景觀生態(tài)學的數(shù)學方法-資料下載頁
2025-01-15 19:17本頁面
【正文】 TM數(shù)據（ 30m分辨率， ETM15m分辨率）、 SPOT數(shù)據（ 5～ 15m分辨率）、 QUICKBIRD（ IKNOS）（ 2m分辨率）等。 深圳地區(qū)城市化過程示意圖 2022年衛(wèi)星影像圖（下） 1988年衛(wèi)星影像圖（上） 空間數(shù)據 包括植被圖 、 土地利用圖 、 土壤圖 、 地形圖等 ， 以及由此生成的一些圖 ， 如坡度圖 、 坡向圖 、 NDVI（ 歸一化植被指數(shù) ） 圖 。 一般以矢量或柵格形式儲存 。 文獻數(shù)據和統(tǒng)計資料 文獻數(shù)據主要是與所要模擬的景觀過程有關的變量數(shù)據和參數(shù)值；統(tǒng)計資料包括工農業(yè)統(tǒng)計數(shù)據 、 年鑒 、 森林資源清查數(shù)據等 。 氣象數(shù)據 主要有溫度、降水量和太陽輻射等。 （二）、模擬模型的建立 統(tǒng)計相關模型 根據統(tǒng)計相關模型的應用目的，將模型分為三類： 1） 相關分析： 相關分析模型研究變量間的相互關系并進行信度檢驗。 2） 回歸分析： 使用統(tǒng)計回歸方法，建立解釋變量與因變量之間的關系表達式。 3） 因子分析： 是使用數(shù)學方法建立起來的關于變量之間組合關系的方法。 生理生態(tài)學過程模型 包含一些生理生態(tài)學機理，機理意義更明確，普適性更強，但實際應用上更多地還是采用 半理論半經驗模型 ，因而這一領域的模型仍處于迅速發(fā)展的階段。 遙感模型 遙感模型由 地形模型、物理模型和數(shù)學模型 構成，是用遙感信息和地理信息影像化的方法建立的一種模型，它是形象模型與抽象模型結合的一類可視化模型。 （三）、模擬結果的分析 運用 GIS手段進行空間數(shù)據的處理、分析和顯示。 （四）、模擬結果的驗證 模型的模擬結果必須得到一定程度的驗證 ， 才能確定其精度和可行性 。 四、景觀變化動態(tài)模型舉例 景觀整體變化模型 將景觀作為一個整體 ， 模擬景觀整體某一值或某一屬性的變化情況 。 用微分方程表示： dx/dt = f(x)； 用差分方程表示： xt+1 = f(xt)。 x是景觀整體的變化量 ， f(x)是變量 x的函數(shù) ，t是時間 。 ２ .馬爾科夫模型 ? 馬爾科夫模型是景觀生態(tài)學中最早，也是曾經被最廣泛應用的模型。該模型屬于隨機模型。傳統(tǒng)的馬爾科夫模型是非空間模型。 ? 傳統(tǒng)馬爾科夫模型的公式為： ? 馬爾科夫模型反映的是總體景觀類型面積比例的變化情況，由于它不考慮空間格局對轉移概率的影響。因此，在空間關系對景觀變化起重要作用的景觀時會產生較大誤差。 ? 一種簡單的空間馬爾科夫模型是把景觀根據其空間特征先進行區(qū)域化，對于每個區(qū)域，采用不同的轉移概率矩陣。 ? 空間馬爾科夫模型雖然引入了空間分區(qū)，但仍不能考慮相鄰景觀元素間的相互作用，只能算是準空間模型。 ? 另外它是 不考慮空間格局變化機理的現(xiàn)象模型 。 ?盡管許多研究者試圖采用各種方法改進馬爾科夫模型：如高階馬爾科夫模型，遺傳算法，但多數(shù)學者認為該方法用于描述景觀變化很有效，用于對景觀變化的預測則存在許多缺陷。 ３ .中性模型 (Neutral model) ? 中性模型是指不包括任何具體生態(tài)學過程和機理的，只產生統(tǒng)計上所期望的空間格局的模型。 ? 中性模型的產生，總是需要不同程度的 隨機性 。 ? 中性模型的主要作用是為研究景觀格局與過程提供一個公共參照系統(tǒng)。在景觀指標構造與檢驗，景觀過程與格局間存在的關鍵閾值 (critical threshold)的鑒別，評價各種空間統(tǒng)計方法在鑒別尺度閾中的效果等，都起到關鍵性的作用。它已成為理論景觀生態(tài)學研究的必備工具。 ? 常見的中性景觀模型有：隨機分布的簡單中性模型、具有等級結構的中性模型、具有分維特征的中性模型。 隨機分布的簡單中性模型模擬結果范例 具有等級結構的中性模型模擬結果范例 具有分維特征的中性模型模擬結果范例 ４ .景觀動態(tài)模擬的發(fā)展趨勢 從景觀空間變化到景觀過程變化 從單純景觀現(xiàn)狀模擬到通過驅動因子模擬景觀變化 從單一尺度到多尺度的景觀變化 從宏觀變化到個體反應機制的模擬 與地理信息系統(tǒng)結合 與社會經濟模型結合 模型的可視化
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