基于GIS/RS的滨海湿地景观格局多尺度分析——以辽宁省大洼县为例

以辽宁省大洼县滨海湿地为研究对象,基于GIS技术,采用2000、2009年两个时相ETM／TM影像数据,选取了斑块类型水平和景观水平上有代表性的27个景观指数来定量研究滨海湿地景观格局的多尺度特征,分析了两个时间尺度上8种空间粒度的滨海湿地景观指数的尺度规律与景观格局的时空分异。研究表明：大洼滨海湿地的斑块密度（PD）、斑块数（NP）和蔓延度（CONTAG）等指数与空间粒度有很明确的函数关系（幂／对数函数等）,可预测性强;最大斑块指数（LPI）、最大形状指数（LSI）等总体呈增大趋势,但无明显函数关系;而Shannon多样性、均匀性指数（SHDI、SHEI）等则无空间粒度变化效应。2000～2009年,斑块类型百分比（PLAND）、景观分维数（FRAC_MN）等指数在增大,Shannon多样性（SHDI）等指数减小。说明了人类活动对大洼滨海湿地景观格局的干扰明显．景观破碎度增加,总体湿地景观结构向简单化方向发展。2000、2009年两个时相的重要景观指数斑块数（CA）、边界密度（ED）、聚集度（AI）等与空间粒度呈相似的函数关系,具有较好的预测性。     

城市景观格局动态及空间自相关研究——以郑州白沙组团为例

新型城镇化背景下,大都市区的城市融合区域成为发展重点,其景观格局动态研究具有重要意义.基于遥感影像,应用景观指数、空间统计学、网格分析法等方法,分析了2007-2018年郑州白沙组团景观格局时空变化及空间自相关动态特征.研究表明:(1)整体景观破碎化加剧,多样性提升,连通性降低.斑块面积比中农用地虽然保持最大值,但减小幅度最大,建设用地增长较快,绿地和水体增幅不大;(2)总体上各指数的Global Moran's I都大于0,景观多样性、景观破碎度及农用地、交通用地的空间正相关性随时间增强. 2018年1.5 km×1.5 km尺度上景观破碎化和多样性的空间正相关性较高,高值区聚集现象突出;0.5 km×0.5 km尺度上水体的空间正相关性最高,绿地的高值聚集区域较多;(3)聚集特征逐渐呈南北差异:南部建设用地的斑块面积比、交通用地的斑块面积比和绿地的斑块面积比(PLAND)、边缘密度(ED)、景观破碎度(SPLIT)和景观多样性(SHDI)指数高值区聚集,是景观整合与重构的主场地,北部逐渐成为农用地集约发展地,蔓延度(CONTAG)指数高值区聚集;(4)规划政策等人为因素驱动着景观格局的改变,研究区存在绿地、水体发展滞后、景观破碎化区域广等问题,建议南部要加强绿色网络体系的发展,北部要提高农用地保护水平,禁止建设用地无限制扩张.     

基于GIS的海口市景观格局梯度分析

以海口市为研究样区,基于RS和GIS技术,采用景观格局和缓冲区梯度带分析相结合的方法,研究海口市景观格局空间分布和梯度变化特征。结果表明,全市以乔木林和农地景观为主,从主城区向外,沿着缓冲区梯度带,其景观面积比例和边缘密度均呈现出下降的趋势,而不透水表面和草地景观格局则表现出相反的状态,且都在第3区以后趋于稳定。在城市外缘5~15km的城乡融合区域是城市地表覆被变化最为激烈的地带,呈现斑块形状多样、复杂、破碎的分布格局,景观多样性很高。研究认为,城市化和人为干扰是影响景观格局空间梯度分布差异的重要因素。     

基于RS与GIS的徐州市区绿地景观格局分析

基于RS与GIS,结合遥感航片影像对徐州市绿地景观格局进行分析,用梯度分析法研究其城市中心与城市边缘的景观格局梯度差异。结果表明：徐州市区以公园绿地和其他绿地类型为主,由于受城市化进程以及人为规划的影响,城市绿地破碎化程度严重,绿地斑块类型的形状总体比较简单,不利于城市生物多样性的维护和建立;不同景观指数沿样带梯度表现出差异性,城市边缘区的景观多样性和破碎度总体低于城市中心,对城市边缘区与城市中心区的斑块形状研究说明,在一定范围内城市中心区斑块形状更趋于规则。     

