一种利用地理信息系统与遥感技术进行生态功能区划的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种利用地理信息系统与遥感技术进行生态功能区划的方法。其步骤为：第一步获取评价指标信息图层，第二步利用ＧＩＳ软件对各个评价指标进行定量分析评价，第三步区域生态功能综合评价，第四步生态功能分区。其是在生态功能区划中，加入景观评价指标。利用ＲＳ获取实时的地理信息数据，利用ＧＩＳ软件的空间分析与数据处理能力计算输出评价指标的属性值，利用ＶＢＡ编程在Ｅｘｃｅｌ中批量计算出评价值并分类，最后利用ＧＩＳ软件作出生态功能区划结果。本发明专利技术采用全过程定量化分析，定量过程采用规范的计算机操作运算，减少了普通生态区划方法中的主观失误。能够生成客观的生态功能评价结果，得到客观合理的区划结论。

【技术实现步骤摘要】

本方法涉及到生态功能区划领域，具体是指利用GIS (地理信息系统)与RS (遥感)进行生态功能区划的方法。
技术介绍
在生态功能区划中，现有的区划以主观性区划为主，较少吸收采用 高新技术GIS、 RS进行定量化区划。目前利用GIS与RS进行的生态功能区划 大都采用叠置法，即在生态环境单要素区划的基础上，叠置要素区划界限， 确定生态功能区划的基本界限(胡孟春，蒋建国等.黑河流域生态功能区划 及其保护[J].农村生态环境，2002, 1S(1):1 5.)，实现叠置的技术方案是运 用GIS手段通过高程、降水等值线图，土地利用格局图、人口密度图、经 济密度图等反映区域全貌和特征的图谱的叠加，依据生态经济原则，对自 然生态要素与人类经济要素时空变化进行协同分析，揭示出由自然生态和 经济活动相互作用而产生的不同生态经济区域生态脆弱性和退化程度的 地域差异(高群，毛汉英.基于GIS的三峡库区云阳县生态经济区划[J].生态学 报，2003， 23(1):74 81.)。杨景在沙县生态功能区划中以主导因素区划界 线为模板，叠置其它非主导因素区划界线，根据景观生态类型单元完整性 进行修订确定各生态功能小区及其界线(杨景，郑达贤，陈加兵.福建省沙县 生态功能区划.云南地理环境研究，2004(4) :14 17.)。目前也有少量生态功 能区划采用单纯的景观聚类法，例如吴志峰在GIS与景观斑块分析软件 Patch Analyst 2.0支持下计算了珠海各子区的景观特征指数。并进行珠海景观 生态聚类分析，根据聚类分析结果对珠海地区进行景观生态类型区划分(吴志峰. 珠江三角洲典型区景观生态聚类分析.生态环境，2005, 14(1) :63-66)叶延琼在岷 江上游地区的生态区划中同时采用叠置法和景观生态聚类法做出了两种不同的 区划结果，叠置法定性成分多且不能辨别微小的细节，景观生态聚类定量化程度 高但是指标局限于景观指标不能很好的显示功能分区的等级划分(叶延琼，两种 不同生态区划方法在岷江上游地区的应用与比较.生态学报，2006年7月26巻第7 期)。整体而言，目前的GIS与RS法生态功能区划，没有很好的将景观评价指标 与其它生态环境评价指标很好的结合起来，并且区划的定量化程度不高，区 划的整个过程缺少程序化和规范化。
技术实现思路
1. 专利技术目的为了克服目前生态功能区划主观性过强、缺少规范方法的问题，本专利技术 方法提供一种系统规范的GIS与RS生态功能区划方法。可以利用RS手段获取 区域自然地理信息，然后利用GIS的空间分析与数据处理能力对景观评价指 标香农多样性指数SDI、斑块面积变异系数PSCOV以及高程指标、交通指标、开 发度指标进行定量分析评价，得出区域生态功能评价总体结果，并生成生态 功能区划结果。2. 技术方案 本专利技术的技术方案如下第一步获取评价指标信息图层。首先以生态功能区划目标区域的遥感影像数据作为数据源，利用ENVI软 件进行配准校正、降噪增强、数据融合处理后，通过定量解译输出带有区域景观 以及开发用地信息的图层。