基于遥感技术的祁连山南坡景观结构分析

CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Dec.2017·中国科技信息2017年第24期61万～200万◎DOI：10.3969/j.issn.1001- 8972.2017.24.028可实现度可替代度行业曲线linkappraisementindustry蒋 刚1，2，3 李秀清1，21.青海师范大学青海省自然地理与环境过程重点实验室 。2. 青海师范大学青藏高原影响力真实度环境与生态教育部重点实验室；3.青海师范大学地理科学学院point行业关联度蒋刚（1987-）四川省三台县人，青海师范大文章以祁连山南坡为研究区域，在RS技术的支持下，借用景观生态学的理论学助教，主要从事摄影测量与遥感方面的研究；探讨祁连山南坡景观结构，利用ENVI和景观格局FRAGSTATS软件，对祁连山通讯作者：李秀清（1994-）青海省大通县人，南坡的景观格局特征进行了结构分析。结果表明：祁连山南坡草地景观占全区总斑主要研究方向为地理信息系统应用国家自然基金（41361005）、青海省重块的77.96%，占绿地面积的94.42%。草地比较充足；水域形状差异大不规则；点实验室发展专项、青海师范大学中青年沼泽的分布比较集中成片；居民区和工矿用地分布得很破碎；祁连山南坡景观结构科技基金项目（080021424）联合资助整体较为合理，具有较高的景观多样性且分布较均匀，不存在一种景观类型大面积分布的情况。基于遥感技术的祁连山南坡景观结构分析景观是由若干大小、形状不同的斑块并按照一定的规律祁连山南坡概况及相互作用组成的空间形态。景观格局就是组成景观的斑块在空间上的排列形式与组合，它制约着生态过程，决定着自祁连山南坡地处东经98°35´~101°12´，北纬然地理环境的形成与分布。研究景观的总体结构一般包括景37°25´~39°4´之间，行政范围主要属于青海省海藏族自观的功能、结构与变化3个方面，很多科学技家把研究重治州，祁连山南坡具有复杂的地形地貌，冰川广泛、山地陡点集中在景观结构定量指标的建立和完善上。目前，景观生峭，是我省最为主要的原始森林分布地（主要为青海云杉、态学的研究热点之一是以数量分析方法评价景观空间格局特祁连圆柏），景观类型主要有林地、灌木、草地及高山草甸征。景观格局指数就是能浓缩景观格局信息并反映它的结构等，具有生物多样性保护价值和极为的生态地位。该区气候组成与空间配置某些方面特征的简单定量指标。属于典型的高原大陆性气候，受地形抬升影响该区是我省的本论文以祁连山南坡为研究区域，运用景观生态学原理，主要降水区之一。随着经济的发展，研究区受人类活动的影重点着眼于祁连山南坡的景观系统，选取主要景观指数来分响越来越深，甚至某些区域的植被类型出现了严重退化现象，析研究区的景观斑块结构，为研究区的生态空间布局提供决景观结构发生了极大的改变。策依据。数据来源及方法研究地区的数据获取因研究区域较广，为取得实时性的数据，本研究采用美国 landsat－5/7/8系列遥感卫星作为数据数据源。结合卫星图像及研究区的特征，应选择当年6~9月份的RS影像较为适宜。此时景观类型明显，易于判读，故本文采用祁连山南坡2000年的Landsat TM遥感影像作为主要数据资料，同时还收集祁连山南坡边界矢量图作为基础数据。本研究的矢量边界图参考于国家自然基金项目（青海祁连山南坡生态系统水源涵养功能及持续利用，项目号：41361005）团队，遥感数据来源于地理空间数据云（网址：http：//www.gscloud.cn/）。景观类型划分图1 祁连山南坡区位图景观类型分类是景观结构和功能研究的基础，是景观生-69-2017-24 最终.indd 692017/12/12 11:02:51◎61万～200万中国科技信息2017年第24期·CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Dec.2017表2 景观类型划分景观类型说明影像特征解译标志耕地景观种植农作物的土地，包括新开荒地、在真彩色组合下，耕地在遥感影像上休闲地轮歇地草田轮作地呈翠绿色块状特征水域景观研究区域中该类景观主要包括陆地水在真彩色组合下，耕地在遥感影像上域和水利设施用地呈蓝色林地景观研究区的林地主要包括祁连圆柏、青在真彩色组合下，耕地在遥感影像上海云杉等，不包括居民绿化用呈深绿色特征草地景观研究区域中该类景观主要是天然草地在真彩色组合下，耕地在遥感影像上和人工草地呈黄绿色特征城乡居民点、独立居民点以及居民点居民区与建设用地景观以外的工矿、国防、名胜古迹等企事在真彩色组合下，耕地在遥感影像上业单位用地，包括其内部交通、绿化呈淡紫色特征用地沼泽景观地表过湿在真彩色组合下，耕地在遥感影像上呈深蓝色特征未利用土地景观包括裸岩、裸土、沙地、沙地和石砾在真彩色组合下，耕地在遥感影像上地等呈紫色特征表1 影像信息 Path/Row影像ID云量（CC）日期（Date）132－34LT51320342000226BJC006%2014/6/18133－34LT51330342000185BJC016%2013/11/17134－34LT51340342000206BJC009%2014/7/31133－33LT51330332000231BJC006%2013/8/13134－33LT51340332000206BJC008%2014/7/16态学的前提。在景观格局分析研究中，在阅读相关文献的基础上，根据景观分类标准和祁连山南坡实际情况，结合分类体系和遥感影像数据提供的信息，将祁连山南坡划分成七大景观类型：耕地、水域（主要为河流）、林地、草地、居民与工矿用地、沼泽及未利用土地7大类（表2）。