基于“3S”技术村级景观长期动态变化研究

论文题目: 基于“3S”技术村级景观长期动态变化研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 森林经理

作者: 肖红生

导师: 游先祥

关键词: 分类系统,村级景观格局,景观指数,景观变化

文献来源: 北京林业大学

发表年度: 2005

论文摘要: “3S”技术是景观生态学研究的重要技术工具,景观格局和斑块结构是景观生态学研究的重点和核心。以往的有关景观格局和结构及其变化的研究,研究尺度比较大,一般选用小比例尺图件和中,低空间分辩率遥感数据;时间跨度也不大一般为几年,十年或二十年。随着空间技术的不断发展,从信息获取角度,逐步能满足小尺度景观生态研究的要求。目前,深入研究村级小尺度景观格局及其长期动态变化的研究工作不多见。应用“3S”技术,进行小尺度景观数据信息采集方法获取景观数据,并借助景观异质化,破碎化等指标和空间分析的方法,研究了工业化前(第二次世界大战,ww2,1944年)和工业化后(当前,2002年)相距近60年的两个时期村级景观格局及其动态变化,得到以下主要结果: 1 根据村级小尺度景观特点,主要考虑地形、人为管理模式以及自然植被和人工植被状态等因子,采用地形(FORM)-土地利用方式(USE)-土地覆盖(COVER)-景观组(GROUP)-景观单元类型(TYPE)逐级分类方法,能较客观地描述村级景观特征。 2 本研究表明,对小尺度村级景观的研究应充分利用3S技术,点面相结合既宏观分析与微观数据采集相结合,应用高空间分辨率的遥感数据和反映其景观格局变化特点的景观指数计算进行分析,进而对村级生态环境变迁趋势进行分析,为村级生态环境改善提供理论和数据依据。 3 中,低空间分辨率卫星影像和高空间分辨率遥感影像相结合,利用逐级抽样方法,从经济上和从数据精度上能满足从大尺度宏观分析进而对小尺度景观研究的需要。获取高分辨率遥感影像,通过遥感和GIS分析,结合GPS地面精确定位调查,是高质量小尺度景观样本研究数据获取行之有效的方法。试验表明,该方法对现状景观结构与斑块结构调查的可重复性精度在87.71%到92.33%之间。对历史景观调查的可重复性精度在80.10%至91.83%之间。现状景观信息提取的精确度大约在93.2%。 4 2002和WW2时期相比较,FORM类型少了一种(小溪),多了3种USE类型(畜牧(L)、观赏园艺(O)和有灌溉条件的早作地(I))。COVER类型数不变,而GROUP类型变化很大,多了近10种。IJ…leses月......... 摘要 5比较两时期各级类型的斑块水平景观指数,从优势度指数来看,FORM变化最小,两时期都是缓坡(SL)和山麓(FS)优势度最大:而COVER类型中,优势度最大的类型由M(一年生植被,裸露土壤,多年生植被混合)变成P(多年生植被覆盖)。从分离度来看,虽然两时期的池塘斑块数量和斑块大小不同,但都具有高度分散的特点。最大斑块指数(LPI)变化最明显的是在GROUP类型中,由WWZ时期的ow(灌丛林)变为oe(果园),这是农村经济发展和产业结构调整,在丘陵地区大面积开垦果园的结果。从平均分维数来看,斑块形状最复杂的是WWZ时期的小溪和裸露地表。 6 2002与WWZ相t匕,村级景观类型(Eeotope)由27种增加到85种,景观丰富度增加了将近4倍之多。斑块数从264增加到961,斑块密度由88.1增加到320.6,最大斑块指数仅是原来的三分之一,表明村级景观破碎化程度加剧。景观斑块形状指数,由14.2增加到23.8,斑块形状也更为复杂。景观聚集度的降低,反映了同类型斑块之间的距离增加,佐证了破碎化程度的严重。景观多样性指数从1.53到3.14,景观多样性增加。景观均匀度指数从0.46到0.71,景观异质性加大。 7分析料2到2002的类型转换和空间变化分布,有近85%的空间FORM类型保持不变,不变的区域集中在丘陵。有大约35%USE类型的空间位置发生了变化,大多集中在居民区即村庄及其周围以及丘陵地区。将近有70%的地方,COVER发生了变化。面积变化最多的是类型P(多年生植被覆盖),P的最大来源是M(一年生植被,裸露土壤,多年生植被混合)。COVER变化也主要分布在丘陵地区。总的来看,变化集中在人口密集和活动频繁的村庄周围以及大量种植果园的丘陵地带地区这也与农村人口增长和经济发展需要引起土地利用模式变动有关。 8 wwZ时期村级景观类型中,最主要的类型是丘陵天然灌丛林(SLTMow02),面积占总量的48.07%;其次是水稻(FSPAriol)和缓坡无灌溉设施旱地小管理尺度(SLRAae04),分别占23.20%和15.44%。2002年,主要类型的数量增加,各占比重相对均匀,它们是FSPAri01(水稻),SLTPob02(丘陵疏林),SLRPoe41(丘陵成熟荔枝园),SLRMoe38(丘陵幼荔枝园)和SLTMow02,面积所占的比率为16.20%,11.93%,8.03%,7.22%,6.04%。两时期相比,只有大约20%的地方,村级景观类型没有发生变化。变化最大的是类型是SLTMow02。SLTMowOZ主要转移成

