集成虚拟森林环境与景观指数计算模型的森林景观格局分析

森林景观格局分析是森林景观优化配置与实施规划的基础。本文以森林资源二类调查数据为基础,采用森林景观定量空间分析方法,在自主开发而成的森林景观可视化系统VisForest支持下,利用VS2008开发平台、ArcEngine组件与OSG图形渲染引擎,集成景观指数计算模型和地理信息系统的分析方法,形成森林景观格局分析与景观三维可视化模拟系统,实现了景观格局分析的定量化和景观可视化;并以闽侯县白沙国有林场2013年的数据为例,按优势树种划分森林景观类型,计算分析了景观组成结构、斑块特征和景观异质性等。结果表明,杉木林、马尾松林、湿地松林、木荷林、非林地是白沙林场的优势景观类型,总体景观类型丰富、景观异质性较高;木荷作为隔离带树种,以小面积狭长斑块居多,其形状指数和分形维数最大,斑块形状复杂而不规则;森林景观的三维可视化模拟为研究景观格局提供了一个直观、交互的展示平台。     

格网计算法在空间格局分析中的应用——以贵州景观空间格局分析为例

格网地图与格网计算都是基于空间坐标系统来描述、分析、虚拟区域地理现象的有效方法之一。在空间格局分析应用中具有广阔的前景。景观类型的格网地图不仅能反映它们的空间分布,还能反映它们各自占据的生态空间情况。同时,格网地图还能将景观的空间异质性定量化、空间化和图形可视化表达。在格网地图和格网分析法的基础上,可以利用空间自相关分析、半方差分析等空间统计分析方法对景观的空间格局作进一步的深入研究。     

汶川地震前后龙溪虹口自然保护区景观多样性的遥感评估

 本文以植被类型与土地利用类型为主要依据,建立四川龙溪-虹口自然保护区景观分类体系,对汶川地震前后的两期Landsat TM影像进行了解译,得到其地震前后的景观空间格局,并对研究区地震前后景观变化特征进行分析,得到:(1)震后研究区景观斑块总数增加了2.36倍,景观破碎化严重。阔叶林与针叶林组成的森林景观呈片段化,优势度下降;阔叶林、稀疏植被,以及草甸成为新的优势景观。(2)震后 Shannon多样性指数与周长-面积分维数分别上升11%和7%,说明研究区景观异质性与多样性增多,景观结构更复杂。优势度指数和聚集度指数下降30%,表示研究区内大的景观斑块减少,景观类型聚集度下降,连通性下降。(3)研究区生境破碎,生物多样性维持功能减弱;植被覆盖度降低,边缘生境增加,水源涵养功能减弱、水土流失风险加剧;景观结构受损,生态屏障功能减弱。其表明地震及其次生灾害作为自然干扰因子,改变了研究区景观的结构与格局,破坏了珍稀动植物的适宜生境,对研究区珍稀濒危物种与自然生态系统造成了严重威胁,将对区域生态环境与生物多样性造成重要影响。     

黄河三角洲人类干扰活动强度变化及其景观格局响应

本研究以湿地变化较为剧烈的黄河三角洲为研究对象,基于RS技术和GIS空间分析方法,利用人为干扰度模型,结合区域人工沟渠建设情况,从区域和局地两个尺度直观揭示人类干扰强度时空分异特征,并探究区域景观格局对人类干扰活动的响应,以期为黄河三角洲滨海湿地生态保护与人类活动调控提供决策支持。结果表明：① 1995-2015年现代黄河三角洲区域人为干扰度和人工沟渠密度均明显增加,空间分布呈现从西南部向东部、北部,自内陆向沿海的扩展趋势;② 随着人类活动强度增强,研究区自然湿地面积减少,区域景观多样性和空间异质性增加,景观整体连通性减弱,景观复杂性降低;③ 景观格局对人类干扰强度变化的响应关系呈现出地区和时间差异;人类干扰活动强度相对较低的保护区受人工沟渠建设的影响,也呈现出斑块团聚程度降低、景观多样性增加和景观复杂性降低的变化趋势;④ 人为干扰度指数和人工沟渠密度指标互为补充,互相印证,可以较为全面、客观地反映黄河三角洲地区人类干扰活动强度。     

