基于GIS和RS的徐州市景观格局演变研究
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基于RS和GIS的县域土地利用变化分析1. 引言1.1 研究背景县域土地利用变化是在县域范围内土地利用类型和空间格局发生变化的现象,受自然、经济、政策等多方面因素的影响。
随着城市化进程的加快和经济社会发展的不断推进,县域土地利用变化已成为当前研究领域的热点问题。
通过对县域土地利用变化进行深入分析,可以揭示土地资源的合理利用和保护,为地方政府制定土地管理政策提供科学依据。
县域土地利用变化还对生态环境、农业生产、城乡结构等方面产生深远影响,因此对其进行研究具有重要意义。
研究背景部分需要概述县域土地利用变化的研究现状和存在的问题,提出研究的重要性和必要性。
当前,基于遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术的县域土地利用变化分析方法日益成熟,已成为研究该领域的主流方法之一。
这些技术可以有效获取和处理大量的土地利用数据,提高分析的准确性和效率,为土地利用规划和管理提供强有力的支持。
通过运用RS和GIS技术对县域土地利用变化进行分析,不仅可以揭示土地利用变化的特征和趋势,还可以为制定可持续发展的土地管理政策提供科学参考。
1.2 研究意义县域土地利用变化是一个与经济社会发展息息相关的重要问题。
随着城市化进程的加快和农村土地利用方式的不断调整,县域土地利用也发生了很大的变化。
深入研究县域土地利用变化的意义重大。
县域土地资源是农业、工业和城市建设的重要基础,研究土地利用变化可以为农业发展、城市规划和工业布局提供科学依据。
随着全球气候变化和资源环境压力的加大,土地利用变化已经成为影响到可持续发展的重要因素,研究县域土地利用变化可以为生态环境保护和资源合理利用提供技术支撑。
县域土地利用变化还直接关系到农民的经济收入和生活质量,因此研究土地利用变化对于优化资源配置、促进农村经济发展具有重要意义。
对县域土地利用变化进行深入研究,不仅具有重要的理论意义,也具有重要的实践意义。
1.3 研究目的本研究旨在通过综合运用遥感和地理信息系统技术,深入分析县域土地利用变化的特点及规律,探讨其影响因素和未来发展趋势,为地方政府制定土地利用规划和可持续发展提供科学依据。
基于ArcGIS平台的北京大型公园空间格局及演变机制研究一、本文概述随着城市化进程的加速,城市绿地的空间格局及其演变机制已成为地理学、生态学、城市规划等多个学科的研究热点。
作为中国的首都,北京在城市化进程中呈现出独特的空间发展特征,其大型公园的空间格局及其演变机制对于理解城市生态系统服务、城市绿地规划以及城市可持续发展具有重要意义。
本研究以ArcGIS平台为基础,利用空间分析技术,对北京大型公园的空间格局及其演变机制进行深入探讨。
本文首先回顾了国内外关于城市公园空间格局及其演变机制的研究进展,明确了研究背景和目的。
在此基础上,利用ArcGIS平台的空间分析功能,对北京大型公园的空间分布、规模结构、形态特征等进行了详细分析,揭示了北京大型公园的空间格局特征。
结合时间序列的遥感影像和社会经济数据,探讨了北京大型公园空间格局的演变过程及其影响因素,揭示了城市化进程中大型公园空间格局演变的机制。
本研究旨在为北京城市绿地规划、城市生态系统服务提升以及城市可持续发展提供科学依据和决策支持。
也为其他城市在快速城市化进程中如何优化城市绿地空间格局、实现城市绿色发展提供借鉴和参考。
二、研究区域与数据来源本研究以北京市的大型公园为研究对象,重点分析了这些公园在空间格局上的分布特征及其演变机制。
研究区域涵盖了北京市内的所有大型公园,包括但不限于颐和园、圆明园、天坛公园、奥林匹克森林公园等知名公园。
这些公园不仅是北京市民休闲娱乐的重要场所,也是城市绿地系统的重要组成部分,对于城市生态环境和居民生活质量的提升具有重要意义。
数据来源主要包括两个方面。
一方面,我们通过ArcGIS平台获取了北京市大型公园的地理空间数据,包括公园的地理位置、边界、面积等基本信息。
这些数据为我们研究公园的空间格局提供了基础数据支持。
另一方面,我们还通过文献查阅、政府公开数据等渠道获取了关于公园建设历史、管理政策、游客流量等方面的信息,以揭示公园空间格局演变的机制和影响因素。
山地城市景观学研究随着人类社会的发展和城市化进程的加速,山地城市景观学研究逐渐成为学术界的热点话题。
本文将围绕山地城市景观学研究展开,通过关键词引入,探讨其历史、现状、实践探索及未来展望。
一、山地城市景观学的关键词与主题山地城市景观学主要涉及山地城市及其周边区域的自然、人文景观研究。
关键词包括景观规划、景观设计、生态保护、文化传承、可持续发展等。
这些关键词体现了山地城市景观学研究的多元性和综合性,涉及到自然生态、人文历史、社会经济等多个方面。
二、山地城市景观学的历史与现状自20世纪初以来,山地城市景观学研究逐渐发展壮大。
国外学者在理论体系、方法论及实际应用方面做了大量研究。
然而,国内的山地城市景观学研究相对滞后,主要集中在生态修复、风景名胜区规划等方面。
