基于多尺度NDVI和LUCC的漓江流域生态演变研究
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摘要
漓江流域具有典型喀斯特地质景观和独特的地域史前文化，是极其珍贵的世界自然遗产地，颇具山水特色的旅游开发区域。然而，随着漓江流域经济活动规模不断提升，旅游资源开发强度不断加大，土地利用方式的变动，导致当地具有典型特质的山水地质景观有可能朝向不可逆方向发展，生态环境有逐步失衡的趋势。如何定量评价漓江流域植被生态环境和土地利用/土地覆被的演变趋势具有重要的学术意义和实践指导意义。
本文基于遥感和地理信息技术，在遥感软件ENVI，GIS软件ARCGIS的支持下基于美国NOAA卫星的植被指数产品GIMMS‐NDVI和EOS的MODIS‐NDVI以及MODIS‐NPP对广西宏观生态环境和漓江流域中尺度植被生态环境进行了相关时间序列的演变研究。
论文研究内容包括两大核心部分，一是漓江流域植被生态的空间分布及演变的定量描述及人类活动的影响强度研究，二是定量评价漓江流域植被生态演变的自然因素的空间尺度和强度。第一部分，运用NASA的GIMMS‐NDVI和EOS的MODIS‐NDVI以及MODIS‐NPP从不同尺度研究漓江流域的植被生态空间分布和演变趋势，通过TM/ETM数据基于LUCC的过程对漓江流域的土地利用和覆被进行遥感解译，结合不同尺度的NDVI和土地利用类型进行空间相关分析，以此反映人类活动对植被生态的影响尺度和强度。第二部分，从地质统计学的角度分析漓江流域气象要素的空间分布特征，同时结合不同尺度的NDVI进行空间自相关分析，以此研究漓江流域植被生态演变自然控制因素的尺度和强度，结合人类活动影响因素最终对漓江流域植被生态环境进行综合定量评价。
研究表明漓江流域植被生态环境演变总体呈现恶化趋势，结合TM陆地卫星数据解译分析结果表明，在漓江流域20km缓冲区内植被演变呈现良性与恶化交替发展局面。在此研究基础上对植被生态环境演变的自然因素选择气象因素进行了空间分析，在区域数字高程（DEM）的基础上对气温和降水进行了Co‐Kriging插值分析，并结合中尺度MODIS‐NDVI进行空间自相关分析。分析表明，漓江流域植被生态的演变总体上不由气温和降水控制，其演变影响因素从LUCC的角度而言，主要受土地利用类型的控制。不同尺度的对地观测数据对同一研究区域植被生态环境空间分布特征及演变趋势的验证结果具有一致性。
The Lijiang basin which has typical karst geological landscape and unique localprehistoric culture, is extremely rare world natural heritage destination and quite alandscape characteristic tourist development area. However, the reinforcing economicactivity of the Lijiang basin, the continuously increasing tourism resources development,the change of land use patterns, which would cause local typical characteristics ofgeological landscape to move in an irreversible direction, ecological environment togradually become the trend of the unbalance. How to quantitatively evaluate theevolutionary tendency of ecological environment and land use/land cover of the Lijiangbasin has important academic value and practical significance.
The dissertation have studied the evolution of the time series on the macroscopicecological environment of the Guangxi Zhuang Autonomous Region and meso-scalevegetation eco-environment of the Lijiang basin which used the remote sensing and GIStechnology such as ENVI and ArcGIS software based on NOAA satellite NDVI productsGIMMS-NDVI, EOS satellite’s NDVI products such as MODIS-NDVI, MODIS-NPP. Theresults of the study show that vegetation eco-environment evolution generally presentdeteriorating.
The research have two core parts, one is quantitative descriptive analysis onecovegetation spatial distribution and evolution, influence of human activity intensity inthe Lijiang basin, the second is the quantitative asssessment of ecovegetation evolution onthe natural factors of spatial scale and strength in the Lijiang basin. The first part, theauthor used multiscale analysis with GIMMS-NDVI, MODIS-NDVI and MODIS-NPP tostudy tendency of ecovegetation spatial distribution and evolution in the Lijiang basin,through the LUCC based on the TM/ETM remote sensing images interpretation,combining the different scales of NDVI and land use type to make spatial correlationanalysis, so as to reflect the human activities impact on the ecovegetation scale andstrength. The second part, the author applied geostatistics analysis on spatial distributionfeatures of meteorological elements in the Lijiang basin, spatial autocorrelation analysiswith the different scales of NDVI on the scale and strength of natural control factors inecovegetation evolution, and finally drew comprehensive quantitative evaluation combinedwith human activity influence factors for ecovegetation environment in the Lijang basin.
Combined with TM land satellite data interpretation analysis, it shows that vegetationevolution in buffer area20km within Lijiang basin present alternate development betweenameliorating and deteriorating. So the author choose the meteorological factor which is oneof vegetation eco-environment evolution factors to perform spatial analysis, do Co-Kriginginterpolation analysis on the temperature and precipitation based on regional digitalelevation (DEM), and put spatial autocorrelation analysis combined with the meso-scaleMODIS-NDVI. The analysis indicates that the eco-environment evolution of Lijiang basinisn’t controlled by temperature and precipitation in general, and effect factors of evolutionfrom the theory of are mainly controlled by land use types.
