基于RS/GIS的黄河三角洲湿地信息提取及景观变化研究

论文摘要

本研究以黄河三角洲湿地(东营市)为主要研究区域,在广泛收集研究区卫星遥感数据、东营市土地利用现状数据、土壤、水文、社会经济等资料的基础上,采用基于专家知识的遥感信息提取技术,对1992年8月24日和2005年5月24日的黄河三角洲(东营市)湿地遥感信息进行提取,并在此基础上,采用转移矩阵、动态变化率两个表征模型对黄河三角洲湿地的景观变化进行分析,并对黄河三角洲(东营市)湿地面临的主要问题进行分析并提出相应的对策。研究结果表明:本研究不仅可以为黄河三角洲湿地的保护和管理提供决策依据,还为该地区进一步开发利用资源和保护环境,为全球气候变化研究等提供必要的理论指导和技术支撑,具有普遍的资源环境意义。本研究在对黄河三角洲湿地(东营市)遥感影像进行几何精校正、配准、增强等处理以及对1996年东营市土地利用现状图、土壤图、行政交通图等辅助图件进行编辑、校正的基础上,进行基于专家知识的湿地遥感信息提取。首先在遵循《中国湿地调查大纲》所确定的湿地分类体系前提下,结合黄河三角洲(东营市)湿地的实际情况,制订出既符合国家湿地分类要求,又能反映出本区域湿地类型特征分布的湿地景观分类系统,然后对各类别进行深入的分析,建立各湿地景观信息提取规则,对两个时相的图像进行分类,在没有进行任何人为修正的情况下,信息提取面积精度达到了83.7%。通过精度分析表明基于专家知识的遥感信息提取技术是一种适合黄河三角洲湿地的信息提取技术。通过采用计算1992年和2005年各类型湿地景观转移矩阵以及动态变化率来分析各类型面积变化,研究发现:黄河三角洲(东营市)湿地总面积大量减少,由1992年的306699.08hm2减少到2005年的227550.7hm2,减少了79148.41hm2。湿地处于严重的退化状态,应立即采取有效措施加强湿地保护。天然湿地大量减少,湿地人工化程度加重。演化最活跃的自然湿地和人工湿地分别是海岸滩涂湿地和盐田虾田。从1992~2005年13年间天然湿地共减少76168.87hm2,大量的转化为非湿地类型。其中河流湖泊湿地减少了2191.21hm2,海岸滩涂湿地减少了36376.19hm2,沼泽湿地减少了2033.31hm2,草甸湿地减少了35568.16hm2。而人工湿地总面积虽然变化不大,但转入与转出都比较明显,与天然湿地减少成鲜明对比的是人工湿地中虾池盐田的大量增加,13年间共增加18217.07hm2,充分验证了湿地人工化程度的加重。从1992年至2005年13年中湿地向非湿地转移的按面积排列为:盐碱地﹥旱田﹥油田﹥沙地﹥建设用地﹥林地。由于人类对资源的不合理开发利用,导致大量的湿地转化为对生态环境贡献较小的盐碱地和旱地,很多盐碱地寸草不生,变成光板地。本研究采用基于RS和GIS的方法研究黄河三角洲(东营市)湿地景观的变化,研究表明采用RS和GIS技术相结合的方法不仅可以克服传统的野外实地考察的费时、费力、调查范围小、受人为因素影响大等缺陷,还可以快速、准确地实现湿地景观分布信息的提取,并且能利用GIS的空间分析功能得出湿地景观间的转移情况,为湿地资源的保护和合理利用提供科学依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 前言
• 1.1 湿地的研究背景
• 1.1.1 国外湿地研究进展
• 1.1.2 国内湿地研究进展
• 1.1.3 RS和GIS技术在湿地研究中的进展
• 1.2 本文的选题依据
• 1.2.1 黄河三角洲湿地生态功能降低，急需保护
• 1.2.2 黄河三角洲湿地具有重要生态价值
• 1.2.3 黄河三角洲湿地具有重要的科研价值
• 1.2.4 黄河三角洲湿地是重要的地表水源调节地
• 1.2.5 黄河三角洲湿地生物种类繁多
• 1.3 研究内容与技术路线
• 2. 材料与方法
• 2.1 研究地点概况
• 2.1.1 自然条件
• 2.1.2 社会经济条件
• 2.1.3 土地利用历史
• 2.2 资料收集
• 2.2.1 遥感数据的收集
• 2.2.2 非遥感数据的收集
• 2.3 研究方法
• 2.3.1 湿地遥感影像的处理方法
• 2.3.2 湿地景观动态变化分析方法
• 3. 结果与分析
• 3.1 黄河三角洲湿地信息提取
• 3.1.1 湿地遥感图像的几何校正
• 3.1.2 图像裁剪
• 3.1.2.1 黄河三角洲陆地边界的提取
• 3.1.2.2 黄河三角洲海岸线的提取
• 3.1.3 辐射校正
• 3.1.4 遥感图像增强处理
• 3.1.4.1 对比度增强
• 3.1.4.2 多波段的植被指数法增强
• 3.1.4.3 彩色增强
• 3.2 黄河三角洲湿地景观分类
• 3.3 黄河三角洲湿地遥感图像解译原则
• 3.4 黄河三角洲湿地解译标志的建立
• 3.5 基于GIS 的黄河三角洲湿地信息提取
• 3.5.1 信息提取工作环境设置
• 3.5.2 专题数据分层
• 3.5.3 专题数据属性结构设计
• 3.5.4 湿地信息提取
• 3.5.5 黄河三角洲湿地景观分类评价
• 3.5.6 湿地景观面积量算
• 3.6 黄河三角洲湿地景观动态分析
• 3.6.1 景观类型动态变化特征分析
• 3.6.2 湿地向非湿地的转移
• 3.6.3 非湿地向湿地的转移
• 3.6.4 黄河三角洲湿地景观类型转移分析
• 3.7 黄河三角洲湿地景观变化的驱动机制分析
• 3.7.1 资源不合理开发导致湿地人工化程度严重
• 3.7.2 资源不合理开发导致湿地总面积大量减少
• 4 讨论与建议
• 4.1 进一步研究的计划
• 4.2 本文存在不足之处
• 4.3 建议
• 4.3.1 加强法律实施完善湿地保护政策
• 4.3.2 加快黄河三角洲湿地植被的恢复与重建
• 4.3.3 增大黄河三角洲湿地的蓄水能力
• 4.3.4 保障流经黄河三角洲湿地的水源质量
• 4.3.5 建立黄河三角洲湿地生态系统动态监测体系
• 4.3.6 加强黄河三角洲湿地的科学研究
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表论文情况