GIS在景观生态学中的应用

GIS在景观生态学中的应用（共12篇）

GIS在景观生态学中的应用 篇1

3S技术在景观生态学中的应用研究

3S技术是地理信息系统(GIS)、遥感技术(RS)和全球定位系统(GPS)的简称,具有强大的.空同信息处理功能,在景观空间格局分析和动态监测方面有广泛应用,为景观生态学的研究提供重要技术支撑.通过对利用3S技术在景观数据获取、景观格局定量分析、景观生态监测和景观规划等方面应用进行研究,并展望3S技术在景观数据准确度评价、景观尺度推绎、景观榕局优化和景观生态模拟等方面的前景,得出3S技术在景观生态学中具有广泛的应用价值的结论.

作 者：张年生 赵春燕 作者单位：张年生(湖南地图出版社,湖南,长沙,410007)

赵春燕(中南林业科技大学,测绘学院,湖南,长沙,410004)

刊 名：大庆师范学院学报英文刊名：JOURNAL OF DAQING NORMAL UNIVERSITY年，卷(期)：200929(3)分类号：Q149关键词：地理信息系统 3S技术 景观生态学 秉观榕局定量分析

GIS在景观生态学中的应用 篇2

景观规划设计是基于科学与艺术的观点与方法, 探究人与自然的关系, 以协调人地关系和可持续发展为根本目标进行的空间规划、设计及管理。

现代景观规划领域, 越来越多的以高新技术与规划设计理论相结合解决实际问题。GIS以其强大的空间分析功能为景观规划师提供了新的方法, 增加了规划师对规划成果的视觉感受, 从而使其能够准确地了解和把握自然景观状态, 在景观规划及景观设计中提供一些新的思路。

1 GIS在景观规划中的应用

1.1 用地适宜性分析评价

用地适宜性分析在景观规划和场地分析设计中是一种运用范围十分广的理论方法, 由麦克哈格提出的用地适宜性分析理论核心是对自然、政治、经济、文化等要素进行定量的分析, 从而在了解当地情况、现有政策、经济现状、环境科学及在适宜的开发实践的基础上, 对土地适于不同开发利用的能力做出相关评价[2]。GIS中的对矢量图层和栅格图层均有叠加分析的功能, 可以满足评价的实现。在现实实践中, 已有公园选址评价模型、土地利用分析模型[2]为规划提供服务。

1.2 环境廊道分析

环境廊道的概念是由著名景观规划师Philip.H.Lewis提出的, 他将景观类型分为地区性坡地、湿地、地上水、矿产资源、植被等, 将这些景观绘制成图, 叠加得到环境廊道, 建立起有关指导未来发展研究的重点区域。[3]GIS中可通过缓冲分析将建立起来的水体层、湿地层、坡度层由原来的线、面要素转化为多边形要素, 再进行叠加分析, 求出相交部分, 得到环境廊道, 为建立景观保护区提供服务。

1.3 地势地形分析

地势地形分析是景观规划中的一个重要环节, 只有掌握地势地形特点才能够在规划时对不同的用地作出合理布局, 使规划更满足实际情况。对于地势地形的分析需要对规划地段进行数据采集工作。GIS中对于地势地形的分析, 可先根据采集的数据对规划地区建立平面地形图, 在平面图的基础上, 建立数字高程模型 (DEM) , 通过三维透视, 直观的观察地形, 再针对不同的地形做相应的安排。

1.4 坡度坡向分析

对规划地区进行地形分析中的重要的一方面是坡度坡向分析。区域的坡度大小直接影响到其在景观规划中的利用方式及施工时的工程量, 坡向则影响着建筑的通风和采光以及植物的选择和布置。因此, 在景观规划中, 坡度坡向分析也是一项重要的工作。GIS中的3D分析拓展模块有坡度坡向分析功能, 将其与DEM结合, 生成坡度坡向分析图, 为规划人员对于场区的布置及植物选择提供直接参考[4]。

