10-1 生态景观的调查与分析在线视频

同学们大家好

我们开始讲第十章生态景观的调查与分析

这一章主要有两个部分内容

第一部分是3S技术在景观格局分析中的应用

第二个就是景观格局的调查与监测

3S技术主要是指GIS GRS跟RS

它在景观格局中如何来应用

给大家介绍一下

在介绍之前

我们首先来了解一下什么叫景观

我们知道景观有不同的理解

有传统美学的理解

也有地理学里边景观的理解

也有生态学中的理解

那么在生态学中

景观是位于生态系统以上区域以下的一个层次

毫无疑问的

景观是由不同生态系统组成的

景观格局就是指景观的空间格局

是由大小各异的景观要素

在空间上的排列与组合

也就是生态系统它的一个空间排列与组合

它包括景观的组成的类型树数目

空间分布与配置

这几张图就显示的是不同的景观类型

我们可以看到不同景观之间的差别是非常大的

同时

他们跟一些不同地形地貌

气候植被土壤的一些条件也是密切相关的

福尔曼是

现代国际景观生态学之父

他提出一个斑块廊道基质的模型

来刻画景观的类型

他认为景观是主要有这三种类型组成的

就是斑块廊道基质

那么如何来刻画这些类型

我们需要用到一些3S的技术

首先我们来看GIS的应用

我们知道GIS是地理信息系统

它主要是可以有以下的一些功能

第一个是

它可以采集处理存贮管理与输出景观的数据

第二

它具有一定的分析功能

可以对景观的格局进行分析与模拟描述

再一个就是它可以对景观的时空变化

进行动态分析与模拟

同时GIS

由于它有一些制图功能

还有包括一些就说决策的功能

可以对景观进行优化设计与管理

同时它可以跟这个遥感技术进行结合

对景观信息进行采集分析

同时也可以进行景观图与各种专题图的绘制

那么这有几个例子

比如说我们知道GIS软件系统

用的比较多的像Arc GIS

还有像一些MapInfo等一些GIS软件系统

在这个软件系统里边

我们景观的一些要素就给刻画成

点线面的一些特点

在GIS中显示

这是一种显示功能

同样结合一些地形图遥感影像等

我们可以进行分析

进行一些生态水文的分析

进行一些三维分析

进行一些空间网络

或者是一些D统计学的分析等等

同样的可以进行软件制图

跟景观变化的分析

比如这张图是我们中国深圳市的一个发展

从这张图上可以看到

深圳市这种城市的这种扩展是非常显着的

之所以能看出来

是因为我们把景观类型分成不同类别

有城站用地不同的用地的一个变化

GIS可以来分析它们变化的一种趋势

第二个是遥感

遥感我们大家可能也比较熟悉

比如说我让大家装的奥维地图

它所能获取的一个非常好的信息

就是一个高分辨率的一个遥感影像的一个情况

它可以及时

获取大范围多时相多波段的地表信息

在不同时序上

从局域到全球各种现象综合分析创造条件

在景观格局分析中

我们利用遥感数据

首先是进行影像的合成与分析

第二

就是把经过分类数据的这种影像进行简化

转化成可以具体分析的基础数据或者图鉴

最后利用这种分类的数据

进行景观格局分析

这儿有几张关于不同遥感影像的一个差别

我们具有这种高清影像的一个情况

也有一些低分辨率它的一些影像

比如说我们景观的研究中用的比较多的

分辨率大约是在15到30米的

Landssat影像就是TM或者ETM影像

同样不同影像有不同的波段

当然这些影像

也有不同的这种重访周期等等

那么我们遥感影像

也可以用一些软件来进行处理

比如说软件就是比较常用的一个软件

叫ERDAS软件

那么这个软件上面很多菜单

比如说有遥感影像的这种矫正

遥感影像的一些预处理

遥感影像的分类等等

利用这些影像

可以为景观格局分析提供非常便利的基础数据

这个就是我们大滩镇的一个遥感影像

我们可以看到

从高空中看这个区域的话

应该不同影像的类别还是差别非常大的

当然这种影像的话是一种

我们可以认为是一种真彩色的遥感影像

跟我们这个人眼看到的影像是类似的

第三个就是GPS它在景观歌剧中分析的应用

GPS我们知道它能够提供

全天候的连续的实时的高精度的三维位置

跟这个时间数据

而且它能够量测地物的这种精确的地理坐标

第二个

它能够提供非常精确的经纬度

为遥感数据分类提供准确的数据

那么我们知道GPS是天上得很多GPS的卫星

联网组成的一个卫星系统

我们在下面用这个手持型GPS进行接收

当然手机里也有一些GPS的模块

