官厅水库消落带的遥感探测及其健康评价

【摘要】大型水利工程的兴建,使得水库水位呈现周期性的出露,从而导致原本淹没的区域形成水库消落带。消落带是陆地和水域生态系统的过渡地带,是生态环境脆弱敏感地带,也是阻止循环污染和非点源污染物进入水域的最后一道生态屏障,由于消落带具有明显的环境因子、生态过程、植物群落梯度特征,因此,其在水陆生态系统动态平衡的维持与可持续发展、消落带动植物多样性的维持与保护、消落带区域生态生态安全的维护以及生态服务功能的实现等方面都均发挥着重要的作用。由于遥感技术具有探测范围广、获取的信息量大、信息更新迅速等优势,因此利用遥感技术提取消落带边岸信息是大尺度上对消落带进行遥感探测的重要手段。在长期蓄水和季节性水位变化等控制自然水流的方式下,确定官厅水库消落带有效的缓冲区范围,同时综合各类生态因子,科学、全面的对消落带生态系统健康状况进行评价,可以对消落带生态系统及其资源进行监测,也为其规划和开发提供可靠的科学依据,对消落带的科学研究具有重要的现实意义。本文以官厅水库消落带为研究区,利用Sobel算子、Roberts算子、Laplacian算子的边缘检测技术,对中分辨率Landsat-TM5卫星遥感影像近红外波段进行边缘检测,利用面向对象的分类方法对同期高分辨率WorldView-Ⅱ卫星遥感影像进行消落带边岸提取,通过定性定量相结合的误差判别,选择最优算子；结合官厅水库消落带1983-2013年历史水文统计资料,确定年内枯水月和丰水月,利用中分辨率长时间序列的MSS/TM.高分辨率资源三号卫星数据,对1983-2013年官厅水库消落带的有效范围进行遥感探测及动态变迁分析；运用压力-状态-响应(Pressure-State-Response)模型,以遥感解译数据、统计监测数据为基础,筛选出具有代表性的19项高度浓缩评价指标,应用AHP(analytichierarchyprocess)层次分析法确定指标权重,利用多层模糊综合评判方法,针对官厅水库消落带生态系统健康状况进行评价。研究主要内容和结论如下：(1)利用目视观察分析作为定性判别方法,Laplacian算子可以提取出绝大多数边缘,边缘定位精度相对较高,通过计算相对误差作为定量判别方法,Laplacian算子提取的消落带面积相对误差、岸线长度相对误差及均值误差值均最小,综合定性判别方法与定量判别方法的结果,选定Laplacian算子作为官厅水库消落带边缘检测的最优算子。(2)对1983-2013年官厅水库消落带的有效范围进行遥感探测,1983年4月-1993年7月作为第一个十年段,1993年4月-2003年7月作为第二个十年段,2003年4月-2013年7月作为第三个十年段,从第一个十年段到第二个十年段官厅水库消落带面积呈增加趋势,增加了34.9955km2,景观格局指数均呈下降趋势,质心整体向库区东南方向移动了0.559km,偏移方向为东偏南35.14°；从第二个十年段到第三个十年段官厅水库消落带面积呈减小趋势,锐减了41.5195km2,景观格局指数均呈上升趋势,质心整体向库区东北方向移动了1.202km,偏移方向为东偏北33.67°。(3)运用压力-状态-响应(Pressure-State-Response)模型对1983-2013年官厅水库消落带生态系统进行健康评价,官厅水库消落带生态系统的类型层压力指标评价等级为良水平,类型层状态指标评价等级为良水平,类型层响应指标评价等级为良水平,根据官厅水库消落带压力、状态、响应各类型综合评价结果,结合各层指标的权重,2013年官厅水库消落带生态系统健康状况属于良。
【作者】甄姿；
【导师】宫兆宁；
【作者基本信息】首都师范大学，地图学与地理信息系统，2014，硕士
【关键词】官厅水库消落带；边缘检测；面向对象分类；生态系统健康评价；

【参考文献】
[1]郭迎.嵌入式智能车载终端数据管理与索引技术[D].长安大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[2]吴聿凡.中日同形异义四字成语的对比研究[D].吉林大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[3]付鸣芳.理雅各《中国经典》“深度翻译”法研究[D].扬州大学,英语语言文学,2012,硕士.
[4]邢鸿飞.《自然》:2015十大科学展望[J].世界科学,2015,02:4-5.
[5]章博旺.长沙瑞俪影像视觉公司摄影业务管理系统的设计与实现[D].山东大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[6]王赛伟.经济相对不发达地区初中体育教学问题研究[D].山东大学,体育教学（专业学位）,2013,硕士.
[7]高茂华.数据挖掘在生命科学中的应用[J].现代医学仪器与应用,2004,04:27-29.
[8]黄云志.员工持股计划在民营企业中的应用研究[D].湖南农业大学,企业管理,2004,硕士.
[9]徐正中.稳定表达牛γ干扰素细胞系的建立与鉴定[D].扬州大学,遗传学,2011,硕士.
[10]刘国生.单板机与单片机构成的多微机系统[J].冶金自动化,1988,01:32-35.
[11]袁新龙.江苏省企业电子商务及其商业模式应用研究[D].东南大学,2004.
