基于監督分類的成都市綠地景觀格局分析

【摘 ?要】文章選擇2017年的Landsat8 OLI數據，經對數據預處理后通過監督分類得出成都市土地利用分類圖，根據分類結果進一步得出綠地景觀分布圖。運用景觀生態學原理，選取了最大斑塊面積、斑塊平均面積、破碎化程度指數及整體綠地景觀的多樣性指數等指標，使用Fragstats軟件得出了它們的數值，分別為5858.523 km2、35.98 ha、933.41 ind/hm2、0.77，然后進行綠地景觀格局分析，得出結論并且提出建議。

【關鍵詞】監督分類;景觀空間格局;綠地景觀;景觀指數;Fragstats

【中圖分類號】P901 ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標識碼】A

引言

景觀是指由一組以類似方式重復出現的、相互作用的生態系統所組成的異質性陸地區域[1]。景觀格局是景觀在空間結構分布上有規律的表現，是在不同尺度上各種生態過程作用的結果，其最終表現為景觀的異質性。因此，景觀空間格局研究一直是景觀生態學家所關注的重點[2]，通過景觀格局的分析，對了解生態過程、自然狀況和社會經濟活動它們之間的關系具有重大意義[3-4]。

研究運用景觀生態學原理，借助遙感和GIS技術，選取了最大斑塊面積、斑塊平均面積、破碎化程度指數及整體綠地景觀的多樣性指數等指標，對成都市綠地景觀構成及空間格局進行研究，旨在分析成都市景觀斑塊構成及空間結構特征，為進一步提高綠化質量，更好滿足綠化的環境需求提供必要的指導。

1研究區概況

成都市地處四川盆地西部，青藏高原東緣，東北與德陽市、東南與資陽市毗鄰，南面與眉山市相連，西南與雅安市、西北與阿壩藏族羌族自治州接壤;地理位置介于東經102°54′～104°53′、北緯30°05′～31°26′之間。

2研究方法

2.1數據來源

研究主要使用Landsat8 OLI數據，Landsat8衛星是2013年2月11日發射升空，攜帶有載荷陸地成像儀。數據選擇了2017年5-10月份之間的無云或少云數據。

2.2綠地景觀空間格局分析指標

景觀空間格局變化的定量分析可以從景觀指數的變化上反映出來，景觀指數高度濃縮了景觀空間格局和景觀動態信息，能夠很好地了解景觀空間格局的組成成分、空間配置和動態變化過程[5]。選擇最大斑塊面積、斑塊平均面積及整體綠地景觀的多樣性指數進行成都市綠地景觀空間格局分析，計算公式如下[6]：

2.2.1最大斑塊面積

最大斑塊面積為綠地種類中最大的斑塊的面積，單位km2。

2.2.2斑塊平均面積（MPS）

反映城市綠地斑塊的大小，用來描述景觀粒度，在一定意義上可以揭示景觀的破碎化程度。斑塊平均面積為綠地總面積與綠地斑塊總數之比。單位：ha，范圍：MPS>0。

2.2.3整體綠地景觀的多樣性指數

多樣性指數是指景觀元素或生態系統在結構、功能以及隨時間變化方面的多樣性，它反映了綠地景觀類型的豐富度和復雜度。計算公式如下：

式中，H為多樣性指數;Pi是景觀類型i所占面積的比例;m為景觀類型數目。H值越大，表示景觀多樣性越大。

2.3數據預處理及監督分類

2.3.1數據預處理

數據預處理包括幾何校正、輻射定標大氣校正、圖像鑲嵌、圖像裁剪等。

2.3.2監督分類

對預處理后的數據進行去云去陰影處理，利用人機交互式目視解譯，按照耕地、草地、林地、濕地、建設用地和裸地，選擇訓練樣本，使用最大似然分類進行監督分類。

2.3.3土地利用分類

對監督分類的結果，分別進行Majority/Minority分析過濾細小斑塊，土地利用分類按建設用地、林地、耕地、濕地、草地及裸地六類進行了分類。

3 結果與分析

3.1斑塊數量及面積

使用遙感軟件統計出研究工作區與綠地的的斑塊總數及面積，統計如下，研究工作區斑塊總數為39834個，綠地斑塊總數為33584個;工作區面積為14，312.6352 km2，綠地總12，086.7606km2。統計出綠地各項（林地、草地、耕地及濕地）的斑塊個數、面積及面積占比，顯示如表。

3.2最大斑塊面積

使用遙感軟件統計出，最大斑塊面積為林地的一個斑塊，面積為5858.523 km2，在斑塊整體連續性方面，相對而言，林地的整體連續性高于草地、濕地及耕地。

3.3斑塊平均面積

通過Fragstats軟件計算出成都市的斑塊平均面積為35.98 ha。斑塊的平均面積數值，體現出綠地斑塊的大小偏小的較多，景觀粒度比較豐滿。

3.4整體綠地景觀的多樣性指數

運用Fragstats軟件計算出成都市的整體綠地景觀的多樣性指數為0.77，景觀的多樣性指數的這個數值較大，說明成都市的景觀多樣性比較豐富多樣。

4 結論與建議

4.1結論

（1）成都市斑塊平均面積分析結果：成都市的斑塊平均面積為35.98 ha。這個數值顯示在綠地斑塊的大小方面，斑塊偏小的較多。從區域方面來看，成都市西北區域及西南區域為成都市所轄的幾個縣及縣級市，這個區域的綠地斑塊，斑塊整體性、連貫性較強，斑塊偏向于較大的斑塊;成都市中部區域為成都市主城區及所轄區，這個區域的綠地斑塊大小方面，斑塊偏小細碎化較明顯，說明綠地景觀受人為干擾因素影響較大。成都市西北區域及西南區域為成都市所轄的幾個縣及縣級市斑塊的大小情況介于上面兩個區域之間。

（2）成都市整體綠地景觀的多樣性指數分析結果顯示：成都市2017年多樣性指數值為0.77，從得出的數值來看，成都市所轄范圍內的景觀多樣性還是比較豐富，體現了綠地景觀類型的豐富度和復雜度。

4.2建議

為優化成都市綠地景觀空間格局，提高城市綠地生態功能，文章提出如下建議：（1）通過綠地景觀空間格局的分析，希望為成都市以后的綠地規劃和建設方面提供些借鑒。成都市在以后綠地規劃和建設中，除了對現有的綠地加強管理外，應該再進一步提高現有的綠地質量。

（2）結合整體綠地景觀的多樣性指數，加強各類斑塊的連通性，可以考慮采取降低綠地景觀斑塊密度來增加城市綠地的景觀生態功能。

參考文獻：

[1]郭晉平，周志翔.景觀生態學[M].北京：中國林業出版社，2007.

[2]頡耀文，袁春霞，史建堯.近15年甘肅民勤湖區景觀格局動態變化分析[J].蘭州大學學報：自然科學版，2008，44（1）：11-16.

[3]馮異星，羅格平，周德成，等.近50 a土地利用變化對干旱區典型流域景觀格局的影響[J].生態學報，2010，30（16）：4295.

[4]鄔建國.景觀生態學——格局、過程、尺度與等級（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2007.

[5]烏日汗，宋麗萍，溫小榮，等.深圳特區城市綠地景觀格局現狀分析[J].南京林業大學學報，2008，32（3）：79-82.

作者簡介：

李光輝，男，研究生學歷，地圖學與地理信息系統專業畢業。主要研究方向：遙感地質。

基金項目：

國家自然科學基金資助項目（41901289）;中國科學院青年創新促進會（2019130）。