不同空间尺度下景观格局对人为干扰度的响应——以浙江金义新区为例

基于Landsat TM遥感数据,提取研究区域的土地利用数据,并利用ArcGIS 10.3中渔网工具分别创建不同尺度的评价单元。分别计算每种尺度下的景观格局指数,构建人为干扰强度指标,通过Pearson相关分析来探讨不同空间尺度下景观格局指数对人为干扰度的响应,研究金义都市新区的景观指数在不同空间尺度下对人为干扰度做出的响应。结果表明:①人为干扰强度空间分布表现为四周低,中间高。②斑块密度(PD)、香农多样性指数(SHDI)、香农均匀度指数(SHEI)与人为干扰度呈正相关关系;蔓延度指数(CONTAG)、景观聚集度指数(AI)与人为干扰度呈显著负相关。③在探讨评价单元的空间尺度时发现,景观指数与人为干扰度的相关显著性表现不同,具体表现在:AI在空间尺度为2 000 m时,显著相关。而PD、CONTAG、SHDI及SHEI在空间尺度为4 000 m时,与人为干扰度的显著相关,说明人为干扰度与景观格局指数之间的响应存在空间尺度差异性。④在处于发展初期的区县尺度下进行景观格局指数与人为干扰度相关性分析时,发现选取评价单元为4 000 m时,得到的相关性和显著性结果较好。     

基于空间采样的城市景观格局梯度分析——以成都市中心城区为例

通过空间网格采样的格局指数在景观水平上定量并图示化分析了成都市绕城高速以内区域的城市景观格局特征和城乡景观格局差异。结果表明,成都市的圈层式发展特点能够通过空间采样的格局指数进行量化,并且不同的指数从不同的方面表现了成都市景观格局在城乡梯度上的差异。除表现景观形状特征的指数不太规则外,在城乡梯度上平均斑块面积、斑块密度、边缘密度以及聚集度均表现出逐渐上升或下降的单调变化趋势,而最大斑块指数、分割度和Shannon多样性指数均由于城乡交错带的影响表现出非单调变化趋势。     

城镇森林视觉景观异质性对美学质量的影响

北京市海淀区东升镇各大高校内以建筑为背景的城市森林景观十分丰富。结合样地实测和景观照片的分析,运用美景度（SBE）评价、主成分分析和聚类分析等方法,探讨了视觉景观异质性与美学质量之间的联系。结果表明:以建筑为背景的城镇森林视觉景观异质性与美景值呈显著负相关,基于视觉景观异质性和美景度将视觉景观分为3类:①高异质、低质量景观（类型Ⅰ）:视觉景观异质性最高,斑块密度（PD）,景观多样性指数（SHDI）,景观均匀度指数（SIEI）,分离度指数（SPLIT）,景观形态指数（SHAPE）,分形维数（FRAC）均最高,最大斑块指数（LPI）和连通度指数（CONTAG）最低,视觉景观连通性差、结构不稳定,构景因子的植被比例（VE）和植被建筑比例（R）最低,建筑比例（BU）最高,形状和边界的复杂主要体现在硬质要素（建筑和道路）上,整体美学质量差,可观赏性不高;②中等异质质量景观（类型Ⅱ）:视觉景观异质性中等,整体稳定性、连通性、建筑和植被比例均中等,SHAPE和FRAC最低,景观美学质量仅次于类型Ⅰ景观;③低异质、高质量景观（类型Ⅲ）:视觉景观异质性最低,PD,SHDI,SIEI,SPLIT及BU最低;LPI,CONTAG及VE和R最高且SHAPE,FRAC与景观Ⅰ相似,整体稳定性强,连通性高,植被丰富,植被斑块边界和形状富有一定的变化,公众喜好度最高。由此可见,随着视觉景观异质性增强,城镇森林的美学质量显著下降,而增加视野中的植被可提高美景度,相反,增加建筑比例则会降低美景度。     

