多源遥感数据支持下的松嫩平原生态环境变化研究

论文摘要

近半个世纪以来,松嫩平原的生态环境发生了显著的变化,土地盐碱化、沙化和草原退化等问题日益严重,严重制约了该区社会、经济和生态环境的协调发展。本文以可持续发展理论为指导思想,运用多学科的理论和方法,综合应用3S技术,特别是RS技术的最新研究成果,进行松嫩平原生态环境变化的集成研究。应用TM遥感影像进行土地利用/土地覆盖变化研究,剖析了土地利用的变化过程,定量分析了典型区域土地利用变化的驱动机制,模拟预测了其空间动态变化格局,从而揭示了研究区十年尺度的生态环境变化的特点和规律;利用MODIS高光谱遥感数据,采用定量遥感的理论和方法反演得到多种生态环境要素指标,在此基础上实现了对区域土地荒漠化的动态监测;将TM与MODIS遥感数据结合进行松嫩平原生态资产评估,为区域可持续发展规划提供理论支持。本文综合运用多种新技术和新方法开展生态环境变化研究,从更深度和广度上揭示了松嫩平原生态环境演变的规律和特征,是区域生态环境系统研究新的尝试和探索,其研究成果为松嫩平原生态环境保护与重建、资源可持续利用决策提供科学依据。

