GIS在景观生态学中的应用
GIS在风景园林规划设计中的应用
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分析流程图：
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●2.GIS 用于城市适宜建设用地数量和空间分 布的分析
● 城市的土地规划要考虑到地质地形、水 文、现状土地利用情况、人口分布、交通条 件等因素，进行多因素的空间分析。
● 分析的方法主要有叠加分析、缓冲区分
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案例分析：深圳市梧桐山风景区中心景区
深圳市梧桐山风景区位于深圳市,是莲花山脉的 余脉,历史上一直人烟稀少。
1.地形地势分析
2.坡度分析
不同土地利用类型要建立在不 同坡度的地域内,因此要考虑分析地 域坡度。
梧桐山中心景区TIN模型
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（1）青藏高原数字 冰缘地貌提取
数字地形模型
(Digital Terrain Model , 简称DTM) 。是地形表面形 态属性信息的数字表达,是 带有空间位置特征和地形 属性特征的数字表达。
数字高程模型
(Digital Elevation Model ,简称DEM) 。是将 数字地形模型的地面特征 用于描述地面高程,这时的 DTM被称为 “数字高程模 型”,简称DEM。
3.实现数据的动态显示
4.有利于资源共享和成果发布
GIS数据参照同一空间坐标，使得数据具 有通用性，不同领域可共享数据和结果，各部 门之间可以集成支持整个项目的战略决策。
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GIS支持下的风景区规划设计过程
●1.前期调查阶段
●主要是风景区的风景资源的调查、分析评价与基础资料的收集 汇编，并为风景区的规划布局提供技术支持。资料输入计算机 初步建成风景区规划的基础信息库，这是GIS辅助规划的基础。
GIS在生态规划中的应用概况分析
０
果的实际分析过程异常复杂 ， 让景观 规划在 实际应用 中的发展 十 分缓慢ｌ５。１６ ， 拿大政府开 发 出了世界 上第一个 具有 实 １ｊ ９ ２年 加 － 用价值的地 理信息系统—— 加拿大地理信息系统 （ ＧＩ） 自此 地 Ｃ Ｓ， 理信息系统 就以其庞 大 的数据处 理 功能 以及 制图 功能在很 多 领
收 稿 日期 ：０ ６０ ． ２ ０ ．５叭
作者简介 ： 方晓玉（ ９ ２ ， ， １ ８ ．）女 北京林业大学园林植物与观赏 园艺专业硕士研究生 ， 北京 李湛东（ ９ ５ ， ， １ ６ ．）男 硕导 ， 副教授 ， 北京林 业大学 ， 北京 １ ０ ８ ００３
图 ２ Ｇ Ｓ应 用分类圈 Ｉ
士、 博士后及 硕士研究 生论 文 ， 的收录 能够 反映 目前高 校学 生 它
学术上 的动态变化 。在 本次研 究 中分 别使 用 “ Ｓ 和 “ 理信 息 ＧＩ” 地
系统 ” 在题名和关键词进行检索 ， 共检 索到 ４ ０篇 学位论 文 ， 中 ８ 从 挑选 出其在 生态方 面的应用文献 ９ 。 ８篇
问题 ， 苏格兰植物学家 和规划 师 Ｐ ｔｃ ｅｄｓ １ ５ ～１ ３ ） 在 ａ ｉ Ｇ ｄ ｅ（８ ４ ９ ２ ， ｒｋ
２ １ 景 观格局 分析 ．
此方面 的研 究主要是 以景观生态 学为理念 ， 先将 研究区域按
