景观格局优化算法研究

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景观格局分析方法共40页文档

第一节概念
一、景观格局(景观空间格局)的概念景观要素在景观空间内的配置和组
合形式。
二、景观格局的基本类型
1）规则或均匀分布格局 2）聚集（团聚）型分布格局 3）线状格局 4）平行格局 5）特定的组合或空间联结格局
1）规则或均匀分布格局：指某一特定类型景
观要素间的距离相对一致的一种景观。
美国华盛顿洲贝克山山坡针叶林中砍伐斑块的规则分布格局
斑块形状指数D：通过计算某一斑块形状与相同面积的圆或正方形之间的偏离程度来测量其形状复杂程度。
以圆为参照： DP/2 A
以正方形为参照： D0.25P/ A P为斑块周长；A为斑块面积。斑块的形状
越复杂或越扁长，D的值就越大。
B: 景观要素斑块分维数
分形维数（fractal dimension）分形：不规则的非欧几里德几何形状可通称为分
形。组成部分以某种方式与整体相似的形体称分形。分形维数或分维数：不规则几何形状的非整数维数。
对于单个斑块：
PkAD/2
D2ln(P)/ln(A) k
P是斑块的周长，A是斑块的面积，D是分维数，k是常数。对于栅格景观而言，k=4。一般地说，欧几里德几何形状的分维为1，具有复杂边界斑块的分维则大于1，但小于2。
二景观格局分析的基本步骤
以研究目的和方案为指导，收集和处理景观数据
将真实的景观系统转换为数字化的景观，选用适当的格局研究方法进行分析
✓栅格化数据
最后对分析结果加以解释和综✓合矢量化数据
收集景观数据
野外考察、测量（获得植被、森林、土壤等相关资料）
遥感数据：航空遥感卫星遥感
景观格局分析图示
2）聚集（团聚）型分布格局

基于GIS的琼海市景观格局优化分析

基于GIS的琼海市景观格局优化分析李向阳;吴疆;吴照柏【摘要】景观格局优化是促进区域可持续发展的有效途径.结合聚类分析和GIS技术,从累积成本的角度对琼海市景观格局进行了优化分析,结果表明:1)800m栅格尺度的景观组分结构是琼海市选取生态源地的合适参照,共选取生态源地65个.地形地貌是影响生态源地空间分布格局的主要因素.2)利用自然断裂法将生态阻力面按照阻力大小划分为5个阻力区,针对各区的功能作用采取了相应的生态建设方式.3)琼海市有生态廊道136条和生态节点136个,与生态源地相连接形成了生态网络.以万泉河为界,生态廊道和生态节点主要分布在东北部、中部和南部,基质主要为耕地、林地和园地,建设和管制方式应结合基质和环境区别对待.【期刊名称】《林业资源管理》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】5页(P147-151)【关键词】GIS技术;景观格局优化;聚类分析;累积耗费距离模型;生态网络【作者】李向阳;吴疆;吴照柏【作者单位】国家林业和草原局中南调查规划设计院,长沙410014;国家林业和草原局中南调查规划设计院,长沙410014;国家林业和草原局中南调查规划设计院,长沙410014【正文语种】中文【中图分类】TU984近现代,人类社会的快速发展是以牺牲自然环境为代价的,生态环境遭到破坏,景观趋于破碎化[1],导致正常的生态过程被隔断,严重阻碍了人与自然和谐发展[2-3]。

