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1、 第 5期 矿 山 测 量 2 0 1 2年 1 0月 一 3 6 L a n d s a t一5 I M 1 9 9 7 0 9 1 8 1 2 2 3 6 L a n d s a t 一5 T M 2 0 0 3 0 4 0 3 1 2 2 3 6 L a n d s a t 一7 E T M 和 2 0 1 0 0 5 1 4 1 2 1 3 6 L a n d s a t一7 T M 四景遥感 影像 数 据整 体 质量 较 好 没 有 大范 围 云系覆盖 地物信息丰富 为区域的景观格局研究提 供了充足 的信息来源 非遥感数据 为研究 区域 的 l 5 0 0 0 0 电子地 图 行政
2、区域 图等 其数 据见 表 l 表 1 研 究区域数据 列表 2景 观格局 时 空变化 分析 景 观格局 是 指 景 观 生 态 要 素 的时 空 分 布 按 照 土地利 用分类 标 准 结 合研 究 区 的实 际情 况 将 研 究 区景观 分成 建 设 用 地 耕 地 林 地 裸 地 水 体 其 它 植 被六 种土 地 利 用 景 观 类 型 利 用 遥 感 影 像 分 类 获 得研 究 区 四个 时 相 的 景 观类 型 图 结 合 景 观 生 态 学 的原理 分析 研究 区景 观格 局 的动态 变化 2 1 景观 类型 转移分 析 利 用 E N V I中集 成 的 c h a n g
3、e d e t e c t i o n s t a t i s t i c s 功能模块 计算得 到研 究 区 1 9 9 0年 1 9 9 7年 2 0 0 3 年 2 0 1 0年 四个 时 相 三个 时 段 区 间 各 种土 地 利 用 景 观类 型 的转 移矩 阵 见 表 2 表 3 表 4 表 2 1 9 9 0 1 9 9 7年研 究区域 土地 利用景观转移 矩阵 k m 第 5期 杨 建平等 徐 州市城 区景观格局 演变分析 2 0 1 2年 1 O月 结 果与 分析 景观总体构成变化 从表 2到表 4中可看 出 在 2 0年 中 研 究 区域景 观构成 比例发生 了很 大变 化
4、 各 类 景观 组分 的 面积百 分 比随 时间 的推 移 呈 现不 同程 度 的增 减 相较 1 9 9 0年 1 9 9 7年耕地面积占研究区总面积 6 3 0 2 6 k m 的比例由 7 3 5 下降至 5 5 7 下降 了 l 7 8 到 2 0 0 3年 叉下 降到 5 0 1 2 0 1 0年为 4 4 0 因此 耕地 面积 占研究 区 总 面积 的 比例 2 0 1 0 年 比 1 9 9 0年下降了 2 9 5 建设用地 占研究 区总 面积的比例 1 9 9 0年 1 9 9 7年 2 0 0 3年和 2 0 1 0年 的比 例 分别 为 9 3 1 9 0 1 9 7 2
5、8 4 2 0年 增 加 了 1 9 1 林 地 1 9 9 0年 为 1 7 1 2 k m 1 9 9 7年 2 0 0 3年 和 2 0 1 0年分别为 3 0 2 6 k m 2 5 5 9 k m 和 5 1 1 4 k m 2 0年 增 加 了 3 4 0 2 k m 这 主 要 是 徐 州 市 长 期 创 建 文 明城 市 园啉 城 市 的 结 果 裸 地 1 9 9 0年 1 9 9 7年 2 0 0 3年和 2 0 1 0年 分别 为 4 9 2 1 k m 9 9 3 1 k m 1 2 5 4 1 k m 9 4 0 6 k m 2 0 1 0年 比 1 9 9 0年 增
