城市区域绿地空间格局观测和分析 生态学实验报告

1、装 订 线实验报告城市区域绿地空间格局观测和分析一、 实验目的1. 通过Google Earth 对城乡梯度上的绿地、不透水层和水体进行识别；2. 掌握Google Earth软件基本操作，获取绿地、不透水层和水体的面积数据；3. 分析杭州市城乡梯度上各组分的占比及其空间分布格局。二、 研究方法1. Google Earth Pro（GE）遥感影像解译；2. GE多边形工具面积提取；3. Microsoft excel数据处理与分析。三、操作方法和实验步骤1. 用Google Earth打开标记文件，每个同学确定自己所分配到的调查城市。2. 对打开的Google Earth文件进行属性修改，颜

2、色调整为黄色，面积调整为轮廓。3. 确定城核系统边界和城市中心点，命名为××市中心，并将位置另存为××市中心（如无锡市中心）。4. 调整Google Earth 影像的时间为2010年5. 先打开城市设施农业2km的网格，并新建一个文件夹，命名为城市-设施农业-2km，下一步，自左上至右下逐行扫描网格，使用工具栏中的地标工具标出大棚所在的网格，扫描完成之后将位置另存为城市-设施农业-2km。6. 完成所有网格扫描后，重新处理出现大棚的网格：新建一个文件夹，命名为城市-设施农业-0.5km，将2km×2km的网格再细分为0.5km×0.

3、5km的小的网格，重新标注；标注完成之后将文件夹另存为：城市-设施农业-0.5km.kml。三、 主要内容1. 以杭州市城乡梯度为研究区域，在Google Earth中加载杭州市中心位标及实验样带网格，并通过目视解译识别绿地、不透水层和水体；2. 运用Google Earth打标工具获取研究区域样带网格的地理坐标数据；3. 运用Google Earth多边形工具提取研究区域的绿地、不透水层和水体的面积数据；4. 在Excel中进行数据处理，并分析杭州城乡梯度上各组分的占比及其空间分布格局。四、 实验步骤1. 文件加载：打开Google Earth软件，加载 “杭州市中心”及“杭州4条样带-调查

4、样方”文件（.kml/.kmz格式）；2. 时间调整：将影像时间调整为2010年的清晰状态（勾选视图中的状态栏），在excel表格中记录图像时间；3. 添加文件夹：在“我的位置”右键点击“添加”，新建文件夹，命名为“杭州市样带1（2）-样方标记-姓名-时间”，例如“杭州市样带1-样方标记-徐荣华-151008”，共新建4个文件夹，分别为杭州市样带-x-样方标记（绿地面积/不透水层面积/水体面积-姓名-日期）；4. 调整视角：放大图像直至可识别绿地（垂直视角，视角海拔约500m）；5. 样方标记：从市中心向外，用标记工具对样带上的样方进行打标（样方中央），并进行编号，为1、2、3、4-，注意放在

5、前面命名好的文件夹（杭州市样带-x-样方标记-姓名-日期）内；完成一个样带的样方标记，右键文件夹，选择“将位置另存为”，将文件夹以.kml格式另存到指定位置；6. 面积提取：从市中心往外，根据已标记的样方，使用多边形工具逐个进行绿地、水体及不透水层的多边形勾选（多边形分别放在对应的文件夹下面）。勾画多边形时，对多边形属性进行更改，“样式/颜色”栏下，面积设置为轮廓，颜色可分别设置以便区分绿地、水体和不透水层；1) 绿地面积：根据样方编号命名，如样方1中的多边形编号为“1-1、1-2、1-3、1-i”，样方2中的多边形编号为“2-1、2-2、2-3、2-i”，i指多边形编号（要放在“绿地面积”文

6、件夹下）；2) 水体面积：根据样方编号命名，如样方1中的多边形编号为“1-1、1-2、1-3、1-i”，样方2中的多边形编号为“2-1、2-2、2-3、2-i”，i指多边形编号（要放在“水体面积”文件夹下）。3) 不透水层面积：根据样方编号命名，如样方1中的多边形编号为“1-1、1-2、1-3、1-i”，样方2中的多边形编号为“2-1、2-2、2-3、2-i”，i指多边形编号（要放在“不透水层面积”文件夹下）。4) 数据获取：每画完一个多边形，在属性窗口中，将“度量单位”栏目下的周长和面积单位分别设定为m和m2；获取的多边形面积数据填写在excel表格内相应的位置。7. 数据保存：右键文件夹，

