基于百度街景图像的行人视角城市街道植被绿化格局分析

城市街道绿化植被作为城市景观的重要组成部分, 其分布格局对城市景观美学发展及行人身心健康有显著影响, 立足行人视角准确监测街道绿植分布信息对城市规划与管理有明确的辅助作用。该文针对已有研究多采用沿天底方向垂直向下观测的遥感影像监测地表植被而对行人视角的绿色植被分布格局研究涉及不多的现状, 基于免费获取的百度街景图像, 选取绿植覆被典型的泰安市区为案例区, 结合网络信息抓取与空间地理信息处理技术, 分析百度街景图像提取侧视绿植信息的可行性, 统计并对比其计算结果与遥感影像提取结果的关系, 以期为城市规划与管理提供辅助参考信息。网络抓取案例区273个样点共3 276幅百度街景图像, 利用计算机监督分类提取图像中的绿植区域; 基于空间分析模型分析街道绿色植被的分布格局; 利用SPSS软件趋势拟合模块分析百度街景图像与遥感影像提取的植被信息的相关性。主要结果为: 百度街景图像可作为主数据源提取城市街道的侧视绿植分布情况; 案例区不同区域植被分布指数区别较大, 空间格局差异明显; 百度街道植被分布指数与基于遥感图像提取的10、20、50 m缓冲距离范围内植被覆盖面积呈显著正相关关系, 但两者的变化趋势并非完全一致。百度街道植被分布结果可作为遥感监测结果的辅助信息更好地指导城市绿色景观规划与精准管理。     

街道绿化品质的人本视角测度框架—基于百度街景数据和机器学习的大规模分析

新技术条件下测度街道绿化品质,实现人眼视角绿化可见度与街道可达性的整合分析。抓取上海的大规模街景数据,基于机器学习算法提取绿化可见度,将其与基于空间网络分析的街道可达性开展叠合分析,并与基于卫星遥感影像的绿化率比较,发现绿化率难以准确展现市民日常生活中绿化接触度。运用新技术和新数据推动精细化规划导控,实践上能实现大规模分析并保证高精度结果,理论上能为规划政策的人本视角转型提供支撑。     

植被格局的分形模型：植被格局的分形特征

 目前植被格局研究存在一些问题,分形模型是解决这些问题的有力工具。选择从分枝到景观的各个等级层次上若干有代表性的研究实例进行介绍,给出了尺度、自相似性和分形维数在植被格局研究中的应用方法,说明了分形模型描述植被格局的实用性和优越性。在此基础上提出植被格局的分形机制,认为植被格局是具有自组织特征的分形体。最后对植被格局的分形模型进行了评价,提出研究中需要注意的若干问题以及未来的发展方向。     

基于图像融合与混合像元分解的城市植被盖度提取

城市植被盖度提取对于开展城市绿色空间保护和城市规划具有重要意义。随着遥感技术的发展,混合像元分解模型被广泛用于从中等分辨率的多光谱影像提取城市植被盖度,但较低的影像空间分辨率限制了该模型的应用领域。为此,以杭州市为例,首先引入Gram-Schmidt(GS)方法对Landsat ETM+的多光谱波段和全色波段进行融合,再通过混合像元分解模型从ETM+融合影像上提取城市植被盖度,最后利用SPOT影像进行精度检验。结果发现,采用GS方法对影像进行融合后,标准差、信息熵、平均梯度提高,相对偏差小于0.07,说明在保留多光谱信息的基础上提高了其空间分辨率。与SPOT影像相比,在融合影像上75%以上样本的植被盖度值相似,误差较大的区域是市区植被特别稀疏或茂盛的像元。与源影像相比,从融合影像上提取的植被盖度的均方根误差和系统误差降低了0.01。该方法在降低城市植被监测成本、提高监测精度方面具有潜力。     

广州越秀公园植被景观格局分析

运用景观生态学原理,在对越秀公园植被景观要素进行分类的基础上,运用Autocad 软件提取了景观要素斑块信息,选取了斑块数目、斑块数目比、斑块面积、斑块面积比、斑块密度指数、斑块形状指数、优势度、分维度、均匀度等9 个指标对越秀公园植被景观的多样性、异质性、均匀性及破碎化程度等景观格局进行了分析.结果表明:越秀公园植被景观整体布局基本合理,景观结构较为稳定,密林作为全园的基质,保持了较好的生态完整性和连续性,为越秀公园的整体景观与环境提供了良好的基础生态条件,但需对部分景区植被景观布局作相应调整.同时对越秀公园植被景观整体格局优化和生态完善建设提出了建议.     

