遥感和GIS支持下景观最佳观察尺度选择.pdf

遥感和G I S支持下景观最佳观察尺度选择 张东水L 2 兰樟仁1 陈亨霖1 (1．福建省空间信息工程研究中心，福建福州350002：2．福建农林大学，福建福州350002) 摘要：以ASTER遥感影像为数据源，应用地理信息系统技术，对景观最佳观察尺度选择的方法进行了探讨； 确定了“定量化景观指数粒度敏感区间，定性化尺度大小，定性与定量相结合决定最佳观察尺度值”的景 观最佳观察尺度选择模式，并应用该模式对闽江口湿地景观最佳观察尺度进行了确定． 关键词：遥感；GIS：粒度效应：景观尺度选择；湿地 中圈分类号：TP79 文献识别码：A 文章编号： 尺度一般是指对某一物体或现象在空间上或时间上的量度，同时又可指某一现象或过程在空间 和时间上所涉及到的范围和发生的频率．在景观生态学中，空间尺度往往以粒度和幅度来表达，其 中空间粒度(分辨率)是指景观中最小可以辨识单元代表的特征长度、面积或体积(邬建国，2000)．许 多生态学格局随空间尺度不同而显著改变，因此尺度问题是景观生态学的核心问题之一，如何确立 合适的观察尺度是当前景观生态学研究的热点(国庆喜，2004)．分辨率(空间粒度)的不同对于景 观格局的性质和研究工作的进程会产生显著影响(Costanza，1994 Benson，1995)．低分辨率粗 尺度下观察到的均质系统，在高分辨率精尺度下可能会表现出明显的异质性特征．精尺度下进行景 观格局研究时，大量的细节信息和庞大的数据量会增加分析的难度，一些景观生态学的宏观规律性 研究必须在比较粗的尺度上进行，从而避免细节信息的干扰．尺度性是生态系统的自然属性，许多 生态学格局随空间尺度不同而显著改变，因此尺度问题是景观生态学的核心问题之一． 闽江是福建省第一大河流，闽江口湿地在地理位置和水禽种类数量上具有典型性和稀有性，是 我国候鸟南北迁徙的重要中转站．确定合理的观察尺度，对于准确反映闽江口湿地景观演化过程， 评价和保护闽江口湿地具有重要的意义． 1研究方法 1．1研究区概况 闽江发源于武夷山脉，上游有沙溪、富屯溪和建溪3大支流，自话向东流经闽清、闽侯、福州、 长乐，分别从长门水道和梅花水道注入东海，是福建省第一大河流．闽江河口段湿地，西起侯官， 一直到长乐的梅花，118。08 7～120。31’E，25。15 7～26。29’ N，属南亚热带海洋性季风气 候类型，是福建省重要的沿海湿地保护区．在闽江河口段湿地上，生长着禾本科、菊科、灯心草科等植物80 多种，浮游生物t00多种以及40多种鱼类、虾蟹、贝类资源．这个河段水深6米以上的湿地大概有几千公顷，是亚 太地区候鸟迁徙的一个站，每年每个季节都有成千上万只候鸟在这里栖息．像鳝鱼滩起码有lO万多只各种鸟，曾发 现天鹅、世界濒危鸟类黑脸琵鹭、飞鹤等，道庆洲鸟也很多，主要有苍鹭、白鹭以及雁鸭类等(兰樟仁，2004 陈 友玲，2001)． 1．2基础数据来源及预处理 研究采用2003年6月17目的ASTER卫星遥感数据，用ERDAS软件对ASTER数据进行影像合成、 增强、几何精校正处理．根据当地具体情况和遥感影像特征，依据《湿地公约》和《全国湿地资源 基金项目：福建省教育厅科学基金资助项目(JA03018)． 第1作者简介：张东水(1978．)，男。福建农林大学在读硕士研究生，现参与福建省空间信息工程研究中心“闽江口 流域湿地遥感动态监测”项目的研究．E-maii：zhangdongshui@163．com． 70 调查与监测技术规程》确定了潮间海滩、泛洪平原湿地、灌溉水田、河13水域、湖泊、浅海水域、 水库、养殖池塘、永久性河流、沼泽lO类湿地类型．最后在2002年福州地区土地利用图辅助下， 采取有监督分类和人工解译相结合的方法提取湿地类型，得到该景闽江口湿地分类结果图(图1)． 1．3选择最佳观察尺度原理和方 法 大量研究表明，不同景观格局指数 对粒度效应的反应敏感度不同，主要可 分为两类型：一类是对粒度效应反应不 敏感的类型，如景观多样性与均匀性： 另二类是对粒度效应反应敏感的类型， 如景观边缘密度、平均分维数(国庆喜， 2004 申卫军，2003 曾辉，1998)．景 观指数随空间粒度变化是一种临界现 象，当粒度大于或小于临界值时，景现 指数对空间粒度变化非常敏感，变化速 率非常大．通过分维分析、斑块周长面 积比值变化可以用来选择最佳尺度规 图1闽江口湿地分类结果图 律(肖笃宁，2001)．例如：如果某个 Figure 1 The classification results ofthe Minjiang River 生态过程的分维数在不同尺度上保持不变，则可以选择在最易观察的尺度上研究这个过程，然后推 断该过程在其他尺度上的变化(李哈滨，1992)．指数曩墨誉恚萎需：萎老乏二主妻!：