近年来,随着生态文明建设和可持续发展的推进,国内研究逐渐呈现出交叉学科融合、理论与实践并重的趋势。
三、山地城市景观学的实践探索山地城市景观学研究在实践探索方面取得了显著成果。
例如,在生态修复方面,研究者运用生态学原理,采取多种工程措施,恢复了山地生态系统的功能。
在规划设计方面,研究者将山地城市的历史、文化、自然景观等元素融入规划设计中,营造了优美的山地城市景观。
此外,一些研究者还通过建立数学模型、运用GIS技术等方法,为山地城市景观规划提供了科学依据。
四、结论与展望本文对山地城市景观学研究进行了简要回顾和展望。
目前,山地城市景观学研究已取得了一定的成果,但仍存在诸多不足之处。
未来,该领域应加强以下几个方面的研究:1.完善理论基础:深入探讨山地城市景观形成与演变规律,建立健全山地城市景观学理论体系。
2.强化跨学科合作:促进地理学、生态学、建筑学、社会学等不同学科之间的交流与合作,为山地城市景观学研究提供更广阔的视野。
3.生态保护与可持续发展:在规划和设计中注重生态环境的保护和利用,寻求经济、社会和环境三者之间的平衡发展。
4.加强技术应用与创新:运用现代科技手段,如大数据、人工智能等,提升山地城市景观研究的效率和精准度。
浅谈GIS在景观格局变化中的应用景观格局变化研究涉及资源、经济、环境和社会等问题,探索人地关系及人类活动方式的调整,促进研究景观功能和动态的协调,需要现代的多元化的方式逐渐相互融合。
本文基于国内外GIS在景观格局变化应用的发展现状,对20世纪90年,景观生态学研究进入了发展的鼎盛时期后,GIS在景观格局变化应用领域的发展和应用方式的变化,从单一的GIS到“3S”与研究模型的结合,总结了其实际应用的优缺点,并对GIS,或者是“3S”技术在景观格局研究应用的发展趋势。
标签:景观格局;GIS ;景观生态学1、景观格局景观格局一般是指景观的空间格局,即不同形状和大小的景观要素在空间上的排列组合,是景观异质性的重要表现,包括景观斑块的类型、数量,不同斑块在空间上的组合分布以及景观上生物与非生物的共同作用结果。
景观格局研究起源于欧洲,其发展历史可以追溯到上世纪30 年代。
“景观和景观生态”的名词最早在1939 年由德国生物地理学家Troll 提出,他侧重于研究一个区域不同地域单位的自然-生物综合体的相互关系分析,其直接目的就是为了协调统一生态学和地理学这两个研究领域科学家的研究工作。
2、GIS在景观格局动态研究中的应用丹麦的Kristensen S P.采用GIS手段,分析了上世纪1973年以后20多年间农业上活动对Rostrup地区景观格局带来的变化;Syphard等在分析加利福尼亚南部地区景观格局变化规律基础上,运用CA模型预测了该地区2005年-2050年城市景观格局变化的情况;Jerry等以美国堪萨斯州为例,运用Fragstats软件包并结合RS和GIS技术进行景观格局指数计算,对其景观结构进行分析;Burnside、Croissant、Gautam 等通过调查和利用GIS、RS 技术从不同尺度上进行土地利用格局变化的定量研究,为土地利用规划、农业政策等的编制和制定提供依据。
Mallick 等基于RS 和GIS,对沙地阿拉伯山区的景观动态特性进行了研究,得出流域土地利用和土地覆盖变化主要受人为因素(土地管理、建设和人口压力)的影响,而非自然因素。
基于GIS的城市公园可达性分析余双燕;钟业喜【摘要】研究以城市公园分类图、道路图和水系图为基础数据资料,在遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术支持下,运用空间可达性的概念与原理,采用费用加权距离方法,对南昌市的公园绿地空间分布特征、可达性及其原因进行分析,生成公园可达性的时间等值圈图,通过对生成图表的分析得知:南昌市公园绿地分布不均衡,不太合理;公园可达性较好,存在一定的差异,昌北可达性优于昌南;居民需驾车前去的公园少.城市绿地可达性分析是衡量城市绿地服务功能社会公平性的有力手段,因此,它将丰富我国城市绿地评价的核心指标体系,亦可为城市规划者和建设者合理规划与布局城市绿地提供科学的依据和参考.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2010(038)028【总页数】3页(P15842-15844)【关键词】城市公园;可达性;GIS【作者】余双燕;钟业喜【作者单位】江西师范大学地理与环境学院,江西南昌,330022;江西师范大学地理与环境学院,江西南昌,330022【正文语种】中文【中图分类】TU985.12+1城市绿地是城市的绿色基础设施,是城市生态系统的重要组成部分,它对保障城市环境的可持续性,维护居民的身心健康有着至关重要的作用[1]。
城市绿地的类型包括:公园绿地、生产绿地、防护绿地、附属绿地等[2],其中公园绿地是城市绿地系统中与市民生活联系最为密切,并且能够发挥最大社会和生态效益的城市绿地。
首先,城市公园及其服务已成为评价城市影响力和衡量市民生活水平的重要指标[3];其次,社会公平与和谐发展问题已逐渐成为我国社会关注的热点,公共服务均等化作为构建和谐社会的基本要求[4-5]显得尤为重要。
