基于景观格局指数的基本农田保护区集中连片性研究——以济南市历城区为例

耕地与基本农田保护是我国土地管理、土地利用规划的重要内容。新一轮土地利用总体规划修编及数据库建设中要求基本农田调整布局更加集中连片。该文应用景观格局指数,研究了济南市历城区基本农田保护区规划调整中集中连片性的变化。结果表明,除保护区图斑面积标准差外,图斑平均面积、图斑面积变异系数、图斑边界密度、最大斑块指数、平均欧式邻近距离5项指标均表明,规划调整后基本农田保护区布局上更加集中连片。为基本农田保护区布局的集中连片性判断提供了简便易行的方法。     

珠海市城区景观空间格局特征分析

本文以遥感影像、野外调查和统计资料为数据源, 在ArcGIS 支持下, 建立以珠海市主城区为起点设置的不同方向的两个空间样带, 结合景观格局指数和空间梯度分析方法, 分析了珠海市城区景观空间格局沿梯度变化的规律。结果表明:珠海市城区15 年来城乡建设用地、道路和林地的面积均呈增加趋势, 农田、裸地, 水体、灌丛和滩涂等类型面积减小, 证明了研究时段内城市扩展在城乡交界区域明显;随着空间样带由城区中心向外围移动, 样带上建设用地的面积均下降, 农田面积逐渐上升, 表明了珠海城市化的发展具有一定的梯度性和方向性。通过空间格局梯度变化特征的分析, 能够定量化地分析珠海城市化进程的发展, 对于珠海的城市规划与管理具有重要理论意义。     

基于景观格局的汶上县城市空间布局评价

在县域城市快速发展的背景下,以汶上县为研究对象,利用景观生态学的分析方法,选取斑块数、平均斑块面积、最大斑块指数、景观形状指数、平均斑块分维数、平均形状指数、平均邻近指数等指标,对城区不同土地利用类型的现状景观格局进行评价,分析整体及局部布局特征并指出存在的布局问题,对城市未来的发展提升提出建议。     

禹城市农村居民点空间分布模式和景观格局

以禹城市农村居民点为研究对象,基于禹城市2000和2017年遥感影像解译数据,综合运用GIS、景观生态学及统计学理论与方法,分析了2000年与2017年禹城市乡村聚落的景观格局指数和空间演变特征。结果表明:禹城市两个时期农村居民点在空间分布特征上存在显著差异,与2000年相比,2017年禹城市农村居民点分布更加聚集;从聚集程度来看,禹城市农村居民点聚集的态势不够显著,这与禹城市当地的自然环境有密切的关系;禹城市农村居民点总体用地规模和数量虽然在减少,但部分居民点用地规模增加明显,居民点有集聚发展的态势,同时禹城市农村居民点斑块形态由复杂化向规则化转变。     

长株潭地区景观格局及其变化特征研究

基于GIS、RS技术,本文利用长株潭地区1989年、1996年、2000年和2008年4个时期的LandsatTM/ETM+遥感影像提取景观类型数据,运用景观生态学理论和方法对该地区景观格局特征,及其变化特征进行了研究,并探讨了研究区景观格局动态变化的驱动力。研究结果表明:1989-2008年的近20年中,长株潭地区各景观类型的面积发生了显著变化,主要表现为林地、耕地向建设用地转化;从研究时段来看,研究区景观类型变化速率逐步加快。研究区斑块数量和密度持续增大,最大斑块指数持续减小,景观破碎化程度升高;从景观多样性指数与均匀度指数的变化可以看出,景观格局的多样性增加,且均度增强;同时,由景观形状指数增长说明斑块形状趋于复杂化。影响景观格局变化的驱动因子主要是人为因素中的人口增长、经济发展及政策引导作用。     

