第七章+景观数量化研究方法与手段

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1、第七章景观数量化研究方法与手段重点了解景观量化研究的内容、主要方法理解常用的工具手段景观生态学的许多方法源于地统计学、地理学、生态学。图像处理、地理信息系统、空间分析和分形几何是解释景观复杂性最通用的方法。第一节野外调查与观测野外调查和观测类型：（1）传统的野外调查方法；（2）以航片为主的方法，从野外工作开始，形成有限的、稍加描述的解译图例，然后再进行真正的航片解译；（3）以航片为指导的方法，从航片解译开始，在后期野外工作中用来指导采用分区。卫星遥感应用流程1定位和对参考资料的研究在调查之前，应进行总体的定位，收集地形图和专题地图，对调查区及其周围环境的各种地理学和生

2、态学文献进一步加以研究。2航片（卫片）浏览、分析，初步图例准备对所有遥感图像及其最佳用途和可能用途进行总体编目。步骤：（1）对航片或其它遥感图片的快速浏览，对研究区进行初步的分析；（2）航片分析，包括影像数据的处理；（3）为航片（卫片）的解译设计一个概括性的初步图例。精度问题：专家系统3初步影像解译和综合航片或其它遥感图像的首要作用在于为调查区分区，提高调查的精度和有效性。4野外调查与采样景观调查的野外工作主要是对野外采样点的描述，包括土壤、植被、地貌、土地利用类型，以及地质、水文、动物及其它相关属性信息，以获得精确而可靠的资料来描述图像解译单元，进而将它们转化成景观

3、类型。为了进行统计处理，一般采用随机采样方法来收集数据。减少样本量的方法是以图像解译结果为基础，进行分区采样。5最终景观图的绘制地图上的每一个图斑都要有一种颜色和一个图形符号。图形符号非常重要，在一幅有着多种过渡信息的地图上颜色的数量会很多。6评价对景观类型图的评价包括对遥感影像解译精度的评价和对制图单元描述的准确性。精度的评价一般是在景观类型图上随机选取若干个样点，然后到野外核对是否与解译结果相一致。第二节遥感方法1遥感的数据源和记录格式一般有两种：胶片格式；计算机兼容磁带数据格式2遥感在景观生态学中的应用领域分析遥感能够提供的信息：植被类型及其分布、土地利用类型及

4、其面积、生物量分布、土壤类型及其水分特征、群落蒸腾量、叶面积指数及叶绿素含量等。高光谱分辨率遥感的发展和热红外遥感技术的应用。遥感应用分类（1）植被和土地利用分类；（2）生态系统和景观特征的定量化：①不同尺度上板块的空间格局；②植被的结构特征、生境特征和生物量；③干扰的范围、严重程度和频率；④生态系统中生理过程的特征（光合作用、蒸发蒸腾作用、水分含量）；（3）景观动态和生态系统管理。①土地利用在时间和空间上的变化；②植被动态（包括群落演替）；③景观对认为干扰和全球气候变化的反应。3景观遥感分类的基本方法利用遥感技术进行景观分类，是研究景观格局、景观变化的重要手段，景观

5、遥感分类一般包括分类体系的建立和实现分类两部分。（1）数据收集和预处理遥感影像的预处理一般包括大气矫正、几何校正、光谱比值、主成分、植被成分、缨帽变换、条纹消除和质地分析等。主成分分析通过降低空间维数，在数据信息的损失最低的前提下，消除或减少波段数据的重复，降低波段间的相关性；同时，还能够加快计算机分类的速度。（2）选择训练区与GPS定位在遥感影像图上，均匀地选取各景观类型的训练区。对野外调查采用GPS进行地理定位。（3）遥感影像分类遥感图像的计算机分类，时就根据像元特征值，将任一个像元划归最合适的类别的过程。分为非监督和监督分类。（4）分类结果的后处理包括光滑或过滤

6、、几何校正、矢量化及人机交互解译等。（5）分类精度评价通常采用选取有代表性的检验区的方法监督分类的训练区：训练区只能反映训练地点的同质性和训练类别间的差异性，不能真正反映分类结果的准确度。指定的同质检验区：在选择训练区是，多选取一些，监督分类时，只使用其中的部分训练区，其余的训练区用于对分类结果进行精度估计。随机选取检验区：在整个影像上随机抽取，与分类结果图进行对比，看是否与实际相符。第三节地理信息系统方法1地理信息系统的基本概念是在计算机支持下，对空间数据进行采集、存储、检索、运算、显示和分析的管理系统。空间数据是各种地理特征和现象间的符号化表示，包括空间位置、属性

7、特征和时间特征2地理信息系统的数据结构在数据库中数据组织的结构称为数据结构，它有效地表达各数据项间的关系。（1）矢量结构主要用于表示在线化地图中，基本的数据元素为点、向量、线段和多边形。向量由连接两点而构成，从起点到终点构成一定的方向性。多边形表示面状空间实体的空间分布，是由一条或若干条线段组成的闭合范围。（2）栅格结构栅格数据结构是将连续空间离散化，通常是将工作区均匀地划分为栅格而构成网格结构。网格的行列号隐含了空间实体店空间分布位置，对每个网格单元记录相应空间实体的属性值。（3）层次结构是为了有效地压缩栅格结构数据，并提高数据存储的效率而出现的一