（生态学专业论文）基于gis技术的鼓山风景名胜区景观分析.pdf

福建农林大学硕士学位论文 中文摘要 传统的风景名胜区景观分析主要通过对景区内的风景资源进行调查、评价和综合分 析，规划时所依据的资料主要还是停留在传统方式上的资料收集，而对整个景区范围内 的地形状况，水文条件以及可视性等进行全面的客观分析还比较少见。 本研究根据福州鼓山风景名胜区二维地形图，通过c i v i l 3 d2 0 0 6 赋值、校正，利用 a r c g i s 强大的空间分析功能对鼓山风景名胜区的地形、水文和可视性三个方面进行了详 细的分析，填补了传统风景名胜区资料收集上的缺陷。 地形分析图中的坡度、坡向分类图，是影响景区基础设施建设用地选择的重要因素。 地面粗糙度、起伏度、山脊线和山谷线，可以生动地反映整个景区山体的脉络，为合理 规划动物栖息地、生物廊道，保护生物多样性提供决策依据。三维空间地形则从立体上 真实地体现出鼓山地形的原始风貌，有助于规划师更细致地了解鼓山的局部地形情况。 水文分析图中的水流方向、汇流累积量以及水流长度，可以反映出降水的地表径流 的流向和汇集区域。根据水文分析图中提取的汇流累积量，应当作为重点保护区域，设 置合理的缓冲区。 可视性分析中的一点视域，表示在这个景点视域范围内应避免建设一些不美的人工 设施或进行人为破坏，但可以设置一些合适的人工景点，营造风景林等；线视域，可以 看作是由无数个点视组成的集合，因为车道是游人的主要观赏路线，其视域范围内的景 观优美程度直接影响了景区的综合美感度；两点通视，包含了两个景点各自看到的区域 范围，以及在公共视域营造优美景观。 关键词：风景名胜区；景观分析；g i s ；地形分析；水文分析；可视性分析 福建农林大学硕士学位论文 a b s t r a c t 1 1 1 em a t e r i a lw h i c ht h et r a d i t i o n a ls c e n e r ys p o ta r e al a n d s c a p ea n a l y s i sm a i n l yt h r o u g h c a r r i e so nt h ei n v e s t i g a t i o n , t h ea p p r a i s a la n dt h eg e n e r a l i z e da n a l y s i si nt h es c e n i ca r e a s c e n e r yr e s o u r c e s ，w h i l ep l a nr e s t so nm a i n l yo rp a u s e si nt h et r a d i t i o n a lw a ya c q u i s i t i o no f i n f o r m a t i o n , b u ti nt h ee n t i r es v 七 l l i ca r e as c o p et e r r a i nc o n d i t i o n ，t h eh y d r o l o g yc o n d i t i o na s w e l la st h ev i s i b i l i t ya n dc o m p r e h e n s i v ec o m p a r a t i v eo b j e c t i v ea n a l y s i sa r cq u i t en 睇 t i l i sr e s e a r c ha c t sa e c 幻r d i n gt ot h ef u z h o uc m s h a ns c e n e r ys p o ta r e at w o - d i m e n s i o n a l t o p o g r a p h i cd i a g r a m , t h r o u g ht h ec i v i l 3 d2 0 0 6e v a l u a t i o n s ，t h ea d j u s t m e n t , u s i n gt h e a r c g i s sg r e a ts p a c ea n a l y s i sf u n c t i o n st ot h eg u s h a ns c e n e r ys p o ta r e at e r r a i n , t h eh y d r o l o g y a n dt h ev i s i b i l i t yt h r e ea s p e g - t $ h a v ec a r r i e do nt h ed e t a i l e da n a l y s i s ，h a v ef i l l e di nt h e t r a d i t i o n a ls c e n e r ys c e n i cs p o ta r e aa c q u i s i t i o no f i n f o r m a t i o nf l a w i nt h et e r r a i na n a l y s i sc h a r ts l o p e ，t h es l o p et ot h ec l a s s i f i e