基于遥感数据的南京市蚊虫数量改进GL模型研究及时空变化分析

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在全球气候变化以及城镇化进程的背景下,一方面,随着区域地理景观特征改变,蚊虫原有孳生环境被破坏,蚊虫种群数量减少。另一方面,气候变化和城市化带来的环境卫生隐患,为蚊虫孳生繁殖提供有利环境,蚊虫种群数量增多。蚊虫作为蚊媒传染病的传播媒介,其种群的动态变化与蚊媒传染病的流行强度密切相关。为此,本文利用2010~2015年卫星遥感观测数据和蚊虫实测数据,提出了改进的GL(Gompertz-Logistic,GL)模型,并对南京地区2010~2015年蚊虫数量进行遥感估算,研究其时空变化特征。主要结论如下:  1.模型验证结果表明,经验模型精度较低且效果不稳定,基于点位的GL模型和改进的GL模型拟合精度要明显高于经验模型,三种模型的决定系数在2013年分别为0.026、0.597、0.609,2012年分别为0.333、0.744、0.6。改进的GL模型综合了经验模型和GL模型的优点,利用经验模型对蚊虫数量在空间上的模拟,对GL模型基于点位较高精度的模拟进行了拓展,使GL模型可以利用气象环境变量模拟蚊虫数量在空间上的分布,同时考虑了时间滞后及密度制约对种群数量增长的影响,精度较高且效果较稳定,便于研究蚊虫数量的时空变化规律。  2.在年际变化上,南京地区的蚊虫数量有明显的波动。2012年年均蚊虫数量达到最大,为52只/灯·夜;2014年年均蚊虫数量最小,为40只/灯·夜。在季节变化上,蚊虫数量的均值、标准差、最大值和最小值的季节变化趋势基本一致。其中,5~9月蚊虫数量逐月增加,8月蚊虫数量增加速度变慢;10月蚊虫数量相对9月存在小幅减少。在5~8月温度未达到年内温度极大值时,蚊虫数量随着温度的升高而增加。降水量对蚊虫数量影响,则与该年年均降水量的多少有关。  3.南京地区蚊虫数量呈现南北多中间少的空间分布格局,可分为高蚊虫数量区、中蚊虫数量区和低蚊虫数量区。其年际空间变化表现为低蚊虫数量区面积逐年减少,高、中蚊虫数量区面积交替变化。不同蚊虫数量区的季节空间变化规律存在差异,NDVI和NDWI决定了蚊虫数量空间分布的基本格局。  本文通过建立蚊虫数量的遥感估算模型,并对南京地区蚊虫数量进行定量估算,使准确提取大尺度范围的蚊虫数量的时空变化成为可能,可为城镇化过程中蚊虫及蚊媒传染病的预防和控制提供科学依据。
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