论文题目: 面向小流域管理的水土保持遥感监测方法研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 地图学与地理信息系统
作者: 周月敏
导师: 吴炳方
关键词: 水土保持,小流域,遥感,地理信息系统,监测
文献来源: 中国科学院研究生院（遥感应用研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 土壤侵蚀是土地退化的主要原因,也是导致生态环境恶化的最严重的问题,联合国粮农组织将其列为全球土地退化的首要问题。土壤侵蚀对土地资源和更广泛环境的影响是深远而严重的,最直接的后果是土地生产力的损失和产量的下降,次要的影响包括河流和水库的淤积、以及由土壤颗粒上吸附的化肥和杀虫剂所引起的水污染。另外,对植被层的损害、以及反射率的相应增加和局部气候的变化而加速沙漠化。为遏制土壤侵蚀的发展我国已面向小流域单元开展了大量水土保持治理工作,但由于缺乏有效的监测管理手段,造成治理后的成效无法进行有效跟踪评价;全球变化,特别是气候变暖、土地利用变化,雨量与植被的响应,水与碳的循环特征发生变化对水土流失将产生深远影响,从而也对水土保持监测带来更大的挑战;航空航天技术与地理信息系统技术的发展,为跨越不同时空尺度监测水土保持治理状况提供重要手段。在此背景下,面向以小流域微地貌形态特征为对象,开展以遥感、地理信息系统技术为依托的水土保持监测,获取研究区域环境因子、侵蚀因子、水土流失现状、水土流失动态变化规律及发展趋势、水土保持措施功能及其治理成效等诸方面的定量信息成为水土保持监测的客观需求。而建立小流域信息管理系统是水土保持监测的基础。 本论文通过深化和明确以小流域为单元的水土保持信息管理的内涵,面向区域尺度与水土保持监测业务需求,构建了水土保持监测指标体系,并以官厅水库上游宫家庄小流域为目标区域,采用遥感技术手段提取了各监测指标结果。从而从指标构建、提取方法到流域应用上实现了水土保持监测的一体化。 本论文的主要结论与创新点如下: (1) 研究结果表明,以植被覆盖度与叶面积指数为代表的植被因子,不但是影响土壤侵蚀的关键环境因子,而且还是水土保持成效监测的最有效的度量因子。植被覆盖度表征了流域植被的水平密度结构,叶面积指数代表了植被垂直结构,两者综合作用构成了流域土壤侵蚀的抑制因子;而且水土保持治理措施与治理成效、尤其是生态成效又主要体现在了植被覆盖度与叶面积指数的改变上,成为水土保持监测的有效指标;同时这两个因子也隐含着破坏性极大的开发建设项目所造成的后果信息。从而两者作为水土保持监测的主要环境因子指标。
论文目录:
1 绪论
1.1.问题的提出
1.1.1.“两库”上游环境退化的需求
1.1.2.水土保持监测现状和发展方向
1.1.3.小流域信息管理的必要性
1.1.4.水土保持面临的机遇与挑战
1.1.5.面向小流域的水土保持监测的现实意义
1.2.相关概念及讨论
1.3.研究目标及内容
1.4.研究方法及技术流程
【参考文献】
2 综述
2.1 土壤侵蚀模型研究
2.1.1 国外土壤侵蚀模型研究
2.1.1.1 经验统计模型
2.1.1.2 物理过程模型
2.1.1.3 模型评价
2.1.2 国内土壤侵蚀模型研究
2.1.3 土壤侵蚀模型应用
2.1.4 土壤侵蚀模型总结
2.2 土壤侵蚀遥感监测方法
2.2.1 目视解译分析方法
2.2.2 基于遥感光谱反射值自动监测
2.2.3 遥感监测方法总结
2.3 水土保持监测与评价研究
2.4 小流域管理信息系统研究
2.5 环境因子遥感监测研究进展