景观生态学认为,自然环境中存在某些“关键局部”能控制生态演替[4],影响着区域生态系统功能的发挥,对生境保护和恢复[5]具有战略意义。

众多研究表明[5-7],以生态系统的“关键局部”为基础,对区域景观格局进行优化分析,构建结构合理的生态网络,能有效指导区域经济、生态和社会的协调发展。

景观格局优化主要是围绕景观格局生态过程的反馈机制进行研究,概念模型、数学模型及计算机模拟是探讨景观格局优化的主要方法[8]。

其中,累积耗费距离模型结合距离与景观类型来模拟景观格局对生态过程的控制作用[9],并与景观生态学相结合形成了完整的“格局—过程—功能”分析过程[2]。

景观园林优化方案

景观园林优化方案介绍景观园林是城市建设中不可或缺的一环。

它不仅能够提供城市居民一个美丽的环境，同时也能够改善城市生态环境，促进城市景观的可持续发展。

然而，随着城市化的进程不断加快，一些问题也接踵而至。

比如，城市的重工业、交通带来的噪声、污染等，都直接或间接地影响了城市景观的质量。

因此，优化景观园林，提升城市生活质量是一项刻不容缓的工作。

地域特色在进行景观园林优化之前，首先需要考虑的是城市所处的地域特色。

因为不同地方的气候、生态环境、人文背景都是不同的，而这些因素都会直接影响城市的景观格局。

同时，深入了解当地的特点，更有利于景观园林的创新和发展。

以南方城市为例，很多城市地处亚热带气候，植被茂盛，水资源丰富，因此，对于景观园林的塑造，需要注重营造自然美的氛围，并根据地形水文条件，合理利用水资源。

绿化规划绿化是景观园林的主要组成部分，不仅可以美化城市，还能够吸收噪音和改善空气品质等功能。

因此，制定科学的绿化规划显得十分必要。

1.合理布局：绿化规划需要根据城市的功能分区、地形、交通流线等因素，合理配置绿地、花坛、草坪等景观元素，避免出现单调乏味的景区。

2.创新设计：针对城市的特征和需求，提出创新性的绿化设计方案，例如夯土墙、石墙、营造山地地貌特色等，为城市增添新的景观元素。

3.多层次植被：不同种类、不同高度的植被的组合，可以形成多层次的景观效果，如种植高大的乔木，低矮的灌木，以及草花等，形成美丽的景观画面。

景观灯光景观灯光的设置，可以让城市在夜晚也呈现美丽的景象，同时也能提升城市公共安全感。

因此，科学设置景观灯光也是景观园林优化的重要一环。

1.照明形式：采用不同形式的照明，如直射、洒射、光晕等效果，让景观呈现出不同的氛围和效果，从而达到美化的目的。

2.灯光色彩：根据不同的场景选择不同的颜色，形成不同的视觉效果，充分体现出景观所要表达的美学意境。

3.照明设备：选用高性能的节能照明设备，以达到效果同时实现节能环保。

基于GIS_的宣州区绿色空间景观格局及优化策略

ＡｂｓｔｒａｃｔＢａｓｅｄｏｎｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｓａｔｅｌｌｉｔｅｉｍａｇｅｓ，ＥＮＶＩ，ＡｒｃＭａｐａｎｄＦｒａｇｓａｔｓｓｏｆｔｗａｒｅｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｇｒｅｅｎｓｐａｃｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，
ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｃｏｖｅｒａｇｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｌａｎｄｓｃａｐｅｐａｔｔｅｒｎｉｎｄｅｘｉｎＸｕａｎＺｈｏｕＤｉｓｔｒｉｃｔ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｍａｉｎｇｒｅｅｎｓｐａｃｅｉｎＸｕａｎＺｈｏｕ
ａｒｅａｗａｓｆｏｒｅｓｔａｎｄｐａｄｄｙｆｉｅｌｄ，ｗｈｉｃｈｗｅｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｉｎｔｈｅｓｏｕｔｈａｎｄｎｏｒｔｈｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆ
ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｃｏｖｅｒａｇｅｗｅｒｅｈｉｇｈｉｎｔｈｅｓｏｕｔｈａｎｄｌｏｗｉｎｔｈｅｎｏｒｔｈ，ａｎｄｈｉｇｈｉｎｔｈｅｅａｓｔａｎｄｌｏｗｉｎｔｈｅｗｅｓｔ．Ｅｘｃｌｕｄｉｎｇｗａｔｅｒ，ｔｈｅｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｃｏｖ⁃
北部、南漪湖西岸以及部分河流沿岸。旱地面积为
４１４．３３ｋｍ２，占研究区的１５．９７％，布面积较大。草地面积为３０７．２６ｋｍ２，占研究
区的１１．８４％，主要分布于宣州区西部，位于水田与旱地之间。
总体上，林地和水田在宣州区的绿色空间发挥了较大作用。
开放科学（资源服务）标识码（ＯＳＩＤ）：
ＧＩＳＢａｓｅｄＧｒｅｅｎＳｐａｔｉａｌＬａｎｄｓｃａｐｅＰａｔｔｅｒｎａｎｄＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＳｔｒａｔｅｇｉｅｓｉｎＸｕａｎｚｈｏｕＤｉｓｔｒｉｃｔ

基于小生境遗传算法的生态景观格局空间结构优化

基于小生境遗传算法的生态景观格局空间结构优化朱江【期刊名称】《《现代电子技术》》【年(卷),期】2019(042)019【总页数】5页(P86-89,94)【关键词】小生境遗传算法; 生态景观; 空间结构; 结构优化; 景观格局优化; 优化结果测试【作者】朱江【作者单位】太原师范学院山西晋中 030619【正文语种】中文【中图分类】TN99-340 引言景观功能指的是不同单元结构间产生的复杂关系，每个结构单元均具有发生特殊情况的背景、存在价值、优势等。

