基于NDVI和气象因子的草原鼠害发生面积预测模型研究

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在我国,草原是覆盖面积最大的地表防护屏障,在防风固沙、保护水土和生物多样性等方面,都发挥着不可或缺作用。同时草原也是发展畜牧业的物质基础和牧民赖以生存的重要保障。但近些年来随着全球气温回升,以及干旱、火灾等自然灾害不断发生,内蒙古自治区内草原鼠害频繁暴发,尤以布氏田鼠和长爪沙鼠的危害最为严重,不仅破坏了草场植被与地貌,还给牧民造成了严重的经济损失,已经成为我国畜牧业发展的一个重大隐患。新巴尔虎右旗作为这两类鼠害重灾区,以它为研究区对草原鼠害发生面积进行预测,建立一个具有实际应用价值的草原鼠害发生面积预测模型,用于开展草原鼠害发生面积预警服务,为内蒙古自治区其他地区实现草原鼠害提前防治提供科学依据和模型支持。  目前对鼠害发生面积的最适预测模型还无法准确确定,大部分学者以拟合模型为主,但存在着利用信息不充分、地域性强等缺点。贝叶斯模型能够很好克服拟合模型的缺点,而以贝叶斯模型进行草原鼠害发生面积预测的研究却不多见。因此结合现有数据,针对新巴尔虎右旗鼠害发生面积预警,主要做了以下工作:  (一)对国内外关于影响鼠害发生面积的研究进展进行整理分析,概括总结了鼠害与气象、植被之间相互作用关系,以及利用气象、植被等因子对鼠害发生面积进行预测的研究方法。另外,介绍了鼠害发生面积统计方法、灾情判定标准等一些基础数据的获取方式与来源。  (二)选择了MODIS遥感影像作为NDVI计算数据源,根据遥感影像预处理的常规方法,结合遥感影像自身特点及研究目标本身,提取出了研究区2000-2013年期间4-9月份的NDVI值。  (三)利用Pearson相关系数,对鼠害发生面积与气温、降水量和NDVI值进行相关性分析,结果表明:温度方面,鼠害发生面积主要与1月2候、1月4候和4月1候期间温度相关;降水方面,鼠害发生面积主要与上年10月1候、10月2候,当年1月5候、4月5候、5月5候、6月3候期间的降水有关;NDVI值与鼠害发生面积没有明显的线性关系。并根据结果进行了定量的分析。  (四)结合现有数据,对鼠害发生面积分别进行了单气象因子的线性拟合和非线性拟合、多气象因子的线性拟合以及贝叶斯模型预测。结果表明:一元线性和非线性模型不适合用于鼠害发生面积预测;多元线性模型虽然取得了较好的拟合精度,但该模型只能利用模型和数据自身原有信息,存在着一定局限性;贝叶斯模型的引入,不仅克服了上述模型缺点,而且其预测正确率达到了95.14%,符合后期业务需求的要求。  (五)总结了论文主要研究内容和成果,并对后期的研究问题与目标进行了说明和展望。
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