1990—2020年于桥水库流域景观格局时空演变及驱动力

景观格局时空演变是土地利用变化最直观的表现形式,剖析流域景观格局变化及其驱动力,对流域土地利用管理及水质保护具有重要意义。以于桥水库流域1990、2000、2010年和2020年4期土地利用数据为基础,采用半变异函数法和移动窗口法分析土地利用时空变化及其景观破碎度、斑块形状和多样性变化,并使用灰色关联法分析变化的驱动因素。结果表明,1990—2020年,于桥水库流域内城镇建设用地、农村居民点和林地的面积分别增加了588.89%、24.19%和0.83%,耕地、草地和水域面积分别减少了15.14%、5.96%和3.13%。1990—2010年,城镇建设用地大幅增长,耕地、草地等大幅减少。2010—2020年,城镇建设用地的增长速率放缓,林地开始增加。30年间,整体景观水平上,流域景观破碎度和多样性增加,景观斑块形状趋于复杂化。类别水平上,耕地及草地破碎化,景观斑块形状更加复杂。城镇建设用地斑块密度指数（PD）和最大斑块指数（LPI）增加,平均斑块面积指数（MPS）大幅下降。于桥水库周边和遵化市城区是流域景观格局变化的两个中心。流域内景观格局变化与人口密度、农村人口数、规模以上工业企业数及...     

基于尺度变换的碧塔海自然保护区景观格局分析

为更加深入地了解碧塔海自然保护区的景观格局特点及其尺度效应,制定更有效的生物多样性保护对策,为更好地进行生物多样性保护提供参考。基于2006年森林资源二类调查的小班空间属性数据,利用ArcGIS作为空间分析工具,借助地统计半变异函数理论,对4个尺度下香格里拉碧塔海自然保护区的景观多样性与斑块密度的空间变异进行分析。结果表明：在400、800、1200、1600 m 4个尺度下,景观多样性指数SHDI的块金值与基台值之比C0/（C＋C0）值为0.48287～0.78522,且随着尺度的增加不断减小。斑块密度的块金值与基台值之比C0/（C＋C0）由0.76592减小到0.65408,块金值C0随着尺度的增加而增大,当尺度为1600 m时,块金值C0骤降,不符合半变异函数的规律;1200 m为研究区景观格局研究的最优尺度,在该尺度下碧塔海自然保护区景观多样性指数呈环形分布,由最高值所在的保护区西部区域向边缘逐级递减;斑块密度最高值分布在保护区中部偏北地区,并以该区域为中心,向区域边缘逐级递减;整个研究区SHDI与PD分布较均匀,不存在两极化。     

基于RS与GIS的顺昌县景观格局时空分异研究

为了从时间和空间上对顺昌县景观格局进行分析,寻求产生其景观格局演变的内在机制,为顺昌县景观规划提供科学的决策依据,运用遥感(RS)、地理信息系统(GIS)技术,结合景观分析软件Fragstats 3.3,选取5个景观指数——斑块密度(PD)、分形维数(PAFRAC)、聚集度指数(AI)、多样性指数(SHDI)及均匀性指数(SHEI),从3、6、9 km三个尺度对顺昌县进行了景观格局分析。结果表明:林地在研究区景观中一直占据主导地位,其中阔叶林面积增加,针叶林面积减少,未利用地面积明显减少,建设用地显著增加;SHDI指数具有明显的尺度依赖性,随着尺度增加,随机部分引起的空间异质性占总空间异质性的比重减小;不同尺度下,研究区SHDI的最高值均出现在西南部,并由西南部向外呈现出依次降低的环状扩展模式。1992-2007年间,顺昌县提高土地利用率,建筑面积的增加对生态环境的控制作用开始凸显,因为人类活动的影响,建筑用地附近景观较破碎,SHDI空间分布不平衡。     

苏州环太湖地区土地利用景观格局变迁分析

基于遥感和GIS技术研究城市化过程中的土地利用及景观格局变迁,深入理解变化的内在动力机制,是满足区域人地协调发展的需要。以苏州环太湖地区为例,采用1986、1998、2003年TM数据,通过解译获得土地利用格局变化信息,进而对太湖生态保护岸线进行缓冲区分析,计算最大斑块所占面积比例(LPI)、斑块数量(NP)、斑块密度(PD)、面积斑块分形指数(FRAC_MN)、香农多样性指数(SHDI)、香农均匀度指数(SHEI)、蔓延度指数(CONTAG)7种景观指数,分析土地利用及景观格局变迁,为区域规划调控提供依据。结果表明:建设用地和耕地是区内主要的用地类型,其面积比例普遍超过60%,建设用地在不断增加,并且1998年以后增加的幅度变大;景观总体格局遭到破坏,建设用地增加所导致的最大斑块面积比例不断上升,斑块数量减少,斑块密度下降,景观均匀度降低。     