研究方法图2 祁连山南坡景观分类图遥感影像解译本研究根据表2 的划分类型，首先将获取的遥感卫星影型水平和景观水平两个景观层次上进行景观格局的计算与分像进行波段组合，再根据不同波段组合的不同特征目视解译析。出祁连山南坡林地、草地、水域（主要为河流）、沼泽等7类11种景观类型。其次在实地通过GPS的方法验证，并结果与分析不段改进使得解译结果与实地误差最小。（图2）景观格局指数的选择类型水平上的指数分析本研究采用FRAGSTATS软件计算景观结构指标，以研究景观的结构是研究景观功能和动态的基础。分析景反映研究区各景观组分的空间分布特征。FRAGSTATS软观结构或空间格局一般由收集和处理景观数据将景观数字化件可计算近50种种景观指标，但许多指标间高度相关。景后，将分类好的数据源利用ArcGIS软件转化成栅格格式，观格局指数包括斑块水平、类型水平及景观水平等3个层次再利用FRAGSTATS软件和Excel软件计算出各项景观指上的指数。在对祁连山南坡景观格局的分析中，我们发现单数值（表3）。个斑块景观指数的计算分析贡献较小，因此，本研究仅从类斑块的变化来反映了一个区域的景观结构变化。由-70-2017-24 最终.indd 702017/12/12 11:02:52CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Dec.2017·中国科技信息2017年第24期61万～200万◎表3 祁连山南坡斑块类型水平上的指标值景观类型景观指标斑块个数斑块面积/hm2斑块密度/（个/hm2）平均斑块面积/hm2平均斑块形状指数耕地14499110365.290.167.610.11水域2102994387.860.303.593.59林地28500291346.470.3210.220.10高覆盖草地350996462384.570.061254.590.01中、低覆盖草地66056330698.610.755.010.16居民与工矿用地51719139430.970.582.700.20沼泽5151997192.170.4028.410.06沙地525918908.910.063.600.16裸岩21029240704.370.2411.450.09裸土20374143468.010.237.040.12冰雪95213319.910.0113.990.09表3可以看出，祁连山南坡研究区草地斑块面积最大为观多样性指数、蔓延度与聚集度指数、散布与并列指数，分6793083.18hm2，占全区总斑块面积77.96%；耕地为析其多样性与异质性。110365.29 hm2，占全区总斑块面积1.27%；林地斑块面表4 祁连山南坡景观水平上的指标值积为291346.47hm2，占全区总斑块面积3.34%；未利用区域SHDISHEIIJICONTAG土地面积为287281.56hm2，占全区斑块面积3.30%；水祁连山南坡1.070.4361.1872.01域斑块面积为94387.86hm2，占全区总斑块面积1.08%；居民地斑块面积为139430.97hm2，占全区总斑块面积从上表4可以看出，祁连山南坡整体景观水平下多样性1.60%；沼泽斑块面积为997192.17hm2，占全区总斑块面指标为1.07。说明祁连山南坡景观结构较为合理。具有较高积11.44%。七者面积之和为8713087.5hm2，耕地、草地、的景观多样性。整体景观均匀度指数较高，为0.43；反映出林地三者的面积为7194794.94，占总面积的82.57%。可祁连山南坡景观多样性较好，景观类型分布较均匀的现象。见祁连山南坡的草地趋于主导地位。板块个数经常被用来描述整个景观的异质性，一般情况下板块个数多，破碎化高，反之破碎化低。通过遥感解译及结语指数分析可以得出，祁连山南坡的中、低覆盖草地斑块类型本研究利用FRAGSTATS软件，结合祁连山南坡在所有景观类型中斑块数目最多，而且斑块密度最大，说明2000年土地调查数据，从景观指数等方面对祁连山南坡的中、低覆盖草地分散分布，没有集中分布。景观结构做了比较系统的分析，研究结果表明：平均斑块形状指标（MPS）可以指征景观的破碎化程度，（1）从斑块类型水平上看，祁连山南坡的大部分景观MPS值越小表面斑块类型的破碎程度越高。从祁连山南坡类型为林地、草地、高山草甸等，其中草地及草甸面积占全的各景观组分MPS值可看出，居民区和工矿用地的平均斑区总面积的77.96%；占绿地面积的94.42%，草资源比较块面积小，则居民区和工矿用地景观的破碎化程度较高；高充足。覆盖草地和沼泽斑块的MPS值相对较大，分别为1254.59（2）从景观水平上看祁连山南坡景观现状的多样性，和28.41反映了这些景观的破碎化程度较低。所以高覆盖草祁连山南坡景观多样性指标为1.07，景观均匀度为0.43，地和沼泽景观的分布比较集中成片。表明祁连山南坡景观结构比较合理，景观呈多样性分布的特点且没有一种景观类型占主导地位。景观水平上的指数分析综上，祁连山南坡景观结构整体较为合理，具有较高的将上述得出的数据导入FRAGSTATS软件，对景观水景观多样性，各种景观类型分布较均匀，不存在一种景观类平上的景观格局指数进行分析，可以更好地认识整个山地景型占主导地位的情况，祁连山南坡的景观结构整体，具有良观格局的变化特征。在景观水平上计算景观均匀度指数、景好的连通性特征。-71-2017-24 最终.indd 712017/12/12 11:02:52