县域尺度下景观指数的粒度效应

  目的  尺度的合理确定是景观格局和生态研究过程的关键。研究县域尺度下景观指数的粒度效应,并计算景观指数的适宜粒度范围对分析景观格局变化具有重要意义。  方法  以2017年安徽省宿松县的景观分布图为数据源,从类型和景观水平分析了各个景观指数在20~500 m粒度范围内的粒度效应,并选取适宜的粒度范围;通过拟合函数揭示不同景观格局指数随粒度增大的变化特征;结合景观面积损失精度评价模型确定宿松县景观格局变化的最适宜空间粒度值。  结果  景观指数具有一定的空间粒度效应性,其中大部分景观指数的可预测性强,但景观总面积、平均面积分维数、平均形状指数、Simpson多样性、Simpson均匀度指数对空间粒度响应不敏感;景观指数的粒度效应曲线可分为单调递减、单调递增、无变化、复杂变化4种类型;景观指数的拐点主要集中在70和200 m;在景观水平下景观指数粒度效应曲线拟合后的函数主要为幂函数,且拟合程度高。  结论  宿松县景观格局变化的适宜粒度为100~110 m,最佳粒度为100 m。图3表1参27     

景观格局指数的粒度效应——以沈阳城市森林为例

基于沈阳市2006年QuickBird卫星影像,以城市森林为对象,从景观和斑块类型水平研究了25个常用景观格局指数在细粒度范围(粒度边长＜30 m)的粒度效应.结果显示:(1)25个指数随粒度增加的响应可分为3类:单调上升或下降、u型或n型变化和无规律变化.(2)5种城市森林类型对景观格局指数的粒度效应表现出2种趋势:以小斑块为主的附属林和道路林随粒度增加斑块数量急剧减少,相应指数变化幅度较大;以大斑块为主的风景游憩林、生产经营林和生态公益林,景观格局指数对斑块数量变化不敏感,但随粒度增加斑块面积增加,引起面积加权平均斑块面积和有效格网大小等指数较大变化.(3)通过景观格局指数尺度检测图的拐点,沈阳城市森林景观格局分析的适宜粒度为5 m.     

基于最佳分析粒度的农村居民点空间格局分析——以万年县为例

提取2018年万年县土地利用变更数据中的农村居民点数据为源数据,依据不同的空间粒度划分为15种农村居民点空间格局,然后选取12个景观指数进行计算,分析农村居民点景观指数的粒度效应,从而确定适宜粒度的范围及最佳分析粒度。在最佳分析粒度效应下,以万年县各乡镇为研究单元,定量分析万年县农村居民点空间分异特征。研究表明,农村居民点景观指数具有明显的粒度效应,综合各个景观指数的第一尺度域,确定万年县农村居民点空间格局分析的适宜粒度范围为30～50 m,最佳粒度为50 m。万年县农村居民点整体布局相对混乱,各乡镇存在较大差异,整理潜力较大。     

基于DEM的重庆市北碚区土地利用格局地形分布特征分析

以研究区DEM与2015年土地利用矢量数据为基础数据源,对影响土地利用格局地形分异的坡度、高程因子进行提取与分析。结果表明:北碚区地形坡度在0~59.4626°范围变化,且土地利用景观面积随坡度的增加呈大体增加趋势;高程变幅为200~1250m,但土地利用景观主要分布在300~500m、500~1000m,地形以山地、丘陵为主。研究区土地利用景观类型空间分布较为复杂,但应注重适宜坡度和海拔下未利用地的合理开发程度。通过对北碚区坡度、高程因子下的土地利用格局空间分异特征的分析,为北碚区合理利用土地资源提供科学指导。     

县域尺度下不同时序茶园景观格局指数的粒度效应分析

[目的]研究县域尺度下不同时序茶园景观格局指数的粒度效应及适宜粒度范围对揭示茶园景观格局变化及驱动机制具有重要意义.[方法]基于2002—2018年雅安市名山区土地利用现状调查数据,从斑块类型水平分析景观格局指数在10～300 m内的粒度效应确定适宜粒度范围,结合景观面积损失模型确定雅安市名山区茶园景观演变的最佳粒度....     