2.5.1 植被覆盖度
2.5.2 叶面积指数
2.5.3 土地利用
2.6 本章小结
【参考文献】
3 水土保持监测指标体系建立
3.1 小流域信息管理内涵
3.2 水土保持监测指标建立的目标及原则
3.3 水土保持监测指标的建立
3.3.1 环境指标
3.3.1.1 植被因子
3.3.1.2 地形地貌因子
3.3.1.3 土壤质地
3.3.1.4 水文气象
3.3.1.5 土地利用
3.3.1.6 社会经济指标
3.3.2 开发建设项目指标
3.3.3 土壤侵蚀指标
3.3.4 小流域水土保持措施指标
3.3.4.1 小流域治理措施内容分析
3.3.4.2 水土保持治理监测指标确定
3.3.5 治理成效监测指标
3.3.5.1 基础效益
3.3.5.2 经济效益
3.3.5.3 生态效益
3.3.5.4 社会效益
3.4 本章小结
【参考文献】
4 数据准备
4.1 研究区概况
4.2 遥感影像数据源
4.2.1 影像选择
4.2.2 影像时相及目标
4.2.3 遥感影像预处理
4.2.4 图像融合
4.3 小流域水土保持治理资料
4.4 本章小结
5 小流域水土保持监测指标提取
5.1 环境因子提取
5.1.1 植被因子
5.1.1.1 NDVI与MTVI
5.1.1.2 植被覆盖度计算
5.1.1.3 LAI
5.1.2 地形因子
5.1.2.1 坡度
5.1.2.2 坡向
5.1.2.3 沟壑密度
5.1.3 土地利用遥感监测
5.2 流域开发建设项目监测
5.3 流域土壤侵蚀遥感监测
5.3.1 基于规则模型土壤侵蚀遥感监测方法
5.3.2 以部颁标准建立规则模型
5.3.3 问题讨论
5.3.4 改进的分级标准
5.4 水土保持措施信息提取
5.4.1 水土保持措施信息提取分析
5.4.1.1 直接从遥感影像自动分类
5.4.1.2 不能直接从遥感影像提取措施
5.4.1.3 工程措施信息
5.4.2 水土保持措施监测结果
5.5 本章小结
【参考文献】
6 小流域监测结果验证与分析
6.1 监测结果验证
6.2 小流域水土保持监测结论
6.3 本章小结
7 面向小流域管理的水土保持监测系统技术体系
7.1 系统特点
7.2 水土保持监测系统信息平台构建
7.2.1 信息平台技术体系
7.2.1.1 信息平台结构
7.2.1.2 信息平台数据内容
7.2.2 信息平台数据库建立
7.2.2.1 数据库实现流程
7.2.2.2 数据库逻辑结构设计
7.2.2.3 数据物理存储模式
7.2.2.4 空间数据组织管理方案
7.2.2.5 数据库物理结构设计与优化策略
7.2.2.6 数据库服务结构
7.2.3 数据库管理信息系统
7.2.3.1 系统目标
7.2.3.2 系统结构
7.2.3.3 功能设计
7.2.4 元数据库建立
7.2.4.1 水土保持监测系统建立元数据的必要性
7.2.4.2 元数据库内容
7.2.4.3 元数据组织存储模式
7.2.4.4 元数据更新维护
7.3 面向小流域水土保持信息管理系统实现
7.3.1 系统目标
7.3.2 系统功能结构
7.3.3 系统功能
7.3.3.1 数据检索
7.3.3.2 综合分析
7.4 本章小结
【参考文献】
8 结论与展望
8.1 结论与讨论
8.2 创新之处
8.3 展望
致谢
在读期间发表的论文
发布时间: 2005-09-19
参考文献
- [1].淮河流域水土保持监测分区及其站点布局研究[D]. 胡续礼.山东农业大学2013
- [2].区域土壤侵蚀遥感定量监测技术研究[D]. 李智广.西北农林科技大学2001