基于缓冲带的贵港市城市景观格局梯度分析

运用景观格局指数与城市建成区缓冲带划分相结合的方法,分析了广西贵港市近20a来城市建成区整体景观与主要城市景观类型（公共设施用地、工业用地、居住用地及农田）的圈层梯度变化特征.分析结果表明：贵港市城市建成区可以看作是居住用地与公共设施用地的镶嵌景观,但这种镶嵌景观随着城市化的发展,存在日趋不明显的特征;整个景观层面的指数20a来在31个梯度带内,表现出相似的变化趋势,斑块面积指数显示出贵港市城市建成区存在两个较为明显的商业金融中心;各梯度带内景观的平均面积增大,景观的形状日臻规则,景观多样性随景观类型及均匀度的增加显著上升.2004年主要城市景观类型在缓冲区中间各带能够很好的反映出格局的变化特征,其中工业用地和农田用地的斑块数和斑块密度随缓冲区梯度表现出较为一致的变化特征,而公共设施用地和居住用地的梯度变化趋势相似.各个梯度带中工业用地形状最为复杂,所占比重最低,平均斑块面积最大;公共设施和居住用地形状较为简单,在各带中所占比重较高,平均斑块面积较小;农田景观在各带中所占比例变化不大,近似连续分布,对城市生态环境的调节起到一定作用.     

基于QuickBird的城市建筑景观格局梯度分析

研究城市建筑景观的梯度变化特征,对城市规划与管理的合理调整有着重要的意义.应用QuickBird影像,基于Barista软件提取了建筑物三维信息,采用建筑平均高度、建筑密度、容积率、建筑高度标准差、建筑体形系数等指标,结合梯度分析法研究了铁西区建筑景观格局的梯度变化.结果表明:从1997到2008年,低层与多层建筑是主要的建筑景观组分,平房与低层建筑占地面积比重显著下降,多层、中高层与高层建筑比重上升.建筑平均高度、容积率与建筑高度标准差逐年上升,建筑密度、建筑体形系数与景观形状指数下降.建筑向垂直方向扩展,建筑能耗降低,形状更加规则.建筑景观的梯度变化与距市中心距离的远近没有关系,与区域功能相关,商业区建筑平均高度与容积率最高,政府所在地范围内建筑密度最大.     

植被格局的分形特征

目前植被格局研究存在一些问题,分形模型是解决这些问题的有力工具。选择从分枝到景观的各个等级层次上若干有代表性的研究实例进行介绍。给出了尺度,自相似性和分形维数在植被格局研究中的应用方法,说明了分形模型描述植被格局的实用性和优越性。在此基础上提出了植被格局的分形机制,认为植被格局是具有自组织特征的分形体。最后对植被格局的分形模型进行了评价,提出了研究中需要注意的若干问题以及未来的发展方向。     

城市景观格局视角下空气微生物研究进展

城市化进程将原有自然生态系统改造为以不透水面为主的人工景观,这种变化影响了空气微生物群落的生存环境及其时空异质性。空气微生物受城市化的影响程度与其生态功能的发挥关系密切,微生物群落特征的改变会在一定程度上影响当地生态环境质量并给人群健康带来潜在威胁。城市化进程和空气微生物群落动态分属两个时空尺度差异巨大的生态过程,二者的联合分析已成为目前生态安全与环境健康领域的研究热点。从空气微生物的来源及其组成特征、空气微生物群落的时空异质性及其影响因素以及空气微生物的生态环境效应三个方面系统梳理和总结了近年来探索城市化和空气微生物群落动态之间关系的研究,从宏观视角探讨了当前空气微生物研究的不足,并引入社会-经济-自然复合生态系统、景观格局与过程等相关理论和方法来分析城市化对空气微生物群落特征的影响,旨在明确城市景观格局作用下的空气微生物群落对人群健康的潜在威胁程度,为快速城市化过程中的人居环境的改善提供参考。     

