化带来的不利影响,使得地球向可持续发展的方向发展。
MODIS是当前世界上新一代“图谱合一”的光学遥感仪器,空间分辨率大幅提高。一天可过境4次,对各种突发性、快速变化的自然灾害有更强的实时监测能力,有36个波段,这种多通道观测大大增强了对地球复杂系统的观测能力和对地表类型的识别能力。MODIS数据在气候因子、植被覆盖监测方面的应用具有巨大的潜力,它将促进遥感在生态环境检测中的应用,使我们加深对整个区域甚至全球生态环境的了解,为我国的生态环境监测及西部干旱区的可持续发展提供科学的依据。
本文以新疆为研究区,分析2002-2008年新疆、南疆和北疆MODIS植被指数(NDVI和EVI)及气象因子(温度、降水和日照)的时间序列特征、NDVI和EVI在典型区对比分析、植被指数与气象因子响应范围分析,还有时间滞后分析等。结果表明:新疆植被指数和气象因子在这七年来呈增长趋势,新疆、南疆和北疆MODIS植被指数与温度和降水量相关关系显著,并有时间滞后差,而与日照相关关系不大。气象因子与以气象站点为中心半径60公里范围的植被指数相关关系最大。南疆气象因子与植被指数响应强度为温度最强,降水次之,日照最弱。北疆气象因子与植被指数响应强度为降水最强,温度次之,日照最弱。在典型区域,NDVI值大于EVI值,植被覆盖度越高,二者的差异就越大,在密集植被区,NDVI会发生饱和,而EVI值没有饱和现象的发生。
【关键词】：MODIS 气候因子 NDVI EVI 时间滞后差 【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP79
【目录】：
- 摘要3-4
- ABSTRACT4-8
- 第一章 绪论8-12
- 1.1 研究目的与意义8
- 1.2 MODIS 植被指数研究应用现状8-10
- 1.2.1 国外研究进展9
- 1.2.2 国内研究现状9-10
- 1.3 研究的基本内容10-11
- 1.4 技术路线11-12
- 第二章 研究区概况及数据资料12-21
- 2.1 研究区概况12-14
- 2.1.1 新疆地理环境12-13
- 2.1.2 新疆气候特征13-14
- 2.1.3 新疆植被类型14
- 2.2 数据资料14-21
- 2.2.1 气象数据14-18
- 2.2.1.1 气象因子14-16
- 2.2.1.2 气象数据来源16-18
- 2.2.2 遥感影像数据18-21
- 2.2.2.1 植被指数18-19
- 2.2.2.2 MODIS 植被指数类型19-20
- 2.2.2.3 MODIS 影像数据来源20-21
- 第三章 MODIS 数据处理及植被指数计算21-31
- 3.1 MODIS 探测器特点及其数据结构21-27
- 3.1.1 MODIS 探测器特点21-23
- 3.1.2 MODIS 与NOAA－AVHRR 的对比23-24
- 3.1.3 MODIS 数据的获取方式24-26
- 3.1.4 MODIS 数据产品分级26-27
- 3.2 本文MODIS 数据处理27-31
- 3.2.1 MODIS 预处理27-28
- 3.2.2 MODIS 1B 影像数据几何校正及处理28-29
- 3.2.3 植被指数合成规范:29
- 3.2.4 计算NDVI 和EVI29-31
- 第四章 MODIS 植被指数与气象因子响应分析31-52
- 4.1 时间序列特征分析31-33
- 4.1.1 植被指数时间序列特征分析31-32
- 4.1.2 气象因子时间序列特征分析32-33
- 4.2 NDVI 与EVI 在典型区的比较33-35
- 4.3 气象因子与植被指数范围响应分析35-37
- 4.3.1 气象因子与NDVI 范围响应分析35-36
- 4.3.2 气象因子与EVI 范围响应分析36-37
- 4.4 气象因子与植被指数滞后差分析及相关分析37-49
- 4.4.1 气象因子与NDVI 滞后差分析37-43
- 4.4.1.1 旬气象因子与旬NDVI 滞后差分析37-38
- 4.4.1.2 月气象因子与月NDVI 滞后差分析38-40
- 4.4.1.3 季植被指数与季气象因子时滞分析40-42
- 4.4.1.4 年气象因子与季NDVI 相关分析42-43
- 4.4.2 气象因子与EVI 滞后差分析及相关分析43-49
- 4.4.2.1 旬气象因子与旬EVI 滞后差分析43-45
- 4.4.2.2 月气象因子与月EVI 滞后差分析45-46
- 4.4.2.3 季气象因子与季EVI 时滞分析46-48
- 4.4.2.4 年气象因子与季EVI 相关分析48-49
- 4.5 植被指数与气象因子拟合方程模型49-52
- 第五章 结论与不足52-54
- 5.1 结论52-53
- 5.2 不足与展望53-54
- 参考文献54-60
- 致谢60-61
- 参加项目及发表的论文61
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