基于RS与GIS技术的景观格局分析及生态适宜性评价

汤思遥

摘要：本文以黄石市阳新县及周边地区SPOT卫星影像为基础资料，利用GIS技术对基址进行景观格局分析以及生态适宜性分析，力图充分表达基址内部景观特征，进而做出对该指定区域的土地生态适宜性评价，为阳新县的建设及生态规划 提供参考和建议。

Abstract： Based on the SPOT satellite imagery of Yangxin County and surrounding areas in Huangshi City， this paper uses GIS technology to analyze the landscape pattern and ecological suitability of the base site， in order to fully express the internal landscape features of the base site， and then make evaluation of land ecological suitability of the designated area， which provides reference and suggestions for the construction and ecological planning of Yangxin County.

关键词：遥感影像;景观格局;生态适宜性

Key words： remote sensing image;landscape pattern;ecological suitability

中图分类号：P208                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）12-0139-03

1  场地现状

阳新县位于湖北省东南部，隶属于黄石市，县政府驻兴国镇，下辖太子镇、木港镇、三溪镇等22个镇，以及386个行政村。位于长江中游南岸，幕阜山北麓的低山丘陵地区。境内南北及西部多低山，东北部境内有长江穿过，富水等六条水系向长江汇入，东北境多小型狭长平原，其间散布韦源湖、海口湖、菖湖、袁广湖、上巢湖等中、小型湖泊。

2  生态适宜性评价

2.1 生态适宜性评价

生态适宜性评价是指从生态环境保护角度出发，运用科学定量的评级划分的方法，来对土地的利用方式提出相应的生态保护与利用的途径与方式。生态适宜性评价多用于规划尺度，对城市的土地利用规划、自然风景区的生态保护规划等大范围的区域建设往往起着控制引导的作用。

本文的生态适宜性评价方法是以黄石市阳新县东南部城市用地为评价对象，结合城市建设的生态适宜性特征提出评价因子体系，由Landsat8遥感影像为基础数据解译土地利用现状，再运用层次分析法确定评价因子的权重值，通过ArcGIS10.2的空间分析功能进行评价。

2.2 评价指标体系建立

评价因子选取不宜过多，尽量选取对生态适宜性影响显著的主导因子;应在性质上比较稳定，不易变化;所需的数据容易获得，保障评价方法的可操作性。结合建设用地现有资料，尽量选取对生态适宜性影响显著的主导因子。本文选取水体因子、植被因子、用地敏感性因子和景观阻力面大因子四大类作为樣本进行适宜性评价。如表1所示。

3  评价研究过程

研究范围内的土地利用现状是生态适宜性分析的基础，准确、全面区分辨别规划区内的土地利用现状有助于更好地了解规划区内的景观结构、生态现状，发现主要生态问题。此次分析的影像图来源是该地区的全色波段影像与多光谱影像，运用ERDAS软件合成遥感图像，优化处理，得到区域范围内各主要用地类型分类图。

3.1 数据获取

在无场地信息资料的情况下，通过互联网公开的卫星影像和地形数据信息，在地理空间数据云网站上下载Landsat8原始卫星影像数据。

3.2 数据解译

规划区内的土地利用现状是生态适宜性分析的基础，准确、全面区分辨别规划区内的土地利用现状有助于更好地了解规划区内的生态现状，发现主要生态问题。此次分析的影像图来源是该地区的全色波段影像与多光谱影像，运用ERDAS软件合成遥感图像，优化处理，得到区域范围内各主要用地类型分类图。

结合卫星影像并运用ArcGis和Eardas软件合成遥感图像，进行优化处理，得到区域范围内各主要用地类型分类图。

3.2.1 影像预处理

打开 ERDAS，将下载的多光谱文件和全色影像文件进行几何配准，得到校正之后的影像。

3.2.2 光谱融合

将已经完成校正的图像在Viewer中打开，点击Interpreter，启动图像解译模块。选择Spatial Enhancement，再点击Resolution Merge然后输入、输出保存，得到图2所示图像。处理后的遥感影像既具有全色影像清晰的空间分辨率，又具有多光谱的彩色信息，为下一步的数据解译做好准备。

