基于GIS的市域景观格局定量分析与优化
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如何使用地理信息系统进行城市景观质量评价与规划城市景观质量是评估一个城市环境优劣的重要指标之一。
而地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)则是一种强大的工具,能够帮助我们进行城市景观质量的评价与规划。
本文将探讨如何使用GIS来进行城市景观质量评价与规划,以期为城市规划提供一定的参考。
首先,我们需要明确城市景观质量评价的概念和标准。
景观质量的评价标准通常包括景观种类、景观空间结构、景观生态功能、景观文化价值等多个方面。
在使用GIS进行城市景观质量评价时,我们需要收集并整理相关的地理数据,如土地利用数据、地形数据、植被数据等。
通过这些数据的分析和综合评估,可以对城市景观质量进行全面而准确的评价。
其次,为了进行城市景观质量规划,我们需要明确当前城市景观存在的问题和亮点。
通过GIS技术的应用,我们可以对城市景观的现状进行快速地测绘和分析。
比如,通过对航空遥感图像的解译,我们可以获取城市土地利用类型的详细信息,进而分析城市景观的空间结构和格局。
此外,GIS技术还可以结合实地调查和居民意见收集,了解居民对城市景观的满意度和需求,为后续的规划工作提供依据。
进一步,对于城市景观质量规划,GIS技术可以为我们提供多种决策支持的工具。
例如,通过GIS技术的建模和模拟功能,我们可以模拟不同规划场景的影响,比如土地利用变化、建筑高度变化等,进而评估这些变化对城市景观的影响。
同时,GIS技术还可以结合地理分析工具,对城市景观质量进行可视化展示,为决策者提供直观的信息,帮助他们做出科学合理的决策。
除了评价和规划城市景观质量,GIS技术还可以为城市景观的监测和管理提供有效手段。
通过GIS技术的数据采集和更新功能,我们可以及时获得关于城市景观的最新信息,并对其进行管理和更新。
例如,对于城市绿地景观,我们可以通过遥感技术和GPS定位技术对其种类和分布进行监测,并及时发现问题和进行维护。
环境影响评价中基于GIS的景观格局分析随着经济的快速发展和社会进步,人类对自然资源的开发利用也越来越频繁。
然而,这种开发活动往往会对环境造成严重的影响,如破坏生态平衡、破坏动植物栖息地、增加自然灾害风险等。
因此,在规划和决策环境影响评价时,需要对项目对环境产生的潜在影响进行合理评估和预测。
环境影响评价是一种评估、预测和评价人类活动可能对环境造成的影响的方法。
在评价过程中,景观格局的分析是一个重要的环节。
景观格局是指不同类型景观元素在空间上的组合和分布,包括景观类型、景观面积、景观形状、景观间的距离和相互联系等要素。
它能够反映出地区的生态环境特征和功能,也能够揭示出潜在的环境脆弱性。
基于GIS的景观格局分析是利用地理信息系统(GIS)技术对景观格局进行空间分析和定量描述的方法。
GIS技术能够综合利用地理、社会和经济数据,通过数字化地图和空间分析功能,揭示出不同因素之间的相互关系。
在环境影响评价中,利用GIS进行景观格局分析有以下几个优势。
首先,GIS可以提供多源数据的集成分析。
在环境影响评价中,要考虑到各种自然资源、气候因素和人类活动的影响,这就需要使用大量的数据。
GIS技术能够将多源数据集成在一起,进行综合分析,为决策者提供全面、准确的信息。
其次,GIS具有空间分析功能,能够对景观格局进行定量描述。
通过GIS软件的功能,可以对景观元素的空间分布和形态进行量化,并进行合理分类和聚类分析。
这样可以更加直观地了解项目对景观格局的影响,为评价预测提供科学依据。
此外,GIS还具备可视化展示的功能,能够将景观格局的分析结果以地图的形式直观地展示出来。
这对于决策者和公众来说非常重要,能够使他们更加直观地了解项目对景观的影响,并参与环境评价的过程。
在实施基于GIS的景观格局分析时,需要遵循一定的步骤和方法。
首先,需要建立准确的地理数据库,并对数据进行质量控制。
其次,需要利用GIS软件进行数据预处理和分析,包括数据加工、图层叠置、网络分析等。
