遥感地理信息系统在景观生态学中的应.ppt

第第八八章章 遥感、地理信息系统遥感、地理信息系统在景观生态学中的应用在景观生态学中的应用第一节第一节 遥遥 感（感（RS)RS)一、遥感技术在生态学应用中经历的阶段一、遥感技术在生态学应用中经历的阶段二、遥感技术的基本原理二、遥感技术的基本原理三、遥感技术的优点三、遥感技术的优点四、遥感数据的基本特征四、遥感数据的基本特征五、遥感在景观生态学中的应用方面五、遥感在景观生态学中的应用方面 遥感在生态学应用中经历的阶段遥感在生态学应用中经历的阶段v航空摄影阶段航空摄影阶段：始于始于1919世纪后期世纪后期。v从从航航空空摄摄影影向向航航天天摄摄影影过过渡渡的的阶阶段段：大约从大约从2020世纪世纪5050年代至年代至7070年代。年代。v航航天天摄摄影影阶阶段段：以以各各种种遥遥感感卫卫星星和和先先进进的的图图像处理技术为标志。像处理技术为标志。遥感技术的基本原理遥感技术的基本原理 指指通通过过任任何何不不接接触触被被观观测测物物体体的的手段来获取信息的过程和方法。手段来获取信息的过程和方法。是用光谱扫描仪或红外扫描仪对地球表面的地是用光谱扫描仪或红外扫描仪对地球表面的地物光谱或温度特征进行记录，通过计算机的数物光谱或温度特征进行记录，通过计算机的数据或图像处理分析地表特征。据或图像处理分析地表特征。遥感遥感遥感技术的基本原理遥感技术的基本原理 遥感技术的优点遥感技术的优点q 避免研究者对研究对象的直接干扰避免研究者对研究对象的直接干扰。q 能能够够提提供供大大范范围围的的瞬瞬间间静静态态图图像像，是是生生态态学学家家目目前前获获取取大大尺尺度度上上各各种种生生态态和和物物理理信信息息的的主主要要手手段段。q 提提供供了了大大面面积积重重复复观观测测的的可可能能，为为资资料料的的快快速速获获取取与与更更新新、为为多多时时段段的的对对比比研研究究和和动动态态分分析析提提供了基础供了基础，是大尺度格局动态的唯一监测手段。是大尺度格局动态的唯一监测手段。q 大大拓宽了人类观测地球的光谱分辨能力。大大拓宽了人类观测地球的光谱分辨能力。q 可可以以提提供供高高空空间间分分辨辨率率的的资资料料，可可以以有有效效地地为景观生态学研究提供所必需的多尺度上的资料。为景观生态学研究提供所必需的多尺度上的资料。q 遥遥感感数数据据一一般般都都是是空空间间数数据据，这这也也是是研研究究景景观的结构、功能和动态所必需的数据形式。观的结构、功能和动态所必需的数据形式。q 现现代代遥遥感感技技术术直直接接提提供供数数字字化化空空间间信信息息，从从而而大大大大地地促促进进了了景景观观生生态态学学资资料料的的收收集集、贮贮存存，以以及及处处理理和和分分析析过过程程，并并且且使使遥遥感感、GISGIS和和计计算算机机模型的密切配合成为必然。模型的密切配合成为必然。遥感数据的基本特征遥感数据的基本特征o航航空空像像片片数数据据的的空空间间分分辨辨率率反反映映在在像像片片的比例尺和胶片的灵敏程度上；的比例尺和胶片的灵敏程度上；o数数字字遥遥感感数数据据对对地地物物记记录录的的详详细细程程度度主主要反映在空间分辨率上。要反映在空间分辨率上。遥感在景观生态学中的应用方面遥感在景观生态学中的应用方面 遥遥感感资资料料在在景景观观生生态态学学中中的的应应用用可可以以归纳为归纳为3 3类：类：o植被和土地利用分类植被和土地利用分类o生态系统和景观特征的定量化生态系统和景观特征的定量化o景景观观动动态态以以及及生生态态系系统统管管理理方方面面的研究的研究 第二节第二节 地理信息系统（地理信息系统（GIS)GIS)一、一、概述概述二、二、GISGIS的数据层及数据获取的数据层及数据获取三、三、GISGIS的功能的功能四、四、GISGIS在景观生态学中的应用在景观生态学中的应用 GISGIS是是一一系系列列用用来来收收集集、存存贮贮、提提取取、转转换换和和显示空间数据的计算机工具。显示空间数据的计算机工具。GISGIS的发展过程：的发展过程：o2020世纪世纪5050年代，提出年代，提出GISGIS概念。