3S技術(shù)在景觀生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用解析課件

3S技術(shù)（RS、GIS、GPS）

在景觀生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用3S技術(shù)（RS、GIS、GPS）

在景觀生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用GIS在景觀生態(tài)學(xué)研究中的應(yīng)用景觀生態(tài)學(xué)中RS與GIS的技術(shù)支撐作用GIS在景觀生態(tài)學(xué)研究中的應(yīng)用3S技術(shù)(RS、GIS、GPS)RS(RemoteSening，遙感)技術(shù)是20世紀(jì)60年代興起并迅速發(fā)展起來的綜合性探測技術(shù)，在航空攝影測量的基礎(chǔ)上，隨著空間技術(shù)、計算機技術(shù)等當(dāng)代科技的高速發(fā)展，以及地學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科發(fā)展的需要，發(fā)展形成的一門新興技術(shù)學(xué)科。GIS(GeographicalInfor-maironSystem，地理信息系統(tǒng))是采集、存儲、管理、檢索、分析和描述整個或部分地球表面與空間地理分布數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。GPS(GlobalPositioningSystem,全球定位系統(tǒng))是美國研制的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，可向全球用戶提供連續(xù)、實時、高精度的三維位置，三維速度和時間信息。景觀生態(tài)學(xué)是一門研究空間格局對生態(tài)過程相互作用的新興交叉學(xué)科，它主要研究景觀的結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)。景觀生態(tài)學(xué)運用生態(tài)系統(tǒng)原理和系統(tǒng)方法進(jìn)行研究，在重視理論建設(shè)的同時，還把地理信息系統(tǒng)等計算機技術(shù)與遙感手段充分結(jié)合，應(yīng)用于其研究目的。3S技術(shù)(RS、GIS、GPS)RS(RemoteSeninRS一、遙感技術(shù)在生態(tài)學(xué)應(yīng)用中經(jīng)歷的階段二、遙感技術(shù)的基本原理三、遙感技術(shù)的優(yōu)點四、遙感數(shù)據(jù)的基本特征五、遙感在景觀生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用方面RS一、遙感技術(shù)在生態(tài)學(xué)應(yīng)用中經(jīng)歷的階段二、遙感技術(shù)的基本原

遙感在生態(tài)學(xué)應(yīng)用中經(jīng)歷的階段航空攝影階段：始于19世紀(jì)后期。從航空攝影向航天攝影過渡的階段：大約從20世紀(jì)50年代至70年代。

航天攝影階段：以各種遙感衛(wèi)星和先進(jìn)的圖像處理技術(shù)為標(biāo)志。

遙感在生態(tài)學(xué)應(yīng)用中經(jīng)歷的階段航空攝影階段：始于19世紀(jì)后遙感技術(shù)的基本原理

指通過任何不接觸被觀測物體的手段來獲取信息的過程和方法。是用光譜掃描儀或紅外掃描儀對地球表面的地物光譜或溫度特征進(jìn)行記錄，通過計算機的數(shù)據(jù)或圖像處理分析地表特征。遙感遙感技術(shù)的基本原理遙感技術(shù)的基本原理指通過任何不接觸被觀測物體的遙感技術(shù)的優(yōu)點

避免研究者對研究對象的直接干擾。

能夠提供大范圍的瞬間靜態(tài)圖像，是生態(tài)學(xué)家目前獲取大尺度上各種生態(tài)和物理信息的主要手段。

提供了大面積重復(fù)觀測的可能，為資料的快速獲取與更新、為多時段的對比研究和動態(tài)分析提供了基礎(chǔ)，是大尺度格局動態(tài)的唯一監(jiān)測手段。

大大拓寬了人類觀測地球的光譜分辨能力。遙感技術(shù)的優(yōu)點避免研究者對研究對象的直接干擾。

可以提供高空間分辨率的資料，可以有效地為景觀生態(tài)學(xué)研究提供所必需的多尺度上的資料。

遙感數(shù)據(jù)一般都是空間數(shù)據(jù)，這也是研究景觀的結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)所必需的數(shù)據(jù)形式。

