遥感技术下的城市景观格局分析

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摘要：景观格局主要就是景观结构，从广义方面来讲是景观组成单元的类型、数量与空间配置，属于地表景观动态变化较快的部分，因此，目前在城市景观研究中主要分析城市景观格局，按照景观格局的动态化变化实现景观生态学的研究和分析工作的目的。当前在城市景观格局研究中主要应用遥感技术，可以全面分析景观格局指数、动态变化情况，获取到景观格局的重要参数，高度浓缩景观格局信息，将组成结构、空间配置情况等全面反映出来，为景观结构的衡量和分析提供准确依据。

关键词：遥感技术；城市景观格局；应用

城市景观格局的研究和分析工作中采用遥感技术，能够通过景观指数分析方式，将RS与GIS技术融入其中，配合景观生态学的理论，全面分析城市景观格局的演变情况，可以为城市规划工作与生态环境建设工作的实施提供重要参考依据。下文就将西安市作为研究对象，分析遥感技术在城市景观格局中的应用，提出几点应用观点。

1研究区域分析

西安市位置在我国的西北地区东部区域，在黄河流域中部关中盆地，地势具有东南部偏高、西北部偏低的特点，难免和秦岭相依附，有山前洪积台地、河谷冲积平原的地形，在此次研究中，主要分析莲湖区、未央区和碑林区的城市景观格局，提出遥感技术的应用观点。

2遥感技术在城市景观格局中的应用研究

2.1应用方式

本次研究中选择西安市的城市景观格局，通过遥感技术开展分析工作，研究遥感技术的应用特点与情况。具体为：

2.1.1合理划分景观的类型具体的遥感影像分类还有景观格局分析工作中，城市景观类型的划分属于基础部分，如果在各个领域中没有统一的景观理念，就无法设置统一性的景观分类原则。按照我国的土地利用分类标准还有西安市的实际情况，可以将城市景观的类型分成：（1）建筑用地类型。此类景观中含有居民居住点元素、道路元素、广场元素、建筑元素、商业区元素等等。（2）林地类型。此类景观中含有山区乔木元素、灌木元素、城市森林元素。（3）水域类型。其中含有城市之内的大型水域、郊区的湖泊元素、河流元素等水体景观。（4）耕地类型与未分类类型，耕地景观就是农业用地景观，未分类类型就是还没有开发或者是遥感影像中尚未存在的景观，根据相关调查可以得知，没有分类的景观多数都是面积很小的建筑部分，因此在此次研究中将其纳入到建筑用地景观范畴。

2.1.2提取遥感影像中的景观信息此次研究的过程中，遥感影像的分类选择支持向量机分类器，其主要是在研究样本数量较小的状况下，采用机器学习规律的统计学理论方法，将结构最小化当做是基本准则，解决有限样本的处理问题，不需要减小数据的维度，算法的应用具有收敛性特点、分类精确度特点，可以保证算法的精确度符合要求。

2.1.3合理分析景观格局实际研究和分析的过程中，主要采用景观分析软件开展工作，在西安市的研究区域之内，从类型尺度层面、景观尺度层面分析景观格局，主要选择的景观指数主要为：在类型尺度方面，分析斑块类型面积指数、斑块类型在景观面积中所占比例的指数、最大斑块指数、斑块密度和数量指数。在景观尺度方面则选择分析斑块密度指数、数量指数、景观分离度指数、景观均匀度指数、景观多样性指数。

2.2分析结果

本次研究主要分析西安市的城市景观格局，采用遥感技术开展分析工作，可以有效提升城市景观格局的分析有效性。具体的分析结果为：

2.2.1类型尺度方面的城市景观格局分析结果类型尺度方面主要从建筑用地方面、林地方面、水体方面、耕地方面进行研究：（1）采用遥感技术开展西安市城市景观建筑用地格局的分析，发现近年来建筑用地的斑块面积处于持续增加的状态，斑块的数量与密度有所上升，除了受到各种数据源因素影响出现的误差问题之外，还有一个重要原因就是城市在不断扩张，导致建筑用地景观格局斑块数量增加，平均维度开始提升。（2）通过遥感技术分析西安市城市景观中的林地格局，可以发现近年来林地斑块的面积处于逐渐减少的状态，斑块的个数和密度降低，主要原因就是在城市扩张过程中，郊区的森林开始有碎片化的现象。（3）利用遥感技术分析西安市城市景观格局中的水体部分，可以发现近年来水体斑块的面积呈现出减少后增加的状态，斑块密度、数量和指数的变化特点也相同，可能是由于环境活动与人类活动所造成。（4）使用遥感技术研究西安市景观格局中的耕地部分，发现近年来耕地斑块的面积和指数逐渐减少[1]。