武汉城市化进程对湖泊景观格局的空间非平稳性影响分析

武汉城市化过程中的土地利用变化对其湖泊生态系统产生了一系列负面影响,深入研究并分析其影响的空间非平稳性对优化武汉城市化建设和环境保护规划极具现实意义。本文运用景观生态学理论和地理加权回归建模方法,分别构建城市化测度指标和多种类型景观格局指标,衡量武汉城市化进程对于湖泊特征、景观格局的影响,从而揭示了1996~2013年间武汉城市化进程与湖泊景观格局之间的空间非平稳性关系,结果表明:1武汉城市化进程对其不同地理区域的湖泊景观格局影响存在差异,具体表现为城市化强度越大的地区,其引起并解释湖泊景观格局变化的能力越强;2在武汉市大部分地区(超过其总面积的70%),尤其集中在中部及其周边地区,城市化与湖泊景观面积、密度、连通度、斑块分维数的变化均存在负相关,且具有呈方向性的梯度变化趋势。3在某些有针对性保护的区域,如北部黄陂区,景观面积、景观连通度、斑块分维数与城市化强度指数呈现出正相关。针对上述特征本研究提出武汉市湖泊防治的对策和建议。     

广西北海市红树林湿地景观格局演变分析

红树林湿地是生态系统的重要组成部分,其景观格局的演变受到不少学者的关注。文章以2016—2019年的4期高分辨率遥感影像为数据源,探讨了广西北海市红树林湿地景观格局演变特征,对引起景观格局变化的驱动因素进行了分析。研究结果表明:2016—2019年,广西北海市红树林最大斑块占红树林总面积的比率基本稳定,景观斑块间距有所增加;研究期内北海市红树林生态系统总体趋于稳定。     

北京市高速公路周边土地利用变化对景观格局的影响

高速公路的快速发展在推动经济发展的同时,也对区域的生态环境产生重要的影响。在地理信息系统的支持下,本研究以北京市高速公路网10 km缓冲区为研究区域,利用缓冲区分析、空间分析、统计分析等方法探讨了高速公路周边土地利用变化对景观格局的影响规律。结果表明：① 北京市高速公路周边的土地利用类型主要以建设用地、耕地、林地为主,土地利用变化以耕地向建设用地转入最为显著;② 空间变化上,各缓冲区内土地利用变化以林地、耕地、建设用地的相互转移为主,随着与高速公路的距离增大,土地利用类型从以耕地、建设用地为主逐渐转变为以林地、耕地为主;③ 2005-2015年,各类景观的景观指数变化差异明显,其中水域的斑块密度与分离度指数变化幅度最大,耕地的形状指数增加最快,建设用地的分离度指数减少最多,这与相应的土地利用变化密切相关;④ 基于土地利用变化,北京市高速公路网对周边景观格局的影响范围约为6 km,其中林地转入建设用地以及建设用地与耕地的相互转移是引起公路周边景观空间变化差异的主要原因。     

新疆农业景观格局演变对其生态系统服务价值的影响

结合遥感、地理信息系统、景观生态学和空间分析等理论,分析了新疆地区2000~2015年农业景观格局的时空动态变化特征,测算了农业生态系统服务价值,通过相关分析进一步研究了农业景观格局与生态系统服务价值的关联,为促进区域土地资源合理利用和生态农业发展提供科学依据。结果表明,新疆农业生态系统正朝着多样化、稳定化的方向发展;农业生态系统服务价值显著增长,但区域间的价值差异较大,呈现北疆高南疆低的分布格局;景观面积、斑块数和景观形状对新疆地区农业生态系统服务价值影响较大且均呈现明显正相关关系。     

基于道路结构特征识别的城市交通状态空间自相关分析

 城市道路交通状态具有空间自相关特征。路段交通状态的变化会很快影响到邻近路段,导致一定空间范围内路段的交通状态发生改变。揭示城市交通状态的空间自相关特征,对交通规划、交通控制与诱导具有重要意义。然而,受到城市路网空间结构和道路拓扑特征的影响,城市道路交通状态的空间自相关并非各向同性,也并非均匀地向上下游扩散,而是有选择性地集中在部分邻近路段上。因此,仅考虑路段地理空间下的上下游邻近性,难以全面度量路段间交通状态的相互影响,识别出交通状态空间相关性强的道路集合。本文借鉴复杂网络分析方法,定量化分析了城市路网的模块化与层次性特征,利用城市路段在空间上的聚集特征和路段在网络中拓扑角色的差异,提出了一种新的交通状态自相关路段邻近性判别规则,即空间邻近且拓扑等价规则,以此规则实现交通状态空间相关路段聚类过程,更好地揭示城市路段之间的交通状态空间相关性。     

基于路网数据和复杂图论的中国城市交通布局评价

城市化的快速发展推动了我国城市道路网的不断扩张和发展.城市道路网是一个动态、开放、自组织的空间复杂网络,构成了城市的结构框架,研究城市道路网的结构特征对路网规划和城市建设有着重要的应用价值.在国内城市道路网络结构特征的相关研究中,很少有学者基于道路走向的视角对整个城市路网结构进行研究,也缺少对全国主要城市路网的整体性评...     

