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摘要以九峰城市自然保护区为例,对GIS、RS相结合用于景观评价的方法进行了研究,并在此基础上,给出了景观评价系统的构建方法。
关键词GIS;RS;景观评价
中图分类号 S759.9文献标识码A文章编号1007-5739(2008)24-0284-01
景观是指以类似方式重复出现的、相互作用的若干生态系统的聚合所组成的异质性土地地域,是一个由不同土地单元镶嵌组成,具有明显视觉特征的地理实体;它是处于生态系统之上、区域之下的中间尺度,具有经济、生态和美学价值。随着空间信息技术,包括遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)的发展,应用空间信息技术来监测、研究和规划城市景观生态取得了进展。20世纪80年代中期,航空遥感图像被广泛地运用于城市景观的调查和分析。如车生泉等利用TM数据和SPOT数据对上海外环线内城市绿地景观进行了分类研究,对城市绿地实施监控,使城市绿地合理布局,高效发挥其生态效益和使用功能,显得非常重要。基于GIS的景观评价在国外有较多的研究,B. Jessel应用GIS技术对景观生态单元进行了分析和评价。近年来,我国基于RS和GIS技术的景观格局、景观评价等研究取得了很大的进展。
1研究方法
1.1加载航空像片
相对低空摄影航空遥感分辨率较高,可以利用航片影像的形态信息对地物直接判读来提取绿地信息。通过航空像片摄影测量的方法可以编制航空像片正射影像地图,消除因比例尺等引起的测量误差。在地理信息系统软件平台上将九峰城市自然保护区的航空像片作为底图加入。
1.2坐标变换
航空像片正射影像地图扫描图是位图,在加载到GIS平台之后必须进行比例尺和坐标变换,以便对专题的地图要素进行量测、求面积以及构造九峰城市自然保护区景观分析与评价的地图分析模型。
1.3生成研究区域的各类专题
在GIS平台上,以九峰城市自然保护区航片为导图,采用矢量化的方式结合野外调查、室内判读以及专家评定,可以生成九峰自然保护区景观分析所需要的各类专题图。包括山体专题图、水体专题图、植被专题图等。各专题图的属性数据部分由系统自动生成,如ID、形状、面积等;部分通过室内判读,结合地面调查由用户输入,如林相类型、坡度分级、植被郁闭度分级、敏感度分级等。
2九峰城市自然保护区评价系统的构建
2.1系统设计思想
借助地理信息系统工具,以航空像片作为空间数据的数据源,结合地面调查和航片判读组织空间数据,用数学模型与地图分析模型相结合的方法形成程序模块,建立一个在现代高新技术支持下的九峰城市自然保护区景观评价系统,为城市自然保护区建设和规划决策提供必要的信息。
2.2开发方式的选择
目前常用的开发方式有3种:独立开发、单纯二次开发、集成二次开发。前2种开发方式存在着种种弊端,目前使用最多的为集成二次开发。集成二次开发又可分为2种开发方式:OLE/DDE、GIS组件。本系统的开发采用GIS组件进行。GIS组件具有小巧灵活、价格便宜、语言无关性、开发简捷等特点,被众多使用者所采纳。
2.3建立空间数据库
空间数据的组织采用GIS特有的区域框架和图层结构相结合的方法。在本系统中分为山体、水体、植被、单因子(坡度、郁闭度、敏感性、可达性、景观利用条件)4个图层,通过打分进行评价,每个图层相应的属性表数据结构见表1~4。
3系统主要模块及实现功能
3.1基础模块
基础模块主要用于完成空间数据的地图表示。其中视图操作部分完成地图的显示、放大、缩小、漫游等功能。地图显示包括各种类型数据(矢量、栅格、影像图)的显示和叠加。空间查询功能可以对属性表中的非空间数据进行不同组合的查询,还可以进行不同图层之间的空间关系的查询,如相交、接触、包含于,查询结果可以保存为新的图层。矢量化功能主要是通过对照底图(影像图)进行屏幕矢量化,形成不同类型的图层,提取需要的图形信息。可以生成的图层类型包括点图层、线图层、面图层。每个图层都包含基础信息,如ID、形状,对于线图层和面图层还分别生成长度值和面积值。
3.2专题模块
专题模块是用于分析评价的核心模块,主要是通过对已有的研究成果进行数学建模,生成相应的分析模型,然后通过地图分析模型从属性表中取出所需要的参数信息,从而完成评价。
单因子叠加分析,综合评价模型:B=ΣXiFI/ΣF,式中:B—景观质量评分值;X—单因子类型分值;F—单因子类型权重。
4结论
采用矢量化和航空像片判读相结合的方式获取山体、水体、植被等景观相关信息并建立相应的数据库,再通过评价模型对研究区域范围内的景观进行功能和结构评价,其评价结果直观,可为九峰城市自然保护区开发建设提供依据和借鉴。
5参考文献
[1] 新良,庄大方,张树文,等.运用RS和GIS技术进行城市绿地覆盖调查[J].国土资源遥感,2001,48(2):28-32.
[2] 胡志斌,何兴元.基于CITYGREEN模型的城市森林管理信息系统的构建与应用[J].生态学杂志,2003,22(6):181-185.
[3] 王霓虹,范艳芳,周洪泽.基于GIS、RS的城市局域绿地评价及系统实现[J].东北林业大学学报,2005,33(5):75-76.
[4] 吕妙儿,蒲英霞,黄杏,等.城市绿地监测遥感应用[J].中国园林,2000(5):41-44.
