基于RS和DEM的艾比湖周边灌丛沙堆空间分布格局的研究

论文摘要

新疆艾比湖是中国西部的国门湖泊,是准噶尔盆地西南缘最低洼地的尾闾湖泊,也是新疆最大的咸水湖,被列入中国重要名录。艾比湖特殊的地理位置和地形地貌特征使其具有比较完整的生物多样性,是指征准葛尔盆地生态环境变化的关键地区。在我国内陆荒漠自然生态系统中具有典型性和较高的保护价值。艾比湖周边广泛分布着湖滨沙地化生物与风力作用下形成的灌丛沙堆。灌丛沙堆是干旱地区沙漠、半干旱半湿润沙地和沙质海岸带常见的风积生物地貌类型,由于风沙流遇到灌丛阻拦,沙物质在灌丛及其周围堆积而形成的[1]。灌丛沙堆的退化演替过程通常是自然因素和人为活动对生态系统的压力综合作用的结果,是反映生态变化和气候演变的重要标志之一,因此,灌丛沙堆的产生和衰亡与土地荒漠化正逆过程关系密切。因此,对灌丛沙滩的空间分布格局现状进行研究,对荒漠化防治以及区域生态保护具有重要作用。本文尝试以点线面调查相结合的方法,以RTK为平台重点对艾比湖周边典型样方内灌丛沙堆的形态特征、植物生态学特征进行了实测和采样分析,利用GIS软件生成数字高程模型(Digital Elevation Model ,简称DEM),结合对艾比湖的高分辨率遥感影像进行目视解译的结果,得出艾比湖周边灌丛沙堆的总面积,并从灌丛沙堆的植被类型、密度、高度、面积和体积几个方面进行定量描述,从而研究艾比湖周边灌丛沙堆的空间分布格局,并探讨其成因。为今后的监测工作提供基础数据,并为以后的研究工作提供新的技术手段和方法。本文通过对艾比湖周边灌丛沙堆空间分布相关数据的分析研究,初步得出以下结论:(1)在研究区应用点、线、面调查相结合的方法,以RTK为平台,采集到的大量相关基线数据精确可靠,具有可行性,为今后监测提供了依据。(2)选择4个样区不同植被类型的灌丛沙堆,通过DEM数据提取样区灌丛沙堆的密度、高度、面积和体积,对灌丛沙堆进行定量分析,证明采用DEM有助于灌丛沙堆形态的精细定量分析。(3)综合遥感影像目视解译技术及样区灌丛沙堆相关数据分析的结果,首次系统的对艾比湖周边灌丛沙堆的空间分布进行量化分析,得出其总面积约为839.1km~2。(4)综合灌丛沙堆的形成条件和演替规律,分析艾比湖周边灌丛沙堆空间分布格局的成因。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题来源
• 1.2 选题背景及意义
• 1.3 文献综述
• 1.3.1 灌丛沙堆
• 1.3.2 灌丛沙堆的类型
• 1.3.3 灌丛沙堆的分布
• 1.3.4 灌丛沙堆的研究价值
• 1.3.5 灌丛沙堆的特征研究和生态学研究
• 1.3.6 灌丛沙堆的演化
• 1.3.7 灌丛沙堆的研究趋势
• 1.3.8 基于 DEM 的国内外研究
• 1.3.9 小结
• 1.4 研究内容
• 1.5 研究方法
• 1.6 技术路线
• 1.7 野外仪器设备和3S工作平台
• 2 研究区概况
• 2.1 自然地理概况
• 2.1.1 地理位置与范围
• 2.1.2 气候特点
• 2.1.3 水文条件
• 2.1.4 土壤
• 2.1.5 地质概况
• 2.1.6 地形地貌概况
• 2.2 自然资源概况
• 2.2.1 植物
• 2.2.2 动物
• 2.2.3 其他资源
• 2.3 社会经济概况
• 3 数据来源与处理
• 3.1 资料收集
• 3.2 遥感影像预处理
• 3.2.1 遥感影像几何校正
• 3.2.2 数据重采样
• 3.2.3 图像镶嵌
• 3.2.4 图像增强
• 3.3 实测数据获取与处理
• 3.3.1 RTK 概述
• 3.3.2 样区实地测量
• 3.3.3 实测数据预处理
• 4 遥感信息提取
• 4.1 目视解译原理
• 4.2 野外调查
• 4.3 解译标志
• 4.4 艾比湖周边灌丛沙堆空间分布格局描述
• 5 艾比湖周边灌丛沙堆三维形态特征提取与分析
• 5.1 样方设置
• 5.2 构建 DEM
• 5.2.1 DEM 原理
• 5.2.2 高程点创建栅格DEM
• 5.2.3 栅格表面生成等高线图
• 5.2.4 等高线生成TIN
• 5.3 灌丛沙堆三维形态特征提取
• 5.3.1 分布密度
• 5.3.2 灌丛沙堆高度特征提取
• 5.3.3 灌丛沙堆面积特征提取
• 5.3.4 灌丛沙堆体积特征提取
• 5.4 灌丛沙堆三维形态特征描述与分析
• 5.4.1 灌丛沙堆三维形态特征描述
• 5.4.2 灌丛沙堆三维形态特征分析
• 6 艾比湖周边灌丛沙堆空间分布格局成因分析
• 6.1 艾比湖灌丛沙堆的形成条件
• 6.2 艾比湖周边灌丛沙堆的演替规律
• 结论与展望
• 参考文献
• 在读期间发表的论文
• 后记