6、 加 了 4 4 8 5 k m 这 主要是 由于城 市 道路 的拓宽 和新 修 道 路 的增多所至 这也是城市现代化水平提高的标志 其 他植 被 1 9 9 0年 为 2 6 1 2 k m 1 9 9 7年 2 0 0 3年 和 2 0 1 0年分 别为 8 5 8 k m 1 3 9 1 k m 6 7 0 k m 2 0年 减少 了 1 9 4 2 k m 主要 是 由 于开 荒 造 田变 为 耕 地 从而减少 了其他植被 水体 1 9 9 0年为 l 6 2 2 k m 1 9 9 7年 2 0 0 3年 和 2 0 1 0年 分 别 为 2 1 6 0 k m 2 5 2 4 k
7、m 2 2 0 8 k m 其 变化 不大 从上面分析可知 2 0年间减少最多的是耕地 由 1 9 9 0年 的 4 6 3 0 6 k m 到 2 0 1 0年 的 2 7 7 3 5 k m 减少 了 1 8 5 7 1 k m 而 建设用 地 1 9 9 0年 为 5 8 5 3 k m 到 2 0 1 0年 的 1 7 8 9 2 k m 增 加 了 1 2 0 3 9 k m 另 外 裸 地增 加 了 4 4 8 5 k m 裸 地 主要是 城市 拓 宽道 路 和新 修道 路所 至 其 他 景 观 类 型 变 化 不 大 因此 在 城 市 建设 过程 中切 实保 护耕 地 的压 力
8、将 会 持 续 增 加 任 务会更加艰巨 做好土地的合理利用规划 充分利 用有 限 的土地 资源将 会 产生 出更 大 的社 会 经 济 生态 效益 2 2景观 格局 变化 分析 本文 采用 F R A G S T A T S 3 3栅格 版本 软件 进 行景 观格 局指 数 计 算 F R A G S T A T S 3 3总共 可 以 计 算 出 的指数很多 但是许多景观指数之间都是高度相关 的 因此本文在斑块类型水平 上的景 观格局变化研 究 中选取面积 密度 边界指数类 形状指数类进行 讨 论 在景 观水 平上 的景 观格 局 变化 研 究 中用景 观 丰度 P R S h a n n
9、 o n多样性 指数 S HD I S h a n n o n均 匀 度指 数 S H E I 进行 讨 论 研究中 先在 E N V I 软件中将遥感影像转成标准 格式 导人 F r a g s t a t s 软件 通过文本文件建立影像属 性文件并修改扩 展名保存为 f d c格式 并 在 r u n p a r a m e t e r s 界 面 中 的属性栏 中添加 影 像 数据 文 件 选 择要计算的指数 执行指数计算 即可获取相应指数 的量值 2 2 1 斑块类型水平上的景观格局变化 1 选取 面积 密 度 边 界指 数类 在面积 密度 边界指数类 中 用斑块面积 斑块 个 数 平
10、 均斑 块 面积 斑块 密 度 最 大 斑 块 指 数 进 行 讨 论 其 结果 如表 5 表 6 表 7 表 8 表 5研究 区景观类型水平指数 1 9 9 0年 斑块类型 斑 积 斑块数 目 表 6研究 区景观类型水平指数 1 9 9 7年 1 斑 块 类 型 斑 积 斑 块 数 目 蓑 篙 t na 皿 I na J I l U J 彳日 L上 I 表 7研究 区景观类 型水 平指数 2 0 0 3年 斑块类 型 斑 积 斑块数 目 度 na J 圆 na J 上 U I干 茸 Lt l J 91 第 5期 矿 山 测 量 2 0 1 2年 1 0月 表 8研究区景观类型水平指数 2 0
11、 1 0年 斑块类型 斑 积 斑块数 目 1 3 0 L 1 na J 叫 I J rU J 佰锻l 上 J 结果 与分 析 从斑 块 面积 来看 四个 时 相 中 建 设 用 地 和 耕 地 的斑 块 面积最 大 其 中建 设用 地 斑 块 面积 从 1 9 9 0年 的 5 8 5 2 5 2 h a 到 1 9 9 7年 的 1 1 9 4 8 0 4 h a 2 0 0 3年 的 1 2 4 0 4 9 7 h a 再 到 2 0 1 0年 的 1 7 8 9 2 2 7 h a 逐 渐迅 速 扩张 而耕地斑块面积从 1 9 9 0年 的 4 6 3 0 6 1 7 h a 到 1 9