然后在Mapinfo中利用査询(Query)功能针对遥感解译结果统计不同行政区 域的开发用地占总用地的比例，并作为相应行政区域的开发度值，在Mapinfo中输 入开发度的值最终得到开发度图层。将生态功能区划的目标区域的交通指标(铁路、公路、航道)矢量化的地理 信息，在Arclnfo中利用缓冲区分析功能进行分析(缓冲半径取值见附表1)。将分 析结果转化为ESRI grid格式，并利用栅格叠加分析功能进行叠加计算并自动分 级赋值，得到带有交通指标信息的图层。将生态功能区划目标区域的高程数据利用ENVI软件进行数据的镶嵌，将整 个区域的数据整合在一起，然后利用矢量数据对其进行裁减，进而导出为Geotiff 格式的高程数据图层。第二步利用GIS软件对各个评价指标进行定量分析评价首先利用Mapinfo软件在整个区域范围内构建正方形栅格，单个栅格的面 积与区域面积比为1:450到1:550之间，使栅格覆盖整个区域。并对与区域相 交的栅格进行编号，然后将编号后的评价单元格(栅格)批量转化为ArcMap 可接受的Shape格式。再利用VB生成可运行于ArcMap的批处理命令,在ArcMap中利用评价单元格 (shp)将所有评价指标图层批量切割成栅格文件。 ;再在ArcView中导入带有景观信息的栅格数据，计算其每个栅格的景观评价指 标(SDI、 PSCOV)数值。然后利用ArcMap的空间分析功能，分析计算并提取区域每个单元的高程、 交通指标以及开发度的属性值，并以dbf格式批量导出。利用Excel的VBA编 程批量计算高程、交通指标以及开发度各个单元的平均值，作为每个单元的 评价值。第三步区域生态功能综合评价利用Excel的VBA编程将所有评价指标值，通过最大值最小值法归一化， 并对所有评价指标加权计算(具体权重见附表2)，得到最终的生态功能评价结果。 第四步生态功能分区根据地理学第一定律以及评价结果的二维散点图，进行生态功能分类。在 Mapinfo中将分类结果分级显示，依据地理学第一定律做生态功能分区。利 用Mapinfo划出最终的生态功能区划结果图。表1不同交通方式缓冲半径值<table>table see original document page 6</column></row><table>表2权重分布<table>table see original document page 7</column></row><table>本专利技术指标的选取融入了能反映生态环境现状、生态环境敏感性、生态服务 功能的景观指标，同时结合能够反映生态环境现状、生态服务功能、生态敏感性的高程评价指标以及交通指标与开发度指标。景观评价指标包括以下两类第l类是多样性指数类，本专利技术选取了代表性强的景观多样性指数SDI (Shannon' s Diversity Index),第2类是景观破碎化指数类，本专利技术选取了代表性强的斑块面 积变异系数PSCOV (Patch Size Coefficient of Variance)。 软件版本ENVI 4.2 (The Environment for Visualizing Images ，Research Systems Inc )Mapinfo8. 5 (Mapinfo Professional Version 8. 5 Maplnfo Corporation.) Arcview 3.2a ( Arcview 3.2a Environmental Systems Research Institute, ESRI)Arcinfo 9.0( Arcinfo 9.0 Environmental Systems ResearchInstitute, ESRI) Excel2006 3.有益效果本专利技术方法将景观评价指标香农多样性指数SDI、斑块面积变异系数PSCOV与 生态环境评价指标结合了起来，比现有的生态功能区划指标体系综合性要强。