基于RS和GIS的城市郊区生态质量综合评价研究

论文摘要

本研究运用遥感监测手段,结合气象学和GIS技术与方法,以北京市房山区为研究对象,监测、计算和分析了研究区1992年、2001年、2004年三年间的地表生态组分（LUCC（land use and land cover change）、NPP（net primary productivity）、水土流失）的演变特点,并把这些生态组分指标纳入到城市郊区生态质量评价指标体系中,运用层次分析法,建立了城市郊区生态质量综合评价模型,在此基础上,分析了研究区生态质量的演变特点。论文主要做了以下几方面的工作,并取得了相关结论:1、利用Landsat TM影像提取了研究区三年间的土地利用/覆盖类型图,并分析了该地区三年间土地利用/覆盖变化的动态演变特点:研究区以林地为主,三年间林地面积分别占研究区总面积的50.72%、50.73%、52.71%,其次是农田、城乡用地、草地;林地和城乡用地面积逐年增加,而农田和草地逐年减少,后一阶段各用地类型面积变化速率大于前一阶段。研究区除水域外,其他用地类型的开发度和消耗度均逐年增加;三年间各用地类型的动态度指数均逐年增大,城乡居民点与建设用地和水域用地的动态度指数变化最为剧烈;第二阶段的土地利用程度更加剧烈。研究区农田主要向林地和城乡用地转化,草地主要向农田、林地和建设用地转化,林地主要向农田及城乡用地转变,而林地和城乡用地的新增面积主要来源于农田和草地,未利用地新增加面积在前后两个阶段均以农田为主要来源。2、利用CASA模型计算和分析了研究区三年间八月份NPP的生产、变化及其受土地利用/覆盖变化的影响特点:研究区三年间八月份的NPP分别为152.01gC·m-2·mon-1、142.83gC·m-2·mon-1、96.32gC·m-2·mon-1,NPP区域平均值及区域生产总量逐年减少。1992年和2001年的各NPP水平区面积比重及NPP产量均随产量水平的提高而逐渐增大,2004年各区面积比重及NPP产量以中产区最高,以较高产区最低。三年间中产区以下的各NPP产量水平区面积比重及NPP区域生产总量均逐年增加,而高产区以及较高产区NPP面积百分比及NPP区域生产总量逐年减少,2004年较高产区面积比重及NPP产量下降最为剧烈。研究区同一年份内各土地利用类型NPP及NPP生产总量均以林地最高,

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 国内外基于RS 和GIS 的城市郊区生态质量演变评价研究进展
• 1.1.1 LUCC 研究的兴起及主要研究内容
• 1.1.2 LUCC 分类方法的研究
• 1.1.3 LUCC 与生态环境间的关系
• 1.1.4 NPP 估算研究进展
• 1.1.5 基于遥感和GIS 的区域生态质量评价的研究
• 1.1.6 国内外生态质量评价研究进展及存在的问题
• 1.2 选题依据、技术路线与研究方法
• 1.2.1 本研究选题依据
• 1.2.2 本研究的研究方法与技术路线
• 2 研究区数据预处理
• 2.1 数据预处理
• 2.1.1 本次研究获取的原始数据
• 2.1.2 TM 遥感影像校正
• 2.1.3 研究区NDVI 与植被覆盖度的提取
• 2.2 研究区土地利用/覆盖分类
• 2.2.1 研究区土地利用/覆盖分类系统
• 2.2.2 研究区各地物地学光谱特性
• 2.2.3 研究区土地利用/覆盖分类
• 3 土地利用/覆盖时空变化分析
• 3.1 土地利用时空分析模型
• 3.1.1 土地利用变化速度
• 3.1.2 综合土地利用动态度
• 3.1.3 土地利用开发度（LUD）
• 3.1.4 土地利用耗减度（LUC）
• 3.1.5 土地利用程度综合指数
• 3.1.6 土地利用程度变化
• 3.2 土地利用时空分析
• 3.2.1 不同年份间土地利用结构分析
• 3.2.2 不同土地利用类型间相互转化分析
• 3.3 本章结论与讨论
• 4 基于CASA 模型的研究区８月份净第一性生产力演变分析
• 4.1 基于CASA 模型的NPP 估算模型的建立
• 4.1.1 光合有效辐射APAR（x,t）的估算
• 4.1.2 光能利用率ε（x,t）的估算
• 4.1.3 植被的最大光能利用率的估算
• 4.2 研究区八月份NPP 的演变分析
• 4.2.1 研究区三年间NPP 的统计量比较
• 4.2.2 研究区三年间NPP 的变化分析
• 4.2.3 研究区土地利用/覆盖变化对NPP 的影响分析
• 4.2.4 研究区八月份光能利用率的变化分析
• 4.2.5 研究区八月份实际光能利用率变化分析
• 4.3 本章小结
• 5 水土流失变化监测分析
• 5.1 水土流失监测模型
• 5.1.1 R 因子的计算
• 5.1.2 土壤可蚀性因子（K）的计算
• 5.1.3 地形因子S×L 的计算
• 5.1.4 C 因子的估算
• 5.1.5 P 因子的估算
• 5.1.6 水土流失强度的估算
• 5.2 水土流失变化分析
• 5.2.1 年际间水土流失程度变化分析
• 5.2.2 年际间不同等级区域水土流失面积变化评价
• 5.2.3 年际间不同等级区域水土流失量变化评价
• 5.2.4 不同土地利用类型对水土流失量的变化影响
• 5.3 本章小结
• 6 研究区生态环境质量综合评价
• 6.1 生态环境质量综合评价模型
• 6.1.1 以层次分析法为基础的生态质量综合评价模型中各因子指标权重的确立方法
• 6.1.2 以层次分析法为基础的生态质量综合评价模型
• 6.2 生态环境质量综合评价指标体系的建立及各指标因子权重的确立
• 6.2.1 研究区生态环境质量综合评价指标体系的建立
• 6.2.2 各指标计算模型
• 6.2.3 各指标数据归一化处理
• 6.2.4 研究区生态环境质量综合评价各指标因子权重的确立
• 6.3 研究区生态质量综合评价
• 6.3.1 生态环境质量综合评价结果与分析
• 6.3.2 生态质量变化程度分析
• 6.3.3 土地利用/覆盖变化对生态质量的影响分析
• 6.4 本章小结
• 7 研究结论与展望
• 7.1 主要研究结果
• 7.1.1 研究和揭示了研究区土地利用/覆盖变化的动态演变特点
• 7.1.2 研究和揭示了研究区三年间八月份 NPP 的生产、变化及其受土地利用/覆盖变化的影响特点以及三年间实际光能利用率的差异
• 7.1.3 研究了研究区三年间水土流失的变化特点及其受土地利用的特点
• 7.1.4 以层次分析法为基础综合分析和评价了研究区三年间生态质量变化特点
• 7.2 创新性
• 7.3 研究展望
• 图表索引
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 致谢
• 博硕士学位论文同意发表声明