可以进行这种地理定位

当然我们知道除了GPS之外

我们中国也有北斗卫星等等

现在目前都在发展

有了以上的三种这个基础之后

我们在景观根据分析中

3S的话主要是进行综合应用

首先是用遥感技术跟GPS进行采集原始数据

第二个就是利用GIS这种栅格化数据

或者矢量化数据表达这种景观数据

第三个是用GIS或者景观的研究方法

来进行分析

最后就是对结果进行解释与分析

比如说GPS跟遥感的应用

我们可以获取不同的影像

对这些不同影像进行分类

分类完之后

利用GIS可以进行成图

第二部分就是讲景观格局的调查与监测

我们知道一个区域中

由于这种生态系统或者景观组分的不均匀分布

构成了景观的异质性

而这种一致性也促进了景观格局的多样性

那么为什么我们要进行测量景观格局

因为景观格局它是一种景观一致性的体现

能够影响景观的生态过程

而且格局也是生态过程在不同尺度上

它的作用的一个结果

我们对景观格局进行调查与监测

非常有助于了解一个区域

或者流域的生态系统状况

及其它的发展

而且也能了解

这种景观格局究竟影响了什么生态过程

同时也可以有助于

进行管理区域景观格局的一个特点进行优化

毫无疑问的

我们很多特别在中国

很多区域景观的话发生了很大的改变

图上可以看出来

在不同历史时期之内

不同土地利用类型发生了非常大的变化

那么景观根据调查与监测

第一步就是数据准备

一般来讲

像这种数据准备

是以地形图植被图或者其他辅助的资料作为参考

然后利用两栖的这种遥感影像选取控制点

利用遥感影像处理软件

对遥感影像进行几何校正或者镶嵌处理

然后完成对一些地区县界的一些图像的套合

再进一步的再GIS的这种应用下

对研究区的边界进行切割

获得研究区的遥感影像图

第二步就是遥感影像的分类

只有分类才能使得我们知道

或者让电脑知道

就说不同颜色或者

不同类别的遥感影像代表的是什么

景观分类的话

一般采用的是土地利用分类的模式

比如说全国土地利用分类

目前刚刚更新的

2017年把土地利用类型分为11个一级类

还有72个二级类

我们基于一定的标准

当然不一定全是全国土地利用分类的标准

对我们研究区进行这种景观类型的分类

比如这张图就是我们大滩镇的景观类型图

这是我来之前

用遥感影像就是分类的一个情况

基于TM影像

我们可以看到

像大滩镇的景观类型还是比较丰富的

既有这种草甸

也有这种阔叶林针叶林

还有像一些旱地湿地

还有水库的一些特点

但是这个影像的分辨率

不像刚才高清影像一样非常清楚

所以说我们方框这个区域就是我们所在地

所以说这一块的景观类型分的不是非常详细

而且边界稍微与高清影像

肯定还是有一定出入的

但是在一个非常大的区域之内

30米的遥感影像可能就可以了

第三个就是景观信息的提取

景观信息提取

主要就是监测景观的动态变化

然后就是建立动态监测数据库

那么

这个也是讲两期不同时期的这种影像

资源与环境的数据进行配准叠加

然后按照与本底库建设相同的技术规程

用人工屏幕判读的方法

监测勾勒出景观类型变化的斑块

并导出生成景观的动态变化数据

有了这个数据库

我们就知道景观在哪些地方发生了变化

第四部分是景观格局

它的一个数量化的一个表达方法

我们在定量化刻画景观格局的时候

可以有很多景观根据指数来表证它

这些景观根据指数

包括景观的多样性 均匀度 优势度

破碎度 分离度 分维数等一些根据指标

不同景观它们这个指标差别非常大的

可能你肉眼的方法看不出他们很大的差别来

通过这样的一种刻画

可以概括生态系统变化的一个特征与方向

所以说我们景观根据调查与监测

如果用步骤来表征的话

就是首先是利用TM像地形图等进行预处理

进行分类

分类完了之后

然后综合的这种制图

然后进行面积的统计

它的变化分析

再一个就是进行景观格局指数的计算

那么对于景观格局指数计算来说

我们经常用借助一些模型

或者借助一些软件来进行开展

比如说计算景观格局指数的时候

非常常见的一种软件叫Fragstats

我们利用Fragstats开展景观格局指数计算

那么同时在一些Arc GIS里面也有一些插件

可以来计算土地的动态度

也可以计算

比如说土地利用的一个强度的分析

这样我们就可以比较不同时期

土地利用的一个变化情况

对于这种模型软件的这种使用

可能有待于同学们以后在进一步的学习

我们这一章就讲到这

谢谢大家