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川西高原茂县植被生态水遥感动态监测

赵芩  
【摘要】:生态水(层)是指与地表植物体紧密相关的水体。它不仅具有调节改善水循环的功效,也是植被茁壮生长的重要保障。掌握生态水涵养状况及分布特点,不仅有利于了解植被生长情况,也可作为生态环境保护、生态重建等的理论依据。生态水资源不同于其他资源,它是动态变化的,用常规方法难以提取和量化,也不能直接从遥感影像上进行判读。采用定量遥感技术建立生态水反演模型,可对其进行量化研究。本论文基于“川西高原植被生态水(层)及水分胁迫状况遥感动态监测方法”国家自然科学基金项目(41671432),以川西高原茂县地区为研究区,选用2006年、2008年、2016年11月份三期Landsat遥感影像进行植被冠层生态水含水率反演研究,比较2008年地震后当年植被受损情况,以及2016年植被恢复情况。论文分别提取了三期地表植被分布信息和植被指数,结合实测植被生化数据,建立研究区植被冠层生态水含水率反演模型,并验证了该模型的可行性。运用模型对三期影像进行冠层生态水含水率定量反演并进行动态监测。本文主要取得的成果和认识如下:(1)通过提取地表植被类型信息,得到2006年、2008年、2016年同一月份植被类型分布图。统计不同时期不同植被分布面积可知,茂县植被类型以针叶林分布为主。2006年以针叶林、阔叶林和混交林为主的林地占茂县总面积的52.24%;2008年地震后植被受损,林地面积占比下降到41.97%;地震后实施生态环境灾后重建工作,到2016年植被面积占比恢复到55.97%。(2)构建不同植被指数与实测所得的冠层生态水含水率之间的经验回归模型,比较分析各模型的相关系数,得出基于RVI植被指数的对数回归模型具有较强的相关性和较好的反演效果。经过拟合度分析验证,可知该模型具有一定的适用性。(3)采用构建的植被冠层生态水含水率反演模型,对三期遥感影像进行反演,得到不同时期的冠层生态水含水率分布。对茂县冠层生态水含水率进行动态分析,可知2006年至2008年冠层生态水含水率主要以减少为趋势,2008年至2016年冠层生态水含水率呈缓慢增长趋势。(4)统计分析不同植被类型的生态水含水率平均值,可知五种植被类型按其生态水含水率平均值由大到小顺序可排列为:混交林阔叶林针叶林灌丛或高山灌丛草甸。本文以定量遥感为手段对茂县2008年地震后植被冠层生态水受损及震后修复情况的研究,不仅丰富了生态水和定量遥感科学研究,同时对该地区生态环境建设与保护具有实际指导意义。


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