基于RS与GIS的升金湖自然保护区土地利用/覆被变化研究

基于RS与GIS的升金湖自然保护区土地利用/覆被变化研究

论文摘要

本文以安徽升金湖国家级自然保护区土地利用/覆被变化为研究对象,以1985、2004和2011年的时相相近TM遥感影像为基本数据源,结合安徽省的1:5万行政区划图、升金湖保护区1:1万的地形图、土壤类型分布图、SPOT5遥感影像等,在RS技术等的支持下,利用Erdas9.2对遥感影像进行波段组合、几何校正、图像增强与裁剪等预处理,选用监督分类法提取研究区的土地利用类型信息,形成三个时期的土地利用类型分类专题图,并利用Fragstats软件对保护区的土地利用景观格局进行分析,计算其土地利用类型的景观指数,分析保护区不同时期土地利用景观格局动态变化,结合系统动力学模型仿真和预测了土地利用景观,为保护区土地科学合理利用提供理论依据。(1)从3期遥感影像的土地利用分类结果可知,升金湖保护区的基质是耕地,耕地占45%,其次是水域,占25%,再次之是林地、建设用地、未利用地和草地。所以,该保护区的生态系统主要由耕地、水域和林地景观所控制。在土地利用景观类型中,耕地的比重较大,并呈现缓慢增长的趋势,建设用地增长速度最快。在1986-2011年的25时间里,耕地由40%增加到了45%,表明该保护区的土地受人为干扰较大,考虑到土地利用可持续性和环境保护的需要,今后应减少人为因素的影响。(2)本文经过对保护区三期分类专题图进行景观类型和景观格局分析,发现该保护区的生态多样性趋于降低。要维护好保护区的生态多样性,保护区应增加林地、草地和湖面的面积,减少人为的干扰。(3)本文利用系动力学模型仿真和预测了保护区2004、2011年土地利用景观,并预测了保护区未来20年的土地利用景观类型,同时,将2004年、2011年的土地利用仿真结果与遥感的分类结果进行比较,结果表明,2011的仿真结果与实际较接近,其误差小于6%,表明仿真预测数据比较可靠。利用Fragstats软件分析2004年的土地利用类型,并与仿真结果比较,发现该保护区在该年度发生过洪涝灾害,受灾最严重的是未利用地、其次是建设用地、草地、林地。其中,2004年的土地利用类型中,水域面积增加了30%。从系统动力学模型的预测结果可知,该自然保护区的生态环境受人为干扰较大,建议相关管理部门适度控制建设用地的面积,适当增加林地、草地和水域的面积,在保持土地利用生态系统稳定的基础上,适当采取措施,促进土地、经济与社会的可持续发展。(4)本文将遥感、GIS、土地利用景观格局与系统动力学模型相结合分析、仿真和预测升金湖国家级自然保护区的土地利用/覆被变化,为对湿地土地利用变化研究提供理论依据,对土地利用与可持续发展具有重要意义。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 文献综述
  • 1.1 土地利用履被变化的研究背景
  • 1.2 土地利用/覆被变化研究进展
  • 1.3 国内外土地利用/覆被变化在湿地方面的研究进展
  • 1.4 湿地土地利用/覆被变化研究存在的问题
  • 1.5 本章小结
  • 2 研究区概况及研究目的与意义
  • 2.1 研究区概况
  • 2.1.1 地理位置和范围
  • 2.1.2 社会经济要素
  • 2.1.3 气候要素
  • 2.1.4 水文水质
  • 2.1.5 土壤
  • 2.2 研究目的与意义
  • 2.3 本章小结
  • 3 研究内容和技术路线
  • 3.1 研究内容
  • 3.2 技术路线
  • 3.3 本章小结
  • 4 土地利用遥感信息提取与系统动力学模型构建
  • 4.1 数据源选取
  • 4.2 数据预处理
  • 4.2.1 波段组合
  • 4.2.2 几何校正、图像增强与裁剪
  • 4.3 土地利用分类与遥感信息提取
  • 4.3.1 土地利用景观的划分
  • 4.3.2 遥感的解译与分类
  • 4.3.3 遥感分类结果
  • 4.3.4 分类精度评价
  • 4.4 土地利用景观指数的选取
  • 4.5 系统动力学模型构建
  • 4.5.1 系统动力学原理
  • 4.5.2 系统动力学模型结构
  • 4.5.3 构建模型目的
  • 4.5.4 模型总体设计
  • 4.5.5 数据来源
  • 4.5.6 模型构建
  • 4.5.7 模型的数学方程
  • 4.5.8 模型有效性验证
  • 4.6 本章小结
  • 5 土地利用景观格局与预测
  • 5.1 土地利用景观格局
  • 5.1.1 土地利用景观类型分析
  • 5.1.2 土地利用景观格局分析
  • 5.2 土地利用仿真与预测结果
  • 5.2.1 土地利用系统仿真
  • 5.2.2 土地利用预测
  • 5.3 本章小结
  • 6 结论与讨论
  • 6.1 结论
  • 6.2 讨论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简介
  • 在读期间发表的论文
  • 相关论文文献

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