[12]贾真珠.汉韩存现句比较研究[D].扬州大学,语言学及应用语言学,2012,硕士.
[13]亓小涛.网络教学资源库建设研究[D].曲阜师范大学,课程与教学论,2004,硕士.
[14]单智慧.体育专项技能积件组合平台的开发与应用研究[D].山东体育学院,体育人文社会学,2012,硕士.
[15]陈惟萌.英国现代主义文学中的陀思妥耶夫斯基影响[D].苏州大学,比较文学与世界文学,2014,硕士.
[16]王电钢.几种新兴的计算机技术及其在电力企业中的应用[J].重庆电力高等专科学校学报,2003,04:44-48.
[17]苏利娅.ABC转运蛋白乳腺癌耐药蛋白（BCRP）在肉鸡组织中的定位、表达及影响因素研究[D].南京农业大学,基础兽医学,2011,硕士.
[18]刘国栋.基于PLC技术的CTDS电源智能控制研究[D].南昌航空大学,控制工程（专业学位）,2013,硕士.
[19]王巧娜.我国高技术产业省际知识溢出[D].浙江工业大学,产业经济学,2012,硕士.
[20]刘壁松,李春平.一个可扩展的文本分类系统的设计与实现[J].计算机工程与应用,2004,30:102-106.
[21]赖蔚蔚.基于RTLinux的实时内核软件的研究[D].西北工业大学,计算机软件与理论,2004,硕士.
[22]李玉洁.纳米TiN/Ti细化剂对纯铝及Al-4Cu合金组织与性能的影响[D].华中科技大学,材料加工工程,2013,硕士.
[23]阮程华.DSA三维重建过程患者受照剂量研究[D].苏州大学,影像医学与核医学（专业学位）,2014,硕士.
[24]吴军.中国社会保障争议处理体制研究[D].华东政法学院,经济法学,2003,硕士.
[25]王志红.论教师成长中的情感特征[D].福建师范大学,教育,2003,硕士.
[26]张德政.黄金市场与黄金产业互动发展研究[D].首都经济贸易大学,产业经济学,2014,硕士.
[27]许湘津.房地产供应链关键业务流程协同管理研究[D].云南财经大学,企业管理,2013,硕士.
[28]郭建欣.内蒙古大学生创业的支持体系研究[D].内蒙古师范大学,教育经济与管理,2013,硕士.
[29]李倩龙.机械零件热变形计算及分析[D].宁夏大学,机械工程（专业学位）,2014,硕士.
[30]贾凤霞.基于射频卡的便携式学校考勤系统的设计[D].黑龙江大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[31]屠钦桐.浅谈盐业科技档案的作用[J].浙江档案工作.1984(Z1)
[32]卢媛媛.我国建筑碳排放权交易框架构建研究[D].重庆大学,管理科学与工程,2014,硕士.
[33]刘慧双.Linux实时操作系统定制及设备驱动开发[D].华中科技大学,机械电子工程,2013,硕士.
[34]刘晓,沈希.我国职教师资培养:历史、现状与体系构建[J].河北师范大学学报(教育科学版),2013,11:71-76.
[35]刘占宽.国家统计局鄂尔多斯调查队激励机制研究[D].内蒙古大学,工商管理,2013,硕士.
[36]杨平宇.中国农村消费品流通业效率研究[D].上海大学,产业经济学,2014,博士.
[37]杨阳.强夯法加固无粘性土路基的动应力传播规律的研究[D].山东大学,道路与铁道工程,2013,硕士.
[38]王鑫.票据抗辩的相关法律问题研究[D].北京化工大学,民商法学,2013,硕士.
[39]张美丽.母子题材油画的色彩语言运用[D].河北师范大学,美术,2014,硕士.
[40]单慧琴.涪陵地区构造特征及演化研究[D].成都理工大学,构造地质学,2013,硕士.
[41]张继红.行政合同若干问题研究[D].吉林大学,宪法学与行政法学,2004,硕士.
[42]丁瑜.产品内分工与江苏省产业集群转型升级[D].南京财经大学,政治经济学,2012,硕士.
[43]黎文珍.以“成长日记”为载体促进高职生心理健康发展[J].云南社会主义学院学报.
[44]高栋,李强.超精密飞刀铣削加工工艺参数优化[J].机械工程与自动化,2015,01:120-121+123.
[45]姜超.东天山香山铜镍硫化物—钛铁氧化物矿床成因研究[D].长安大学,矿物学、岩石学、矿床学,2014,硕士.
[46]关雅倩.改良QuEChERS方法联合LC-MS/MS技术在茶叶中农药残留分析检测的应用研究[D].北京化工大学,化学,2013,硕士.
[47]刘光寨.挖掘隐蔽条件解答无数据计算题[J].数理化学习(初中版),2003,05:57.
[48]薛放心.矿井回风传热传质及热能效实验研究[D].中国矿业大学,供热供燃气通风及空调工程,2014,硕士.
[49]李菲.镂空壁画的正负空间转换研究[D].西南大学,美术学,2014,硕士.
[50]柳溪,高惠民,管俊芳.石墨选矿技术现状与趋势[J].高科技与产业化,2014,02:68-73.