7、选择“将位置另存为”，将文件夹以.kml格式另存到指定位置（随时保存多边形数据，避免数据丢失）。五、 结果分析和报告样带1234分布图样带4 样带4图 1样带4从地图上可以看到，卫星图显示杭州南方有钱塘江汇入东海，西部有大片丘陵山脉。我的研究对象是从样带四的21-30，从武林门到杨家村的位置。样带4是一条向西北方向延伸的样带。高空卫星图粗略的显示城市中心是一片不透水层占比较大的区域，越向郊区延伸，绿地越明显，绿地面积就越大。1. 通过Google卫星地图打点和区域的选取，分别计统计了21-30每个样方中绿地、水体及不透水层的面积，并计算出其占比，绘制图标后，数据结果显示如下：空间分布格局观测和

8、分析样带4 ：21-30绿地水体不透水层面积(m2)百分比(%)面积(m2)百分比(%)面积(m2)百分比(%)7024 3.47%00.00%195143 96.53%18279 9.03%00.00%184221 89.86%6434 3.18%7461 3.68%188605 92.00%19930 9.84%8448 4.17%174122 84.94%5179225.58%33405 16.50%117303 57.22%3490317.24%58286 28.78%109311 53.32%3906119.29%18074 8.93%145365 70.91%15075774.45

9、%0 0.00%51743 25.24%13958568.93%6508 3.21%56407 27.52%7169535.40%3709 1.83%127096 62.00%由趋势线可显示出离市中心越远，不透水层占比不断下降，绿地面积上升，水体面积基本保持不变的趋势。2. 通过获取相同样带其他同学的数据，其他样带图表显示如下： 3. 通过对四个图表的整合得到如下该图：根据表中所示的线性拟合线可以得知：离市中心越远的地区，不透水层的的比例在下降，绿地占比上升，水体占比微有上升，基本保持不变。4. 根据研究区域气候、地理、社会等因素，对杭州城乡梯度空间分布格局进行分析并讨论，形成报告。气候：杭州

10、市地处中北亚热带过渡区，温暖湿润，四季分明，光照充足，雨量丰沛。是典型的亚热带季风气候型。一年中，随着冬、夏季风逆向转换，天气系统、控制气团和天气状况均会发生明显的季节性变化，形成春多雨、夏湿热、秋气爽、冬干冷的气候特征。杭州市年平均降水量在11001600毫米之间，年雨日130160天 。但在环流和地形影响下，各地降水量和雨日多寡悬殊，其分布总趋势是自西南部向东北部递减，自河谷平原和新安江水库区向丘陵山地递增。因此杭州的水体大多储水充沛，不会出现断流等现象。杭州的宜人的天气让人们从西湖区开始兴建城市，并且不断向外辐射产生城镇及卫星城。地理：地貌类别多样。杭州市西部、中部和南部属浙西中低山丘陵

11、，东北部属浙北平原。主干山脉有南北两支，北支有天目山、白际山以及与之直交的昱岭。南支有千里岗和龙门山，诸山山体高峻，沟谷幽深，多座山峰海拔在1500米以上。山地和丘陵中常有喀斯特发育和带状河谷平原分布。东北部的平原地势低平，海拔仅36米，地表江河纵横，湖泊星罗棋布，是典型的“江南水乡”杭嘉湖平原和萧绍平原的组成部分。全市土地面积构成中，山地丘陵占65.6%，平原占26.4%，江、湖、水库占8%，故有“七山一水二分田”之说。平原是人们生活聚集地最多的地方，避开西边的山脉，人们喜欢聚集在西湖地区和京杭大运河沿岸。这里是贸易往来最为繁盛的地区，因此也交流碰撞出灿烂的文化。文化：人们依水而生。西湖，京

12、杭大运河，钱塘江，千岛湖等，这些杭州著名的水域都产生了丰富灿烂的文化。在样带4中有太湖和京杭运河的支流，以著名的良渚文化为例。人们开发自然，兴建土木，于是便营造了大量不透水层，减少了绿地面积，河流也因为用水会逐渐减少。而近些年，更注重对生态文明的保护。对良渚的改造使它成为了一个美丽的村落，吸引着大量的游客来这里参观。绿地面积又开始增加。社会：城市的空间格局发展不仅与原来的地理条件和多方面的因素有关，更多是人类的人为改造。城市本身就是一个非自然的环境，为了生存和发展而改变自然以适应自我。高楼大厦，交通路网，公共设施等，这些构筑物都需要营造在不透水层之上，因此，城市格局中的很高比例的不透水层是人为所致，山脉影响甚少，因为人们会避开山脉来建造城市。由上述图表显示，离城市中心越远，不透水层面积在减少，绿地面积在增多，水体面积基本持平。但这些也是大致趋势，实际上，是一种波动上升或者波动下降。这就是说，一个单独的城市核心无法容纳过饱和之外的人口。于是人们只能移居寻找新的聚居地，但又有时离不开原来城市的资源。于是便产生了卫星网络城市。就是生态学所说的城核系统，包含了生态核，生态器和生态质。杭州的城核系统就是以杭州建成区为生态核，杭州周边的160多