概念。o2020世纪世纪7070年代后，年代后，GISGIS朝实用的方向发展。朝实用的方向发展。o2020世纪世纪8080年代，年代，GISGIS普及和推广应用阶段。普及和推广应用阶段。o进入进入2020世纪世纪9090年代，年代，GISGIS深入到各行各业深入到各行各业。硬件部分（图硬件部分（图A A）软件部分（图软件部分（图B B）空间数据空间数据 用户用户 地理信息系统的组成地理信息系统的组成:o地理信息系统的数据层及数据获取地理信息系统的数据层及数据获取利用利用GISGIS表示景观异表示景观异质性质性:A.A.在在GISGIS中不同生态中不同生态学变量以不同数据学变量以不同数据层表示；层表示；B.GISB.GIS表达空间数据表达空间数据的两种基本途径：的两种基本途径：矢量型和栅格型矢量型和栅格型GISGIS在景观生态学中应用在景观生态学中应用 GISGIS的特点的特点:o将将零零散散的的数数据据和和图图像像资资料料加加以以综综合合并并存存贮贮在一起。在一起。o将将各各类类空空间间数数据据和和有有关关属属性性数数据据通通过过计计算算机高效率地联系起来。机高效率地联系起来。o为为经经常常不不断断地地、长长期期地地储储存存和和更更新新空空间间资资料及其相关信息提供一个有效的工具。料及其相关信息提供一个有效的工具。为为空空间间格格局局分分析析和和空空间间模模型型提提供供一一个个有有力力又又较较容容易易操操作作的的技技术术构构架架，从从而而有有利利于于生生态态学学家家采采用用一一些些数数学学和和计计算算机机方方法法上上非非常常复复杂杂的的研研究途径。究途径。提提高高了了某某些些景景观观资资料料的的质质量量，大大大大增增加加了了对对资资料料的的存存取取速速度度和和分分析析能能力力，从从而而促促进进了了景景观观生生态态学学原原理理和和方方法法在在环环境境规规划划和和资资源源管管理理诸诸方方面的实际应用。面的实际应用。景观单元数量关系分析景观单元数量关系分析 通过对景观单元数量关系的分析，可以通过对景观单元数量关系的分析，可以获知一个景观地区的基本结构特征（如不同获知一个景观地区的基本结构特征（如不同景观类型的斑块个数、面积、周长、面积所景观类型的斑块个数、面积、周长、面积所占百分比、平均斑块周长、平均斑块面积），占百分比、平均斑块周长、平均斑块面积），同时可以计算该景观地区的景观多样性指数、同时可以计算该景观地区的景观多样性指数、分维数、破碎度、分离度等一系列指标。分维数、破碎度、分离度等一系列指标。GISGIS在景观空间格局分析中的应用在景观空间格局分析中的应用 *不同类型图件的叠加和再分类不同类型图件的叠加和再分类 *分析不同斑块在空间的分布关系，如分析不同斑块在空间的分布关系，如不同单元之间的距离、邻接性、连通性、不同单元之间的距离、邻接性、连通性、核心区和边缘效应等。核心区和边缘效应等。*进行景观格局对生态过程的敏感性分进行景观格局对生态过程的敏感性分析和模拟，研究不同景观格局对生态过析和模拟，研究不同景观格局对生态过程的影响。程的影响。景观空间格局分析景观空间格局分析缓冲区的设计缓冲区的设计景观规划景观规划 *某一景观类型最佳利用方式的确定某一景观类型最佳利用方式的确定 *对某一景观要素空间位置的选择对某一景观要素空间位置的选择 景观规划与应用景观规划与应用 G GI IS S在在景景观观模模型型中中的的应应用用GPSGPS简介简介 GPSGPS主要由空间导航主要由空间导航系统、地面监测系系统、地面监测系统和用户设备三部统和用户设备三部分组成。分组成。GPSGPS的结构组成的结构组成GPSGPS在景观生态学研究中的作用在景观生态学研究中的作用 GPSGPS技术对景观生态学研究有重要推技术对景观生态学研究有重要推动作用。如用于动物活动行踪的监测，生动作用。如用于动物活动行踪的监测，生境图、植被图及其它资源图的制作，航空境图、植被图及其它资源图的制作，航空照片和卫星遥感图像的定位和地面校正，照片和卫星遥感图像的定位和地面校正，以及环境监测等方面。以及环境监测等方面。