基于Landsat影像的西宁市不透水面格局演变过程

不透水面是衡量城市化进度的重要指标,准确地掌握不透水面的时空变化特征对城市协调发展以及规划布局有重要的指导意义。以西宁市为列,基于2001、2009、2017年landsat TM/OLI影像,采用增强型归一化差值不透水面指数提取不透水面信息,并结合不透水面覆盖率的变化、不透面面积年均增长率的变化、圈层理论及景观格局指数等分析近20年间西宁市不透水面的时空格局演变,旨在揭示新型城镇化背景下不透水面的时空变化规律。结果表明:①2001～2017年间西宁市不透水面扩张显著,总面积由41.58 km~2增长到96.23 km~2,年均增长率高达8.22%;②城北区不透水面面积增长率位于四区之首,城中区增长率最低;③不透水面主要分布在距城中心14 km~2区域,且不透水面由城中心向周边呈显著扩张态势,距离城市中心越远,不透水面面积增长速度越快;④不透水面内部斑块正趋于完整化、规则化发展,最大斑块所占比例(LPI)不断增加,优势度不断上升,人类活动对其空间特征的干扰作用在不断加强。     

不透水面时空变化及其对城市热环境影响的定量分析——以福州市建成区为例

城市空间的快速扩展使得大量的不透水面取代了以植被为主的自然地表景观,对城市生态系统造成了明显的负面影响.福州市经过近30年的城市扩展,城市建成区中的不透水面大幅增加,植被急剧减少,城市生态发生了明显变化,其中最显著的就是严重的城市热岛效应.为此,基于Landsat系列遥感影像获得福州1989和2014年2个时相影像的不透水面、水体、植被和地表温度信息,运用多元回归模型定量分析了1989～2014年间福州城市不透水面的时空变化对城市热环境产生的影响.结果表明:(1)1989～2014年间,研究区不透水面净增了87. 16km~2,增加了161%;(2)不透水面和地表温度呈指数函数关系,高不透水面比例地区升温明显快于低不透水面比例地区;(3)1989～2014年间增加的87. 16km~2不透水面及相应减少的70. 09km~2和14. 92km~2的植被和水体对研究区地表温度上升的综合贡献达16. 54℃.     

西洞庭湖青山湖国家城市湿地公园景观格局变化研究

利用RS与GIS技术,结合景观结构分析软件Fragstats4.2,采用1993年、1998年、2002年、2005年、2009年、2013年6年的遥感数据从斑块、景观层次和景观空间格局上研究西洞庭湖青山湖国家城市湿地公园建设前后20 年景观格局变化.结果表明：1)湿地公园建设之后湿地面积快速减少,非湿地面积快速增加.2)湿地景观类型中水体与泥滩地变化最大,水体在湿地公园建设之后破碎度增加,形态变化复杂,而泥滩地与之相反,非湿地各景观类型变化不大,整体发展态势较好.3)湿地公园建设之后景观破碎度增加,景观形状变化复杂,景观异质性增加.4)湿地公园建设之后水体及草滩地的景观基质地位没有改变,但整体上湿地景观类型的优势度呈现降低趋势,而非湿地特别是耕地景观在近几年优势度显著增大.     

海湾型城市地表温度景观格局时空演变特征

以厦门市为研究区,以1994—2015年间4景Landsat TM/OLI影像为数据源,对厦门市地表温度景观格局时空演变特征及其与不透水面分布的关系进行研究. 结果表明：厦门市城市地表温度空间分异越来越大,次高温和高温区景观类型的面积增大;地表温度景观总体上破碎化程度降低,斑块类型的多样性和均匀分布程度降低,次高温和高温斑块的面积及最大斑块指数增大,斑块数量降低,斑块形状越趋复杂,各类型斑块在空间上趋于聚集成片分布;研究时段内中低等级斑块类型（1、2、3级）向高等级斑块类型（4、5级）转化的面积呈持续增大趋势,等级升高的面积明显大于同期等级降低的面积. 统计分析表明,随着城市化的发展,不透水面的增温效应显著增大.     

