胡杨是存活于塔里木河流域的早期树种之一,聚集生长在干旱和半干旱地带,遏制着沙漠的继续扩张,在最残酷的生存环境中为人类创造了得以生存的空间。然而,近年春尺蠖虫害在新疆天然胡杨林区的持续出现,严重威胁着天然胡杨林的生存和绿色屏障功能的发挥。胡杨树体高大、分布稀疏、覆盖面积较广,传统监测方法难以满足对胡杨林春尺蠖虫害进行快速监测的需求,而卫星遥感技术可以弥补传统方法的不足。本文以新疆巴楚县夏马勒林场为研究区,基于Landsat8、MODIS等卫星遥感数据开展胡杨林春尺蠖虫害监测方法研究。首先利用Landsat8卫星遥感数据开展研究区典型地物分类研究,获取研究区胡杨林空间分布信息,以此结果作为春尺蠖虫害监测分析的数据基础。再通过2014年到2017年MODIS数据重构了NDVI时间序列数据集,并采用滤波技术进一步拟合了NDVI时间序列曲线。分别从时间上和空间上分析了NDVI值在表征春尺蠖虫害状况时的敏感性,探究了春尺蠖虫害监测的方法。研究提取了2014年到2017年胡杨林虫害发生期的受灾区域,分析了气候环境因子对春尺蠖虫害时空分布格局的影响,为未来春尺蠖等虫害防治、胡杨林保护等工作提供数据支持。论文主要研究内容和结论如下:(1)研究了一种支持向量机与NDVI相结合的胡杨林空间分布信息高精度快速提取方法。通过对卫星遥感影像的光谱特征分析发现,胡杨林红光和近红外波段光谱反射率特征与农田存在差异,灌木林各个波段反射率值均低于胡杨林,灌木与胡杨混生林各波段反射率值介于灌木林和胡杨林之间。光谱指数的应用能有效区分各地表类型,经试验NDVI效果好于EVI和RVI,此外,同地区秋季NDVI影像有助于区分农田、胡杨和灌木。结合纹理特征能进一步提高分类精度,其中均值、相关性、对比度三个特征效果较好,滑动窗口大小为3时最佳。支持向量机分类的分类效果较最大似然分类法有突出优势,土地覆盖总分类精度达87.2%。分类结果显示,胡杨林总体上沿叶尔羌河岸两侧分布,面积约为166.78Km~2,胡杨灌木混生林面积约为273.08 Km~2。(2)基于NDVI时序分析的春尺蠖虫害遥感监测方法研究。NDVI时间序列能够表征胡杨林的生长状态,从有林地和疏林地随机选取样本点构建的NDVI时间序列曲线中,最大值、最小值及生长趋势情况符合塔里木河流域胡杨林生长规律,且对外界环境影响(夏季降雨等)敏感。为了去除异常值等噪声点获取胡杨林理想NDVI时序曲线作参考,采用了非对称性高斯函数拟合法、双Logistic曲线拟合法和Savitzky-Golay滤波拟合法进行拟合,并比较了三种算法的拟合效果。滤波拟合算法能有效去除非影像质量影响的噪声点,三种拟合算法中,双Logistic函数拟合和非对称性高斯函数拟合使原始NDVI值过度拟合,S-G滤波在去除异常值的基础上能较好的保留原始NDVI曲线的细节信息,适用于本研究的NDVI时序分析。原始NDVI曲线较拟合后的结果,在虫害暴发期(3月到5月)有较明显且有规律的波动,对比飞防区与未飞防区样本点NDVI曲线,进一步验证了该波动与春尺蠖虫害相关。基于此,可通过突变点的监测捕获春尺蠖虫害信息。(3)夏马勒林场春尺蠖虫害遥感监测结果分析。林场2014年到2017年虫害发生期受灾区域分布结果显示,空间上,受灾区的分布较为聚集,但空间分布的聚集程度和受灾面积大小无明显规律,呈动态变化。时间上,2014年到2017年每年春尺蠖虫害爆发盛期不一致。统计数据显示,年际特征上,2015年虫害导致的突变像元总量最多,2017年突变像元总量最少。年内特征上,2014年到2016年间研究区胡杨林虫害盛期突变像元数量占比都围绕50%上下波动,而2017年占比下降到了15%,混生林与胡杨林受灾程度的年际和年内特征类似,但总体上混生林受灾面积更大,这与胡杨受灾后的二次展叶有关,水源是其主要影响因素。(4)春尺蠖虫害影响因子分析。研究区春尺蠖虫害为多方面影响因子共同作用的结果,气温、降水和人为干预对春尺蠖发生均有影响,气温和降水主要影响春尺蠖的羽化出土时间、羽化数量以及新生虫卵的孵化进度和幼虫历期,气温通过影响土壤环境温度间接地影响春尺蠖的发育速率,春尺蠖的羽化时间、羽化数量和卵化时间与2-4月的气温呈正相关,寿命与气温呈负相关。降水通过土壤环境湿度和温度来影响春尺蠖冬蛹的存活和羽化时间,春尺蠖的发生与降水量呈负相关。人为干预则直接通过飞机喷洒药物方式减少虫害期春尺蠖虫口数量。