城市公园作为公共服务的重要组成部分,其空间的合理布局,对实现公共服务均等化具有重要意义。
可达性(Accessibility),也叫通达性、易达性。
简单地说,指从一个地方到另一个地方的便利程度[6]。
第48卷第4期2023年7月㊀林㊀业㊀调㊀查㊀规㊀划Forest Inventory and PlanningVol.48㊀No.4July2023doi:10.3969/j.issn.1671-3168.2023.04.004基于GIS和生态敏感性分析的城乡公园地块规划研究许维磊(中冶华天南京工程技术有限公司,江苏南京210019)摘要:以盐城市盐龙体育公园景观规划为例,分析高程㊁坡度㊁坡向㊁植被覆盖度㊁水域敏感因子,计算生态敏感性评价总值㊂对生态敏感程度进行分级,确定各敏感因子的敏感程度,对GIS高程数据进行预处理,采用方根法计算生态敏感因素的权重㊂在GIS技术支持下,设计规划原则,通过Arc-GIS软件实现向量文档的数字化,根据研究区生态环境状况,将生态功能区划分为生态保育区㊁生态缓冲区㊁生态管制区和开发建设区,基于此,设计出城乡公园地块规划效果图㊂关键词:生态敏感性;城乡公园;地块规划;规划原则;GIS;方根法中图分类号:Q142.9;P208;TU986.52㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:1671-3168(2023)04-0028-05引文格式:许维磊.基于GIS和生态敏感性分析的城乡公园地块规划研究[J].林业调查规划,2023,48(4):28-32.doi:10.3969/j.issn.1671-3168.2023.04.004XU Weilei.Urban and Rural Park Plot Planning Based on GIS and Ecological Sensitivity Analysis[J].Forest Inventory and Planning,2023,48(4):28-32.doi:10.3969/j.issn.1671-3168.2023.04.004Urban and Rural Park Plot Planning Based on GIS andEcological Sensitivity AnalysisXU Weilei(MCC Huatian Nanjing Engineering Technology Co.,Ltd.,Nanjing210019,China) Abstract:The elevation,slope,slope aspect,vegetation coverage and water sensitivity factors were ana-lyzed,and the total ecological sensitivity evaluation value was calculated based on the the landscape plan-ning of Yanlong Sports Park in Yancheng City.The ecological sensitivity was graded,the sensitivity of each sensitive factor was determined,the GIS elevation data was preprocessed,and the weight of the ecological sensitive factor was calculated by the method of square method.With the support of GIS technology and the design of planning principles,the digitization of vector documents was realized through ArcGIS software. According to the ecological environment conditions of the research area,the ecological functional area was di-vided into ecological conservation areas,ecological buffer areas,ecological control areas,and development and construction areas.Based on this,the urban and rural park plot planning effect map was designed. Key words:ecological sensitivity;urban and rural park;plot planning;planning principle;GIS; square method㊀㊀目前,我国经济发展与社会生态环境息息相关,人们对环境越来越重视,其影响范围和强度也越来越大,对现有自然生态体系的结构和功能产生很大影响㊂区域生态敏感度评估和分析是科学评估人与收稿日期:2022-01-27.