黄河下游沿岸湿地景观格局变化研究

在遥感和GIS技术的支持下,结合研究区湿地的区域特点确定沿黄湿地景观分类系统。构建了湿地景观格局变化表征模型,综合利用景观多样性指数、景观破碎化指数、景观要素斑块分布质心空间变化等景观格局指标和斑块数量,斑块面积、斑块平均面积、斑块数量等景观类型指标,比较系统地分析了近七年研究区湿地景观格局的动态变化。结果表明:①研究区湿地的分布面积呈显著下降趋势;②随着人类干扰强度的增加,景观多样性上升;③湿地景观要素中,稻田湿地、滩涂面积在减少,而水库坑塘、黄河面积都在不断增加。     

长株潭地区景观格局及其变化特征研究

基于GIS、RS技术,本文利用长株潭地区1989年、1996年、2000年和2008年4个时期的LandsatTM/ETM+遥感影像提取景观类型数据,运用景观生态学理论和方法对该地区景观格局特征,及其变化特征进行了研究,并探讨了研究区景观格局动态变化的驱动力。研究结果表明:1989-2008年的近20年中,长株潭地区各景观类型的面积发生了显著变化,主要表现为林地、耕地向建设用地转化;从研究时段来看,研究区景观类型变化速率逐步加快。研究区斑块数量和密度持续增大,最大斑块指数持续减小,景观破碎化程度升高;从景观多样性指数与均匀度指数的变化可以看出,景观格局的多样性增加,且均度增强;同时,由景观形状指数增长说明斑块形状趋于复杂化。影响景观格局变化的驱动因子主要是人为因素中的人口增长、经济发展及政策引导作用。     

湿地景观结构遥感动态变化分析

景观镶嵌结构是景观异质性的重要表现,同时又是各种生态过程在不同尺度上作用的结果。本文以北京市野鸭湖湿地自然保护区为区域背景,以RS、GIS和GPS为技术手段,监测获取了1996-2002年研究区域湿地土地利用／土地覆盖景观空间格局变化,探讨了土地利用/土地覆盖景观空间格局变化对湿地环境的影响。故此,对1998-2000年和2000-2002年湿地资源景观镶嵌结构的动态变化进行详细分析。结果表明:(1)利用遥感信息多尺度、多时相、多波段的特点,在GIS、GPS技术的支持下,能够快速及时准确地反映湿地景观类型的动态变化,为湿地资源监测、保护与利用提供科学依据。(2)借助景观生态学中的相关原理,通过景观空间格局计算模型解释不同类型湿地景观的分布、变化,剖析湿地景观演化机制,为湿地景观规划与评价服务。(3)分析认为,野鸭湖湿地景观格局发生了较大的变化,水域面积减少严重,耕地面积增长幅度不高,旅游用地和堤坝面积明显增加。(4)湖泊和沼泽草甸是控制和影响湿地景观格局的主体。野鸭湖整个湿地景观的破碎化程度降低,人类活动干扰湿地在不断减弱,湿地景观异质性在逐渐降低,斑块之间的连通性提高,生境斑块相互之间的隔离度大大减少,湿地景观趋向稳定。     

