基于移动窗口法的库尔勒市土地利用景观格局特征分析

绿洲城市是干旱区人类生产和生活的中心,作为绿洲城市,库尔勒市人地关系同样敏感。了解土地利用景观格局的时空演变对于改善该区域的人地关系与生态安全、促进高质量发展具有重要意义。运用景观生态学原理,根据各类景观参数从景观水平与类别上分析库尔勒市土地利用景观格局并用地理探测器模型来分析驱动力。结果表明,1)未利用地依旧为景观的基质。2)景观类型的转移特征在景观面积与类型间的转换上有较显著的时空变化。3)PD、NP、DIV、SHDI和SHEI逐渐增加;CONTAG减少,城郊的破碎化程度均呈持续增大趋势,人类活动影响不断增强,城市化水平提高,库尔勒市处于高速发展时期。4)影响库尔勒市土地覆被/土地利用时空变化分异的主导影响因子是归一化植被指数(NDVI),其贡献率最高;在交互因子探测结果中,NDVI与降水量与气温共同作用时,呈现双因子增强,解释力最大。气温年平均变化与降水量在总体上处于波动上升的阶段,这对提升绿地林地面积以及进行进一步的生态修复都产生了积极的影响。景观破碎化格局的研究利于领会大城市快速成长阶段的景观格局变化规律,为城市生境保护,生态功能修复提供基础。

基于移动窗口法的肃州绿洲化与景观破碎化时空变化

以甘肃省酒泉市肃州绿洲为例,以1990、1999和2010年3期Landsat TM/ETM同月相数据为数据源,基于Arc GIS与Fragstats软件,采用移动窗口法、转移矩阵和景观指数等开展绿洲化与景观破碎化的时空变化研究。结果表明:(1)肃州绿洲化过程主要表现为绿洲面积变化和内部土地利用类型之间的转化。绿洲面积变化以耕地、草地和城市建设用地等的增加为主;绿洲土地利用类型转换主要表现为耕地内部变化、草地与未利用地,城市建设用地与未利用地之间的转换等。(2)景观破碎化程度整体上呈减缓趋势,其剧变区多集中于绿洲边缘的银达镇、三墩镇、黄泥堡乡和下河清乡等,景观破碎化在空间上表现为由绿洲内部向边缘区转移。(3)以草地为主的绿洲荒漠过渡带是绿洲扩张和景观破碎化的多发区,更是维持绿洲稳定和可持续发展的关键子区。研究可为绿洲景观管理和可持续发展提供科学依据。

基于移动窗口法的水电开发影响下景观格局梯度分析

基于GIS技术,利用移动窗口法对漫湾水电站建设前后上下游的景观格局改变进行梯度分析,这对于确定梯级水电开发的生态效应及影响范围具有现实意义。结果表明:1974—2004年30 a中,由于梯级水电站的建设,漫湾电站上下游河岸景观格局随与大坝距离的增加呈现不同的梯度变化,上游距离电站0～10 km内景观破碎化程度、景观多样性程度、景观丰富度最大,11～30 km内有所降低,31～38 km内由于上游小湾电站建设使景观格局所受干扰增强。通过上下游景观格局变化对比表明:0～10 km内,漫湾水电开发对大坝上游的景观格局的影响大于下游,下游10 km之外,景观格局的变化因素具有不确定性,退耕还林政策的实施对其影响很大。

基于移动窗口法的半干旱生态脆弱区景观破碎化及驱动力分析

为探究城镇化过程中半干旱生态脆弱区景观破碎化加剧的问题,以甘肃省广河县2011—2018年2期土地利用数据为基础,运用移动窗口法、样线法、灰色关联法,分析半干旱生态脆弱区的景观破碎化动态变化及其驱动机制。结果表明,2011—2018年耕地是广河县的基质景观,景观利用类型之间结构变化特征较明显。基于样线法确定最佳研究尺度为900 m,从乡镇尺度进行样带分析发现,乡镇集聚效应导致景观破碎化程度趋势表现为越靠近乡镇区域变化程度越大,而距离较远的丘陵山区则变动较小;从空间分布格局变化角度来看,景观破碎化整体上为递增趋势,其变化剧烈区集中于广通河谷与道路沿线周围乡镇,在空间上呈现带状延伸变化;广河县景观破碎化主要驱动力是政策和社会经济因素综合作用。通过灰色关联法分析发现,地区生产总值、人口数量、人均GDP总值、工业总产值和交通运输业产值等5个指标是导致景观破碎化加剧的主要驱动因子,气候因素的影响则低于社会经济因素。研究结果可为半干旱生态脆弱区生态环境保护与可持续发展提供合理依据。