第一作者:许维磊(1981-),男,山东临邑人,硕士,高级工程师.研究方向为风景园林设计.许维磊:基于GIS和生态敏感性分析的城乡公园地块规划研究自然生态环境协调发展的一个重要指标,生态敏感是指在人类活动影响下,生态环境对外部压力的敏感程度,是一个具有重大意义的生态系统特性,是生态平衡和环境问题的主要标志㊂近年来,生态敏感问题在国内得到广泛关注,从单一的环境敏感问题发展到对环境敏感的综合评估,虽然取得了不少成果,但大都是在大范围内进行的,对小范围的综合研究还很少见㊂基于改进层次分析法的规划方案,结合低影响开发建设需求,从优化城市景观角度出发,构建综合公园地块规划模型,采用了改进层次分析法设计布局方案[1];基于多时相遥感数据的规划方案,以景观格局动态变化为目的,使用基于面向对象的模糊分类法提取景观格局指数,结合多时相遥感数据规划格局[2]㊂布局与地块数量是规划的关键目标,仅使用上述两种方法无法均衡地块数量与布局,容易出现布局不合理情况㊂为此,提出了基于GIS和生态敏感性分析的城乡公园地块规划研究㊂1项目概况以盐城市盐龙体育公园景观规划为例,盐龙体育公园占地62万m2,坐落在高新区盘黄街大道㊂在项目建设上坚持先进的管理模式,树立良好的企业形象㊂建设新的 EPC+O 模式,包括:3.3km的骑行道㊁5个足球场㊁4个网球场㊁12个羽毛球场㊁4个庭院㊁1个游泳池㊁1个球馆㊁1个健身房㊁1个儿童游乐园㊁1个老年运动场㊁1个极限运动场㊁1个综合素质展示区,充分满足了附近居民的健身需要㊂2基于GIS和生态敏感性分析2.1敏感因子分析在生态敏感性因素分析中,一般是基于所处地区的生态环境特点,综合筛选生态敏感性因素㊂在对生态敏感性因子进行分析时,通常要根据所在区域的生态环境特征,综合考虑研究重点和对象,选取适宜的敏感因子[3]㊂在不同的地形㊁坡度㊁坡向等条件下,对盐城市城乡园林用地的生态敏感度进行综合考虑,选取对研究区生态资源影响程度最大的指标,并将其作为评价因子进行敏感性分析[4]㊂2.1.1高程在评价生态敏感度时,海拔是一个很重要的指标,其可以被用高度来表达㊂太阳辐射强度随海拔升高而增大,而大气浓度则呈递减趋势㊂在高纬度地区,紫外线辐射强度比低纬度地区要大,因此,高海拔地区的植物生长受到限制[5]㊂同时,温度每降低0.5~0.6ħ,海平面上升100m,从高程对生态环境的影响和对生态景观的影响两方面进行分析[6]㊂2.1.2坡度斜坡是单位面积接受太阳辐射的区域,其大小与地表的角度有关㊂同时,边坡在城市生态公园的建设与维护中起着举足轻重的作用[7-9]㊂随着斜坡的增大,单位面积的太阳辐射能降低,使其发展与保护变得更加困难㊂另外,McSweeney的研究显示,在小流域范围内,高程㊁坡度㊁平面曲率㊁剖面曲率㊁复合地貌指数等5个要素可较好地反映土壤的发生和发育[10]㊂2.1.3坡向坡向与太阳辐射有关,坡向角度不同,生态敏感性也不同㊂根据GIS统计结果可知,在面向太阳一面的土坡其太阳辐射强度大于背向太阳一面㊂因此,面向太阳一面的土坡为阳面,背向太阳一面的土坡为背面[11]㊂由于坡向光照强度的不同,其土壤水分蒸发速率也有一定的差别㊂阳坡的土壤水分蒸发速度快,对环境的敏感性较高㊂2.1.4植被覆盖度植被覆盖率是指各地区植物在垂直方向上的投影面积,包括叶片㊁茎㊁枝等㊂植被覆盖率是反映地面植被状况的一个重要指标,也是影响城市生态环境敏感性的一个关键因素㊂在城市生态公园建设中,森林等级高㊁外观好㊁森林覆盖率高的地区要比森林内部单一的森林资源少[12]㊂可见,随着植被覆盖度的不断增大,其生态敏感度也随之降低㊂2.1.5水域研究区水域主要以河道为主,在动植物生长过程中最容易受到人为活动的影响㊂根据研究区与水源地的距离,将其敏感性等级划分为不同类型,并将其与水质综合考虑,从而得出最大影响区域[13]㊂2.2生态敏感性评价值的计算通过上述确定的高程㊁坡度㊁坡向㊁植被覆盖度㊁水域敏感因子,需计算相应栅格单元的生态敏感性评价值,公式为:R i=ðn i=1w iˑR ij(1)式中:w i表示所有因子的权重值;R ij表示第i个评价因子的第j个单元评价值[14]㊂根据栅格单元的生态敏感性综合评价结果,计算总体的生态敏感性评价值,公式为:R=R i(2)式中:R表示生态敏感性评价总值㊂㊃92㊃第4期林业调查规划将集合形式的生态敏感性评价总值用矩阵形式来表示,公式为:R =R nR 1j ︙R xy ︙R i 1R ij ()(3)式中:R xy 表示矩阵中第x 行第y 列的评价值㊂基于此,将生态敏感程度分为5个等级(表1)㊂表1㊀敏感因素分级标准Tab.1㊀Classification criteria of sensitive factors不敏感㊀650~6700~8正南100非缓冲区域轻度敏感670~7108~13东南75~100缓冲区域㊀中度敏感710~74013~20正西55~75缓冲区域㊀高度敏感740~78020~30东北25~55缓冲区域㊀重度敏感780~850>30正北<25㊀㊀㊀㊀㊀㊀根据表1等级划分结果,确定各敏感因子的敏感程度,并以此为依据规划城乡公园地块㊂3城乡公园地块规划3.1基于GIS 