照研究尺度及 目的进行 景观类型分类 ， 如马 明国等 以金 塔绿洲 譬 规划领域率先 提出了“ 先调查后规划 ” 的规 划理念 ， 国景 观之父 美 为例所做 的干旱 区绿洲 景观格局变 化研究 ， 根据 研究 区为地势平 Ｏｌｓｅ ｍ ｔｄ以及 Ｅｉｔ ｌ 等在 城 市与 区域绿 地 系统 和 自然保 护系 统 的 ｏ 坦 、 优 良、 土质 连接成 片和易于开垦 等特点 ， 依据 以农 业为主的分 规划上也做 了有效的尝试 ， 世 纪 ６ ２ ０ ０年代 Ｍｃ ａ 的《 Ｈｒ ｇ 设计 结合 类原则并兼顾景观 斑块 利用 途径 ， 将研究 区域 划分 为 ： 浇地 与 加 水 ∞ ∞ ∞ ∞ 自然 》 一书的 出版更是让生态规划理 念迅 速崛起。但鉴 于规划 尺 ∞ 农林复合 区、 旱地 、 ∞ 加 灌木林 、 ∞ 、 ０ 居 民点用地 、 林地 、加 ∞ ∞ 园地 加 城镇 水域 、 沙
基于GIS的土地利用景观格局空间分析研究——以云南省泸西县白水镇为例
无序 的 土地利 用 景观 中发 现潜 在 的有序 规律 ，揭 示 区域 土地 利用 景 观格 局 的 空 间分 布 状 况 ，为促 进 区
域 土地 资源 的高 效利 用 和 土地 生 态环 境 的保 护提 供 重要 参 考 。 当 前 ， 景 观 格 局 的 研 究 主 要 集 中 在 两 方
划 、维护 土 地 生 态 安 全 、促 进 土 地 资 源 可 持 续 利
用 、实现 人地 和 谐发 展具 有 重 要 意义 ，对 进 行新 一 轮 的土地 利用 生 态规 划 也具 有重 要 的示 范 意 义 和理
论意义。
观规 划 、设计 和管理 等 领 域 发挥 重 要作 用 Ｊ ，加 强
通讯作者 ．
云南地理环境研究
第２ ２卷
分 析 ，通 过对 景 观格 局 的动态 分析 能 够 更好 地 揭 示 景 观格 局演 变 的规律 ，预 测未来 景观 的变 化趋 势 。
由于景 观 生 态 学 研 究 所 特 有 的 大 时 空 尺 度 特 征 、试验 困难 、跟踪 调查 时 间 长 、花 费 大 等 问题 不
格局 的 静 态 分 析 ，是 产 生 空 间 景 观 格 局 的 主 要 原 因 ，其 主要 是 时 间 异 质 性 的反 映 ，同时 也 是 景
观格 局演 变 的基 础 。时 间异 质 性 是 景观 格 局 的动 态
收 稿 日期 ：２ １ ０ ０—０ ５—０ ７；修 订 日期 ：２ １ ０ ０ ０— ６—１ ． ７
景观 生 态学 起源 于 土地 研 究 ，研 究 对 象 是 土地
在 区域 土地景 观 空 间格 局 分 析 与功 能评 价 ，以及 景
GIS技术在环境保护中的应用案例分析
GIS技术在环境保护中的应用案例分析近年来，环境污染日益严重，环境保护成为当今社会关注的焦点。
地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）作为一种强大的信息技术工具，在环境保护中发挥着重要作用。
本文将通过分析实际案例，探讨GIS技术在环境保护方面的应用，旨在突显其重要性和潜力。
一、境内水环境保护案例水是生命之源，保护水资源对于维护生态平衡和人类健康至关重要。
某市利用GIS技术进行水环境保护方面的工作，通过数字化高程模型和水文数据建立了水源地分布图。
通过GIS技术，可以实时监测水源地的水质状况，判断是否发生污染，并及时采取相应措施。
同时，该市还利用GIS技术进行水体污染源的定位和追踪，准确找出污染物的来源，加强监管和治理。
二、城市空气质量监测与治理案例城市化进程的加速增加了大气污染的风险，监测和治理城市空气质量成为各大城市的重点任务。
某大城市利用GIS技术开展了城市空气质量监测与治理工作。
首先，通过GIS技术建立了空气质量监测站点分布图，全面监测城市各区域的空气污染情况。
其次，利用GIS技术模拟城市大气污染的扩散情况，预测可能出现高污染区域。
最后，结合GIS技术和大数据分析，形成空气质量动态监测报告和治理建议，为相关政府部门提供决策依据。
三、自然环境保护案例保护自然环境是人类的责任和义务。
某自然保护区运用GIS技术进行生物多样性保护工作。
首先，利用GIS技术建立了自然保护区的地图数据库，记录自然保护区的生境类型、动植物分布等信息。