福州市亚像元不透水面对地表温度影响变化分析

基于Landsat影像,利用全约束最小二乘法混合像元分解的方法,获取福州中心城区不透水面覆盖度信息,利用同期高分辨率影像面积对比法验证分解结果。根据不透水面覆盖度大小进行分级以表示城市发展程度,采用亚像元状态转移矩阵分析2000年至2016年各等级不透水面区域面积的变化,利用景观指数对城市不同发展程度区域斑块分布变化情况进行分析。结合地表温度归一化方法,计算各级不透水面区域的温度贡献率,并对比城市不同发展程度区域分布对城市热岛效应的影响。结果表明,福州城市化进程主要集中于不透水面覆盖度在30%～60%的区域内,城市发展程度不同的区域相互参杂分布于中心城区内;不透水面覆盖度大于50%的区域促进城市热岛效应的产生,随着斑块破碎化程度的增加,加剧热岛效应产生。研究结果可为缓解城市发展过程中的热岛效应提供参考。     

2000～2010年柴达木盆地土地利用变化与景观格局分析

本文以柴达木盆地为研究区,对2000年、2005年TM影像和2010年CCD数据三个时相的遥感影像进行人机交互式的解译,分别计算了2000~2010年森林、草地、水域、农田、城镇用地和未利用地的土地利用类型转移矩阵,并对各类型景观格局指数进行了提取,在此基础上分析了土地利用变化与景观格局的演变特征.结果表明,在土地利用变化中,首先是未利用地,面积减少最大,其次是水域,面积增加最大;再次是城市和森林,面积均呈增加趋势;最后是草地和农田,草地的面积先增后减,总体上呈减少趋势,农田的面积未发生较大的变化.从景观斑块类型来看,城镇用地各指数变化最大,城镇用地的斑块所占景观类型百分比、聚集度和斑块个数均呈增加态势,面积加权平均斑块分形指数则呈减小态势,说明盆地受人类活动影响加剧;城镇用地在由中心向外扩张的过程中,空间分布较紧凑且连接性较好;与此同时城镇用地分割了其他类型的景观,导致盆地的景观空间异质性增大.从景观整体水平来看,斑块个数、斑块密度、边缘密度、散布与并列指数、香农多样性指数和香农平均度指数均呈增加趋势,周长面积分维指数、斑块凝聚度、相似邻接百分比、聚集度则呈减小趋势,这说明十年间柴达木盆地景观格局总体呈现空间异质性和破碎化程度增加的趋势.     

墨尔多山自然保护区植被景观的斑块特征

在遥感图像基础上,利用GIS技术从景观指数方面定量分析了四川墨尔多山自然保护区植被景观的斑块特征．结果表明：该保护区存在9种植被类型,斑块数为1610,斑块面积约56990hm^2．其中,针叶落叶阔叶混交林是整个区域的基质,与亚高山针叶林、流石滩稀疏植被、干旱河谷灌丛构成该保护区的4个主要的植被景观要素,其它植被类型镶嵌其间．亚高山、高山草甸的分布面积最小,斑块数最少,边界最为简单,景观地位最弱．与其它研究区域相比,该保护区的植被景观类型丰富、多样性较高、受人类活动影响小,整个自然生态环境保护较好．     

洪泽湖湿地的景观动态变化分析

在RS和GIS技术的支撑下,结合景观生态学理论,以洪泽湖湿地为研究对象,选用1988年和2006年的Landsat TM两期影像数据,对洪泽湖景观构成、景观类型面积大小、面积比例、斑块数量、平均斑块面积、斑块密度、最大斑块所占景观面积的比例以及景观形状指数进行分析.结果表明:19年来,洪泽湖湿地景观格局发生了较大的变化,自然湿地急剧减少;养殖场、耕地和建筑用地显著增加,沼泽和敞水区明显减少.斑块数量增加、斑块密度增大、平均斑块面积减小,表明景观整体破碎化程度增加,源于人为活动对景观的干扰程度不断增强.     

雁鸣湖自然保护区土地利用与景观格局变化研究

以雁鸣湖自然保护区为研究区域,以Landsat遥感影像为基础分析2000年、2005年、2010年和2015年土地利用类型空间分布,通过对遥感影像解译得出景观演变趋势并进行分析.与2000年相比,2015年湿地景观比例上升,非湿地面积占研究区总面积比例下降;各景观变化幅度明显不同,其中林地、高覆盖度草地、水库坑塘、居民点和沼泽地明显增加,灌木林及中覆盖度草地减少;研究时段内研究区景观类型丰富度下降,破碎化程度降低,各景观类型发展呈不均衡化趋势;研究区景观优势度趋于稳定,大斑块向小斑块分裂,斑块离散程度和形状复杂程度有所增加.     

中山市土地景观格局动态变化分析

利用遥感影像和GIS技术,通过采用多样性、破碎度和分维数等指数,分析了中山市1988年和2006年两期土地景观格局的总体变化.结果表明:①各景观类型的斑块数量增加,面积变化较大,且斑块形状复杂性增加;②景观破碎度大小不一,景观类型稳定性各不同,优势度减少,受人类干扰程度加深;③景观斑块之间的转移中,耕地、基塘用地和未利用地不断转移为建设用地,耕地也有大部分转移到基塘用地,建设用地成为景观格局中的主要组成要素;④整体上看景观变化幅度稍大.     