dc h t ，a f f e c t st h ei m p o r t a n t a t t r i b u t e sw h i c ht h es c e n i ca r e ai nb a s i cs t r u c t u r ec o n s t r u c t i o nu t oc h o o s e g r o u n d r o u g h n e s s ，w a v ed e g r e e ，r i d g ea n dv o l l e y ，m a yv i v i d l yr e f l e c te n t i r es c e n i ca r e as h a ht it h e v e i n , f o rt h er e a s o n a b l ep l a na n i m a lh a b i t a t ，t h eb i o l o g yc o r r i d o r , p r o t e c t st h eb i o d i v e r s i t yt o p r o v i d e t h e p o l i c y - m a k i n gb a s i s t h et h r e e - d i m e n s i o n a ls p a c e t e r r a i nf r o mo n t h r e e - d i m e n s i o n a l r e a l l ym a n i f e s t st h eg u s h a nt e r r a i nt h ep r i m i t i v es t y l e a r ch e l p f u lt o p l a n n e r sc a r e f u l l yt ou n d e r s t a n dt h eg u s h a nt h el o c a lt e r r a i nc o n d i t i o n s i nt h eh y d r o l o g ya n a l y s i sc h a r tf l u e n td i r e e t i o n , t h ea f f l u xc u m u l a n ta sw c l la st h ef l u e n t l e n g t h m a yr e f l e c tt h ep r e c i p i t a t i o nt h es i l l - f a c er u n o f ff l o w sa n dc o l l e c t st h er e g i a f f l u x w i t h d r a w sw h i c ha c c o r d i n gt ot h eh y d r o l o g ya n a l y s i sc h a l ti nc u m u l a n t , m u s tt a k et h ek e y p r o t e c t i o nr e g i o na n de s t a b l i s ht h er e a s o n a b l eb u f f e r i na nv i s i b i l i t ) ra n a l y s i ss i g h t , e x p r e s s e da v o i d si n t h i ss c e r i i cs p o ts i g h ts c o p ep l a n t e d a g e n tc o n s t r u c t i n gs o m en o tb e a u t i f u la r t i f i c i a lf a c i l i t yo rc a r r y i n go nt h ea r t i f i c i a ld e s t r u c t i o n , b u tm a ye s t a b l i s hs o m ea p p r o p r i a t ea r t i f i c i a ls c , e n i cs p o t s b u i l d st h es c e n i cf o r e s ta n d o n ； t h el i n es i g h ti sas e tw h i c hr e g a r d sb yt h ei n n u m e r a b l es p o t si sc o m p o s e d , b e c a u s et h e 嘣c l a n ei st h et o u r i s tm a i n l yw a t c h e s d u r i n gt h er o u t e ，i ni t ss i g h ts c o p el a n d s c a p ee x q u i s i t ed e g r e e h a sd i r e c t l ya f f e c t e ds c e n i ca r e ac o m p r e h e n s i v ee s t h e t i cs e n s e ；t w oi n t e r v i s i b i l i t