基于无人机影像的自然-人工复合生态系统景观格局定量分析

doi:10.13466/j.cnki.lyzygl.2019.03.025

林业资源管理 ›› 2019›› Issue (3): 151-156.doi: 10.13466/j.cnki.lyzygl.2019.03.025

基于无人机影像的自然-人工复合生态系统景观格局定量分析

邵蕊¹^,²(), 田建茹¹, 李伟娜¹^,², 徐琬莹¹^,², 左华¹()

1.青岛市环境保护科学研究院,山东青岛 266003
2.青岛市环境保护科学研究设计有限公司,山东青岛 266005

收稿日期:2019-03-18 修回日期:2019-05-20 出版日期:2019-06-28 发布日期:2020-09-25
通讯作者: 左华
作者简介:邵蕊(1986-),女,山东菏泽人,工程师,博士,主要从事生态系统服务功能评估研究。Email:shaorui_cas@foxmail.com
基金资助:
2018年青岛市哲学社会科学规划项目(QDSKL1801267);2018年青岛市哲学社会科学规划项目(QDSKL1801268)

Quantitative Analysis on Landscape Patterns of Natural-artificial Complex Ecosystem Based on UAV Image

SHAO Rui¹^,²(), TIAN Jianru¹, LI Weina¹^,², XU Wanying¹^,², ZUO Hua¹()

1. Qingdao Research Academy of Environmental Sciences,Qingdao 266003
2. Qingdao Research & Design Ltd.of Environmental Sciences,Qingdao 266005,China

Received:2019-03-18 Revised:2019-05-20 Online:2019-06-28 Published:2020-09-25
Contact: ZUO Hua

摘要/Abstract

摘要：

利用无人机技术,以自然保护区实验区自然-人工复合生态系统为例,获取高分辨率遥感影像,并通过人工目视解译提取不同景观类型单元,分析研究复合生态系统景观格局及镶嵌结构特征。结果表明,乔木林、茶园、住宅区、灌木林是研究区主要景观单元,其次是疏林地、道路、工矿用地等人工表面以及耕地和沟渠等半自然景观。不同景观单元镶嵌结构和稳定性差异较大,其中乔木林稳定性最好,疏林地、库塘、果园、耕地、裸土地、工矿用地和其他人工表面等景观单元稳定性较好,灌木林、荒草地、茶园和住宅区等景观单元稳定性一般,沟渠、绿地和裸岩石砾等景观单元稳定性较差。

关键词: 高分辨率影像, 自然保护区, 复合生态系统, 景观格局, 稳定性

Abstract:

In this study,high-resolution images were obtained based on UAV technology,and landscape types were extracted through artificial visual interpretation.Then,landscape patterns and the mosaic structure of the natural-artificial ecosystem were analyzed.The results showed that timber forests,tea plantations,residential areas and shrub forests were the dominant landscape units,followed by sparse woods,roads,industrial land,farmland and ditches.The mosaic structure and stability of different landscape units varied significantly.According to stability index,timber forests were the most stable landscape units in the study area,followed by sparse woods,reservoirs and ponds,fruit orchards,farmland,bare land,industrial land and other artificial landscapes.The stability of shrub forest,grassland,tea plantation,residential areas and roads were at a moderate level,whereas ditches,green land and bare rocks were relatively unstable.The results may provide scientific basis for the protection and management of nature reserves.

Key words: high resolution image, nature reserve, complex ecosystem, landscape pattern, stability

中图分类号:

邵蕊, 田建茹, 李伟娜, 徐琬莹, 左华. 基于无人机影像的自然-人工复合生态系统景观格局定量分析[J]. 林业资源管理, 2019,(3): 151-156.

SHAO Rui, TIAN Jianru, LI Weina, XU Wanying, ZUO Hua. Quantitative Analysis on Landscape Patterns of Natural-artificial Complex Ecosystem Based on UAV Image[J]. FOREST RESOURCES WANAGEMENT, 2019,(3): 151-156.