基于GIS的琼海市景观格局优化分析李向阳;吴疆;吴照柏【摘要】景观格局优化是促进区域可持续发展的有效途径.结合聚类分析和GIS技术,从累积成本的角度对琼海市景观格局进行了优化分析,结果表明:1)800m栅格尺度的景观组分结构是琼海市选取生态源地的合适参照,共选取生态源地65个.地形地貌是影响生态源地空间分布格局的主要因素.2)利用自然断裂法将生态阻力面按照阻力大小划分为5个阻力区,针对各区的功能作用采取了相应的生态建设方式.3)琼海市有生态廊道136条和生态节点136个,与生态源地相连接形成了生态网络.以万泉河为界,生态廊道和生态节点主要分布在东北部、中部和南部,基质主要为耕地、林地和园地,建设和管制方式应结合基质和环境区别对待.【期刊名称】《林业资源管理》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】5页(P147-151)【关键词】GIS技术;景观格局优化;聚类分析;累积耗费距离模型;生态网络【作者】李向阳;吴疆;吴照柏【作者单位】国家林业和草原局中南调查规划设计院,长沙410014;国家林业和草原局中南调查规划设计院,长沙410014;国家林业和草原局中南调查规划设计院,长沙410014【正文语种】中文【中图分类】TU984近现代,人类社会的快速发展是以牺牲自然环境为代价的,生态环境遭到破坏,景观趋于破碎化[1],导致正常的生态过程被隔断,严重阻碍了人与自然和谐发展[2-3]。
景观生态学认为,自然环境中存在某些“关键局部”能控制生态演替[4],影响着区域生态系统功能的发挥,对生境保护和恢复[5]具有战略意义。
众多研究表明[5-7],以生态系统的“关键局部”为基础,对区域景观格局进行优化分析,构建结构合理的生态网络,能有效指导区域经济、生态和社会的协调发展。
景观格局优化主要是围绕景观格局生态过程的反馈机制进行研究,概念模型、数学模型及计算机模拟是探讨景观格局优化的主要方法[8]。
其中,累积耗费距离模型结合距离与景观类型来模拟景观格局对生态过程的控制作用[9],并与景观生态学相结合形成了完整的“格局—过程—功能”分析过程[2]。
GIS技术在景观评价中量化分析的应用摘要:景观评价需要从不同学科的角度去对拟建地区景观环境的现状进行考察和评价,既需要科学的研究方式,也需要先进的技术支撑,这样才能使景观评价更加全面,更加合理。
传统的景观评价大多数是从专家叙述和群众感知的层面上完成的,所以并不能保证景观评价的客观性和科学性,无法构建完善的评价体系。
随着现代科学技术的发展,我们拥有了更加先进的技术,譬如GIS具有强大的数据库功能,补缺了以往景观评价体系中的空白,在可视化表达的同时能够实时产生关联数据,为景观评价带来了更加科学的平台,有利于景观评价进行量化分析,为设计师拓展了更多的评价视角。
关键词:景观评价;GIS技术;量化分析;应用;研究1.概念叙述1.景观评价景观评价需要综合运用社会学、艺术、建筑学、美学等多门课程和观点,它是在不断地考察和分析下得出来的研究成果,能够及时发现拟建地区在建设和应用过程中可能会给景观环境带来的不良影响,并且客观的评价景观资源,从而提出有利于景观环境保护和利用的有效措施。
我们能够通过评价反映出景观质量的好坏,让人们对其有更加深入的了解,有较强的现实意义。
一般来说,构建一个全面的景观评价体系,能够减少人们在景观评价中的主观色彩,有利于我们科学、可持续地开发利用丰富的景观资源,满足人类对生存环境和生态建设方面的需要,同时也可以将一些风景和城市风貌的资源优势体现出来。
我们要以事实为依据,综合整个资源评价,达到平衡景观发展和生态维护的目的,充分体现出景观评价的作用和价值。
1.GIS技术GIS技术也是多门学科交叉的研究成果,它是在计算机的基础上,结合地理模型分析方法,对空间数据进行收集、管理、贮存、检索、处理、描述和分析,在资源利用和环境应用领域上有着技术先导的地位,它的核心功能体现在分析与管理,能够快速完成决策制定,并且进行客观合理的标准评价,为解决资源环境问题及确保可持续发展带来技术支持。
虽然GIS技术的开发与应用在我国起步较晚,但其发展速度不容小觑,它已经渗透到我国的各行各业,与社会生活需求和国民经济建设息息相关,能够很大程度地提升生产活动的工作效率和经济效益。
基于GIS的城市生态景观格局分析与优化研究作者:胡晓婉田翠翠万郜方来源:《科学与财富》2019年第23期摘要:景观生态学的发展为城市景观格局规划提供了新的理论依据,本研究利用ArcGIS 的空间分析模块,运用最小阻力表面模型把地表地貌对生态过程的影响通过“耗费”这样一种概念来反映它的大小关系。
以深圳市龙岗区为例,基于“基质-斑块-廊道”这种模式,分析出景观生态保护的“源地”之间的最小耗费路径;再结合龙岗区实际生态资源的分布,提出了龙岗区景观格局优化方案。
关键词:生态景观格局;景观阻力;最小耗费路径1.引言2014年3月14日,习近平总书记提出了坚持山水林田湖草是一个生命共同体,强调要用系统思维统筹山水林田湖草治理。
山水林田湖草是生命共同体,也是景观共同体,在城市发展进程中,这个共同体随着人类的开发活动或割裂或消亡,或搬離或重组,演变而成现在的城市生态景观。
深圳市从一个小渔村发展至如今的国际化大都市,40年来生态景观发生了天翻地覆的变化,龙岗区作为深圳的工业大区,早期粗放式的发展建设打断了原有的生态廊道,留下了许多历史欠账,特别是建成区内生态景观破碎较为严重。
