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65000字论文范文基于遥感和地理信息系统技术的城市景观格局及生态适宜性评价

论文类型:论文范文
论文字数:65000字
论点:景观,城市,研究
论文概述:

本文借助遥感影像资料作为基础信息源,使用 GIS 为主要数据分析处理工具,分析了南阳市的中心城区的景观特征,讨论了城市发展中的生态适宜性

论文正文:

第一章许仑

1.1选题背景
城市发展了物质生活条件,也是以人为中心的复杂生态系统。城市化程度反映了一个国家的社会、经济和环境水平。在中国快速发展的背景下,人口与经济的集聚效应逐渐凸显,城市迅速扩张。据估计,在“十二五”期间,中国人口的城市化率将达到并超过50%,也就是说,在“十二五”之后,超过50%的中国人口将在城市定居,城市的扩张将满足更多人对现代生活的渴望[1]。然而,快速城市化的进程改变了原有城市的景观格局,也带来了许多积极和消极的变化。研究城市化,分析和认识城市化进程对我们社会的影响,然后正确而认真地解决它,是关系到人类可持续发展的总体关键问题。城市化带来了城市景观的变化。城市景观是城市长期发展中形成的社会、自然和区域景观或环境氛围。
造成城市景观变化的因素由自然和人类两大驱动力组成。在城市化进程中,最直接的表现是城乡结合部景观类型的变化,即从由植被、水和土壤组成的自然景观转变为由沥青、化学材料、金属等元素组成的纯人工建筑景观。因此,可以看出,城市景观空的配置和演变是产生各种城市化环境问题的先决条件之一[2]。城市化带来了城市生态系统的变化。城市生态系统是指城市中显性或隐性生态系统空的模式。它由景观的一些关键部分、位置和空连接组成。这是一个建立在自然生态系统基础上的人工生态系统。与自然生态系统相比,城市生态系统更加脆弱和不稳定。在城市化进程中,生态安全的重要性不言而喻。城市扩张形成的格局应基于不破坏生态和维护人类生存安全的基本原则。规划应以生活用地的健康和安全为名,以持久公共利益为名,而不是从[城市土地开发的迫切需要出发。
在过去的十年里,利用景观生态学来指导城市建设和发展在理论上已经比较完善,并得到了[4]的足够重视。分析城市土地的发展,寻求与人类生活密切相关、能够促进城市可持续发展的安全城市建设模式,是当前的研究热点。然而,目前景观生态学视角下的城市化研究还没有形成一个系统,对城市化带来的城市景观变化的研究往往停留在定性的视角,从空视角定量分析城市化影响的相关文献还很少;城市生态适宜性评价研究还存在诸多问题,如研究因素选择不足、方法混乱等。南阳市(Nanyang City),位于河南、陕西、湖北、四川、重庆等内陆省份的交界处,是区域中心城市,是河南西南部的政治、经济、文化教育、科技、物流和交通中心,是国务院命名的第二批历史文化名城,也是华中地区重要的旅游景点。城市化进程给南阳市带来了城市用地面积的快速扩张,也导致原有的生态系统布局无法适应新城空。因此,南阳市充分认识到“十二五”期间生态系统建设的重要性,提出了建设森林城市的口号。因此,本研究的目的和意义如下:以南阳市为例,借助遥感和地理信息系统技术,从“景观格局”和“生态适宜性”两个方面入手,从现状出发,在空水平上,定量计算南阳市发展过程中的“城市景观格局”,揭示城市化对南阳市景观格局的影响;展望未来,结合各种潜在生态因素对城市规划和发展的影响,对城市土地的“生态适宜性”进行评价。优化景观格局,明确城市生态安全格局,提高城市土地利用效率,为南阳城市建设提供科学依据。为今后加快城市发展过程中提高城市居民生活质量、改善城市生态环境、增强区域竞争力提供基础数据和参考。

1.2国内外研究现状
1.2.1景观生态学
卡尔特罗(CarlTroll)主要研究空之间各类景观斑块的配置。他的这一观点为地理学向生态学发展开辟了道路。后来形成的景观生态规划是指基于景观生态学理论的规划。其理念是探讨景观生态学与规划的关系。结合规划的相关原则,充分考虑人与自然的相互作用,提出了[5-7规划结构优化模型。目前,景观生态学研究的核心内容仍然是强调景观空、生态过程和尺度之间的相互作用。中国最早的景观生态学研究文献是1986年何炅在《地理学》上发表的《土地生态评价与土地生态设计》。随后,各种景观生态学的研究成果如雨后春笋般涌现。目前,景观生态学的研究在土地利用变化、景观生态规划、主要功能区划分、城市设计等诸多领域取得了令人满意的成果。它是研究人类可持续发展的重要基础。
1.2.2景观格局
景观格局的研究一直是研究的热点之一。早在20世纪50年代,学者们就对此进行了大量的描述性研究。自20世纪70年代以来,学者们发现用数学语言进行定量描述更有说服力,于是他们开始制定大量指标来解释景观的内涵。这一阶段的初步探索为进一步研究奠定了基础。20世纪末,随着计算机技术的发展,空检测技术,数据计算的效率和获取信息的能力得到了极大的提高。景观格局的定量研究取得了很大进展。在各种景观指数的基础理论得到完善的同时,[9-14也出现了大量的定量计算方法。在此期间,麦克格瑞尔·K、马克·BJ等人于1995年开发了专业软件fragstates,大大提高了研究效率。此后,关于景观指数应用的研究文献陆续在[出现。现阶段的研究方法主要是利用地面或遥感数据进行景观分类和定量指标计算。21世纪初,国内外学者意识到单一时间空的数据在描述现象方面比较薄弱,开始使用不同时间空尺度的差异进行定量比较,并分析差异产生的原因。例如,在空的尺度上,研究不同区域的景观差异,以分析区域对景观的影响[27][28];在时间尺度上,研究同一范围内不同时期景观指数、类型和面积的变化,得到[29-41]的动态变化描述;比较空不同时期景观类型分布,预测[未来景观变化42-46]。

