景观格局分析方法

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1、第四章景观格局分析方法第一节概念第二节景观格局分析的基本步骤第三节景观指数第四节空间统计学方法第五节景观格局分析中的误差问题一、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。第一节概念二、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

2、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。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。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

3、间格局可以更好地理解生态学过程。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。第二节景观格局分析的基本步骤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最后对分析结果加以解释和综合栅格化数据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在进行景观格局分析时，实际景观首先要经过取

4、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。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。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

5、动系数。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。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。A:景观要素斑块形状指数斑块形状指数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的复杂程度。以圆为参照：以正方形为参照：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（fractaldimension）分形：不规则的非欧几里德几何形状可

6、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：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。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。B:景观边缘密度（边界密度）Pij—

7、—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：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。Simpson多样性指数：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：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