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50000字论文范文基于遥感图像处理技术的长白山植被变化

论文类型:论文范文
论文字数:50000字
论点:长白山,植被,景观
论文概述:

本文以遥感图像处理技术和地理信息系统技术为手段,以景观生态学相关的原理与方法为理论基础,通过对1987年、1999年和2007年三个时期Landsat TM遥感影像的处理,从景观生态学的角度对研究区

论文正文:

第一章绪论

1.1研究背景和目的
1.1.1长白山森林资源的历史变迁
长白山位于中国东北东部,地域广阔,生态系统类型多样。长白山是中国森林资源最丰富的地区之一。从清代到民国,长白山地区森林资源经历了四个历史变迁阶段。第一阶段是清军入关后的清朝封锁时期:长白山地区当时被政府视为少数民族的聚居地,当地的土地和森林资源被禁止开发。现阶段,该地区的森林生态系统得到了有效保护。第二阶段是清代中后期的放松时期:清代中后期的人口增长超过了内陆地区的土地承载能力,导致了向东北的自发迁移和东北的发展。第三阶段是清末的开禁时期:鸦片战争后,海关中的农民破产,大规模的难民“勇敢的东进”。长白山地区资源开发迅速。第四阶段是民国时期长白山森林资源的开发和掠夺时期。日本占领东北期间,当地经济出现异常发展,农林重工业发展迅速,轻工业发展缓慢,长白山地区生态环境变化加快。
清末民国时期长白山地区森林资源的广泛掠夺性开发直接导致了该地区森林质量和森林面积的下降,进而导致长白山林区环境和生态的变化。生物物种开始减少,自然灾害频繁发生。其潜在的生态危机也严重制约了该区域经济的可持续发展。新中国成立以来,长白山林区的建设和发展经历了四个阶段:50年代的发展阶段、60年代的增长阶段、1978年十一届三中全会后的稳定阶段和1989年后的衰退阶段。新中国成立60多年来,长白山林区为新中国的原始积累和国民经济建设做出了巨大的历史贡献。然而,自20世纪80年代以来,随着天然林资源的长期过度采伐,林区出现了严重的可恢复资源危机和经济困难,引发了一系列社会问题。改革开放后,地方政府在吸取历史经验教训的基础上,立足实际,因地制宜,高度重视本地区的林业生态建设。特别是自1998年以来,该地区先后开始实施天然林资源保护工程、长白山水土流失治理工程、退耕还林工程、自然保护区建设、林业生态自然灾害防治工程等仓储林业生态建设项目。随着这些生态工程的开发建设,该地区林业建设取得了历史性突破。
1.1.2长白山地区植被恢复的重要性
自1998年以来,中国实施了天然林保护工程,与禁止采伐和保护长白山森林有关的法律和政策,如《吉林长白山国家级自然保护区管理条例》和《森林和野生动物自然保护区管理办法》也相继颁布实施。这个地区的森林资源得到了有效保护。然而,这一地区的资源和生态环境危机不是一个可以在短时间内解决的问题。长白山原始天然林面积从20世纪50年代的185万亩减少到2003年的70万亩。长白山林区长期以来以木材生产为主。管理政策执行不当,重取轻给,造成了森林资源枯竭和林业经济陷入困境的不利局面。尤其是长白山自然保护区以外的森林采伐量仍然超过森林资源的承载能力。原始天然林资源迅速退化,植被失去了原始状态。
根据最新遥感调查数据,长白山南部土壤侵蚀面积比1974年增加了36%,严重影响了该地区森林生态系统的稳定性。生物多样性、生态系统过程和无机因素相互关联、相互影响,因此生物多样性对生态系统功能具有重要意义。物种多样性包括物种丰富度和物种均匀度两个含义。它常常与生态时间理论、气候稳定理论、空异质性理论和竞争理论等许多理论联系在一起,其原因是复杂的。
物种多样性常被用来指示生态系统的演替过程,也是研究植被群落干扰和恢复的生态过程的重要指标。它也被认为是评价植被群落和生态系统恢复的重要指标之一(温钟鸣等人,2005年)。我国的生物多样性在世界上占有非常重要的地位。然而,根据有关部门的统计和科学数据分析,我国同世界其他地区一样,正经历着惊人的物种灭绝速度,并在生物多样性空(陈灵芝,1993年)之前受到威胁。由于生态走廊的丧失等原因,长白山地区的森林资源面临着孤岛状态。植物种类的减少将不可避免地影响动物。西伯利亚虎、豹子等大型猫科动物基本消失,梅花鹿日渐稀少,黑熊、野猪也日渐稀少,各种野生经济动物资源日益萎缩。从20世纪80年代初到90年代末,国家一级保护动物东北虎的数量从20多只减少到6-9只,分布面积不断缩小。15 .由于过度狩猎,长袍和野鸡等常见的大小动物也越来越少。
“植被过去、现在和将来都是人类生活的一部分”(惠特克,1986)。植被的定义:覆盖地球表面的植物群落的总称。这是一个涵盖植物学、生态学和地球科学的术语。植被分类的主要依据是生长环境的差异,可分为草地植被、高山植被、岛屿植被等。植被是生态系统中能量流动和物质循环的中心地带。它是陆地生态系统的重要组成部分,也是人类社会和经济活动所依赖的资源。植被破坏将直接影响生态平衡,从而对环境产生不利影响。大规模的植被破坏可能引发一系列连锁反应,如气候和环境,甚至带来自然灾害和灾难(温钟鸣等人,2005)。此外,植被也是气候变化的载体,是自然生态系统中最活跃的因素之一,反映了土壤、岩石、水和大气等环境成分的变化。
1.1.3 3S技术和植被动态研究
3S技术是遥感、地理信息系统和全球定位系统的统称。3S技术不是上述三种技术的简单叠加。它是基于遥感、地理信息系统和全球定位系统的现代信息技术。它将空之间的相关传感器技术、卫星导航和定位技术以及信息技术集成为一个有机整体。它包括空之间信息收集、管理和更新、处理和分析、应用和传播的多重功能。这是一个有机的统一体,高度显示了三种技术的互补功能和优势(李书凯,1995)。

