基于3s 技术的城市绿色河流廊道景观格局分析——以广州市番禺区为例

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1、基于3S技术的城市绿色河流廊道景观格局分析——以广州市番禺区为例李静羽（广州大学地理科学学院，广东广州510006）摘要：河流廊道作为城市发展不可缺少的支撑体系之一受到越来越多的关注，基于河流两岸的绿色植被带成为河流廊道研究中值得探讨的重要内容。文章借助3S技术，以广州市番禺区为例，探讨城市绿色河流廊道景观格局定量研究的方法，并针对存在的问题提出相应的建议。基于2008年TM数据，构建网络连接度评价体系和景观类型评价指标体系，主要结论为：（1）研究区主干绿色河流廊道的网络结构简单、缺乏回路、节点孤立化，不利于生物多样性的保护；（2）研究区土地利用结构中

2、绿地占相对优势，但分布零散、杂乱，未形成良好的生境带；（3）总的来说，研究区景观破碎化程度较高，稳定性不佳。关键词：绿色河流廊道；网络结构；景观格局；3S技术；广州市番禺区中图分类号：S2文献标识码:A文章编号：1674-0432-(2011)-02-0引言绿色河流廊道是指沿河流分布的绿色植被带，是一种绿色廊道[1，2]，它在维持城市生物多样性，改善城市水生态环境以及满足城市居民视觉审美等方面均起着重要作用。对城市绿色河流廊道景观格局的分析重在探讨其生态效应，即研究该廊道的流的作用和分割景观造成景观破碎化及对环境的影响[3]。目前，国内外对河流植被带的

3、研究较多，但研究对象多为块状绿地，基于河流河岸植被带的条形绿地研究还很少[4]，且基于GIS技术对城市绿色河流廊道进行定量的景观格局研究也少有触及。基于此，在中小尺度上，综合运用3S技术与生态学原理，对广州市番禺区主干河道分布的绿色植被带的景观格局进行定性与定量相结合的探讨研究，除分析其现状、现存问题外，并提出优化对策。对广州市番禺区绿色河流廊道的研究除为绿色河流廊道建设提供合理、科学的依据外，也为实现研究区可持续发展提供一定的借鉴意义。1研究概况与数据组织1.1研究区概况广州市番禺区位于穗港澳“小三角”的中心位置，地处珠江三角洲腹地，界于北纬22°2

4、6′-23°05′、东经113°14′-113°42′之间，见图1。该区域江环水绕，河网纵横，是典型的平原感潮河网地区。境内干支流17条，边境干支流5条，多自西北流向东南见图2。密集的河网除担负引排水任务外，还对研究区防洪除涝、工农业生产活动以及居民生活有着重要的影响，研究该区域河流绿色廊道的空间分布格局有着重要的意义。图1广州市番禺区主干河道分布图1.2数据组织与预处理本文主要数据源为研究区TM数据（轨道号为P122R44，获取日期为2008年12月17日），广州市2005年行政区划图（1：25万）以及研究区2007年统计年鉴。涉及到的图像处理软件主

5、要为ArcGIS9.2、ENVI4.6以及景观格局分析软件fragstats3.3。必要的数据预处理流程为，基于研究区已经过精校正的2000年TM数据校准08年影像，并以广州市行政区划矢量图为掩膜提取研究区，在此流程中ArcGIS9.2、ENVI4.6软件得到交互运用。2研究方法2.1绿色河流廊道数据的获取（1）对08年TM影像以4，3，2波段组合得到富含植被信息的标准假彩色合成图像。（2）基于ArcGIS9.2软件生成研究区主干河流网络分布图，并对河流两岸做60m缓冲区（有关资料表明，距河流60m处时，可有效过度污染物，增加河流中生物食物的供给，并满

6、足动植物迁移和传播以及生物的多样性保护功能[6]）。（3）叠加分析研究区绿色河流廊道缓冲区分布图与遥感影像图，并借助监督分类方法提取缓冲区内水体、建筑物和植被三种土地覆被类型。经验证各类别可分离度均达到1.8以上，满足文章要求。2.2网络连接度评价体系的构建网络连接度的评价指标包括线点率；环度；连通性；C指数等。本文选择最能反映网络空间结构的三个指标，科学简洁的表达出研究区绿色河流廊道网络空间结构特征。线点率β是反映网络中廊道与节点之间的关系，用来衡量网络的通达程度，是网络中每个节点连接的平均廊道数。计算公式如下：β=网络环度α是表示能流、物流和物种迁

7、移路线的可选择程度，也是反映网络复杂程度的一个指标，指网络中实际环路数与网络中存在的最大可能环路数的比值。计算公式如下：α=连通性γ是廊道在空间上连续的度量，也是确定通道功能效率的重要指标，反映网络中各节点被连接起来的程度，即网络中实际连接廊道数与最大可能连接廊道数之比。计算公式如下：γ==上述公式中：L均表示连接廊道数；V为节点数[7]。2.3景观指数的选取与计算现有景观格局指数类型繁多且大部分指数之间都有相关性。为更好地挖掘研究区河流绿色廊道景观格局信息，本文在类型水平上选取斑块数（NP）、斑块密度（PD）、分维数（FRAC-MN）、凝聚度指数（C

8、OHESION）这四个评价指标，拟从面积、形状、多样性等角度探讨研究区绿色河流廊道的景观特征[