与传统景观网络进行对比，景观功能网络对功能之间的相互衔接较为重视[1]。

景观功能网络概念是基于景观生态学格局进行的假设，重点是加强景观结构之间的联系，从而提高景观功能。

比如，动植物的生长与繁殖不仅要具备足够数量生境，栖息地斑块也需具备连续性。

大部分的生态学过程都会受到斑块距离及排列格局影响，城市内部还要求内部经济活动运行、交通网和密集建成区对其开展支持[2]。

本文通过考虑多方面因素，对现代生态景观格局空间结构进行优化。

1 景观格局优化的目标景观的形成、空间分布与类型差异和自然环境地域分布具有密切关系。

相关研究表明，生态景观空间结构形态和城市地貌格局吻合，半自然和近自然的景观斑块大部分都是在山丘区分布，自然林带类型沿江河地区分布。

但是在人类活动强烈干扰中，城市森林景观斑块数量不断增加，面积不断缩小，内部生境逐渐减少，隔离度不断提高，降低了城市生态环境质量的功能，对于维护城市生物多样性功能影响比较明显，景观斑块功能越来越单一[3]。

基于景观生态学的景观格局连通度和景观功能连续程度进行假设，对于现代城市所出现的对生态功能联系造成影响的问题，结合生态学原理及规划理论，利用强化生态功能空间目标相互连接，优化景观格局。

主要目标就是保证景观格局的稳定性，使生物多样性得到提高，维持物质来源，实现能量流通，提高生活环境品质等。

同时，在空间实际优化的过程中，要充分考虑到景观类型作用和景观功能的冲突范围。

广东西樵山国家森林公园景观格局分析及优化

DOI：10.12233/j.gdyl.2023.04.003广东西樵山国家森林公园景观格局分析及优化Analysis and Optimization of Landscape Pattern of Xiqiao Mountain National Forest Park in Guangdong Province罗皓赵庆＊张凌宇LUO Hao，ZHAO Qing＊，ZHANG Ling-yu城郊森林公园是位于城市（城镇）及其周边，以森林景观为主体，生态环境良好，休憩健身设施完善，开展公众游览、休憩、健身、科普、文化等活动的户外特定区域[1]。

森林健康是指森林生态系统既能满足人类合理需要，又能维持其多样性和稳定性[2]。

以往研究多通过构建“活力-组织结构-恢复力”评价模型，评估森林生态系统在林分、景观、区域尺度的健康状况[3]。

但这些研究很难定量分析森林和非森林景观、森林景观内部要素之间的差异。

景观格局是景观形状、大小以及数量等各要素在空间上的排列和组合，能够充分体现景观异质性[4]。

因此，开展森林景观格局研究，能够更客观、精细地刻画森林生态系统的完整性、稳定性和健康状况[5]。

目前，景观格局研究的内容包括景观要素的形态、空间结构关系和空间构型分析等[6]，研究方法主要有景观指数法和空间统计学法[7]，研究尺度涉及区域宏观尺度、景观中观尺度、乡镇或社区的微观尺度[8]。

针对城郊森林公园景观格局的研究，主要从区域宏观尺度[9]和景观中观尺度[10]开展，采用景观格局指数法分析景观格局特征[11]和演变特征[12]，着重分析林地景观，缺少对其他景观类型的整合。

而综合考虑多种景观类型，有利于合理规划土地，实现生态系统稳定可持续发展[13]。

因此，本文以广东西樵山国家森林公园为研究对象，基于不同景观类型分析其景观格局，为森林景观健康评价提供研究基础。

1 材料与方法1.1 研究区概况西樵山国家森林公园位于广东省佛山市南海区的西南部（22°55′~22°57′N，112°56′~113°0′E），占地面积约1 304.84 hm2。