1.5 景观视线视域分析

视域是从一个观察点或多个观察点可视的地面范围[4]。景观的视域视线对于规划设计十分重要, 不同的视觉范围会带来不同的景观感受。对于视线开敞的设计, 通透的视觉给人心旷神怡的平和感觉, 适合舒缓心情;而对于有适当障碍遮挡的设计, “犹抱琵琶半遮面”的感觉能激起游客探索景区的好奇, 增大游玩的乐趣。只有将两者运用得当满足规划的需求[5]。GIS中对视线视域的分析可通过三维拓展模块 (3D Analysis) 完成, 将生成不规则三角网 (TIN) 的模型与该功能结合, 从不同视点观察表面, 从某一观察点查看到另一点的可见情况, 还可将栅格和矢量数据贴在表面以创建一幅真实的透视图[6]。

1.6 三维显示

三维技术对规划设计进行观察的作用是不可忽视的, 对规划设计者来说, 通过对景区三维显示可以更好看到规划效果, 以便在初步成果基础上对结果修改调整;对社会大众来说, 将成果做成三维效果图在网上公布, 大众参与评分, 对成果进行及时反馈, 是对传统从规划到实施流程的一种创新[7]。在GIS中, 通过在二维图层上对要素上叠加数字高程, 实现从二维到三维的转换, 初步实现三维虚拟场景的制作, 通过配色, 选择合适的符号等工作, 可进一步使三维虚拟场景美观、真实。

2 现存问题及应用展望

就目前GIS系统的功能而言, 数据管理上, 包括存储、检索、计算、输出等, 已经日趋成熟。但其在逻辑判断和推理方面存在着欠缺, 只能作为人工规划设计的一种辅助手段, 并不能真正在工作中起到主导作用。而在数据采集、更新方面还存在较大的障碍, 数据收集, 输入任务重, 工作量大, 周期长, 成本较高[6]。数据共享是另一大障碍, 有两方面造成了数据共享的困难。一方面, 在业内, 由于数据保密的问题, 不同地方的部门数据共享存在壁垒;另一方面, 由于业内没有统一的数据标准, 各个单位采集整理后的数据不能共享。

针对以上的问题, 在系统开发上可在原有软件平台上对系统作符合景观规划设计的二次开发, 二次开发的系统中增加专家评价、景观格局优化等设计, 丰富原系统的功能。实现数据标准化, 解决数据更新及共享问题。

3 结语

GIS作为一种在地理学方面通用性较广的工具, 只有与相关学科结合, 应用于解决实际问题的情况下才能发挥其功能。在城市发展日新月异的今天, 景观规划设计已发展成为得到国际认可, 涵盖面广的领域, 它是一个关系到人类生存空间及可持续发展的行业, 应当得到最先进的技术支持。GIS在应用于景观规划设计过程中, 为其带来了不少的新思路和方法, 在未来的研究中, 还将深入探讨其与其他高新技术的结合, 更好的为景观规划设计, 乃至其他行业服务。

摘要：简要介绍了地理信息系统的功能与特点, 重点讨论了其在景观规划的应用情况。论述了其在景观规划中的详细应用, 并根据目前存在的一些问题, 对GIS在景观规划中的应用前景做出了趋势展望。

关键词：地理信息系统 (GIS) ,景观规划,应用

参考文献

[1]王亚民, 赵捧未.地理信息系统及其应用[M].西安:先电子科技大学出版社, 2006.

[2]周晓.GIS在景观规划设计中的应用[J].科技资讯, 2005, (27) :19-21.

[3]宋力, 王宏, 余焕.GIS在国外环境及景观规划中的应用[J].中国园林, 2002, (6) :56-58.

[4]陈永贵, 郝红科, 李鹏飞.GIS在园林规划设计中的应用[J].西北林学院学报, 2005, 20 (4) :174-176.

[5]刘森, 闫红伟.论地理信息系统GIS在景观规划设计中的应用[J].沈阳农业大学学报, 2006, 8 (2) :280-282.

[6]杨葳, 梁伊任.基于GIS的园林规划设计方法的革新[J].中国园林, 2003, (11) :30-32.