在此背景下,开展龙岗区城市生态景观格局优化分析,为龙岗区未来生态文明建设提供依据。
2.生态景观格局分析方法生态景观是城市绿化的窗口,包括郊野公园、城市公园、社区公园、道路绿化等,从宏观层面分析评价区域的生态景观格局,是对城市整体生态景观的一次客观打分,更有助于发现片区生态连接度的问题,为以后生态廊道建设提供科学依据。
2.1景观格局分析概述景观生态学强调的是空间的差异性和变化规律,强调水平过程与景观格局之间的相互关系。
它把"斑块-廊道-基质"作为分析任何一种景观的模式。
景观生态学应用于城市及景观规划中特别强调维持和恢复景观生态过程及格局的连续性和完整性。
随着上世纪90年代3S技术的普及,可将地理信息直观展现在遥感影像上,对分析城市生态景观提供了大力支持。
基于GIS的城市景观分析与规划城市景观分析与规划是一项旨在优化城市发展和提升居民生活质量的重要工作。
随着地理信息系统(GIS)技术的发展和普及,基于GIS的城市景观分析与规划成为了一种高效、准确的方法。
本文将介绍基于GIS的城市景观分析与规划的意义、方法和应用。
一、基于GIS的城市景观分析与规划的意义城市景观直接影响人们的居住和工作环境,对居民的身心健康、社会互动和生活质量都起着重要的作用。
通过基于GIS的城市景观分析与规划,可以科学地评估城市景观的质量、特点和变化趋势,为城市规划部门提供决策依据,同时也可以为设计师、建筑师和市民提供资源保护和景观改善的指导。
二、基于GIS的城市景观分析与规划的方法基于GIS的城市景观分析与规划主要包括数据收集、数据处理、景观评价和规划设计四个步骤。
1. 数据收集:通过地理信息系统,可以快速准确地收集和整理城市的地理数据,包括地形、土地利用、道路网、建筑分布、绿地、湖泊和河流等方面的信息。
2. 数据处理:通过GIS软件的分析功能,可以对收集到的数据进行处理和加工,例如空间分布分析、图层叠加和图像识别等。
这些处理结果可以为后续的景观评价和规划设计提供参考。
3. 景观评价:在GIS平台上,可以根据一定的评价指标和标准,对城市景观的质量、多样性、可达性、可持续性等进行评估。
通过景观评价,可以了解城市景观的现状和问题,为规划设计提供基础数据和依据。
4. 规划设计:在基于GIS的城市景观规划设计中,可以通过模拟和可视化的方法,提供不同方案的比较和展示。
这有助于决策者和设计师更好地理解和选择最佳方案,以实现城市景观的优化和改善。
三、基于GIS的城市景观分析与规划的应用基于GIS的城市景观分析与规划已经应用于许多城市的发展过程中,产生了广泛而积极的影响。
1. 绿地规划:通过GIS技术,可以对城市绿地的类型、分布和利用情况进行分析和评价。
这有助于合理规划公园、绿化带和社区绿地,提供更多的休闲空间和生态功能,改善市民的居住环境。
基于景观格局分析的建设方案优化引言:景观格局是指一个地区内自然和人为要素的空间分布和相互关系。
在城市规划和建设中,基于景观格局的分析可以帮助我们优化建设方案,以提高城市的可持续性和居民的生活质量。
本文将探讨基于景观格局分析的建设方案优化的重要性和方法。
一、景观格局分析的意义1.1 提高城市生态环境景观格局分析可以帮助我们了解城市内不同景观类型的分布情况,从而优化建设方案,增加绿地和湿地等自然景观的面积。
这有助于改善城市的生态环境,提供更多的生态系统服务,如净化空气、调节气温和水循环等。
1.2 促进城市可持续发展通过景观格局分析,我们可以识别出城市内的热岛效应、水资源利用不当等问题,并提出相应的建设方案优化措施。
例如,在城市规划中增加绿色屋顶和垂直绿化,可以降低城市的能耗,改善空气质量,提高居民的生活质量。
1.3 增加城市景观的多样性景观格局分析可以帮助我们了解城市内不同景观类型的分布情况,从而优化建设方案,增加景观的多样性。
这有助于提高城市的美观度和吸引力,吸引更多的游客和投资,促进城市的经济发展。
二、基于景观格局分析的建设方案优化方法2.1 地理信息系统(GIS)的应用地理信息系统(GIS)是一种用于收集、存储、管理、分析和展示地理信息的技术工具。
通过使用GIS,我们可以将不同景观要素的空间分布信息输入到计算机中,进行景观格局分析和建设方案优化。
例如,我们可以使用GIS来识别城市内的绿地缺口,以便在规划中增加绿地面积。
2.2 生态网络的构建生态网络是指由自然和人工景观要素组成的连通系统,可以促进物种迁移和生态过程的维持。
通过构建生态网络,我们可以优化建设方案,保护和恢复生态系统的连通性。
例如,在城市规划中,我们可以通过增加生态走廊和绿色廊道,促进城市内的物种迁移,增加生物多样性。
2.3 可视化工具的应用可视化工具是一种用于将数据和信息以图形化形式呈现的技术工具。
通过使用可视化工具,我们可以将景观格局分析的结果以直观的方式展示给决策者和公众。