基于TM 影像的沈阳市城市景观格局变化分析

利用1992 年和2013 年Landsat TM 数据, 在遥感与GIS 平台支持下, 采用景观格局和梯度分析相结合的方法来分析沈阳市城市化进程中景观格局变化。研究结果表明, 1992-2013 年, 沈阳市城市景观格局总体变化明显, 城镇用地增长10.97%, 农业用地减少9.95%, 水体、道路、绿地变化幅度较小。整体景观格局破碎化程度有所下降, 斑块密度、边界密度、Shannon 多样性均有所下降, 蔓延度升高。在样带梯度分析中, 以斑块密度为基础的几种景观指数能检测出城市化梯度和程度不断向郊区递减, 在空间上, 呈现出农村-城乡交错带-城市-城乡交错带-农村的变化特征,在时间上, 中心城区的景观破碎化降低, 城乡交错带景观破碎化升高。景观格局变化分析为了解城市化过程中城市形态、结构和生态过程提供依据和参考。     

基于QuickBird卫星影像的贵港市城市景观格局分析

以QuickBird卫星影像解译的贵港市城市建成区景观类型图为基础,选取合适的格局指数对该区域的景观格局进行了分析。结果表明,整个景观区为一个较典型的居住、公共市政和工业用地城市景观镶嵌体;整个景观的多样性指数和景观破碎度比自然景观高5.1%~64.7%;各种不同类型城市景观的斑块面积及形状复杂程度和破碎度差异明显。     

基于亲和度法测度湖北省植被格局多样性

以植物群系为指标,采用亲和度分析法测度湖北省的植被格局多样性。研究结果表明,湖北省植被格局的镶嵌多样性值（mosaic diversity,m）为4.071,景观复杂,不存在明显的生态梯度。根据平均亲和度（mean affini-ties,MA）,可将湖北省的植被划分为3类：第一类为中心点,位于中心点的植被比较典型和常见,对联结整个景观的各斑块起着关键的作用,包括武汉市、襄阳市、黄冈市和随州市等4个分区;第二类为外点,位于外点的植被较为珍稀,多为当地特有,对构成整个植被格局的独特性和多样性意义重大,包括鹤峰县、利川市和咸丰县等3个分区;第三类为中间点,位于中间点的植被普遍度和稀有度适中,占据了较多的生境空间,是构成整个湖北省植被格局的基础,包括黄石市、荆州市、荆门市、宜昌市等14个分区。将平均相似性值（mean similarity,MS）从中心点到外点排序,结果表明,毗邻地区相似性高,鄂东北、鄂西北、鄂东南以及江汉平原构成了整个植被格局的普遍性,鄂西南则构成其独特性。湖北省植被格局东部和西部差异较大,比较复杂。     

基于GIS的西安市城市景观格局

以西安市三环以内QuickBird卫星影像为基础,在GIS技术的支持下,通过所选取的景观指数对粒度变化的响应,在确定出研究区的适宜研究粒度为20 m的基础上,对西安市的景观格局现状进行研究.结果表明:西安市居住工业用地集中,人工景观聚集,影响自然生态过程;绿地、水体景观破碎化程度高,分布分散;环城路内景观构成不合理,一、二环间各景观类型分布极为不均,二、三环间土地利用经济效益和生态效益有较大的发展空间.建议调整城市的空间布局与结构,从绿地景观的建设和河、湖水网的保护角度来维护景观生态过程与格局的连续性.     