其次，通过GIS技术，对自然保护区内的物种进行动态监测，并进行生态模型分析，为生物多样性保护提供科学依据。
最后，结合GIS技术和遥感技术，实现了对自然保护区植被覆盖度的监测和评估，为植被恢复和保护提供指导。
四、应急环境监测与响应案例环境突发事件对人类和自然环境都带来极大的威胁，及时监测和响应成为保护生命安全的关键。
某应急管理部门运用GIS技术开展应急环境监测和响应工作。
《景观生态学》课程教学大纲
《景观生态学》课程教学大纲
一、课程信息
二、课程目标
通过本课程的学习，学生应具备以下几方面的目标：
1.了解景观生态学的发展历史、数量方法及遥感和地理信息系统在景观生态学中的应用。
2.理解景观生态学的一般概念、景观结构、生态过程和景观的动态变化。
3.掌握景观生态学在生物多样性保护、土地持续利用和全球变化中的应用。
4.培养学生对景观设计进行优化利用的能力。
5.培养学生系统全面分析景观格局与生态过程的关系。
6.培养学生对景观进行准备全面评价的能力，并能提出合理改造的建议。
7.提高学生的环境保护意识，培养学生的敬业精神。
三、教学内容与预期学习成效
四、成绩评定
五、课程教材及主要参考书
1.建议教材
肖笃宁李秀珍等编著.《景观生态学（第二版）》，科学出版社，2020年版.
2.主要参考书
(1)傅伯杰，陈利项编著.《景观生态学原理及应用（第二版）》，科学出版社，2019年版.
（2）邬建国编著.《景观生态学——格局、过程、尺度与等级（第二版）》，高等教育出版社，2007年版.。
景观生态分析实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过野外实地调查和室内数据分析，了解并掌握景观生态学的基本原理和方法，分析特定区域景观格局及其生态功能，评估景观生态风险，并提出相应的生态保护与恢复建议。
二、实验地点与时间实验地点：湖北省宜昌市中心城区实验时间：2023年10月三、实验材料与仪器1. 材料与样品：- 地形图、遥感影像、土地利用现状图- 地表植被样方、土壤样品、水样2. 仪器设备：- 全站仪、GPS定位仪、无人机、数码相机- 地形测量仪、土壤养分测定仪、水质检测仪- 计算机软件（ArcGIS、SPSS等）四、实验方法1. 数据收集：- 利用遥感影像和地形图，获取实验区域土地利用现状、地形地貌等信息。
- 利用无人机采集高分辨率影像，分析景观格局特征。
- 通过实地调查，获取植被样方、土壤样品、水样等数据。
2. 景观格局分析：- 利用ArcGIS软件，分析实验区域景观格局特征，包括斑块密度、景观多样性、景观均匀度等指标。
- 分析不同土地利用类型之间的空间分布关系。
3. 生态风险评价：- 利用生态风险评价模型，评估实验区域景观生态风险，包括土壤侵蚀、生物多样性丧失、生态系统服务功能退化等方面。
4. 数据分析与结果：- 利用SPSS软件对实验数据进行统计分析，分析景观格局与生态风险之间的关系。
- 结合实地调查结果，提出相应的生态保护与恢复建议。
五、实验结果与分析1. 景观格局分析：- 实验区域土地利用类型主要为城市建成区、农田、林地、水域等。
- 景观格局分析结果显示，城市建成区斑块密度较高，农田斑块密度较低，林地和水域斑块密度适中。
- 不同土地利用类型之间存在明显的空间分布关系，如城市建成区与农田之间存在过渡带。
2. 生态风险评价：- 生态风险评价结果显示，实验区域土壤侵蚀风险较高，生物多样性丧失风险中等，生态系统服务功能退化风险较低。
- 土壤侵蚀风险主要源于城市建成区扩张和农田水土流失。
- 生物多样性丧失风险主要源于城市建成区扩张和林地的破碎化。
景观生态学的几个热点问题
城市景观的物流能流(H T Odum 蓝盛芳译，1992)
格局与过程相互作用 景观单元的空间配置影响其内部的生态过程 景观格局是由于镶嵌体上的其它过程产生 景观格局与生态过程相互影响协同进化