的高程数据预处理城乡公园地块规划前需要对高程数据进行预处理,根据调研资料,对采集到的数据进行整理与分析㊂3.1.1城乡公园地块土地使用/覆盖资料抽取根据盐城市盐龙体育公园的总体规划资料,将AutoCAD 生成的规划资料转化为能够与ArcGIS 进行数据交换的资料;在ArcGIS 中进行矢量化处理,处理的信息包含土地覆盖图数据㊁类型以及数据属性;在进行投影时,由于原始规划数据无坐标系统,不需要进行空间修正和投影转换[15]㊂3.1.2采集植被覆盖度数据利用盐城市盐龙体育公园调查资料,结合野外地形图,对盐城市盐龙体育公园进行二次调查,并对其进行小区域划分㊂在AutoCAD 软件中,将地图绘制结果保存在ArcGIS 中,利用ArcGIS 对其进行矢量化处理,得到包括植被覆盖度在内的各种图像和属性数据㊂3.1.3河流缓冲数据的抽取根据所收集的盐城总体规划资料,将AutoCAD 生成的规划资料转化为能够与ArcGIS 进行数据交换的资料格式;在ArcGIS 中实现了向量层矢量化处理,并使用ArcGIS 的缓冲区向导工具构建并分析向量层河流缓冲数据㊂3.1.4地形数据统计影响地形数据的参数包括高程㊁坡度㊁坡向㊁曲率㊁等高线等,这些数据RTK 不仅能够满足1ʒ500的测量要求,还能保证地形各测量点数据的充足性,不会造成任何误差,适合大规模的测量㊂GPS -RTK 是一种应用于平原和小面积地区的测绘,利用单一的高程资料,不仅可以保证地图的准确性,而且还可以体现其灵活㊁方便的特点㊂以1ʒ10000地图数据为基础,利用RTK 野外测量技术,绘制1ʒ10000地图,并将其转换成GIS 数据㊂运用ArcGIS 的三维建模技术,对DEM 进行建模,获取地形参数,保证了数据的准确性,为城乡公园地块的合理规划提供依据㊂3.2基于生态敏感因素的权重计算采用方根法计算权重,详细步骤为:1)计算判断矩阵中每一行的乘积,公式为:λi =ᵑnj =1R ij (4)㊀㊀2)计算乘积的n 次方,n 表示矩阵的阶,公式为:㊀R i =n R i(5)㊀㊀3)对公式(5)进行归一化处理,公式为:βi =R i ðnj =1R j (6)㊀㊀公式(6)计算结果就是所求的特征向量㊂由于敏感因子在不同环境下的变化具有复杂性,所以通过构造的判断矩阵来检验一致性,判断矩阵为:CR =CI RI(7)式中:CI 表示一致性比率;RI 表示一致性指标㊂当公式(7)计算结果小于0.1时,说明判断矩阵满意一致性较高,由此也确定各敏感因子的权重分类是合理的;反之,则说明判断矩阵满意一致性较低,需要调整判断矩阵,直至获取满意一致性为止㊂4规划原则设计根据GIS 数据统计内容,通过生态敏感因素权重计算结果,确定高程㊁坡度㊁坡向㊁植被覆盖度㊁水㊃03㊃第48卷许维磊:基于GIS 和生态敏感性分析的城乡公园地块规划研究域敏感因子的敏感性等级,获取生态综合敏感程度,并结合表1敏感因素分级标准,确定分级区间㊁面积及其占比(表2)㊂表2㊀规划原则Tab.2㊀Planning principles不敏感㊀0~1.8 5.504轻度敏感 1.8~2.5 3.802中度敏感 2.5~3.032.5024高度敏感 3.0~3.570.0053重度敏感>3.5㊀18.0017㊀㊀依据表2规划原则设计详细的规划原则㊂4.1不敏感区域规划原则不敏感是指在一定程度上,由于受自然㊁生物活动等因素影响,生态环境不会发生变化㊂GIS 数据表明,研究区不敏感区面积约为总面积的4%,研究区的河谷中部和平缓的剖面最多,是人为活动较多区域,在发展过程中可将其作为重点发展区域㊂4.2轻度敏感区域规划原则由于自然㊁人类活动和其他因素对生态环境造成一定影响,导致该区域成为轻度敏感区域㊂通过GIS 统计分析,研究区域内轻度敏感区面积占总面积的2%,该部分面积是占用面积最小的,地势起伏较小,坡度不高,该区域植被覆盖度也相对较高㊂对于轻度敏感区域,可将其用作休闲㊁娱乐场所㊂4.3中度敏感区域规划原则中度敏感是指在生态环境相对稳定的情况下,受自然和人为影响,会对其原有的生态环境产生严重影响㊂根据GIS 数据,研究区的中度敏感区域面积占总面积的24%㊂该区域生态植物在南方山脉中最为常见,主要分布于中部山谷的外围和东边山坡下,这些区域地势低洼㊁植被茂盛㊁坡度大㊁人为活动很少,在进行开发时应尽量避免对原有生态环境造成损害㊂4.4高度敏感㊁极度敏感区域规划原则高度敏感㊁极度敏感均是指生态环境的脆弱性,也就是在自然与人为活动的共同作用下可能会出现生态问题,但其出现的可能性与程度也不尽相同㊂经GIS 统计,总面积的53%为高敏感区域,17%为极度敏感区域㊂其中南部山体是极度敏感区域的主要聚集区,这些区域具有高海拔㊁高坡度㊁低人为活动㊁低植被覆盖等特点㊂因此,对于研究区中的高度敏感㊁极度敏感区域,应通过生态建设来避免由高敏感区域转变为极度敏感区域㊂5规划结果依据规划原则,扫描各种类型的生态环境图像,并结合ArcGIS 