毕业论文开题报告-2005-2015年塔里木河下游恰拉至铁干里克绿色长廊遥感生态指数RSEI变化分析.doc

课题名称 2005-2015年塔里木河下游恰拉至铁干里克绿色长廊遥感生态指数RSEI变化分析学生姓名 学 号 所属学院 专 业 班 级 指导教师 起止时间 2016年10月30日 2018年5月30日填 表 说 明一、学生撰写开题报告应包含的内容：1、本课题来源及研究的目的和意义；2、本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析；3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析；4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路；5、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法；6、完成本课题的工作方案及进度计划；7、主要参考文献（不少于7篇）。二、本报告必须由承担毕业论文（设计）课题任务的学生在接到“毕业论文（设计）任务书”的两周内独立撰写完成，并交指导教师审阅。三、开题报告要求手写体，字数在3000字以上，由学生在本报告册内填写，页面不够可自行添加A4纸张。四、每个毕业论文（设计）课题须提交开题报告一式三份，一份学生本人留存，一份指导教师存阅，一份学生所在学院存档，备检备查。塔里木大学毕业论文（设计）开题报告开题报告正文1.课题来源及研究的目的和意义1.1. 课题来源 .学生自主命题1.2. 研究的目的和意义随着遥感技术的发展，区域生态环境质量评价的指标和方法也不断地改进和发展，通过选取“绿色走廊”的绿度、湿度、热度等完全基于遥感的指标，利用主成分分析法构建了遥感生态指数RSEI(A remote sensing index for assessment of regional ecological changes)，对塔里木河下游恰拉至铁干里克“绿色走廊”进行生态指数RSEI变化分析。该指数在水土流失区及城市的生态环境评价中得到了广泛应用（王士远,等,2016; 孙莉，等,2016；徐涵秋,2013）。利用遥感反演得出的现时性好、便于空间可视化的指标广泛应用于生态环境质量评价，同时采用了主成分分析法确定指标权重， 可减少人为因素带来的不确定性。（张春鹏，等，2006）塔里木河下游分为三段：恰拉至铁干里克为下 游上段，该区域为绿洲区域；铁干里克至阿拉干为 中段；阿拉干至台特玛湖为下段其中，中、下段为自然荒漠区（刘桂林，等，2012）历史上被誉为“绿色走廊”的塔里木河下游，自从20世纪50年代以来，就受到了人类活动的影 响，特别是1972年大西海子水库的修建，使得其下游开始断流，自然植被退化，“绿色走廊”受到严重威胁(陈曦,2008)“绿色走廊”是阻挡风沙侵袭、保护人类生存环境的天然屏障；水资源和生态系统保护，不仅关系流域自身的生存和发展、民族团结、社会安定、国防稳固的大局，也关系到西北地区生态系统的保护与改善和西部大开发战略的顺利实施，战略地位十分重要。随着人口增加，经济社会的发展，水资源的过度无序开发和低效利用，致使源流向干流输送的水量逐年减少，水质不断恶化，下游320km的河道断流，尾闾台特马湖干涸，大片胡杨林死亡，生态系统日趋恶化，已成为制约流域经济社会可持续发展的主要因素。按照国家实施西部大开发战略的要求，从战略高度认真研究塔里木河流域水资源和生态系统问题，提出水资源开发、利用、治理、配置、节约、保护和改善生态系统的总体思路、布局和近期实施意见，对实现流域经济社会和环境的协调发展，具有十分重要的意义。（王让会，等，2003；）2.本课题所涉及的问题在国内外的研究现状及分析塔里木河流域随着人口增加和社会经济的发展，水资源过度无序开发和低效利用，致使源流向干流输水量逐年减少，干流枯水季节水质不断恶化，下游河道断流、湖泊干涸，大片天然胡杨林死亡。土质沙化、盐渍化加重，生态环境日趋恶化，已成为制约社会经济和生态环境可持续发展的主要因素。塔里木河下游大西海子以下363km的河道自70年代以来长期处于断流状态，并有向上延伸的趋势，台特马湖于1974年干涸。自2001年开始至今，十余年间，塔里木河已先后实施16次生态输水从而结束了下游河道断流的历史，有效的补救了塔里木河流下游的生态水环境。（冯起，等，2004）在此期间，我国大量专家学者对塔里木河下游绿色走廊进行监测和调查，使流域的经济、生态、社会效益实现协调发展的目标。 2.1塔里木河下游植被生态风险遥感定量评估以我国最大的内陆河塔里木河下游区段为研究区域,将遥感、地理信息系统等技术手段与模糊数学方法 相结合,根据 ERA 框架和层次分析思想,建立塔河下游植被的生态风险评估指标,运用模糊综合评判的方法进行塔河 下游植被生态风险的遥感定量评估.评估结果:塔河下游的植被生态风险程度较重,普遍都是中度、重度风险;从英苏到台特玛湖河段植被风险最大;明显呈现出下游上段植被风险小于下游下段,绿洲内部植被风险小于绿洲外 围;偏离河道越远,植被风险越大.