景觀生態(tài)安全格局規(guī)劃理論、方法與應(yīng)用

目錄
序
前言
上篇 景觀生態(tài)安全格局規(guī)劃的理論與方法
第1章 緒論 2
1.1 景觀生態(tài)安全格局規(guī)劃的目的和意義 2
1.2 景觀生態(tài)安全格局規(guī)劃的理論和進展 3
1.2.1 景觀生態(tài)安全格局規(guī)劃的基本概念 3
1.2.2 景觀生態(tài)安全格局規(guī)劃的基礎(chǔ)理論 7
1.2.3 景觀生態(tài)安全格局規(guī)劃的研究進展 12
1.3 景觀生態(tài)安全格局規(guī)劃的思路和框架 22
1.3.1 景觀生態(tài)安全格局規(guī)劃的思路 22
1.3.2 景觀生態(tài)安全格局規(guī)劃的框架 25
第2章 景觀生態(tài)安全格局規(guī)劃的數(shù)據(jù)獲取方法 28
2.1 野外調(diào)查 28
2.1.1 景觀遙感野外調(diào)查 28
2.1.2 自然環(huán)境野外調(diào)查 30
2.1.3 生態(tài)系統(tǒng)野外調(diào)查 33
2.1.4 社會經(jīng)濟實地調(diào)查 34
2.2 實驗研究 36
2.2.1 景觀生態(tài)實驗方法 36
2.2.2 景觀生態(tài)實驗設(shè)計尺度 37
2.2.3 景觀生態(tài)實驗?zāi)Ｐ拖到y(tǒng) 38
2.3 定位觀測 40
2.3.1 常規(guī)氣象觀測 40
2.3.2 土壤理化性質(zhì)測定 42
2.4 遙感監(jiān)測 47
2.4.1 遙感監(jiān)測概述 47
2.4.2 遙感數(shù)據(jù)來源 48
第3章 景觀生態(tài)安全格局規(guī)劃的數(shù)據(jù)處理方法 52
3.1 遙感影像處理 52
3.1.1 遙感影像預(yù)處理 52
3.1.2 訓(xùn)練樣區(qū)的GPS輔助定位與創(chuàng)建 57
3.1.3 遙感影像分類 59
3.1.4 分類結(jié)果后處理 67
3.1.5 分類精度評價 67
3.1.6 基礎(chǔ)地理信息提取 69
3.2 紙質(zhì)地圖數(shù)字化處理 72
3.2.1 掃描數(shù)字化的基本流程 73
3.2.2 掃描數(shù)字化的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制 74
3.3 社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化處理 75
3.3.1 面插值法 76
3.3.2 統(tǒng)計模型法 78
3.4 實驗監(jiān)測數(shù)據(jù)空間化處理 80
3.4.1 反距離權(quán)重插值 80
3.4.2 樣條函數(shù)插值 81
3.4.3 克里格插值 83
第4章 景觀生態(tài)安全格局規(guī)劃的數(shù)量化分析方法 91
4.1 數(shù)理統(tǒng)計分析方法 91
4.1.1 相關(guān)分析 91
4.1.2 回歸分析 94
4.1.3 因子分析 105
4.2 空間計量回歸分析方法 108
4.2.1 空間自相關(guān)性分析 109
4.2.2 全局空間回歸模型 111
4.2.3 局部空間回歸模型 114
4.3 綜合評價方法 115
4.3.1 評價指標(biāo)體系構(gòu)建 115
4.3.2 評價指標(biāo)數(shù)據(jù)處理 118
4.3.3 評價指標(biāo)權(quán)重確定 120
4.3.4 綜合指數(shù)計算 126
第5章 景觀生態(tài)安全格局規(guī)劃的空間優(yōu)化決策方法 127
5.1 數(shù)量優(yōu)化模型 127
5.1.1 線性規(guī)劃 127
5.1.2 非線性規(guī)劃 131
5.1.3 多目標(biāo)規(guī)劃 135
5.2 空間優(yōu)化模型 137
5.2.1 空間馬爾可夫模型 137
5.2.2 元胞自動機模型 139
5.2.3 空間耗費距離模型 142
5.3 智能優(yōu)化算法 145
