一种基于渔网模型的生态安全评价方法

2024-12-02 108次浏览

工具（Export)将数据导出为结果.shp, 完成了多源异构数据的融合。
[0062] (3. 5)利用AHP层次分析方法确定景观破碎化指数、植被覆盖指数、净初级生产力指数、人类活动影响指数和土壤侵蚀指数的权重分别为〇. 15、0. 15、0. 25、0. 25、0. 2。
[0063] (4)利用步骤（3)计算得到的净初级生产力指数、景观破碎化指数、人类活动影响指数、植被覆盖指数、土壤侵蚀指数和权重，计算出该研究区的生态安全评价指数ESEI并绘制相关评价图，具体是：
[0064] (4. 1)利用ARCGIS10. 0加载结果.shp，打开其属性表，使用添加字段（AddField) 添加生态安全评价字段，即ESEI字段，使用FieldCalculator工具按照下式计算得到生态安全评价指数ESEI，
[0065]ESEI=EjcXffjc+EjgXffjg+EzbXffzb+ErlXffrl+EtrXfftr
[0066] 其中％。为净初级生产力指数的权重，W jg为景观破碎化指数的权重，Wzb为植被覆盖指数的权重，Wh为人类活动影响指数，W&为土壤侵蚀指数。
[0067] (4. 2)利用ARCGIS10. 0的制图模板（LayoutView)进行生态安全专题图的制作，加载流域图层和结果.shp，进行地图的整饰，添加必要的地图要素，指北针、比例尺、经炜网、图名和图例，最终得到了实验样区生态安全评价图（图8)。
[0068] 结合生态安全评价图可以看出，贵阳市被分成2956个90米X90米的渔网单元，生态安全评价指数ESEI最大为70. 98,最小为4. 08,ESEI越大说明生态安全状况越好，越小说明生态安全状况越差。
[0069] 利用ARCGIS10. 0提供的重分类方法将ESEI划分为5个级别，即ESEI值从4. 08 至IJ25,为极不安全区，共包含635个渔网单元，主要分布在中部地区；ESEI值从25到35,为较不安全区，共包含779个渔网单元，主要分布在中部地区；ESEI值从35到45,为安全区，共包含895个渔网单元，主要分布在中部和南部地区；ESEI值从45到60,为较安全区，共包含619个渔网单元，主要分布在北部和南部地区；ESEI值从60到70. 98,为极安全区，共包含28个渔网单元，主要分布在北部和南部地区。从土地利用结构来看，以草地、林地为主要土地利用结构的生态安全状况最好，生态系统结构完整，外部压力小，生态系统的生态功能完善，体系稳定。以农田和建筑用地为主要的土地利用类型生态安全受人类活动影响较大，外界压力大，敏感地带较多，等级差异较大。从研究区的各个安全状况的分布数量来看，极安全区的区域最少，占总面积的百分比最小，说明实验样区的生态安全水平相对较低，因此，该市在今后的城市发展过程当中，应该着重关注不安全区域的生态规划和生态恢复。
【主权项】
1. 一种基于渔网模型的生态安全评价方法，其特征在于由W下步骤组成： (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Eri,响应指标包括±壤侵蚀指数Ew选取研究区进行生态安全评价； (2) 根据步骤（1)中确定的评价指标体系，收集遥感影像数据、行政区划矢量数据和± 壤侵蚀矢量数据，利用遥感影像提取±地利用数据和归一化植被指数，利用ARCGIS10.O软件创建研究区渔网模型，利用±壤侵蚀矢量数据提取研究区的±壤侵蚀矢量数据；做利用步骤似中得到的各数据，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^及±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.O软件将多源异构数据进行融合，并确定各指标的权重； (4)利用步骤（3)计算得到的净初级生产力指数、景观破碎化指数、人类活动影响指数、植被覆盖指数、±壤侵蚀指数和权重，计算出该研究区的生态安全评价指数ESEI并绘制相关评价图， ESEI=E,EXW,E+E,gXW,^zbXWzb+EriXWri+EtrXWtr 其中：W，。