基于遥感的喀斯特地区水体景观格局演化定量分析

选择广西隆安县为研究区,以年度内不同季节的LANDSAT 8OLI遥感影像为数据来源,在遥感软件支持下,使用监督分类方法对研究区水体进行提取,进而采用空间分析方法得到不同季节间水体空间分布变化量,再采用Fragstats软件对水资源空间分布和季节间变化的景观格局特征进行分析。结果表明:从5月到8月,再从8月到11月,斑块面积(AREA)、斑块个数(NP)、斑块密度(PD)、景观形状指数(LSI)、景观分裂指数(DIVISION)等5个景观指数先上升后降低,最大斑块面积占比(LPI)、蔓延度指数(CONTAG)、斑块集聚度指数(AI)等3个指数先下降后上升,体现了喀斯特地区水体空间格局一年内呈现聚集度先升后降,蔓延度指数先降后升的趋势,水体空间格局的景观指数受季节影响较大;典型相关分析表明,斑块个数(NP)和斑块密度(PD)等基本景观指数与景观形状指数(LSI)、斑块集聚度指数(AI)、景观分裂指数(DIVISION)等存在高度相关,典型变量的极显著相关主要由斑块个数(NP)、斑块密度(PD)、景观形状指数(LSI)和斑块集聚度(AI)引起,但景观形状指(LSI)、蔓延度指数(CONTAG)、斑块集聚度指数(AI)等3个指标在演变过程中也存在一定波动和无序化,反映出喀斯特地区水体空间格局在不同季节间的变化,呈现出不规则和无序化的特征。     

基于景观格局变化的粤港澳大湾区生态系统服务变化研究

粤港澳大湾区作为我国未来经济发展的引领极,城镇化进程对其景观格局产生了显著的影响,从而影响到生态系统服务功能的变化.因此,探究该区域景观格局变化与生态系统服务变化的关系,对区域生态、经济、社会可持续发展具有重要意义.基于Fragstats 4.2软件与InVEST模型,探讨粤港澳大湾区2000-2015年间的景观格局(类型水平:斑块密度(PD)、最大斑块指数(LPI)、最短欧式距离(ENN_MN),景观水平:香农多样性指数(SHDI)、蔓延度指数(CONTAG)、斑块密度(PD)、聚合度指数(AI))和生态系统服务(碳储量、土壤保持、生境质量)变化,并进行景观指数与生态系统服务相关性分析.结果表明:2000-2015年粤港澳大湾区景观格局发生了显著变化,破碎化程度加深,景观的空间异质性不断增强;受景观格局变化的影响,2000-2015年粤港澳大湾区的碳储量呈上升趋势,而土壤保持能力与生境质量则呈下降趋势,各生态系统服务在空间上存在异质性;林地、耕地与建设用地的变化对粤港澳大湾区的整体景观格局及生态系统服务影响较大,故适当优化3种景观之间的用地结构是区域生态保护及经济发展可持续发展的关键.     

黔西北高原湿地景观生态格局演化特征分析

以位于典型喀斯特地区的黔西北高原区域为研究对象,选取1995、2005、2015年3期遥感影像,基于景观生态学理论,应用景观格局指数对研究区近20年来的高原湿地景观格局动态变化特征进行定量分析.结果表明:(1)黔西北高原地区湿地景观类型发生了较大变化,湿地景观类型总面积呈下降趋势;(2)研究区湿地景观类型中河流、水库坑塘和滩地等湿地景观类型面积减少较为严重,而水田、湖泊等湿地景观类型在受到人类活动及政策等因素的影响,面积有所增加;(3)除滩地景观类型外,其他湿地景观类型的NP和PD均呈现出不同程度的增加,水田景观类型的LPI基本保持不变,其他湿地景观类型的LPI则是不同程度的增加,从平均斑块面积(AREA_MN)来看,河流景观类型变化最为严重.(4)研究区在近20年内湿地景观异质性有所增加,不同景观斑块在空间上趋于离散,1995-2015年间研究区内景观蔓延度指数(CONTAG)总体呈下降趋势,SHDI和SHEI均呈现出持续增加趋势.     