GIS在景观生态学中的应用 篇3

关键词：景观生态学；生态旅游；旅游规划；应用

近年来，人民的经济条件得到了极大改善，并且随着余暇时间的增多，更多的人开始关注心理满足，开始走出家门，去探寻世界各地的著名景观和大好河山。因此，旅游业得到了前所未有的发展，而人们在追求精神文明建设的同时，也提出了“生态旅游”的口号，促进旅游行业的可持续发展，但也给旅游行业带来了极大的挑战。景观生态学同时也得到了广泛重视，已经成为旅游相关学术界的前沿，随着景观生态学的发展，为生态旅游的规划与发展带来了全新的思想和研究方法。

1 景观生态学释义

景观生态学是一门交叉学科，在地理学和生态学中都有一定的合法性，主要研究景观系统的整体性，景观结构的镶嵌性，景观研究的尺度性，景观演化的不可逆性以及景观价值的多重性，对于旅游业的发展有着重要意义。[1]此外，景观生态学的研究对象是景观整体，着重强调了景观空间的异质性维持和发展等问题，加强生态系统间的作用、对生物种群的保护力度和管理要求、对生态环境资源的保护和经营、旅游活动对景观的人为影响。

2 生态旅游规划释义

生态旅游主要是要实现人与自然的和谐相处，是“环境友好型社会”中的主要概念，在加强人类的旅游活动的同时，更要保护自然，实现二者的平衡、有序发展，有效地处理好二者间的能动的关系。而生态旅游规划主要包括对旅游项目的规划、对旅游资源的规划和对旅游环境的规划三个方面。[2]

3 景观生态学背景下，生态旅游规划的原则

3.1 环境保护是基本前提

生态旅游规划要将环境的保护放在首要位置上，因为如果处理不好环境的保护工作将会给自然环境造成极大的危害，无法实现旅游的可持续发展，进而从根本上摧毁了生态环境，无论是对旅游业发展本身，还是对自然环境和人类的活动，都会造成不可逆的影响。[3]因此，在进行生态旅游规划时，一定要注意保护和开发的顺序，时刻将对于环境的保护放在开发工作前面。在这个过程中，要体现出景观生态学的整体性要求，采用合理的、科学的方法，系统规划生态旅游。

3.2 宏观规划和微观规划并重

对于整个自然环境、自然景观的开发属于宏观规划，而在某一点上实施的规划则属于微观的环境规划，然而，在景观生态学背景下进行的生态旅游规划要求将宏观规划和微观规划相结合。微观规划主要包括对于具体景观的管理、经营等活动，但宏观的规划则要将旅游业及周边相关行业、部门、问题等放在一起考虑，将其作为社会系统中的一个重要环节，联合部署规划问题，从社会效益、经济效益、人民生活质量、人民消费观念、环境保护等多个层面考虑生态旅游的规划问题。

4 景观生态学在生态旅游规划中的具体应用——以云南省巍山彝族回族自治县为例

巍山彝族回族自治县（简称巍山县）位于云南省西部，在大理白族自治州南部。境内主要景点有：巍宝山道教宫观古建筑群、巍宝山长春洞古建筑、山龙山与图山南诏都城遗址等，并有野生哺乳动物70多种，近年来深受广大旅游者的喜爱，并吸引了更多的旅游开发和投资，出于对环境加强保护的考虑，需要充分考虑景观生态学的有关因素，进行系统、科学、和谐的生态旅游规划，并在规划的基础上实施具体的生态旅游管理。

4.1 巍山县的宏观生态旅游规划

对生态旅游进行规划是一个宏观的系统工程，不仅要考虑到规划问题，还要考虑环境资源问题，因此规划不是一个独立过程，而是需要在这个过程中充分考虑到自然环境的特点和属性的。一方面，要求对资源空间进行合理控制，使旅游规划与旅游景观的特点相结合，不仅要充分体现景观特质，还要在环境资源方面注意分配，使整个旅游过程都能感受到和谐的自然；另一方面，在景观生态学的要求下，需要着重考虑环境的开发和保护的相关理念，在保证景观质量的基础上，通过突出特性、利用优势、筛选转释等方式分析和评价旅游规划。此外，还要进一步对生态旅游景观进行分类管理，最大限度地发挥景观的观赏性能。巍山县的古建筑比较多，在开发时要将管理工作做好，从整体上掌握巍山县的景观状况，开发和治理并重。

