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景观格局分析方法共40页文档
第一节 概念
一、景观格局(景观空间格局)的概念 景观要素在景观空间内的配置和组
合形式。
二、景观格局的基本类型
1)规则或均匀分布格局 2)聚集(团聚)型分布格局 3)线状格局 4)平行格局 5)特定的组合或空间联结格局
1)规则或均匀分布格局:指某一特定类型景
观要素间的距离相对一致的一种景观。
美国华盛顿 洲贝克山山 坡针叶林中 砍伐斑块的 规则分布格 局
斑块形状指数D:通过计算某一斑块形状与相 同面积的圆或正方形之间的偏离程度来测量其 形状复杂程度。
以圆为参照: DP/2 A
以正方形为参照: D0.25P/ A P为斑块周长;A为斑块面积。斑块的形状
越复杂或越扁长,D的值就越大。
B: 景观要素斑块分维数
分形维数(fractal dimension) 分形:不规则的非欧几里德几何形状可通称为分
形。组成部分以某种方式与整体相似的形体称分 形。 分形维数或分维数:不规则几何形状的非整数维 数。
对于单个斑块:
PkAD/2
D2ln(P)/ln(A) k
P是斑块的周长,A是斑块的面积,D是分维 数,k是常数。对于栅格景观而言,k=4。一 般地说,欧几里德几何形状的分维为1,具有 复杂边界斑块的分维则大于1,但小于2。
二 景观格局分析的基本步骤
以研究目的和方案为指导,收集和处理景 观数据
将真实的景观系统转换为数字化的景观,选 用适当的格局研究方法进行分析
✓栅格化数据
最后对分析结果加以解释和综✓合矢量化数据
收集景观数据
野外考察、测量(获得植被、森林、土壤等 相关资料)
遥感数据:航空遥感 卫星遥感
景观格局分析图示
2)聚集(团聚)型分布格局
同一类型的景观要素斑块相对聚集 在一起,同类景观要素相对集中,在景观 中形成若干较大面积的分布区,再散布在 整个景观中。
如:在丘陵农业景观中,农田多聚集在村 庄附近或道路的一端。
3)线状格局
指同一类景观要素的斑块呈线性分布。
如:沿公路零散分布的房屋,干旱地区(或山地)沿 河分布的耕地。
• Simpson多样性指数:
m
H'1 Pk2 k1
H'max1(1/m)
景观均匀度指数
反映景观中各斑块类型在面积上分布的均匀程 度。
以Shannon多样性指数为例:
m
E
H
Pk ln(Pk) k1
Hmax
ln(m)
E<=1,当E趋于1时,景观斑块类型分布的均匀程度 也趋于最大。
B: 景观要素优势度
Ai maxmaxAij Ai minminAij
类斑面积标准差(Si)和变动系数(Ci):是指景观 中某类景观要素斑块面积的统计标准差和变动系
数。
1 Ni
2
S i N i j 1 Aij Ai
Ci
Si Ai
100
%
B: 内部生境面积
类斑块内部生境总面积:该类生境全部斑块内部 面积之和。
B: 景观边缘密度(边界密度)
ED
1M A i1
M
Pij
j1
EDi
1 Ai
M
Pij
j1
Pij——景观中第i类景观要素斑块与相邻第j类 景观要素斑块间的边界长度。
A: 多样性指数与均匀度
景观多样性指数 Shannon多样性指数:
m
H Pk ln(Pk) Hmaxlnm () k1
Pk为斑块类型k在景观中出现的概率;m为景观中斑 块类型总数。
描述景观由少数几类斑块控制的程度。通 常,较大的D(RD)对应于一个或少数几个斑 块类型占主导地位的景观。 优势度指数D: D = Hmax – H 相对优势度RD: RD = 1 - E = 1 —(H / Hmax)
景观指数应用举例
通过计算一些景观指数,可以比较两个景观的结构特 征(图)
A:景观要素斑块形状指数 B:景观要素斑块分维数
A: 斑块面积
类斑块平均面积:景观中某类景观要素斑块面积 的算术平均值。
1 Ni
Ai Ni
Aij
j 1
式中:
Ni——第i类景观要素的斑块总数; Aij——第i类景观要素第i个斑块的面积。
最大和最小斑块面积:指景观中某类景观要素最 大和最小斑块的面积。
三、景观格局分析概念
用来研究景观结构组成特征和空间配 置关系的分析方法。
通过研究空间格局可以更好地理解生态学过程。
第二节 景观格局分析的基本步骤
一 景观格局研究的目的
确定产生和控制空间格局的因子及其作用机制; 比较不同景观镶嵌体的特征和它们的变化; 探讨空间格局的尺度性质; 确定景观格局和功能过程的相互关系; 为景观的合理管理提供有价值的资料。
三 景观异质性指数
1)景观斑块密度和边缘密度
A:景观斑块密度 B:景观边缘密度
2)景观多样性
A: 多样性指数与均匀度 B: 景观要素优势度
A:景观斑块密度
1 M
PD A j1 Ni
PDi
Ni
Ai
式中:PD——景观斑块密度 PDi——景观要素的斑块密度 M——研究范围内某空间分辨率上景观要素类型总数 A——研究范围景观总面积。
Ni
AIi Aij EAij
j1
式中
AIi——第i类生境的内部生境总面积; Aij——第i类生境的斑块平均内部生境面积;
EAij——第i类景观要素第j斑块的边际带面积;
平均内部生境面积:该类生境全部斑块内部面积算 术平均值。
1 Ni
AIi Ni
j1
Aij EAij
A: 景观要素斑块形状指数
4)平行格局
指同一类型的景观要素斑块呈平行分 布。
如:侵蚀活跃地区的平行河流廊道,以及山地景观中沿山 脊分布的林地。
5)特定的组合或空间联结格局
指不同的景观要素类型由于某种原因经 常相联结分布。空间联结可以是正相关,也 可以是负相关。
如:稻田总是与河流或渠道并存是正相关空间联结的实 例;平原的稻田区很少有大片林地出现是负相关的实例。
在进行景观格局分析时,实际景观首先要经过取样、数字化 过程转化为栅格型或矢量型数字地图
第三节 景观指数
一、景观指数
能够高度浓缩景观格局信息,反映 其结构组成和空间配置某些方面特征的简 单定量指标。
二、景观要素斑块特征分析
1 景观要素斑块规模
A: 斑块面积 B: 内部生境面积
2 景观要素斑块形状
两个具有不同空间格局的景观及其相应的一些景观指 数
景观指数可以用来定量地描述和监测景观结构特征随时间的变化 (图)