基于MODIS数据的植被生长与东亚飞蝗发生关系的研究——以河北省黄骅蝗区为例

摘要

东亚飞蝗(LocustamigratariamanilensisMeyen)孳生区域广，繁殖能力强，食量大，且迁飞距离远，一旦暴发，常常给农作物带来严重的灾难。蝗灾是一种世界性的农业生物灾害，近100个国家或地区不同程度地受到蝗灾的威胁，其中尤以非洲和亚洲的一些国家蝗灾发生最为频繁，危害也最严重。我国也是一个长期饱受蝗虫灾害侵袭的国家，从20世纪80年代中期以来，受气候异常、人类活动等影响，蝗灾发生频率重新上升，为害程度趋于加重。 现代遥感技术的发展为快速、动态地获取地表大面积信息提供了现实可能性。本文以东亚飞蝗灾害具有典型意义的河北省黄骅蝗区为研究区，以东亚飞蝗经常发生的黄灶、南大港为试验区，选用2002年5月下旬至6月上旬的连续MODIS遥感数据，对蝗蝻生长期的植被光谱信息进行提取，利用多种植被指数对植被的生长状况进行监测，并探讨其在东亚飞蝗发生监测上的应用潜力。通过研究，建立了植被自然增长与飞蝗植物消耗量之间的关系，为利用遥感技术蝗灾监测提供理论和技术基础。 通过研究，得出以下结论：1.利用所提出的“时间滤波”的概念和方法，对研究的MODIS遥感数据进行了处理。结果表明，经过时间滤波处理后的MODIS数据可在一定程度上减少云层对遥感数据的影响； 2.基于经过时间滤波处理后的MODIS数据所获得的植被指数NDVI的变化，可实现对研究区东亚飞蝗的发生状况进行监测。植被指数NDVI的变化模型如下：NDVI=-0.004T2+0.0582T+0.2005(R2=0.7113) 3.在研究时段内，东亚飞蝗的食量处于不断增加的过程中，然而，但因植被同时受到飞蝗的破坏，而且这种破坏也随飞蝗的发育而增加，因此到达一定阶段，植被的自然增长量就会出现负增长状况，研究表明，研究区植被的自然增长量减去蝗虫对植物的消耗量，在5月24日至5月31日之间尚有余额，而在5月31日之后，植被的自然增长量开始小于蝗虫对植物的消耗量，而且负增长量逐日加大。据此，可对飞蝗的危害程度作出监测。

目录

文摘

英文文摘

前言

论文说明：图目录、表目录

学位论文独创性声明及使用授权声明

第一章绪论

第一节选题背景与研究意义

第二节国内外蝗虫遥感监测研究进展

一、国外研究进展

二、国内研究进展

第三节研究内容与论文的结构框架

一、研究内容

二、论文结构框架

第二章遥感监测原理

第一节遥感技术的发展及现状

一、遥感发展简史

二、遥感发展现状

第二节植被遥感的原理

一、植被的光谱特征

二、植被指数

三、本研究所采用的植被指数

第三节MODIS遥感数据简介

一、MODIS遥感图像数据简介

二、MODIS数据的几何校正

三、MODIS数据的大气校正

四、MODIS数据的太阳高度角校正

五、MODIS数据的坏值及噪声去除

第四节遥感监测东亚飞蝗的原理与方法

第三章东亚飞蝗的发生及生境特点

第一节东亚飞蝗的地理分布与生境

第二节东亚飞蝗的生物学特征及发生特点

一、东亚飞蝗的生活周期

二、东亚飞蝗的生活习性

三、东亚飞蝗发生的原因与特点

第三节我国东亚飞蝗发生及防治简介

第四章研究区概述

第一节研究区自然概况

第二节研究区的蝗灾概况

第五章研究区的植被指数及其遥感反演

第一节数据准备

一、试验区的选择

二、MODIS数据的获得及预处理

第二节植被指数的计算

一、逐日植被指数的计算

二、二日和三日平均植被指数的计算

三、植被指数关系模型的建立

第六章研究区植被变化的定量分析

第一节植被指数趋势模拟模型的分析

第二节植被生长量与东亚飞蝗植物消耗量的关系模型

第三节模型的校验

第七章结论与展望

第一节研究结论与创新点

一、结论

二、创新点

第二节研究展望

东亚飞蝗生境、蝗灾及野外调查部分照片

参考文献

致谢