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標題: 應用環境指標劃定集水區地覆類別及熱點區位監測之研究
Watershed Land Cover Classification and Hotspot Monitoring Using Environmental Index
作者: 林政侑
Lin, Cheng-Yu
關鍵字: Environmental Index
環境指標
Watershed
Hotspot
Image Processing
集水區
熱點區位
影像處理
出版社: 水土保持學系所
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摘要: 高山生態系所面臨之環境應力甚大,其生態環境若再受人類活動干擾,原有生態系統之維持將面臨嚴峻考驗。屬高山生態系之雪霸國家公園,其境內之億年橋集水區因登山步道及武陵農場等人為休閒活動及農事墾殖頻繁,集水區陸源物質或農業非點源污染對國寶魚櫻花鉤吻鮭之棲地環境影響極大。如何以環境指標劃定集水區之地覆類別,找出農業耕作區位以及篩選集水區林地劣化與土壤流失嚴重之熱點區位,供集水區陸源物質或農業非點源污染之防治極為重要。 本研究利用多期衛星影像萃取常態化差異植生指標(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)及常態化差異水體指標(Normalized Difference Water Index, NDWI),劃分集水區地覆類別;並找出地覆類別易受環境變異而影響之熱點區位,另以陸源物質遞移指標篩選土壤流失熱點區位。結果顯示,以複合指標(組合植生覆蓋指數及含水量指數)進行地覆類別劃分其Kappa係數0.59雖不甚理想;主要係以彩色航照當訓練樣區,因航照與衛星影像之拍攝日期不同所致,若航照影像之更新時程能像衛星影像一樣,實際之Kappa係數應可提高。另藉由植生覆蓋指數及含水量指數標準差乘積之空間分布可反映集水區植群受環境影響之程度,據此篩選出七家灣溪沿岸林地劣化、火燒跡地、圈谷等地之植群光譜易受乾旱影響之熱點區位;最後以陸源物質遞移指標評估集水區泥砂產量之空間分布,顯示4號及5號集水分區之泥砂產量較高,宜注意坡面泥砂對周遭河道水質之影響。 本研究以衛星影像萃取之環境指標判釋地覆類別,可經濟有效及快速劃分集水區地覆類別之空間分布,找出植生劣化之熱點區位,另以DEM資料萃取之陸源物質遞移指標,篩選集水區土壤流失嚴重之熱點區位,研究成果可供集水區保育管理與治理之參考。
The environmental stress in alpine ecosystems is strict and the systems are vulnerable to severe turbulence due to hiking trails and tillage in Shei-pa National Park. The habitat of Taiwan Salmon-Focus could be affected by agriculture nonpoint source pollution. How to classify watershed land cover and find out the hotspots of deterioration using environmental index is crucial. This study extracts Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and Normalized Difference Water Index (NDWI) from multi-temporal satellite images to classify land cover and explore the hotspots vulnerable to environment changes. Terrestrial substance Index is employed to select the hotspots of soil loss. Because the aerial photography and satellite images taken are not the same time, the Kappa coefficient is 0.59 for using composite index to classify land cover. Product of standard deviation of modified Normalized Difference Vegetation Index (mNDVI) and modified Normalized Difference Water Index (mNDWI) reflects vegetation hotspots which subject to environment changes. There exist obvious flocculate variations in environmental index at the areas of Cijiawan stream, post-fire region, and cirque. Terrestrial substance delivery index depicts that No.4 and No.5 sub-watershed showing a significant soil loss compared to the other sub-watersheds. This study extracts environmental indexes from satellite images and DEM to classify land cover and find out the hotspots of deterioration efficiently. The results can be as a reference of Shei-Pa National Park for watershed management.
URI: http://hdl.handle.net/11455/35107
其他識別: U0005-2906201210125600
文章連結: http://www.airitilibrary.com/Publication/alDetailedMesh1?DocID=U0005-2906201210125600
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