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GIS应用技巧之景观格局指数

时间:2021-02-25 23:45:25

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GIS应用技巧之景观格局指数

景观格局指数,到底是个什么东西?怎么才能求取这个XXX,可能有人会想到fragstast软件,奈何纯English,不太明白如何操作,除了问题也不知道怎么解决。先给大家介绍一下景观格局指数理论,请大家拿好笔记记好,下一次会将各类指数求解奉上。

景观格局的类型

景观要素在空间上的分布是有规律的,形成各种各样的排列形式,称为景观要素构型(Configuration),从景观要素的空间分布关系上讲,最为明显的构型有五种,分别为均匀型分布格局、团聚式分布格局、线状分布格局、平行分布格局和特定组合或空间连接。

(1)均匀型分布格局,是指某一特定类型的景观要素之间的距离相对一致。如中国北方农村,由于人均占有土地相对平均,形成的村落格局多是均匀地分布于农田间,各村距离基本相等,是人为干扰活动所形成的斑块之中最为典型的均匀型分布格局。

(2)团聚式分布格局,是指同一类型的斑块聚集在一起,形成大面积分布。如许多亚热带农业地区,农田多聚集在村庄附近或道路一侧;在丘陵地区,农田往往成片分布,村庄集聚在较大的山谷内。

(3)线状分布格局,是指同一类型的斑块呈线形分布。如房屋沿公路零散分布或耕地沿河流分布的状况。

(4)平行分布格局,是指同类型的斑块平行分布。如侵蚀活跃地区的平行河流廊道,以及山地景观中沿山脊分布的森林带。

(5)特定组合或空间连接,是一种特殊的分布类型,同的景观要素之间。比较常见的是城镇对交通的需求,出现城镇总是与道路相连接,呈正相关空间连接。另一种是负相关连接,如平原的稻田地区很少有大面积的林地出现,林地分布的山坡上也不会出现水田。

景观格局指数类型

景观破碎度

破碎度表征景观被分割的破碎程度,反映景观空间结构的复杂性,在一定程度上反映了人类对景观的干扰程度。它是由于自然或人为干扰所导致的景观由单一、均质和连续的整体趋向于复杂、异质和不连续的斑块镶嵌体的过程,景观破碎化是生物多样性丧失的重要原因之一,它与自然资源保护密切相关。公式如下:

Ci = Ni / Ai

式中Ci为景观i的破碎度,Ni为景观i的斑块数,Ai 为景观i的总面积。

景观分离度

指某一景观类型中不同斑块数个体分布的分离度。

Vi = Dij / Aij

式中Vi为景观类型i的分离度,Dij为景观类型i的距离指数,Aij为景观类型i的面积指数。

干扰强度和自然度

干扰强度表示人类的干扰作用,干扰强度越小,越利于生物的生存,因此,其针对受体的生态意义越大。

Wi = Li / Si;Ni = 1 / Wi

Wi表示受干扰强度,Li是指i类生态系统内廊道(公路、铁路、堤坝、沟渠)的总长度,Si是指i类生态系统的总面积,Ni是i类生态系统类型的自然度。

景观多样性指数

多样性指数是指景观元素或生态系统在结构、功能以及随时间变化方面的多样性,它反映了绿地景观类型的丰富度和复杂度。计算公式如下:

式中,H 为多样性指数;Pi 是景观类型 i 所占面积的比例;m 为景观类型数目。H 值越大,表示景观多样性越大。

优势度

D 为景观的优势度,它与多样性指数成反比,对于景观类型数目相同的不同景观,多样性指数越大,其优势度越小。

均匀度

E=(H/Hmax)×100%

均匀度和优势度一样,也是描述景观由少数几个主要景观类型控制的程度。这两个指数可以彼此验证。

分维数

D=2ln(P/4)/ln(A) D=1/2ln(P/4)/ln(A)(分维倒数)

式中,D表示分维数;P为斑块周长;A为斑块面积。D 值越大,表明斑块形状越复杂,D 值的理论范围为 1.0~2.0,1.0 代表形状最简单的正方形斑块,2.0 表示等面积下周边最复杂的斑块。

聚集度指数

RC=1-C/Cmax

式中,RC 是相对聚集度指数,取值范围为 0~1 之间;C 为复杂性指数,Cmax 是 C 的最大可能取值,C 和 Cmax 的计算公式为:

其中,P(i,j) 是生态系统 i 与生态系统 j 相邻的概率,m 是景观中生态系统类型总数。在实际计算中,P(i,j) 可由下式估计:P(i,j)=E(i,j)/Nb,式中 E(i,j) 是相邻生态系统 i 与 j 之间的共同边界长度,Nb 是景观中不同生态系统间边界的总长度。RC 的取值越大,则代表景观由少数团聚的大斑块组成,RC 值小,则代表景观由许多小斑块组成。

计算某地区现状的景观指数可以帮助理解和评价该地区的景观现状和土地利用格局,对不同时段的景观指数的计算还可以了解分析出该地区的景观格局变化和土地利用演变的趋势,分析发生这些变化的驱动因子和发展趋势,为后面的规划提供参考。总之,对景观格局的分析有助于增加对规划区景观的理解程度,然后可以通过组合或引入新的景观要素来调整或构建新的景观结构,以增加景观异质性和稳定性,这就是景观规划与设计的重要内容。

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