武汉城市化进程对湖泊景观格局的空间非平稳性影响分析

武汉城市化过程中的土地利用变化对其湖泊生态系统产生了一系列负面影响,深入研究并分析其影响的空间非平稳性对优化武汉城市化建设和环境保护规划极具现实意义。本文运用景观生态学理论和地理加权回归建模方法,分别构建城市化测度指标和多种类型景观格局指标,衡量武汉城市化进程对于湖泊特征、景观格局的影响,从而揭示了1996~2013年间武汉城市化进程与湖泊景观格局之间的空间非平稳性关系,结果表明:1武汉城市化进程对其不同地理区域的湖泊景观格局影响存在差异,具体表现为城市化强度越大的地区,其引起并解释湖泊景观格局变化的能力越强;2在武汉市大部分地区(超过其总面积的70%),尤其集中在中部及其周边地区,城市化与湖泊景观面积、密度、连通度、斑块分维数的变化均存在负相关,且具有呈方向性的梯度变化趋势。3在某些有针对性保护的区域,如北部黄陂区,景观面积、景观连通度、斑块分维数与城市化强度指数呈现出正相关。针对上述特征本研究提出武汉市湖泊防治的对策和建议。     

川藏铁路雅安—昌都段地灾景观格局空间分析

为深入研究川藏铁路沿线地灾景观格局的决定因素,针对雅安—昌都段地形起伏大、构造活动强烈、地质灾害发育的特点,计算得到地灾与致灾因子空间格局的13个景观指数,对比变量相关矩阵分析方法,运用主成分变换结合夹角测量的手段,探究致灾因子影响灾害空间分布特征的主次关系.本文方法可以有效地避免因景观指数之间的数值差异度大,不同数据集间景观描述相近带来的相关性研究失效等问题,让分析结果更为准确.研究发现:川藏铁路雅安—昌都段地质和地形坡度要素主导控制着地灾分布;冰川积雪融水作用影响地灾分布,使得降水影响不明显;未检测出高程、流域和土壤与地灾的分布特征有相关性.     

GF-2在城市绿地分类及景观格局度量中的应用

城市植被是维护城市生态系统平衡的重要组成元素,不同类型的植被具有不同的生态服务效益,然而基于植被精细分类的城市绿地景观格局度量研究较少。因此本文以北京城市副中心为研究区,使用夏、冬两季GF-2卫星遥感影像,基于随机森林特征优选和面向对象分类,划分了植被类型,并在此基础上使用景观指数法和移动窗口法分别度量了功能区尺度和栅格尺度绿地景观特征。研究结果表明：针对GF-2数据,使用多尺度分割后影像对象的光谱、纹理特征可以有效地提取植被信息;不同时相的影像能反映各类型植被的物候特征,相比于单时相数据,其分类精度更高,达到了87.7%;各功能区绿地景观格局特征差异较大,城市绿心拥有最丰富的植被且分布集中,商业区植被覆盖度和多样性均较低,绿地景观破碎;北京城市副中心景观多样性及各类型植被分布特征的空间差异显著,当前副中心绿地景观格局已形成规划的基本轮廓,但城市绿心和老城区公共绿地的建设仍有不足。研究探明了北京城市副中心绿地建设现状,证明了国产GF-2卫星在城市生态环境监测中具有较高的应用价值,有助于推动GF-2在城市生态环境领域的应用,并为副中心建设中的绿地系统监测和优化提供参考。     

STUDY ON ECOLOGICAL SPACE OF URBAN AGGLOMERATION—Taking Wuxi City as an Example

From the angle of ecology, urban agglomeration presents relevant types of landscape structure, which in-clude Patch, Corridor and Matrix. There are different landscape features and different problems in different developmentphases. This paper has put forward five basic conditions for security pattern of landscape ecology of urban agglomeration,described quantitatively the features for landscape ecology in Wuxi, and analyzed ecological background of spatial expan-sion and spatial organization of urban development in Wuxi. From the angle of ecological land use and non-ecological landuse, the paper has analyzed the features of land use and ecological distribution of land in the urban area. The spatial mod-el of cities and towns in Wuxi is composed of one metropolis, two urban zones and three development axes. This thesishas planned preliminarily ecological protection network at four levels in the urban region according to four layers. At last,combining landscape ecology with urban space, a tentative security pattern of landscape ecology has been planned in Wux-i, namely Source-Buffer Zone and Metropolis, Radiating Routes and Expansion Direction of City, Strategic Point and Interac-tion between Cities and Towns, Inter-Source Linkage-Corridor of a Stable Landscape Structure.     

