3S技术在云南鲁甸县重点乡镇生态环境评价中应用

摘要

随着改革开放的深入发展，我国城镇化建设进入快速发展时期，建设用地不断扩张，农村地域面积不断减小，农村生态环境受到了巨大冲击。而部分乡镇地区仍然盲目地追求城镇化和GDP增长，造成了资源不合理开发与利用，生态文明建设仍滞后于社会经济发展，长期被认为生态系统良好的农村地区也开始面临资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化以及发展与人口资源环境的矛盾突出等问题，其日趋恶化的趋势必须受到特别重视。因而急需加大乡镇区域生态环境状况监测与评价技术体系研究，从而更加科学、合理地评价人类活动对乡镇区域生态环境系统的干扰程度。能够帮助政府部门制定更加有针对性、建设性的环境规划政策，对维护乡镇区域良好的生态环境和加快推进生态文明建设具有重要意义。
　　本文采用“3S”技术与传统生态环境状况调查相结合的多指标综合评价方法，基于栅格型数据对生态环境状况进行全面、准确、直观地分析和研究。本文选取云南省鲁甸县具有代表性的三个重点乡镇（文屏镇、茨院回族乡、桃源回族乡）为研究区，以0.5米空间分辨率遥感融合图像WorldView-2为主要信息源，获取研究区遥感监测土地利用/覆盖类型数据，构建生态环境评价土地利用/覆盖数据库，为重点乡镇生态环境状况评价提供基础数据支持。本文协同土地利用/覆盖类型、Landsat8OLI影像、地形等多源数据提取生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土壤侵蚀指数、人类活动指数等5项生态环境状况评价体系指标，以归一化改进窗口局部方差确定评价指标的最佳空间分辨率，采用综合指数法提取重点乡镇生态环境现状数据，编制鲁甸县重点乡镇生态环境状况空间分布图。文章取得的主要研究成果和认识如下:
　　(1)鲁甸县重点乡镇整体区域生态环境状况指数平均值是50.6，生态环境状况分级为“一般”，说明重点乡镇区域内植被覆盖度中等，生物多样性为一般水平，较适合人类生存。
　　(2)各重点乡镇生态环境状况指数平均值从高到低依次为文屏镇、茨院乡、桃源乡。由于重点乡镇区域内河流、湖泊较少，水网密度指数对评价结果影响较小。生物丰度指数和植被覆盖指数对生态环境状况指数的贡献值最大。重点乡镇范围内耕地面积较大，植被覆盖度较低，存在大面积的水土流失，生态环境状况指数整体较低。人类活动干扰强度越大的区域生态环境状况越差，与实地验证结果具有一致性。
　　(3)与传统方法相比，基于“3S”技术的生态环境状况信息获取技术提高了获取效率和数据精度、缩短了获取周期。用地理信息系统表达的生态环境状况数据是研究区域内所有栅格点的集合，能够反映出评价区域局部差异，并且每个栅格点有空间参考信息和属性值，为时空序列的比较分析奠定了技术基础，其评价结果将更加便于为治理生态环境问题提供基础信息数据。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文章节安排

第2章 理论框架与研究设计

2．1 生态环境状况评价概念

2．2 生态环境状况评价理论基础

2．3 生态环境状况评价技术体系研究

2．4 技术与方法

2．4．1 研究内容

2．4．2 研究方法

2．4．3 技术路线

第3章 遥感影像处理及信息提取

3．1 研究区概况

3．1．1 鲁甸县概况

3．1．2 重点乡镇概况

3．2 遥感影像数据源及预处理技术

3．2．1 影像数据源

3．2．2 遥感图像预处理

3．2．3 图像裁剪

3．2．4 处理后图像质量

3．3 土地利用／覆盖信息提取

3．3．1 分类系统建立

3．3．2 遥感图像解译样本

3．3．3 土地利用／覆盖信息提取方法与原则

3．3．4 矢量数据整理

3．3．5 野外验证

3．3．6 土地利用／覆盖结构分析

第4章 评价指标提取及最佳空间分辨率分析

4．1 评价指标空间尺度划分

4．2 评价指标及提取方法

4．2．1 生物丰度指数提取方法

4．2．2 植被覆盖指数提取方法

4．2．3 水网密度指数提取方法

4．2．4 土壤侵蚀指数提取方法

4．2．5 人类活动指数提取方法

4．3 最佳分辨率定量分析方法

4．3．1 传统局部方差

4．3．2 归一化改进窗口局部方差

4．4 确定评价指标最佳空间分辨率

4．5 生态环境状况评价分析

4．5．1 生态环境状况指数提取方法

4．5．2 评价指标与EI值关系分析

4．5．3 生态环境状况分级

4．5．4 生态环境状况结构

4．5．5 评价结果与分析

结果与讨论

结果

存在的问题

展望

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果