一种基于渔网模型的生态安全评价方法

2024-12-02 106次浏览

[0034] 图1本发明的实施例流程图。
[0035] 图2实验样区遥感影像图。
[0036] 图3提取NDVI的建模方法图。
[0037] 图4实验样区NDVI图。
[0038] 图5实验样区土地利用图。
[0039] 图6实验样区渔网模型图。
[0040] 图7实验样区土壤侵蚀图。
[0041]图8实验样区生态安全评价图。
【具体实施方式】
[0042] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0043] 本实施例以贵阳市为研究区，贵阳市地处喀斯特地貌区，因为受岩性影响，适合种植的树种较少、树木生长较慢，城市的自然生态系统较脆弱，对环境的净化能力较低；同时由受人类活动的影响，城市环境灾害频发，土地供给不足，导致城市环境的人口承载能力低，城市的可持续发展潜力小，是一个典型的生态环境脆弱区。
[0044] 现基于渔网模型对贵阳市的生态安全进行评价，参见图1，具体步骤如下：
[0045] 步骤（1)构建状态-压力-响应生态安全评价指标体系，状态指标包括：景观破碎化指数E]g、植被覆盖指数Ezb、净初级生产力指数E,。，压力指标包括人类活动影响指数Erl，响应指标包括土壤侵蚀指数E&，选取研究区进行生态安全评价研究；
[0046] (2)根据步骤（1)中确定的评价指标体系，通过国家地球系统科学数据平台 (http://www.geodata,cn)下载贵阳市的ETM+影像，收集遥感影像数据、行政区划矢量数据和土壤侵蚀矢量数据，利用遥感影像提取土地利用数据和归一化植被指数，利用 ARCGIS10. 0软件创建研究区渔网模型，利用土壤侵蚀矢量数据提取研究区的土壤侵蚀矢量数据；具体是：
[0047] (2. 1)收集遥感影像数据，利用ERDAS9. 2和ARCGIS10. 0对遥感影像进行预处理，主要包括格式转换（TIFF转换为頂G)、波段融合、拼接、掩膜、坐标转换等，得到RSDATA. img(图2)，利用ARCGIS10.0的模型构建器（ModelBuilder)(图3)进行归一化植被指数（NDVI)建模得到归一化植被指数NDVI.grid(图4)，将土地利用类型分为6个大类，分别为耕地、草地、林地、水域、居民建设用地、工矿用地，按照标准假彩色地物解译标志在 ARCGIS10. 0中对遥感影像进行目视解译得到土地利用数据Landuse.shp(图5)。
[0048] (2. 2)通过国家地球系统科学数据平台（http://www.geodata,cn)下载贵阳市行政区划图，利用ARCGIS10.0对行政区划图进行预处理，主要包括定义投影及投影转换等，将行政区划图的投影转换为与遥感影像一致的投影，即参考椭球为克拉索夫斯基，投影方式为阿伯斯，得到行政区划矢量（XZQH.shp)，利用ARCGIS10. 0软件，选择工具箱一数据管理工具，利用创建渔网工具创建渔网，渔网模型范围与行政区划范围一致，渔网大小选择 900mX900m，得到研究区渔网模型（YJQYW.shp)(图6)。
[0049] (2. 3)利用ARCGIS10. 0软件所提供的空间分析工具，即分析-叠加-联合工具将土地利用数据（Landuse.shp)与渔网模型（YJQYW.shp)进行空间分析求并集操作得到了 Land_YW_UN.shp，打开其属性表，使用添加字段按钮添加面积字段，使用"按属性选择"选择需要统计的土地利用类型，选择YJQYW.shp的FID-YJQYW字段作为分类统计的字段，这样就统计出了每个渔网内部的景观破碎指数E]g、植被覆盖指数Ezb、人类活动影响指数EH，计算公式中需要的数值，即单元面积S、单元内斑块个数N、植被面积Szb、建筑用地面积S]z、农用地面积Snt，统计完成后将属性表利用导出工具（Export)导出为土地利用与渔网联合数据（Land_YW_UN.dbf)。
