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基于RS和GIS的城市绿地生态网络构建技术研究

作　者: 侍昊
导　师: 徐雁南
学　校: 南京林业大学
专　业: 森林经理学
关键词: 遥感绿地生态网络连通性最小耗费模型评价
分类号: TU985
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着城市化进程的加快,人类对自然资源的开发和改造力度不断地加强,城市景观格局发生了深刻变化,景观破碎化成为生物多样性降低与物种灭绝的最重要影响因素之一。城市绿地网络是城市中唯一有生命的基础设施,为城市生物多样性保护提供了重要的空间保障,改善与提高城市绿地生态网络的连接度,对保护城市生物多样性具有重要意义。城市绿地生态网络可以减弱城市绿地斑块的破碎化,改善与提高生态功能网络的连接,提升城市生态系统的功能及价值,从而限制城市格局不合理蔓延,有助于保护城市绿地斑块和指导城市规划。本文在总结了众多国内外城市绿地生态网络研究与实践的基础上,结合我国城市绿地空间分布状况,在RS和GIS的支持下,对城市绿地生态网络构建的关键技术进行探讨。本研究主要利用dLCP、dIIC和dPC指数来筛选绿色节点,通过最小耗费距离方法来模拟研究区内潜在的绿色廊道,基于图论和景观生态学原理构建绿地生态网络体系,并对绿地斑块间相互作用的强度与生态网络空间结构进行定量分析与评价,结果表明:(1)多期遥感数据可以较准确的获取城市绿地的空间分布。本研究利用两期TM影像,通过融合增强等处理后,进行OIF优选波段组合,最后通过QUEST决策树算法获取扬州城市绿地信息。Kappa系数为0.88,城市绿地用户精度达到97.01%,满足研究需求。(2)采用CONEFOR SENSINODE 2.2软件对研究区内绿地斑块连通性的重要值进行分析,相比传统方法更加合理。研究表明,dLCP、dIIC和dPC能够较为准确的反映城市绿地斑块的连通水平,是选择绿色节点斑块的重要依据,为构建廊道提供影响绿地生态网络结构布局的关键节点。(3)利用AHP法构造成本面可以有效解决研究中阻力值确定的问题。本研究引入AHP法确定阻力权重,同时根据研究区的实际调查情况,对绿地景观流通的高阻力或不流通区域进行阻力值的修正。该方法综合了理论知识和各方面专家实践经验,能够较好反映实际景观阻力情况。(4)最小耗费距离模型比较成功的解决了如何在源和目的地之间构建一条针对目标保护种的绿色廊道的问题。本研究采用最小耗费距离模型的方法构建了扬州城市绿地网络体系中潜在的绿色廊道,形成科学合理的绿地生态网络,并引入网络覆盖率和网络绿地率指标进行基于空间分布结构的综合评价。

全文目录

致谢  3-4
摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章引言  8-10
  1.1 研究背景  8
  1.2 研究目的与意义  8-9
  1.3 课题来源  9-10
第二章绿地生态网络理论和研究进展  10-17
  2.1 绿地生态网络的概念  10
  2.2 绿地生态网络的功能  10-11
    2.2.1 提升城市生活环境  10
    2.2.2 保护生物多样性  10-11
    2.2.3 促进社会与教育的发展  11
  2.3 绿地生态网络的发展  11-15
    2.3.1 绿地生态网络的发展过程  11-12
    2.3.2 国外绿地生态网络研究进展  12-13
    2.3.3 国内绿地生态网络研究与发展  13-15
  2.4 RS 和GIS 在城市绿地生态网络研究上应用  15-17
第三章研究区概况与研究内容  17-23
  3.1 研究区概况  17-19
    3.1.1 地理位置  17
    3.1.2 气候特征  17
    3.1.3 人口状况  17
    3.1.4 城市绿地  17-18
    3.1.5 规划调整  18-19
  3.2 研究区数据概况  19-20
  3.3 研究内容  20-22
  3.4 研究技术路线图  22-23
第四章基于遥感影像的绿地信息提取  23-35
  4.1 Landsat 数据介绍  23-24
  4.2 TM 影像几何校正与配准  24
  4.3 TM 影像融合与处理  24-27
    4.3.1 主成分变换  24-25
    4.3.2 缨帽变换  25
    4.3.3 植被指数提取  25-27
  4.4 特征波段的选取  27-29
  4.5 训练区样本选择  29
  4.6 决策树分类方法  29-31
    4.6.1 决策树分类原理  29-30
    4.6.2 基于QUEST 算法的分类方法  30-31
  4.7 分类精度评价  31-32
  4.8 绿地信息修正与提取  32-35
第五章城市绿地斑块连通性分析  35-46
  5.1 常见的景观连通性指数介绍  35-36
  5.2 基于 Conefor Sensinode 2.2 景观连通性指数  36-41
    5.2.1 绿地景观连通二元指数  38-39
    5.2.2 绿地景观连通概率指数  39-40
    5.2.3 绿地景观连通重要性指数  40-41
  5.3 绿地景观连通性计算  41-42
  5.4 绿地网络关键节点选择  42-46
第六章城市绿地网络构建与评价  46-59
  6.1 城市绿地网络的组成  46-49
    6.1.1 绿地斑块  46
    6.1.2 绿色节点  46-47
    6.1.3 生态廊道  47
    6.1.4 网络结构  47-49
  6.2 成本表面构造  49-51
    6.2.1 阻力因子选取  49-50
    6.2.2 阻力因子权重确定  50-51
    6.2.3 阻力值修正  51
  6.3 累积阻力模型建立  51-53
    6.3.1 绿地“源”选取  51-52
    6.3.2 耗费距离计算准则  52-53
  6.4 基于最小耗费路径的廊道模拟  53-55
  6.5 城市绿地网络评价  55-59
    6.5.1 城市绿地网络评价指标选择  55-56
    6.5.2 城市绿地网络评价分析  56-59
第七章结论与展望  59-61
  7.1 结论  59-60
  7.2 展望  60-61
参考文献  61-64
本论文项目资助  64

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