現(xiàn)代遙感技術(shù)直接提供數(shù)字化空間信息，從而大大地促進(jìn)了景觀生態(tài)學(xué)資料的收集、貯存，以及處理和分析過程，并且使遙感、GIS和計算機模型的密切配合成為必然?？梢蕴峁└呖臻g分辨率的資料，可以有效地為景觀生態(tài)學(xué)研究提遙感數(shù)據(jù)的基本特征航空像片數(shù)據(jù)的空間分辨率反映在像片的比例尺和膠片的靈敏程度上；數(shù)字遙感數(shù)據(jù)對地物記錄的詳細(xì)程度主要反映在空間分辨率上。遙感數(shù)據(jù)的基本特征航空像片數(shù)據(jù)的空間分辨率反映在像片遙感在景觀生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用方面遙感在景觀生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用方面

遙感資料在景觀生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用可以歸納為3類：植被和土地利用分類生態(tài)系統(tǒng)和景觀特征的定量化景觀動態(tài)以及生態(tài)系統(tǒng)管理方面的研究

遙感在景觀生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用方面遙感資料在景觀生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用可以歸納為3類：遙感在景觀生GIS一、概述二、GIS的數(shù)據(jù)層及數(shù)據(jù)獲取三、GIS的功能四、GIS在景觀生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用GIS一、概述GIS是一系列用來收集、存貯、提取、轉(zhuǎn)換和顯示空間數(shù)據(jù)的計算機工具。GIS的應(yīng)用領(lǐng)域包括資源管理、資源配置、城市規(guī)劃和管理、土地信息系統(tǒng)和地籍管理、生態(tài)環(huán)境管理與模擬、應(yīng)急響應(yīng)、地學(xué)研究與應(yīng)用、商業(yè)與市場、基礎(chǔ)設(shè)施管理，網(wǎng)絡(luò)分析、可視化應(yīng)用等各行各業(yè)。其中GIS的應(yīng)用已遍及與地理空間有關(guān)的領(lǐng)域。一方面，GIS具有強大的對空間數(shù)據(jù)的處理和對現(xiàn)實世界的模擬能力，另一方面，又可通過時空模型構(gòu)建，分析空間要素的發(fā)展變化，為咨詢、規(guī)劃與決策提供技術(shù)支持。隨著計算機硬件性能的提高以及面向?qū)ο?、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)挖掘等主流1T技術(shù)的發(fā)展，GIS的應(yīng)用日趨廣泛，已成為城市規(guī)劃、設(shè)施管理和工程建設(shè)的重要工具，同時還進(jìn)入到軍事戰(zhàn)略分析、商業(yè)策劃、移動通信、文化教育乃至人們的日常生活當(dāng)中，其社會地位發(fā)生了明顯的變化，已被公認(rèn)為21世紀(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。概述GIS是一系列用來收集、存貯、提取、轉(zhuǎn)換和顯示空間數(shù)據(jù)的計算GIS的發(fā)展過程：20世紀(jì)50年代，提出GIS概念。20世紀(jì)70年代后，GIS朝實用的方向發(fā)展。20世紀(jì)80年代，GIS普及和推廣應(yīng)用階段。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，GIS深入到各行各業(yè)。GIS的發(fā)展過程：20世紀(jì)50年代，提出GIS概念。硬件部分（圖A）軟件部分（圖B）空間數(shù)據(jù)

用戶

地理信息系統(tǒng)的組成:硬件部分（圖A）地理信息系統(tǒng)的組成:地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)層及數(shù)據(jù)獲取利用GIS表示景觀異質(zhì)性:A.在GIS中不同生態(tài)學(xué)變量以不同數(shù)據(jù)層表示；B.GIS表達(dá)空間數(shù)據(jù)的兩種基本途徑：矢量型和柵格型地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)層及數(shù)據(jù)獲取利用GIS表示景觀異質(zhì)性:GIS在景觀生態(tài)學(xué)中應(yīng)用GIS的特點:將零散的數(shù)據(jù)和圖像資料加以綜合并存貯在一起。將各類空間數(shù)據(jù)和有關(guān)屬性數(shù)據(jù)通過計算機高效率地聯(lián)系起來。為經(jīng)常不斷地、長期地儲存和更新空間資料及其相關(guān)信息提供一個有效的工具。GIS在景觀生態(tài)學(xué)中應(yīng)用GIS的特點:

為空間格局分析和空間模型提供一個有力又較容易操作的技術(shù)構(gòu)架，從而有利于生態(tài)學(xué)家采用一些數(shù)學(xué)和計算機方法上非常復(fù)雜的研究途徑。

提高了某些景觀資料的質(zhì)量，大大增加了對資料的存取速度和分析能力，從而促進(jìn)了景觀生態(tài)學(xué)原理和方法在環(huán)境規(guī)劃和資源管理諸方面的實際應(yīng)用。為空間格局分析和空間模型提供一個有力又較容易操作的技術(shù)

景觀單元數(shù)量關(guān)系分析

通過對景觀單元數(shù)量關(guān)系的分析，可以獲知一個景觀地區(qū)的基本結(jié)構(gòu)特征（如不同景觀類型的斑塊個數(shù)、面積、周長、面積所占百分比、平均斑塊周長、平均斑塊面積），同時可以計算該景觀地區(qū)的景觀多樣性指數(shù)、分維數(shù)、破碎度、分離度等一系列指標(biāo)。

GIS在景觀空間格局分析中的應(yīng)用景觀單元數(shù)量關(guān)系分析GIS在景觀空間格局分析中的應(yīng)3S技術(shù)在景觀生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用解析ppt課件*不同類型圖件的疊加和再分類*分析不同斑塊在空間的分布關(guān)系，如不同單元之間的距離、鄰接性、連通性、核心區(qū)和邊緣效應(yīng)等。*進(jìn)行景觀格局對生態(tài)過程的敏感性分析和模擬，研究不同景觀格局對生態(tài)過程的影響。

景觀空間格局分析*不同類型圖件的疊加和再分類景觀空間格局分析緩沖區(qū)的設(shè)計景觀規(guī)劃*某一景觀類型最佳利用方式的確定*對某一景觀要素空間位置的選擇

景觀規(guī)劃與應(yīng)用緩沖區(qū)的設(shè)計景觀規(guī)劃與應(yīng)用在景觀生態(tài)學(xué)研究中，景觀變量的空間分布、一致性或鄰近度等可以作為輸入?yún)?shù)通過GIS進(jìn)入空間預(yù)測模型；反過來，預(yù)測模型的結(jié)果也可由獨立的數(shù)據(jù)檢驗或重新輸入GIS。在這一過程中，以連續(xù)運用模型，也可把模型作為經(jīng)驗信息或分析技術(shù)來確定合適的變量。

GIS在景觀模型中的應(yīng)用在景觀生態(tài)學(xué)研究中，景觀變量的空間分布、一致性或鄰近度等可以GIS在景觀模型中的應(yīng)用GIS在景觀模型中的應(yīng)用其他應(yīng)用

研究景觀生態(tài)系統(tǒng)的功能和動態(tài)。GIS儲存大量專題數(shù)據(jù)和豐富的程序、模型等，可以通過多層次、多因子的區(qū)域綜合和系統(tǒng)分析，從時間與空間、質(zhì)量與數(shù)量、內(nèi)部與外部、靜態(tài)與動態(tài)、自然與人為等角度綜合認(rèn)識景觀的結(jié)構(gòu)和功能，從而進(jìn)行景觀功能模擬和動態(tài)預(yù)測。

景觀生態(tài)管理。在綜合、系統(tǒng)地對景觀結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)研究之后，依靠GIS專題研究模型，加上專家系統(tǒng)，對景觀生態(tài)特征進(jìn)行評價和管理。