4.2 巍山县的微观生态旅游规划

根据景观生态学的相关理论要求，将自然景观的结构分为斑块、廊道、基质三个方面来阐述，而在微观生态旅游规划方面，也主要是规划由这几个元素构成的整体结构。第一，要注意巍山县景观斑块的设计，需要使之与天然的环境景观融为一体，作为人文景观，斑块只有和天然景致相融合、相呼应，才能更好地体现巍山县秀美的景致和悠久的历史；第二，在对廊道进行规划时，也要从微观处着眼，巍山县景观中廊道数量比较多，节假日到访游客数以万计，因此，需要考虑到廊道间的协调性，既从小处着眼，也彰显宏观意识；第三，基质在规划方面主要利用的是地理信息统计技术和遥感技术，进而实现对景观格局分析，通过对景观功能分区和旅游生态区划，对巍山县景观进行合理规划，突显生态元素。

5 结束语

人们生活质量提高，进而对精神文明的建设需求也随之提升，伴随旅游业的发展，生态旅游日渐发挥着重要作用。在景观生态学的要求下，对生态旅游进行合理调控和规划，是实现旅游行业快速、和谐发展的必由之路。本文首先以科学的视角，对景观生态学、生态旅游规划进行了释义解读，研究了景观生态学背景下，生态旅游规划的原则，并以云南省巍山彝族回族自治县为例，从宏观生态旅游规划和微观生态旅游规划两个方面探讨了景观生态学在生态旅游规划中的具体应用问题。

参考文献：

[1]刘涛.景观生态学在生态旅游规划中的应用研究[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2015，04：175.

[2]彭卓群.景观生态学在生态旅游规划中的应用价值探讨[J].旅游纵览（下半月），2015，07：202.

GIS在景观生态学中的应用 篇4

1 引言

随着我国国民经济的发展，在整个社会文明的不断进步中，对水资源的合理开发和应用变得越来越重要。在城市发展过程中，水资源不合理利用问题正逐步显现和积累,成为制约城市健康发展的重要因素，建设合理可持续的水环境，构建良性的水生态循环成为城市环境构建中的重要组成部分。在上海进入“后世博时代”，国内进入建设“美丽中国”的长远愿景下，对于合理利用雨水资源，将雨水资源化，并结合地区特点，解决城市内部的防洪，成为一个值得关注的问题。本文针对在长三角气候条件下的雨水及景观水体的设计过程的实际案例，进行总结和反思，提出在生态理念下，合理利用雨水并资源化，同时解决小区域开发情况下，景观自然水系的生态处理与雨水处理系统合并，形成低碳环境下的完整生态水景观环境。

目前国内建筑给排水专业较少人关注可持续城市及绿色建筑研究，缺乏有针对性的实用技术措施，在建筑给排水和景观以及生态修复相交叉的学科，常由于专业跨界的原因，对系统设计和运营不能贯穿始终。在此结合本设计案例进行总结，以供雨水收集利用暨景观水体处理类似项目借鉴。

2 项目概况

该项目地处江苏常州一工业园区，约为30 000m2 围合式的办公空间，作为化工业领导者，十分注重保护环境和履行社会责任。该企业设计研发中心办公楼响应绿色可持续发展的要求，为企业今后的发展拓展空间。

根据建筑设计在水资源的可持续利用，提出生态水系统的解决方案。

3 微型生态滤床技术介绍

3. 1 微型生态滤床

微生态滤床是利用植物- 基质-微生物这一复合生态系统中物理、化学和生物的三重协同作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解，实现对废水的高效净化，同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环，促进绿色植物生长，实现废水的资源化与无害化。原水在流经该系统时，各种污染物在微生物转化、细菌分解、氧化、还原、吸收、挥发、蒸腾和沉淀等多重作用下发生分离或转化。

微生态滤床系统作为系统设计，主要设计参数有：滤床基质原料的配选、孔隙率、水力停留时间、表面有机负荷、表面水力负荷、处理单元长宽及其比例、进出水构筑物、隔板装置和防渗材料、景观水生植物配置、水体循环净化周期等。针对各关键参数建立反应器模型，将进入到微生态滤床的污染物降解和分解，最终转化为营养原料被植物吸收和转移。

