基于SPOT影像与Fragstats软件的区域景观指数提取与分析

景观指数是衡量区域景观质量的重要参数,也是进行区域生态规划、管理和恢复的重要信息依据。针对传统已有的矢量地图信息源及Excel、SPSS软件在景观指数计算中存在的不足和不便之处,研究了在ENVI 4.2下,基于高分辨率SPOT-5遥感影像的自动景观分类及Fragstats3.3软件支持下的景观指数自动提取的计算方法,以屈原农场为例进行了实验研究,制作了景观现状图和计算部分景观指数。实验表明:该方法对景观质量的评价信息获取效率高、时效性强,通过快速分析与评价手段,可以大大地促进区域进行规划、管理和恢复的科学性和可操作性。

基于Fragstats4的景观格局指数与地表温度的相关性——以石家庄市为例

以石家庄市城市景观为研究对象,选取1987年、2004年和2019年Landsat遥感影像数据,采用监督分类方法将研究区分为绿地、水体、不透水地表和未利用地四类景观,采用单窗算法和劈窗算法反演地表温度(LST)。从景观生态学角度出发,利用Fragstats4.2计算4种类型的景观格局指数,并对景观粒度和移动窗口的尺度选择进行探讨分析;利用ArcGIS空间分析方法和统计分析方法,分析4种类型的景观格局指数与LST的相关性。结果表明:1987—2019年绿地斑块类型面积(CA)、最大斑块面积指数(LPI)和聚集度指数(AI)逐渐下降,不透水地表CA、LPI和AI逐渐增加,随着城市化进程的加快,绿地面积逐渐减少和裂化,绿地景观优势在不断下降,不透水地表面积在逐渐增加和聚合,不透水地表景观优势在不断加强,逐渐形成优势景观。斑块百分比指数(PLAND)、LPI和AI与LST表现出一致的极显著相关关系,绿地和水体为负相关,不透水地表和未利用地为正相关;斑块破碎化指数(SPLIT)则相反,绿地和水体为正相关,不透水地表和未利用地为负相关。LST与PLAND和LPI的相关系数明显高于LST与AI和SPLIT的相关系数,说明一个优势景观对地表温度的影响效果明显大于几个比较分散或破碎的景观。

基于Fragstats的惠州市景观格局生态优化

采用景观格局指数及土地利用转移矩阵分析方法,研究2000—2018年惠州市土地利用景观格局特征及时空演变规律,并针对其景观生态发展突显的问题提出优化建议,为惠州市实现粤港澳大湾区生态担当的绿色城市定位提供规划参考。研究结果表明:①经历19年景观格局时空演变,惠州市土地利用类型丰富,其中林草地占景观总面积达64.21%,占据土地利用景观结构主导地位;②2000—2018年土地利用类型转化面积:未利用地>林草地>耕地>城乡工矿居民用地>水域,未利用地主要转化为林草地、耕地、城乡工矿居民用地而急剧减少,转化后三类用地面积显著增加,水域总体变化不明显;③惠州市2000—2018年各景观类型趋于均匀分布,存在多种优势种均衡发展。但与此同时城市化发展也导致其景观破碎化程度加剧,城镇用地边缘离散化,地类之间连接紧密性下降等问题出现。建议通过构建城市三生空间规划体系、生态廊道网络体系及优化城市发展空间布局等方式对惠州市景观格局进行生态优化。

基于景观生态指数的成都都市圈土地利用冲突时空演化分析

以成都都市圈为研究区域,基于景观生态指数,从空间复杂性、空间脆弱性、空间稳定性3个方面构建土地利用冲突测度模型,识别出稳定可控、基本可控、基本失控、严重失控4个等级,并定量分析其演变特征。结果表明,2000—2023年,成都都市圈土地利用类型面积整体呈“四升两减”的变化特征,耕地和水域面积整体表现为减少,建设用地、林地、草地、未利用地面积有不同程度的增加;土地利用冲突指数呈先上升后下降的变化趋势,土地利用协调相对稳定。土地利用冲突空间分布不均匀,呈西部低、中东部高的特征。土地利用冲突指数高值区分布于城市中心,低值区主要分布在西部山地。不同用地类型的冲突等级存在一定差异。林地和草地的冲突等级较低且变化幅度较小;建设用地的冲突水平较高,但有缓和趋势。土地利用冲突水平具有正相关性且集聚效应明显,LISA集聚态势整体呈中部高、西部低的分布格局。