拉市海流域景观多样性空间特征分析

将GIS和统计分析相结合,以2010年土地利用类型图为基础,选取了斑块面积等8种景观指标,通过计算景观指标分析了拉市海流域景观多样性的空间分布特征.结果表明:林地作为流域内景观基质,由于人为影响其斑块形状较复杂;耕地分布均匀,聚合度连接度都较高;水域分布空间差异性明显,且多以大斑块团聚分布;草地和建筑用地分布零碎但连接度良好;未利用地集中分布于个别村.研究区内景观类型多样性随海拔升高因人类活动影响减弱而降低.     

Stability of patches of oasis landscape in arid areas:A case study of Sangong River Watershed,Xinjiang,China

The stability of oases is one of the key scientific issues in the process of evolution and management of oases in arid areas. The stability of oases and its representation are also different at different scales. This paper deals with the stability of oases at the landscape patch scale with a case study in the Sangong River Watershed of Tianshan Mountains. We employed the remote sensing, geographic information system and mathematical statistical methods to process the remote sensing images of three periods in 1978, 1987 and 1998, and put forward the approaches for representing the oasis stability at the landscape patch scale. The landscape control capacity of oasis patches is a kind of natural driving forces of the dynamic landscape change. The control capacity of a certain patch type on landscape change increases with its area and shape complexity and contrasts between it and other patches, and reduces with its spatial distances between it and other patches. The patch type with the strongest control capacity should be the matrix of landscape. The conversion of oasis landscape patches results from both natural and anthropogenic driving forces, particularly the anthropogenic driving forces. The higher the conversion proportion is, the lower the stability of patch types is and the stronger the anthropogenic disturbance is. The patch type with the strongest net control capacity in the Sangong River Watershed in 1987 was the desert grassland, which was the matrix of landscapes; but the matrix of landscapes had been changed into the irrigated lands in 1987 and 1998. The control capacities of landscape patches on the oasis landscape evolution have gradually reduced with time in the Sangong River Watershed, and the change extents also have reduced gradually. This reveals that the interaction among the landscape patch types generally tends to reduce, and the natural stability of the oasis landscape patches generally tends to increase. However, the conversion among the landscape patches occurs more frequently due to the increase of intensive human activities, which probably causes the lower stability of environmental resources patch and higher stability of introduced patches in the oasis landscape.     

凉山山系景观格局变化分析

以1975年、1990年和2000年的遥感影像数据为基本资料,利用GIS技术和景观结构分析软件FRAGSTATS,分别在景观类型和景观整体两个水平上分析了凉山山系近30年来的景观结构变化,并探讨了景观格局变化的可能原因.本研究结果表明从1975年到2000年,凉山山系的景观格局发生了明显的改变,表现为：1）森林斑块面积大量减少,农田斑块面积增加明显;2）各类型斑块破碎化程度加剧,景观多样性增加.人类进行的开垦农田、砍伐森林、修建公路等活动可能是造成山系内景观结构改变的主要因素,这种变化对凉山山系丰富的生物多样性产生了极大的影响,正导致生物多样性的快速丧失.     

Gradient Analysis of Urbanization Pattern Based on Class-level Landscape Metrics for Shanghai Region

The spatial pattern of urbanization in the Shanghai metropolitan area is quantified with GIS-based land use data set and gradient analysis of landscape metrics. A number of landscape metrics were computed along a 64 km long and 6 km wide west-east transect and another 66 km long and 6 km wide south-north transect. The results of transect analysis with class-level metrics showed that the spatial pattern of urbanization could be reliably quantified using landscape metrics with a gradient analysis approach, and the location of the urbanization center could be identified precisely and consistently with multiple indices of the landscape metrics used in this study. Different land use types exhibited distinctive, but not necessarily unique, spatial signatures that were dependent on specific landscape metrics. These results seemed to characterize the urban core of the Shanghai metropolitan area rather accurately and precisely: Agriculture patches were abundant and less fragmented; the urban land use types were extensive, having many small patches and highly fragmented.     

1990—2010年贵州喀斯特区石漠化景观格局变化分析———以贵州省六枝特区为例

从石漠化演化趋势、石漠化类型空间组合特征及景观格局方面分析了1990--2010年贵州六枝喀斯特区石漠化景观格局的变化。研究结果表明：六枝特区近20年石漠化景观类型面积变化较大,其中无石漠化景观类型面积增加了73．16km2,石漠化强度有所减弱;无石漠化和轻度石漠化景观比例增加,无石漠化、潜在石漠化及轻度石漠化景观类型的斑块密度增高,同时轻度石漠化景观形状指数上升了4．57,斑块形状进一步复杂和不规则;研究区石漠化景观多样化指数（GMk）较高,1990、2000及2010年平均值都在0．66以上,石漠化景观类型丰富,但景观破碎化度较大并有增加趋势。通过景观分析可以看出,近20年来研究区石漠化景观得到了恢复,低等级石漠化斑块增多,降低了原有高等级石漠化斑块的优势度。但是新恢复的低等级石漠化斑块没有连片形成优势,所以在今后的治理过程中应该人为加以引导,促使生态修复的斑块间打通廊道形成优势,形成稳定的生态系统。     