5.3.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法原理 145
5.3.2 粒子群算法原理 152
5.3.3 遺傳算法原理 156
5.4 CLUE-S綜合優(yōu)化模型 159
5.4.1 CLUE-S模型理論框架 160
5.4.2 CLUE-S模型結(jié)構(gòu)組成 160
下篇 景觀生態(tài)安全格局規(guī)劃的龍泉驛案例
第6章 龍泉驛經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展面臨的生態(tài)安全挑戰(zhàn) 164
6.1 生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀 164
6.1.1 地理環(huán)境 164
6.1.2 自然資源 168
6.1.3 社會經(jīng)濟 172
6.2 生態(tài)環(huán)境問題 174
6.2.1 空氣污染嚴重、水環(huán)境質(zhì)量較差 174
6.2.2 工業(yè)化進程過快、“三廢”污染嚴重 174
6.2.3 城鎮(zhèn)空間擴張盲目、土地利用開發(fā)過度 175
6.2.4 森林結(jié)構(gòu)類型不合理、空間分布不均衡 175
6.3 生態(tài)安全挑戰(zhàn) 175
6.3.1 環(huán)境污染形勢依然嚴峻帶來的生態(tài)安全挑戰(zhàn) 176
6.3.2 工業(yè)資源環(huán)境消耗較大帶來的生態(tài)安全挑戰(zhàn) 176
6.3.3 城鎮(zhèn)空間無序蔓延擴張帶來的生態(tài)安全挑戰(zhàn) 176
6.3.4 自然資源過度開發(fā)利用帶來的生態(tài)安全挑戰(zhàn) 177
6.4 小結(jié) 177
第7章 龍泉驛景觀分類與景觀格局現(xiàn)狀分析 179
7.1 基于遙感影像的景觀分類體系 179
7.1.1 分類原則 179
7.1.2 分類體系 180
7.1.3 分類命名與編碼 184
7.1.4 分類數(shù)據(jù)來源 184
7.2 景觀分類方法 184
7.2.1 地貌類型劃分 184
7.2.2 土地利用/土地覆被類型劃分 186
7.2.3 景觀類型劃分與景觀圖編制 190
7.3 景觀分類與制圖 191
7.3.1 地貌類型劃分 191
7.3.2 土地利用/土地覆被類型劃分與精度評價 192
7.3.3 景觀類型劃分 195
7.4 景觀格局現(xiàn)狀分析 195
7.4.1 常用景觀格局指數(shù) 196
7.4.2 景觀格局現(xiàn)狀特征 199
7.5 結(jié)論與建議 201
第8章 龍泉驛景觀格局變化特征與驅(qū)動因子 204
8.1 景觀格局變化特征 204
8.1.1 景觀格局變化分析 204
8.1.2 1992～2014年景觀格局變化特征 205
8.2 景觀格局變化驅(qū)動因子指標(biāo)體系 208
8.2.1 景觀格局變化驅(qū)動因子指標(biāo)體系構(gòu)建 208
8.2.2 景觀格局變化驅(qū)動因子指標(biāo)數(shù)據(jù)來源與處理 208
8.3 基于空間回歸模型的景觀格局變化驅(qū)動因子分析 209
8.3.1 景觀格局變化驅(qū)動因子空間回歸分析基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計算 209
8.3.2 景觀格局變化驅(qū)動因子空間回歸分析步驟與方法 210
8.4 景觀格局變化驅(qū)動因子空間回歸分析模型構(gòu)建 212
8.4.1 景觀格局變化與驅(qū)動因子指標(biāo)的相關(guān)性分析 212
8.4.2 OLS線性回歸模型構(gòu)建 212
8.4.3 空間自相關(guān)性判斷 213
8.4.4 空間回歸模型選擇 215
8.4.5 空間回歸模型構(gòu)建與效果評估 216
8.5 景觀格局變化驅(qū)動因子分析 219
8.5.1 農(nóng)田景觀格局變化驅(qū)動因子分析 219
8.5.2 果園景觀格局變化驅(qū)動因子分析 220
8.5.3 森林景觀格局變化驅(qū)動因子分析 220
8.5.4 城鄉(xiāng)人居及工礦景觀格局變化驅(qū)動因子分析 221
