景觀生態(tài)學(xué)數(shù)學(xué)方法PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1 景觀生態(tài)學(xué)數(shù)學(xué)方法景觀生態(tài)學(xué)數(shù)學(xué)方法 第1頁/共86頁 第2頁/共86頁 第3頁/共86頁 第4頁/共86頁 第5頁/共86頁 第6頁/共86頁 第7頁/共86頁 第8頁/共86頁 第9頁/共86頁 Pk: 類型類型k的斑塊在景觀中的面積比例的斑塊在景觀中的面積比例 第10頁/共86頁 Simpson 多樣性指標(biāo)多樣性指標(biāo) 景觀優(yōu)勢度指標(biāo)景觀優(yōu)勢度指標(biāo)(landscape dominance index) 景觀均勻度指標(biāo)景觀均勻度指標(biāo)(landscape evenness index) 第11頁/共86頁 景觀豐富度指標(biāo)景觀豐富度指標(biāo)(landscape richness index

2、) R: 絕對豐富度，絕對豐富度， Rr: 相對豐富度，相對豐富度， Rd: 豐富度密度豐富度密度 m: 景觀中斑塊類型數(shù)，景觀中斑塊類型數(shù)， mmax: 景觀中最大可能類型數(shù)景觀中最大可能類型數(shù) A: 景觀面積景觀面積 第12頁/共86頁 第13頁/共86頁 最大斑塊指標(biāo)最大斑塊指標(biāo)(largest patch index)： 第14頁/共86頁 斑塊面積分布斑塊面積分布(patch area distribution)： 簡單平均值簡單平均值 面積加權(quán)平均值面積加權(quán)平均值 中數(shù)中數(shù) 范圍范圍 標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差 變異系數(shù)變異系數(shù) 第15頁/共86頁 第16頁/共86頁 形狀指標(biāo)形狀指標(biāo)(shap

3、e index) 斑塊形狀指數(shù)斑塊形狀指數(shù) 景觀形狀指數(shù)景觀形狀指數(shù) 第17頁/共86頁 形狀分維指標(biāo)形狀分維指標(biāo)(fractal dimension index) 分維（數(shù)）可以直觀地理解為不規(guī)則幾何形狀的非整數(shù)維分維（數(shù)）可以直觀地理解為不規(guī)則幾何形狀的非整數(shù)維 數(shù)。而這些不規(guī)則的非歐幾里德數(shù)。而這些不規(guī)則的非歐幾里德幾何形狀幾何形狀可通稱為分維?？赏ǚQ為分維。 各種斑塊和景觀具有分維特征。各種斑塊和景觀具有分維特征。 第18頁/共86頁 周長周長-面積分維指標(biāo)面積分維指標(biāo)(perimeter-area fractal dimension 雙對數(shù)回歸分維指標(biāo)雙對數(shù)回歸分維指標(biāo) 第19頁/共

4、86頁 第20頁/共86頁 核心區(qū)指標(biāo)核心區(qū)指標(biāo)(core area index) 核心區(qū)面積百分比核心區(qū)面積百分比(core area percentage to landscape) 獨立核心區(qū)密度獨立核心區(qū)密度(disjunct core area density) 分離 第21頁/共86頁 第22頁/共86頁 接近度指標(biāo)接近度指標(biāo)(proximity index ) 相似指標(biāo)相似指標(biāo)( similarity index) 斑塊具體相鄰地區(qū) 第23頁/共86頁 邊界對比度指標(biāo)邊界對比度指標(biāo)(edge contrast index) 相鄰的 不相似 第24頁/共86頁 斑塊類型層次的總邊界

5、對比度斑塊類型層次的總邊界對比度(total edge contrast index) 景觀層次的總邊界對比度景觀層次的總邊界對比度(total edge contrast index) 第25頁/共86頁 第26頁/共86頁 聚合指標(biāo)聚合指標(biāo)(aggregation index) 分割指標(biāo)分割指標(biāo)(landscape division index) 第27頁/共86頁 聚集度指標(biāo)聚集度指標(biāo)(contagion index) 第28頁/共86頁 第29頁/共86頁 連接度指標(biāo)連接度指標(biāo)(connectance index) 第30頁/共86頁 斑塊粘合度指標(biāo)斑塊粘合度指標(biāo)(patch cohe

6、sion index) 第31頁/共86頁 第32頁/共86頁 第33頁/共86頁 第34頁/共86頁 第35頁/共86頁 第36頁/共86頁 第37頁/共86頁 第38頁/共86頁 第39頁/共86頁 第40頁/共86頁 Z表示某一系統(tǒng)隨機變量，表示某一系統(tǒng)隨機變量，x為空間位置，為空間位置，n為樣本，為樣本，VarZ(x) 為方差，為方差，h為配對抽樣間隔距離，為配對抽樣間隔距離，n(h)是抽樣間距為是抽樣間距為h時的樣時的樣 點對的總數(shù)，點對的總數(shù)，Z（xi）和）和Z（xi+h）分別是）分別是xi和和xi+h點的取值點的取值 。 第41頁/共86頁 自相關(guān)閾值：autocorrelati