景观生态学的任务 描述景观 解释和理解其中的生态过程 跟踪景观动态 分析不同文化背景下的景观格局,以便更好地 理解景观本身的格局动态，并实施管理。
需要考虑的生态系统特征
组分：当前物种和它们的相对丰富度 结构：土壤和植物组分的垂直配置 格局：生态系统组分的水平配置 异质性：特征1-3的复杂变化 功能：基本生态过程的表现（能量、水分、和 养分输运） 种间作用：包括授粉，种子散布等 动力学和恢复力：演替规律、恢复力
景观生态恢复步骤：I
发现问题： 生物分布变化：物种消失、生物入侵 景观流的变化：物种运动、水分和养分运动 美学价值变化：宜人景观类型的减少
景观生态学与生物保护
生态保护起因： 生物多样性丧失 生态系统服务功能降低：稳定性和生产力 生态环境恶化：水、土、气
必须及时采取措施阻止退化、恢复生态系统
生态保护对策： 首先，保护残存生境 其次，生态系统管理 第三，生态系统恢复
长期保存一个物种： 遗传学及其种群生态学特性 所在的生态系统及相关生态过程
廊道corridor—不同于两侧基质的狭长地带。
基质matrix —是景观中范围广阔、相对同质且 连通性最强的背景地域，很大程度上决定着景 观的性质。
岷江干旱河谷
景观格局landscape pattern
景观的构成组分及其空间分布形式。
不同的景观格局是不同动力学机制的产物，也 是不同景观功能的基础。
在缺乏景观发生发展历史资料的情况下，从现 有景观格局出发，可以对景观格局与功能过程 之间的关系进行描述。
GIS支持下的黄土高原土壤景观生态信息系统研究
前 言
景观 的观点 或方法 应用 于土 壤 学是 近年 来 土壤
学研究 的趋势 ， 是对 土壤学 的进一 步 发展 ， 壤 学研 土 究在 景观 尺 度 上 将 会 促 进 一 些 重 要 环 境 问 题 的解 决¨ Ｊ 。而景 观是 一个 宏 观 系统 ， 观 测 尺 度 要 比 其 土壤学 其它 分支 大得多 ， 大量 空 间数据 的获取 、 析 分 和处理 是景 观尺度 研究 的重要 特 征 Ｊ 。地理 信 息系
ＧＳ支 持 下 的黄 土 高原 土壤 景 观 生态 信 息 系统研 究 Ｉ
李斌 张金 屯 ，
（． １ 中北大学 化 工与环境学 院， 山西 太原 ０ ０ ５ ；． ３ ０ １２ 北京师范大学 生命科学学院 ， 北京 １０ ７ ） ０ ８ ５
摘
要： 地理信 息 系统 具有对 空间数 据的存贮和管理能 力， 还提供 强大的 空间分析 手段 ， 满足 了土壤 景观 生态
研 究往往要分析 大量的庞杂的 空间信 息的要 求。本 文利 用地理信 息 系统技 术在黄土 高原 土壤景观 生 态学研 究 中开展 了土壤 景观 生态信息 系统方 面的应 用研 究， 建立 了《 土 高原 土壤 景观 生 态信 息 系统》 分析 了黄 土 并 黄 ， 高原土壤景观 生态信 息 系统 的技 术特征 ， 并对 建立黄土高原土壤 景观 生态信息 系统的一些 问题进 行 了探 讨 ， 为 黄土 高原土壤 景观 生态学研 究提供科 学依据 。 关键词 ： 地理信息 系统 ； 土壤景观 生态 ； 土高原 黄
ｐ ｒ ｓｕ ｙｏ ｓａ ｌ ｈｎ ｏｌｌｎ ｓ ａ ｅｅ ｏｏ ｎｏｍａｉｎ ｓｓｅ ｉ ｏ ｓ ｌｔａ ｒ ｎ ｌｚｄ ｂ ｓｎ Ｓ Ｔ ｅ ｔｃ ｎ ｃ ｌ ｅ ，ｔ ｄ ｎｅ ｔｂｉ ｉｇｓ ｉ ａ ｄ ｃ ｐ ｃ ｌｇ ｉｆｒ ｔ ｙ ｔｍ ｎ Ｌ ｅｓＰ ａｅ ｕ ａｅ ａ ａｙ ｅ ｙ ｕ ｉｇ ＧＩ ． ｈ ｅ ｈ ｉａ ｓ ｙ ｏ ｃ ａａ ｔｒ ｆｔｅｓ ｉ ｌｎ ｓ ａ ｅｅ ｏｏ ｎｏ ａｉｎｓ ｓｅ ｉ ｏ ｓ ｌｔａ ｒ ｎ ｌｚ ｄ ｏ ｒｂｅ ｅｅ ａ ｔ ｏｔｅｅ ｔｂ ｉ — ｈ ｒｃｅｓｏ ｏｌ ａ ｄ ｃ ｐ ｃ ｌｇ ｉｆｒ ｔ ｙｔｍ ｎＬ ｅｓＰ ａｅ ｕａｅａ ａｙ ｅ ．Ｓ ｍｅｐ ｏ ｌｍｓｒｌｖ ｎ ｈ ｓａ ｌ ｈ ｈ ｙ ｍ ｏ ｔ ｓ