景观格局分析方法

美国华盛顿洲贝克山山坡针叶林中砍伐斑块的规则分布格局
2）聚集（团聚）型分布格局
同一类型的景观要素斑块相对聚集在一起，同类景观要素相对集中，在景观中形成若干较大面积的分布区，再散布在整个景观中。
如：在丘陵农业景观中，农田多聚集在村庄附近或道路的一端。
3）线状格局
指同一类景观要素的斑块呈线性分布。
在进行景观格局分析时，实际景观首先要经过取样、数字化过程转化为栅格型或矢量型数字地图
第三节景观指数
一、景观指数
能够高度浓缩景观格局信息，反映其结构组成和空间配置某些方面特征的简单定量指标。
二、景观要素斑块特征分析
1 景观要素斑块规模
A: 斑块面积 B: 内部生境面积
举例说明美国凤凰城地区从1912年至1995年土地利用变
化的情形
第四节空间统计学方法
空间自相关分析
景观格局的最大特征就是空间自相关性——被称为是地理学第一定律，指在空间上越靠近的事物或现象就越相似，即景观特征或变量在邻近范围内的变化往往表现出对空间位置的依赖关系。
A:景观要素斑块形状指数 B:景观要素斑块分维数
A: 斑块面积
类斑块平均面积：景观中某类景观要素斑块面积的算术平均值。
式中： Ni——第i类景观要素的斑块总数； Aij——第i类景观要素第i个斑块的面积。
最大和最小斑块面积：指景观中某类景观要素最大和最小斑块的面积。
类斑面积标准差(Si)和变动系数(Ci)：是指景观中某类景观要素斑块面积的统计标准差和变动系
二景观格局分析的基本步骤
以研究目的和方案为指导，收集和处理景观数据
将真实的景观系统转换为数字化的景观，选用适当的格局研究方法进行分析

基于景观格局分析的乡村居民点布局优化研究

ｌｎｓａｅｐｔｎｉａｎａｏｕｔ，ＳｈｎｏｎｏｉｃａｄｃｐａｔｎＧｕｇｒｏｃｎｙｅｒａｄｇＰｒｖｎｅ．Ｓｅｅｔｄｐｔｈｄｎｉａｇｔｐｔｈｉｄｘｌｃｅａｃｅｓｔｙ，ｌｒｅｓａｃｎｅ，
文献标志码：Ａ
文章编号：１０ — ３９２Ｌ）１０４ — ５０５９６（ＯＯｌ－０２０
Ｒｅｅｒｈｏｐｉｉａｉｎｏｕａｅｔｍｅｔｌｎｓａｅｐｔｒ／ｕＳｎ’ ｓａｃｎｏｔｚｔｆｒｒｌｔｅｍｏｓｌｎａｄｃｐａｔｎｕｏｇ２ｅ・，
Ｓａｇａ２０９，ｈｎｈｎｈｉ００２Ｃｉａ）
ＡｂｔａｔａｅｎＲｎＳｓｗｅｌａｒｇｔｔ，ｈｓｐｐｒａａｙｅｕａｓｔｅｎｓｓｒｃ：ＢｓｄｏＳａｄＧＩ，ａｌｓＦａｓａｓｔｉａｅｎｌｄｒｒｌｅｔｍｅｔｚｌ
１ｎｓａｅｐｔｒｎｖｌｔｎｏａｇａｏｎｙｍｏｅｄｒｃｌ．ＡｎｈｏｇｈａｌｚｎｈｒｉｇａｄｃｐａｔｎａｄｅｏｕｉｆＧｕｎｒｏｃｕｔｅｏｒｉｔｅｙｄｔｒｕｎａｙｉｇｔｅｄｉｎｖｆｃｏｓａｄｃｐｔｅｎｉｄｅｙｔｍｄｔｅｉｔｒａａｏｕａｌｅｔｍｅｔｌｎｎ，ａｎｗｔｏａｔｒ，ｌｎｓａｅｐａｔｒｎｘｓｓｅａｎｈｎｅｎｌｌｗｆｒｒｔｌｓｅｎｓｐａｎｉｇｅｍｅｈｄｆｒｕｏｒｎｅｉｉｎｍａｉｇｗａｅｐ．０ｐｐｔｇｄｃｓｏ — ｋｎｓｓｔｓｉｕ

