[发明专利]一种支持生境双向变化的景观连通度获取方法及系统

说明书

一种支持生境双向变化的景观连通度获取方法及系统，包括以下步骤：获取遥感卫星影像时空数据；对影像时空数据进行预处理，获得研究区土地利用空间格局；根据土地利用空间格局，计算生境景观连通度。本发明通过遍历每个栅格单元计算景观连通度，可以直观和可视化的表示区域生态系统的连接特征，体现生境的迁入和迁出，反映生态环境的破坏与重建，达到从景观结构和景观功能上双向评估生境连通度的效果。

技术领域

本发明属于景观生态学领域，特别涉及一种支持生境双向变化的景观连通度获取方法及系统。

背景技术

生态系统类型转变、自然景观由连续的地带性转变为不连续的镶嵌斑块，导致生物生境景观破碎、栖息地丧失，这种生态破碎化严重影响景观生态过程和生态调节能力(即生境退化)。植被恢复作为景观格局变化的一种表现，可以改善生态系统结构和景观生态过程，提高生态调节能力，是区域生态恢复和重建的主要环节(即生境改善)。生境景观连通度是对景观空间结构单元相互之间连续性的度量,是表征景观格局及生态过程完整性的重要指标。通过土地利用数据建立生境破碎格局与植被信息间的有效连接来研究景观连通程度，可为合理开展区域生态保护和建设提供一种重要途径。

目前，景观格局指数法和图论功能连接度指数法在评价植物种群的景观连通度中应用最广泛。而通过景观格局指数计算的景观破碎度虽可以直观明了地评估生态景观破坏和连通度降低情况，但当把它用于评估生态恢复过程中生态景观格局改变情况时，会因计算的斑块数增加(如植树造林、退耕还林草)，使得景观破碎度加剧，从而无法反应生态恢复导致的生态改善情况。图论法是目前研究大尺度区域景观连通度的主要手段，它不仅考虑了物种迁移等生态过程，而且可以分析景观要素的连接重要性。但基于图论的景观连通度计算依赖距离阈值，只有适宜阈值下的景观连通度才能有效寻找出生境破碎区域，反映区域景观连通度水平，而适宜距离阈值与生态过程和景观格局相互作用机制在当前的研究中仍不明确。因此，基于图论法计算的连通度指数存在很大的不确定性，且计算公式也较复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种支持生境双向变化的景观连通度获取方法及系统，以解决上述问题。

与现有技术相比，本发明采用以下技术方案：

一种支持生境双向变化的景观连通度获取方法，包括以下步骤：

获取遥感卫星影像数据；

对影像数据进行预处理，获得研究区土地利用空间格局；

根据土地利用空间格局，计算生境景观连通度：基于生境可利用性，选取研究区作为生境的生态用地，当该生态用地面积增加，认为生态系统得到修复和重建，认为生境景观连通度提高；反之，认为生境趋向破碎化，景观连通度降低。

进一步的，预处理具体为：根据遥感图像处理平台ENVI或地理数据分析平台ARCGIS对影像数据依次进行辐射定标、大气校正、波段融合、影像镶嵌和裁剪步骤。

进一步的，预处理后的数据根据研究区实际土地覆被情况确定土地利用类型，基于人机交互式解译对预处理后的影像进行地类信息的提取，获得研究区土地利用空间格局。

进一步的，根据土地利用类型，将林地和草地视为生物的生境，耕地、建设用地以及未利用地视为生境景观连通度的阻力因子；选取研究区林地和草地作为自然生境，对该区域生境景观连通度进行计算，当土地利用类型由耕地、建设用地、裸地转变为林地和草地或者由草地转变为林地，认为生境景观连通度提高，反之，生境趋向破碎化。

进一步的，根据土地利用栅格数据计算景观连通度，采用赋值的方法，通过遍历每个生态系统类型栅格单元进行判断并赋值。

进一步的，若土地利用栅格的属性属于生物生境，则该栅格的景观连通度被赋值1/9，中心栅格的景观连通度等于该栅格及其相邻8个栅格单元景观连通度之和，计算的景观连通度最大值为1。

进一步的，具体计算方法：