12、 9 7年 的 3 5 1 0 2 8 8 h a 2 0 0 3年 的 3 1 6 0 6 0 2 h a 再 到 2 0 1 0年 的 2 7 7 3 4 5 8 h a 逐 渐迅 速减 少 从 斑块 数 目 平 均 斑块 面积 和 斑块 密 度来 看 建 设 用地 的斑块 数 目呈现递 减趋 势 从 1 9 9 0年 的 4 5 7 7 个 逐渐 递 减 到 2 0 1 0年 的 2 8 8 7个 从 而 平 均 斑 块 面 积 逐渐 变大 斑块 密度 逐渐 变小 这 是 由于徐 州 市进 行城市科学规划 的结果 使建筑小 区规模化 而耕 地 正好 与建 设 用 地 相 反 这 是 由于
13、 大量 建筑 用 地 的 出现 使本来大片的土地破碎 同时耕地面积下降 从 最大 斑块 指 数 来 看 耕 地 的变 化 幅 度是 各 种 景 观类 型 中最大 的 最 大为 1 9 9 0年 6 6 1 9 6 9 最 小 为 2 0 1 0年 1 5 2 8 9 4 变 化 量 为 5 0 9 0 7 5 表 明耕 地 是 研 究 区变 化最 为 强 烈 的景 观 类 型 建设 用 地 的 变化 幅 度 次 之 最 小 为 1 9 9 0年 4 0 6 3 8 最 大 为 2 0 1 0 年 2 0 9 8 4 8 变化 量为 1 6 0 9 2 1 这 是 由于耕 地 受 到建设 用地的
14、不断扩张占用 导致耕地的变化强度也最大 2 选用 形状 指数类 在此用 面 积加 权 平 均 的形 状 指 数 面 积 加 权 的 平均 斑块 分维 数指数 进行 讨论 这两 个 形 状指 数 都 可 以度 量 景 观 斑 块 的 形 状 复 杂 度 两 者 的 不 同 是 F R A C指数运用了分维理论来测量斑块 和景观的空 间形 状复 杂性 分 维数 常用 来 测 定 景 观 中斑 块 形 状 的复杂程 度 它 在 一 定 程度 上也 反 映 了 自然 因素 和 人类 活动 对景 观格局 的影 响 值 越小 斑 块 形状 越 简 单 相反 值越大 斑块形状越复杂 其结果如表 9 表 1
15、0 92 表 9面积加权平均形状指数 形 状演 变分 析 建设用地从 1 9 9 0年到 2 0 1 0年的面积加权平 均 形状 指数 和 面 积 加 权 平 均 分 维数 都 逐 渐 增 大 前 者从1 9 9 0 年 的 9 9 2 4 2 逐 渐 增 大 到 2 0 1 0 年 的 2 9 9 2 6 4 后者 从 1 9 9 0年 的 1 2 3 5 3逐 渐 增 大 到 2 0 1 0 年的 1 3 3 2 6 说明建设用地的斑块形状复杂度逐渐 增 加 形状 变 的越 来越 不规 则 这 主要 是 建设 用 地 不 断扩张的结果 徐州城区周 围大量 的山区 从 地形地 貌上 制约着
16、城 区 向外 扩 张 的方 向和 总 体 扩 张 趋 势 从建 设用 地 的空 间扩 展 图像 观 察 向周 围各 个 方 向 都有 扩张 而 向东南部 的 扩张最 为 明显 耕地 的面积加权平均形状指数和面积加权平 均分维数变化趋 势和建设用地正好相反 表 明耕地 的斑 块形 状复 杂度逐 渐减 小 形 状趋 于规 则 其他几种景观的斑块形状指数没有表现出规 律性 的变 化趋 势 不 同研 究 时段 内 的变 化 趋 势 也 有 所不 同 2 2 2景 观水 平上 的景 观格局 变化 景 观 水 平 的 景 观 格 局 演 变 分 析 用 景 观 丰 度 P R S h a n n o n多样 性指 数 S H D I S h a n n o n 均 匀 度 指 数 S H E I 进行 讨论 讨论 结 果如 表 1 1 表 1 1 景 观 水 平 上 的 景 观 格 局 变 化 1 9 90 1 9 97 2 0 03 2 01 0 6 9 5 8 1 8 2 5 4 9 4 6 5 6 7 7 0 O O 0 3 3 4 l 0 2 O 2 7 5 3 7 9 2 3 3 O l