3.2.3 监督分类

监督分类是指利用已知的像元所对应的类型为基础，建立训练样本，以该训练样本为参照，将场地内所有像元进行归类的过程。一般用于对某一研究区土地覆盖类型（植被、水体、城镇居民点、裸地）进行研究，利用数字图像分类技术提取这类型的信息，计算各地类的面积、覆盖率，步骤如下，结合图像融合结果和理论基础，现将该图像分类标准定为：农田、道路、水体、建筑及绿地。

①打开监督分类窗口，选择加载区域。点击影像窗口中工具按钮，选择多边形工具进行区域选择，对农田、道路、水体、建筑及绿地五种景观类型进行取样。

②计算混淆矩阵Evaluate——Contingency，依据保证分类结果每个样区本身数据占到90%以上。

③分类结果符合要求，保存分类结果。

④重复此操作步骤三次，得到处理三次后的图像。

⑤点击Interpreter——GIS Analysis——Clump，对种景观类型进行聚类统计。点击Interpreter——GIS Analysis——Eliminate，在input file中选择clump.img，然后output file选择输出地址，命名为eliminate.img，点击ok 进行处理，并将不同用地类型附以不同颜色，结果如图1所示，分类过程完成。

3.3 评价因子提取和分级

3.3.1 水体因子提取分析

根据erdas中分类提取得到的用地分类图，导入ArcGIS中，提取得到水体因子的单独数据，以0-25m、25-50m、50-75m、75-100m为缓冲区域，对其从高到低赋值。

3.3.2 用地敏感性因子提取分析

将erdas优化完成的，导入ArcGIS软件中的用地分类影像图进行按不同用地类型进行重分类，可得到用地类型分布图。

3.3.3 最小景观阻力因子提取分析

景观格局中的生态过程的水平流动受到景观格局中不同的景观类型所造成的阻力影响，一般来说，水体，绿地对于生态过程水平流动的阻力最小，而硬质，道路，建筑的阻力最大。根据现有的用地和研究区域的尺度，利用重分类工具将阻力值设在0-500间，其大小按照建筑>道路>地被>农田>植被，来反映相对阻力大小，形成成本面。在此基础上，运用GIS成本距离分析工具，以水体为源，对整个区域建立景观最小累积阻力面图。

3.3.4 植被因子提取分析

根据erdas中分类提取得到的用地分类图，导入ArcGIS中，提取得到植被因子的数据，利用重分类工具，把基址区域按用地敏感从高到低，按植被类型分为：林地、生产植被、人工植被和无植被覆盖几个等级。

3.3.5 疊加分析

在生态适宜性评价中，每个评价因子的重要性或通过权重来反映贡献度，将每个因子各分为四级，基于YAAHP软件，采用AHP层次分析法建立分析判断矩阵结构，对四个因子的重要性进行比较与赋值，并通过一致性检查得出结论，最终得出每个因素的权重系数，进而形成评价体系。

3.4 评价过程

通过加权叠加工具，依据先前建立的评价体系所确定的各个因子权重，可以对基址进行适宜性分析，得到结果（如图2）。

4  评价结果

通过计算和再次的使用重分类工具可以得到规划区内生态适宜性评价结果图（如图3），分区依据分别为：分值7-9为生态保护区，4-6为生态改良区，1-3为生态建设区。

同时，由上述分析过程可以看出，研究区域的水域和农田周边的植被覆盖量较稀疏，缺少完整的防风林系统和绿地系统，生态环境一般。总体来说，该区域生态保护和改良区域相对较为集中，但局部仍然较为分散，在县城建设区内，缺乏较大面积的点状、线状绿地。而建设区的建筑密度密集，基础设施落后，需要对其进行更新，集中生态建设区域，把零星穿插的建设区域分批次搬迁，形成完整的生态保护区和生态改良区;而对于生态建设区，需要合理规划县城绿地系统体系，在大建设区域内，穿插生态保护区和生态改良区，形成相互穿插的县城建设区域。

5  小结

通过利用ERDAS、FRASTATS、ArcGIS数据处理平台对湖北省阳新县进行地面覆盖分类、景观格局指数分析以及生态适宜性分析和评价。遥感技术在土地利用和土地覆盖的分类方面的应用为城市规划带来了极大地方便。提高了评价的合理性。为城市规划、林业、农业等众多领域的发展提供了快捷的了解地理信息的方法，通过对影像的分类和计算，从指标数据当中得出分析结果，可以进行一定的生态适宜性评价，为城市的发展提供指导性意见。

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