为净初级生产力指数的权重，W,g为景观破碎化指数的权重，W,b为植被覆盖指数的权重，Wfi为人类活动影响指数，W,.为±壤侵蚀指数。2. 根据权利要求1所述的基于渔网模型的生态安全评价方法，其特征在于：所述步骤 (2) 具体由W下方法实现： (2. 1)收集遥感影像数据，按照常规方法进行数据预处理，计算归一化植被指数NDVI，并按照标准假彩色解译标志对遥感影像进行目视解译得到±地利用数据； (2. 2)收集行政区划矢量数据，利用ARCGIS10.O软件提供的创建研究区渔网，确定研究区渔网模型； (2.3) 步骤化2)的研究区渔网模型，分别与步骤（2. 1)的归一化植被指数、±地利用图在ARCGIS10.O软件支持下对应进行分区统计分析和空间叠加分析，分别得到±地利用与渔网联合数据、归一化植被指数与渔网联合数据； (2.4) 收集±壤侵蚀矢量数据，利用ARCGIS10.0软件进行预处理，结合步骤化1)的 ±地利用数据，在ARCGIS10.O软件支持下进行空间叠加分析，得到±壤侵蚀与渔网联合数据。3. 根据权利要求1所述的基于渔网模型的生态安全评价方法，其特征在于：所述步骤 (3) 具体由W下方法实现： (3. 1)利用步骤化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E，。，NDVI指归一化植被指数，S代表单元面积； (3. 2)利用步骤化3)的±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E,b、人类活动影响指数Efi、N代表单元内斑块个数； 6S,b指植被面积，W,b指植被权重；-寺 Sj,指建筑用地面积，SM指农用地面积； (3.3)利用步骤化4)的±壤侵蚀与渔网联合数据，按照下式计算±壤侵蚀指数Ew上壤侵蚀指数'5。,1指不同侵蚀级别±地面积； (3. 4)对上述步骤化1)~化3)中所得到的各个指标进行无量纲化处理，并结合步骤 (2)所创建的研究区渔网模型，对渔网内的每个指标数值进行统计，得到每个网格内部的指标值，从而完成多源异构数据的融合； (3. 5)利用层次分析法确定步骤化1)~（3. 3)中所得到的各个指标的权重。4. 根据权利要求1或2所述的基于渔网模型的生态安全评价方法，其特征在于：所述归一化植被指数NDVI是由下式计算得到：,NIR为近红外波段，R为红光波段。5. 根据权利要求1或3所述的基于渔网模型的生态安全评价方法，其特征在于：所述无量纲化处理是通过下式计算各指标所对应的无量纲化值，具体公式为：?其中：Xi指任意指柄值；Xmax指指柄最大值，Xmi。指指标最小值。
【专利摘要】本发明涉及一种基于渔网模型的生态安全评价方法，其是利用遥感技术、ARCGIS10.0和全球定位系统，在数据采集、编辑与预处理的基础上，利用渔网模型对生态安全评价指标进行多源异构数据的融合，采用渔网单元作为生态安全的评价单元，应用ESEI指数进行生态安全的综合评价，本发明有别于同类研究中常采用行政区、流域、景观等作为评价单元，采用单一的数据模型(栅格或矢量)进行生态安全评价,以渔网单元为评价单元有助于揭示行政区、流域或景观内部的生态安全差异，以渔网为数据模型有助于对多源异构数据进行融合，可以进一步提高生态安全评价的客观性，对生态环境的永续利用具有重要理论与应用意义。
【IPC分类】G06F19/00
【公开号】CN105205330
【申请号】CN201510641361
【发明人】郭斌
【申请人】西安科技大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月30日

文档序号 : 【 9453310 】

技术研发人员：郭斌
技术所有人：西安科技大学

备注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
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郭斌丨西安科技大学