y , c o n t a i n e d t w os c e n i cs p o t sr e s p e c t i v e l yt os c et h er e g i o ns c o p e a sw e l la sb u i l d i n gt h ee x q u i s i t e l a n d s c a p ei nt h ep u b l i cs i g h t k e yw o r d s ：s c e n e r ys p o ta r e a ；l a n d s c a p ea n a l y s i s ；g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ； t e r r a i na n a l y s i s ；h y d r o l o g ya n a l y s i s ；v i s i b i l i t ya n a l y s i s 独创性声明 本人声明，所呈交的学位( 毕业) 论文，是本人在指导教师的指导下独立完 成的研究成果，并且是自己撰写的。尽我所知，除了文中作了标注和致谢中已作 了答谢的地方外，论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果。与我一同对本 研究做出贡献的同志，都在论文中作了明确的说明并表示了谢意，如被查有侵犯 他人知识产权的行为，由本人承担应有的责任。 学位( 毕业) 论文作者亲笔签名：删椭日期：伊哆，乡扣 论文使用授权的说明 本人完全了解福建农林大学有关保留、使用学位( 毕业) 论文的规定，即学 校有权送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或 部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 保密，在年后解密可适用本授权书。 口 不保密，本论文属于不保密。 口 学位( 毕业) 论文作者亲笔签名：以睁1日期：泓观易阳 指导教师亲 矿谚 i 确1 歹j 多 福建农林大学硕士学位论文 引言 近些年来，随着人们生活水平的逐步提高，精神和物质生活得到了极大改善，外出 观光、休息和娱乐已成为一种社会时尚，旅游人数的急剧增长促进了风景旅游业的快速 发展，风景名胜区的开发建设步伐也不断加快。而风景名胜区的规划工作通常是由建筑、 规划、园林等设计单位承担，对基础资料的获取主要有两种方法： ( 1 ) 收集资料法：即通过查阅相关资料文献，调查收集风景区自然环境和社会环境 等方面信息。 ( 2 ) 现场调查法：通常由熟悉景区状况的当地人作为向导，根据规划设计师的需要， 进入景区未开发地调查，直接获得第一手的数据和资料。但这种方法工作量大，易受到 多种条件限制。 调查的内容主要包含：自然景观资源，包含生物景观资源、地文景观资源、天象景 观资源等：人文景观资源，包含历史遗迹、古代工程、民俗风情、史事传说、旅游商品 等。 风景区名胜区规划时主要依据上述资料，而对整个风景名胜区的地形条件、水文状 况、视域敏感性等重要因子并无细致分析。规划时往往套用以往的风景名胜区规划方法， 带有较强的主观性和随意性，可能遇到许多的问题。例如，溪涧廊道的生态功能退化， 游憩价值降低；地表植被和山体破坏，生态功能整体退化，风景美学价值降低；景观破 碎化特别是生境破碎化加剧，生物多样性下降；交通拥堵，游线组织困难，风景资源的 整体优势得不到充分发挥。 为了能够客观全面地对风景名胜资源进行深入分析，提取出各类用地的适宜性和敏 感性区域。本文尝试利用g i s 及其相关技术对福州鼓山风景名胜区进行详细的景观分析， 为后期规划提供决策依据。 福建农林大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 国内景观分析研究现状 景观分析在欧洲和北美的起源较早，在我国起步较晚，但近几年来已有不少介绍景 观分析方面的文章。唐礼俊( 1 9 9 8 ) 通过对景观多样性、优势度、均匀度、自然景观破 碎度和分离度等景观生态学指标分析，对上海市余山风景区的景观空间格局进行了评价。 何东进等( 2 0 0 3 ) 针对近年来开展生态旅游等人类活动的强烈干扰给风景区带来巨大生 态影响的问题，在武夷山风景名胜区景观类型划分的基础上，从景观要素斑块特征的角 度对武夷山风景名胜区的景观格局及破碎化进行初步的研究，指出了人类经营活动的干 扰是导致自然风景区景观破碎的主要因素之一。汪永华等( 2 0 0 3 ) 采用信息论的线性抽 样方法对白云山风景区的景观要素进行了景观异质性分析，提出了景观的异质性与景观 要素的空间分布密切相关。孙永萍等( 2 0 0 5 ) 运用景观生态学原理和地理信息系统技术， 选取景观多样性、分维数、破碎度等指数，分析南宁市青秀山风景区不同景观类型的空 间分布特征。结果显示，人类活动的干扰是青秀山景观破碎的主导因素。周春国等( 2 0 0 5 ) 运用景观生态学原理把南京中山陵风景区景观类型按土地利用类型划分为8 个景观类型， 同时在林业用地景观类型基础上划分为7 个优势树种景观类型：采用斑块密度、分维数、 景观多样性、景观优势度等指标，分析了中山陵风景区景观要素空间关系，揭示了研究 区域景观空间分布的基本规律。