中国北方荒漠化遥感动态监测与定量评估研究

《中国北方荒漠化遥感动态监测与定量评估研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、博士学位论文中国北方荒漠化遥感动态监测与定量评估研究作者姓名：郭强指导教师:付碧宏研究员中国科学院遥感与数字地球研究所学位类别:理学博士学科专业:地图学与地理信息系统研究所:中国科学院遥感与数字地球研究所2018年4月MonitoringandAssessmentofDesertificationfromRemoteSensingintheNorthernChinaADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillme

2、ntoftherequirementForthedegreeofDoctorofPhilosophyByQiangGUODissertationSupervisor:ProfessorBihongFUInstituteofRemoteSensingandDigitalEarth,ChineseAcademyofSciencesApril,2018中国科学院大学研究生学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他

3、个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明或致谢。作者签名：日期：中国科学院大学学位论文授权使用声明本人完全了解并同意遵守中国科学院有关保存和使用学位论文的规定，即中国科学院有权保留送交学位论文的副本，允许该论文被查阅，可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编本学位论文。涉密的学位论文在解密后适用本声明。作者签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要荒漠化是全球陆地生态环境系统所面临的最为严峻的问题之一，它严重制约着干旱-半

4、干旱区经济社会的可持续发展。中国作为受荒漠化影响最严重的国家之一，国土面积的三分之一受到荒漠化影响。为了更好地对我国北方荒漠化动态过程进行空间监测，深入了解荒漠化发展的驱动机制，本研究基于多时相遥感数据建立荒漠化遥感监测评估模型，从区域尺度到全国尺度对中国北方荒漠化进行了动态监测与定量评估。论文的研究形成了一套从荒漠化时空动态变化监测到驱动力定量评估的方法，可以为荒漠化防治的决策提供重要的科学数据和强有力的技术支撑。主要内容和结论如下：（1）基于Thornthwaite公式法计算湿润指数进行的荒漠化气候区划依赖于于我国

5、地面气象站点数据，没有考虑到具体的植被覆盖以及地形地貌等特征。本文采用长时间序列归一化植被指数NormalizedDifferenceVegetationIndex（NDVI）以及高程数据反演新的湿润指数。根据计算的湿润指数进行荒漠化气候区划，改进了现有气候区划的一些缺陷。结果表明，中国北方荒漠化潜在发生区域面积为364.3万km2，约占我国陆地国土面积的37.8%。（2）参考前人荒漠化监测指标的研究，从荒漠化表象以及本质两方面考虑，选取修改型土壤调整植被指数ModifiedSoil-AdjustedVegetatio

6、nIndex（MSAVI）、地表反照率Albedo和裸土指数BareSoilIndex（BSI）三个遥感监测指标，利用Landsat和Moderate-ResolutionImagingSpectroradiometer（MODIS）数据分别从区域尺度和全国尺度计算荒漠化监测指标，并对计算的荒漠化遥感监测指标进行了分析。（3）以鄂尔多斯高原为典型区，建立了基于Logistic回归模型、决策树模型和随机森林模型的荒漠化遥感监测模型。通过对比验证，得出决策树模型精度最高。基于Landsat计算的监测指标，用决策树模型对鄂尔

7、多斯高原2000、2006、2010、2015年的荒漠化现状进行监测分析。结果显示，在2000-2015年期间鄂尔多斯高原的荒漠化呈现恢复的趋势。I中国北方荒漠化遥感动态监测与定量评估研究（4）利用Carnegie-Ames-StanfordApproach（CASA）模型计算鄂尔多斯高原长时间序列的NetPrimaryProductivity（NPP），在此基础上利用PotentialNPP（PNPP）、HumanAppropriationNPP（HANPP）分别代表气候变化和人类活动在生态环境变化中的定量作用，建立

8、了荒漠化影响因素定量评估模型。对鄂尔多斯高原的研究表明，人类活动，尤其是中国北方实施的生态恢复工程是2000-2015年荒漠化恢复的主要原因。气候变化，主要是降水和气温的波动在2006-2010年期间主导了荒漠化退化。在2000-2006年以及2010-2015年期间，气候变化和人类活动在荒漠化退化过程中都扮演了重要的角色。（5）