百色右江河谷土地利用与景观格局变化的空间分异特征研究

利用2005年和2011年获取的TM影像,在GISRS技术支持下,运用景观生态学原理,并用Arc/info、Erdas imagine软件和Fragstats3.3景观分析软件,选取不同的景观指数,定量分析百色右江河谷土地利用景观的时空动态变化过程与景观格局变化的空间分异特征,解析空间分异产生的驱动力。结果显示:土地利用变化总趋势是建设用地、草地、水域和未利用地增加,耕地、林地减少;景观格局变化主要表现为景观呈破碎化趋势,形状更加复杂,生态系统正朝着多样性,均匀化的方向发展。地形,交通,人口空间分布是景观格局变化的主要原因,人口增加与社会经济发展是土地利用及景观变化的主要驱动力。     

农地流转项目区景观格局粒度效应分析——以武胜县桐子岩村为例

以2015年高分辨率的航拍影像图为数据源,选取常用的景观指数,利用GIS和景观格局分析软件Fragstas3.4,计算项目区景观格局指数在不同粒度下的指数值,结合景观粒度效应图和信息损失评价法,探索原始信息源和信息在经过空间粒度转换后的效应与变化.分析在不同空间粒度下相同地物特征的差异,从而探讨农村土地流转后"可塑性单元问题",确定项目区最佳景观分析粒度值.研究结果表明:除斑块面积百分比、平均斑块形状指数对粒度变化的响应不敏感外,其他景观指数均具有明显的粒度效应,且相关性低的景观指数变化规律不同.研究结论:最佳分析粒度能够有效反映项目区的景观格局特征,增加分析结果的可信度.对桐子岩村1︰10000比例尺下的景观类型图进行景观指数计算的适宜粒度范围为4~5 m.     

洱海流域土地利用格局变化研究

利用1990和2006年的遥感影像数据,应用Arec View3.3和Fragstate3.3软件,根据斑块密度指数(PD)、聚集度指数(AI)、景观蔓延度指数(CONTAG)、平均景观类型分维(FRAC-MN)、Shannon多样性指数(SHDI)、景观形状指数(LSI)等景观指数对洱海流域土地利用格局进行时空变化分析,研究结果表明:①1990~2006年间洱海流域土地利用整体空间格局变化不大,但各土地利用类型的面积却发生了较明显的变化.②流域景观基质都为林地.林地、耕地和草地面积占流域总面积80%以上,且均呈下降趋势,其中耕地面积减少了41.18 km2,林地面积减少了37.19 km2,草地面积减少了32.76 km2;景观指数变化表明他们的斑块破碎化程度增高,空间异质性增加,抗干扰能力下降,形状复杂化,连通性降低.③住宅用地面积增加最多,从52.80km2上升到151.25 km2,面积增加了2.9倍,并且其镶嵌分布于水田中间.     

三岔河上游景观格局变化对径流量的影响

基于地理信息系统空间分析方法、Mann-Kendall秩次相关法和景观格局指数分析法,探究2000—2015年景观格局变化对三岔河上游径流量的影响.结果表明:在变化趋势上,1990—2015年间的年降水量与年径流量变化趋势存在一致性,但是年径流量的变化幅度大于年降水量的;在景观水平上,径流量变化与最大斑块面积指数、景观...     

重庆市2号线轻轨沿线景观格局空间分异研究

在RS和GIS的支持下,运用景观生态学原理,利用重庆市1986年、2000年Landsat TM遥感影像资料和2007年中心城区用地现状图作为信息源,选取破碎化指数、多样性指数等4项景观指数,对重庆市城市轨道交通2号线沿线2km范围内景观格局变化进行定量分析.同时运用缓冲区分析方法,沿2000年和2007年轨道交通以0～0.5 km,0.5～1 km,1～1.5 km,1.5～2 km建立双侧缓冲区,提取住宅用地、城市水域、商服用地、工业用地、公园绿地5种重要景观要素信息,通过计算各缓冲区内各项要素的景观指数,分析重庆轨道交通2号线沿线景观类型的空间分异状况.结果表明,轻轨2号线建设对住宅用地和工业用地表现出较强的吸引效应,景观破碎化指数趋于减小,空间集聚不断加强;商服用地破碎化指数、景观形状指数和分维数随着缓冲区距离增大呈现降低趋势;公园绿地分维数和形状指数较低且变化不明显;城市水域景观形状较简单,稳定性强.     

都江堰灌区金马河河流健康空间形态分析

以都江堰灌区金马河为研究对象,从河流健康的基础层次──河流形态景观特征的角度出发,应用遥感技术采集河流空间信息,依据生态需水理论和景观生态学方法对金马河河流空间形态特征进行分析,得到金马河河流健康情况下基本空间形态特征参数:水域面积占河道面积的比例不低于40%,平均斑块面积(MPS)大于1.97 hm2且斑块数量(NP)大于1948个,最大斑块指数(LPI)在20%～45%之间,修正的Simpson多样性指数(MSIDI)大于0.6,修正后的Simpson均匀度(MSIEI)高于0.55.同时,通过研究证明遥感技术在河流健康空间形态特征分析中具有很好的应用前景.     