基于高分影像的上海城市硬化地表空间格局分析

硬化地表是定量描述城市地表物理特征以及生态环境质量的重要指标。基于2017年高分2号卫星影像,反演提取了上海城市硬化地表信息,对比分析了不同地域硬化地表分布格局及人居环境风险。结果表明,2017年上海城市硬化地表面积达2100 km²,硬化地表覆盖率为45%,中心城区高达84%,且连片分布特征明显。从行政区来看,静安区硬化地表比例最高(94%),且集中连片分布特征明显,金山区最低(30%),约2/3的行政区硬化地表覆盖率高于平均值(66%)。城市硬化地表空间分布由内向外递减,内环线以里的硬化地表比例高达91%且集中连片,郊区线以外硬化地表覆盖率低于29%,但破碎化和分离度指数较高。此外,城市硬化地表集中于北部,南部以破碎化硬化地表格局为主,南北方向的地表硬化率差距高达33%,但东西方向差异不大。整体来看,上海城市硬化地表空间格局差异化分布明显,约1200万人口面临着中度以上的人居环境风险,因此应高度重视硬化地表集中区的生态环境效应并适当增加绿色基础设施。     

植被演替过程中种群格局动态的分形分析

该文根据“空间代替时间”的原则和对马尾松(Pinus massoniana)种群的重要值-平均胸径的变动趋势的分析,确定5个森林群落为广东省黑石顶自然保护区森林群落演替的一个时间序列;并在此基础上,运用分形理论的计盒维数和信息维数,对演替过程中马尾松种群空间格局的动态进行了分形分析。结果表明,马尾松种群的计盒维数和信息维数2个参数值均呈递减趋势,与其个体数、重要值变动趋势一致。在群落的演替过程中,马尾松种群的空间占据能力不断下降,种群呈衰退趋势。随其在群落中的优势地位逐渐被其它种群取代,群落将由以马尾松占绝对优势的单优群落演替为多优常绿阔叶林群落。分析结果同时表明,分形分析是群落演替过程中种群空间格局动态研究的有效方法,分形维数则能反映种群格局的尺度变化规律。     

贡嘎山东坡植被垂直带谱的物种多样性格局分析

为了探讨贡嘎山东坡海拔梯度上植物多样性的结构物征及格局变化,基于植被垂直带谱的样带和样方调查,分析了物种丰度与种－面积关系的垂直变化,物种多样性生态和地理成分的海拔梯度格局,去势对应分析（DCA）和典范对应分析（CCA）被用于分析17种环境因子之间的相关性,和环境因子对27个多样性结构成分和67个样方空间格局的影响,并定量分离不同尺度的环境变量对多样性格局分异的贡献。结果表明：1）贡嘎山东坡的植物物种多样性总体上表现了自下而上降低的梯度,但从河谷干旱灌草丛带到常绿阔叶林带和高山灌丛带到草甸带显示了相反的梯度变化;2）10种分布区类型的物种有各不相同的垂直丰度格局,9种生活型的物种多样性垂直格局则反映了草本与木本类型的明显差异;3）从河谷干旱草丛到山地针阔混交林的生物多样性结构变化主要反映水分梯度的影响;而从山地针阔混交林到高山草甸,多样性结构变化的主导因子是气温;4）气候的垂直梯度和生境的局部异质性是物种多样性格局两组不同作用尺度和性质的影响因子,总体上76．83％的多样性变异得到了解释,其中寒冷指数的作用最为突出,分析结果支持了关于生物多样性格局机理的不同假说,同时表明,贡嘎山东坡植物地理的垂直变化不仅受到现代环境因子的控制,区域环境变迁和区系发育历史的影响也是不可忽略的。     

城市景观格局的空间尺度分析

景观生态学研究的核心内容是景观格局与生态过程。因为景观格局与生态过程中都存在的尺度多样性问题,导致尺度成为理解景观格局和生态过程相互作用的关键,但是由于理论和方法的限制,目前对景观生态学的尺度研究还不够深入,特别是景观格局对尺度变化的响应特征。目前GIS与RS技术的发展为不同尺度下的空间格局特征和空间异质性研究提供了有效的工具。论文以上海市为背景,用景观生态学方法研究了不同粒度下景观格局特征,同时用半变异函数分析了不同幅度下景观多样性的格局特征。结果显示:(1)不同的指数对粒度的响应不同;(2)空间多样性在小幅度内变化较复杂;(3)不论粒度还是幅度都揭示出景观格局具有尺度依赖性规律。     

