基于Landsat和MODIS NDVI时序数据的青海湖流域植被覆盖度提取及其变化分析

论文摘要

青海湖是典型干旱区内陆湖,青海湖流域位于青藏高原的东北部,处于季风湿润区与内陆干旱区的中间地带,生态区位极其重要,生态环境脆弱,受全球气候环境的影响较大。植被覆盖度是评价区域生态环境质量及其变化的重要参数之一。本文以青海湖流域为研究区,利用Landsat和MODIS 2001年、2007年、2014年和2016年NDVI时序数据,基于一元二次多项式重构植被年内生长曲线,在MODIS MOD09GQ MVC-NDVI（Maximum Value Composite NDVI）对应日期约束下,逐像素求解2001、2007、2014和2016年年度内MVC-NDVI,之后利用像元二分模型逐像素估算研究区2001、2007、2014和2016年植被最大覆盖度,并结合气象数据和高程等数据,探讨了青海湖流域植被覆盖度时空变化与区域气候、地形的响应关系。主要结论如下:（1）Landsat MVC-NDVI重构法由于引入了MODIS MVC-NDVI对应日期,其结果更具有实际应用价值,但拟合结果受下垫面影响较大,部分低植被覆盖度地区（如裸岩地、沙地等）,以及受云及其阴影遮蔽的区域拟合效果较差。（2）2001-2014年青海湖流域植被覆盖度呈现逐渐增加趋势,2016年略有下降,2001-2016年间青海湖流域植被变化较剧烈,流域内植被覆盖度平均CV（Coefficient of Variation）值为0.3414,属于很不稳定型,2001-2016年植被覆盖度演变类型主要为中、中低植被覆盖类型转为高植被覆盖类型,各等级的植被覆盖正向转移均高于负向转移,高植被覆盖区域范围扩大了10.15%,总体上青海湖流域的植被覆盖情况得到了改善。（3）高程因素对植被覆盖度的影响较显著,植被覆盖度随高程的增加而出现先上升后下降的趋势;气温和降水量对植被覆盖度的影响也较大（具有显著线性相关区域占比均大于60%）,且植被覆盖度与降水量因素具有高度线性正相关区域与海拔的分布有对应关系,推测青海湖流域植被覆盖度的变化为多种影响因素相互作用的结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景
•   1.2 研究目的与意义
•   1.3 研究现状
•     1.3.1 植被覆盖度
•     1.3.2 NDVI时序重构法
•   1.4 研究内容与技术路线
•     1.4.1 研究内容
•     1.4.2 技术路线
• 2 研究区概况
•   2.1 地理位置
•   2.2 自然环境
•     2.2.1 气候特征
•     2.2.2 土壤类别
•     2.2.3 植被类型
•     2.2.4 水文及水资源
• 3 数据获取及预处理
•   3.1 数据获取
•     3.1.1 MODIS数据
•     3.1.2 Landsat数据
•     3.1.3 气象数据
•     3.1.4 辅助数据
•   3.2 数据预处理与分析
•     3.2.1 辐射定标
•     3.2.2 大气校正
•     3.2.3 地形校正
•     3.2.4 MODIS数据处理与分析
•     3.2.5 云及云影区检测
• 4 青海湖流域MVC-NDVI提取及结果分析
•   4.1 时序重构法提取MVC-NDVI
•     4.1.1 遥感影像NDVI计算
•     4.1.2 MODIS MVC-NDVI对应时间提取
•     4.1.3 多项式拟合重构NDVI时序
•     4.1.4 青海湖湖体NDVI处理
•   4.2 时序重构法结果分析
•     4.2.1 多项式拟合系数分析
•     4.2.2 时序重构提取的MVC-NDVI结果分析
•     4.2.3 多项式拟合极值与MVC-NDVI比较分析
•     4.2.4 拟合极值时间与MODIS-time比较分析
•     4.2.5 拟合结果与MODIS-NDVI比较分析
• 5 青海湖流域植被覆盖度时空变化分析
•   5.1 植被覆盖度反演模型
•     5.1.1 统计回归模型
•     5.1.2 基于NDVI的像元二分模型
•     5.1.3 像元二分模型参数的确定
•   5.2 植被覆盖度分布和时间特征
•     5.2.1 植被覆盖度分布特征
•     5.2.2 MVC-NDVI时间特征
•   5.3 植被覆盖度年际变化特征
•     5.3.1 年植被覆盖度与年NDVI统计分析
•     5.3.2 植被覆盖度变化分级统计分析
•     5.3.3 植被覆盖度CV指数分析
•     5.3.4 不同覆盖度等级植被转移统计分析
•   5.4 植被覆盖度变化影响因素分析
•     5.4.1 高程影响因素
•     5.4.2 气温影响因素
•     5.4.3 降水影响因素
• 6 结论和讨论
•   6.1 研究结论
•   6.2 讨论
• 致谢
• 参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陈昀琳

导师: 王广军,彭红明

关键词: 青海湖流域,遥感,植被覆盖度,最大值合成算法,像元二分模型

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 中国地质大学(北京)

分类号: Q948

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000815

总页数: 78

文件大小: 17536K

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