海口市热力景观时空格局与分异特征

  目的  了解海口市热力景观的时空演变特征,缓解快速城市化引起的城市热环境问题。  方法  以2000、2005、2010、2015和2019年共5期Landsat遥感影像为数据源,采用单窗算法反演地表温度研究热环境时空演变;基于地理信息系统(GIS)平台,结合地统计学和景观格局指数法定量分析城市热岛时空分异特征。  结果  热岛强度等级面积曲线符合正态分布特征,其中较弱冷岛、弱冷岛和弱热岛斑块始终占主导格局;热岛等级中心集中区由西海岸分别向江东新区和西南老城方向扩散转移。温度剖面分析可知:中心城区始终是“高原”区,工业区、美兰机场区域多“高峰”值,大面积水域、林地处通常出现“谷”值。2000?2010年高温区扩张快,热岛斑块不断缩小,大型斑块逐渐分解,斑块形状愈加复杂,热岛效应不断增强;2010?2019年扩张慢,热岛斑块不断扩张,小版块逐渐连接成片,斑块形状变化趋于平稳,热岛效应不断减弱。研究期间,同类别热力斑块连通性始终较高。  结论  海口热力景观演变与城市不同发展阶段相对应,基于等级理论的热力景观格局指数分析,有助理解热力景观的时空演变趋势,为生态可持续城市发展规划提供理论依据。图7表3参20     

城市化对水域景观格局的时空影响

使用武汉市城市圈Landsat TM(1987、1995、2000、2005、2011年)五期遥感影像,采用机器和目视解译相结合的方法得到土地利用信息,进而提取水域信息,分别从区域和市域尺度上探讨了武汉城市圈1987-2011城市化过程中水域景观格局的变化机制,对水域景观格局及其动态变化进行分析,探讨水域景观格局对城市化因子的时空响应。结果表明,在城市圈尺度上,城市化率、总人口、GDP以及建筑物面积等城市化因子均可以较好的预测水域景观格局的变化,但水域景观总面积与城市化因子的相关性较弱;在市域尺度上,不同城市影响水域景观格局变化的城市化因子不同,且影响程度存在差异;在城市圈和市域两个尺度上,水域景观变化与城市化的关系均呈现出随着经济发展、人口增加、非农人口比例增高、以及建设用地扩张(城市化强度提高),水域景观面积先减少再增加,景观破碎度降低,稳定性增强,形状趋于规则,水域景观聚集度增加的趋势。     

典型旅游城市黄山市森林景观时空动态变化遥感分析

森林景观动态监测是识别森林生态系统内部功能与结构变化驱动机制的基础。以典型旅游城市和国家森林城市黄山市为例,以1988、1997、2006、2018年遥感影像为数据源,采用景观转移矩阵、核密度分析、景观指数等方法对黄山市森林景观时空动态变化特征进行分析。结果表明:1）森林景观为黄山市主要景观类型,有林地为优势景观,1988-2018年,有林地面积占比逐渐上升;空间上形成林地亚类镶嵌分布格局;不同年份林地亚类转移以有林地与疏林地之间相互转移为主。2）不同年份海拔与森林覆盖率呈正相关;黄山市大多数乡镇森林覆盖率在75%以上,森林覆盖率<50%的乡镇聚集在以屯溪区、徽州区为核心的中部偏东南区域;1997-2006、2006-2018年林地变化核密度密集区分布广泛,而1988-1997、1988-2018年林地变化分布较为聚集。3）景观水平上,1997、2006年聚合指数呈下降趋势,景观分裂指数呈现升高趋势,景观破碎度增加。类型水平上,有林地1988-2006年破碎度增加,2018年有所下降;疏林地较有林地破碎度更高,且斑块边缘形状复杂化;灌木林地斑块密度较小,斑块凝聚度林地景观类型中最低,分离度最高,1997年后分布区域破碎化、零散化;近30 a非林地中建设用地斑块密度、景观形状指数呈下降趋势,分布更加集聚。多期森林景观时空变化分析可为黄山市森林资源保护提供理论基础。     