3. 2 技术特点

微生态滤床按照水流方向分为水平潜流生态滤床和垂直潜流生态滤床，其中水平潜流生态滤床的水力负荷、污染负荷大，能充分利用整个系统的协同作用，对BOD5、CODCr、SS、细菌和重金属等污染指标的去除效果好，卫生条件较好，占地小，处理效果较好，但是控制相对复杂。垂直潜流生态滤床氧可通过大气扩散和植物传输进入床体，其硝化能力高于水平潜流生态滤床，可用于处理氨氮含量较高的污水，缺点是对有机物的去除能力不如水平潜流人工湿地系统，介质选择不当会造成堵塞。

对于雨水暨景观水处理领域，水系属于污染水系，且滤床堵塞可能性较小，容易实现无人值守控制，易于日常管理，与周边景观配合度高，并具有明显的脱氮和除磷效果，成为此类水系生态处理的首选工艺。

4 处理方案的对比

与循环过滤法、曝气法相比较，微型生态滤床系统呈现出不少优势。

5 工艺流程简介

微生态滤床水处理系统工艺流程平面设计说明：采用微生态滤床设计流程，屋面雨水和地面洁净雨水直接流入人工景观湖体，采用湖体的15cm 超高部分作为雨水的贮存容积，用微生态滤床生态处理法对日常水体进行维护，将雨水处理和回用以及景观水体处理综合考虑，设计水系循环处理周期。同常规工艺相比，该系统由于微生态滤中中微生物项的作用，构成整个水系的生态完整性特征，属于典型的生态治理范畴，其中无投药工艺，对景观湖中的观赏鱼类、微生物等的保护形成长效效应，将绿色建筑中的水系可持续发展理念得以充分体现。

工艺流程说明：由雨水贮水池同景观水池合建后，经循环泵取水至微生态滤床，处理后从循环始端注入景观湖里。水体产生一个周期性强制性循环，在此过程中微生态滤床吸收分解水体中的氮、磷、有机物等富营养物质以防止水系变质。滤床系统在自控系统下自动运行，实现无人值守。处理后的出水可以常年达到《地面水环境质量标准》(GB3838—2002)三类水以上水质。

水质化验报告如下：

1)监测目的

了解水质情况。

2)监测信息

样品类型：污水。

分析日期：2013 年6 月~2014 年9 月(每个季度1 次)。

3)监测结果。

水质报告表

4)监测方法及仪器。

从该微生态滤床出水水质长期持续监测分析得出，该中水水质指标完全可以满足该办公楼屋顶绿化灌溉用水要求。开发和利用该类中水用于绿化灌溉是缓解水资源短缺的重要途径之一。该项目微生态滤床出水流入景观湖，经湖里的绿化提升泵直接提升至屋面，供屋顶绿化灌溉使用。

同时, 对该屋顶景观植物进行了约1 年多的观察监测，总体来说该植物生长良好。所观察到的屋顶景观植物外观形态良好，叶色正常，长势较好，与同一区域的自来水灌溉的植物相比，基本一致，未见有生长异常现象。

作为节约水资源的重要方法，用中水代替饮用水灌溉绿地在发达国家已经大量应用。我国许多城市也已经使用或者正在计划使用中水灌溉小区、街道、公园里的绿地及树木。对于实现城市污水资源化有重要意义，具有可观的社会效益、环境效益和经济效益。该项目为该类中水在绿地灌溉的.研究及推广提供一定的参考依据。

6 项目运行维护费用

日常运行成本：根据其水量为500m3 计算，夏天每5d 一个循环周期，每天运行4h，则流量为25m3/h，据此可选择泵的型号为WQ25-15-2.2， 每天提升景观水用电2.2kW ×4h=8.8kW·h，电费以0.60 元/kW·h 计算，则每天费用为：8.8kW·h/d×0.60 元/kW·h=5.28 元/d。冬天每天运行2h，运行费用是夏天的一半为2.64 元/d。

webservice 方法，同时考虑到移动办公逐渐普及，这种方式也可预留移动程序的调用。此外，在数据量较大的情况下可以将数据库和webservice 部署在不同的服务器中以减小运行压力和增加性能。