论文目录:

摘要

Abstract

引言

1 研究区与信息源选择

1．1 研究区选择

1．1．1 生态区域 (Ecoregion)

1．1．2 区域研究点选取

1．2 研究点概况

1．2．1 地理位置

1．2．2 研究区自然概况

1．2．3 社会经济概况

1．2．4 农业基本概况

1．3 信息源选择以及其它资料设备

1．3．1 遥感信息源

1．3．2 所用软件和设备

2．研究样本设计

2．1 抽样的原因和目的

2．2 抽样原则

2．2．1 基本条件

2．2．2 抽样策略

2．3 样方大小确定

2．4 抽样方法

2．5 抽样分析结果

2．5．1 影像分类及 GIS 处理结果

2．5．2 聚类分析结果

2．5．3 最终所选样本 (AOI)

2．5．4 样方代表性分析

3．研究方法设计

3．1 村级景观分类系统 (Classification System)

3．2 基于 IKONOS 卫星影像景观单元信息提取 (ecotope mapping) 方法

3．2．1 有关本方法的几个重要概念

3．2．2 信息提取主要原则

3．2．3 一般主要步骤

3．2．3．1 踏查

3．2．3．2 影像处理和影像判读

3．2．3．4 地面校正 (Ground-truth)

3．2．3．5 编辑整理，建立完整景观 GIS 数据库

3．3 基于 WW2 航空像片景观单元信息提取方法

3．3．1 信息提取原则和策略

3．3．2 一般步骤

3．3．2．1 老人访问 (Elder Interview)

3．3．2．2 图像处理和图象判读

3．3．2．3 地面校正

3．3．2．4 GIS 数据编辑

3．4 方法检验

3．4．1 方法可重复性

3．4．2 方法准确性精度检验

3．5 景观空间分析

4．AOI 村级景观格局

4．1 景观指数选用及计算

4．1．1 景观指数选用

4．1．1．1 类型水平景观指数

4．1．1．2 景观水平景观指数

4．1．2 景观指数计算

4．2 类型水平景观指数分析

4．2．1 2002景观格局

4．2．1．1 景观总体特征

4．2．1．2 基于缀块水甲地形 (FORM) 级景观格局分析

4．2．1．3 基于土地利用 (USE) 景观分析

4．2．1．4 基于土地覆盖 (COVER) 景观分析

4．2．1．5 基于景观类型组 (GROUP) 景观分析

4．2．2 WW2 景观格局

4．2．2．1 WW2 景观总体特征

4．2．2．2 WW2 基于缀块水平地形 (FORM) 级景观格局分析

4．2．2．3 WW2 基于土地利用 (USE) 景观分析

4．2．2．4 WW2 基于土地覆盖 (COVER) 景观分析

4．2．2．5 WW2 基于景观类型组 (GROUP) 景观分析

4．3 景观水平景观指数分析

5．村级景观空间动态变化分析

5．1 景观空间动态变化研究方法

5．2 FORM 动态变化

5．2．1 两时期景观面积变化

5．2．2 FORM 类型转移率

5．2．3 空间位置变化

5．2．3．1 总体变化空间分布

5．2．3．2 空间转移

5．3 USE 动态变化

5．3．1 面积变化

5．3．2 类型转移率

5．3．3 空间位置变化

5．3．3．1 总体变化空间分布

5．3．3．2 空间转移分布

5．4 COVER 动态变化

5．4．1 面积变化

5．4．2 转移矩阵

5．4．3 空间变化

5．4．3．1 总体变化空间分布

5．4．3．2 空间转移分布

5．5 Ecotope 动态变化

5．5．1 面积变化

5．5．2 转移矩阵

5．5．3 空间变化

5．5．3．1 总体变化空间分布

5．5．3．2 空间转移分布

6 主要结论和需要进一步讨论的问题

6．1 主要结论

6．2 进一步讨论的问题

参考文献

附录

致谢

发布时间: 2005-07-12

参考文献

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[9].延怀盆地景观格局动态过程研究[D]. 武鹏飞.首都师范大学2013
[10].充填复垦区土地利用景观格局动态变化研究[D]. 刘轩.河南理工大学2016

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