禹城市农村居民点空间分布模式和景观格局

以禹城市农村居民点为研究对象,基于禹城市2000和2017年遥感影像解译数据,综合运用GIS、景观生态学及统计学理论与方法,分析了2000年与2017年禹城市乡村聚落的景观格局指数和空间演变特征。结果表明:禹城市两个时期农村居民点在空间分布特征上存在显著差异,与2000年相比,2017年禹城市农村居民点分布更加聚集;从聚集程度来看,禹城市农村居民点聚集的态势不够显著,这与禹城市当地的自然环境有密切的关系;禹城市农村居民点总体用地规模和数量虽然在减少,但部分居民点用地规模增加明显,居民点有集聚发展的态势,同时禹城市农村居民点斑块形态由复杂化向规则化转变。     

珠海市城区景观空间格局特征分析

本文以遥感影像、野外调查和统计资料为数据源, 在ArcGIS 支持下, 建立以珠海市主城区为起点设置的不同方向的两个空间样带, 结合景观格局指数和空间梯度分析方法, 分析了珠海市城区景观空间格局沿梯度变化的规律。结果表明:珠海市城区15 年来城乡建设用地、道路和林地的面积均呈增加趋势, 农田、裸地, 水体、灌丛和滩涂等类型面积减小, 证明了研究时段内城市扩展在城乡交界区域明显;随着空间样带由城区中心向外围移动, 样带上建设用地的面积均下降, 农田面积逐渐上升, 表明了珠海城市化的发展具有一定的梯度性和方向性。通过空间格局梯度变化特征的分析, 能够定量化地分析珠海城市化进程的发展, 对于珠海的城市规划与管理具有重要理论意义。     

自组织双重空间聚类算法的城市扩张结构分析应用

双重空间聚类是能顾及空间连续性和属性相似性的空间数据分析,而常规空间聚类算法难以同时顾及2方面的约束条件。本文采用自组织双重空间聚类算法,对城市扩张结构分析进行了研究。通过改造自组织特征映射的最佳匹配神经元搜索的算法机制,在空间域和属性域进行迭代聚类搜索,实现了自组织双重空间聚类。以武汉市扩张斑块的位置信息和扩张程度指数为输入数据,使用自组织双重空间聚类算法,实现了城市扩张动态结构的识别。自组织双重空间聚类算法使得聚类结果,既在空间域上连续,又在属性域上相近,算法过程具有自组织性,减少了人为影响。     

以土地整治视角的联合都市区农村居民点空间格局分析

随着“增减挂钩”和“人地挂钩”等政策的实施,农村居民点的合理布局对缓解建设用地供需矛盾意义重大。本研究以吉林省2010年土地利用变更调查数据和2011年统计年鉴数据,运用ArcGIS空间分析和景观指数定量分析相结合的方法,研究了长吉都市区农村居民点空间格局现状特征及其影响因素。同时,用多因子综合评价法确定农村居民点的区位适宜性,将农村居民点划分为不同的整治规划类型,为该区域国土综合开发整治提供理论支持和参考。研究表明：（1）长吉都市区内农村居民点在区内分布不均衡,数量和密集度差异大;（2）地形条件（坡度）、水源条件（河流）、交通状况（公路和铁路）,对研究区农村居民点的空间格局均有影响,另外,不同等级的公路（干线和支线）、不同形式的铁路（铁路线和站点）,对居民点的作用程度也不同;（3）在此基础上,评价农村居民点图斑的区位适宜性,将农村居民点分为优先发展型、保留发展型和限制发展型,以确定不同类型农村居民点的整治规划方向。     

Spatial Process of Green Infrastructure Changes Associated with Rapid Urbanization in Shenzhen,China