中国荒野地空间识别及时空演变

在生态危机日益严峻和生态文明建设日益加快的背景下,中国特殊的区域差异与自然环境限制了人口的均匀分布与社会经济全空间布局,形成了面积大、分布广的荒野地(Wilderness Areas,WAs)。客观、准确界定荒野地的空间范围并分析其时空演变格局,对于开展资源环境承载力评价、生物多样性保护、国家公园与生态安全屏障建设等具有重要意义。当前,对荒野地面积、分布特征与时空演变格局等研究少有定论。本文以2000、2010、2020年多源空间数据为基础,从决定和影响的角度出发,构建荒野地多要素识别模型,对中国荒野地空间范围进行界定,分析其地理分布特征及时空演变格局。研究结果表明:(1)基于多源空间数据,通过建立荒野地决定-影响的耦合关系模型,可准确、有效地识别中国荒野地空间范围;(2)中国荒野地在空间上呈现大范围集中分布,小区域零散分布的状态,3个时期荒野地总面积分别为344.18、297.67、279.86万km²,主要分布在西藏、新疆、青海、内蒙古、黑龙江等省区;(3)中国荒野地面积大部分来源于草地和未利用地,2000—2020年,荒野地面积呈现出逐渐减少的趋势,且200...     

基于道路交通网络的武汉市养老机构空间可达性研究

十二五期间,中国人口呈现出老龄化、高龄化、空巢化加速发展的特征,老龄化形势日益严峻,导致养老、医疗等服务设施的社会需求量急剧增加,中国现有的养老产业发展水平难以适应需求。养老机构是社会化养老服务的重要组成部分,加强对养老机构空间布局的研究对于保障老年人生活水平、促进城市发展等具有重要意义。基于此,本文以道路交通网络为基础,利用Arc GIS网络分析法和最短距离模型对武汉市养老机构的空间可达性进行了测算,以期为养老机构的合理优化配置提供科学参考。     

湿地景观结构遥感动态变化分析

景观镶嵌结构是景观异质性的重要表现,同时又是各种生态过程在不同尺度上作用的结果。本文以北京市野鸭湖湿地自然保护区为区域背景,以RS、GIS和GPS为技术手段,监测获取了1996-2002年研究区域湿地土地利用／土地覆盖景观空间格局变化,探讨了土地利用/土地覆盖景观空间格局变化对湿地环境的影响。故此,对1998-2000年和2000-2002年湿地资源景观镶嵌结构的动态变化进行详细分析。结果表明:(1)利用遥感信息多尺度、多时相、多波段的特点,在GIS、GPS技术的支持下,能够快速及时准确地反映湿地景观类型的动态变化,为湿地资源监测、保护与利用提供科学依据。(2)借助景观生态学中的相关原理,通过景观空间格局计算模型解释不同类型湿地景观的分布、变化,剖析湿地景观演化机制,为湿地景观规划与评价服务。(3)分析认为,野鸭湖湿地景观格局发生了较大的变化,水域面积减少严重,耕地面积增长幅度不高,旅游用地和堤坝面积明显增加。(4)湖泊和沼泽草甸是控制和影响湿地景观格局的主体。野鸭湖整个湿地景观的破碎化程度降低,人类活动干扰湿地在不断减弱,湿地景观异质性在逐渐降低,斑块之间的连通性提高,生境斑块相互之间的隔离度大大减少,湿地景观趋向稳定。     

基于人工神经网络的多特征因子路网匹配算法

在综合考虑多个特征因子的线要素匹配时,根据经验知识确定各特征因子的权值会造成人为误差。针对该问题,本文提出了基于人工神经网络的多特征因子路网匹配算法,根据线要素的几何和拓扑特性选取长度、方向、形状、距离及拓扑5个特征因子的相似度作为路网匹配参考因子。首先,分别在参考图层和待匹配图层中选取样本数据组成样本对,计算样本数据的5个特征因子相似度,用样本数据的5个特征因子相似度和样本的匹配度组成学习模式对;然后,利用BP神经网络的误差反向传播机制自动学习调整各神经层之间的连接权值;最后,输入全部数据,计算参考图层的弧段和待匹配图层的弧段间的匹配度,实现综合多特征因子的路网匹配。实验结果表明,利用人工神经网络进行综合多特征因子的路网匹配可以提高匹配效率和匹配准确度。     