基于Fragstats4的上海市城市景观格局指数动态研究

以上海市城市景观为研究对象,选取2010和2018年上海市六类土地利用类型图为基础数据。利用Fragstats 4软件,从景观生态学的角度出发,对上海市六类景观类型的景观格局指数进行定量分析,并以此为依据对上海市景观生态水平的优化提供策略。结果表明,上海市2010~2018年间各景观类型的生态水平呈现恶化的趋势,各个用地类型都发生了不同程度的景观破碎化现象与斑块形状不规则化趋势,斑块连通度降低,对其中的物种迁移和能量流通造成了一定阻碍。其驱动因子主要体现在社会因素、政策因素以及土地利用规划调整三个层面。同时,研究对上海市景观生态水平提升提供以下策略:(1)以全局的角度对城市土地利用变化进行预估和规划;(2)构建覆盖全区的生态网络体系,连接破碎的斑块,增加景观空间连接性,为物种迁移和能量流通提供保障;(3)提升城市森林斑块的生态安全水平,增加大型、巨型森林斑块,对森林组分进行优化和提升;(4)上海市需基于不同种类的生态关键点加强生态空间建设,通过对生态廊道的提升,增加"三大空间"之间的联系,以缓冲和预警的手段保障"四线三区"之间合理的联系与关系。

基于景观格局与遥感生态指数的成都市碳排放分析

首先利用景观格局分析方法建立最优的土地利用分类粒度;随后进行城市生态质量评价并对土地利用分类结果进行碳排放计算,然后分析成都市各区、县碳排放空间格局变化。分析可得,30 m为最佳分类粒度,2015—2020年成省市城市整体生态质量得到提升,各区、县碳排放总量处于增加状态,且城市生态质量提升区域多处于碳排放增加量大的区域。综上可得,成都市没有因为城市化进程加快使城市生态质量变差,而在城市化进程快速区域的生态质量改善明显,因此成都市整体处于生态改善建设中。

基于地形指数的鄱阳湖生态经济区景观格局特征与优化研究

随着鄱阳湖生态经济区城市化进程的快速发展,人们生活水平提高的同时对景观格局特征造成显著影响,也影响着区域生态发展。以鄱阳湖生态经济区为研究对象,利用2000年、2010年和2020年的遥感图像以及数字高程模型(DEM)数据,研究其地形指数划分的4个级别(低级别、中低级别、中高级别、高级别)所组成的地形分类系统与景观格局指数的关系。结果表明,(1)研究区地形以低地形和中低地形为主,分别占44.18%和35.49%;(2)2000-2020年,耕地面积显著减少,建设用地和水域面积增加;(3)景观格局随地形梯度变化较大,林地和草地主要集中在中高地形层次,建设用地、耕地、水域和未利用地主要集中在中低地形层次,同时中低地形区的土地利用普遍存在向建设用地的转换;(4)7项景观格局指数均表明研究区的景观破碎化主要发生在低水平和高水平的地形区。研究结果为深入了解地形对鄱阳湖生态经济区景观格局的影响提供了一定技术和方法支撑,有助于推动鄱阳湖生态经济区的可持续发展。

基于Fragstats的湛江市麻章区景观格局指数动态研究

景观格局指数是指景观格局与景观指数。景观格局通常是指景观的空间结构特征,具体是指由自然或人为形成的,一系列大小、形状各异,排列不同的景观镶嵌体在景观空间的排列,它既是景观异质性的具体表现,又是包括干扰在内的各种生态过程在不同尺度上作用的结果。文章运用GIS与Fragstats软件对广东省湛江市麻章区景观格局指数动态进行研究,得出的实验数据直观反映了场地所存在的生态问题,同时为后续麻章区生态建设提供可量化的科学依据。

基于“源-汇”生态过程的景观格局识别方法——景观空间负荷对比指数

正确理解景观格局与生态过程的关系是进一步深化景观生态学研究的关键 ,但是由于景观格局和生态过程涉及到不同的研究尺度 ,并且随着尺度的变化而变化 ,加上面状生态过程监测数据无法直接获得 ,导致很难定量描述景观格局与生态过程之间的关系。本文以非点源污染作为研究的典型生态过程 ,通过分析不同景观类型及其空间分布格局在非点源污染形成过程中的地位和作用 ,借用洛伦兹曲线的理论 ,从距离、相对高度和坡度三个方面建立了不受尺度限制的景观格局评价模型——景观空间负荷对比指数。该指数可以较好地将具有面状特性的景观格局与点状监测数据有机地结合在一起 ,使定量研究流域景观格局与生态过程的关系成为可能。该评价模型的特点有以下几个 :1不受空间尺度的限制 ,具有跨尺度的功能 ;2适宜于环境背景 (降雨和土壤等 )相似的地区 ;3景观空间负荷对比指数具有相对比较意义 ,其值越大 ,表示该类景观空间格局对流域出口监测点的贡献越大 ,反之越小 ;4景观空间负荷对比指数不能用来预测流域出口监测点非点源污染或水土流失的值 ,但是可以通过比较计算不同流域景观空间负荷对比指数 ,来判断流域发生养分 (水土 )