论文目录

• 前言
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究意义
• 1.3 研究内容和研究方法
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究方法与技术
• 1.3.3 技术路线
• 1.3.4 创新点
• 1.3.5 数据源及3S 软件系统
• 1.4 论文组织结构
• 第二章 基础理论与技术方法
• 2.1 土地利用/土地覆盖变化研究的理论和方法
• 2.1.1 土地利用/土地覆盖变化研究概述
• 2.1.2 RS、GIS 技术与土地利用/土地覆盖变化研究
• 2.1.3 LUCC 的驱动力研究
• 2.1.4 土地利用变化模型
• 2.2 景观生态学的理论与方法
• 2.2.1 景观生态学的基本概念
• 2.2.2 景观生态学的理论基础
• 2.2.3 景观生态学的研究进展
• 2.2.4 景观生态学的定量研究方法
• 2.2.5 景观生态学与土地利用/土地覆盖变化研究
• 2.3 定量遥感反演的理论、方法和研究进展
• 2.3.1 从定性遥感到定量遥感
• 2.3.2 遥感定量反演的内涵
• 2.3.3 定量遥感的主要研究内容
• 2.3.4 定量遥感的研究进展
• 2.3.5 遥感定量反演存在的问题
• 2.3.6 定量遥感的发展趋势
• 2.3.7 定量遥感及其反演在生态环境研究中的应用
• 2.4 荒漠化评价研究综述
• 2.4.1 荒漠化的概念及分类
• 2.4.2 荒漠化的主要特征
• 2.4.3 荒漠化评价指标体系的研究进展
• 2.4.4 基于遥感技术的荒漠化监测
• 2.5 生态资产评估的理论和方法
• 2.5.1 生态资产的内涵
• 2.5.2 生态资产的价值构成
• 2.5.3 生态资产的主要估算方法
• 2.5.4 生态资产的国内外研究进展
• 2.5.5 生态资产评估存在的问题
• 第三章 松嫩平原区域概况
• 3.1 自然地理概况
• 3.1.1 气候
• 3.1.2 水文
• 3.1.3 土壤与植被
• 3.1.4 地质与地貌
• 3.2 松嫩平原第四纪生态环境演变
• 3.3 人类对松嫩平原开发利用的历史
• 3.4 主要的生态环境问题
• 3.4.1 盐碱荒漠化
• 3.4.2 沙质荒漠化
• 3.4.3 草地退化
• 3.4.4 湿地退化
• 第四章 松嫩平原土地利用/土地覆盖变化研究
• 4.1 松嫩平原腹地土地利用/土地覆盖变化动态监测
• 4.1.1 时间尺度和空间尺度的选择
• 4.1.2 土地利用变化动态监测方法
• 4.1.3 土地利用的分类系统及其解译标志的建立
• 4.1.4 土地利用类型遥感解译方法
• 4.1.5 土地利用分类精度检验
• 4.1.6 分类后处理及土地利用制图
• 4.2 土地利用时空动态变化分析模型
• 4.2.1 土地利用变化速度模型
• 4.2.2 土地利用程度变化模型
• 4.2.3 土地利用结构特征指数模型
• 4.2.4 土地利用相对变化率区域差异模型
• 4.2.5 土地利用类型转移矩阵分析模型
• 4.3 土地利用时空特征演变分析
• 4.3.1 土地利用变化的动态度分析
• 4.3.2 土地利用程度变化分析
• 4.3.3 土地利用结构特征分析
• 4.3.4 土地利用相对变化率的区域差异分析
• 4.3.5 土地利用类型空间转化分析
• 小结
• 第五章 土地利用变化的景观格局分析
• 5.1 土地利用景观格局分析模型
• 5.1.1 景观斑块类型的基本属性特征
• 5.1.2 景观格局指数计算软件
• 5.1.3 景观空间格局指数
• 5.2 土地利用空间格局演变分析
• 5.2.1 斑块类型水平的景观格局动态分析
• 5.2.2 景观水平的景观格局动态分析
• 小结
• 第六章 土地利用变化的驱动机制研究
• 6.1 研究区域的确定
• 6.2 驱动因子的选取
• 6.2.1 驱动因子的选取原则
• 6.2.2 驱动因子的选取
• 6.3 驱动力的研究方法—典型相关分析
• 6.3.1 模型的选择—典型相关分析
• 6.3.2 模型原理
• 6.3.3 分析过程
• 6.4 计算结果和分析
• 6.4.1 标准变量组Y 的增量变化与自变量组X 的典型相关分析
• 6.4.2 标准变量组Y 的减量变化与自变量组X 的典型相关分析
• 小结
• 第七章 松嫩平原西南部土地利用空间格局变化模拟研究
• 7.1 CLUE-S 模型介绍
• 7.2 CLUE-S 模型结构框架
• 7.2.1 模型结构
• 7.2.2 空间分析
• 7.2.3 转化规则
• 7.2.4 动态模拟
• 7.2.5 模型的多尺度特征
• 7.2.6 模型检验
• 7.3 数据的来源和处理
• 7.3.1 土地利用数据的处理和分析
• 7.3.2 社会经济统计数据的处理和分析
• 7.4 模型模拟方法
• 7.4.1 空间分析
• 7.4.2 模型设置
• 7.5 模拟结果
• 小结
• 第八章 基于MODIS 数据的松嫩平原生态环境要素特征研究
• 8.1 MODIS 数据及其预处理
• 8.1.1 MODIS 数据简介
• 8.1.2 MODIS 数据源
• 8.1.3 MODIS 数据预处理
• 8.2 植被指数与植被覆盖特征
• 8.2.1 植被指数概述
• 8.2.2 归一化植被指数（NDVI）
• 8.2.3 改进型土壤调节植被指数（MSAVI）
• 8.2.4 植被覆盖度
• 8.2.5 植被特征变化分析
• 8.3 陆面温度
• 8.3.1 陆面温度的反演原理
• 8.3.2 陆面温度的反演算法
• 8.3.3 分裂窗算法原理
• 8.3.4 基于MODIS 数据的陆面温度反演算法
• 8.3.5 松嫩平原陆面温度的分布特征
• 8.4 土壤湿度
• 8.4.1 土壤湿度遥感监测方法
• 8.4.2 温度植被旱情指数（TVDI）原理和计算方法
• 8.4.3 TVDI 的反演过程及结果
• 8.4.4 TVDI 变化特征分析
• 8.5 植被净初级生产力
• 8.5.1 植被净初级生产力遥感反演模型
• 8.5.2 植被净初级生产力的计算模型
• 8.5.3 结果分析
• 小结
• 第九章 松嫩平原土地荒漠化评价
• 9.1 荒漠化评价指标体系的建立
• 9.1.1 荒漠化程度等级的划分
• 9.1.2 荒漠化评价指标选取的原则
• 9.1.3 荒漠化评价指标的确定
• 9.1.4 荒漠化程度评价指标体系的建立
• 9.2 荒漠化评价的方法
• 9.2.1 荒漠化评价指标的获取
• 9.2.2 荒漠化评价模型
• 9.3 土地荒漠化评价结果与分析
• 9.3.1 评价结果的精度
• 9.3.2 评价结果的分析
• 小结
• 第十章 松嫩平原生态资产遥感定量评估研究
• 10.1 生态资产遥感定量评估模型
• 10.1.1 生态资产遥感评估的概念模型
• 10.1.2 生态资产遥感评估指标体系的建立
• 10.1.3 生态系统参数的遥感测量模型
• 10.1.4 生态资产评估技术体系
• 10.1.5 生态资产的核算方法
• 10.2 松嫩平原生态资产遥感定量评估
• 10.2.1 数据来源与预处理
• 10.2.2 松嫩平原生态资产评估结果与分析
• 小结
• 结论与建议
• 一、结论
• 二、建议
• 参考文献
• 主要学术成果
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 附图