[0050] 再利用ARCGIS10. 0提供的空间分析工具，即空间分析工具-分区-分区统计工具，以YJQYW.shp为区域数据，以NDVI.grid为统计值数据，使用"求和（SUM) "统计方法进行分区统计，这样就统计出了每个渔网内部的净初级生产力指数E,。，计算公式中需要的数值，即单元面积s、ENDVI、统计完成后得到NDVI_YW_UN.grid，利用ARCGIS10. 0提供的数据格式转换工具，即工具箱-转换工具-栅格转面，将NDVI_YW_UN.grid转换为矢量格式即NDVI_YW_UN.shp，转换完成后将属性表利用导出工具（Export)导出为归一化植被指数与渔网联合数据（NDVI_YW_UN.dbf)。
[0051] (2. 4)通过国家地球系统科学数据平台（http://www.geodata,cn)下载研究区土壤侵蚀矢量数据，利用ARCGIS10. 0软件对行政区划图进行预处理，在工具箱下的数据管理工具中选择投影与变换，进行定义投影及投影转换，将土壤侵蚀图的投影转换为与遥感影像一致的投影，即参考椭球为克拉索夫斯基，投影方式为阿伯斯，得到土壤侵蚀矢量数据 (TRQS.shp)(图7)，再利用ARCGIS10. 0软件所提供的空间分析工具，即分析-叠加-联合工具，将土壤侵蚀矢量数据（TRQS.shp)与渔网模型（YJQYW.shp)进行空间分析求并集操作得到了TRQS_YW_UN.shp，打开其属性表，使用添加字段按钮添加面积字段，使用"按属性选择"选择需要统计的土壤侵蚀类型，选择YJQYW.shp的FID-YJQYW字段作为分类统计的字段，从而统计出了每个渔网内部的土壤侵蚀指数计算公式中需要的数值，即单元面积S、不同级别的土壤侵蚀面积即Sqsl、统计完成后将属性表利用导出工具（Export)导出为土壤侵蚀与渔网联合数据（TRQS_YW_UN.dbf)。
[0052] (3)利用步骤（2)中得到的各数据，计算步骤（1)中景观破碎化指数、植被覆盖指数、净初级生产力指数、人类活动影响指数以及土壤侵蚀指数的对应的指标值，将各个指标进行无量纲化处理，并利用ARCGIS10. 0软件将多源异构数据进行融合，并确定各指标的权重，具体如下：
[0053] (3. 1)利用步骤（2. 3)的归一化植被指数与渔网联合数据，按照下式计算净初级生产力指数Ej。，
[0054]
>VI指归一化植被指数，S代表单元面积；
[0055] (3. 2)利用步骤（2. 3)的土地利用与渔网联合数据，按照下式计算景观破碎化指数E]g、植被覆盖指数Ezb、人类活动影响指数Eh、
[0056]
i表单元内斑块个数；
[0057]
Szb指植被面积，W zb指植被权重；
[0058]
Sjz指建筑用地面积，Snt指农用地面积；
[0059] (3. 3)利用步骤（2. 4)的土壤侵蚀与渔网联合数据，按照下式计算土壤侵蚀指数 Etr，
[0060] 土壤侵蚀指数
Sqsl指不同侵蚀级别土地面积； 7-^1
[0061] (3.4)对上述步骤（3. 1)~（3.3)中所得到的各个指标进行无量纲化处理，无量纲化值
其中4指任意指标值;X_指指标最大值，X_指指标最小值，将处理结果按照YJQYW.shp中的FID字段汇总在链接目标.xls中，利用ARCGIS10. 0软件提供的链接和关联数据库工具，即链接（joindata)工具，以步骤（2. 2)的渔网模型YJQYW.shp为源数据，以链接目标.xls为链接目标数据，使用共有的"FID"字段作为链接基准地段，将生态安全评价中需要使用的各指标数据库链接目标.xls链接至评价单元渔网YJQYW.shp中，链接好后使用数据导出

文档序号 : 【 9453310 】

技术研发人员：郭斌
技术所有人：西安科技大学

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郭斌丨西安科技大学