流域湿地的景观生态特性分析与景观特征指数的运用——以杭州沿山河流域和西溪湿地为对象

以杭州市沿山河流域为例,应用景观生态学与碎片几何学的理论,采用景观特征指数的量化评价方法,分析了城市化对流域湿地原有景观地貌的干扰和破坏,以及水涝灾害发生的景观生态机理.城市化导致了系统形态结构的巨大改变,严重影响了流域的生物多样性、水文生态过程和视觉美学特质.景观结构的巨大改变引起了流域湿地贮、排水功能的衰退,主要表现为滞洪、消能空间的丧失,径流量的增加和汇水时间缩短等.探讨了量化分析景观特征、维护流域水文平衡的景观生态保护的新途径.

基于GIS与Fragstats的海南岛森林景观格局研究

基于海南省森林资源二类调查数据,运用Fragstats在Arc GIS平台下进行多个景观指数计算,对海南岛森林景观格局进行分析和研究。研究结果表明:1)海南岛森林景观格局以人工林、农地和天然林3种景观类型为主,斑块面积高达89%,是海南岛的优势景观类型,也是维持区域生态系统稳定的决定因素;2)天然林分布以海南岛中部地区的白沙、五指山、琼中、乐东等市县的面积最大,最大斑块指数也较高,该地区的天然林基本保持原始植被状态,集中连片,面积较大,而沿海较发达的市县则天然林景观指数较低;3)部分市县的城市化发展水平较高,森林破碎化程度较高,城市建设呈多中心分散分布。

基于多项植被指数的景观生态类型遥感解译与分类——以额济纳天然绿洲景观为例

基于研究区2001年Landsat7ETM+遥感影像数据,运用遥感与GIS技术手段,在对遥感影像的边界裁定、几何校正、辐射校正等预处理的基础之上,根据绿洲景观生态类型分类体系,通过综合应用非监督分类、植被指数与波段比值指数聚类、监督分类以及类型叠加与图像整合等方法,进行绿洲景观生态类型的遥感解译与分类,生成研究区2001年的景观生态类型图。为尽可能利用到遥感影像的所有原始数据信息,论文选取5种植被指数(NDV I、DV I、RV I、IPV I、SA VI)和9种波段比值指数(Index1I-ndex9)参与到遥感影像的解译与分类当中,结果表明:NDV I、DV I、IPV I、SAV I、R VI、Index5、Index6具有较大的相似性,能够明显地将具有植被信息的类别分离出来,利于划分具有植被信息的景观类型;Index1—Index4具有较好的类别空间分离性,利于不同类别间的聚类与区分;而Index7—Index9的类别分离性则较差,不利于类别聚类与划分。因此,在实际的应用中,选取多项植被指数参与景观分类,不仅能够发现新的信息,而且也会明显提高景观生态类型、尤其是干旱区绿洲景观生态类型的遥感解译与分类能力。

基于ArcGIS和FRAGSTATS的重庆市长寿区景观格局分析

以重庆市长寿区2009年土地变更调查数据为基础,利用ArcGIS和FRAGSTATS软件,对长寿区斑块类型水平和景观类型水平下的景观格局特征进行了定量分析。结果表明:长寿区耕地景观占全区总斑块的48.35%,占农业用地景观的59.55%,耕地资源比较充足;建设用地景观平均斑块密度为14.855 7个/hm2,平均斑块面积为0.698 hm2,分布零散;长寿区景观格局整体较为合理,多样性较高,各景观类型分布较均匀,无一种景观类型占据绝对优势情况;景观格局整体属散布分布,但分散度不大。

基于景观格局指数的生态完整性动态评价

运用景观生态学的原理和方法,采用景观优势度、植被生物量,以及景观多样性3个景观格局指数,从结构和稳定性两方面构建生态完整性综合指数,对丰满水电站库周生态完整性的动态变化进行评价.结果表明,生态完整性综合指数从1979年的0.8698下降到2008年的0.8419,生态完整性没有根本性的改变,但恶化趋势明显.