1.2 3S技术在国内外植被研究中的应用综述...................10-11
1.2.1植被指数研究进展...................10-11
1.2.2植被分类研究进展...................11
1.3技术路线和研究内容...................11-13 [/BR/] 1.3.1技术路线...................11 [/BR/] 1.3.2研究内容...................11-13
第二章研究计划和数据收集...................13-18
2.1研究方法...................13
2.2研究区域概述...................13-16 [/BR/] 2.2.1地理环境...................13-14
2.2.2气候特征...................14[/比尔/] 2.2.3地貌学...................14-15
2.2.4水文特征...................15[/比尔/] 2.2.5土壤特征...................15[/比尔/] 2.2.6植被概况...................15-16
2.2.7社会经济状况...................16
2.3数据收集...................16-18
第三章数据处理...................18-32
3.1遥感数据预处理...................18-22
3.2制作数字高程模型...................22-26与地形图
3.2.1地形图注册...................22[/比尔/] 3.2.2等高线矢量化...................22-24[/比尔/] 3.2.3数字高程模型生产...................24-26
3.3研究区域提取...................26
3.4遥感图像分类...................26-30
3.4.1分类系统的建立...................26
3.4.2分类方法...................26-30 [/BR/] 3.5景观尺度空分析方法...................30-32
第四章结果分析...................32-45
4.1景观格局动态变化分析...................32-40
4.1.1景观区域动态变化分析...................32-39
4.1.2景观数量动态变化分析;之间的转移分析...................39-40 [/BR/] 4.2景观类型空...................40-42
4.3植被变化的驱动力...................42-45[/比尔/] 4.3.1地形因素...................42-43
4.3.2自然灾害...................43[/比尔/] 4.3.3气候变化...................43
4.3.4人的因素...................43-45

结论

本文以遥感图像处理技术和地理信息系统技术为手段。基于景观生态学的相关原理和方法,通过对1987年、1999年和2007年陆地卫星遥感图像的处理,从景观生态学的角度分析了研究区植被的变化。进行景观类型判别和景观类型系统建立,利用电子表格和Fragstats进行数据提取和分析。Arc地理信息系统。目的是分析和研究长白山地区1987-2007年的景观格局及其变化特征。主要结论如下:
(1)景观分类体系的建立。根据研究目的和图像的实际可读性,分析并建立了研究区景观分类体系,即研究区分为针叶林、混交林、阔叶林、灌木林和疏林、裸地、沙地、水域、居住区、草地和耕地等10种景观类型。1987年,长白山天池的部分积雪没有完全融化,覆盖了天池和天池周围的沙地和裸地。长白山地区其他地区没有沙地类型。因此,在1987年,该图像没有沙地景观类型,增加了雪域的景观类型。本研究的重点是植被景观的动态监测。在数据处理的后期,裸地、沙地、水域和居住区等非植被景观类型被合并为一种类型,并命名为其他土地类型。最后,建立了由针叶林、混交林、阔叶林、疏林灌木林、草地等6种类型组成的景观分类系统,研究了6种景观类型20年来遥感监测的动态变化。
(2)长白山植被景观格局变化。根据遥感影像分类景观格局分析,大部分研究区呈现林地集中分布和大规模连续分布的特征,林地是整个研究区景观的矩阵。