孙永萍等( 2 0 0 5 ) 运用景观生态学原理，借助地理信息 系统技术，选取景观多样性、优势度、丰富度密度、均匀度、分离度、分维数等指数， 分析了南宁市青秀山风景名胜区不同景观类型的空间分布特征。袁正科等( 2 0 0 6 ) 研究 了洞庭湖湿地景观破碎化过程、特性、原因及其与生物多样性的关系，提出了洞庭湖区 自然保护区的最小面积和管理机构模式。郭泺等( 2 0 0 6 ) 以泰山的佛爷寺和竹林寺两个 山岳风景区为研究对象，采用不同时期的遥感数据，研究了两个风景区景观格局的时空 变化特征以及人类活动对景观格局演变的影响。在分析景观多样性、优势度、均匀度、 破碎度、扩展度、伸张度指数时间变化的基础上，对景观的空间格局变化趋势进行了对 比分析，表明景区建设等人为干扰是景观格局发生变化的主要驱动力。 1 2g i s 技术在景观分析中的应用现状 2 0 世纪8 0 年代中期，g i s 开始应用于中国的城市规划管理部门，如许多城市规划局 建立的城市规划管理信息系统。随着g i s 技术的推广应用，这一技术在信息处理中得到 了广泛的应用，以g i s 技术为基础的景观分析得到了迅速的发展。 在景观格局分析方面，张惠远( 1 9 9 9 ) 利用r s 和g i s 的空间信息处理技术，采用 适宜性评价与景观整体格局优化相结合的方法，对山地景观生态优化途径进行了探索。 俞孔坚等( 2 0 0 1 ) 借助g i s 方法对北京香山滑雪场进行规划，探讨了景观生态安全格局、 景观视觉安全格局和景观文化安全格局的判别及其敏感地段的场地规划方法。谈文琦等 ( 2 0 0 4 ) 在r s 与g 1 s 技术支持下，以上海市外环以内的城市中心区为研究区域，利用 景观生态学方法研究不同粒度下城市景观镶嵌结构的空间特征，并结合半变异函数，对 2 福建农林大学硕士学位论文 不同研究幅度下的城市景观空间格局进行分析研究。邵晓梅( 2 0 0 4 ) 以g i s 技术为分析 手段，以土壤类型图为数据基础，对鲁西北地区土壤资源在空间上的分布格局进行了定 量研究。李明诗等( 2 0 0 4 ) 以南京紫金山风景区不同时期森林资源调查成果为主要信息 源，在g i s 软件m a p l n f o6 5 的支持下，提取分维数、景观优势度、景观多样性及景观破 碎度等景观格局指数对紫金山景区近l o 年的景观格局及其动态特征进行了全面分析。李 瑞俊等( 2 0 0 4 ) 利用不同时期的t m 遥感影像资料，以青岛市为研究区，运用人机交互 目视解译方法以及地理信息系统的空间分析和数理统计功能，提取青岛市土地利用变化 数量、变化速度等数据，并对青岛市土地利用变化情况进行了深入分析。刘申等( 2 0 0 4 ) 利用崂山风景区的林相图若干期实地调查资料，在a r c i n f o 的支持下，对崂山风景区 的景观格局进行了动态分析。欧立业等( 2 0 0 4 ) 根据柴达木盆地土地利用现状图以及水 文等资料，利用g i s 和景观生态学的原理与方法，结合水资源分区状况，对柴达木盆地 的土地利用进行分区制图，划分区域并针对斑块和景观镶嵌体分别选取景观指标。杨英 宝等( 2 0 0 5 ) 利用不同年份的t m 图像结合土地利用现状图，运用g i s 和核心景观指数 研究南京市景观格局的动态演变规律。陈菁( 2 0 0 6 ) 利用g i s 和r s 技术，结合数理统 计分析等方法，分析了莆田市土地利用的数量变化和空间变化特征。郭泺等( 2 0 0 6 ) 以 t m 影像和野外调查为数据源，3 s 技术为研究手段，对比分析了泰山风景区1 9 8 6 2 0 0 1 年间不同人为干扰程度区域的景观结构、景观异质性动态变化特征以及景观多样性高程 的分异。 在土地适宜性分析方面，朱翔( 2 0 0 0 ) 在g i s 技术的支持下，研究了元阳县杨系河 流域海拔、坡度、坡向与该地区农业生产条件的关系，提出山区土地利用规划需要着重 考虑地形因素的影响。张金霞( 2 0 0 4 ) 应用g i s 技术，以莆田市土地适宜性评价为例， 通过评价对象的选择、评价单元的确定、合适的评价因子的选取和因子叠加分析等，对 土地适宜性和生产潜力进行分析评价，得出不同类型不同等级的土地潜力，为土地科学 规划、科学管理和科学决策提供依据。俞孔坚等( 2 0 0 5 ) 在浙江台州市规划中，运用最 小累积阻力模型，结合g i s 技术尝试探讨遗产廊道适宜性分析的新途径。马遵平等( 2 0 0 6 ) 利用a r e v i e w 软件，把石林风景区划分为1 0 种土地利用类型；以一系列土地利用格局 指标，对该区土地利用现状格局进行定量分析并探讨其成因机制。 在地形分析方面，胡卓玮等( 2 0 0 3 年) 讨论了基于g r i dd e m 的应用分析功能的实 现，包括等高线、坡度图、通视分析以及淹没分析，为三维地形可视化的实施提出了有 效的方案。张会平等( 2 0 0 5 ) 以g i s 技术为平台，利用矢量化地形高程数据，构建岷江 上游地区d e m ，并对数字图像进行了几何校正，镶嵌配准，实现了岷江上游地区地形地 貌的三维模拟显示；同时利用d e m 分析探讨地貌形态，生成一系列地貌分析专题图，并 进行了初步的分析。