基于移动窗口法的豫西山地丘陵地区景观异质性分析

研究典型区域景观异质性过程中,对特征尺度的判断尤为重要。基于3S技术,以豫西山地丘陵地区巩义市为研究区域,在分析其景观组分与结构的基础上,采用半变异函数和移动窗口相结合的方法,确定研究景观异质性的特征尺度,并在特征尺度下选取西北—东南方向和东北—西南方向两条样线,分析研究区不同干扰背景下景观异质性的空间特征。结果表明:豫西巩义地区总体上以旱地、建设用地、水浇地、草地和有林地景观类型为主,其中旱地所占比例最大(30.9%),沟渠所占比例最小(0.1%);根据特征尺度分析确定研究区巩义市景观异质性的合适尺度为1000 m;在特征尺度下,研究区景观破碎化以河谷平原和丘陵为主的巩义东部偏南区域最高,以人为干扰较少的南部低山有林地区最低,景观多样性分布特征则呈现4个聚集中心,分别为北部河谷平原农业区、城市建成区、南部低山区和东南丘陵区;不同干扰背景下,巩义地区景观异质性根据城市化程度呈现以市区为中心向外辐射发展的特征,同时受海拔高度因素影响较大,即在海拔200 m以下区域景观受人为干扰强烈,海拔200—500 m丘陵区域受海拔因子和人为干扰因子共同作用,海拔500 m以上区域海拔因子起主导作用。研究结果可为豫西山地丘陵地区及同类地区景观异质性的研究尺度、景观格局优化和土地的有效管理提供依据。

基于移动窗口法与ANN模型的澄迈林场森林景观研究

利用ARCGIS和Fragstats软件,基于移动窗口法和ANN模型,对澄迈林场森林景观进行研究分析模拟。结果表明:适宜的景观分析粒度为60 m栅格,最佳样方尺度为540 m;人工神经网络模型适合森林景观模拟研究,收敛效果理想。将ANN模型分析与移动窗口法结合,精确研究分析森林景观格局,为林场景观格局量化分析提供参考,为林场经营管理提供科学合理指导。

基于地统计和移动窗口法的坝上地区小尺度土壤盐分空间变异及其影响因素

采用原位测定法测定坝上地区典型河漫滩草地土壤盐分,分析不同深度土壤盐分含量的空间变异规律,并分别通过地统计和移动窗口法定量分析河流和微地形对小尺度土壤盐分空间变异的影响.结果表明:离水体越近,盐分值越大;土层越浅,盐分值越大;表层土壤盐分的变化大于底层;受人为扰动影响,土壤盐分与微地形呈低相关性;在地下水埋深较浅的地区,垄沟对盐分分布的影响相对较小.以移动窗口为基本单元可以使空间格局信息明晰化,为土壤盐分空间变异研究提供新途径.土壤盐渍化治理时要充分考虑水体、地形等因素的影响,对河流沿岸以及地下水埋深较浅的小高地等盐渍化易发区采用生物措施、工程措施及农化措施等方法进行重点防治.本研究结果可为小尺度土壤盐分空间变异影响因素的定量研究提供一定的参考,对坝上草原地区牧场土壤盐渍化问题的防治提供理论依据.

基于移动窗口法雄安新区湿地景观演变及其与人为干扰间的关系

湿地生态系统与森林、海洋并称为地球三大生态系统,是地球上最重要的生态系统之一。近些年来,随着人类活动与城市发展的影响,湿地生态系统安全受到巨大的威胁。开展湿地景观演变与人为干扰的关系研究,对雄安新区湿地生态环境的保护具有重要意义。本文利用20世纪80年代末(1980s)-2015年间7期土地利用数据,基于移动窗口法分析雄安新区湿地景观演变时空分异及其与人为干扰的关系研究。研究结果表明,1980s-2015年间雄安新区湿地景观时空格局发生了较大的变化。从时间上看,湿地面积整体呈现减少的趋势,湿地破碎化程度逐渐增加,斑块形状变化复杂,连接度减小;从空间分布格局看,2000年以后湿地景观斑块个数增加,中部和东北部湿地破碎度逐渐增加,从中部湿地核心区向边缘破碎度逐渐增加。1980s-2015年间雄安新区人为干扰度整体呈现减少的趋势,其中1980s-2000年间人为干扰强度在西南部和中部有所减弱;2000-2015年间人为干扰度呈现先增加后减少的趋势,新时期下由于湿地保护政策的实行,湿地发展转向低强度可持续利用发展阶段,湿地周边区域受建设用地扩张的影响,人为干扰度增强,人为干扰度与湿地分布具有良好的对应关系。