8.5.5 交通運輸景觀格局變化驅(qū)動因子分析 221
8.5.6 水體景觀格局變化驅(qū)動因子分析 221
8.5.7 區(qū)域景觀格局變化驅(qū)動因子綜合分析 222
8.6 結(jié)論與建議 223
第9章 龍泉驛景觀格局變化潛力與動態(tài)模擬 225
9.1 景觀格局變化潛力分析 226
9.1.1 景觀格局變化驅(qū)動因子解釋力 226
9.1.2 景觀格局變化潛力預(yù)測 228
9.2 景觀格局變化的動態(tài)模擬 228
9.2.1 景觀格局變化動態(tài)模擬模型 228
9.2.2 模型模擬精度檢驗 235
9.3 景觀格局變化趨勢預(yù)測與變化特征 235
9.3.1 景觀格局變化動態(tài)模擬模型精度檢驗與比較 235
9.3.2 2014～2028年景觀格局變化趨勢與特征 236
9.3.3 2014～2028年景觀轉(zhuǎn)移特點及變化類型空間特征 238
9.3.4 過去和之后一段時期景觀變化特征比較 239
9.4 結(jié)論與建議 239
第10章 龍泉驛區(qū)域生態(tài)安全評價與變化趨勢預(yù)測 241
10.1 區(qū)域生態(tài)安全評價指標(biāo)體系 242
10.1.1 區(qū)域生態(tài)安全評價指標(biāo)體系構(gòu)建概念模型 242
10.1.2 區(qū)域生態(tài)安全評價指標(biāo)體系構(gòu)建 243
10.1.3 區(qū)域生態(tài)安全評價指標(biāo)數(shù)據(jù)來源與處理 245
10.2 區(qū)域生態(tài)安全評價方法 246
10.2.1 區(qū)域生態(tài)安全評價指標(biāo)賦值與無量綱化 246
10.2.2 區(qū)域生態(tài)安全評價指標(biāo)權(quán)重計算 246
10.2.3 區(qū)域生態(tài)安全綜合指數(shù)計算和等級劃分 247
10.3 區(qū)域生態(tài)安全變化趨勢預(yù)測方法 248
10.3.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí) 248
10.3.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測精度評估 249
10.3.3 基于RBF的區(qū)域生態(tài)安全變化趨勢預(yù)測 249
10.4 區(qū)域生態(tài)安全評價與變化趨勢預(yù)測 253
10.4.1 2000～2014年生態(tài)安全狀況時空變化特征 253
10.4.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)優(yōu)化和預(yù)測精度檢驗 256
10.4.3 2015～2028年生態(tài)安全變化趨勢及時空變化特征 257
10.5 結(jié)論與建議 260
第11章 基于景觀格局優(yōu)化的龍泉驛景觀生態(tài)安全格局規(guī)劃 262
11.1 景觀適宜性評價 263
11.1.1 景觀適宜性評價原則 263
11.1.2 景觀適宜性評價基期年景觀類型數(shù)據(jù) 264
11.1.3 景觀適宜性評價指標(biāo)體系及數(shù)據(jù)來源 264
11.1.4 景觀適宜性評價方法 266
11.1.5 景觀適宜性影響因素和空間分布 266
11.2 景觀格局數(shù)量結(jié)構(gòu)優(yōu)化 268
11.2.1 景觀格局數(shù)量優(yōu)化建模數(shù)據(jù) 268
11.2.2 景觀格局數(shù)量優(yōu)化模型 268
11.2.3 景觀格局數(shù)量構(gòu)成特點 271
11.3 景觀格局空間布局優(yōu)化 273
11.3.1 景觀格局空間布局優(yōu)化建模數(shù)據(jù) 273
11.3.2 基于PSO原理的景觀格局空間優(yōu)化模型與算法 273
11.3.3 景觀格局空間優(yōu)化模型精度分析 280
11.3.4 景觀生態(tài)安全空間優(yōu)化格局 281
11.4 結(jié)論與建議 286
參考文獻 288
附錄 程序代碼 301