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GIS在景观生态学中的应用
摘要：本文简要介绍了，地理信息系统的概念、特点，景观生态学的概念。
详细介绍了GIS技术并在景观数据的来源、景观空间格局分析、景观生态监测、
评价与管理、景观空间模拟、景观生态规划等研究中的作用。随着 GIS 技术的
不断发展, GIS技术在很大程度改变了生态学家开展研究的方式，同时也逐渐成
为景观生态学的特征之一。
关键词：地理信息系统；景观生态学；GIS
1.引言
地理信息系统（Geographical information system，简称GIS）自上世纪60年
代由加拿大的Roger F．Tomlinson创立以来，经过多年的发展，现已成为一项比
较完善、实用并已涉入商业领域的应用性技术。在最近30多年内取得了惊人的
进展，功能不断扩展完善，越来越显示出强大的生命力以及非常广阔的应用前景，
目前已被广泛应用于城市规划、交通运输、农业生产、自然资源调查、生态环境
评估、公共设施管理等多个领域。
我国地理信息系统的应用始于年代, 在陈述彭院士的积极倡导下发展较快。
地理信息系统的研究深入到科研和教学诸多领域, 开发出了一些适合中国国情
的软件系统, 其中一些较为完善的软件已开始步入商业化阶段。随着社会主义市
场经济的建立和完善, 地理信息系统作为一种技术将给诸多学科带来新的发展
契机,尤其对于处在生态学与地理学之间的边缘交叉学科—景观生态学的发展意
义更为深远。
2.地理信息系统与景观生态学
地理信息系统(Geographic Information System ．简称为GIS)是对与地理环境
有关的问题进行分析和研究的一门学科。它利用计算机建立地理数据库，将地理
环境的各种要素及其地理空间分布状况和所具有的属性数据，进行数字存储，建
立有效的数据管理系统．通过对各种要素的综舍分析，方便快速地获得信息，并
以图形和数字方式表示结果，满足应用或研究的需要。
GIS具有如下3个特征：(1)具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能
力；(2)以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有区域空间
分析和动态预测的能力； (3)在计算机系统的支持下，完成空间地理数据管理、
分析和决策。计算机支持是地理信息系统的重要特征，使地理信息系统能够快速、
精确、综合地对复杂的地理系统进行空间定位和动态分析过程。
3.地理信息系统在景观生态学中的应用
地理信息系统、遥感、全球定位系统等计算机与空间技术的发展与应用为景
观生态学研究提供了重要的手段与数据来源, 并在景观生态系统结构与功能分
析、景观空间格局描述与景观变化模拟、景观生态监测与预研究、景观生态设计
与规划以及景观生态保护与管理等方面起着越来越重要的作用。
3.1景观数据的来源
景观生态学研究过程中，特别是景观生态格局的研究过程中，需要得到详细
的景观分布信息的时候，就要对遥感影像景观类别进行分类。GIS数据库中含有
大量的可供遥感影像分类的知识，可以作为先验知识指导景观分类，也可以用其
对分类后的景观图进行简单验证。杨克磊等运用GIS技术对南湖生态示范区的
景观类型进行分类, 将南湖生态示范区划分为密林景观、疏林浅草景观、湖面景
观、休闲娱乐景观、农田景观、自然生态恢复区、文化景观和其他用地等8 种
类型。
3.2景观空间格局分析
景观生态学研究最突出的特点是强调空间异质性、生态学过程和尺度的关
系，研究空间异质性往往应用空间格局分析方法。景观生态学中的格局，往往是
指空间格局，即缀块和其它组成的类型、数目以及空间分布与配置等。空间格局
可粗略地描述为随机型、规则型和聚集型。更详细的景观结构特征和空间关系可