靳海亮等( 2 0 0 5 ) 从数字化地形资料中自动提取山脊线和山谷线， 在对现有的山脊线和山谷线自动提取的算法进行分析比较的基础上，提出一种简单实用 的自动提取山脊线和山谷线的算法。阚瑷珂等( 2 0 0 6 ) 利用a r e v i e w3 3 内嵌的a v e n u e 语言开发的带状剖面工具扩展了地形剖面图的绘制功能，实现了带状剖面图的自动绘制。 福建农林大学硕士学位论文 应用到地貌分析中，可以准确地反映出高程变化的统计特征。谭伟等( 2 0 0 6 ) 基于组件 式g i s 二次开发的原理，运用嵌入式组件开发工具m 印o b ! i e c t s ，探讨了规则数字网格高 程模型与规则数字网点高程模型的建立过程，并在此基础上对造林决策支持系统中立地 类型划分、林种规划等所依赖的地形信息进行自动提取，并以小斑坡向为例进行分析， 提出了造林小斑地形特征信息提取的最佳方法一基于统计分布理论的最大特征值法，从 而有效地实现了地形信息的自动提取，为造林规划设计服务。 在土壤侵蚀分析方面，王思远等( 2 0 0 1 ) 利用r s 与g i s 技术，从宏观上对土壤侵 蚀的空间分布特征进行了研究，具体表现为通过数学建模，对不同地形、不同土地利用 类型、不同生态背景以及不同植被覆盖上的土壤侵蚀的空间分布及其大小进行了定量分 析。刘新华等( 2 0 0 1 ) 基于d e m 数据，在a r c i n f o 的g r i d 模块支持下，利用窗口分析 方法，经过采样统计，确定中国水土流失地形起伏度的最佳分析窗口，提取了中国水土 流失地形起伏度，完成了中国水土流失地形起伏度制图，对中国水土流失地形起伏度进 行了适用性分析，并将其初步应用于中国潜在水土流失评价。林惠花等( 2 0 0 4 ) 利用g i s 技术分析不同自然因子的空间分布，对栅格数据图与土壤侵蚀栅格数据图进行区域统计 分析，进而研究综合自然条件下的土壤侵蚀分布特征，从而揭示出了土壤侵蚀与自然因 子的空间关联特征。贺奋琴等( 2 0 0 6 ) 以攀枝花山区为例，采用遥感数字图像处理技术， 提取对土壤侵蚀起决定性作用的降雨量、植被覆盖度、地形坡度、沟谷密度、土地利用 类型、土壤成土母质因子，将获取的信息借助g i s 进行矢量数据的转换、数据编辑、空 间叠加和统计分析，得到研究区土壤侵蚀强度分布状况。为山区土壤侵蚀监测研究提供 了一种有效的方法。姚华荣等( 2 0 0 6 ) 利用a r c v i e w3 1 和a r c i n f o ，通过图层叠加、统 计分析和缓冲区分析等，提取西南纵向岭谷区澜沧江流域云南段的不同类型和强度的土 壤侵蚀与地形坡度、土地利用土地覆盖现状、土壤类型和分布、大雨日数以及河流、道 路两侧的缓冲区等的相应数据，得出土壤侵蚀综合度。 在地质灾害分析方面，唐川等( 2 0 0 1 ) 在a r c h n f o 的支持下，根据地震烈度、地形 坡度、岩土体类型和现存滑坡密度共4 个因子参与的地震诱发滑坡危险性进行了叠置分 析，并编制地震诱发滑坡危险区预测图。何报寅等在2 0 0 2 年在湖北省数字地形图的基础 上，利用a r c i n f o 平台对湖北省洪水灾害危险性进行了初步评价。对构成洪水灾害危险 性的4 个因子一降水，地形，河网( 包括河流、湖泊、水库) 以及历史上洪灾发生的频 次等进行了分析和数字化，得出了各因子对洪水灾害影响程度的栅格图层；其次，对这些 图层进行空间叠加，得到了湖北省洪涝灾害危险性评价图。蒋小珍等( 2 0 0 3 ) 运用g i s 的缓冲区、叠加分析等功能，从地貌类型、碳酸盐岩类型、水文地质条件、人类活动及 土地利用因素方面，对中国地面的岩溶塌陷和采空塌陷的灾害危险性进行评价。陈和平 等( 2 0 0 3 ) 利用g i s 技术对庆元县山地灾害与地形、地貌、坡度和坡向作空间叠置分析。 唐川( 2 0 0 4 ) 应用g i s 对云南境内的金沙江流域山地灾害危险性进行评价，得出的评价 图可以帮助人们在土地发展规划中选择最佳建设场所。魏平新等( 2 0 0 5 ) 在a r c m a p8 1 平台上，将广东省小流域分布图与全省历史滑坡及现代滑坡资料进行空间叠加，生成了 4 福建农林大学硕士学位论文 全省滑坡灾害易发程度分区图，以此分区图与广东省地形坡度、地层岩性、地貌分布、 降雨分布图进行叠加分析。唐川等( 2 0 0 5 ) 以地理底图为基础，对影响山洪形成与泛滥 的地形坡度、暴雨天数、河网缓冲区、标准面积洪峰流量、泥石流分布密度和洪灾历史 统计六项因子进行了分析和叠合评价，完成了红河流域的山洪灾害危险评价图；并借助 于g i s 分析工具，将危险评价图与易损性图进行叠加分析，完成了红河流域的山洪灾害 风险区划图。覃小群等( 2 0 0 5 ) 从导致岩溶生态环境脆弱性的本质因素入手，建立了岩 溶生态环境脆弱性评价模型。利用层次分析法确定评价因子的权重，并应用a r c g i s8 1 为平台，利用空间分析功能及模型的空间关系识别，进行了岩溶生态区脆弱性评价。 在水文分析方面，陈为公( 2 0 0 4 ) 应用m a p g i s 作为建立数据库的操作平台，通过 对基础资料的矢量化，将所得的综合点、线文件进行编辑，误差校正后，分层形成图形 文件，将图形文件与属性文件相联接，再通过投影转换和数据格式转换，形成数字水文 地质图空间数据库，从而为今后的空间分析和多用途的开发应用提供了重要的基础数据 资料。