2.2.2景观尺度方面的城市景观格局分析结果从景观尺度方面进行研究，选择斑块数量、密度、景观分离度、景观平均度、景观多样性的角度入手，采用遥感技术开展城市景观格局的研究工作，可以发现近年来西安市城市景观格局中，斑块数量有所增加，斑块的密度增加速度很快，景观分离度开始降低，景观均匀度有所减少，景观的多样性减少，这可能是因为西安市城市中的认为活动增加，在认为活动的影响之下，景观结构的丰富度也有所降低，呈现出简单化的趋势。

3基于遥感技术的城市景观格局分析建议

上述研究了遥感技术在西安市城市景观格局分析中的应用，可以发现在采用遥感技术的过程中，可以全面、综合性的分析城市景观格局，具有非常重要的意义。为了可以在城市景观格局分析中合理采用遥感技术，下文就提出几点遥感技术的应用建议，旨在为遥感技术在城市景观格局分析中的合理应用提供帮助。具体的建议为：

3.1合理采用遥感获取与分类算法

通常情况下，城市景观生态学发展的过程中，对先进技术、定量研究的发展较为依赖，上个世纪八十年代初期，遥感技术得到了快速的发展，开始应用在景观生态学研究领域中，在一定程度上能够促使景观定量研究工作的良好发展，可以深入、系统化分析景观格局，能够为景观模型的设置与发展提供资料和参考依据。遥感技术在应用的过程中，具有实时化、多元化、多波段性分析的特征，能够及时、准确监测城市景观格局的变化状态，与传统的地面观测方式相比较，数据获取与处理的速度很快，收敛性较高，应用的效率也很高，有助于进行实时化、自动化的信息管理。在此过程中，就必须要积极采用遥感技术开展城市景观格局的分析工作，合理使用遥感获取与分类算法。（1）城市景观格局分析中信息的遥感获取遥感技术的应用优势，主要体现在具有一定的数据获取能力方面，能够加快各个类型、分辨率时空信息的获取速度，获取的效率较高，不会受到气候因素、地理因素的影响，信息的获取效果很好。近年来在遥感技术、基础设施快速发展的过程中，将遥感技术应用在景观生态学研究工作中，能够保证数字影像数据的分辨率与准确性，可以形成良好的信息获取模式，促使城市景观格局的良好分析和研究，改善当前的发展现状。西安市的城市景观生态研究中，采用遥感监测方式，可以同时针对生态效益全面进行评价，研究时空演变情况与优化配置情况，可以获取到较高的社会效益、经济效益和生态效益。当前西安市在遥感综合研究和专项应用研究领域中，主要是采用航空遥感技术，可以开展航空遥感绿化调查活动，空间分辨率较高、时间和光谱的分辨率也明显提升，可以促使城市景观格局的高效化和有效性研究。除此之外，在西安市的区域生态研究还有保护方面，也可以使用遥感技术获取到更多有价值的数据信息，开展景观生态评价和格局研究工作，同时还可以将遥感技术和GIS技术、GPS技术相互结合，监测城市景观格局状态，开展定量分析工作，促使研究工作的高效化实施[2]。（2）遥感分类算法的应用一般情况下，遥感图像分类主要采用目视解译方式、计算机分类方式，当前在城市景观格局的遥感分类过程中，主要使用目视解译的方式，计算机技术属于辅助部分，但是此类方法在应用期间，工作的数量较多，自动化程度相对较低，工作效率难以提升，无法与现代化的工作相互适应。因此在实际工作中应该积极采用计算机分类技术开展工作，在遥感领域中提升应用效果，在遥感技术的支持下，转变传统的分类模式，不再局限于监督或是非监督的分类方式，应该将遥感技术作为基础联合计算机分类技术开展工作。近几年的城市景观格局分类算法方面，已经研究开发出很多新的理论和新方法，可以转变计算机分类算法，通过模糊数学分析、人工智能分析等形式开展工作，提升整体的分析和研究工作效果。在此期间，也可以将光谱特征空间分布的非参数类型计算机分类方法作为主要的分类措施，采用人工神经网络技术、树分类器技术开展工作，改进传统的分类方法，全面整合与利用遥感数据中的空间信息与纹理信息，提升图像分类过程中的精确度，满足具体的遥感分类处理工作发展需求。目前我国在高分辨率遥感影像时代快速发展的过程中，为遥感技术在城市景观格局中的应用带来很多新的机遇，例如：国内外部分专家学者在研究中，就探索性分析了图像分割单元、斑块的遥感分类方法，并且取得了一定的成绩，丰富相关的分类方法与技术，能够为分类工作的高效化实施提供帮助。因此在城市景观格局分析的过程中，为了更好地应用遥感技术，应该积极借鉴先进的分类方法，针对层次较高的遥感图像全面分类，合理提取其中的目标地物，灵活性开展空间特征分类与光谱特征分类等工作，解决目前像元层次分类的问题，弥补不足之处[3]。