基于移动窗口法的海岛型城市景观破碎化及其驱动机制分析——以福建省平潭岛为例

海岛型城市景观破碎化时空演变规律分析,可以为海岛景观管理及生态城市建设提供科学依据。利用平潭岛2000、2009和2015年3期Landsat ETM+和SPOT_遥感影像数据及社会经济数据,基于ArcGIS10.2和Fragstats3.4软件,采用移动窗口法、转移矩阵、主成分分析等对平潭岛景观破碎化及其驱动机制进行研究。结果表明:(1)耕地和林地是平潭岛的景观基质,各地类之间变化主要表现为居住地和工矿交通用地的空间扩张。(2)15年间平潭岛景观破碎化的空间分布主要体现在中心商务区、科教文化区、海坛湾及坛南湾附近;在不同地类尺度上,工矿交通用地的斑块数和景观形状指数差值最大,最大斑块指数和聚集度指数最大的是居住地;在不同乡镇尺度上,中楼乡的斑块数和斑块密度差值最大,最大斑块指数负向差值最大的是幸福洋。(3)政策因素是平潭岛景观破碎化的根本原因;社会经济活动则对各景观类型变化产生直接影响。

基于移动窗口法的绿色基础设施时空分异研究——以四川天府新区及协调管控区为例

绿色基础设施(GI)可以为区域生态保护和恢复确定关键点,减小行政边界给生态网络完整性带来的影响,为区域景观生态保护决策提供重要参考。利用2010、2014、2019年3期Landsat遥感影像,以ENVI5.3、ArcGIS10.6、Frastats4.2为数据处理平台,运用形态学空间格局分析法、转移矩阵模型和基于标准法与移动窗口法的景观格局指数,对四川天府新区及协调管控区的GI时空分异特征进行分析。结果表明,2010-2019年研究区GI网络结构要素中近1/2的核心消失,多转换为结构连通性高的要素类型和非GI,连接桥呈现先减少后增加趋势;其中北部和西部的片区非GI增长更显著,而南部和东部的片区GI生态网络得到更有效保护。2010-2019年研究区GI斑块密度、面积加权平均形状指数、香农多样性指数呈上升趋势,最大斑块面积指数、蔓延度指数呈下降趋势,2014年后变化加剧;北部和西部的片区GI景观破碎化和多样性高于南部和东部的片区。以GI时空分异影响机理为切入点,提出各片区GI生态网络保护建议和协同合作策略。

基于移动窗口法的乌鲁木齐市建成区景观格局变化分析

为了对乌鲁木齐市建成区1990—2014年期间,城市景观格局的形成、分布规律与演变进行研究,以1990、2002和2014年3期Landsat TM/ETM+、OLI影像数据为数据源,获取景观类型分布信息;在Arc GIS与Fragstats软件的支持下,利用转移矩阵方法,获得景观类型转移空间分布信息,并通过移动窗口法,实现多种景观指数的空间化表达,实现对乌鲁木齐建成区景观破碎化时空动态和变化特征的深度分析。结果表明:1)近25年来,乌鲁木齐市景观类型的主要变化表现在各类景观面积的不断增加,以及各类景观相互转换;2)与1990—2002年间相比,2002—2014年间的城市化进程进一步加快,景观破碎化程度、异质性呈增强趋势,优势度呈降低趋势。该研究为乌鲁木齐市的景观管理与城市可持续发展提供科学、合理的参考依据。

基于移动窗口法的登封市景观格局时空演变分析

【目的】揭示城市景观格局时空演变特征,以期缓解社会经济与生态环境发展不平衡问题。【方法】运用土地利用数据,基于GIS和移动窗口法探究登封市土地结构变化的空间特征,并从破碎度、多样性、聚集性三个方面分析景观格局的空间异质性特征。【结果】结果表明:(1)城镇化过程中对耕地类型的影响最大;(2)根据各指数变化趋势,灌木林的空间异质性程度最大;建设用地复杂性加剧;林地斑块逐渐破碎化;草地和建设用地呈现逐渐聚集化;(3)景观格局空间异质性变化显示,南部和东部区域的变化较大,内部斑块的集聚效应下降,整个研究区的景观破碎化与多样性程度不断加剧。【结论】研究结果能够为登封市的生态环境保护和社会经济的协调发展提供参考依据。

基于移动窗口法的苗二河流域森林景观格局分析

基于移动窗口法,对2014年苗二河流域森林景观格局进行分析。结果表明:非林地和有林地为优势地类景观,面积大,斑块形状较复杂,分布广泛;无立木林地为劣势地类景观,面积小,斑块形状较规则,分布比较集中;森林景观适宜景观粒度为150 m;森林景观适宜窗口尺度为900 m。基于粒度效应、面积信息损失精度和移动窗口法对苗二河流域森林景观格局的研究,可为优化流域森林景观提供参考。