李道峰( 2 0 0 4 ) 等应用r s 和g i s 技术分析了分布式水文模型在流域径流模拟过 程中的结合点，针对流域径流要素对土地覆被和气候变化响应过程，讨论利用分布式水 文模型研究土地覆被和气候变化下径流响应过程的一般方法。王磊等( 2 0 0 4 ) 利用 a r c v i e w 和e r d a s 软件分别进行了矢量与栅格文件的处理，讨论并实现了从d e m 提取各 级水系的长度、数目、密度及流域面积等参数，同时计算了水系的分形维数，为更进一 步的水系分析奠定了基础。秦福来等( 2 0 0 6 ) 基于d e m 进行流域特征信息的提取原理和 方法，并结合流域非点源污染模拟研究的需要，在g i s 软件和非点源污染模型s w a t 的 技术支持下，对密云县密云水库北部流域d e m 进行了流域的刻划及模型运行单元h r u s 的生成。原立峰等( 2 0 0 6 ) 运用a r e g i s ，以黄土丘陵沟壑区小流域探讨了从d e m 中提 取流域水文特征的详细过程，包括：d e m 的生成和预处理、水流方向的确定、流域汇流 能力分析、河网的提取、流域边界的确定和子流域的划分。提出了基于d e m 自动生成数 字流域的一种方法，并将自动提取的流域与从地形图和遥感影像相结合手工提取的流域 做了对比分析。李敬等( 2 0 0 6 ) 以黄山云谷景区为例结合景观生态学和群落生态学以及 。3 s ”技术等相关知识，探讨了景观生态学理论在风景区规划中的应用、作用以及具体 的方法。主要对风景名胜区的景区生态敏感度进行了分析，从各方面进行敏感度分级， 并从水系和地质的角度提出了一系列关于景区生态敏感区的保护方法。 在植被分析方面，陈红梅等( 2 0 0 5 ) 以漳浦县森林资源为对象，应用g i s 技术，通 过制作各类专题图，获取森林的空间分布格局与结构组成信息，应用g i s 的叠加、缓冲、 统计等空间分析功能，探讨了土壤、地貌、坡度和海拔等地形特征因素对树种分布的关 系。余世孝等( 2 0 0 5 ) 将泰山风景区划分为8 个区域“个基本景观类型，包括松林、 栎林、刺槐林、侧柏林、针阔叶混交林、经济林、灌丛、裸岩、荒地、水体、建筑。在 此基础上，利用3 s 技术和分形理论对各个景观要素进行了分析，并讨论了景观特性及 其变化的分形性质。陈瑶等( 2 0 0 6 ) 利用g i s 技术提取地形统计数据，采用关联分析和 因子分析法对四川龙门山西北部的植被分布与地形因子的相互关系进行了分析。王建兵 福建农林大学硕士学位论文 等( 2 0 0 6 ) 运用a r c v i e w 软件和韶山森林分布图等资料，根据景观生态学的有关原理， 选取斑块特征指数、景观多样性指数和景观空间构型评价指标，对韶山风景名胜区的植 物景观格局进行分析。 1 3 研究意义 近几年来，随着经济的发展和人们的物质生活水平的逐步提高，旅游业也得到了快 速发展。我国风景名胜区的开发建设步伐加快，取得了一些成就，同时也存在着许多问 题，如一些人工基础设施周边发生塌陷、滑坡等地质灾害；山洪暴发引起周边人员伤亡； 在视觉敏感区随意搭盖建筑物；植被破坏严重；生物多样性减少等。这些问题一部分是 由于人为造成的，一部分是由于自然运动引发的。如何更合理地进行景区开发建设与可 持续发展是当前急需解决的难题。本论文的研究区域集中在福州鼓山风景名胜区范围内， 鼓山面积有几十平方公里，且地形复杂。如何客观全面地对整个风景名胜区景观进行分 析，是规划好鼓山的前提条件。 本文借助于g i s 技术可以处理海量数据的特点，对于解决传统风景名胜区景观分析 中的数据时间性、模糊性、随机性和主观性等问题，提出了行之有效的解决方法。通过 二维地形图赋高程值，导入g i s 软件，提取出整个鼓山风景名胜区的地形、水文及视觉 敏感性区域。为鼓山风景名胜区基础设施建设用地选择、避开地质灾害和洪涝灾害区域、 保护动物廊道和水源等提供决策依据。 6 福建农林大学硕士学位论文 第二章g i s 技术在风景区景观分析中的应用综述 2 1g i s 及其相关技术介绍 2 1 1g i s 定义 地理信息系统( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ，简称g i s ) ，其定义是随着其技术的 进步及应用领域的拓宽不断完善的。是一项以计算机为基础的输入、储存、查询、分析、 表达地理信息的综合性技术。把事物的空间位置，以及有关的文字属性信息存入数据库 中，建立起相互联系，提供查询、分析工具，并以专题地图的方式表达出来，是g i s 技 术的核心( 宋小冬，1 9 9 1 ) 。其中“收集、储存、分析和传播”是g i s 所具备的四大功 能，即“输入、存贮、操作和分析、表达输出”。 2 1 2g i s 发展过程 国外不少人认为，1 9 世纪以来普遍应用的地图和专题图就是一种模拟式的地理信息 系统。依此定义，我国的地理信息系统的产生可追溯到宋代的地理图碑，它刻绘了山脉、 长江、黄河、长城以及全国各级行政机构，是宋代的中国地图。 