基于GIS的城市景观生态格局分析与规划近年来,城市景观生态格局在城市规划与建设中扮演着重要角色。
基于地理信息系统(GIS)的城市景观生态格局分析与规划成为了一项热门研究领域。
本文将探讨基于GIS的城市景观生态格局分析与规划的意义,并介绍该方法的关键步骤与技术工具,以期为城市规划者提供一种科学、高效的工具。
1. 研究背景与意义城市化进程的加速导致了城市景观生态格局的不断变化,这对城市的生态环境产生了重要影响。
通过分析城市景观生态格局,可以帮助城市规划者深入了解城市生态系统的现状和问题,并为合理规划城市提供科学依据。
在这个背景下,基于GIS的城市景观生态格局分析与规划显得尤为重要。
2. 数据收集与处理在进行城市景观生态格局分析与规划之前,需要收集各种与生态格局有关的数据,例如土地利用数据、遥感影像数据、地形数据等。
这些数据可以通过现场调查、遥感技术和大量已有的地理信息数据库获取。
在收集到数据后,需要对数据进行预处理,包括数据清洗、投影转换和空间数据集成等,以保证数据的准确性和一致性。
3. 地理分析与评价地理分析与评价是城市景观生态格局分析的核心内容之一。
通过将收集到的地理数据融入GIS平台,可以进行景观生态格局的定量分析和定性评价。
例如,可以计算城市景观生态格局的多样性指数、分析景观的连通性和分布格局等。
这些分析可以帮助了解城市景观生态格局的现状和趋势,并为规划提供参考。
4. 景观规划与优化基于分析结果,可以进行城市景观规划与优化。
根据城市发展的需求和生态环境的要求,制定合理的景观规划方案,包括绿地布局、生态走廊的划定、自然保护区的设置等。
通过优化城市景观格局,可以提升城市生态系统的稳定性和可持续性,并改善城市居民的生活质量。
5. 技术工具与软件在进行基于GIS的城市景观生态格局分析与规划时,常用的技术工具和软件包括ArcGIS、ERDAS IMAGINE、ENVI等。
这些工具和软件提供了强大的地理数据处理和空间分析功能,使得城市景观生态格局分析与规划更加便捷高效。
基于GIS和遗传算法的城市景观规划方案设计引言:城市景观规划是指通过对城市的自然和人文环境进行科学分析和综合研究,制定出一系列的规划方案,以达到提升城市景观品质、改善居民生活质量的目标。
而基于GIS(地理信息系统)和遗传算法的城市景观规划方案设计,具有科学性、可行性和效益性的特点,能够更好地满足城市发展的需求。
一、GIS在城市景观规划中的应用1. 空间数据采集与分析:GIS技术可以通过卫星遥感、GPS定位等手段,采集城市景观的相关数据,如土地利用、建筑分布、绿地覆盖等。
同时,GIS还可以对这些数据进行空间分析,了解城市景观的现状和发展趋势。
2. 空间模拟与可视化:基于GIS的城市景观规划可以通过模拟和可视化手段,将规划方案在虚拟环境中进行展示。
这样可以让规划者和决策者更好地了解方案的效果,从而做出更科学、合理的决策。
3. 空间决策支持:GIS技术可以将城市景观规划中的各种数据进行整合和分析,为规划决策提供科学依据。
例如,可以通过GIS对城市交通、绿化、水资源等方面的数据进行分析,为决策者提供不同方案的评估和比较。
二、遗传算法在城市景观规划中的应用1. 优化设计:遗传算法是一种模拟自然进化过程的优化算法,可以通过模拟基因的遗传和变异,寻找最优解。
在城市景观规划中,可以将规划目标和约束条件转化为适应度函数,通过遗传算法寻找最佳的规划方案。
2. 空间布局优化:城市景观规划中的空间布局是一个复杂的问题,需要考虑多个因素的综合影响。
遗传算法可以通过优化空间布局,使得不同要素之间的关系更加协调和平衡,达到最优的规划效果。
3. 景观生态保护:城市景观规划不仅要考虑城市的功能和美观,还需要保护和改善生态环境。
遗传算法可以通过优化设计,使得城市景观规划更加符合生态保护的原则,提高城市的可持续发展能力。
三、基于GIS和遗传算法的城市景观规划方案设计实例以某城市的绿地规划为例,结合GIS和遗传算法进行规划方案设计。
1. 数据采集与分析:首先,利用GIS技术采集城市的土地利用、建筑分布、道路网络等相关数据,并进行空间分析,了解城市绿地的现状和分布情况。
虽然当前有关海草床资源保护的非营利组织较少,且发展往往不成熟,但从涉海类非营利组织的实际工作中可以发现,其在海洋资源保护宣传和志愿组织方面发挥针对性和专业性、积极表达公众建议等方面的作用不容忽视。
构建多元主体协同治理模式有利于构建海草床自然资源保护和开发的长效机制。
3.3提升海草床资源保护的公众参与度随着人类海洋活动范围的不断扩大,涉海类问题也日渐繁杂。
公众作为海洋环境和资源保护的最终受益者,同时也是推动其可持续发展的关键主体,在海草床等海洋资源保护中,发挥着重要的作用。