林草交错带县域景观格局粒度效应研究

林草交错带作为生态系统过渡带,具有景观格局演替敏感、类型复杂多样等特点,呼伦贝尔林草交错带是我国北方重要的生态屏障,对其景观格局粒度效应的研究、识别景观格局研究的适宜粒度是建立合理生态安全格局的基础.本研究基于呼伦贝尔林草交错带-鄂温克自治旗2000-2015年土地利用数据,分析不同类型景观指数随粒度变化特征以及不同粒度下各景观指数的时间演替特征,并综合信息损失法识别区域的适宜研究粒度,分析不同景观指数的粒度敏感性,为进一步明晰不同景观指数适用范围提供基础.研究结果表明,呼伦贝尔林草交错带景观指数粒度变化特征可以分为Ⅰ型(随着粒度的粗化逐渐下降)、Ⅱ型(随着粒度的粗化逐渐升高)和Ⅲ型(先增加后下降的波动变化)指数,景观指数粒度效应敏感性差异显著,结合景观指数时空粒度效应分析和信息损失法确定区域景观格局研究适宜粒度为200 m,粒度效应的影响远远高于时间尺度对于景观指数变化趋势的影响,由此可见粒度效应对于景观指数应用的影响不容忽视,而根据景观指数粒度效应敏感性选取低敏感指数不失为一种高效便捷的手段.本研究推荐粒度敏感性较差的景观指标TA、PAFRAC、AWMPFP、SHDI、SHEI、C...     

华南湿热山地小流域景观格局演变与径流关系——以宁江为例

基于1986—2013年宁江流域5个气象站降水量和河口水文站径流量数据,以及1986、1995、2005、2013年流域土地覆被分类数据,运用景观格局指数分析和统计分析方法,分析宁江流域径流与景观格局变化之间关系. 结果表明：1986—2013年宁江流域降水量波动较小,径流量在2002年之后出现下降趋势,且2002年以前降水量与径流量曲线吻合一致,2000年以后吻合性较低,运用Mann-Kendall检验宁江流域年径流量突变点出现在2002年;1986年以来,随着城镇化发展与退耕还林政策的实施,宁江流域建筑用地、林地、未利用土地面积增加,耕地、草地面积减少,水体面积变化不大;受人类活动加剧的影响,流域内斑块数、斑块密度、最大斑块指数激增,流域整体景观破碎度加大;宁江流域径流量与景观斑块数、斑块密度、最大斑块指数及散布与并列指数相关性较大,与香农多样性指数、景观蔓延度、斑块形状指数、景观形状指数相关性较小. 当斑块数量大于2 500,斑块密度大于18,散步与并列指数大66%以及最大斑块指数大于50时,径流量随其增大而增大.     

英罗港红树林保护区景观指数的粒度效应

以英罗港红树林保护区为例,选用2005年TM影像,应用3S技术,采用Fragstats3.3软件在不同尺度上对11种常用景观格局指数进行了分析。结果表明:(1)斑块密度、周长面积比分维数、斑块结合度和景观蔓延度随粒度的增加呈现逐渐上升或下降,并有明显的尺度转折点;(2)边界密度、景观形状指数和聚合度随粒度的增加呈现逐渐下降,无明显的尺度转折点;(3)最大斑块指数、丰富度、香农多样性指数、香农均匀性指数随粒度的增加呈现的变化趋势比较复杂。(4)对于适宜研究粒度的选择,应当在第一尺度域内选择中等偏大的粒度,此研究中景观格局研究的最适宜研究粒度域为90 m—110 m。     

上海快速城市化不同阶段城市热场景观格局演变研究

本文以上海市为例对城市热环境的空间分布特点及不同城市化阶段的演变特征进行分析.研究表明:随着上海城市化的深入,热环境空间结构趋于复杂,不同的城市化发展阶段热环境格局呈现出截然不同的演变特征.结合景观格局指数与转移矩阵对热环境的演变规律进行分析得出:城市化高速发展阶段,主城区及近郊区内的低温斑块等级上升明显,热环境格局的聚合度显著下降,景观多样性指数明显上升.优化发展阶段,主城区内强热场面积下降,近郊或远郊地区强热场明显增加,总体热环境格局的聚合度及多样性指数变化趋势减弱.本次研究结果展现了城市化不同阶段中城市热环境格局的分布与演变特征,为科学制定应对城市热岛问题的措施提供科学的参考.     

