基于遥感与地理信息系统的景观动态分析 ——以沿江地区为例

论文摘要

本文采用沿江地区2002年和2008年两期LANDSAT-TM遥感影像,结合地学信息,以遥感和地理信息系统等技术手段,借助ENVI,对遥感影像进行校正、信息提取、图像分类及目视解译,提取出分类矢量图,得到相应类型的面积等数据。利用FRAGSTATS对景观构成、景观形状、景观多样性及景观破碎化对沿江地区景观格局进行了分析。应用ENVI、ArcGIS和MATLAB等软件,建立了景观类型的转移概率矩阵,以6年为一个步长,预测沿江地区的各类型景观格局动态变化。分析景观格局的变化对生态环境的影响并提出了措施和建议,为景观生态安全评价和景观规划预案研究提供有效的依据,对沿江地区的可持续发展具有重要的意义。其主要内容如下：总体来说,沿江地区的发展逐渐向着经济与生态环境不协调的方向发展,从2002年到2008年的数据处理和分析来看,城市进程化发展和经济建设取得了很好的成绩。但与此同时,却对生态环境产生了很大的影响,尤其是保障人们基本生存的耕地。通过分析表明,2002年到2008年间沿江地区景观格局发生一些变化：（1）景观结构分析：耕地面积几乎占据了总面积的一半,但其面积一直在大幅度减少；其他用地也有明显减少；水域及水利设施用地保持基本不变；林地及建设用地则有明显增加。这是由于人为发展经济产业和绿地建设等原因使得景观格局有明显变化。（2）景观形状分析：各景观类型的形状指数、分维度都有上升趋势。同时由于人为干扰较为严重,各个主要城市区域和基础生活设施等方面的发展壮大,形成了斑块趋向出不规则的复杂形状发展,景观类型破碎化程度也处于上升状态。（3）景观多样性分析：各景观类型的多样性和均匀度有所下降,蔓延度指数有所上升,说明沿江地区景观正向大斑块景观发展,人为发展各个景观的建设导致许多生物种群得到破坏,说明人类对生态景观的干扰有显著增加。（4）景观破碎度分析：研究区域破碎化程度有所增加。其中,耕地和建设用地的破碎度指数增加,林地和水域及水利设施用地破碎度指数减少。（5）景观类型的转移分析和预测：耕地和其他用地的景观面积变化较大,主要是向建设用地和林地转移,其原因是由于对道路的建设、城市的扩建、林地发展和管理而造成了耕地景观面积大量转移。水域及水利设施用地相对由于人为的干扰较小,所以基本保持不变。预测分析得出,耕地景观面积在今后的发展中还将进一步的减少,但减少速度变慢；同时,其他用地由于城市建设将不断减少,土地利用率不断提高；而建设用地、林地也会随着不断增加,而水域及水体设施用地有微小上升。（6）初步分析了景观格局变化对生态环境、经济发展等方面的影响和产生的后果,如：经济发展、产业发展,城市、农乡的建设,人类生活环境,水资源、水环境等方面。并从这些方面分析了景观格局变化的原因,最终提出了一些预防和解决的措施。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题背景和研究意义
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 相关研究进展
• 1.2.2 景观生态学研究进展
• 1.2.3 景观格局变化研究进展
• 1.3 "3S"技术在景观生态学中的应用
• 1.4 技术路线
• 1.5 研究内容和论文的主要框架
• 2 研究区域概况及数据介绍
• 2.1 区域环境
• 2.1.1 地理位置
• 2.1.2 地形地貌
• 2.1.3 土壤地质
• 2.1.4 气象气候
• 2.1.5 植被
• 2.1.6 水文资源
• 2.2 社会经济发展状况
• 2.2.1 沿江地区在江苏和长三角地位显要
• 2.2.2 沿地地区县域经济发展迅速
• 2.2.3 沿江地区经济发展的特点
• 2.3 研究区数据准备
• 2.3.1 数据来源
• 2.3.2 TM遥感数据简介
• 2.3.3 数据处理平台
• 3 景观信息的遥感监测
• 3.1 数据预处理
• 3.1.1 几何校正
• 3.1.2 辐射校正
• 3.1.3 图像拼接
• 3.1.4 图像裁剪
• 3.1.5 宏观分析
• 3.2 特征集构建
• 3.2.1 光谱特征
• 3.2.2 影像纹理信息提取
• 3.2.3 波段合成
• 3.3 景观类型信息的提取
• 3.3.1 最大似然法
• 3.3.2 景观类型和训练区的选择
• 3.3.3 分类精度分析
• 3.3.4 分类后处理
• 3.4 本章小结
• 4 景观格局变化分析
• 4.1 景观格局的相关评价指数
• 4.1.1 斑块类型水平指数
• 4.1.2 景观水平指数
• 4.2 景观格局分析
• 4.2.1 景观构成分析
• 4.2.2 景观形状特征分析
• 4.2.3 景观多样性分析
• 4.2.4 景观破碎度分析
• 4.3 本章小结
• 5 景观格局动态预测及其生态影响
• 5.1 马尔柯夫模型
• 5.2 各个景观类型转移分析
• 5.3 景观类型的预测
• 5.4 沿江景观规划对生态环境的影响
• 5.4.1 江地区景观空间格局的影响
• 5.4.2 会经济的影响
• 5.4.3 态环境的影响
• 5.5 对沿江地区景观规划的生态建议
• 5.6 本章小结
• 6 结果与讨论
• 6.1 结果分析
• 6.2 讨论
• 参考文献
• 附图
• 详细摘要
• Abstract