基于不同粒度的湿地土地利用生态风险及其景观指数动态

以安徽省升金湖湿地国家自然保护区为研究对象,利用1986、2002、2011年的TM遥感影像,以GIS为数据分析手段,结合Fragstats软件,得出不同粒度下的景观指数;通过多元线型回归及主成分分析法,建立土地利用生态风险评价模型,预测2015、2020年土地利用生态风险值。结果表明:土地利用生态风险评价受景观粒度的影响较大;研究区域的土地利用生态风险值,经历了先升后降再升的趋势;预计到2015、2020年,该湿地保护区的土地利用生态风险值将达到2.32和2.72。

盐化草地景观中的斑块形状指数及其生态学意义

利用 GIS技术研究了盐化草地景观中的斑块形状指数及其生态学意义。研究结果表明 ,斑块形状指数在描述斑块和斑块的空间格局方面 ,与斑块的分维数一样具有明确的生态学意义 ,可以作为反映一定尺度上斑块和景观复杂程度的定量指标。斑块形状指数越小 ,斑块的形状越规则、简单 ;斑块形状指数越大 ,斑块的形状越复杂 ;斑块形状指数的变化范围比分维数要大 ,可以大于分维数的上限

基于景观格局指数的乡村生态规划方法

景观生态学的尺度理论和景观格局指数方法是研究乡村生态环境保护及村庄规划建设的有效技术方法,而按照尺度理论,村域尺度是乡村生态规划、土地利用管理和村庄建设控制的关键尺度。郑州市西南部生态带区域内的村庄规划通过分析景观指数的内涵与特征,选择景观形状指数(LSI)、斑块密度指数(PD)和边界密度指数(ED)实施乡村生态格局优化的预案研究,并提出可作为该地区乡村规划编制、方案评价和建设管理依据的景观格局指数的优化值。结果显示,景观生态学的尺度理论和景观格局指数方法对于保护乡村生态格局并适应村庄发展建设需求具有积极有效的作用。

基于景观格局的生态风险时空变化规律——以林甸县为例

为探究大庆市林甸县的景观格局演变对景观生态风险的影响,该文以5期(2000年、2010年、2015年、2018年和2020年)遥感影像为数据基础,综合分析2000-2020年林甸县的生态风险等级分布。结果表明:耕地和草地为林甸县主要的景观类型,与其他景观类型转入、转出频繁,呈聚集性分布。研究区以低风险及较低风险区域为主,较高风险及高风险区主要集中在西部的沼泽地、盐碱地和东部的草地。各时期景观生态风险Moran's I指数大于0,反映出研究区景观生态风险值的空间分布呈正向相关关系。

基于景观格局和遥感生态指数的马鞍山市生态质量分析

为了揭示城市发展与生态环境质量之间的关系,选取马鞍山市2000、2010、2020年遥感影像数据,分析了其景观格局指数,同时借助遥感生态指数(RSEI),对马鞍山市生态环境进行监测和评价。结果表明:(1)由于建设用地增长,导致景观类型格局指数发生改变,其中斑块面积增长率为1.8%,增长速度与其他景观类型相比较快;(2)研究区2000、2010和2020年RSEI均值分别为0.573、0.781和0.648,总体呈先上升后下降趋势,反映植被覆盖度和人造地表的绿度指标和湿度指标对马鞍山市生态环境质量的贡献最大;(3)景观格局与生态环境质量变化在空间上基本吻合,能反映生态质量变化,研究可为马鞍山市生态文明建设和城市国土空间优化提供科学依据。

巴马县盘阳河流域国土整治景观格局与生态效应评价

本研究基于巴马县盘阳河流域整治前后的土地利用现状数据,通过景观格局指数刻画分析区域景观格局变化,同时基于当量因子法构建当地单位面积生态服务价值系数表,测算分析区域生态系统服务价值及变化特征。结果表明:一是2016—2018年林地面积减少,其作为优势斑块类型的支配地位下降,景观的连通性降低;建设用地扩张迅速有集聚发展的趋势。二是巴马县盘阳河流域整体景观的破碎度和异质性增强,各类斑块形状趋于复杂。三是区域气候调节和水文调节功能较为突出,林地作为优势地类生态贡献率最高。四是研究区域生态系统服务价值整体略有下降,水资源供给、气候调节和净化环境等功能的价值下降最为明显,美学景观功能价值略有上升。