公众参与作为社会力量,能够集思广益,全面客观的认识海洋资源状况,从而提升政府决策的质量,公众对海洋资源保护的政府行为能够起到很好的监督作用,保障政府在海洋资源保护和开发行为中的正当性;当前,科普读物和教学教材中有关海草床等海洋资源保护的内容较少,推动公众参与海洋资源保护既是一个参与的过程,同时又是一种对于海洋资源知识的宣传普及和教育过程,能够极大地提高公众的海洋资源保护意识,加强公众对自身涉海行为的内在约束,推动人与海洋关系的和谐发展。
3.4积极开展海草床保护相关国际合作国外对于海草床资源保护和修复的研究经验丰富,在先进技术和生物学研究上都占有相对优势,学习国外对于海草床修复先进经验,加强国际间的经验交流与合作,相互探讨科学技术先进成果,能够使我国在海草床资源保护和修复的过程中少走弯路,尽快提升海草床资源保护能力和潜力,减少不必要的资源和时间上的重复投入。
同时,加强国际合作,有利于推动全球海草床资源保护和维持全球海草床生态系统的健康发展,实现各国间达成资源环境共同体的共识,为人类经济社会的可持续发展提供保障。
参考文献:[1]周毅,徐少春,张晓梅,等.海洋牧场海草床生境构建技术[J].科技促进发展,2020,16(2):200-205.[2]王锁民,崔彦农,刘金祥,等.海草及海草场生态系统研究进展[J].草业学报,2016,25(11):149-159.[3]潘金华,江鑫,赛珊,等.海草场生态系统及其修复研究进展[J].生态学报,2012,32(19):6223-6232.[4]黄小平,黄良民.中国南海海草研究[M].广州:广东经济出版社,2007:136.[5]郑凤英,邱广龙,范航清,等.中国海草的多样性、分布及保护[J].生物多样性,2013,21(5):517-526.[6]刘邦华.中国海洋大学参与开展我国首次大叶藻规模化增殖[EB/OL]./2017/0917/c45a71/page.htm,2020-7-29.作者简介:周媛媛(1996-),女,汉族,山东威海人,中国海洋大学国际事务与公共管理学院硕士研究生,研究方向为海洋社会学。
基于GIS—RS的海口市海岸带景观格局变化分析基于RS-GIS技术,应用Erdas软件对遥感图像进行解译,获得研究区的主要土地利用景观类型图。
通过选取不同水平景观格局指数,进行计算与分析,探讨了海口市南渡江东岸海岸带的景观格局现状、动态变化特征及变化趋势。
标签:海口市;GIS;RS;海岸带;景观格局目前,关于海口市景观格局的研究比较少,缺少对东岸海岸带的全面、深入的研究。
土地利用景观格局的变化会引起不同景观单元间物质、能量及营养成分的流动的变化,也会引起上述生态过程和系统功能的变化[1]。
因此,深入对海岸带景观格局动态变化研究,有助于提高土地利用的经济、社会、环境效益,实现土地资源利用的可持续发展都具有重要的意义。
1 研究区概况与研究方法研究区属于海口南渡江东岸海岸带,位于海口市东北部,南渡江东岸。
东起南渡江,西至海口市和文昌市行政边界,南到海岸线向内陆延伸至10km处,北至海岸线。
利用海口市三期遥感影像,通过监督分类和目视解译相结合方法,把土地利用分为6类,耕地、园地、林地、建设用地、水域用地和其他土地,得到研究区1991、2001、2010年景观格局分布图。
景观格局指数是景观格局重要研究方法之一,文中通过参考多篇文献[2],景观单元特征指数选择以下5种:斑块密度(PD)、最大斑块指数(LPI)、斑块平均面积(AREA_MN)、面积加权分维数(FRAC_AM)、斑块结合度指数(COHESION)。
景观整体特征指数选择了以下三种:香浓多样性指数(SHDI)、蔓延度(CONTAG)、破碎度指数(FI)。
2 景观空间格局结果与分析2.1 景观单元特征指数分析1991~2010年各景观类型的斑块密度总体呈现递增现象,反映研究区景观破碎化程度一直在增加。
建设用地和林地斑块数量一直较大,但景观总体面积不大,表明这两种景观分布比较分散。
在2010年建设用地斑块密度高达2.6586,相对1991年增长了5.55倍;林地由0.4682增长到1.3212个。
基于地理信息系统的城市景观规划方案制定随着城市化进程的不断加速,城市景观规划成为了城市发展中的重要环节。
而地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)的应用在城市景观规划中也愈发重要。
本文将探讨基于地理信息系统的城市景观规划方案制定的相关问题。
一、GIS在城市景观规划中的应用地理信息系统是一种基于计算机技术的空间数据处理系统,它能够将地理空间数据与属性数据相结合,进行空间分析和空间决策。
在城市景观规划中,GIS可以帮助规划者收集、管理和分析大量的地理数据,为规划方案的制定提供科学依据。
首先,GIS可以帮助规划者对城市的地形、地貌、土地利用等地理要素进行精确测量和分析。