Through a case study of Shenzhen City,China,this study focused on a quantitative method for analyzing the spatial processes involved in green infrastructure changes associated with rapid urbanization.Based on RS,GIS and SPSS statistics software,the approach includes selection of the square analysis units and representative landscape metrics,quantification of the change types of landscape metrics in all analysis units through two indices and hierarchical cluster analysis of the above analysis units with different landscape metric change types(i.e.spatial attributes).The analyses verify that there is a significant sequence of continuous changes in green infrastructure in Shenzhen.They are the perforation,the segmentation,the fragmentation,the evanescence and the filling-in processes,which have a good spatio-temporal correspondence with urbanization and reflect the synthetic influence of urban planning,government policies and landforms.Compared with other studies on quantifying the spatial pattern,this study provides an alternative probe into linking the spatial pattern to spatial processes and the corresponding ecological processes in the future.These spatio-temporal processes offer many opportunities for identifying,protecting and restoring key elements in an urban green infrastructure network for areas in the early stages of urbanization or for non-urbanized areas.     

A study on landscape mosaic structure in urban-rural area in Northwest of China with RS and GIS

At the study area of Xigu District in Lanzhou City, using RS & GIS as tools we apply Diversity, Dominance, Fragmentation, Isolation and so on to study the quantitative, fractal and spatial characters of landscapes structures in the four sub-regions divided by the morphological features. Using the Fractal Theory to establish the fractal structure models, we analyze the complexity and stability of various landscapes distribution with fractal dimension value. The spatial distribution characteristics of landscape mosaic structure are also expounded. At the end of the paper we discuss the relevant problems on the main factors which control and effect on the spatial pattern of landscapes as well as on landscape optimization and management. Foundation item: Under the auspices of the National Natural Science Foundation of China (No. 40171069). Biography: XU Jian-hua (1965 - ), male, a native of Gansu province, professor. His research interest includes Geo-computation and GIS.     

A STUDY ON LANDSCAPE MOSAIC STRUCTUREIN URBANRURAL AREA IN NORTHWESTOF CHINA WITH RS AND GIS- A Case Study of Xigu District in Lanzhou City

IREGIONAL BACKGROUND AND RESEARCH W6St to 68St，dlVld6S th6 Whol6 distriCt lflto tWO pdrts．METHODS The Huangshul River，the Zhuanglang River and theXlanshul River respectively low Into the Huanghe Riverl．IReglonalBackground Inthe west and northdthe region．The whole geo－morphology of＊thelogy region Is that nofth Is much lowerInknzhou City，Xlgu District，、hlch covers an than south，but both a…     

基于参与式制图方法的景观服务评估与空间结构研究

景观服务评估核心是人与环境之间复杂的动态关系,基于利益相关者的参与式制图方法是建立景观服务分类体系和量化指标的有效途径。本文采用参与式制图方法,以九寨沟自然保护区为例,根据景观服务分类研究成果,并结合九寨沟自然资源特点和景观服务使用者半结构式访谈数据,提出了适用于九寨沟的景观服务指标体系。本研究方法以管理局工作人员、居民和游客等服务使用者作为参与式调研对象,分别就其需求和景观服务感知程度进行半结构式访谈,并利用GIS技术将数据空间位置和功能属性结合,得到九寨沟有3大类景观服务和17个相关指标,以及737个景观服务点。通过研究结果可知,当地村落建筑与众多景观服务指标（包括观鸟场所、野营旅游、民俗与节庆等13个指标）具有极强的空间关联性。同时,景观服务使用者感知的景观价值在空间上属于聚集分布形式,主要围绕着开放生态旅游的3条沟谷分布,并向外围扩散。其中景观服务的“高—高”空间聚集区主要分布在沟口等与人类需求密切联系的区域,而景观服务的“低—低”空间聚集区则主要分布在原始森林等与人类居住、活动相距较远的区域。综上,基于参与式制图方法建立的景观服务分类和空间分析,发现九寨沟景观服务的空间位置与使用者紧密相关,其景观价值的空间结构特征是服务使用者与环境长期互动的结果,该结果可以用来引导并进一步优化九寨沟的功能分区规划。