基于InVEST模型的城市扩张对碳储量影响分析

论文总字数：31525字

摘 要

近年来，由陆地生态系统碳循环的变化所导致的全球变暖等气候问题，不仅对社会经济造成了一定的影响，更对人类自身的生存带来了威胁，而影响陆地生态系统碳循环的一大因素，就是城市扩张所造成的土地利用类型的改变。城市化的快速进程及不合理规划，导致了各种气候问题和环境恶化，使得可持续发展的科学决策成为了城市发展的重中之重。对城市扩张与城市陆地生态系统碳储量的关系进行调查评估，可以为城市规划提供科学有效的支持。

本文以广东省广州市为研究区域，选择InVEST模型对区域内的碳储量变化进行评估，学习并了解该模型在碳储量评估中的原理、优势，并进行相应的参数分析。评估中以Landsat TM图像为数据源，利用遥感影像的融合、拼接、裁剪以及土地利用类型的重分类，分别获取研究区域在1995年、2002年和2009年的土地覆被类型信息；通过文献资料的查找，收集研究中所需的碳密度值（地上部分碳密度值、地下部分碳密度值和土壤碳密度值）并进行汇总和选取。最后，利用InVEST模型对广州市研究区间内城市扩张与碳储量变化进行评估和分析。

关键词：遥感，InVEST模型，城市扩张，碳储量，碳密度

AN ESTIMATION BASED ON InVEST MODEL OF THE IMPACT OF URBAN SPRAWL ON CARBON STOCKS

Abstract

In recent years, many climatic issues such as global warming caused by the changes of carbon cycling in terrestrial ecosystem have brought not only great influence to the social economy, but also threats to the survival of human being. Moreover, one of the most significant factors for the changes of carbon cycling in the terrestrial ecosystem is the transformation of land use/land cover caused by urban sprawl. The rapid process of urbanization and unlimited urban expansion gives rise to a series of climate issues and environmental deterioration, emphasizing the capital importance of scientific policy-making for a sustainable development. The investigation and assessment of the relations between urban sprawl and the carbon stocks in terrestrial ecosystem will provide an effectively rational support for urban construction.

This paper made an evaluation of carbon stocks in Guangzhou City of Guangdong Province based on the InVEST model, of which the rationale, advantages and parameters required in carbon stocks’ assessment have been thoroughly discussed. Taking Landsat TM image as the data source, this assessment acquired information of land use/land cover types of researching district in 1995, 2002 and 2009 respectively through layer stacking, georeferenced mosaicking, making data subset of remote sensing image and reclassifying the land-use information. By viewing in the document literature, the required data of carbon densities (aboveground carbon densities, underground carbon densities, and soil carbon densities) of this research have been aggregated and selected. Finally, this thesis estimated and analyzed the correlation between urban sprawl and the changes of carbon stocks within Guangzhou City on the use of InVEST model.

KEY WORDS: Remote Senseing, InVEST Model, Urban Sprawl, Carbon Stocks, Carbon Density

目 录

摘 要 …………………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract ……………………………………………………………………………Ⅱ

目 录 …………………………………………………………………………………Ⅲ

第一章 绪论 ………………………………………………………………………1

1.1 选题背景与研究目的 ………………………………………………………1

1.1.1选题背景 …………………………………………………………1

1.1.2 研究目的 …………………………………………………………1

1.2 研究进展分析 ……………………………………………………………1

1.2.1 碳储量研究进展 …………………………………………………1

1.2.2 城市扩张研究进展 …………………………………………………2

1.2.3 InVEST模型研究进展 ………………………………………………2

1.3研究内容及路线 …………………………………………………3

1.3.1 研究内容 …………………………………………………3

1.3.2 研究路线 …………………………………………………3

第二章 InVEST模型及参数 ………………………………………………………4

2.1 InVEST模型 ………………………………………………………………4

2.1.1 模型概述 …………………………………………4

2.1.2设计思想及功能 …………………………………………4

2.1.3模型特点 …………………………………………4

2.2 模型参数 ………………………………………………………………4

第三章 研究区域概况与数据获取 …………………………………………5

3.1 研究区概况 …………………………………………5

3.2 数据获取 …………………………………………5

3.2.1 遥感影像及分类数据获取 …………………………………………5

3.2.2 碳密度数据的获取 …………………………………………13

第四章 InVEST模型参数计算 …………………………………………14

4.1 碳密度值汇总 …………………………………………………14

4.2 参数筛选及确定 …………………………………………………18

4.3 土地利用和土地覆被类型图处理 …………………………………………19

第五章 碳储量估算与城市扩张分析 …………………………………………22

5.1 碳储量估算 ……………………………………………………………22

5.2 城市扩张数据处理 …………………………………………………………24

5.3 结果分析 …………………………………………………………………27

5.3.1 碳储量变化 …………………………………………………………27

5.3.2 城市扩张变化 …………………………………………………………27

第六章 总述 ……………………………………………………………………………29

6.1结论 ……………………………………………………………………………29

6.2 创新点 ……………………………………………………………………………30

6.3 不足 ……………………………………………………………………………30

致谢 …………………………………………………………………………………31

参考文献（References） …………………………………………………………………32

第一章 绪 论

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