1.3研究内容和技术方法............................14-16
1.3.1主要研究内容............................14
1.3.2框架结构和技术路线............................14-16
第二章研究领域概述和数据源............................16-20 [/BR/] 2.1研究领域概述............................16-17
2.1.1南阳市简介............................16-17 [/BR/] 2.1.2研究区域范围............................17[/比尔/] 2.2研究领域数据源............................17-20
2.2.1基本数据数据............................17[/比尔/] 2.2.2遥感数据............................17-18[/比尔/] 2.2.3数字高程模型数据............................18-19[/ Br/] 2.2.4辅助数据............................19-20
第三章数据预处理............................20-30
3.1景观类型分类............................20-23
3.2热岛效应............................23-25[/比尔/] 3.2.1产生热岛效应............................23 [/BR/] 3.2.2地温遥感数据反演原理............................23-24[/溴/] 3.2.3研究区域热岛效应............................24-25
3.3植被覆盖率............................25-26
3.3.1 NDVI(归一化差异植被指数)............................25[/比尔/] 3.3.2研究区的土地植被覆盖............................25-26
3.4............................,[26-29号生境走廊/br/] 3.5其他数据预处理............................29-30
第四章城市景观格局分析............................30-39
4.1景观指数:............................30-31
4.2 2009年研究区景观格局分析............................31-32
4.2.1研究区景观指数............................31-32 [/BR/] 4.2.2研究区景观分析讨论............................32[/比尔/] 4.3景观多样性,斑块密度空内部特征............................32-37
4.4城市化对城市景观格局的影响研究;............................37-38
4.4.1............................37
4.4.2相关和相关系数矩阵的计算............................37-38[/比尔/] 4.5结果分析............................38-39
第五章城市生态适宜性评价............................39-54
5.1城市土地生态适宜性评价的基本理论............................39-40
5.2评价原则和技术路线............................40-41
5.3南阳市生态适宜性评价............................41-53
5.4结果分析............................53-54
第六章研究区城市发展与生态建设对策............................54-61
6.1南阳市城市发展用地选择建议............................54-57
6.1.1年城市发展用地分析............................54
6.1.2城市发展方向和时机............................54-55
6.1.3城市土地利用对策............................55-57
6.2南阳市景观生态系统建设对策............................57-61
6.2.1生态系统状况............................57
6.2.2关键施工点分析............................57-58
6.2.3生态系统建设对策............................58-59
6.2.4城市景观设计建议............................59-61

结论

以遥感影像数据为基础信息源,以地理信息系统为主要数据分析处理工具,分析南阳中心城区景观特征,探讨城市发展中的生态适宜性,提出城市发展和景观生态建设的优化对策。
(1)景观格局研究。在遥感影像分类的基础上,对中心城区的景观类型进行了分析。结果表明,2009年南阳市主要景观类型为农田,占整个区域的35.40%,可视为整个区域的矩阵。多磺酸粘多糖的最小值、多磺酸粘多糖的最大值和多磺酸粘多糖的最大值均为绿色景观,表明研究区的绿色景观破碎化严重,高度复杂,分割明显。城市景观的LPI值为11.3211,明显高于其他类型的景观。这是因为城市景观取代了自然分布的其他景观,在城市中心区形成了单一类型的大型城市景观斑块。
(2)进一步分析3公里尺度上的城市空之间的特征。斑块密度的空特征反映了南阳市中心破碎化程度最低,白河湿地公园破碎化程度较低,城市南部和西部破碎化程度较高,表明城市南部和西部正在城市化,各类景观斑块分布相对较小且破碎化。景观多样性的空特征表明,中心城区的复杂性相对较低,城市外土地的复杂性相对较高,呈“圆形”分布。其具体含义是城市化进程中的城乡景观交错带。
(3)尝试利用景观格局影响指标定量研究相关度。选择城市化发展过程中可能相互影响的NDVI指数、热岛效应、斑块密度空和多样性空以获得基于九个因素的相关系数,即距中心城区边缘的距离、距水系的距离、距公路的距离、坡度和高程。结果表明:1)南阳市坡度与高程相关性低,高程与水系距离相关性低,都是自然原因造成的。2)海拔高度、离城区距离和离水系距离的线性相关性较低,反映了南阳北山水建的城市景观结构特征。

参考

[1]潘家华,魏侯凯。《2010年城市蓝皮书:中国城市发展报告》第3期,[。北京:社会科学文献出版社,2010。
[2]岳文泽,徐建华,谭文琪,等.城市景观多样性的尺度间分析空[.生态学报,2005。25(1): 130-137。
[3]俞空见、李迪华、韩西丽。论“反计划”[。《城市规划》,2005年。25(09): 64-69。
[4]理查德·霍布斯。未来景观与景观生态学的未来[。景观与城市规划,1997,37:1-9。
[5]傅伯杰。景观生态学的原理和应用[。北京:科学出版社,2001。
[6]俞空见,李迪华,段武铁。生物多样性保护的景观规划方法[。生物多样性,1998,6 (3): 205-212。
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[8]库克,东..评价城市生态网络的景观结构指数[。景观与城市规划,2002(58):269-280。[9]李敏,毛磊,周春华,冯格曼,JE,朱z .中国和美国森林破碎化及其驱动力与全球覆盖2.2[J .]。环境管理,2010,91(12):2572-80。
[10]怀特·R,恩格伦·g .计算机,环境和城市系统,2000,24:383-400。