基于Spot Vegetation的海南岛植被类型NDVI变化特征研究

摘要

植被作为重要的生态因子，既是气候变化的承受者，同时又对气候变化产生积极的反馈作用，是反映生态环境变化的敏感指示器。因此区域植被变化情况的研究与监测，对植被保护，特别是植被资源的合理利用有着非常重要的意义。 海南岛是我国唯一的热带气候的宝岛，物种丰富，生物量巨大，是我国热带经济作物的主要产区。在遥感技术发展的几十年间，利用遥感数据观测植被动态变化，土地利用与覆盖的研究已经非常的广泛，但是利用高效的遥感数据，对我国海南岛进行长时间序列的研究还很少。本文基于SPOT/VEGETATION1km分辨率的S10数据，以旬和年为时间单位，分析了近10年海南岛不同植被类型NDVI的年内和年际变化及空间分布。 主要研究结果如下： 1)基于Savitzky—Golay滤波方法，充分利用了遥感影像中的云状态数据，有效的去除了海南岛NDVI时序数据中由云、气溶胶等大气影响造成的噪点，获得明显效果。为进一步研究提供了高质量的时序数据。 2)海南岛最大NDVI(MNDVI)的年平均值在2001年出现明显的波动，为研究期间最低，仅为0.739，；2002～2007年缓慢升高。对逐年MNDVI进行偏差分析发现，2001年较2000年全岛有74.5％的区域MNDVI值减小，减小的平均值为-0.0401，而增加的平均值很低，仅为0.008，这说明2001年海南岛植被生长状况不佳，近四分之三的区域，植被最佳生长状态未能达到前一年的水平。2006年有65.3％区域较前一年增加，增加平均值为0.0736，植被生长状况恢复明显。 3)海南岛中部各植被类型生长状况明显优于其他分区，且变化较为平稳。东部和北部植被生长状况较差，西部和南部处于中等水平，这反映了各植被类型在空间上的变化差异。年初各植被类型NDVI曲线变化平缓，是植被的返青期，但就海南岛而言，这一时期相对较短。一般维持在3～5旬；植被NDVI的陡增，作为植被生长开始的标志。各植被类型NDVI和MNDVI年均变化曲线都具有很强的层次结构，由高到低依此为有林地、高覆盖度草地、灌木林、疏林地、园地、低覆盖度草地、水田和旱地。1998～2004年年平均NDVI波动平稳，但在2005年均出现较大的波动，较之2005年MNDVI平均值，并未出现波动，这证明2005年各植类型在年内得到恢复，并达到各自多年平均水平。 4)各植被类型空间变化特征 东、西、南、北、中五个分区中，各植被类型曲线均表现出很强的层次感。其中，东部和北部各条曲线层次清晰，变化趋势十分相近；西部除园地和中覆盖度草地，南部除中覆盖度草地外,其余曲线层次稳定；中部有林地曲线与灌木林、疏林地、高覆盖度草地、中覆盖度草地相互交错，水田、旱地和园地变化一致。总的来看，水田和旱地表现出良好的变化一致性，除东部和北部外，全年处于其他曲线的最下方；有林地变化平稳，起伏较小，且全年位于最高层次。 从整体上来看，植被生长状况得到改善的区域要比植被状况退化的区域大。改善区域占海南岛总面积的59.13％，退化区域仅占21.70％，基本稳定地区的面积占16.92％。退化以轻微退化为主，改善亦为轻微改善为主，中度改善区域也较大。近10年海南岛植被普遍存在改善的趋势。中部植被生长状况稳定好，北部退化趋势明显，中度改善主要出现在东部和西部沿海，以及中部山区和南部偏西地区。明显改善的地区，主要出现在南部和西部。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章文献综述

1.1植被与植被指数

1.2归一化植被指数(NDVI)的研究现状

1.3 NDVI时序数据重建方法

第2章选题依据与研究方案

2.1选题依据

2.2研究方案

第3章材料与方法

3.1数据介绍与预处理

3.2基于Savitzky-Golay滤波的NDVI时间序列重建

3.3偏差分析

3.4海南岛土地利用现状数据

3.5其他辅助数据

第4章结果与分析

4.1海南岛总体变化特征

4.2各植被类型的变化特征

4.3各植被类型时空变化特征

4.4植被变化趋势分析

第5章结论与讨论

5.1结论

5.2讨论

参考文献

致谢

在学期间所发表的文章