3.2合理开展景观格局的分析工作

在景观生态学的研究领域中，景观空间格局的分析和研究属于非常重要的部分，主要目的就是诠释、研究景观格局中的生态变化过程与现象，可以利用景观格局的分析方式，在看着没有顺序的景观斑块之内寻找潜在的规律，也可以在格局分析与景观分析期间将过程与功能有机联系在一起，明确控制格局中的主导因子和机制。当前在景观格局分析和研究的领域中，主要分析空间异质性、格局演变时间异质性的各种问题，其中的空间异质性研究，就是针对景观格局进行静态性分析和调查，而时间异质性问题的研究和分析，可以全面、真实将景观格局动态演变情况反映出来。在使用遥感技术开展城市景观格局分析工作的过程中，分析方式较多，可以使用航片形式、卫片形式开展区域性的调查活动，明确景观结构变化情况、动态变化情况，也可以将遥感技术和GIS技术相互结合，按照景观格局研究的侧重点，开展景观格局指数的分析工作、空间分析工作与动态模拟分析工作等等。在具体的景观空间分析过程中，可以利用遥感技术建立景观生态学理论基础上的格局模型，获取到可以用来描述景观格局变化的指数，例如：斑块类型的指数、相对丰度的指数、优势度的指数等等。近年来我国在推广使用GIS技术的过程中，遥感技术的软件不断升级，可以融入和GIS技术有效开展一个或是多个景观类型图的处理工作，获取到多元化的格局指数数据信息。除此之外，在实际的研究和分析工作中，还可以将边界特征作为出发点，开展景观格局动态分析活动，积极借鉴国外先进的专用分析技术、指数研究工具，保证技术的应用效果，从根本上提升城市景观格局的研究效果[4]。

4基于遥感技术的城市景观格局研究注意问题

我国在西安市的城市景观格局研究和分析工作中采用遥感技术，虽然已经取得了良好的成绩，可以有效开展景观格局的动态化和静态化研究活动，获取到更多的数据信息。但是，在遥感技术应用期间还可能会出现一些问题，不能确保遥感技术的应用效果。因此，在实际工作中必须要明确需要注意的问题，保证各方面的工作效果，具体的注意问题为：首先，在研究相关景观格局信息遥感分类算法的过程中，虽然采用计算机分类技术能够提升工作效果，但是，在理论方面、技术方面还是存在一定的限制，不能确保分类的准确性，在此情况下，就应该注意将目视解译分类算法和计算机分类算法相互结合，弥补技术的不足，确保分类算法应用的准确性。其次，在对景观格局进行分析的过程中，虽然其中的指数很多，但是，如果随意选择指数，将会影响景观格局分析的效果，所以，在实际工作中必须要合理选择指数的内容，保证具有一定的代表性，设置敏感性的格局因子，保证各个指数之间都能够在相互独立的同时有着一定的联系，可以全面将城市景观格局的情况反映出来，在具有代表性研究指数的支持下，有效开展各方面的城市景观格局分析和研究活动，提升数据信息的准确性与可靠性，为城市景观规划和设计提供准确依据[5]。

5结束语

综上所述，西安市的城市景观格局研究中，采用遥感技术可以有效获取城市景观格局中的各种指数和数据信息，能够为相关的城市规划工作、城市景观监测管理等提供较为准确的依据，促使各方面工作的高效化开展。因此在未来的时展过程中，为了可以提升城市景观格局的分析和研究效果，应该树立正确观念意识，遵循科学化的原则，合理采用遥感技术开展研究和分析工作。

参考文献：

[1]佟济宏，王新杰，汪锦，等.北京市主城区城市森林景观格局特征分析[J].广西植物，2019，39（10）：137-139.

[2]田鹏.基于遥感图像分析的城市森林景观退化趋势测量技术[J].现代电子技术，2018，41（1）：67-70.

[3]张晔，裴男才，何碧红，等.无人机技术在广州南沙区河涌景观特征生态调查中的应用研究进展[J].生态科学，2020，39（3）：231-240.

[4]闫小满，吴文友，周逢旭，等.基于遥感技术的环巢湖区域湿地景观格局及可持续设计[J].长春师范大学学报（自然科学版），2019，38（5）：116-120.

[5]吕天阳，郭岱.基于遥感和PSR模型的城市景观生态安全评价[J].绿色科技，2019，34（6）：144-148.

作者：赵吴超 滑永春 单位：内蒙古农业大学