图/表 5

表1

图1

表2

表3

表4

参考文献 20

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景观单元	NP /个	PLAND /%	MPS /hm²	LPI /%	MNN /m
乔木林	60	53.2257	9.89	25.27	14.30
灌木林	128	6.3855	1.13	1.87	59.65
疏林地	11	4.8166	9.92	1.97	343.24
裸岩石砾	3	0.0195	0.15	0.01	602.57
荒草地	14	0.2654	0.43	0.07	323.66
库塘	90	0.8535	0.21	0.05	157.79
沟渠	39	1.3287	0.77	0.29	24.92
果园	26	0.4188	0.37	0.11	272.99
茶园	175	16.309	2.08	2.16	23.24
耕地	83	1.5404	0.41	0.47	104.83
裸土地	8	0.1944	0.55	0.12	975.79
绿地	102	1.1521	0.26	0.07	43.42
住宅区	263	6.5076	0.56	0.53	23.10
道路	14	3.0613	4.96	2.93	74.66
工矿用地	152	2.0089	0.30	0.15	81.27
其他人工表面	236	1.9126	0.18	0.10	64.19

景观单元	模型	相关系数 (r²)	样本数 (n)
乔木林	lnA(r)=1.8776P(r)-12.0965	0.9849	60
灌木林	lnA(r)=1.5783P(r)-10.0928	0.9406	128
疏林地	lnA(r)=1.783P(r)-11.0794	0.9188	11
裸岩石砾	lnA(r)=1.3325P(r)-9.05847	0.9970	3
荒草地	lnA(r)=1.555P(r)-10.0564	0.8858	14
库塘	lnA(r)=1.7784P(r)-11.0403	0.9754	90
沟渠	lnA(r)=1.4335P(r)-10.0754	0.8907	39
果园	lnA(r)=1.7094P(r)-11.0148	0.9412	26
茶园	lnA(r)=1.656P(r)-11.0021	0.9769	175
耕地	lnA(r)=1.6968P(r)-11.0369	0.9537	83
裸土地	lnA(r)=1.7952P(r)-11.0896	0.9603	8
绿地	lnA(r)=1.4004P(r)-10.0068	0.8783	102
住宅区	lnA(r)=1.6572P(r)-10.0975	0.9693	263
道路	lnA(r)=1.1326P(r)-9.5052	0.9749	14
工矿用地	lnA(r)=1.7093P(r)-11.0244	0.9369	152
其他人工表面	lnA(r)=1.7238P(r)-11.0443	0.9605	236

景观单元	分维值(D)	稳定性指数(S_k)
乔木林	1.0652	0.4348
灌木林	1.2672	0.2328
疏林地	1.1217	0.3783
裸岩石砾	1.5009	0.0009
荒草地	1.2862	0.2138
库塘	1.1246	0.3754
沟渠	1.3952	0.1048
果园	1.1700	0.3300
茶园	1.2077	0.2923
耕地	1.1787	0.3213
裸土地	1.1141	0.3859
绿地	1.4282	0.0718
住宅区	1.2069	0.2931
道路	1.7658	0.2658
工矿用地	1.1701	0.3299
其他人工表面	1.1602	0.3398

基于无人机影像的自然-人工复合生态系统景观格局定量分析

Quantitative Analysis on Landscape Patterns of Natural-artificial Complex Ecosystem Based on UAV Image

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景观类	景观亚类	景观单元
自然景观	森林	乔木林
		灌木林
		疏林地
	裸地	裸岩石砾
半自然景观	草地	荒草地
	水体	库塘(水库/池塘)
	水体	河渠
	农业	果园
		茶园
		耕地
	裸地	裸土地
	绿地	绿地(绿带/绿篱/社区绿地)
人工景观	人工表面	住宅区
		道路
		工矿用地
		其他人工表面(商服/公共设施等)

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