软件对图像进行数字化处理,详细步骤为:步骤一:受到图像阵列影响,对于空间域的图像处理,需将空间域转换为区块域形式,不仅能够大大减少数据统计数量,还能获取精准阵列参数㊂步骤二:通过图像编码压缩技术,减少图像相关参数数量,进而缩短图像处理时间㊂步骤三:通过图像增强㊁复原和分割处理,能够获取更加清晰的图像㊂步骤四:采用二维形状描述图像,为城乡公园地块矢量化规划提供相关参数信息㊂根据图像数值化处理结果得到如图1所示的矢量化规范内容㊂图1㊀规划范围网格化Fig.1㊀Planning scope gridding㊀㊀由图1可知,该规划结果与100m ˑ100m 的网格(实线)相叠,并将其划分为68个区域,每个区域均用虚线分割成网格形式㊂根据研究区的实际情况及各区域生态环境状况,按生态功能分区划分出生态保育区㊁生态缓冲区㊁生态管制区和开发建设区四大区域㊂5.1生态保育区生态保育区以生态敏感区和核心生态区为主体,该区域由于受自然或人为因素的影响,造成了生㊃13㊃第4期林业调查规划态环境恶化,植被遭到彻底破坏,土壤侵蚀也是一个重要问题㊂5.2生态缓冲区生态缓冲区以高生态敏感性为主,由于受自然或人为因素的作用,该区域生态系统发生了严重退化,并在一定程度上造成了严重的生态问题,其中还涉及到植被的进一步破坏和土壤侵蚀㊂5.3生态管制区生态管制区以中等或较低的生态敏感区域为主,与生态缓冲带相比,该区域生态系统较为稳定,并有较好的森林生态系统㊂5.4开发建设区开发建设区以景观营造区Ⅰ㊁景观营造区Ⅱ为主,可划分为生态敏感区与低敏感区㊂由于该区域地形较为平坦,因此具备了建设的基本条件㊂生态功能区域特征存在如下关系:生态缓冲区>生态保育区>生态管制区>开发建设区,基于此,设计城乡公园地块规划效果图(图2)㊂图2㊀城乡公园地块规划效果图Fig.2㊀Rendering of urban and rural park plot planning 6结论利用GIS技术,对盐城市生态敏感性进行分析与评价,并在此基础上进行城乡公园地块规划㊂将GIS技术应用到地块规划过程中,能够协调城市与乡村生态环境,克服了以往分析方法的缺乏可操作性,实现了研究成果的可视化㊂目前GIS技术对生态敏感度的分析和评估仍有很多问题㊂由于不同研究领域所关心的问题不同,在生态因素选取㊁比例分配等方面均存在着人为因素的判定,使得分析的结论带有主观色彩㊂因此,在运用GIS技术进行环境敏感性分析和评估时,必须将实践中的经验和理论加以评判和运用,以适应现实的需求㊂参考文献:[1]李尤,邸苏闯,潘兴瑶,等.基于改进层次分析法的LID空间布局优化研究[J].中国给水排水,2020,36(23): 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基于RS和GIS的县域土地利用变化分析基于遥感(Remote Sensing, RS)和地理信息系统(Geographic Information System, GIS)的县域土地利用变化分析是指通过使用遥感技术获取的卫星图像数据和GIS分析方法,来研究特定地区(如县域)土地利用的演变过程和特征的方法。
土地利用变化分析是一个重要的研究领域,可以帮助政府和研究机构更好地了解土地利用动态变化的趋势和原因,为土地规划和资源管理提供科学依据。
下面将介绍基于RS和GIS的县域土地利用变化分析的方法和意义。
基于RS和GIS的县域土地利用变化分析需要获取历年来的卫星图像数据,这些数据可以帮助研究者观察到不同时期土地利用类型的变化。
遥感技术可以提供高分辨率的空间图像数据,使得我们可以对土地利用类型进行准确的识别和分类。
通过对卫星图像数据进行预处理和分类,可以得到不同时间段的土地利用类型图。
然后,可以使用GIS技术对这些土地利用类型图进行叠加分析,计算不同类型土地的面积和比例等指标,比较不同时间段之间的差异和变化趋势。
进一步,可以将县域内的土地利用类型与人口统计数据或经济发展数据等进行关联分析,来探讨土地利用变化的驱动因素。
通过分析不同因素对土地利用变化的影响程度,可以为决策者提供科学的土地规划和资源管理建议。
1. 了解土地利用演变过程:通过分析不同时间段的土地利用数据,可以了解土地利用演变的过程和特征,帮助研究者了解土地利用变化背后的规律和原因。
2. 制定合理的土地规划政策:通过分析土地利用变化,政府和规划部门可以制定更加合理的土地利用规划政策,促进土地资源的合理利用和可持续发展。
3. 辅助资源管理和环境保护:土地利用变化分析可以帮助研究者了解土地资源的状况和变化趋势,有利于合理利用土地资源和保护环境。
4. 提供数据支持和科学依据:基于RS和GIS的土地利用变化分析可以提供准确的土地利用数据和相关指标,为决策者提供科学的依据和数据支持,以做出合理的决策。
基于GIS 和RS 的徐州市景观格局演变研究奚砚涛,谭海樵(中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州221008)摘要 基于1979、1994、2003年遥感影像,在GIS 和RS 的支持下,解译提取徐州市20多年来的景观类型的空间信息,选取分维数、景观优势度指数、均匀度指数、多样性指数、平均斑块伸长指数、破碎度和分离度指数,对徐州市景观空间格局的时空动态演变进行了分析。
