武汉市东西向山体廊道区域绿量研究

论文摘要

随着城市环境问题的日益突出,人们越来越重视城市绿化,而城市绿化水平被视为影响城市可持续发展的重要因素,反映在城市绿化的数量和空间布局两个方面。相比传统的二维绿化指标,三维绿量能确切地反映城市绿地构成的合理性及生态效益水平。武汉市东西向山体廊道作为武汉市绿地的脊梁,在改善城市生态环境方面具有至关重要的作用。因此,从三维绿量的角度研究武汉市东西向山体廊道区域的绿地布局,对更好地发挥山体廊道的生态效益、改善城市生态环境具有十分重要的意义。本文在国家自然科学基金项目“基于叶面积指数反演的城市绿量格局研究”（批准号：30972413）的支持下,以叶面积指数为出发点,将不同类型的群落结构作为基本研究单位,对武汉市园林绿地绿量进行实测,将实测数据与遥感影像上提取的植被指数建立相关方程,从中选出相关性最高的模型进行叶面积指数反演,生成叶面积指数分布图,再在此图的基础上分析评价研究区内山体、廊道区域的绿量特征,最后基于分析结果提出廊道区域的绿量布局优化策略。主要研究结果如下：（1）不同群落结构的LAI值聚类分析结果为：多层、三自然乔灌草、双自然乔草归并为近自然群落结构；三人工乔草、双人工乔草、双乔灌、双灌草、单乔、单灌可以归并为人工群落结构；草地群落结构为一类；（2）样点群落总体反演拟合度优于分类反演,样点实测LAI与RVI的相关性优于NDVI和MSAVI,总体上最优拟合方程为S形曲线方程y=e2.8347-2.0832/x（R2=0.729,精度检验R=0.809）；（3）山体绿量特征值分析比较结果：LAI最大值,珞珈山最高,磨山次之,风梦山最低；LAI均值,毕家山最高,太渔山次之,蛇山最低,龟山仅高于蛇山,LAI总和,马鞍山最高,磨山次之,张家山最低；（4）不同用地情况山体的绿量特征值分析比较结果：公园类<校园类<风景区类（LAI最小值、均值）；（5）廊道区域绿量特征分析结果：硬质斑块PLAND、LPI、COHESION均最高；水体斑块PD、AI最高,NPD、PD、LSI、PAFRAC最低；相比中、低绿量斑块,高绿量斑块的PLAND、Area MN、LPI、AI、COHESION高PD、LS、PAFRAC低；中绿量斑块的各项格局指数均居中；低绿量斑块的PD、LS、PAFRAC局,PLAND、AreaMN、LPI、AI、COHESION低；（6）在研究区绿量特征分析的基础上,提出廊道区域绿量优化布局策略,加强山体绿量保护和修复提升,提高道路、滨水绿道绿量等级和连续性,增加绿地区域绿地斑块数量和规模,提升公园、单位附属绿地绿量等级和斑块间连通度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 研究目的
• 1.3 相关研究进展
• 1.3.1 绿量的概念及研究进展
• 1.3.2 城市廊道研究进展
• 1.3.3 城市绿地布局相关研究进展
• 1.4 研究内容与技术路线
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 技术路线
• 1.5 研究区域概况
• 1.5.1 地理区位
• 1.5.2 地形地貌
• 1.5.3 气候条件
• 1.5.4 山水资源
• 1.5.5 植物群落概貌
• 2 研究方法
• 2.1 群落调查方法
• 2.1.1 群落类型的划分
• 2.1.2 样地绿量实测调查
• 2.2 数据处理方法
• 2.2.1 实测数据
• 2.2.1.1 照片处理方法
• 2.2.1.2 LAI计量方法
• 2.2.2 影像数据
• 2.2.2.1 影像数据来源
• 2.2.2.2 影像图预处理
• 2.3 基于SPOT影像图的叶面积指数反演研究
• 2.3.1 植被指数的提取
• 2.3.2 反演数据筛选
• 2.3.3 LAI-Ⅵ回归分析
• 2.3.3.1 总体回归
• 2.3.3.2 分类回归
• 2.3.4 叶面积指数反演
• 2.4 基于ARCGIS的研究区绿量特征研究
• 2.4.1 山体绿量特征研究
• 2.4.2 廊道区域绿量特征研究
• 2.4.2.1 绿量剖面特征分析
• 2.4.2.2 地理学角度的绿量特征分析
• 2.4.2.3 绿量格局特征分析
• 2.4.3 廊道外围绿量特征研究
• 3 结果与分析
• 3.1 不同群落结构叶面积指数的聚类分析
• 3.1.1 调查样地叶面积指数的计算结果
• 3.1.2 调查样地叶面积指数的系统聚类
• 3.2 基于SPOT影像的研究区绿地叶面积指数的反演
• 3.2.1 研究区植被指数的提取
• 3.2.2 反演数据筛选
• 3.2.3 LAI-Ⅵ回归分析
• 3.2.3.1 总体回归
• 3.2.3.2 分类回归
• 3.2.4 研究区绿地叶面积指数反演
• 3.2.4.1 叶面积指数总体分布
• 3.2.4.2 叶面积指数等级分布
• 3.3 研究区绿量特征分析
• 3.3.1 山体绿量特征分析
• 3.3.1.1 山体绿量特征值分析比较
• 3.3.1.2 不同用地类型山体绿量值分析比较
• 3.3.2 廊道区域绿量特征分析
• 3.3.2.1 绿量剖面特征分析
• 3.3.2.2 地理学角度的绿量特征分析
• 3.3.3 廊道区域绿量格局分析
• 3.3.3.1 一级绿量格局分析
• 3.3.3.2 二级绿量格局分析
• 3.3.4 廊道外围绿量特征分析
• 3.4 研究区绿量布局优化策略
• 3.4.1 廊道绿量构建及优化策略
• 3.4.1.1 加强山体绿量保护和提升
• 3.4.1.2 提高道路、滨水绿道绿量等级和连续性
• 3.4.1.3 增加绿洞区域绿地斑块数量和规模
• 3.4.1.4 提升公园、单位附属绿地绿量等级和斑块间的连通度
• 3.4.2 廊道外围绿量构建及优化策略
• 4 结论与讨论
• 4.1 结论
• 4.1.1 总体回归中RVI植被指数结果优于其他植被指数
• 4.1.2 中心城区公园内山体绿量低于风景区内山体绿量
• 4.1.3 廊道区域内低绿量斑块的连通度远低于中、高绿量斑块
• 4.1.4 武汉市东西向山体廊道区域绿量布局的优化策略
• 4.2 讨论
• 4.2.1 实测数据的获取方法
• 4.2.2 SPOT影像数据预处理不足
• 4.2.3 武汉市东西向山体廊道范围界定
• 4.2.4 地理学角度的绿量特征描述
• 4.2.5 研究区绿量布局优化策略
• 参考文献
• 致谢