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新疆土地沙漠化监测与预警研究

李诚志  
【摘要】:沙漠化是当前世界上最严重的土地退化问题之一,对沙漠化的监测与预警是沙漠化防治的基础,研究意义重大。由于沙漠化的成因复杂,相关观测数据的匮乏,迄今为止对沙漠化的监测还不充分,而对沙漠化的预警才刚刚开始,值得进一步深入研究。 本文针对沙漠化监测与预警的研究主题,从沙漠化监测与预警的基本理论出发,运用先进的技术手段,构建沙漠监测与沙漠化预警模式。以新疆作为研究区,对新疆的沙漠化进行了长期的监测与预警研究。得出的主要结论如下: (1)通过对沙漠化内涵的整理,沙漠监测指标的归纳、总结与帅选,沙漠程度分级体系的对比,以及沙漠化预警的方法与模式的比较研究,初步形成沙漠化监测与预警理论体系。 (2)研制了一套全自动风沙监测仪器,实现了沙通量、风速、风向、温度数据的自动采集与远距离的数据传输,实现了沙漠化风沙活动的远距离自动监测、自动存储、自动分析。 (3)选取沙漠、固定沙丘、戈壁、草地、森林、耕地六种典型地类,对MODISNDVI数据监测沙漠化的可行性进行了研究,其结果表明:低植被盖度的NDVI数据各月份、各年份的稳定性都很高,而高植被盖度的NDVI因月份、年份的不同而存在差异,不能满足监测沙漠化变化的要求。进而对4~9月份的最大NDVI进行合成,并对其稳定性进行分析发现,该数据比较稳定,满足沙漠化监测要求。 (4)以4~9月份的合成最大MODIS NDVI数据,以流动沙地、半流动沙地、固定沙地、平沙地、盐碱地、戈壁作为新疆沙漠化监测范围,利用像元二分模型反演植被覆盖度,构建新疆沙漠化的常规年度监测模式,实现了沙漠化年度监测。 (5)利用灰色GM(1,1)预测模型,结合GIS栅格运算功能,创建了栅格灰色GM(1,1)预测模型,并对沙漠化变化的关键性因子NDVI进行了预测,其预测结果显示:该模型预测的总精度在5%以内,并利用此模型对新疆2012、2013、2014、2015、2020年的NDVI进行了预测。 (6)创建了沙漠化栅格累加预警模型,并利用沙漠化监测与预测的结果对新疆2012、2013、2014、2015、2020年的沙漠化状态进行预警,结果发现南疆沙漠化的警情大于北疆,其中沙漠化警情最大是塔里木河中游,特别是英巴扎到恰拉段,另外在乌鲁木齐市的达坂城区,乌伦古湖的西北侧和西南侧,车儿臣河中游,策勒县、于田县北侧,且末县西部,麦盖提县西部,巴楚县西部均出现不同程度的沙漠化警情。 (7)在沙漠化累加预警模型的基础上,以人类自身为视角,考虑沙漠化致灾因子、土地产值,创建了沙漠化损失风险预警模型。并对新疆的沙漠化损失风险进行预警,其结果显示:沙漠化损失风险预警确定的警情比沙漠化状态预警更加偏向于人类活动,更适合于沙漠化治理与防治。 (8)运用GIS技术、WEBGIS技术和.NET技术构建了新疆沙漠化监测与预警系统,实现了新疆沙漠化监测与预警的自动化,并将其监测与预警的结果进行网络发布,实现了研究成果共享。


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