通过对地理要素的准确描述和分析,规划者可以更好地了解城市的自然环境,为景观规划的定位和设计提供科学依据。
其次,GIS可以帮助规划者对城市的人口、交通、设施等社会经济要素进行分析。
通过对这些要素的分析,规划者可以了解城市的人口分布、交通状况和设施布局等情况,为景观规划的目标和策略制定提供科学依据。
最后,GIS可以帮助规划者进行空间分析和决策支持。
通过GIS的空间分析功能,规划者可以对不同的景观规划方案进行评估和比较,从而选择最优方案。
同时,GIS还可以帮助规划者进行可视化展示,以便更好地向相关方面进行沟通和交流。
二、基于GIS的城市景观规划方案制定流程基于地理信息系统的城市景观规划方案制定可以分为以下几个步骤:1. 数据收集与整理:首先,规划者需要收集和整理城市的地理数据,包括地形地貌、土地利用、人口分布、交通状况等信息。
这些数据可以通过现场调查、遥感影像解译、统计数据等方式获取。
2. 数据建模与分析:在数据收集与整理的基础上,规划者可以利用GIS软件对数据进行建模和分析。
通过建立地理数据库和空间模型,规划者可以对城市的地理要素和社会经济要素进行空间分析和关联分析,从而揭示城市的空间特征和规律。
基于GIS的长沙市景观格局定量分析与优化研究的开题报告一、选题背景随着城市化进程不断加快,城市景观格局的研究越来越受到人们的关注。
景观格局作为城市的外在表现,不仅影响城市形象,而且还对城市的生态环境、社会经济发展等方面产生了重要的影响。
因此,研究城市景观格局及其优化成为城市规划和设计的必要内容。
长沙市作为中部地区的重要经济、文化和交通中心,其城市景观格局也在不断变化。
然而,现有的研究多集中于对长沙市景观格局的定性评价,对其定量分析及优化研究还较为欠缺,尚需深入开展研究。
二、研究目的本研究旨在通过GIS技术,对长沙市景观格局进行定量分析,并结合城市发展现状,提出景观优化建议,以期为长沙市景观格局的合理规划与设计提供参考。
三、研究内容和方法1.研究内容(1)长沙市景观格局现状分析:通过收集城市景观元素数据,对长沙市当前的景观格局进行分析,包括景观类型、面积分布、空间格局等方面。
(2)景观格局评价:从景观多样性、连续性、兼容性等方面出发,对长沙市景观格局进行综合评价。
(3)景观格局优化:结合长沙市发展现状和未来发展趋势,提出景观优化的具体建议,包括景观元素调整、重点区域改造等方面。
2.研究方法(1)GIS技术:收集长沙市景观元素数据,进行图层叠置、空间分析等操作,实现对景观格局的可视化表达和分析。
(2)分析方法:包括景观分析、空间分析、层次分析等方法,对景观格局进行定量评价和优化设计。
四、预期成果(1)长沙市景观格局的定量分析报告,包括景观类型、面积分布、空间格局等方面。
(2)景观格局评价报告,对长沙市景观格局进行综合评价。
(3)景观格局优化报告,提出具体的景观优化建议,包括景观元素调整、重点区域改造等方面。
(4)研究过程中使用的数据、方法及技术的汇总整理。
五、研究意义本研究填补了长沙市景观格局定量分析及优化的研究空白,能够为长沙市的城市规划和设计提供参考和指导,促进长沙市的可持续发展和生态环境保护。
生态环境 2008, 17(4): 1554-1559 Ecology and Environment E-mail: editor@基金项目:国家杰出青年科学基金项目(50225926;50425927)作者简介:华昇(1984-),女,硕士研究生,主要从事3S 技术、城市生态和景观生态研究。
E-mail: hs0723@ *通讯联系人:曾光明,教授(长江学者),湖南大学环境科学与工程学院院长,博士生导师。
E-mail: zgming@ 收稿日期:2008-02-20基于GIS 的市域景观格局定量分析与优化华昇,谢更新,石林,杨馥,周建飞,李忠武,曾光明*湖南大学环境科学与工程系,湖南 长沙 410086摘要:以长沙市为例,结合长沙市2000年4月份 Landsat TM 影像和1∶250000地理信息矢量数据库,借助Arc/view 和Arc/Info 软件,对其景观进行分类,并形成景观分类图,一级分类6个类型,在此基础之上进行二级分类,共分为15种景观类型。
并用景观格局分析软件FRAGSTA TS 软件计算了各类景观参数,并从斑块、类型和景观3个水平上,计算了相应的参数和景观指数,定量的揭示了整个景观格局与类型特征。
研究结果表明,分布面积占研究区总面积达46.8707%的有林地景观其连接性、完整性比其他景观类型好,是研究区的基质,但斑块和景观的空间形状较为复杂,表现出强烈的干扰特征。
水田的斑块数量最多,受人为活动影响强烈。
天然草地,改良草地,滩涂表现出萎缩特征。
从各类用地的空间组合来看,除了城镇相对集中的城区等几个地方外,农村居民点多为耕地和林地景观所隔开,各城镇和农村居民点由道路或水系连接。