2 0 世纪5 0 年代，随着电子计算机科学的兴起和它在航空摄影测量学与地图制图学中 的应用以及政府部门对土地利用规划与资源管理的要求，使人们开始有可能用电子计算 机来收集、存贮和处理各种与空间和地理分布有关的图形和有属性的数据，并通过计算 机对数据的分析来直接为管理和决策服务，这才导致了现代意义上的地理信息系统的问 世。 1 9 5 6 年，奥地利测绘部门首先利用电子计算机建立了地籍数据库，随后各国的土地 测绘和管理部门都逐步发展土地信息系统( l i s ) 用于地籍管理。 1 9 6 3 年，加拿大测量学家r f t o m l i n s o n 首先提出了地理信息这一术语，并于1 9 7 1 年建立了世界上第一个g i s 一加拿大地理信息系统( c g i s ) ，用于自然资源的管理和规 划。稍后，美国哈佛大学研究出s y m a p 系统软件。由于当时计算机水平的限制，使得 g i s 带有更多的机助制图色彩，地学分析功能极为简单。与此同时，国外许多与g i s 有 关的组织和机构纷纷建立，例如，美国1 9 6 6 年成立了城市和区域信息系统协会( u i u s a ) ， 1 9 6 9 年又建立起州信息系统全国协会( n a s i s ) ；国际地理联合会( i c m ) 于1 9 6 8 年设 立了地理数据收集和处理委员会( c g d s p ) 。这些组织和机构的建立为传播g i s 知识， 发展g i s 技术起了重要的推动作用。 进入8 0 年代，计算机技术的发展使得在微机上应用g i s 成为可能，n c g i a ( 国家 地理信息分析中心) ：三所美国大学( u cs a n t ab a r b a r a ，u n i v e r s i t yo fm a i n e ，s t a t e u n i v e r s i t yo f n e wy o r k ，a tb u f f a l o ) 的国家科学基金促进g i s 的研究及提供技术的转移。 2 0 世纪9 0 年代，计算机、通信网络和信息科学技术飞速发展，新技术不断涌现， g i s 的应用和研究已广泛地深入到了与地理空间问题相关的社会、经济、政治、军事、 工程等各个领域。 2 l 世纪初，g i s 成为资源调查及城市规划广泛应用的工具，结合更多的系统、更多 福建农林大学硕士学位论文 模块，强化更多功能。 2 1 3c i v i l3 d2 0 0 6 介绍 c i v i l3 d2 0 0 6 是a u t o d c s k 公司新开发的完整土木工程解决方案平台，c i v i l3 d2 0 0 6 架构在a u t o c a d2 0 0 6 之上，并集成了m a p3 d2 0 0 6 。也就是说，他完全包含a u t o c a d 2 0 0 6 和m a p3 d2 0 0 6 的全部功能。以下是它所具备的几个主要特点： ( 1 ) c i v i l3 d2 0 0 6 中的所有设计要素都是基于样式，改变对象的样式，即可以改变 其显示方式、标签以及行为。它的样式和设计可以集成c a d 标准，所以可以维持制图的 一致性。 ( 2 ) 设计过程中创建的要素经常是关联的。例如，道路的纵剖面依赖于地形曲面和 水平路线。c i v i l3 d2 0 0 6 能够保持它们的相互关系，并且当设计要素变更时，自动更新 所有相关的内容，包括有关的图形和标注。 ( 3 ) 以文本方式精确记录土木工程的专业数据，可以很容易和其它应用程序之间交 换数据。 ( 4 ) c i v i l3 d2 0 0 6 集成了m a p3 d2 0 0 6 的功能，因此能够导入，导出多种常用的g i s 数据格式，包括a r c l n f o ，m a p l n f o ，m i c r o s t a t i o n 等软件的数据格式，并提供了强大的 g i s 分析工具。 2 2 风景名胜区景观分析 2 2 1 风景名胜区介绍 2 2 1 1 风景名胜区概念 风景与名胜，风景名胜与风景名胜区，这几个概念既有区别又有联系。“风景”一 般是指景物或自然景观。“名胜”，是指胜地，原指人所共知的风景胜地。随着历史的 变迁，风景胜地的自然景观与人文景观逐渐融为一体。 风景名胜指自然景物与人文景物的风景胜地，国务院于2 0 0 6 年颁布的风景名胜区 条例中对风景名胜区的概括如下：“风景名胜区”是指具有观赏、文化或者科学价值， 自然景观、人文景观比较集中，环境优美，可供人们游览、休息或进行科学、文化活动 的地区。 2 212 风景名胜区的类型 我国风景名胜区按照主体风景、标志性景观和结构，可以分为七大类： ( 1 ) 山岳峡谷型：如泰山、华山、黄山、鼓山、庐山等； ( 2 ) 岩溶洞穴型：石花洞、桃源洞一鳞隐石林、玉华洞等； ( 3 ) 江河湖瀑泉型：如长江三峡、黄河壶口瀑布、青海湖、黄果树瀑布等； ( 4 ) 海洋海湾型：如三亚热带海滨、鼓浪屿一万石山风景名胜等； ( 5 ) 草原荒漠型：如库木塔格沙漠、兴城海滨、鼓浪屿等； ( 6 ) 人文胜迹型：如莫高窑、岳阳楼洞庭湖、承德避暑山庄外八庙等： ( 7 ) 民俗风情型：如大理、西双版纳等： 8 福建农林大学硕上学位论文 2 213 山岳峡谷型风景名胜区的特点 ( 1 ) 地形的变化性 地球陆地的表面，有许多蜿蜒起伏、巍峨奇特的群山。山由山顶、山坡和山麓三个 部分组成，平均高度都在海拔5 0 0 m 以上。