九寨沟地区植被生态遥感动态监测与评价

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生态环境为人类生活、生产和社会经济的可持续发展提供保障。评价区域生态环境不仅作为合理规划的基础,同时也是了解该区域生态环境状况的有效途径。随着全球环境问题日渐严峻,针对土地利用变化和生态环境两方面的研究成为现阶段的热点和研究趋势。近年来,RS和GIS技术得到迅速发展,在进行数据获取、处理和表达等方面具有强大功能。因此,把RS、GIS技术进行结合来综合评价研究区域的生态环境状况,客观全面的对区域生态环境变化进行动态监测和分析,探讨土地利用类型变化规律,能够为地方政府有关部门生态环境质量评估、生态重建规划决策提供科学依据。九寨沟县位于川西高原地区,隶属于阿坝藏族羌族自治州,地处四川盆地和青藏高原过渡带,拥有复杂的地质构造背景。县内河谷纵横,地势西北、西南高,东南低,地形呈阶次变化,属高原湿润气候,境内拥有世界自然遗产九寨沟风景区。本研究以九寨沟县作为研究区,基于RS和GIS技术,结合2014年、2016年、2018年3期空间分辨率为30m的Landsat 8的遥感数据,研究九寨沟县生态环境变化情况,并对其结果进行评价与分析。对研究区3期的遥感影像进行监督分类,得到土地利用类型信息及各地类的面积动态转移情况。以遥感数据和地形数据作为主要数据源,构建适宜九寨沟县的生态环境评价指标体系。采用层次分析法确定参评指标权重系数,以栅格单元作为本研究的评价单元,得到该县的生态环境评价指数,绘制九寨沟县生态环境状况空间分布图。在对九寨沟县生态环境时空动态变化趋势进行分析的同时结合人文经济数据和气象数据进行驱动力因子分析,研究的主要成果有:(1)将遥感影像通过监督分类下的支持向量机技术可得到3期的土地利用类型信息,结合实地样本对分类结果进行验证得到混淆矩阵。土地利用分类后的总体精度在80%以上,Kappa系数大于0.8,分类效果较好。结合土地利用转移矩阵对研究期间的不同土地利用类型的面积转移的具体变化情况进行分析。(2)基于生态环境状况指数(EI)和遥感生态指数(RSEI)指标体系,增加了部分利用遥感进行反演的指标,去除了部分较难获得的指标,构建适宜的九寨沟县的生态环境评价指标体系。(3)将3期的遥感影像作为评价指标的主要数据源,遥感反演出如地表温度、土壤侵蚀指数、植被覆盖度、水体指数等一系列指标。结合专题数据可得到DEM和坡度因子。依托地形、自然这两个准则层和七个指标,基于层次分析法来构建九寨沟县的生态环境综合评价模型。(4)利用层次分析法得到每个参评指标的权重,标准化参评指标因子,运用综合评价模型得到九寨沟县生态环境评价指数。运用自然间断法对生态环境评价指数进行等级划分,得到九寨沟县的生态环境等级空间分布规律。评价结果表明:九寨沟县3期的生态环境评价指数均值在0.5上下波动,生态环境等级主要分布在I和III级之间。其中:I级、III级的总面积达到研究区域总面积的一半以上;II级和III级的分布情况在3个时期相似,相对应的面积均处于稳定状态。2014年到2016年的评价指数均值有所减小,而到了2018年,该值有所上升,逐渐恢复至与2014年持平。从各等级的分布来看,它们相间分布,比例各不相同,同时各个等级比例也处于动态变化中。从空间来看,生态环境较差的区域主要分布在西北、西南高海拔低植被覆盖地区,而生态环境较好的区域主要集中在西南地区以及流域两侧。(5)结合年均气温、年降水量、人口、GDP等数据,从自然和人为两个因素对引起生态环境变化的驱动力因子进行分析,发现降水量和气温对引起生态环境发生变化占有一定的影响成分。
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