定量分析城市景观的空间格局,将有助于深入研究景观格局的形成机制和理解城市景观的格局与过程。
在此基础上初步探讨了基于景观格局优化的城市生态系统的内部空间布局。
研究结果对长沙市景观生态规划有指导意义。
关键词:地理信息系统;景观格局分析;景观指数;FRAGSTA TS ;景观格局优化中图分类号:X821 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2008)04-1554-06景观生态学中的格局是指空间格局,包括景观组成的单元类型、数目以及空间分布与配置[1]。
景观格局分析主要是定量研究斑块在景观中的分布规律[2]。
空间格局分析的目的是从无序的景观上发现潜在的有意义的秩序与规律[3]。
景观格局对其中元素流产生影响,不同景观格局或景观格局动态演变导致区域景观功能发生变化,同时会影响到物种的丰富度、分布、和种群的生存能力与抗干扰能力[4,5],以及各种生态过程,即景观结构或景观格局决定景观功能。
因此如何优化景观中斑块的组成、空间配置以及基底特征,从而最有利于生物多样性保护、生态系统管理和景观的可持续发展,是一个新的、颇有前景的方向[6]。
城市地域的可持续发展必须以生态环境的可持续发展为前提和保障[7]。
城市生态系统的状态是由系统的结构和功能所决定的,系统的功能取决于系统的结构。
要改善城市生态系统的状态,就必须从调整城市生态系统的结构入手。
城市土地既是城市空间格局的地域要素,又是人类活动及其影响的载体,它的利用方式和格局成为调控城市生态系统结构的关键环节,同时决定了城市生态系统的状态和功能[8]。
张惠元等人的研究表明,目前城市生态问题的主要由不合理的土地利用方式和利用强度造成,主要表现在自然生境大量损失;水土流失的加剧;景观破碎度的增加;景观结构单一;景观通达性降低[8]。
关于景观格局定性、定量分析的研究开展了不少。
但基于RS 和GIS 对城市景观格局进行全面的、定量的分析之上的景观格局优化研究较少,本文尝试借助GIS 和Fragstats 软件,在对长沙市景观格局定量分析基础之上,综合生态适宜性、敏感性、生态服务功能、经济发展水平和景观格局整体优化的方法,探讨长沙市市域生态调控的空间途径,以期达到城市景观格局优化的目的,构建长沙市合理的稳定的自然生态系统,引导区域及城市用地和空间资源的合理配置,保障区域城乡生态的良性循环,为城市的可持续发展提供保证。
1 研究区域概况长沙市位于湖南省东部偏北、湘江下游, 居湘东山地、湘中丘陵与洞庭湖平原结合部(111°53'~114°15'E, 27°51'~28°40'N ),是湖南省省会,全市现辖芙蓉、天心、岳麓、开福、雨花5个区和长沙、望城、宁乡3个县及浏阳市, 总面积为11819.5 km 2。
长沙市地质构造形迹复杂, 地层褶皱, 断裂发育;属低山丘陵区, 东北、西北两端山地环绕,地势高峻, 向中部倾斜而趋于平缓;南部丘岗起伏, 北部平坦开阔, 地势由南向北倾斜;海拔高程在23.5~1607.9 m 之间。
山地面积约占全市总面积的29.5%, 丘陵占17.2%, 岗地占23.3%, 平原占25.3%。
从地型地貌特征来看, 属于红壤丘陵区。
长沙市属亚热华昇等:基于GIS的市域景观格局定量分析与优化1555带季风湿润气候,多年平均降雨量为1483.6 mm, 降水主要集中在4~7月份。
区域内植物属亚热带常绿阔叶林植物群落,植物种类繁多, 群落交错, 分布混杂。
2 景观格局定量分析方法2.1 景观分类景观格局的定量分析必需建立在景观分类的基础之上。
景观分类存在不同的分类体系:按人类影响的强度分类、以土地利用方式为主的景观分类、据自然度不同的景观分类、以及植被类型或地貌特征为主的景观分类等分类方式[9]。
本研究采用2000年4月30日长沙市Landsat TM影像的人机交互解释成果作为数据源,结合长沙市1∶250000地理信息矢量数据库,以《国土遥感综合调查工作意见》和《土地遥感动态监测技术规定》以及全国土地分类标准为依据,对长沙市的景观状况进行解译,并对长沙市的景观类型进行二级分类,在此基础上形成景观分类图。
一级类型6个:耕地、水体、林地、草地、城镇用地和未利用土地[10]。
根据数据精度和长沙市土地利用的区域特点,再将一级类型细分为15个二级类型,并对类型进行编码,其中耕地,草地,城镇用地均细分为2类,水体细分为3类,林地细分为4类。
类型编码分别为(11)水田(12)旱地(21)有林地(22)灌木林地(23)疏林地(24)未成林造林地(31)天然草地(32)改良草地(41)城镇(42)农村居民点(51)河流沟渠(52)水库湖泊(53)滩涂(61)沼泽(62)裸地。
