基于3S技术的森林城市景观结构研究

章昊天　（昆明理工大学　650504）

城市与生态环境存在直接联系，城市建设效果直接影响生态环境保护情况，针对森林城市景观格局合理规划，有计划建设森林城市，在此期间，借助3S技术软件的支持，以此实现森林城市景观结构均衡分布这一建设目标。由此可见，本文这一论题具有分析必要性，论题分析的现实意义较明显。

一、森林城市理论介绍

所谓森林城市，它属于生态城市的一部分，森林城市与生态城市是部分与整体的关系，要想打造科学化、合理化、可持续化生态城市，务必做好森林城市景观布局工作，优化森林城市景观结构，与此同时，有机统一于人文景观，尽最大可能发挥森林城市的功能，将棘手的生态环境恶化问题高效处理，这对社会持续发展、社会经济效益增加有重要作用。

国内外多数学者研究森林城市结构、城市森林功能系统等相关论题，分析特定区域生态效益，通过区域景观自由组合、结构调整的方式观察经济效益最大化，据此规划该区域景观结构，在遵循自然规律、生态环境保护原则的基础上，最大限度的发展区域生态效益和经济效益。研究学者具体探究时，借助先进科学技术以及信息设备，通过理论与实践结合的方式动态掌握森林城市景观布局变化情况，提出合理的规划方案，将区域环境问题及时解决。从中能够看出，研究学者为森林城市景观结构规划提供了值得借鉴的理论内容。

二、3S技术具体分析

3S技术以计算机技术为基础，它主要由全球定位系统、遥感技术、地理信息系统等组成，3S技术作为现代信息技术的一种，在空间信息获取、空间信息处理及分析、空间信息应用等方面发挥了重要作用。再加上，技术组成的各部分充分发挥系统功能，各组成部分有机统一能为3S技术应用优势彰显提供可靠支持，这也是空间信息快速获取、准确分析、高效应用的主要原因。

随着社会的不断发展，3S技术逐渐升级，这一技术在森林城市景观布局、景观结构优化等方面提供可靠的技术支持，以及必不可少的操作平台。3S技术动态显示森林城市景观建设情况，并直观显示景观格局规划效果，同时，还能对比以往、预测未来景观结构，综合分析、客观评价森林城市景观结构，这一过程即森林城市经济效益判断、生态效益衡量的过程，并且还能为今后森林城市景观结构规划提供依据。现如今，空间信息数据越来越多，信息数据分析十分复杂，这在一定程度上为3S技术应用提供了挑战，换言之，3S技术应抓住发展机遇，借此机会提高技术水平，扩大3S技术应用范围。这对森林城市良好建设、景观结构合理规划有重要意义。

三、基于3S技术森林城市景观结构探究

1.永安市区域概况

永安市临近大田县、明溪县、连城县，地势走势呈周围高、中心低这一特点，永安市内水资源相对丰富，区域面积接近3000km2，人口总量超过32万。永安市森林面积广阔（2550km2），森林覆盖率（83.4%）较高，它作为我国森林城市组成之一，合理规划景观结构，提高景观布局合理性现已成为当地政府、人们关注的重点。下文具体分析3S技术为基础的森林城市景观结构规划，希望能为同行提供参考。

2.研究原理及应用方法

数据获取及处理：通过资料搜集、森林现状考察、卫星遥感图像获取等多种方式来获取2015年研究区域数据，针对所获取的数据预处理，接下来获取QuickBird影像。数据获取、数据处理过程中应用的技术软件主要有地理信息系统软件——ArcGIS9.3，遥感影像处理软件——ERDAS9.2，景观指数计算软件——Fragstats4.1。

景观合理分类：综合考虑国家土地类型，以及土地资源利用情况，同时，参考研究学者总结得出的研究结论，根据建筑物、裸地、绿地、道路、耕地、水体、城市森林等类别对永安市城市景观进行类别划分。接下来细分森林城市为生产型、公共型、道路型、防护型、附属型、其他类型等。

数据信息记录：数据信息搜集、记录的过程中，传统监督分类法受外界干扰较大，极易降低数据准确性，具体表现为数据误计、数据遗漏、数据重复等现象，因此，传统方法适用性较低。应用面向分类法完成区域对象特征的细分和具体记录，例如，掌握对象纹理特征、形状特征，之后经过数据计算获知对象面积以及与相邻对象间存在的联系。最后借助 平台、人工目视解译法获取永安市森林布局现状。

明确景观格局指数：针对景观格局分析时，结合用安县城市景观、环境现状细分景观水平指数、斑块水平指数、斑块类型水平指数，同时，全面了解数据分析存在的不足，根据具体指数及指标有步骤进行讨论和全面分析。

3.景观结构具体分析

（1）基于城市景观结构

类型水平：永安市建成区域面积为2517.044km2，建筑物、裸地、绿地、道路、耕地、水体、城市森林等面积分别为393.695km2、144.874km2、219.828km2、481.455km2、362.276km2、135.898km2、779.018km2，参照我国森林城市评价标准可知，永安市森林面积较小，与规定的标准值存在一定差距，基于此，应再次扩大森林面积。从斑块数量角度来分析，一般绿色数量最多，水域数量最少，城市森林数量仅多于水域数量，从中能够看出，永安市城市森林完整性、稳定性相对较高。永安市绿地面积较分散，说明永安市建筑物较密集，这也是影响森林城市建设标准降低的主要原因。

景观水平：这一指数能够间接反映景观特征，该指数在空间布局、景观整体结构分析方面提供了依据，永安市城市景观形状指数大约275.276，平均斑块分维指数大约1.346，从中能够看出，永安市森林城市具有较大发展潜力；该区域景观多样性指数达到1.782，说明该区域景观类型多样，具有较高的景观结构规划价值；永安市森林景观优势度仅为0.275，意味着永安市城市森林无特色景观，这也是制约永安市森林城市景观规划的主要原因，换言之，永安市城市森林景观结构优化势在必行。

（2）基于森林景观结构

类型水平：永安市防护城市森林面积、道路城市森林面积分别为293.091km2、1.221km2，其他类型森林面积处于二者之间，并且建设优势较显著。其中，道路城市森林斑块面积、数量较小，由此可见，该城市廊道绿化工作不到位，换言之，这项工作具有较大发展空间。永安市防护城市森林平均形状指数最高，附属城市森林平均形状指数最低，前者具有边界形状多样、差异较大这一特点，后者具有形状简单、差异较小等特点。

景观水平：永安市城市森林景观指数为113.445，斑块分维数为1.342，意味着城市森林斑块形状十分多样，这能为森林城市自然式规划、生物多样性保护起到基础铺垫的作用。景观蔓延度为60.394、景观复杂度为3.645、多样性指数为1.418，这能间接反映出永安市城市森林景观较丰富，并且景观相对集中，景观具有多样性特点。要想促进永安市森林城市景观平衡规划，应合理设计规划方案，并减少人类不良行为干扰，争取高效建设生态功能丰富、生态良性循环的城市森林结构。

四、结论

综上所述，应用3S技术分析森林城市景观结构，直观、全面掌握研究区域景观现状，结合多方面因素考虑森林景观规划的合理性，预测未来森林景观布局效果。3S技术能为森林城市景观结构设计者提供技术支持，在结合客观环境的基础上，将生态环境保护工作具体落实，大大提高森林覆盖率。城市森林结构规划的合理性与否对生态环境发展有直接影响，通过发挥3S技术应用优势来合理布局景观，为城市发展提供正确指导，有利于缩短生态文明城市建设时间。