关键词 景观指数;景观格局;演变;徐州中图分类号 S127 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2008)03-01256-02Study o n the Landscape S pa tial P attern Ev olution o f X uzho u Based on GIS and R S X I Ya n -tao et al (School of Resou rces an d Earth Science,Chi na Universi ty of Mi ning &Technolog ,Xu zhou,Jiangsu 221008)Abstract B ased on RS i mages from three peri od(1979,1994and 2003)and wi th the s upport of GIS and RS,the spati al in formation of landscape in Xuz hou city du ring 1979~2003was extracted and with the m od els of m ean patch fractal dimen si on,d ominance,evenness,diversity,mean patc h elon gati on index,fragmentation and i solation,the d yn amic spati o -temp oral chan ges of land scape p atterns of Xuz hou was analyzed.Key w ords Land scape ind ex;Landscape pattern;Evolu ti on;Xu zhou基金项目 国家自然科学基金资助项目(40371113);中国矿业大学青年科研基金项目(2006A018);中国矿业大学资源与地球科学学院科研基金项目。
作者简介 奚砚涛(1973-),男,江苏丰县人,在读博士,讲师,从事遥感与地理信息系统研究。
收稿日期 2007-09-06景观格局及其演变是自然、社会和生物要素相互作用的结果,景观格局也深深地影响并决定着各种生态过程。
斑块的大小、形状和连接度会影响到景观内物种的丰度、分布及种群的生存能力及抗干扰能力[1-3]。
遥感(RS)、地理信息系统(GI S)技术已广泛应用于景观格局的定量化研究。
地理信息系统使快速、准确地处理大规模空间数据成为可能,而遥感技术大大拓宽了人类的视觉范围,为景观水平上的监测与评价提供了有效的手段。
遥感、地理信息系统与景观生态学理论共同形成了对大尺度生态系统空间格局进行研究的独具特色的研究模式,而利用景观指数对空间格局进行定量化研究是这种研究模式的基本内容[4-5]。
徐州市位于江苏省的西北部,位于116 22 ~118 40 E 、33 43 ~34 58 N,总面积11258km 2,辖云龙区、鼓楼区、泉山区、九里区、贾汪区、新沂市、邳州市、铜山县、沛县、丰县、睢宁县,占江苏省总面积的11%。
地处苏、鲁、豫、皖4省交界,为东部沿海与中部地带、上海经济区与环渤海经济圈的结合部,交通发达,历史悠久。
在GIS 和R S 的支持下,笔者解译提取徐州市20多年来景观类型的空间信息,对徐州市景观空间格局的时空动态突变进行了分析。
1 研究方法1.1 数据来源和处理 笔者应用覆盖徐州市的1979年MSS 影像和1994~2003年的La ndsa t TM 遥感影像,结合1 10000的地形图,在ERD AS 图像处理软件下完成标准假彩色合成及影像的精校正、配准和增强处理,在Arc GI S 软件支持下,结合实地调查采用交互式解译,处理得到2003、1994、1979年的徐州市土地利用图,分别计算出3年的景观指数,并在缀块类型水平以及景观水平上对徐州市整体景观格局进行分析,比较其变化情况。
1.2 指标选取及分析方法 景观指数可用来描述缀块镶嵌体或整个景观的结构特征,景观空间格局变化的定量分析,可从景观指数的变化上反映出来[1]。
1.2.1 形状指数。
通过计算某一缀块形状与相同面积的圆或正方形之间偏离程度来测量其形状复杂程度[6],当缀块形状为圆时,形状指数等于1;当缀块形状为正方形时,形状指数等于1。
缀块的形状越复杂或越扁长,S 值越大。
S =P2 A 或S =0.25PA1.2.2 分维数。
表现形状复杂程度,分维数是分维变量的维度,反映了在一定的观测尺度上斑块和景观格局的复杂程度[7]。
通过斑块的特征来反映景观格局特征,计算公式:F d =2ln (p/k)/ln (A)1.2.3 平均斑块伸长指数。
是衡量斑块形状的指标之一,景观要素的形状可以影响生态学过程[7]。
正方形斑块G=4,G 值越大,斑块形状越长。
G =AP i /AA i 1/2。
1.2.4 破碎度指数。
描述景观被分割的破碎程度,在一定程度上反映了人为干扰景观强度[8]。