基于网络约束方法的交通事故空间点格局分析

研究一种基于路网约束空间格局方法在交通事故分析中的应用,以武汉市13个区交通事故为研究对象,将交通事故抽象成道路网上的点要素,采用路网约束下的核密度估计方法,讨论其空间分布格局并与平面空间点聚类分析的结果进行对比分析,最后采用局部Moran's Ⅰ方法对道路基本单元网络核密度估计结果值进行判别,揭示0.01显著性水平下的武汉交通事故易发路段。实验结果表明,网络核密度估计算法可直观体现事故沿城市道路网的聚类模式,对核密度结果进行的局部Moran's Ⅰ统计方法能够有效地应用于易发路段的鉴别。     

基于RBF神经网络的OSM道路网智能选取

针对目前自动制图综合方法在软件平台没有普及,电子地图仍以人工编制为主,Open Street Map(简称OSM)道路不适合作为标准地图等问题,提出了一种将径向基函数神经网络(Radial Basis Function, RBF)应用在OSM道路网自动选取中的方法。根据多种常用的语义、几何、拓扑参数综合考虑道路网的重要性,并将该算法在系统平台中加以实现,以期为OSM道路网自动选取的精度提高和应用普及提供解决方案。实验结果与实际制图结果在形状结构上保持良好,精度为86.92%,相较于BP(Back Propagation)神经网络算法的效果有所提高。     

Landscape network approach to assess ecological impacts of road projects on biological conservation

Awareness of the adverse ecological effects of road and other large construction projects has resulted in a rapidly growing demand to quantitatively predict and evaluate the effects on gene flow among plants and animals in natural habitats.In this study,we evaluated the effects of different road construction scenarios on animal species movement by using the methods of ecological landscape connectivity in the typical regions of Yunnan Province,China.The results showed landscape connectivity levels（Probability of Con-nectivity（PC）） decreased after road construction and species with lower dispersal abilities were more affected to the subsequent habitat fragmentation.First level roads affected landscape connectivity most significantly.At a distance of 100 m,the PC index decreased more than 50%.Further analysis suggested that the use of landscape connectivity to assess landscape processes revealed the adverse effects on the species movement more effectively compared with the traditional landscape pattern analysis.In addition,we conducted a graph the-ory and a least-cost modeling discussion,it is obvious that they are powerful tools to represent and analyze landscape networks with respect to related species movement.Network analysis offers a quantitative and simple but effective tool for ecological process assess-ment and biological conservation on large scales.     

Road impacts on spatial patterns of land use and landscape fragmentation in three parallel rivers region, Yunnan Province, China

The structure and function of network is a central issue in landscape ecology.Road networks with hierarchical structure are crucial for understanding landscape dynamics.In this study,we compared the distribution of national road,provincial road,county road and rural road in the Three Parallel Rivers Region(TPRR)in Yunnan Province of China,and estimated the effect of roads(and other factors)on the spatial patterns of land use and land cover with logistic regression.In addition,we analyzed the land use and land cover change(LUCC)and landscape fragmentation in 1989–2005 along a buffer zone of the primary traffic corridor,national road G214.The results showed that,county and rural roads had much higher percentage of length extending into more natural habitats at higher elevation and steeper slope,compared with the higher level roads in this region.While the distributions of natural land cover types were dominated by environmental factors,human land use types i.e.,building land and farmland types were significantly related with roads,linking more closely with lower level roads.The LUCC dynamics(1989–2005)of the G214 buffer zone showed a general trend of land transformation from conifer forests and valley arid shrubs to building land and farmland,and from ice and snow to alpine shrubs and forests.With the length of G214 unchanged during the time,the overall landscape pattern changed little in the buffer zone,but habitat fragmentation and area decrease had occurred for the natural vegetation types,in contrast to patch mergence and expansion of human land use types,and landscape fragmentation was intensified above 2500 m a.s.l.but declined below the elevation.The results indicated the dynamics of landscape composition and patch type level distribution in spite of the stability of the overall landscape pattern,and implied the potential role of roads,especially the low level roads on landscape changes.