北京城市公共绿地景观格局研究

本文以2000年和2008年两期遥感影像为主要数据源,在RS与GIS技术支持下提取北京规划市区公共绿地信息,应用景观生态学的原理与方法对北京规划市区公共绿地景观格局变化进行了分析。结果表明：①北京公共绿地数量与面积都不同程度的增加,公共绿地面积由2000年5542.68hm2增加到2008年的8321.98 hm2,公共绿地北部较多,南部少。②公共绿地中超大型斑块所占面积比例高达80%,③公共绿地景观破碎度较高,特别是小型斑块;公共绿地分维数偏低,斑块边界较规则,形状较简单。 关键词：公共绿地、斑块、景观格局、北京     

城市景观格局与地表温度的定量关系分析

热岛效应是典型的城市气候现象,它的形成及强度与土地利用类型、景观格局等诸多因素有关.本文基于深圳市2010年遥感影像,采用线性光谱混合模型提取土地利用/覆盖等信息,利用最小二乘法和地理加权回归方法分别分析城市景观格局对地表温度的影响.结果表明:深圳市地表温度介于22.28~41.34℃之间,从西北到东南逐渐降低,城市不透水面温度显著高于植被覆盖区域,城市热岛效应明显.地理加权回归模型可以有效处理回归分析中空间非平稳性现象,能更好地刻画景观格局与地表温度之间的定量关系.植被格局指数对地表温度的空间分布解释率较高,其中归一化植被指数(NDVI)、叶面积指数(LAI)对地表温度的解释率最高,分别达88%、90%.不透水面面积、破碎度、邻近度,植被优势种种类、密度、空间分布以及垂直水平生长情况等共同影响深圳市的地表温度.在城市建设实践中,避免不透水面连片集中,降低其邻近度,同时尽可能增加城市的绿地面积,提高NDVI和LAI数值,是缓解城市热岛效应的有效手段.     

土地利用与景观格局对PM2.5浓度的影响--以深圳市为例

以深圳市为研究区,利用空气质量监测站点PM2.5浓度数据,选取类型水平的景观类型所占比例(PLAND),边缘密度(ED),以及景观水平的蔓延度(CONTAG),斑块数量(NP)和斑块平均面积(AREA_MN)共5个景观指数,并结合道路长度、餐饮点分布数量、海拔和土地利用类型等影响PM2.5浓度的因子,运用相关分析和多元逐步回归分析方法,探究深圳市土地利用和城市景观格局对PM2.5浓度的影响。结果表明:1)土地利用中,植被对PM2.5浓度的削减起着至关重要的作用;2)城市各类型景观格局特征中,组成特征(PLAND)和结构特征(ED)对PM2.5浓度的影响显著;3)城市整体景观中,景观水平的破碎度与PM2.5浓度关系密切。研究结果可以加深对景观生态学中过程–格局相互作用的认识,为大气污染防治和城市景观格局的规划管理提供参考和借鉴,同时在监测数据缺失的情况下,提供一种借助景观指数估算PM2.5浓度的方法。     

山区小流域景观生态特征与景观生态建设

山区小流域由于人类干扰严重,造成水土流失和景观破碎化严重,生态环境脆弱.在对山区小流域景观生态特征分析的基础上,提出了小流域景观建设应依据不同景观功能区的特征,集中于绿色景观建设,大力推行植树造林,增加大斑块和绿色廊道的面积.并以河南省淅川县铁瓦河小流域为例进行分析.     

闽江河口湿地景观格局动态及其驱动力

利用1986年、1996年和2003年遥感影像作为基本信息源，在遥感和GIS技术的支持下，运用景观生态学原理，选取景观格局指数，分析和研究1986-2003年闽江河口湿地景观格局的动态变化及其驱动力.研究结果表明，随着人为活动强度的逐渐增强，自然湿地景观的斑块数随时间而增加,而斑块面积减少，人工湿地和非湿地景观的斑块数和面积均有不同程度的增加,湿地景观向人工景观、非湿地景观转变的趋势明显；各类景观的斑块密度、斑块分维数和形状指数增大，景观形状趋于复杂；景观多样性指数和均匀度指数增大，优势度下降，景观破碎程度增强；泥沙运动、城市建设、防洪堤建造和采砂活动等是闽江河口湿地演变的主要驱动力.