粒度效应对城-乡过渡区景观格局分析的影响

以TM遥感数据为数据源,应用地理信息系统技术,对哈尔滨市区至帽儿山天然次生林区之间的过渡区域进行了景观格局分析,选取的景观空间格局度量指标包括：景观边缘密度、平均分维数、景观多样性、均匀性。比较了不同粒度对景观格局指数计算结果的影响,结果表明：景观多样性与均匀性对粒度效应反应不敏感;景观边缘密度、平均分维数都具有随着空间粒度的增加而明显变小的趋势,是对粒度效应比较敏感的参数。但在不同粒度下,依靠景观边缘密度、平均分维数计算的城-乡景观格局梯度的变化趋势基本没有改变。     

快速城市化影响下超大型城市景观生态格局演变特征分析

针对超大型城市建设对景观生态格局及其变化定量研究的应用需求,基于多时相遥感变化监测和格网划分方法,结合景观指数对北京景观空间格局及动态变化进行定量分析,同时探究城市化对城市景观影响的阈值效应。结果表明:1)2000—2015年,由于北京城市化水平逐渐提高,导致建筑用地增加了56%,斑块破碎程度较低;而城市耕地及绿地景观有所减少、斑块分布不均,破碎程度上升;2)空间格局方面,由于建筑用地的覆盖及彼此间的高度连接,使城区景观破碎程度明显低于城郊,景观多样性水平呈下降趋势;3)回归分析表明城市化对城市景观破碎度有显著影响,相关系数达0.84,具体表现为倒U关系,即景观破碎度随城市化水平的提高呈先上升后下降的关系,城市化水平在51%～53%时达到峰值。     

焉耆绿洲景观格局变化分析

对焉耆绿洲近30年3期遥感数据（1973年MSS．1990年TM，2000年ETM）应用遥感与地理信息技术进行解译和拓扑后，在fragstats景观格局分析软件中，计算出不同时期景观指数，根据计算结果从类型水平和景观水平上进行了分析，分析认为，人类活动对焉耆绿洲景观格局尤其是天然植被和耕地有很大影响，耕地面积在近30年问增长了增长120％。2000年耕地已经成为面积最大的景观类型，其最大斑块指数，达到16．24％。天然植被斑块密度由1973年0．0213增大到2000年0．0505，斑块数从120增加到284个，面积减少了68％，破碎化程度提高，在空间上趋于离散。1973～1990年，城镇面积增加了373．95％。1990-2000年又增加了38．36％，近30年问城市和农村居民点的斑块数增加了65个。博斯腾湖周边的芦苇沼泽地，1973～1990年，面积减少了17．52％．1990～2000年，又恢复了14．80％。从景观水平上整个研究区的斑块数在增长，平均斑块面积在减小，这3个时期的斑块密度分别为0．098，0．135，0．158，斑块密度的提高表明了斑块破碎化增加。香农多样性指数值在1990年上升到1．96后又在2000年下降到1．93，绿洲整体的异质性和多样性在1990年上升2000年下降。     

闽江口琅岐岛景观空间结构特征分析

基于RS和GIS技术,运用景观生态学原理,选取最大斑块指数、景观形状指数、边界密度、斑块分维数、破碎度指数、景观多样性指数、优势度指数、均匀度指数等指标,分析了闽江口琅岐岛景观空间分布和空间结构特征,探讨了该地区人类活动与景观结构之间的关系.结果表明:琅岐岛区域整体空间构架表现为环带组合形式;在景观要素上,农业景观共有5203.89 hm2,占总面积的78%,是该区的本底,在控制景观整体结构、功能和动态过程中起主导作用;林地具有最大的斑块面积,耕地景观要素边界密度最大,破碎化程度较高;景观多样性指数为1.5745,景观优势度和均匀度数据表明少数景观要素控制着整个景观;该区景观整体破碎度为0.0035,其景观整体较为完整,无明显破碎化现象.