湄潭县城规划区景观指数的粒度效应分析

基于贵州省湄潭县2010年航拍遥感影像与2007年的TM(thematic mapper)图像,利用ArcGIS 9.3软件、Fragstats 3.3和SPSS软件,选择了15个景观指数,分析了湄潭县景观指数随粒度变化表现出来的粒度效应,并对景观指数的曲线拟合函数进行了分析与计算.结果表明:在选取的粒度范围内,随着粒度大小的变化,大多数景观指数都表现出明显的粒度效应,说明景观指数对粒度具有尺度依赖性.选取的15个景观指数的粒度效应可以分为总体上升、平稳降低后稳定、波动降低、波动降低后稳定和不规则变化5种情况.另外,数据源分辨率的大小对景观指数的粒度效应也有一定影响.部分景观指数随粒度变化响应的曲线分别可以用线性函数、二次函数、三次函数、反函数、幂函数和对数函数进行拟合.对于湄潭县而言,利用航拍遥感影像进行景观指数分析的适宜粒度范围是2-10 m,利用TM图像进行景观指数分析的适宜粒度范围是55～65 m;建议选取高分辨率影像数据对该研究区的景观格局特征进行分析.     

空间粒度变化对土壤景观格局指数影响的定量分析

基于巢湖流域土壤类型图,使用ArcGIS 10.1和Fragstats 4.2,并选择5个景观格局指数,研究了巢湖流域景观格局指数随空间粒度的变化趋势,并且计算了变异系数。结果表明:巢湖流域土壤类型图最适合进行景观格局分析的空间尺度范围在30~60 m。     

基于样线法的景观异质性的尺度效应研究——以甘肃省临夏市为例

【目的】分析研究甘肃省临夏市景观格局异质性的尺度效应.【方法】在GIS支持下,以土地利用现状图作为基本信息源,应用平均信息量、初始信息量、终止信息量、聚合信息量等一些基于样线法的指标对景观异质性的尺度效应进行分析研究.【结果】农业用地为研究区景观结构的基质;廊道包括交通用地和水体;其余景观组分均为斑块.随着观测尺度(粒度)不断增大,各景观组分的信息量指标均呈现出逐渐减小的趋势,具有明显的尺度依赖性.在较小的观测粒度下,各景观组分的参数差异较大,当观测粒度大于608m时,景观组分的空间分布开始趋于均匀,景观异质性的尺度效应不明显.【结论】608m为样线法研究景观格局粒度效应的有效粒度.     

基于遥感数据的常州市植被景观连通度研究

基于适宜分析尺度从景观格局和空间自相关两个视角,以长三角地区中心城市常州市为研究对象,利用2010和2015年两期遥感数据,对16种空间粒度序列下景观指数的粒度效应进行分析,在最佳粒度的基础上利用移动窗口法结合景观指数和空间自相关,探讨连续植被斑块的空间分布动态,全面探索城市植被的景观格局与生态过程,及其连通度变化趋势...     

基于最佳分析粒度的临川区土地利用景观格局梯度分析

以江西省抚州市临川区为研究区域,对其2015年的土地利用景观格局梯度变化进行了分析。粒度选择建立在景观的粒度效应分析和信息损失评价法基础上,再运用缓冲区梯度分析方法将临川区划分为21个梯度带,选取6个指标对这21个梯度带的景观格局进行分析。结果表明:(1)40 m的粒度大小可用于研究区景观梯度分析,在该粒度下,既能保留梯度特征又不使景观指数出现较大波动;(2)运用缓冲区梯度分析方法,能更精细地分析和反映研究区内景观格局特征;(3)临川区景观梯度带可划分为3个大的景观梯度区,第1梯度区为梯度带1~4,城乡建设用地占主导优势;第2梯度区为梯度带5~10,该区域主要景观为耕地;第3梯度区为梯度带11~21,以林地为主导土地利用类型。     