基于土地利用分析的兰州市城市区域生态安全格局研究

中尺度区域生态安全的研究针对区域的实际生态安全问题展开,处于各尺度生态安全概念的核心地位.作为特殊的区域,以生态基础设施建设为核心的城市区域生态安全格局的构建成为城市可持续发展的基础内容.基于土地利用分析的定性、定量相结合的景观格局研究,生态价值评估以及社会经济驱动分析为城市区域生态安全格局的构建提供了一种可能.兰州市区域生态安全格局由生态保障体系、生态缓冲体系以及生态过滤体系所构成,经过分析,认为生态缓冲体系的建设成为兰州市区域生态安全格局构建的关键.城市未来扩展格局的定量分析成为兰州市区域生态安全格局安全级别的判别函数,根据不同的响应,把区域生态安全格局化分为低级、中级和高级3个级别.     

基于景观格局分析的雄安城市湿地生态健康评价

城市湿地是城市生态系统的重要组成部分。近年来,高度的城市化发展使城市湿地原有的自然生态本底和水文特征发生根本性的变化,严重威胁到湿地生态系统的安全。为了维持良好的城市环境质量,如何维持和保护城市湿地的生态健康和可持续发展成为人们关注的热点问题。选择雄安城区（起步区、安新组团和容城组团）为研究对象,借助ArcGIS平台对Landsat遥感影像进行地类的提取和划分,采用Fragstats软件对研究区景观格局进行分析;在此基础上,利用"压力-状态-响应"模型,构建雄安城区湿地生态系统健康评价指标体系,探讨湿地的生态系统健康状况。研究结果表明：研究区耕地和建设用地占地面积大,其完整性、聚合程度和连通性优于其他景观类型;水域、未利用地和林地占地面积小,受人为活动影响,破碎化程度高,连通性比较差。研究区整体景观破碎度、聚合度较高,连通性和均匀度不显著。研究区湿地类型主要为坑塘和沟渠,湿地分布不均匀,呈现南多北少的格局;沟渠占地面积较大,完整性和连通性较好;坑塘连通性较差,破碎化程度、聚合度高于沟渠。研究区湿地生态健康综合指数为0.262,处于不健康状态,人为活动和气候是影响湿地生态环境的重要因子,急需加强湿地保护和修复工作。本研究结果为雄安新区的可持续发展和保护城市湿地资源提供理论依据。     

基于亚像元估测的城市硬化地表景观格局分析

城市硬化地表不仅是影响城市生态环境质量重要因子,也是定量描述城市地表物理特征,进行城市景观分类的基础.基于多种分辨率遥感影像亚象元分类提取硬化地表成为近年来的研究热点.利用TM/ETM＋和Quickbird不同分辨率遥感数据,以北京市中心城区为研究区域,对比分析回归树法和多元回归法的估测精度,选出预测硬化地表指数（Impervious surface index,简称为ISI）最优估测模型,并进行景观分类与城市景观格局分析.结果表明：（1）回归树亚象元估测法是提取硬化地表信息的一种有效的方法（最大相关系数＝0.94）,不同季节遥感影像可以挖掘地物在不同时期光谱差异,提高分类精度.（2）根据硬化地表指数划分城市用地类型,提供了量化分类的依据;（3）北京城市硬化地表景观格局表现出极强的空间梯度性,从北京市中心到郊区,ISI逐渐降低：城市二环以内,ISI平均值为67.32%,集中分布在高于60%范围;二环-四环分布比较相似,平均值分别为65.91%、66.13%;四环-五环区域ISI下降迅速（ISI=46.42%）,存在两个高峰,分别是低于＜20%和＞70%;六环以外区域,非硬化地表成为主要类型（ISI=9.32%）;（4）北京市景观格局在不同区域差异巨大：从市中心到市郊,景观破碎化程度加强,平均斑块面积逐渐增加,高密度城市用地比例逐步下降,自然地表平均面积呈现U形分布;中等密度城市用地斑块密度最高,破碎度最高;城市用地形状比自然地表复杂,低密度城市用地形状最为复杂.（5）运用回归树亚象元估测法提取出北京中心城区硬化地表信息,为城市地表景观特征提取与高精度量化分类提供了新的研究方法与研究思路,在此基础上进行了景观分类及景观格局分析,进一步推广并论证了硬化地表在景观生态学研究中的应用价值.