贵州山区土地利用景观格局变化分析——以麻江县坝芒乡为例

以贵州省麻江县坝芒乡为例,根据1992年和2012年2期遥感影像解译获得土地利用数据,通过计算相关景观格局指数,研究了1992—2012年坝芒乡土地景观格局演变特点.结果表明:1)研究期间,耕地与未利用地面积下降,林地、草地、建设用地和水域面积增加,耕地、林地和草地之间的转化最为突出;2)各土地景观类型的斑块数都有不同程度的变化,林地、草地、建设用地有所增加,耕地、水域和未利用地有所减少,除耕地景观形状指数降低外,其他景观形状指数都呈增加趋势;3)景观多样化指数、均匀度指数和分离度指数呈减少趋势,结合度指数、蔓延度指数和聚集度指数呈增加趋势,反映出该区景观异质性降低,结构趋于简单.退耕还林还草工程以及快速城镇化是贵州山区土地利用景观格局变化的主导因素.     

城市化进程中天津城市热岛景观格局变化分析

为了控制城市热岛的增长趋势并提出科学的政策方案,以天津市为研究对象,利用2001年—2009年的5景Landsat TM/ETM+遥感影像数据对地表亮温进行反演,并利用景观格局指数分析城市热岛在天津城市化进程中的演变特征.结果表明:随着天津城市化进程的发展,热岛景观在数量特征上体现为斑块个数减少,高等级热岛景观类型面积和单体面积均增大,热岛景观逐渐变得更加聚集化;在形态特征上,热岛景观形状指数增大,斑块形状越来越复杂;在结构特征上,热岛景观的聚合度、邻近指数和蔓延度逐渐增大,多样性指数和均匀度指数降低,热岛景观分布向不均匀、组团式发展;在空间分布上,研究区的高温组团大致分布在市区、塘沽区中东部、汉沽区西北部和大港西南部,其中以市区和塘沽区中东部2个组团为典型.利用景观指数分析城市热岛环境,可为制定有效防止热岛发展的措施提供科学依据.     

广州市中心城区人为热排放景观格局的时空变化

为了探究人为热排放对城市生态环境的影响,以广州市中心城区为研究区,利用Landsat数据和地表能量平衡方程,研究了2004—2020年城市人为热排放时空演变状况,结合转移矩阵和景观格局指数分析了人为热排放的时空变化特征及景观格局变化规律. 结果表明:(1)从时间上来看,2004—2014、2014—2020年的人为热排放变化分别以区域快速扩张、强度明显增强为主要特点;从空间上来看,广州市中心城区南部的人为热排放强度比北部的高. (2)人为热排放转移矩阵显示2004—2020年广州市中心城区人为热排放变化显著,低排放区面积占比的变化幅度最大(减少15.72%),其次是中排放区(增加14.51%),高排放区面积占比的变化幅度最小(增加0.28%). 由低排放区转为其他类型的比例高达97.36%,由其他类型转为中排放区的比例高达98.43%,构成了人为热排放变化的主要形式. (3)景观水平上,景观聚集度指数(CONTAG)上升,香农多样性指数(SHDI)和修正Simpon均匀度指数(MSIEI)下降,中心城区的人为热排放景观异质性增强,破碎程度提高;不同等级区人为热排放的景观格局演变具有明显差异,其中,低强度排放景观格局(低排放区、低中排放区)趋于稳定性、规则化,高强度排放景观格局(中排放区、中高排放区、高排放区)趋于破碎化、不规则化.     

喀斯特地区城镇绿地景观格局空间梯度分析

采用2010年5月航拍遥感影像和贵州湄潭县城市总体规划及绿地系统规划相关资料,利用移动窗口法,在8个方向上从城市中心向边缘取样,定量分析了湄潭县城市绿地景观空间梯度特征。结果表明:(1)类型水平上,8个方向的农业用地和山体绿地景观比例较高,是湄潭县城绿地景观的优势类型,其他各类城市绿地景观比例偏小,县城建成区绿地建设滞后。居住区绿地、单位附属绿地和道路绿地在老城区、工业区破碎化程度高,斑块形状较为复杂;公园绿地面积不足,分布不均。(2)景观水平上,不同景观指数沿8个方向样带呈现明显的梯度特征,表明城市化导致景观的破碎化程度增大,景观异质性增高。