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Ｋｅｒｓｌｎｓａｅｐｔｒｐｉｚｔｎａｔｃａｓ－ｃｏｌｌｏｉｍ；ａｄｃｐｎｉｅｙｗａｄ：ａｄｃｐａｔｎｏｔｅｍｉａｉ；ｒｉｉｌｆｈｓｈｏｇｒｔｏｉｆｉａｈｌｎｓａｅｉｄｃｓ
ＲｅｅｒｈｎＡｌｏｉｈｆＬａｄｓａｅＰａｔｒＯｐｔｍｉａｉｎｓａｃｏｇｒｔｍｏｎｃｐｔｅｎｉｚｔｏ
ＷＡＧＱｏｇＮｉｎ（ｉｉｎｕｓｉｙＩｓｔｔＣｎｒｌＳｕｈｒｈｎｎｃａＥｇｎｅｉｇＤｓｎ＆ＲｓａｃｎｔｕｅＵｕｃｉｉｉｇＸｎａｇＳｂｉａｔｕｅ，ｅｔ－ｏｔｅｎＣｉａＭｕｉｐｌｎｉｅｒｅｉｊｄｒｎｉａｉｎｇｅｅｒｈＩｓｔｔ，ｒｍｈｎａｉＸｊｎ８０５ｈｎ）３０４Ｃｉａ
江苏建筑
２１年第６期（０１总第１５）４期
景观格局优化算法研究
王琼
（中国市政工程中南设计研究总院新疆分院，新疆乌鲁木齐
８０５）３０４
［摘要】在景观生态格局的优化中，引入改进人工鱼群算法模型，基于遥感和地理信息系统的景观格局动态模型，对景
技术在规划中的作用也越来越重要。并且逐渐成为景观生态规划必不可少的方法和手段。现代景观生态规划中，在强调整体性原则。利用方式的确定不仅要考虑其本身的生态特征．要考虑景观类型与相邻景观单元的空间关系，多还对
ｄｎｍｉｄｌｏａｄｃｐｅｐｔｅｎ，ｉｓｍｏｅｐｅｉｅｔａｃａｅｌｎｃｐｎｉｅ．Ｔｈｅｕｔｓｗｓｔａｙａｃｍｏｅｆｌｎｓａａｔｒｔｉｒｒｃｓｏｃｌｕｌｔａｄｓａｅｉｄｃｓｅｒｓｌｈｏｈｔｔｉｌｏｉｈｍｍｐｏｅｏｅａｔａｃａｙ．Ｉｏｉｓｒｌａｌｖｄｅｅｏａｄｓａｅｅｏｏｉａｎｇｍｅｔｈｓａｇｒｔｉｒｖｓｆｒｃｓｃｕｒｃｔｐｒｖｄｅｅｉｂｅｅｉｎｃｓｆｒｌｎｃｐｃｌｇｃｌｍａａｅｎａｄｐａｎｎｎｌｎｉｇ．
０引言１１过程与方法．
景观生态格局是景观生态学中的重要内容。对景观生态格局进行良好的分析和评价。能为景观生态管理析依据不同的对象、尺度及目标有不同的工作过程，基本过程如下：但目标确定，息收信集，型建立，步方案，案评价，划形成，理。模型模初方规管而
持续发展【ｎ目前对景观格局定性、定量分析的研究中，于以遥感基
的建立和方案的优选是生态规划的决定性因素。近年来，随着景观生态规划研究尺度的扩展。以遥感
ｆＳ、理信息系统（Ｉ）Ｉ球定位系统（Ｐ）结合的３Ｒ１地ＧＳ￣全ＧＳ相Ｓ
ＡｂｔａｔｎｔｅｗｏｋｏｎｓａｅｅｏｏｉａａｔｒｐｉｚｔｎＲｅｉｄＡｄｐｉｅＡｒｉｃａｉｈｓｈｏ１ｓｒｃ：Ｉｈｒｆｌｄｃｐｃｌｇｃｌｐｔｎｏｔａｅｍｉａｉ，ｖｓａｔｔｉｌｓ — ｃｏｌＡ一ｏｅｖｉｆＦ
ｇｒｈＲＦＡｓｉｔｇａｄａｅｎｔｅｒｍｔｓｎｉｇａｄｇｏｒｐｉｉｆｍａｏｙｔｍｈｃｒ０ｉｍ（ＡＡＳ）ｉｎｅｒｔ．Ｂｓｄｏｅｏｅｅｓｎｅｇａｈｃｎｏｔｎｓｓ，ｗｉａｅｔｅｈｎｒｉｅｈ
提供可靠依据．制定景观生态规划的关键。观生态格局是景包括景观组成的单元类型、目以及空间分布与配置。观数景格局优化就是在综合理解景观格局、功能和生态过程相互作用的基础上。通过调整优化各种景观类型在空间上和数量上的分布格局．其产生最大景观生态效益，现区域可使实
（Ｓ和地理信息系统（Ｉ）景观格局动态模型及景观生态Ｒ）ＧＳ的
观指数进行更加精确的预测分析。通过试验表明，算法预测精度显著提高，景观生态管理和规划提供可靠依据。该为
【关键词】景观格局优化；人工鱼群算法；景观指数［中图分类￣］Ｕ８［－９１文献标识码］【ＴＡ文章编－］０５６７（０１０－０３０￣１０ — ２０２１）６０１－３－