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城市建筑周边绿地景观格局优化方法

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《昆明学院学报》2017年第4期

摘要:现有绿地景观格局优化方法,存在梯度变化不规律、边缘斑块密度不均等缺陷。针对该问题,提出基于窗口移动法的新型城市建筑周边绿地景观格局优化方法,通过确定研究区域与数据来源,以边缘斑块密度、梯度、绿地景观格局化指数为绿地景观格局化指数,确立研究方法。模拟研究环境设计实验结果表明,采用改进格局优化方法可改善城市建筑周边绿地景观格局梯度变化不规律问题;在特定空间分布状态下,还可避免边缘斑块密度不均的现象发生。

关键词:城市建筑;周边绿地;景观格局;优化方法

前言

现有绿地景观格局优化方法,运用数学定量法对城市绿地景观指数进行确定,通过遥感技术分析开放区域的景观格局特点,再结合城市多时相格局的动态变化,对城市化进程中各景观的格局变化进行模拟,最终确定整体景观格局优化方法[1]。这种方式虽然能够大幅度提升城市的景观绿化水平,但在对建筑周边绿地进行景观格局化的过程中,存在梯度变化不规律、边缘斑块不均等缺陷[2]。针对上述问题,设计了一种新型的城市建筑周边绿地景观格局优化方法,通过对待研究区域位置以及数据来源的确定,详细分析该地区的景观分布空间格局以及绿化水平差异,再利用绿地景观格局化指数,确立整个研究过程所使用的方法。通过模拟城市建筑周边的环境设计了对比试验,并通过实验结果证明,该方法确实能够缓解绿地景观梯度变化不规律的问题;并在特定的空间分布状态下,也能防止边缘斑块密度不均现象的发生。

1研究区域的确定与数据来源

选取北京市五环以外的边缘区域作为待研究目标,各基础支持数据均来源于2017年,通过SPOT遥感技术获得的城市映像。研究采用的SPOT遥感技术影像,均属于全色多光谱波段影像,具有10m×2.5m的空间分辨率[3]。为了增强原始影像的清晰度,选用通过1∶150000比例尺绘制的地形图作为影像截取标准。通过最邻近内插法对多项式进行几何精度的校对,使用ERDASImage9.1对获得的遥感图像进行处理,并保证每帧图像的配准误差都要低于0.5个像素单位[4]。为了保证能够真实反映待研究区域的绿地景观特点,采用遥感数据结合研究对象的图像分析方法,并在DefiniensDevelop-er7.0的运行环境下实现影响的研究分析。上述方法可以避免传统方法在结构复杂的城市绿化环境中,因遥感图像分辨率低高而造成精确分类过于盲目现象的发生。上述方法,运用模糊隶属函数对SPOT遥感技术采集到的影像信息进行处理,并通过最近邻函数对处理结果进行分析。通过上述整个过程,完成对北京市五环以外边缘地区草地、水体、林地等6类主要建筑用地的划分,如图1所示。该图应用87.76%的分类精度作为制图依据,0.86作为Kappa系数。在制图过程中,利用北京市社会统计数据作为区域换分标准,并对建筑绿地空间分布进行了插值模拟[5]。

2研究方法的确立

上述过程完成了对待研究区域的确定,为了使测量所得数据更具说服力,通过以下步骤,对绿地景观格局变化指数及分析方法进行确定。

2.1绿地景观格局化指数

运用Frags3.3系统分析景观分类结果的格局定位,因单一指标对城市建筑周边绿地景观格局描述过于单薄,在描述景观水平的过程中,引入了针对面积、蔓延度和形状3个景观特征,边缘斑块密度(PD)、对梯度(ED)和绿地景观格局化指数(DIVI)。

2.2分析方法

为了更加清晰的表示出该区域绿地景观的格局化水平,采用窗口移动法对分布格局进行描述。从整个待研究区域的最左端开始逐渐向右移动,设定每10米为一个单位距离,每次移动10个单位距离。通过公式(1)、(2)、(3)对这10个单位距离内部3个景观特征指数的计算,得到各小区域内部的绿地景观分布格局[8-9]。

3实验结果与分析

选择北京市五环以外边缘区域,6块大小不同的林地作为实验对象,因此,在对该区域进行景观格局检测实验之前,首先要对这6类林地区域进行基础参数的设定。

3.1参数的设定

Rsi指数为瑞利散射指数,瑞利散射是由波长远小于光波长的气体分子,自发地产生散射现象所形成的一种物理现象,该指数对肉眼可见光的影响程度极大。因此,在实验进行前所设置的瑞利散射指数与10-4成正比。此次实验所采集的图像,均为SPOT遥感技术所采集,因此,不同类型景观的高空分辨率与像素都不同。通常情况下,景观区域自身的亮度越高,则经过SPOT遥感采集后图像的像素越大。HSR为所选定区域的面积大小,Pix为大小不同林地区域,经过SPOT遥感技术采集到图像的像素清晰程度。

3.2梯度变化不规律问题的改善

为了验证所提出的方法能够改善梯度变化不规律问题,对该区域内各林地区域进行水平景观格局检测。

3.3边缘斑块密度不均的避免

为了验证所提出的方法,能够避免边缘斑块密度不均现象的发生,对该区域内各林地区域进行竖直景观格局检测。

4结语

为了改善现有绿地景观格局优化方法,存在的梯度变化不规律和边缘斑块密度分配不均的情况,通过对研究区域和数据来源的确定,结合绿地景观格局化指数,提出了一种新型的检测方法,并通过实验证明了该方法确实具有极高的使用价值。

参考文献:

[1]李俊英,施拓,闫红伟,等.基于可达性的沈阳市城市绿地景观格局优化[J].西北林学院学报,2016,31(3):285-290.

[2]雒峰,冯蕾,任鹏成,等.太原城市绿地景观格局动态变化研究[J].山西农业科学,2017,45(5):805-808.

[3]付晖,付广,许先升.海口市公园绿地景观格局及服务功能分析[J].福建林业科技,2016,43(1):120-125.

[4]王秀琳,黄磊昌.城市中心地区绿地景观格局与生态规划设计分析[J].现代园艺,2017(4):75-76.

[5]程素娜,张永彬.唐山城市绿地景观格局[J].河北联合大学学报(自然科学版),2015(1):117-120.

[6]辛悦,孟丽丽.基于Fragstats的城市绿地景观格局分析[J].城市建设理论研究(电子版),2015,5(31).

[7]朱玉果,杜灵通,谢应忠,等.基于GF-1数据的西部小城镇绿地景观格局研究[J].北方园艺,2017(1):88-94.

[8]买提托合提,买提萨依木,阿里木江,等.喀什市绿地景观格局分析[J].遥感信息,2016,31(3):130-135.

[9]马亚鑫,丛辉,周维博,等.西安市土地利用景观格局动态演变及驱动力分析[J].西北林学院学报,2017,32(4):186-192.

作者:齐兰兰1;周素红2;3;闫小培2 单位:1.广东轻工职业技术学院,2.中山大学地理科学与规划学院,3.广东省城市化与地理环境空间模拟重点实验室

昆明学院学报责任编辑:张雨    阅读:人次