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1、收稿日期:1999-06-09基金项目:国家自然科学基金资助项目(49271001)作者简介:杨国良(1965-),男,副教授华中区自然区划研究的新方法杨国良(四川师范大学地理系,四川成都610066) 摘要:着重说明怎样在自然景观类型分布规律定性与定量研究基础上,通过数量分析方法完成自然区划的步骤与方法.关键词:遥感;自然区划;聚类分析中图分类号:K921/927 文献标识码:A 文章编号:1001-8395(2000)01-0054-05 研究区域为华中地区,北起秦岭、淮河一线,南到南岭以南,西起四川盆地边缘,东至沿海,总面积200万km2.研
2、究的方法和步骤是在在遥感图像上解译出自然景观类型并加以制图的基础上,根据对自然景观类型的定性与定量分析,通过自下而上归并与自上而下划分相结合,确定各级自然区划单位,调整并确定区划界线,最终提出区划方案.限于篇幅,本文着重说明怎样在自然景观类型聚类归并基础上完成自然区划的步骤和方法.1 自然景观类型的数据处理1.1 原始数据的收集 根据均匀、合理布点原则,在华中地区选取了316个样点,每一样点选择15种参数,它们是:≥10℃积温、≥10℃日数、年均温、一月均温、七月均温、年较差、平均相对湿度、无霜期、年降雨量、蒸发量、日照时数、地貌参数、土壤参数、植被参数和
3、自然景观参数.共收集了4740个原始参数[1,2].除地貌、土壤、植被和自然景观类型参数是根据各自的特征序列确定经验参数外,其余皆为实测资料.地貌与自然景观类型参数的确定原则,是根据样点海拔高度由低至高依次递增,土壤和植被参数则是根据从南至北带谱或由低地向高地结构变化规律予以确定,均为经验值.1.2 区域的初步划分 为便于用数量分析方法对由卫星图像解译所划分出的自然景观类型进行自下而上逐级归并,首先必须应用演绎方法及根据影像特征的宏观分异大势并结合对各自然要素分布规律的分析,将整个研究区自上而下初步划分为5个区域[3],再以这5个区域为框架和控制并应用归纳
4、方法对自然景观类型作自下而上归并.应说明的是,这5个区域只是大体上等同上述研究区的一级自然区划单位即自然区,它们的具体边界并不一定与所在处的自然景观类型的边界恰好重合.凡遇此类不重合之处,区划单位的界线留待对自然景观类型聚类型聚类分析并结合自然要素特征值分析之后作适当调整而加以确定.1.3 原始数据的整理和计算 将上述5个区的原始数据列表(略),求取每一区同种自然景观类型特征变量的平均值,再通过计算机处理,计算每一区各种自然景观类型之间的隶属度Uij,计算步骤为:(1)计算不同景观类型之间的相似系数Rij=∑mk=1(xik--xi)·(xjk--xj)∑
5、mk=1(xik--xi)2∑mk=1(xjk--xj)2,(1)式中,Rij为第i种景观与第j种景观之间的相似系数;xik与xjk为第i种景观和第j种景观的第k个特征变量值;-xi与-xj表示同一自然区域由样点统计得出的第i种景观和第j种景观的同一特征变量均值;i≠j,i,j=1,2,…,n,k=1,2,…,m,n为自然区域内景观类型总数,m为景观类型特征变量个数.(2)计算各景观类型的邻接系数Lij=1 镶嵌关系maxLi+Lj-LnLi,Li+Lj-LnLj, 相关关系 (2)0 不接触关系式中,Li,
6、Lj,Ln分别为第i种景观、第j种景观以及 2000年1月 第23卷 第1期四川师范大学学报(自然科学版)JournalofSichuanNormalUniversity(NaturalScience)Jan.,2000 Vol.23,No.1 i种与第j种景观构成的新图斑的周长.由于景观类型图斑数量多,两两合并组成的新图斑数更多,周长量算的工作量大,本文仅选择其中一个自然区域即四川盆地进行计算,其余4个自然区域的邻接系数计算作了简化处理,即如果两种景观之间的相似度大,Lij取经验值0.8,相似度较大取0.6,依次类推.(3)计算各景观类型的演替转换系数P
7、ij=Pi/Pj,(3)式中,Pi和Pj分别为第i种景观和第j种景观之间的多度比和面积比的平均值,即Pi=Rdi+Lpi2,Pj=Rdj+Lpj2.其中,多度比Rdi=Zi/Z0,Zi和Z0分别为自然区域第i种景观类型个数和该自然区域景观类型的总数;面积比Lpi=si/s0,si和s0分别为该自然区域内第i种景观面积和自然区域的总面积.(4)计算自然景观类型的隶属度Uij=[Kij·Lij·Pij]13,(4)式中,Kij,Lij,Pij的含义同前.Uij值越大,表明两种景观同属一个自然区划单元的可能性越大.上述步骤用C语言编程,如图1所示[4].将各特征
8、变量参数的平均值及Lij,Zi,Z0,si,s0的值输入计算机,运