2.2 景观空间格局分析本研究通过ARC/INFO、ARCVIEW等GIS软件对景观图进行处理后,在ArcView软件的空间分析模块(spatial analyst)支持下,将土地利用矢量数据转换为象元大小为100 m×100 m的栅格数据,采用Fragstats(raster version 3.3)软件从斑块、斑块类型和景观三个水平上计算了景观格局指数,以揭示研究区内的景观格局特征。
3 定量分析结果3.1 斑块特征长沙市景观图共有16124块斑块,在斑块的水平上,计算了这些斑块的特征参数和相应的景观指数(如面积、周长、形状指数、分维数等)。
这些指数对研究物种的某些生态学特征(如物种的扩散与迁移、种群动态等)具有重要意义。
表1是部分斑块的特征。
最小的斑块是第9号斑块(水田),面积100 m2。
最大斑块是第284号斑块(水田),面积89006 m2。
景观形状指数对景观大小起调节作用的总边界或边界密度的标准量度,同时也是斑块聚合和离散程度的量度[11],LSI越大斑块越离散。
通过各个类型中最大斑块的形状指数比较我们发现,水田的形状指数最大,次之为疏林地、有林地、河流沟渠。
对单个斑块而言,分维数可以理解为表示斑块边界的不规则性和反映斑块形状的复杂程度[12,9,13]。
从分析结果我们可以看出,第284号斑块水田的分维数最大,说明其复杂程度最高。
表1 长沙市景观图斑块水平上的景观指数(部分斑块)Tab 1 Patch landscape metrics of Changsha City (partial patches)类型斑块号类型号面积/hm2周长/m2形状指数分维数水田9 11 1 400 1 1284 11 89006 821600 48.7571 1.3773旱地365 12 3 1200 1.5 1.10667742 12 892 64800 5.4 1.2113有林地6848 21 95 10800 2.7 1.1481265 21 62261 571000 41.8098 1.3443灌木林地65 22 9 1600 1.3333 1.05048239 22 2427 115800 5.8485 1.2083疏林地12391 23 39 6000 2.3077 1.136110623 23 16897 667000 12.8269 1.2694未成林造林地8922 24 17 3200 1.7778 1.1101677 24 276 24000 3.5294 1.1732天然草地9783 31 104 8000 1.9048 1.09721720 31 1079 83800 6.3485 1.2288改良草地12152 32 47 4600 1.6429 1.07922498 32 355 22800 3 1.1468城镇14912 41 4 1000 1.25 1.04216471 41 6929 242600 7.2635 1.22农村居民点3910 42 2 600 1 1.01195901 42 1012 43000 3.3594 1.151河流沟渠6787 51 22 5000 2.5 1.1594242 51 5615 346000 11.5333 1.2742水库湖泊3729 52 14 1800 1.125 1.0311379 52 794 54000 4.7368 1.1972滩涂866 53 10 2600 1.8571 1.12521315 53 616 40200 4.02 1.1789沼泽5675 61 4 800 1 111720 61 102 8000 1.9048 1.0988 图1长沙市景观图Fig.1 Landscape map of Changsha City Sheet1556 生态环境 第17卷第4期(2008年7月)3.2 类型特征在类型层次上,计算了9个景观类型的景观指数(如类型比例、斑块密度、形状指数、斑块面积变异系数、分维数等),分析结果如下,(1)分布面积占研究区总面积达46.8707%的有林地景观的类型比例,最大斑块指数、平均形状指数、面积加权平均斑块分维数、斑块面积标准差、边缘密度都显著大于其他景观,表明该景观再研究区内占绝对优势,其连接性、完整性比其他景观类型好,是研究区的基质,但斑块和景观的空间形状较为复杂,表现出强烈的干扰特征;(2)水田的斑块数量最多,面积也较大,仅次于有林地的景观面积,因此斑块密度、景观形状指数和斑块面积变异系数都最大,表明水田在研究区有较高的连通性和大块聚集分布的特征,且景观的空间形状复杂,受人为活动强烈影响的特征;(3)天然草地,改良草地,滩涂分别占0.2385%、0.2413%、0.2148%, 其最大斑块指数、平均形状指数、面积加权平均斑块分维数都比较小,表现出萎缩特征;(4)裸地的斑块总数为1,所占的类型比例最小,斑块面积标准差和斑块面积变异系数均为0。