长河流域岩溶地表土地利用/覆盖类型与构成及其对CN值的影响

摘要

近年来，随着全球变化研究的不断深入，土地利用/覆盖类型的研究发展迅速，其认识理念与研究方法均取得了重大的突破。而相对于岩溶地区来说，由于其独特的水文水资源特性，已成为研究全球变化最为关注的地区之一。在现行地表径流研究模型中，SCS-CN径流曲线模型是得到学者们广泛应用的模型之一。作为SCS-CN中的一个重要参数，径流曲线数(CN)反映了模型中降雨前流域的综合特征。土地利用/覆盖类型和SCS-CN模型的集成研究是目前非点源污染研究的趋势。但是该研究在岩溶地表的研究中特别是在我国中部地区的岩溶地表研究中却鲜有涉及。随着遥感技术的日益发展，运用遥感技术和GIS技术对岩溶地表进行土地利用分类处理，最后通过实地监测的数据计算出岩溶地表的CN值对研究岩溶地表的非点源污染具有较大的意义。 本研究以长江子流域之一江西省长河流域做为研究区，在对研究区进行实地考察的基础上采用Landsat-8多光谱影像作为遥感数据，并利用遥感处理影像软件对影像进行了预处理、NDVI计算、温度反演、主成分分析、监督分类处理，得出了长河流域不同覆盖类型岩溶地表分布图;同时在岩溶地表监测点进行岩溶地表径流监测试验，计算出了监测点的CN值，最后运用GIS空间分析技术推算出了整个研究区不同覆盖类型岩溶地表的CN值。本文主要研究结论如下: (1)通过实地勘察和监督分类的处理发现，长河流域大部分地区都是植被覆盖型的岩溶地表，是典型的大陆性温湿气候带岩溶分布区。 (2)长河流域的岩溶地表土地利用/覆盖类型可以分为四种类型:完全裸露的岩溶地表、裸露较多的岩溶地表、裸露较少的岩溶地表、完全被植被覆盖的岩溶地表。 (3)通过对岩溶地表CN值的求取，发现和常规地貌相比，岩溶地表覆盖类型对CN值有一定的影响，岩溶裸露程度越高的岩溶地表，CN值也相应越大。研究区四种岩溶地表CN值的大小关系如下:完全裸露的岩溶地表＞裸露较多的岩溶地表＞裸露较少的岩溶地表＞完全被植被覆盖的岩溶地表。 (4)利用归一化植被指数(NDVI)数据和温度反演数据结合实地考察资料对岩溶地表特征进行提取在方法上是可行的，得出的结论和实地考察的情况基本吻合，可以在方法上为岩溶的构成分析研究提供很好的借鉴。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题背景和研究意义

1．2 CN值推算方法及研究进展

1．2．1 SCS-CN模型的基本原理

1．2．2 CN值推算的基本方法

1．2．3 CN值确定方法国内外研究进展

1．2．4 岩溶地表CN值确定方法研究进展

1．3 研究方案

1．3．1 研究目标

1．3．2 研究的主要内容

1．3．3 研究方法

2 研究区概况和使用的数据

2．1 研究区概况

2．2 研究数据获取

2．2．1 野外数据采集

2．2．2 遥感数据的获取

3 遥感数据的预处理

3．1 遥感影像的辐射校正

3．1．1 辐射定标

3．1．2 大气校正

3．2 遥感影像的几何校正

3．3 图像裁剪

4 基于Landsat-8研究区土地利用／覆盖类型构成分析

4．1 NDVI的计算

4．2 温度反演

4．2．1 植被覆盖率的计算

4．2．2 比辐射率的计算

4．2．3 黑体辐射亮度值的计算

4．2．4 地表温度的反演

4．3 主成分分析

4．4 监督分类

4．5 长河流域土地利用／覆盖类型构成分析

4．6 长河流域土地利用／覆盖类型提取方法的探讨

5 岩溶地表对CN值的影响分析

5．1 监测点CN值的推算

5．1．1 监测点的选择

5．1．2 试验设计

5．1．3 监测点CN值的计算

5．1．4 模型计算结果验证及有效性评定

5．1．5 不同覆盖类型岩溶地表CN值计算结果分析

5．2 整个研究区不同裸露程度的岩溶地表CN值的求取

5．3 不同覆盖类型岩溶地表对CN值的影响分析

6 结论与讨论

参考文献

附录

致谢

在读期间发表的论文及参与的项目