C =n i /A 。
1.2.5 分离度指数。
反映一个区域中同一土地类型的不同斑块个体的分布情况[7],表现某一景观类型中不同斑块个体分布的分离程度。
I i =12n i A /A i A。
1.2.6 优势度指数。
多样性指数的最大值与实际计算值之差,用于测度景观结构中一种或少数几种景观类型占支配地位的程度[9]。
通常,较大的D 值对应一个或少数缀块类型占主导地位的景观。
D =H ma x + mk =1P k ln (P k )。
1.2.7 均匀度指数。
反映景观中各缀块在面积上分布的不均匀程度,通常用多样性指数和其最大值的比来表示[10],以Sha nnon 多样性指数为例,当E 趋于1时,景观缀块分布的均匀度也趋于最大。
E =HH ma x =- nk =1P k ln (P k )ln (n)。
1.2.8 多样性指数。
反映景观要素的多少和各景观要素所占的比例状况[10]。
当景观是由单一要素构成时,景观是均质的,其多样性指数为0;由两个以上要素构成的景观,当各景观类型所占比例相等时,其景观多样性最高;各景观类型所占比例差异增大,则景观的多样性下降。
Sha nno n -Wea ver 多样性指数:H =- nk =1P k ln (P k ); Si mpson 多样性指数:H =1- nk =1P k 2。
安徽农业科学,J ou rnal of An hui Agri.Sci.2008,36(3):1256-1257,1262 责任编辑 朱新秀 责任校对 朱新秀2 结果与分析根据研究目的,将徐州市景观构成要素分为工业用地、特殊用地、绿地、居住用地、仓储用地、公设用地等景观类型,并对此数据做如下处理: 计算出每年的单个斑块信息; 计算出每年的8类景观指数:斑块数目、分维数、平均斑块伸长度指数、景观破碎度指数、景观均匀度指数、多样性指数、分离度指数和景观优势度指数,计算结果见表1、2。
表1 研究区景观格局指数比较T a ble1Com pariso n o n the in dex o f la ndsca pe spa tial pa tten in the studied area指数类型In dex typ e 年份Year工业用地Ind u stri alland特殊用地S pecialsi te s绿地Green land居住用地Livin gsp ace公设用地Publi cs pace仓储用地Storagesites斑块数1979 12518 8 91 824 No.of19949023101356918 p atc hes200389213128710217分维数1979 1.0230.7480.5290.666 3.1270.878 Fractal19940.9330.8130.8530.9720.9710.951 di men sion20030.911 1.0011.0310.944 1.1000.961平均斑块1979 1.270 1.2311.291.357 1.7431.282 Mean patch s伸长指数1994 1.333 1.3961.4041.272 1.3541.266 Elon ga ti on2003 1.274 1.3341.2741.29 1.3061.279 in dex破碎度19790.6410.9240.410.4670.410.123 Fragmen ta ti on1994 1.3700.350.1522.055 1.050.274 20030.5640.1330.1961.8490.6461.077分离度1979 1.5940.5522.6541.563 3.0083.501 Is olati on1994 2.802 1.7155.8721.652 5.4237.658 2003 1.644 1.7272.0911.984 2.0347.317表2 4种综合景观指数T a ble2Fo ur com pre hensiv e land scape indexes年份Year Si mps on景观多样性Di ve rsi tyof Simp sonland scapeSh ann on景观多样性Diversityof S hann onland scape景观均匀度Lan dscap euni formity景观优势度Lan dscap ep red omi nance19790.790 1.6910.6693.637 19940.717 1.4960.7683.441 20030.770 1.5840.8843.3762.1 土地利用变化 根据2003、1994和1979年徐州市的土地利用变化情况及景观指数的计算分析,结果表明: 20多年以来,居住用地大量增加,其次是公设用地和绿地,而工业用地和仓储用地在不断减少。
居住用地的斑块数目不断增加,范围不断扩散,工业用地的迁移和斑块数目减少。
1979年工业用地的斑块面积小,数量多且分散;1994年,工业用地的斑块面积变大而数量减少;2003年,工业用地斑块数量少,面积大,且分布集中,大部分分布在城市的北部和东部边缘地带,几乎全部搬离城市中心。