它们以较小的峰顶面积区别于高原，又以较 大的高度区别于丘陵。这些群山层峦叠蟑，群居一起，形成一个山地大家族。 山地地形由于山体位置、形状的不同而各有差异。山顶、山脊、山坡、山谷等各有 不同的形态，其立地条件也各不相同。山顶由于处在最高点，周围视线开阔；山脊少有 水源，生物多样性较低；山坡坡度较大，则不易开挖建设；谷地往往比较潮湿、生物多 样性较高。 ( 2 ) 地质的不稳定性 山地是由于长时间的内力和外力共同作用而形成的一种地表形态。内在因素体现为 地震、火山喷发、地壳运动等，是山地基本构造形成的主要因素。而外在因素体现为降 水、人为活动等，也会改变山地的外部形状。如降水会对山地表层土壤进行冲刷，具有 一定的侵蚀性。如果降水量过大，地表径流超过安息角，就会形成滑坡、断层等自然灾 害；人为的不合理开挖，会影响山体的原有稳定状态，进而引发塌方等山地灾害。 ( 3 ) 水文的复杂性 山地中的溪涧、河流等自然水文条件都是经过漫长的地质年代而形成的，具有相对 的稳定性。因为山地大多地段具有较大的坡度，水体的流动远比平地迅速。降水量的增 大会导致山洪的爆发，进而泛滥，影响周边的地带。同时也会使山地地表的径流量骤然 增大，形成对山地表层土壤的冲蚀，并可能影响地质形态的稳定。 ( 4 ) 植被的重要性 在山地环境中，植被的存在具有多方面的作用：一方面，植被叶片可以减弱降水对 地表的冲刷力，而枯枝落叶形成的腐质层可以进一步减轻降水对表层土壤的侵蚀力。还 可以增加土壤的容水量，起到保持水土、防止滑坡的作用；另一方面，它保护了地域的 植物景观特色，增加了环境的景观优美度；此外，良好的植被还有利于调节山地的小气 候，为动物、微生物提供栖息地等( 卢济威等，2 0 0 1 ) 。 2 2 2 景观的定义 景观( l a n d s c a p e ) 主要反映内陆地形、地貌或景色( 如草原、森林、山脉、湖泊等) ， 或是反映某一地理区域的综合地形特征( 邬建国，2 0 0 4 ) 。在生态学中，景观的定义可 概括为狭义和广义两种。狭义景观是指在几十千米至几百千米范围内，由不同类型生态 系统所组成的、具有重复性格局的异质性地理单元。而反映气候、地理、生物、经济、 社会和文化综合特征的景观复合体相应地称为区域( f o r m a n ，1 9 9 5 ) 。狭义景观和区域 即人们通常所指的宏观景观；广义景观则包括出现在从微观到宏观不同尺度上的，具有 异质性或缀块性的空间单元( w i e n s 等，1 9 8 9 ) 。广义景观概念强调空间异质性，景观 的绝对空间尺度随研究对象、方法和目的而变化。 9 福建农林大学硕士学位论文 2 2 3 景观分析介绍 2 2 3 1 景现格局的分析 景观格局( 1 a n d s c a p ep a t t e r n ) 指空间结构特征包括景观组成单元的类型、数目以及 空间分布与配置( 邬建国，2 0 0 4 ) 。景观格局是在自然力和人类活动双重作用下形成的。 降雨、气温、e t 照、地貌和地质等自然因素形成了大尺度的原始景观格局，而人类历史 上的农牧业生产活动、砍伐森林、工业化、城市化进程等都大幅度改变着景观格局，其 后果是土地利用方式的改变，草原和森林变成了农田、城镇或开发区，原始的景观格局 发生了剧变。各种工程设施的建设，也改变了景观的空间配置。比如公路、铁路设施， 对于野生动物的迁徙是致命的障碍。另外，水库淹没土地后，陆地景观变成水域，丘陵 变成岛屿，造成原有陆地景观的“破碎化”( 董哲仁，2 0 0 6 ) 。分析景观格局一般由 以下几个基本步骤组成：收集和处理景观数据( 如野外考察、测量、遥感、图像处理、 g i s 分析等) ，然后将景观数字化，并选用合适的研究方法进行分析，最后对分析结果 加以解释和综合。 常用的景观指数： 根据m e g a r i g a l 和m a r k s ( 1 9 9 5 ) 的景观格局分析软件f r a g s t a t s 中包含一些常 用景观指数：如缀块数( n p ) 、缀块密度( p d ) 、边界总长度( t e ) 、边界密度( e d ) 、 缀块丰富度( p r ) 、缀块丰富度密度( p r d ) 、s h a n n o n 多样性指数( s h d i ) 、最大缀 块指数( l p i ) 、平均缀块指数( l p i ) 、平均缀块面积( m p s ) 、缀块面积标准差( p s s d ) 、 缀块面积变异系数( p s c v ) 、景观形状指数( l s i ) 、平均缀块形状指数( m s l ) 、面 积加权平均缀块形状指数( a w m s i ) 、双对数回归分维数( d l f d ) 、平均缀块分维数 ( n p f d ) 、面积加权平均缀块分维数( a w m p f d ) 、聚集度( c o n t ) 、平均最近邻体 距离( m n n ) 、核心区总面积指数( t c 灿) 等( 邬建国，2 0 0 4 ) 。 2 2 3 2 用地的适宜性分析 适宜性分析是指对自然、政治、经济、文化等要素进行定量的分析，在了解当地情 况、现有政策、经济现状、环境科学的基础上，对土地适于不同开发利用的能力做出相 关评价( m e h a r g ，1 9 9 2 ) 。 2 2 3 3 用地的敏感性分析 生态