研究全球性問題。景觀生態(tài)學(xué)經(jīng)過發(fā)展和完善，已經(jīng)成為一門涉及生物圈、地理圈和智慧圈等，把人類和環(huán)境統(tǒng)一起來進(jìn)行綜合研究的新興交叉學(xué)科。GIS對此大有可為：第一，有全球性的資源與環(huán)境大容量數(shù)據(jù)庫；第二，綜合了各有關(guān)學(xué)科專家的智慧；第三，有先進(jìn)的信息網(wǎng)絡(luò)支持，可將在物理上離散的各地數(shù)據(jù)庫、模型庫聯(lián)系起來共享；第四，處理數(shù)據(jù)的速度相當(dāng)快，能在自然過程的形成時間之內(nèi)模擬各種可能出現(xiàn)的結(jié)果，并提出對策

。其他應(yīng)用研究景觀生態(tài)系統(tǒng)的功能和動態(tài)。GIS儲存大量專題數(shù)GPSGPS主要由空間導(dǎo)航系統(tǒng)、地面監(jiān)測系統(tǒng)和用戶設(shè)備三部分組成。GPS的結(jié)構(gòu)組成GPSGPS主要由空間導(dǎo)航系統(tǒng)、地面監(jiān)測系統(tǒng)和用戶設(shè)備三GPS在景觀生態(tài)學(xué)研究中的作用GPS技術(shù)對景觀生態(tài)學(xué)研究有重要推動作用。如用于動物活動行蹤的監(jiān)測，生境圖、植被圖及其它資源圖的制作，航空照片和衛(wèi)星遙感圖像的定位和地面校正，以及環(huán)境監(jiān)測等方面。GPS在景觀生態(tài)學(xué)研究中的作用GPS技術(shù)對景觀生

在景觀生態(tài)學(xué)中，常見的研究方法是以遙感影像為數(shù)據(jù)源，使用圖像處理系統(tǒng)對其進(jìn)行分類，獲取相應(yīng)的景觀類型圖，再以GIS軟件為手段，計算斑塊的數(shù)目、面積、周長等斑塊特征，計算各種景觀指數(shù)，以用于進(jìn)行景觀格局分。Rs是以物理手段、數(shù)學(xué)方法和地學(xué)分析為基礎(chǔ)的綜合性應(yīng)用技術(shù)，其最大優(yōu)勢在于強大的數(shù)據(jù)獲取能力。通過該方法可以及時獲得大范圍、多時相、多波段的地表信息，為不同時序上從局域到全球各種現(xiàn)象的綜合分析創(chuàng)造了條件。RS在景觀格局的研究中首先需要根據(jù)研究目的，結(jié)合各種地面調(diào)查數(shù)據(jù)或其它歷史資料，對獲得的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行影像合成與分析處理：然后把經(jīng)過分類處理的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)簡化，將其轉(zhuǎn)換成可用于具體分析過程的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)或圖件；最后以面向用戶的原則將其引入景觀格局模型中，借助數(shù)量分析手段進(jìn)行景觀格局規(guī)律的探討。在景觀生態(tài)學(xué)中，常見的研究方法

在景觀生態(tài)研究中，GIS不僅被用來采集、處理、存貯、管理和輸出景觀數(shù)據(jù)，還用來進(jìn)行景觀空間格局的分析與描述、景觀時空變化動態(tài)分析與模擬、景觀優(yōu)化設(shè)計與管理，以及結(jié)合遙感技術(shù)進(jìn)行景觀信息的自動采集、分析，進(jìn)行景觀圖及各類專題圖的繪制等。GIS不能代替景觀和景觀生態(tài)學(xué)本身的研究工作，但可以加快、加深、加寬其研究內(nèi)容。通常RS與GIS結(jié)合有兩條途，—是GIS作為RS系統(tǒng)或資源衛(wèi)星系統(tǒng)的子系統(tǒng)，可增強遙感信息的處理和分析能力，提高遙感數(shù)據(jù)的分類精