塞罕坝地区植被景观格局时空尺度效应

为探讨植被景观格局时空尺度效应,运用随机森林分类方法解译塞罕坝地区3期(1989、2000和2016年)遥感影像,并利用简单聚合法将景观类型栅格数据进行空间粒度上推,计算基于斑块类型水平和景观水平的景观格局指数;采取尺度图谱分析不同时空尺度草地、天然次生林、灌木及人工林等植被类型的景观尺度效应,通过信息熵模型确定了景观格局分析的最佳空间粒度。结果表明:(1)4种植被景观在空间尺度上具有相同的变化特征,而在时间尺度上表现出不同的变化趋势;(2)不同景观指数对时空尺度的响应结果不同,边缘密度、斑块密度、景观形状指数、聚集度指数及蔓延度指数在时空尺度上具有较强的尺度效应,且90 m为研究区植被景观格局的最佳分析粒度;(3)草地、天然次生林在1989—2016年期间,破碎化程度增加,对研究区的生物多样性造成威胁。     

大城市边缘区景观破碎化空间异质性——以北京市顺义区为例

探索大城市边缘区景观破碎化格局及其空间异质性特征,有助于把握景观动态的变化机制及其生态问题。以北京市顺义区这一典型大城市边缘区为例,基于土地利用分类数据,采用有效粒度尺寸方法,对1992年、1999年和2009年景观破碎化空间变异进行了地统计学分析,主要包括尺度依赖性、空间异质性、空间格局及其生态过程的分析。研究结果表明:1)景观破碎化空间变异具有明显的尺度依赖性特征,由空间自相关部分引起的空间异质性较高;1992年和1999年景观破碎化空间总变异相对缓和,2009年空间总变异强烈;通过不同尺度上的异质性对比,选取1000m幅度作为研究区景观破碎化的空间异质性分析较为适宜。2)景观破碎化空间异质性表现出明显的上升趋势,土地利用斑块破碎化不断加剧,其中1999-2009年间的表现尤为强烈。3)景观破碎化高值区呈现出由东部向西部转移的态势,并且其空间布局具有集聚性与分散性的显著特征,空间上相似属性聚集与相异属性聚集的空间格局十分突出。4)景观破碎化空间自相关作用主要来自高强度社会经济活动的影响,并表现出明显的区位特征。该研究结果可为土地、城镇规划以及景观生态建设提供参考。     

韶关市土地景观格局动态变化分析

运用遥感和地理信息系统技术,选择斑块数、香农多样性指数、形状指数、比邻指数等多个景观指数,基于300 m粒度值,分别从类型水平和景观水平两方面分析广东省韶关市1993年、2004年土地景观格局动态变化情况。结果表明,韶关市林地景观受到侵蚀分割,水域景观较为稳定,耕地景观的移入率和移出率较高,建设用地处于分散化的非平衡过程中,整体景观异质性和破碎化程度增强。     

马尔科夫模型在合肥市景观格局动态模拟及预测中的应用

以1985年和1995年的合肥市土地利用现状图为基础,利用GIS软件Arcview,分别采取5 m2和10 m2 2个不同粒度,确定出合肥市1985～1995年间的面积转移矩阵和转移概率.依据马尔科夫(Markov)模型,利用Matlab软件,以10年为一个步长,对合肥市景观格局动态进行了模拟与预测,并与实际值进行比较.结果表明,预测值与实际值吻合程度较高,方差小.按照一级土地分类,可以应用马尔科夫模型预测土地景观类型动态变化.用5 m2粒度分析得到的结果优于10 m2粒度分析得到的结果.用此方法在5 m2粒度下对合肥市的景观格局做出模拟和预测,为合肥市土地资源可持续利用和环境保护提供依据.     

