基于土地利用的三维景观格局指数变化分析

由于传统二维景观格局指数未考虑地形特征对景观格局指数的影响,为进一步研究地形结构对景观格局指数的影响,以重庆主城区为研究对象,利用ENVI5.2、ArcGIS10.5、Fragstats4.2平台,对重庆主城区不同城市化阶段的Landsat影像数据进行土地利用变化和三维景观格局分析。结果表明,2008-2018年研究区土地利用面积发生了较大变化,表现为林地和建设用地增加,耕地减少,湖泊与河流面积变化不大;景观格局变化主要表现为景观受人类干扰较强,随着城镇规划越来越合理,景观破碎度减少,景观异质性降低。通过对比二维景观格局指数发现,三维景观格局指数更能反映研究区的景观格局。

城市2D/3D景观格局对微气候影响效应研究

为研究城市景观格局变化对微气候的影响机制,研究采用移动观测、景观格局分析、数理统计等方法,定量分析郑州市景观格局在不同季节下对微气候的影响机制并构建相应的回归模型。结果表明:在冬夏季节下2D指标建筑形状指数(SMN)、建筑分形维数指数(FMN)与温度,湿度呈显著负相关,与风速呈显著负相关,其中冬季1 000 m内SMN与风速的相关性最高(R^(2)=0.733)。3D指标建筑容积密度(BVD)、建筑高度密度(BHD)与温度呈显著正相关,与湿度和风速呈显著负相关。其中夏季500 m内BVD与湿度的相关性最高(R^(2)=0.644)。说明SMN、FMN、BVD、BHD是2D/3D景观格局中影响微气候的重要指标。研究通过比较2D/3D景观格局的异同,得出三维景观格局对微气候的影响效应更大的结论。

二维与三维景观格局指数在山区县域景观格局分析中的应用

景观格局指数是景观格局分析中常用的定量分析工具,而传统二维景观格局指数却忽略了地形对景观的影响,在定量描述山区景观格局时可能存在一定局限.本文以典型山地丘陵区山东栖霞市为研究区,在地形结构分析的基础上,选择面积/密度(类型面积、平均斑块大小)、边缘/形状(边缘密度、景观形状指数、平均斑块分维数)、多样性(香农多样性指数、香农均匀度指数)、聚散性(聚集度)4个方面的8个景观格局指数,比较分析传统二维景观格局指数与三维景观格局指数对山区景观格局及其动态变化定量描述的差异.结果表明:三维类型面积、平均斑块大小和边缘密度与其相应二维指数差异显著,三维景观形状指数、平均斑块分维数、香农多样性指数和香农均匀度指数与其相应二维指数差异不显著,三维聚集度与二维聚集度无差别.由于采用斑块表面面积和表面周长计算三维景观格局指数,采用各斑块的投影面积和投影周长计算二维景观格局指数,所以在描述山区景观面积、密度、边界等指标时三维景观格局指数相对精确,但在测定景观形状、多样性和聚散性等指数时,则与传统的二维景观格局指数差异不显著.三维景观格局指数引入了地形特征,对景观格局及其动态变化的反映相对精确.

我国城市大气环境与周边区域二维和三维景观格局关系

城市内部的大气环境受到周边区域景观格局的剧烈影响,小尺度上大气污染状况与周边区域景观格局的关系研究对从城市建设角度减缓城市大气污染有着重要现实意义。本研究以2017年中国30个省会城市的266个大气污染监测站点的NO_(2)、SO_(2)、PM_(2.5)和PM_(10)年均浓度为因变量,选择监测站点周边3 km区域内的10个二维和三维景观格局指数(建筑物数量、建筑物聚集度、建筑物密度、不透水面比例、餐饮数量密度、建筑占地面积、建筑高层比、容积率、建筑面积和建筑物类型Shannon多样性指数)为自变量,利用增强回归树模型研究景观格局对4种大气污染物浓度的影响。结果表明:4种大气污染物浓度在空间分布上总体呈现出中部和北部城市明显高于东南沿海城市和西南部城市。NO_(2)、SO_(2)、PM_(2.5)和PM_(10)浓度的最大影响因素均为不透水面比例,其相对影响贡献率分别为40.7%、36.3%、51.0%和51.8%。不同区域大气污染浓度最主要影响因子识别结果表明,华东和华中地区为不透水面比例;华南地区为建筑物数量和建筑物密度;华北地区是不透水面比例和建筑物类型多样性;东北地区是不透水面比例和建筑物数量;西南地区是建筑物类型多样性;西北地区是建筑物密度。各区域的主要影响因子差异是气候、地形、城市规划等因素所致。

基于三维景观格局指数的张家界市土地利用格局时空演化

在RS和GIS技术的支持下,基于三维景观方法选取面积/密度、边缘/形状、多样性3个方面的景观格局指数对典型山区张家界市1995—2015年的土地覆盖及其景观格局时空演化特征进行了分析。结果表明:20年来,研究区土地利用景观要素类型发生了明显变化,表现为耕地、草地面积大幅度减少,林地和建设用地面积大幅度增加,水域面积先增加后减少;耕地的主要去向是建设用地、林地和水域,林地增加的来源主要是草地和耕地。研究区景观格局20年来的总体变化情况是多样性指数先下降后升高,破碎度先减少后增加,景观异质性先降低后升高。同时,本研究显示,利用传统二维景观指数在进行定量描述该区景观格局变化时,低估了景观要素平均斑块面积,而三维景观格局指数由于引入了地形特征,对研究区景观格局及其动态变化反映则相对精确。