發(fā)布時間：2020-11-23 20:13

　　 耕地是在人類長期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動下形成的一種重要的土地覆蓋類型,是我們賴以生存的基礎(chǔ)和保障,在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中具有十分重要的作用。目前,我國耕地資源總量不斷減少,利用程度不高,耕地資源集約化利用面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此,掌握耕地資源的種植強(qiáng)度及其分布特征,對于提高區(qū)域耕地資源的利用效率和優(yōu)化農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)來講十分重要,同時也有利于解決日益嚴(yán)峻的糧食安全問題。本文以江漢平原作為研究區(qū),利用2000-2017年間的MOD13Q1產(chǎn)品中的植被指數(shù)NDVI數(shù)據(jù),采用S-G濾波法對時間序列NDVI數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合重構(gòu),并提取了生長季起始期、生長季結(jié)束期、生長季長度等三個物候參數(shù)。然后運(yùn)用非監(jiān)督分類法對重構(gòu)的時序數(shù)據(jù)和提取的物候參數(shù)進(jìn)行分類處理,得到了 2000-2017年間江漢平原農(nóng)作物種植頻率和種植強(qiáng)度分布情況,并分析了其時空格局分布特征。同時,通過定義雙季種植強(qiáng)度、平均種植強(qiáng)度和總體種植強(qiáng)度等三個指標(biāo),分析了近20年間江漢平原耕地種植強(qiáng)度的分布特征,并運(yùn)用SOM自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法對三個指標(biāo)進(jìn)行非監(jiān)督聚類分析,得到了江漢平原耕地種植強(qiáng)度的分區(qū)情況。主要研究結(jié)論如下:(1)近20年間,江漢平原農(nóng)作物種植總面積呈現(xiàn)減少趨勢,其總面積減少了 1000平方公里左右。其中雙季農(nóng)作物種植面積表現(xiàn)為緩慢增加,主要分布在江漢平原中北部地區(qū);單季農(nóng)作物種植面積表現(xiàn)為緩慢減少,主要分布在江漢平原東部區(qū)域。(2)以三年為間隔研究江漢平原農(nóng)作物種植頻率相互轉(zhuǎn)化情況發(fā)現(xiàn),總體上江漢平原單雙季農(nóng)作物種植分布發(fā)生轉(zhuǎn)化的區(qū)域面積先增加后減少,表明單雙季農(nóng)作物的種植分布由頻繁轉(zhuǎn)化變?yōu)橼呄蛴诩�中穩(wěn)定。同時單季農(nóng)作物種植轉(zhuǎn)換為雙季農(nóng)作物種植的主要發(fā)生地集中在傳統(tǒng)的雙季農(nóng)作物種植區(qū),雙季農(nóng)作物種植轉(zhuǎn)換為單季農(nóng)作物種植的主要發(fā)生地則集中在單季農(nóng)作物種植為主的區(qū)域。(3)以行政區(qū)劃為單位分析江漢平原農(nóng)作物種植頻率分布趨勢發(fā)現(xiàn),除枝江市與猇亭區(qū)的單雙季農(nóng)作物種植面積均呈現(xiàn)減小的趨勢外,其他縣市區(qū)的單雙季農(nóng)作物種植面積趨勢均呈現(xiàn)相反的趨勢,即單季農(nóng)作物種植面積增大的同時雙季農(nóng)作物的種植面積呈現(xiàn)減小的趨勢,單季農(nóng)作物種植面積減小的同時雙季農(nóng)作物種植面積則呈現(xiàn)增大的趨勢。其中,傳統(tǒng)雙季農(nóng)作物種植區(qū)的雙季農(nóng)作物種植面積呈現(xiàn)增大趨勢,傳統(tǒng)單季農(nóng)作物種植區(qū)的單季農(nóng)作物種植面積呈現(xiàn)增大趨勢。(4)近20年間,總體上江漢平原大部分耕地均為高種植強(qiáng)度,農(nóng)作物種植頻率較大的區(qū)域其耕地種植強(qiáng)度較高,農(nóng)作物種植頻率較小的區(qū)域其耕地種植強(qiáng)度較低,因此農(nóng)作物種植活動越頻繁,該區(qū)域的耕地種植強(qiáng)度越高。
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碩士學(xué)位論文??ＭＡＳＴＥＲ＇Ｓ?ＴＨＥＳＩＳ??２研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)預(yù)處理??２．１研究區(qū)概況??２．１．１地理位置??江漢平原位于湖北省中南部，屬于長江中下游平原的一部分，是由長江及其最??大干流漢江沖擊形成，位于北煒２９°２６＾？３１°１２＇，東經(jīng)？１１４°５＾ｔ間。江漢平??原面積約２．８２萬平方千米，包括當(dāng)陽市、猇亭區(qū)、枝江市、松滋市、荊州區(qū)、公安??縣、沙市區(qū)、江陵縣、石首市、監(jiān)利縣、潛江市、天門市、應(yīng)城市、云夢縣、漢川??市、仙桃市、洪湖市等１７個縣市區(qū)。??

本文以時間為橫坐標(biāo)，以植被指數(shù)ＮＤＶＩ為縱坐標(biāo)，形成的時間序列ＮＤＶＩ曲??圖可以用來描述植被生長期內(nèi)的生長與衰落的周期性變化過程。對農(nóng)作物而言，??季農(nóng)作物植被指數(shù)曲線在年內(nèi)顯示為一個波峰，雙季農(nóng)作物植被指數(shù)曲線在年內(nèi)??成兩個波峰。因此，通過Ｓ－Ｇ濾波法對時間序列ＮＤＶＩ曲線進(jìn)行擬合處理，得到??建的農(nóng)作物生長曲線，可以有效的實(shí)現(xiàn)對研宄區(qū)單雙季農(nóng)作物的變化檢測。??

３．２種植頻率提取??３．２．１主成分分析??主成分分析（Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ?Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ?Ａｎａｌｙｓｉｓ，ＰＣＡ）又稱ＰＣＡ變換或主分量分析，??是一種十分有效的數(shù)據(jù)壓縮方法，其操作簡單、運(yùn)行快速，在遙感數(shù)據(jù)處理中應(yīng)用??廣泛［７７￣７９］。它的核心思想是通過降維的手段去除掉多維數(shù)據(jù)中的冗余信息，使得原??多維數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量減少的同時具有最小的數(shù)據(jù)維和最大的信息量。主成分分析的實(shí)??現(xiàn)是基于正交變換，其目的是為了重新組合多維數(shù)據(jù)中的各分量，使重新組合后的??最終結(jié)果的前幾個分量包含原多維數(shù)據(jù)絕大部分信息量。通常情況下，主成分分析??的第一個分量能代表所有分量８０％以上的特征信息，前３至４個分量則能包含該多??維數(shù)據(jù)９５％以上的信息量。??本文將歷年的時間序列ＮＤＶＩ數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合重建，并得到歷年的生長季起始期、??生長季結(jié)束期、生長季長度三個物候參數(shù)。然后利用波段合成將三個物候參數(shù)影像??和擬合后的歷年２３期ＮＤＶＩ影像合成為一個包含２６個分量的多維數(shù)據(jù)，再利用主??成分分析工具對該多維數(shù)據(jù)進(jìn)行降維，并取包含絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)特征信息的前４個分??
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本文編號：2894806