[5] 周文佐,潘剑君,刘高焕.南京市城市绿地现状遥感分析[J].遥感技术与应用,2002(2):22-26.
关键词GIS;RS;景观评价
中图分类号 S759.9文献标识码A文章编号1007-5739(2008)24-0284-01
景观是指以类似方式重复出现的、相互作用的若干生态系统的聚合所组成的异质性土地地域,是一个由不同土地单元镶嵌组成,具有明显视觉特征的地理实体;它是处于生态系统之上、区域之下的中间尺度,具有经济、生态和美学价值。随着空间信息技术,包括遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)的发展,应用空间信息技术来监测、研究和规划城市景观生态取得了进展。20世纪80年代中期,航空遥感图像被广泛地运用于城市景观的调查和分析。如车生泉等利用TM数据和SPOT数据对上海外环线内城市绿地景观进行了分类研究,对城市绿地实施监控,使城市绿地合理布局,高效发挥其生态效益和使用功能,显得非常重要。基于GIS的景观评价在国外有较多的研究,B. Jessel应用GIS技术对景观生态单元进行了分析和评价。近年来,我国基于RS和GIS技术的景观格局、景观评价等研究取得了很大的进展。
1研究方法
1.1加载航空像片
相对低空摄影航空遥感分辨率较高,可以利用航片影像的形态信息对地物直接判读来提取绿地信息。通过航空像片摄影测量的方法可以编制航空像片正射影像地图,消除因比例尺等引起的测量误差。在地理信息系统软件平台上将九峰城市自然保护区的航空像片作为底图加入。
1.2坐标变换
航空像片正射影像地图扫描图是位图,在加载到GIS平台之后必须进行比例尺和坐标变换,以便对专题的地图要素进行量测、求面积以及构造九峰城市自然保护区景观分析与评价的地图分析模型。
1.3生成研究区域的各类专题
在GIS平台上,以九峰城市自然保护区航片为导图,采用矢量化的方式结合野外调查、室内判读以及专家评定,可以生成九峰自然保护区景观分析所需要的各类专题图。包括山体专题图、水体专题图、植被专题图等。各专题图的属性数据部分由系统自动生成,如ID、形状、面积等;部分通过室内判读,结合地面调查由用户输入,如林相类型、坡度分级、植被郁闭度分级、敏感度分级等。
2九峰城市自然保护区评价系统的构建
2.1系统设计思想
借助地理信息系统工具,以航空像片作为空间数据的数据源,结合地面调查和航片判读组织空间数据,用数学模型与地图分析模型相结合的方法形成程序模块,建立一个在现代高新技术支持下的九峰城市自然保护区景观评价系统,为城市自然保护区建设和规划决策提供必要的信息。
2.2开发方式的选择
目前常用的开发方式有3种:独立开发、单纯二次开发、集成二次开发。前2种开发方式存在着种种弊端,目前使用最多的为集成二次开发。集成二次开发又可分为2种开发方式:OLE/DDE、GIS组件。本系统的开发采用GIS组件进行。GIS组件具有小巧灵活、价格便宜、语言无关性、开发简捷等特点,被众多使用者所采纳。
2.3建立空间数据库
空间数据的组织采用GIS特有的区域框架和图层结构相结合的方法。在本系统中分为山体、水体、植被、单因子(坡度、郁闭度、敏感性、可达性、景观利用条件)4个图层,通过打分进行评价,每个图层相应的属性表数据结构见表1~4。

3系统主要模块及实现功能
3.1基础模块
基础模块主要用于完成空间数据的地图表示。其中视图操作部分完成地图的显示、放大、缩小、漫游等功能。地图显示包括各种类型数据(矢量、栅格、影像图)的显示和叠加。空间查询功能可以对属性表中的非空间数据进行不同组合的查询,还可以进行不同图层之间的空间关系的查询,如相交、接触、包含于,查询结果可以保存为新的图层。矢量化功能主要是通过对照底图(影像图)进行屏幕矢量化,形成不同类型的图层,提取需要的图形信息。可以生成的图层类型包括点图层、线图层、面图层。每个图层都包含基础信息,如ID、形状,对于线图层和面图层还分别生成长度值和面积值。
3.2专题模块
专题模块是用于分析评价的核心模块,主要是通过对已有的研究成果进行数学建模,生成相应的分析模型,然后通过地图分析模型从属性表中取出所需要的参数信息,从而完成评价。
单因子叠加分析,综合评价模型:B=ΣXiFI/ΣF,式中:B—景观质量评分值;X—单因子类型分值;F—单因子类型权重。
4结论
采用矢量化和航空像片判读相结合的方式获取山体、水体、植被等景观相关信息并建立相应的数据库,再通过评价模型对研究区域范围内的景观进行功能和结构评价,其评价结果直观,可为九峰城市自然保护区开发建设提供依据和借鉴。
5参考文献
[1] 新良,庄大方,张树文,等.运用RS和GIS技术进行城市绿地覆盖调查[J].国土资源遥感,2001,48(2):28-32.
[2] 胡志斌,何兴元.基于CITYGREEN模型的城市森林管理信息系统的构建与应用[J].生态学杂志,2003,22(6):181-185.
[3] 王霓虹,范艳芳,周洪泽.基于GIS、RS的城市局域绿地评价及系统实现[J].东北林业大学学报,2005,33(5):75-76.
[4] 吕妙儿,蒲英霞,黄杏,等.城市绿地监测遥感应用[J].中国园林,2000(5):41-44.
[5] 周文佐,潘剑君,刘高焕.南京市城市绿地现状遥感分析[J].遥感技术与应用,2002(2):22-26.