基于遙感與GIS的湖泊形態(tài)特征時(shí)空分異研究.pdf

1、湖泊是陸地上水圈的重要組成部分，同時(shí)與自然界中的水分循環(huán)關(guān)系密切。湖泊空間分布情況在一定程度上反映了內(nèi)陸水資源的存儲(chǔ)和利用情況。它的波動(dòng)或變化也體現(xiàn)了氣候變化、人類(lèi)活動(dòng)等對(duì)水體循環(huán)、物質(zhì)遷移以及生態(tài)系統(tǒng)變化的影響。湖泊的形態(tài)特征變化是在多種因素作用下形成的，過(guò)程比較復(fù)雜。在湖泊的發(fā)展過(guò)程中，其形態(tài)也在不斷變化。因此，分析湖泊形態(tài)特征，不僅對(duì)研究湖泊水文、湖泊中物質(zhì)的輸入輸出及湖泊理化性質(zhì)變化有重要理論意義，同時(shí)也可以為開(kāi)發(fā)、利用和保護(hù)湖

2、泊資源提供理論依據(jù)，有重要的現(xiàn)實(shí)意義?；?010年Landsat TM/ETM數(shù)據(jù)，結(jié)合Google Earth影像和其他資料，采用面向?qū)ο蟮姆诸?lèi)方法，以30 m的分割尺度對(duì)影像進(jìn)行分割，并通過(guò)比值指數(shù)、歸一化差值水體指數(shù)（Normalized Difference Water Index，NDWI）等指數(shù)來(lái)提取水體信息，最終得到中國(guó)湖泊空間分布信息。以此為基礎(chǔ)，計(jì)算出反映湖泊形態(tài)的景觀指數(shù)，如形狀指數(shù)（Shape index）、近圓

3、形指數(shù)（Related circumscribing circle）、分維數(shù)（Fractal dimension）等并結(jié)合湖泊的面積和湖泊岸線長(zhǎng)度來(lái)說(shuō)明湖泊的基本狀況及其形狀的復(fù)雜程度。基于各個(gè)湖泊的景觀指數(shù)對(duì)比分析中國(guó)5大湖區(qū)湖泊形態(tài)上的差異。同時(shí)根據(jù)湖泊不同構(gòu)造類(lèi)型，選取11個(gè)典型湖泊，從1989—2013年選擇6期影像數(shù)據(jù)，分析近25年典型湖泊形態(tài)特征的動(dòng)態(tài)變化，并以中國(guó)東北平原的大布蘇湖為例，研究影響湖泊變化的驅(qū)動(dòng)力因素。

4、>　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴利用面向?qū)ο蠓诸?lèi)方法，得到較好的分類(lèi)精度，三種類(lèi)型水體分類(lèi)的總精度為93％，湖泊的分類(lèi)精度達(dá)到90%以上。中國(guó)內(nèi)陸的湖泊2477個(gè)（面積大于1.0 km2）。在中國(guó)的五大湖區(qū)中，青藏高原湖區(qū)擁有的湖泊總面積最大并且數(shù)量最多，分別占中國(guó)湖泊總面積和總數(shù)量的54.35%和42.63%，其次是東部平原湖區(qū)，而云貴高原湖區(qū)的湖泊數(shù)量最少和面積最小。湖泊空間分布不均勻。⑵在5大湖區(qū)中，東部平原湖區(qū)和云貴高原湖區(qū)的湖泊近

5、圓形指數(shù)均值相對(duì)較大，湖泊大部分表現(xiàn)為狹長(zhǎng)型；而蒙新高原、青藏高原、東北平原與山地湖區(qū)的湖泊近圓形指數(shù)相對(duì)較小。青藏高原和東部平原湖區(qū)擁有湖泊最多，但湖泊形態(tài)上差別明顯。東部平原湖區(qū)臨海，河流水系較發(fā)達(dá)，湖泊岸線更加曲折，形態(tài)復(fù)雜。而青藏高原湖區(qū)湖泊岸線平滑，形態(tài)相對(duì)簡(jiǎn)單。云貴高原、東北平原與山地、蒙新高原湖區(qū)的湖泊形態(tài)特征差異很小。另外，5大湖區(qū)湖泊的分維數(shù)與形狀指數(shù)的相關(guān)性較好（R2=0.95）。⑶典型湖泊表現(xiàn)出不同的形態(tài)特征。面積

6、擴(kuò)張型湖泊有納木錯(cuò)、鏡泊湖、草海，萎縮型有呼倫湖、洪澤湖、大鹽湖、咸海，穩(wěn)定型有天池、哈納斯湖、賴恩迪爾湖，而大布蘇湖波動(dòng)比較顯著。湖泊整體形狀向狹長(zhǎng)形發(fā)展的有洪澤湖、大鹽湖、咸海，向近圓形發(fā)展的有納木錯(cuò)、呼倫湖、鏡泊湖、草海，整體形狀基本穩(wěn)定的有天池、哈納斯湖、大布蘇湖、賴恩迪爾湖。天池、鏡泊湖、哈納斯湖、草海、賴恩迪爾湖的形態(tài)比較穩(wěn)定，納木錯(cuò)、洪澤湖、大布蘇湖的湖泊岸線隨著年代逐漸變得曲折，形態(tài)逐漸變復(fù)雜，呼倫湖、大鹽湖的湖泊形態(tài)復(fù)