本 生态功能区划方法采用全过程定量化分析，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用地理信息系统与遥感技术进行生态功能区划的方法，其步骤包括：第一步获取评价指标信息图层；首先以生态功能区划目标区域的遥感影像数据作为数据源，利用ＥＮＶＩ软件进行配准校正、降噪增强、数据融合处理后，通过定量解译输出带有区域景观以及开发用地信息的图层；然后在Ｍａｐｉｎｆｏ中利用查询功能针对遥感解译结果统计不同行政区域的开发用地占总用地的比例，并作为相应行政区域的开发度值，在Ｍａｐｉｎｆｏ中输入开发度的值最终得到开发度图层；将生态功能区划的目标区域的交通指标矢量化的地理信息，在ＡｒｃＩｎｆｏ中利用缓冲区分析功能进行分析，将分析结果转化为ＥＳＲＩｇｒｉｄ格式，并利用栅格叠加分析功能进行叠加计算并自动分级赋值，得到带有交通指标信息的图层，将生态功能区划目标区域的高程数据利用ＥＮＶＩ软件进行数据的镶嵌，将整个区域的数据整合在一起，然后利用矢量数据对其进行裁减，进而导出为Ｇｅｏｔｉｆｆ格式的高程数据图层；第二步利用ＧＩＳ软件对各个评价指标进行定量分析评价首先利用Ｍａｐｉｎｆｏ软件在整个区域范围内构建正方形栅格，单个栅格的面积与区域面积比为１∶４５０到１∶５５０之间，使栅格覆盖整个区域。并对与区域相交的栅格进行编号，然后将编号后的评价单元格批量转化为ＡｒｃＭａｐ可接受的Ｓｈａｐｅ格式；然后利用ＶＢ生成可运行于ＡｒｃＭａｐ的批处理命令，在ＡｒｃＭａｐ中利用评价单元格ｓｈｐ将所有评价指标图层批量切割成栅格文件；再在ＡｒｃＶｉｅｗ中导入带有景观信息的栅格数据，计算其每个栅格的景观评价指标数值；再利用ＡｒｃＭａｐ的空间分析功能，分析计算并提取区域每个单元的高程、交通指标以及开发度的属性值，并以ｄｂｆ格式批量导出，利用Ｅｘｃｅｌ的ＶＢＡ编程批量计算高程、交通指标以及开发度各个单元的平均值，作为每个单元的评价值；第三步区域生态功能综合评价利用Ｅｘｃｅｌ的ＶＢＡ编程将所有评价指标值，通过最大值最小值法归一化，并对所有评价指标加权计算，得到最终的生态功能评价结果；第四步生态功能分区根据地理学第一定律以及评价结果的二维散点图，进行生态功能分类，在Ｍａｐｉｎｆｏ中将分类结果分级显示，依据地理学第一定律做生态功能分区，利用Ｍａｐｉｎｆｏ划出最终的生态功能区划结果图。...

【技术特征摘要】
1.一种利用地理信息系统与遥感技术进行生态功能区划的方法，其步骤包括第一步获取评价指标信息图层；首先以生态功能区划目标区域的遥感影像数据作为数据源，利用ENVI软件进行配准校正、降噪增强、数据融合处理后，通过定量解译输出带有区域景观以及开发用地信息的图层；然后在Mapinfo中利用查询功能针对遥感解译结果统计不同行政区域的开发用地占总用地的比例，并作为相应行政区域的开发度值，在Mapinfo中输入开发度的值最终得到开发度图层；将生态功能区划的目标区域的交通指标矢量化的地理信息，在ArcInfo中利用缓冲区分析功能进行分析，将分析结果转化为ESRI grid格式，并利用栅格叠加分析功能进行叠加计算并自动分级赋值，得到带有交通指标信息的图层，将生态功能区划目标区域的高程数据利用ENVI软件进行数据的镶嵌，将整个区域的数据整合在一起，然后利用矢量数据对其进行裁减，进而导出为Geotiff格式的高程数据图层；第二步利用GIS软件对各个评价指标进行定量分析评价首先利用Mapinfo软件在整个区域范围内构建正方形栅格，单个栅格的面积与区域面积比为1∶450到1∶550之间，使栅格覆盖整个区域。并对与区域相交的栅格进行编号，然后将编号后的评价单元格批量转化为ArcMap可接受的Shape格式；然后利用VB生成可运行于ArcMap的批处理命令，在ArcMap中利用评价单元格shp将所有评价指标图层批量切割成栅格文件；再在ArcView中导入带有景观信息的栅格数...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱瑜，戴明忠，唐征，赵胜豪，王亚伟，肖微炜，陆根法，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]