植被生态风险评估数据的获取是采用遥感与地面相结合的方法,这在今后的生态 风险评估研究中将有很大的应用潜力.利用 RS 和 GIS 技术手段并结合景观生态、模型预测的生态风险评估正处于研究开发阶段,如何把这些方法运用到干旱区特殊环境的生态风险评估之中,将是干旱区环境研究的一个新方向.( 欧志海，2013)2.1.2 分析从上述的研究来看，研究这个课题是很有必要的。塔里木河流域的“绿色走廊”生态状况关系到整个南疆的经济发展，和生活质量，如果这一层绿色屏障消失，整个南疆的生态环境会急剧恶化，沙漠将覆盖整个塔里木河流域下游，造成不可挽回的损失。因此对塔里木流域下游上段旅社长廊进行遥感指数RSEI变化分析，可以帮助我们更直接的了解其生态状况，获得的研究资料将是改善生态环境质量的关键。(刘同海,等，2013)参考文献：1王让会,张慧芝,游先祥,彭茹燕. 塔里木河流域生态景观格局的遥感信息提取与分析J. 北京林业大学学报,2003,25(2): 44-47.2 孙莉,周可法,蒋良群,陈曦,秦艳芳. 塔里木河下游植被生态风险遥感定量评估J. 地理科学进展，2016,35（10）：1270-1278.3 刘桂林，艾里西尔库尔班， ，艾尔肯艾白不拉，段含明，玉米提哈力克， 阿布都米吉提阿布利克木，牛 婷. 塔里木河下游生态输水后植被景观格局动态变化研究J. 冰川冻土，2012，34（1）：162-168.4 陈曦, 塔里木河干流植被遥感监测时空多尺度协同分析方法J. 干旱区地理,2008,31(1):2-95 刘同海 ，吴新宏，吕世海 ，杨婷婷 ， 赵新海 ，李 鹏 ，叶生星. 基于遥感的北方防风固沙区沙化草地利用基线盖度研究. J. 农业工程学报，2013,29（3）：236-2416徐涵秋.区域生态环境变化的遥感评价指数中J国环境科学 2013,33(5)：8898977 张春鹏,郭雅芬, 过仲阳. 遥感技术在环境监测中的应用探讨J. 测绘与空间地理信息2006,29(4):33-428 冯起,刘蔚,司建华,苏永红.塔里木河流域水资源开发利用及其环境效应J. 冰川冻土. 2004,26(06):683-6909 欧志海. 环境监测中遥感技术的运用探究J. 北方环境，2013,25（6）：28-293. 研究目标与主要内容3.1研究目标分析2005-2015年塔里木河下游恰拉至铁干里克绿色长廊遥感生态指数RSEI变化。3.2主要内容（1）获取恰拉至铁干里克2005年六月至十月之间的Landsat 8遥感影像、2015年六月至十月的遥感影像和铁干里克气象数据；（2）遥感影像的预处理：几何校正、大气校正、研究区剪切，获取研究区的反射率数据；（3）基于反射率数据，分别计算研究区绿度（NDVI）、湿度（WET）和热度（LST）指数；NDVI即(NIR-R)/(NIR+R): 其绿度计算公式为： NDVI=(NIR-Red) /(NIR +Red )式中： NIR、 Red分别为TM和OLI近红外和红波段的反射率。 WET：湿度的计算公式为：WET=0.0315Blue +0.2021Green +0.3102Red + 0.1594NIR-0.6806SWIR1-0.6109SWIR2 (2) 式中： Blue、 Green、 Red、 NIR、 SWIR1、 SWIR2分别为TM蓝、 绿、红、近红外、短波红外1、短波红外2波段的反射 率。LST: 热度指标：（使用地表温度代替卫星传感器接收到的热红外辐射亮度值的） 表达式(辐射传输方程)为：L10 =1010B10( Ts) +(1-10 )I10 +I10 ，B10( Ts) = L10-I10-10( 1-10) I10 /1010式中： I10为大气向上辐射亮度； I10为大气向下辐射 亮度； 10为大气在热红外波段的透过率； 10为地表 比辐射率； B10(Ts)是与Ts相同温度下的黑体的热辐 射亮度； Ts为地表温度。根据普朗克公式的反函数，求得地表真实温度 LST： LST=K2/ln(K1/B10(Ts)+1式中：K1和K2为定标系数，其值可在影像的元数据 根据van de Griend等(1993)的经验公式计算地表比辐射率，当地表的NDVI值在0.1570.727之间 时，地面比辐射率与NDVI的经验关系为： =1.009+0.047lnNDVI当NDVI0.727 时， 取 1。（4）遥感生态指数(RSEI)的计算及分析。主成分分析，构建RSEI：RSEI=f（NDVI,WET,LST）(1) 式中：NDVI为绿度；WET为湿度；LST为热度。 比较2005、2015年研究区内RSEI的变化趋势及变化检测图。.4.技术路线调查文献确定调查方案遥感影像的预处理获取遥感数据、气象数据基于反射率数据，算各项指数处理数据遥感生态指数(RSEI)的计算及分析撰写课题报告5.调查所在地：恰拉至铁干里克6.预期目标完成的可行性分析6.1本次调查全过程由伍维模老师指导完成。6.2指导老师的耐心指导态度严谨，无论是理论经验还是实际操作都非常丰富。6.3本次调查时间充裕从2016年10月-2018年5月底完成，所需数据均从网上获得。7.工作进度安排（以周为单位，为期近一年） 2016年2017学年 第二