基于InVEST模型的杭州市典型年份年产水量时空变化特征及其影响因素

  目的  自然因素和土地利用变化是引起生态系统服务改变的两大驱动因素。研究年产水量时空变化特征及两大驱动因素对年产水量的影响,对维持或提升城市水源涵养、保持水土具有现实意义。  方法  以浙江省杭州市为研究对象,采用景观格局分析、空间梯度分析、相关性分析等方法,综合应用InVEST、ArcGIS、Fragstats、SPSS等工具,识别杭州市土地利用和气象因子变化特征,评估并分析年产水量时空变化特征及其与气象因子、景观格局指数的相关性。  结果  2000—2015年杭州市年产水量呈先下降后上升趋势。在空间上表现为东北高、西南低,随着远离城市中心先增大后减小,于10 km处达到最大值。建设用地的产水量最大。2000—2015年杭州市土地利用变化最剧烈的是耕地与建设用地之间的转化。景观总体呈现更强烈的破碎化和异质性趋势,在距离城市中心10~20 km处达到峰值。年降水量先降低后升高,年均气温波动上升,年实际蒸散量处于波动状态。离城市中心50 km内年降水量变化不显著,年均气温显著下降,年实际蒸散量先减小后增大。杭州市年产水量与气象因子的相关性大于其与景观格局指数的相关性,其中与气象因子中降水量正相关性最强。  结论  气象因子的变化是引起杭州市年产水量变化的主要因素,但景观格局的影响仍值得关注。距离城市中心10 km处是年产水量变化的拐点。图4表7参34     

基于RS和GIS的近代黄河三角洲土地利用/覆被变化

根据1986、1996和2001年TM影像和研究区1980年地形图,利用RS和ARC/INFO进行解译,得到研究区3个时相土地利用图,在此基础上分析黄河三角洲地区1986-1996和1996-2001两个时期土地利用和景观格局变化.结果表明,黄河三角洲土地利用变化是显著的,既有面积变化,又有空间格局的转换,面积变化和空间变化不同时段特点有共性也有特性;土地利用/覆被变化是自然因素和人为因素综合作用的结果,其中人为干扰是变化的主导因素.     

洋河小流域土地利用景观空间格局垂直变化

以洋河小流域为研究对象,在地理信息系统软件MapGIS和arcview3.3以及景观格局分析软件fragstats的支持下,选取斑块类型面积、分形维数、多样性、均匀度、优势度、蔓延度、散布与并列等指标,对洋河小流域土地利用与景观格局的垂直变化进行研究.结果表明,洋河小流域的土地利用结构呈现出明显的垂直变化规律.各种土地类型的绝对数量在区域的低海拔段占绝对优势,随着海拔的升高,耕地、水域所占本高程带的百分比呈上升趋势,而林地和未利用地则呈相反趋势.园地呈现先升后降趋势,建设用地基本维持不变.土地利用影响景观格局的变化,景观格局同样呈现出明显的垂直分异规律.林地、未利用地和园地的分形维数呈现随海拔升高而增加的趋势,而建设用地呈现相反趋势.由于人类干扰程度的不同,多样性指数和均匀度指数呈现先升后降,优势度指数呈现先降后升的趋势.这与蔓延度指数与散布和并列指数所体现的景观类型的团聚程度和混杂情况的变化规律相一致.     

基于遥感与GIS技术的升金湖地区景观格局动态分析

根据1987,1998和2004年TM影像和研究区1980年地形图,利用RS和ARC／INFO进行解译,得到研究区3个时期土地利用图,在此基础上分析升金湖地区1987～1998年和1998～2004年两个时期土地利用和景观格局变化。结果表明,升金湖地区土地利用变化是显著的,既有面积变化,又有空间格局的转换,面积变化和空间上变化不同年段呈现特点有共性也有特性;土地利用变化是自然因素和人为因素综合作用的结果,其中人为干扰是变化的主导因素。