基于TM、ETM+影像的東平湖濕地信息提取及時(shí)空演變研究.pdf

1、濕地具有多種獨(dú)特的環(huán)境功能和生態(tài)效益，在維持地表生態(tài)平衡中起著重要作用。同時(shí)濕地也是生態(tài)脆弱易于變化的生態(tài)系統(tǒng)，不當(dāng)?shù)拈_發(fā)利用方式會(huì)造成濕地生態(tài)系統(tǒng)破壞、生態(tài)功能降低甚至喪失。隨著全球氣候變化、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人類對(duì)濕地資源的開發(fā)利用，濕地類型、面積、空間分布、生態(tài)功能等都在發(fā)生著變化。因此，應(yīng)加強(qiáng)濕地動(dòng)態(tài)變化研究，揭示濕地時(shí)空演變規(guī)律，探明濕地演變動(dòng)力機(jī)制。進(jìn)行濕地信息提取及時(shí)空演變研究，對(duì)豐富濕地理論具有重要的科學(xué)意義，對(duì)合理開發(fā)、利

2、用、保護(hù)和管理濕地資源具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 東平湖是山東省第二大淡水湖、泰安市第一淡水湖，有著極其重要的地理位置及生態(tài)服務(wù)功能，但相關(guān)研究薄弱。本文在US、GIS技術(shù)支持下，以1987年、2000年、2009年3期TM、ETM+影像為數(shù)據(jù)源，進(jìn)行了東平潮濕地信息提取及時(shí)空演變研究。主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)果如下:
　　 (1)東平湖濕地分類系統(tǒng)建立
　　 參照《濕地公約》及《全國(guó)濕地資源調(diào)查技術(shù)規(guī)程(試行2008)

3、》中濕地分類標(biāo)準(zhǔn)，遵循濕地分類原則，結(jié)合東平湖濕地實(shí)際情況，建立了適合研究區(qū)域的濕地分類系統(tǒng)，即自然濕地與人工濕地2大類，包括湖泊水面、河流水面、草灘地、荷田、蘆葦沼澤、灘涂、自然坑塘，水稻田、水庫(kù)坑塘、池塘養(yǎng)殖地10小類。
　　 (2)東平湖濕地信息提取方法
　　 通過(guò)對(duì)研究區(qū)NDVI灰度圖像、TM4灰度圖像、K-T變換濕度分量圖像進(jìn)行密度分割，初步識(shí)別東平湖濕地生態(tài)類型;研究提出分層分類提取法進(jìn)行東平湖濕地信息精提取

4、，即基于HSV變換構(gòu)建水體提取模型，基于LBV變換V值分量密度分割提取植被信息，基于監(jiān)督分類進(jìn)行其它地物信息提取。
　　 (3)東平湖濕地規(guī)模動(dòng)態(tài)變化
　　 1987-2009年，東平潮濕地類型、規(guī)模均有所增加，新增了池塘養(yǎng)殖地、水稻田2種人工濕地，濕地總面積由1987年的128.73km2(其中自然濕地127.74 km2、人工濕地0.99 km2)增加到2009年的179.61 km2（其中自然濕地161.18km2

5、、人工濕地18.43km2）。其中自然濕地在2個(gè)時(shí)段內(nèi)經(jīng)歷了先增加后減少的過(guò)程(127.74 km2→167.70km2→161.18 km2)，人工濕地經(jīng)歷了持續(xù)增長(zhǎng)的過(guò)程(0.99 km2→12.87 km2→18.43 km2)。
　　 從濕地動(dòng)態(tài)變化方面來(lái)看，1987-2000年，自然、人工濕地的年增長(zhǎng)率分別為22.98％、32.63％，新增速率分別為33.63％、34.34％，耗減速率分別為10.65％、1.71％。2

6、000-2009年，自然、人工濕地的年增長(zhǎng)率分別為-17.18％、16.95％，新增速率分別為19.96％、39.07，耗減速率分別為37.06％、22.12％。
　　 綜上，從2個(gè)時(shí)段間對(duì)比得出，自然、人工濕地的年增長(zhǎng)率均表現(xiàn)為第1時(shí)段大于第2時(shí)段;自然濕地的新增速率為第1時(shí)段較第2時(shí)段大，人工濕地的新增速率為第1時(shí)段較第2時(shí)段小;自然、人工濕地的耗減速率均表現(xiàn)為第1時(shí)段小于第2時(shí)段。從2個(gè)時(shí)段內(nèi)部來(lái)看，1987-2000年，

7、自然濕地年增長(zhǎng)率小于人工濕地年增長(zhǎng)率，自然與人工濕地新增速率相當(dāng)，自然濕地耗減速率大于人工濕地耗減速率;2000-2009年，自然與人工濕地年增長(zhǎng)率處于相當(dāng)水平，自然濕地的新增速率小于人工濕地新增速率，自然濕地耗減速率大于人工濕地耗減速率。
　　 (4)東平湖濕地轉(zhuǎn)移過(guò)程
　　 利用濕地轉(zhuǎn)移矩陣計(jì)算濕地類型組分保留率、轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出貢獻(xiàn)率等指標(biāo)，以研究濕地轉(zhuǎn)移過(guò)程。1987-2009年，各種濕地類型的維持和轉(zhuǎn)移特征不同。但每種

8、濕地類型的維持面積要大于轉(zhuǎn)移面積。其中，1987-2000年，荷田具有最高的組分保留率96.25％，湖泊水面具有最高的轉(zhuǎn)入貢獻(xiàn)率53.92％，草灘地具有最高的轉(zhuǎn)出貢獻(xiàn)率15.07％;2000-2009年，湖泊水面具有最高的組分保留率及轉(zhuǎn)入貢獻(xiàn)率，分別為94.04％、16.80％，蘆葦沼澤具有最高的轉(zhuǎn)出貢獻(xiàn)率19.02％。
　　 從特定轉(zhuǎn)移過(guò)程貢獻(xiàn)率分析來(lái)看，2個(gè)時(shí)段間共同特點(diǎn)是自然演替轉(zhuǎn)移型的累計(jì)轉(zhuǎn)移貢獻(xiàn)率均大于人類主導(dǎo)轉(zhuǎn)移型。

9、不同的是自然演替轉(zhuǎn)移型的優(yōu)勢(shì)組分特定轉(zhuǎn)移貢獻(xiàn)率在第2時(shí)段較第1時(shí)段有所減少，前后分別為70.74％、50.67％;而人類主導(dǎo)轉(zhuǎn)移型的優(yōu)勢(shì)組分特定轉(zhuǎn)移貢獻(xiàn)率有所增加，前后分別為25.05％、42.43％。
　　 研究表明，20余年來(lái)，東平潮濕地時(shí)空演變的主要驅(qū)動(dòng)因素包括自然和人為2方面，人類活動(dòng)的干擾在增強(qiáng)，自然因素的影響在減弱。
　　 通過(guò)對(duì)東平湖濕地20余年來(lái)面積、分布的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，可以準(zhǔn)確及時(shí)掌握其時(shí)空變化特點(diǎn)，進(jìn)而為