基于遥感数据的黄土高原植被覆盖变化分析研究

基于遥感数据的黄土高原植被覆盖变化分析研究

植被影响地气系统的能量平衡，是气候和人文因素对环境影响的敏感指标。开展植被的动态监测可以从一定程度上反映气候变化的趋势，动态监测植被状况和植被覆盖变化也是全球变化研究中的一个热点问题和重要内容。 黄土高原地区植被类型从东南到西北具有地带性分布规律特征，是该区陆地生态系统的重要组成，在维持生态系统能量、物质循环和平衡，改善生态环境等方面起着不可替代的作用。探究如何利用遥感数据来精确提取植被类型信息，掌握各种植被类型及变化情况，对于了解植被建设现状及未来的建设方向，科学进行土地利用/覆盖和管理具有重要的理论和实践意义。 为此，论文以黄土高原地区为研究区，应用Landsat TM多光谱影像和标准归一化植被指数（NDVI）数据集，探讨了1987-2006年黄土高原地区植被覆盖变化情况，主要研究内容与研究成果如下： （1）针对传统分类方法中单纯依靠光谱特征进行分类存在的局限性以及精度不够高等问题，本论文以黄土高原地区作为研究区，构建了基于纹理特征和NDVI的支持向量机（SVM）植被覆盖分类模型，旨在提高研究区植被覆盖分类的总精度。同时，参考《中国植被图集》和黄土高原地区植被主要特点，将黄土高原地区的植被覆盖类型划分为针叶林、阔叶林、针阔混交林、灌丛、荒漠、草原、草甸、栽培植被等8大类。结果表明：研究所采用的分类模型的植被分类总精度达到了82%，Kappa系数为0.7981，该植被分类模型能更有效地区分光谱特征相似的目标地物，具有更高的准确性，为探索植被分类方法研究提供了一种新思路；同时，也印证了黄土高原地区植被类型划分的合理性。 （2）利用1987-2006年AVHRR/NDVI数据集对黄土高原地区植被覆盖变化进行时空演变的动态分析。结果表明：20年来黄土高原地区的植被覆盖总体上略呈增加趋势，但存在明显的空间差异；植被覆盖年内变化整体上呈现出很强的季节性，春秋季植被活动增强，冬夏季不明显；1-8月为植被NDVI值增大的阶段，8月至次年的1月则是下降的阶段，8月份的NDVI对黄土高原地区的植被覆盖水平具有最好的代表性。 （3）利用8km×8km的AVHRR/NDVI数据集，结合气象资料分析黄土高原地区不同植被类型对气象因子的响应。结果表明：整个黄土高原地区植被逐年生长季NDVI对降水十分敏感，植被平均NDVI与各种降水组合均呈现出很强的正相关关系，所有的相关系数均通过了0.01水平的显著检验，而与气温呈负相关，但相关性比降水小；整个黄土高原地区生长季逐年逐月NDVI与降水相关性显著，而生长季逐年逐月植被平均NDVI与逐月气温呈显著负相关关系，但没有显著的时滞和累积效应，且相关性小于与逐月降水的相关性。