本文基于遥感和地理信息技术，在遥感软件ENVI，GIS软件ARCGIS的支持下基于美国NOAA卫星的植被指数产品GIMMS‐NDVI和EOS的MODIS‐NDVI以及MODIS‐NPP对广西宏观生态环境和漓江流域中尺度植被生态环境进行了相关时间序列的演变研究。
论文研究内容包括两大核心部分，一是漓江流域植被生态的空间分布及演变的定量描述及人类活动的影响强度研究，二是定量评价漓江流域植被生态演变的自然因素的空间尺度和强度。第一部分，运用NASA的GIMMS‐NDVI和EOS的MODIS‐NDVI以及MODIS‐NPP从不同尺度研究漓江流域的植被生态空间分布和演变趋势，通过TM/ETM数据基于LUCC的过程对漓江流域的土地利用和覆被进行遥感解译，结合不同尺度的NDVI和土地利用类型进行空间相关分析，以此反映人类活动对植被生态的影响尺度和强度。第二部分，从地质统计学的角度分析漓江流域气象要素的空间分布特征，同时结合不同尺度的NDVI进行空间自相关分析，以此研究漓江流域植被生态演变自然控制因素的尺度和强度，结合人类活动影响因素最终对漓江流域植被生态环境进行综合定量评价。
研究表明漓江流域植被生态环境演变总体呈现恶化趋势，结合TM陆地卫星数据解译分析结果表明，在漓江流域20km缓冲区内植被演变呈现良性与恶化交替发展局面。在此研究基础上对植被生态环境演变的自然因素选择气象因素进行了空间分析，在区域数字高程（DEM）的基础上对气温和降水进行了Co‐Kriging插值分析，并结合中尺度MODIS‐NDVI进行空间自相关分析。分析表明，漓江流域植被生态的演变总体上不由气温和降水控制，其演变影响因素从LUCC的角度而言，主要受土地利用类型的控制。不同尺度的对地观测数据对同一研究区域植被生态环境空间分布特征及演变趋势的验证结果具有一致性。
The Lijiang basin which has typical karst geological landscape and unique localprehistoric culture, is extremely rare world natural heritage destination and quite alandscape characteristic tourist development area. However, the reinforcing economicactivity of the Lijiang basin, the continuously increasing tourism resources development,the change of land use patterns, which would cause local typical characteristics ofgeological landscape to move in an irreversible direction, ecological environment togradually become the trend of the unbalance. How to quantitatively evaluate theevolutionary tendency of ecological environment and land use/land cover of the Lijiangbasin has important academic value and practical significance.
The dissertation have studied the evolution of the time series on the macroscopicecological environment of the Guangxi Zhuang Autonomous Region and meso-scalevegetation eco-environment of the Lijiang basin which used the remote sensing and GIStechnology such as ENVI and ArcGIS software based on NOAA satellite NDVI productsGIMMS-NDVI, EOS satellite’s NDVI products such as MODIS-NDVI, MODIS-NPP. Theresults of the study show that vegetation eco-environment evolution generally presentdeteriorating.
The research have two core parts, one is quantitative descriptive analysis onecovegetation spatial distribution and evolution, influence of human activity intensity inthe Lijiang basin, the second is the quantitative asssessment of ecovegetation evolution onthe natural factors of spatial scale and strength in the Lijiang basin. The first part, theauthor used multiscale analysis with GIMMS-NDVI, MODIS-NDVI and MODIS-NPP tostudy tendency of ecovegetation spatial distribution and evolution in the Lijiang basin,through the LUCC based on the TM/ETM remote sensing images interpretation,combining the different scales of NDVI and land use type to make spatial correlationanalysis, so as to reflect the human activities impact on the ecovegetation scale andstrength. The second part, the author applied geostatistics analysis on spatial distributionfeatures of meteorological elements in the Lijiang basin, spatial autocorrelation analysiswith the different scales of NDVI on the scale and strength of natural control factors inecovegetation evolution, and finally drew comprehensive quantitative evaluation combinedwith human activity influence factors for ecovegetation environment in the Lijang basin.
Combined with TM land satellite data interpretation analysis, it shows that vegetationevolution in buffer area20km within Lijiang basin present alternate development betweenameliorating and deteriorating. So the author choose the meteorological factor which is oneof vegetation eco-environment evolution factors to perform spatial analysis, do Co-Kriginginterpolation analysis on the temperature and precipitation based on regional digitalelevation (DEM), and put spatial autocorrelation analysis combined with the meso-scaleMODIS-NDVI. The analysis indicates that the eco-environment evolution of Lijiang basinisn’t controlled by temperature and precipitation in general, and effect factors of evolutionfrom the theory of are mainly controlled by land use types.
引文
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