基于MODIS的青藏高原地表参数时空变化研究

论文摘要

青藏高原是全球气候变化的敏感区,在自然环境与资源方面独具特色,其地表参数一直是气象学家和地理学家所关心的研究领域。本文利用2006年和2008年的MODIS植被指数、地表温度产品,结合相关的气象、DEM以及土壤等资料,综合分析了青藏高原地区植被指数、地表温度的时空分布规律,以及其与气象参数、植被类型、海拔高度的关系,最后应用像元二分模型估算了2006年和2008年夏季青藏高原地区的植被覆盖度。研究得到的主要结论如下:1.植被指数时空变化。青藏高原的MODIS-NDVI、EVI时空格局分布一致,呈现出从东南向西北递减的趋势,春季绿色波由东南向西北推进,秋季褐色波从西北向东南减退。NDVI和EVI均能较好的反映青藏高原地区植被的空间分布和季节演替规律。2.植被指数与海拔的关系。不同植被类型的NDVI和EVI随海拔高度的变化呈现出不同的变化趋势和相关性。林地、草原、高山植被的NDVI和EVI与海拔高度呈显著负相关,荒漠的NDVI和EVI基本与海拔无关,无植被呈现出较强的正相关。3.植被指数与气象因子的关系。植被指数与月平均气温、月降水量和月平均湿度的相关性表现为草本植被大于灌木植被,灌木植被大于乔木植被。青藏高原地区植被的NDVI对温度的响应具有明显的滞后效应。阔叶林、针叶林、灌丛和栽培植被的NDVI对降水量的响应具有滞后性。EVI对月平均气温和降水的响应不存在滞后性。4.地表温度时空变化。青藏高原全年的最低值出现在常年积雪和冰川覆盖的高山区,最高值出现在柴达木盆地。地表温度受地形地貌的影响明显,地形复杂的高山区变化剧烈,地势平缓地区温度变化小。青藏高原的地表温度受海拔高度影响的同时还受植被覆盖类型的影响。5.植被覆盖的时空变化。青藏高原的植被覆盖度在空间上呈东南地区高,西北地区低的趋势。2006年夏季的平均覆盖度为35.98%,2008年为37.3%,年间变化不明显。不同植被类型的植被覆盖度的大小顺序为:阔叶林、针叶林、灌丛、栽培植被、草甸、草原、高山植被、荒漠、无植被。整体看来整个高原的植被覆盖度呈现转好的趋势。

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第一章绪论

1.1 研究地表参数的目的及意义

1.2 地表参数国内外研究现状

1.2.1 MODIS 植被指数应用研究现状

1.2.2 地表温度国内外研究进展

1.2.3 植被覆盖度国内外研究进展

1.3 本文研究目标

1.4 小结

第二章 MODIS 地表参数反演的原理与方法

2.1 EOS/MODIS 简介

2.2 MODIS 植被指数原理与算法

2.2.1 MODIS 植被指数产品介绍

2.2.2 MODIS 植被指数合成方法

2.3 地表温度反演原理与算法

2.3.1 地表温度遥感反演原理

2.3.2 MODIS 地表温度产品

2.4 植被覆盖度原理与算法

2.4.1 植被覆盖度的主要方法

2.4.2 像元二分模型

2.5 本章小结

第三章研究区概况与数据处理

3.1 研究区概况

3.1.1 气候

3.1.2 植被

3.1.3 水文、地貌

3.1.4 土壤

3.2 数据来源

3.2.1 MODIS 数据

3.2.2 辅助数据

3.3 数据预处理

3.4 小结

第四章 MODIS 植被指数的时空分布特征

4.1 MODIS 植被指数空间分布和季节变化特征

4.2 不同植被类型的MODIS 植被指数时间变化特征

4.3 不同植被类型的植被指数与海拔高度的关系

4.3.1 MODIS 植被指数随海拔的变化趋势

4.3.2 MODIS 植被指数与海拔高度的关系

4.4 植被指数与气象因子的关系

4.5 小结

第五章地表温度时空变化特征分析

5.1 地表温度剖面分析

5.2 地表温度分级

5.3 不同土地利用/覆盖类型地表温度四季差异分析

5.4 地表温度与海拔高度的关系分析

5.5 不同土地覆盖类型地表温度与MODIS-NDVI 的关系

5.6 小结

第六章植被覆盖度的计算及其时空变化分析

6.1 植被覆盖度计算的参数确定

6.1.1 NDVIsoil 与NDVIveg 的取值

6.1.2 NDVIsoil 与NDVIveg 的计算公式

6.2 青藏高原植被覆盖度计算

6.2.1 数据及处理

6.2.2 制作NDVIsoil 与NDVIveg 参数图

6.2.3 计算植被覆盖度

6.3 青藏高原植被覆盖度时空变化分析

6.3.1 青藏高原植被覆盖度空间分布特征

6.3.2 青藏高原植被覆盖度时间变化分析

6.4 小结

结论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢

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