通过一系列景观指数和空间分析方法加以定量化。景观指数分为缀块水平指数
（ 面积、形状、边界特征）、缀块类型指数（平均面积、平均形状指数等）和景
观水平指数（ 多样性指数、多样性指数、均匀度指数等）。空间分析方法包括自
相关分析、半方差分析、趋势面分析等。GIS 所具有的地理空间数据的处理和
统计分析功能为景观指数的计算和空间分析提供了计算平台，为景观空间结构研
究提供了实用的工具。何方等利用ArcGIS 9. 2 软件的叠加分析功能,对研究区
1990 年、1995 年和2000 年三期的景观类型数据进行动态定量的分析,对结果进
行频度汇总统计(Frequency) ,采用转换矩阵的算法,得到区域10 a间景观类型动态
相互转化面积数据。
3.3景观生态监测、管理与评价
随着GIS技术的发展，景观评价愈加向着综合化、定量化、精确化的方向
发展。应用景观生态学原理和3S技术在区域宏观景观的监测、评价与管理中受
到广泛重视。周昕薇[等利用RS与GIS技术对北京地区的湿地资源及其环境进
行动态监测与分析。王家骥等采用遥感技术，对三亚城市景观中不同景观组分的
优势度值和边界形状等空间结构指标，对林木覆盖率和生物量等景观稳定状况指
标进行了监测，在此基础上建立了区域生态环境变化监测体系和Sanya/landscape
信息系统对三亚城市生态环境变化趋势进行了评价。李锋等应用3S 技术对青海
沙珠玉地区荒漠化进行景观监测与评价。梁守真等同样通过不同时期的遥感影像
和GIS技术对洞庭湖区湿地景观变化进行了研究。
3.4景观空间模拟
在景观生态学研究中，景观变量的空间分布、一致性或邻近度等可以作为输
入参数通过GIS 进入空间预测模型；反过来，预测模型的结果也可由独立的数
据检验或重新输入地理信息系统进行空间分析、显示或查询。在这一过程中，可
以连续运用模型，也可把模型作为经验信息或分析技术来确定合适的变量及其在
分析中的权重。景观模拟按以下步骤进行：①数据的采集，包括遥感数据、公开
出版的数据和统计资料及调查的数据等；②根据来源和技术手段建立景观分类系
统；③把不同的来源数据转化成相同的空间数据系统；④运用地理信息系统，建
立和使用各种模拟模型。随着遥感和地理信息系统发展，景观空间变化模拟越来
越受到重视。Turner and Ruscher 选择Oglethorpe作为研究对象，以航空相片为
数据源，选择3 种不同邻域影响的方法模拟景观空间结构变化，模拟同真实景
观基本一致。史培军以3个时相的遥感影像数据和社会经济数据为数据源，分析
了深圳市土地利用变化的机制，选择出模拟所需参数，用细胞自控制模型（CA）
和经验模型模拟了深圳1980至2010年间的土地利用变化情况。
3.5景观规划管理
目前，已有许多学者将景观生态学结合3S技术应用到景观规划中去。李新
通以GIS技术为支撑，根据景观生态学格局与过程的原理，在闽东南沿海地区
进行景观尺度上的农业土地景观生态分类与景观单元空间格局的优化配置，对生
产性景观单元进行了土地利用模式设计，以形成高效的农业土地利用模式。王芳
等运用GIS技术强大的信息管理、空间数据处理分析功能，采用松散耦合式GIS
建模方式，实现了对二龙山水库流域退化生态系统进行景观生态规划。
4.结论
GIS技术在很大程度改变了生态学家开展研究的方式，同时也逐渐成为景观
生态学的特征之一，并在景观数据的来源、景观空间格局分析、景观生态监测、
评价与管理、景观空间模拟、景观生态规划等研究中起着重要的作用。随着GIS
技术的不断发展,其在景观生态学中的应用会越来越广泛和更加深入。
参考文献
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述[J]. 国土与自然资源研究, 2006,(03) .
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报, 2009,(03)