[发明专利]一种耕地景观空间结构流失评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耕地景观空间结构流失评价方法，尤其是涉及一种利用地理信息系统技术，综合评价二维数据空间结构变化的方法，属于土地调查与评价领域。

背景技术

土地利用景观空间结构演进是一个非常复杂的过程。国内外有关城市用地空间结构及其演进的研究较多，而耕地利用空间结构及其演进的研究却较少。实际上，耕地利用空间结构与城市用地空间结构存在许多相似之处。例如，随着城市的不断扩展势必会占用周边大量的耕地，耕地就转换成城市，与此对应的城市扩展的模式与耕地减少的模式基本上是吻合的，但与城市用地空间结构变化结果不同的是，耕地空间结构变化最终不是形成大片的耕地，而是被侵占或消失。在一定时期和区域内，耕地的增加受自然条件、后备土地资源开发潜力和开发投入等的影响较大，一般增加缓慢；而耕地的减少受人口增加、社会经济发展水平和发展的速度等的影响更大，耕地减少得更快。因此耕地的空间结构流失可以以耕地减少结构来开展评价，而且更具有理论意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耕地景观空间结构流失评价方法。

将耕地减少空间结构分为外延式减少和内涵式结构调整。对于城市耕地利用的空间结构变化可分为三种类型：圈层减少，耕地是以某个点为中心，全方位向外减少，以整片区的“圈层式”减少；轴向减少，耕地沿某一线状地物方向减少并使得耕地形态发生改变，表现出带状特征，可以称为轴向减少方式；飞地式减少，飞地式减少是一种跳跃式的、不连续的耕地减少方式。与此相对应，在空间模式上主要有三种，即填充式、边缘式、飞地式。其他减少模式都可以看作是这三种基本模式的变种或者混合体。填充式是指减少的景观斑块填充原有耕地景观斑块。边缘式是指减少的景观斑块沿着原有景观斑块的边缘减少。飞地式是指减少的景观斑块与原有景观斑块处于分离状态。

本发明利用景观流失指数来识别景观减少类型，定量判断景观减少的方式，从而获取景观结构变化的规律，景观减少的空间模式与景观格局之间的关系，而且还可以用来描述两个或多个时相景观格局的变化过程。

该景观流失指数是基于景观斑块的最小包围盒来定义的。最小包围盒代表了斑块的空间范围，是指覆盖一个斑块最小和最大坐标对（X，Y）的矩形。其边界与坐标系平行，所有的景观斑块都有最小包围盒。在填充式新减少斑块的最小包围盒中，去除新减少斑块本身后，余下的基本都是原有景观；在边缘式新减少斑块的最小包围盒中，去除新减少斑块本身后，余下的空间被空地（或其它景观）和原有的景观所填充；而在飞地式新减少斑块的最小包围盒中，去除新减少斑块本身后，余下的都是空地（或其它景观）。

据此可以通过最小包围盒来定义新减少斑块的景观流失指数：

LLI=100*A0AE-AP]]>

式中，LLI（Landscape Loss Index）为斑块的景观流失指数，A_E为斑块的最小包围盒面积，A_P为新减少斑块本身的面积，A₀为最小包围盒里原有景观的面积。根据景观流失指数的定义，LLI的取值范围为：0≤LLI≤100。

然而，当新减少斑块为矩形时，根据公式所计算的三种减少模式的景观流失指数都为0，因此需要对公式进行修正。对最小包围盒放大1.2～1.5倍，则修正后的景观流失指数的公式为：

式中，A_LE为斑块的放大包围盒面积，A_P为新减少斑块本身的面积，A_L0为放大包围盒里原有景观的面积。

对于景观级别，定义其平均斑块流失指数如下：