移动窗口法在生态移民安置区景观异质性研究中的应用——以彭阳县为例

在研究区域景观异质性时,特征尺度的选择尤为重要.文章以彭阳县2015年的遥感数据为数据源,利用ARCGIS、GS+、Fragstats等软件,采用半变异函数和移动窗口相结合的方法 ,确定研究区的特征尺度,并在该尺度下,选取了东北-西南和东南-西北两条样线进行景观异质性的空间梯度分析.得出以下结论:(1)彭阳县土地利用类型主要以林地、耕地和草地为主,三者面积所占比超过了90%,其中林地比例最大(39.597%),荒漠与裸露地表所占比例最小(0.012 2%).(2)景观指数在1 500 m左右时开始趋于稳定,说明1 500 m是彭阳县景观格局的理想分析尺度.(3)在特征尺度下,彭阳县南部河谷平原所在地,人为干扰剧烈,景观类型多样化,景观较破碎;中部黄土丘陵区,干扰次之;西南部土石质山地,人为干扰最小,生态环境良好.本研究结果可为生态移民安置区及同类地区景观异质性的研究尺度、景观格局优化和土地的有效管理提供依据.

顾及区域属性的不规则似大地水准面的移动窗口拼接方法

针对我国陆地区域似大地水准面具有不等精度性与不规则性特点,提出顾及区域属性的似大地水准面移动窗口拼接算法。采用我国西南某区域的似大地水准面进行拼接试验,验证该算法可行性与可靠性。结果表明,考虑区域属性可增强拼接区域中精度相对高的控制作用,有效削弱拼接区的系统偏差,拼接精度较优于拟合拼接的方法;同时,该算法模型严密、计算效率快。

基于移动窗口法和栅格数据的重庆市人居环境自然适宜性评价

以GIS为主要技术平台,采用移动窗口法,以250m×250m栅格为基本单元,通过选择地形、气候、水文、植被等自然因子,基于人居环境指数的自然适宜性评价模型,对重庆市人居环境自然适宜性进行相关研究,并揭示其地理特征和空间格局。结果表明：（1）重庆市人居环境自然适宜度介于0.255-0.821,西部高于东部,北部高于南部;（2）临界适宜区面积最大,占全市面积的34.53%;低度适宜区次之,占22.52%;高度适宜区居第三,占21.14%;中度适宜区占17.84%;不适宜区面积最小,仅占3.96%;（3）重庆市85.19%的人口分布在低度适宜及其以上的区域,相应面积占研究区面积的61.5%。实证表明,该研究结果可为重庆市人口空间布局的合理性、社会经济的可持续发展和方针政策的构建提供科学依据和重要参考。

交互移动窗口因子分析法(AMWFA)用于二维数据重叠色谱峰的比较分析

采用交互移动窗口因子分析法(AMWFA),通过挖掘两个体系中的选择性信息,获得了不同样本间的共有组分数,还同时得到了各物质对应的光谱或质谱信息.详细阐述了本法的原理和计算方法,并用一个模拟的GC-MS数据对方法进行了验证.

GC-MS与交互移动窗口因子分析法(AMWFA)用于3种陈皮挥发油成分的比较分析

将GC-MS法与新近提出的用于二维数据比较和解析的交互移动窗口因子分析法(AMWFA)结合,对3种不同原植物来源的陈皮挥发油成分的共性和差异性进行分析,并对重叠峰进行解析,总共分辨出138个峰,定性出78个峰,其中共有组分44个.

鼎药方枳白黄的GC-MS测定和交互移动窗口因子法分析

鼎药方是仅含3个单味药的方剂,是药对方基础上的又一种复方基本形式,比药对能更好地揭示复方的配伍机制,采用GC-MS法分离测定鼎药方枳白黄(FA-AM-RS)、单味药枳壳(FA)、白术(AM)和黄芩(RS)的挥发油成分,结合交互移动窗口因子法(AMWFA)对其共有组分进行比较分析,得到鼎药方及其3个单味药的纯色谱曲线和质谱图;用质谱库结合保留指数进行定性,采用总体积积分法进行定量。研究结果表明:鼎药方枳白黄、单味药枳壳、白术和黄芩分别定性出89,47,46和17种化学成分,分别占挥发油总体积的84.18%,92.64%,92.29%和80.99%;鼎药方与枳壳共有组分39个,与白术共有组分37个,与黄芩共有组分8个,其挥发油组分主要来自于枳壳和白术。

GC-MS和交互移动窗口因子法分析药对枳壳-白术挥发油成分

采用气相色谱质谱法分离检测药对枳壳白术及其单味药的挥发油成分;利用交互移动窗口因子法对其共有组分进行比较分析;用质谱库结合保留指数进行定性,并采用面积积分法进行定量分析。研究结果表明:枳壳、白术和药对枳壳白术的挥发油分别定性47,46和89个成分,占总峰面积比的92.64%,92.29%和83.10%;药对枳壳白术与枳壳、白术的共有组分分别为39和37个;药对挥发油的主要组分来自枳壳与白术,二者大约各占50%。