基于Landsat数据对乌梁素海水生植物时空分布特征分析

作     者：梁齐 

作者单位：内蒙古农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：魏江生

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主      题：乌梁素海 水生植物 遥感分类 时空分布 

摘      要：水生植物具有吸附和净化、改善湖泊水质、抑制沉积物悬浮、抑制藻类生长以及保护渔业生产等功能,在湖泊生态系统中扮演着必不可少的角色。随着人类活动的不断扩大以及生产生活的不断进步、全球人口的暴发上升,长期受到农业、工业、生活等的污染物的影响,致使乌梁素海出现了富营养化、水生植物过度生长,产生沉积物,造成湖泊水体污染并产生强烈的生物堆积,导致湖泊沼泽化。因此,研究水生植物类群的动态信息及其空间的分布特征,这对湖泊生态的修复和管理起着至关重要的作用。本研究基于乌梁素海的实测光谱数据,分析了水生植物光谱特征,构建合适的光谱指数来区分乌梁素海复杂水环境中的挺水植被、沉水植被和漂浮黄藻。基于Landsat TM/ETM+/OLI数据,利用光谱指数和决策树的方法,对1986-2018年间乌梁素海水生植物进行遥感分类,并分析其时空分布特征。主要结论如下:(1)在实测反射率数据与2017年8月14日的Landsat-8 OLI数据的基础上,分析乌梁素海水生植物的光谱特征,利用光谱指数与决策树的方法对乌梁素海的水生植物进行遥感分类与信息提取,并对水生植物的分类结果进行了验证。结果表明,本文方法对乌梁素海水生植的分类精度较高。(2)乌梁素海各类水生植物年际时空变化规律。1986年-2018年,挺水植物的总体生长趋势是先曲折增长后快速下降。(1)曲折增长阶段(2)快速下降阶段。沉水植物在1986-2018年的总体变化是波折的,基本上分为两个阶段:(1)波动式下降阶段(2)快速增长阶段。黄苔藻华在1986年-2018年间没有明显的变化规律性,而是呈现了爆发式增长。挺水植物基本上遍布整个湖泊范围;沉水植物主要出现在湖泊的东大滩、中部明水区和南部水域;黄苔藻华容易暴发的区域集中在东大滩和码头周边。(3)乌梁素海各类水生植物年内时空变化规律。挺水植物每年从发育到衰退与沉水植物基本一致,分为四个阶段:(1)萌芽发育期(5-6月);(2)稳定生长期(7-8月)(3)繁盛期(8-9月)(4)衰退期(10月)。黄苔藻华的年内变化规律:一般在5月中旬开始生长,6月是黄苔藻华的快速生长期,一般在7月中旬暴发,8月初开始衰退,10月份黄苔逐渐消失。