7、on range 結(jié)構(gòu)方差：structural variance 塊金方差 nugget variance 基臺值：sill 第42頁/共86頁 的規(guī)律，斑塊大小及尺度特征。 第43頁/共86頁 邊界明顯 變化不規(guī)則，非線性增加 突變在所有尺度上 空間梯度逐漸增加 周期性變化 無空間依賴性 第44頁/共86頁 第45頁/共86頁 第46頁/共86頁 第47頁/共86頁 第48頁/共86頁 第49頁/共86頁 第50頁/共86頁 第51頁/共86頁 第52頁/共86頁 模型的定義模型的定義 第53頁/共86頁 ,預(yù)測預(yù)測 ,增強理解增強理解 ,診斷現(xiàn)有知識中的重要環(huán)節(jié)或薄診斷現(xiàn)有知識中的重要環(huán)

8、節(jié)或薄 弱環(huán)節(jié)弱環(huán)節(jié) ,簡化和綜合的工具簡化和綜合的工具 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化“信息信息”為為“知識知識” ,支持管理和決策支持管理和決策 模型的重要作用模型的重要作用 第54頁/共86頁 數(shù)數(shù) 隨機型模型和確定型模型隨機型模型和確定型模型 第55頁/共86頁 第56頁/共86頁 , 根據(jù)模型所涉及的生態(tài)學(xué)過程和機制 的多少 現(xiàn)象學(xué)模型和機制或過程模型 , 根據(jù)模型的內(nèi)容 干擾傳播模型、復(fù)合種群模型、植被 動態(tài)模型、土地利用變化模型以及生物地 球化學(xué)循環(huán)模型等 第57頁/共86頁 第58頁/共86頁 1.生態(tài)學(xué)建模的一般原理生態(tài)學(xué)建模的一般原理 第59頁/共86頁 第60頁/共86頁 F 格式（柵格或矢量

9、）格式（柵格或矢量） F 柵格的大小或分辨率柵格的大小或分辨率 F 模型變量模型變量 F 變化的算法變化的算法 2.建立景觀空間模型必須確定建立景觀空間模型必須確定 第61頁/共86頁 第62頁/共86頁 建 立 概 念 模 型 （ 1 ） 明 確 地 定 義 所 研 究 的 問 題 （ 2 ） 確 定 建 模 目 的 （ 3 ） 確 定 系 統(tǒng) 邊 界 （ 4 ） 建 立 因 果 關(guān) 系 圖 建 立 定 量 模 型 （ 或 概 念 模 型 的 定 量 化 ） （ 1 ） 選 用 適 當(dāng) 的 數(shù) 學(xué) 方 法 （ 2 ） 確 定 變 量 間 的 函 數(shù) 關(guān) 系 （ 3 ） 估 計 參 數(shù) 值 （

10、 4 ） 編 寫 計 算 機 程 序 （ 5 ） 確 定 模 擬 的 時 間 步 長 （ 6 ） 運 行 模 型 ， 獲 得 最 終 結(jié) 果 模 型 檢 驗 模 型 確 認(rèn) （ m o d e l v e r if ic a tio n ） ： 仔 細(xì) 檢 查 數(shù) 學(xué) 公 式 和 計 算 機 程 序 模 型 驗 證 （ m o d e l v a lid a t in g ） ： （ 1 ） 對 模 型 結(jié) 構(gòu) 和 變 量 間 關(guān) 系 合 理 性 的 檢 驗 （ 2 ） 模 型 輸 出 結(jié) 果 與 實 際 值 的 直 接 比 較 （ 3 ） 模 型 的 敏 感 性 分 析 （ s e n s

11、itiv ity a n a ly s is ） （ 4 ） 模 型 的 不 確 定 性 分 析 （ u n c e r ta in ty a n a ly s is ） 注 ： 這 并 非 意 味 著 一 個 模 型 必 須 要 經(jīng) 過 上 述 多 種 方 法 的 檢 驗 ， 但 多 種 方 法 為 模 型 檢 驗 提 供 了 必 要 的 選 擇 余 地 （ 詳 見R y k iel， 1 9 9 6 ） 。 模 型 的 應(yīng) 用 （ 1 ） 設(shè) 計 和 執(zhí) 行 模 擬 實 驗 （ 2 ） 分 析 、 綜 合 和 解 譯 模 型 結(jié) 果 （ 3 ） 與 生 態(tài) 學(xué) 同 行 或 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 的 對 象 交 流 模 型 結(jié) 果 并 征 求 改 進 意 見 ， 發(fā) 表 論 文 和 專 著 。 第63頁/共86頁 遙感圖像遙感圖像： 空間數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)： 文獻數(shù)據(jù)和統(tǒng)計資料：文獻數(shù)據(jù)和統(tǒng)計資料： 氣象數(shù)據(jù)：氣象數(shù)據(jù)： （一）、數(shù)據(jù)庫的建立（一）、數(shù)據(jù)庫的建立 第64頁/共86頁 第65頁/共86頁 2003年衛(wèi)星影像圖（下） 1988年衛(wèi)星影像圖（上 ） 第66頁/共86頁 第67頁/共86頁 第68頁/共86頁 第69頁/共86頁 第70頁/共86頁 第71頁/共86頁 第72頁/共86頁 第73