3. 2 功能模块和工作流

如果采用通过设置即可进行修改流程的方式，功能模块和工作流各自独立，很难发生数据交互，只能实现各功能模块的录入查询，流程则作为单独模块。而且工作流扩展性不高，很难实现多部门共用1 个流程的情况。

因此，一般大中型企业会进行定制开发。基于工作流模式，可实现每个功能模块都可自行定义是否发起工作流的效果。开发时，每个模块的数据都在定义好的数据表中，可实现各模块的数据互通。采用1 个好的工作流引擎，可扩展性强，可根据人员部门不同，自动判断某个节点应该由谁审批。而表示层，可根据页面不同，按功能模块显示所有数据或按工程显示数据。比如，在项目备案中，显示所有的项目信息及流程情况。或者，查看某一工程的所有资料与展示。这些，有可能会使用Web 页面与客户端的结合来实现。

4 结语

GIS在景观生态学中的应用 篇5

园区内的假山窑洞宾馆是用疏通水塘的泥土堆砌而成的一座人工小山，利用其在园区内为观景制高点的优势，在小山的内部空间修建成特色的假山—窑洞宾馆。主题化的酒店餐饮、奇异的建筑是旅游接待设施在景观上不同于城市商务型接待设施的体现。假山窑洞宾馆是园区内独特性的旅游接待设施景观设计的体现。在旅游规划园区内，无论是引导指示系统，还是休憩服务系统和功能性建筑都与本土自然农业景观及人文景观高度协调。并从属于观光景区的各项核心景观，从材质和造型上不仅与核心吸引物相互协调，并成为提升核心景观不可或缺的从属景观，使之相辅相成。

入口大门以石头堆砌，门前植桃花，营造山有小口桃花鲜美落樱缤纷的美丽景色，随之出现的水车不停转动浇灌农田，使人顿时置身于淳朴自然的乡村恬静生活的情景。各个庄园的木屋别墅，造型别致突出庄园特色主题，体量上又能满足其使用功能，严格控制其规模的前提下，与自然的农业景观协调统一。

GIS在园林中的应用 篇6

地理信息系统（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。它是属于从现实世界中采集、存储、提取、转换和显示空间数据的一组有力的工具，能够解决各种复杂的地理相关问题，并且工具的集合具有内部联系。本文从GIS在风景园林设计中的应用和GIS在城市绿地系统规划与管理中的应用两方面来浅谈GIS在园林中的具体应用。

园林设计的第一步即是“相地”。计成在《园冶》的第一卷中说“相地合宜，构园得体。”可见合适的选址对风景园林规划设计是十分重要的。在以往的项目中, 往往是项目所有者提出建议地点, 规划设计方进行现场调查结果并结合设计人员的规划设计经验, 在主观上确定一处、两处或三处场址, 然后再进行深入调查分析、比较, 最终得出园林设计的场址地点。这样的结果往往不是非常仓促的主观臆断的决定，就是耗时漫长且效率和科学性不高的分析判断。而使用GIS进行基址分析选择,所有分析选择过程清晰高效，并且分析结果十分准确。

运用GIS 技术对场地进行分析,来确定拟建基址是否合适。首先要选择合适的扫描精度, 将研究区域的地形图扫描输入计算机, 要求输入的图像既能满足制图精度, 又尽可能地减少信息量。然后进行图像拼接和裁剪, 生成研究区的地形栅格图像。使用GIS 软件编辑栅格地形图上的等高线、建筑、水体、道路等要素, 用不同的颜色分层分别进行矢量化, 生成不同的图层文件。以地形分析为例，根据规范, 坡度大于25°属于陡坡, 对游人来说存在安全隐患, 而且也不利于景观设施的建设，可建设区域应在坡度小于15°的区域较为合适, ；其次, 优良游览区应该具有充沛的日照条件, 应选择南向坡向区域；第三,优良游览区还应该选择在地面较平坦的地块, 便于建设服务设施, 给游人提供充分的休憩空间, 而且有利于当地管理机构的管理与提供紧急避难、救灾防火等。因此，我们首先在地形图层中提取坡度≤15°区域，然后提取所有的南向坡向，接下来叠加上述两个步骤的图层, 显示全部的坡向为南向坡度≤15°的坡面区域。最后结合现场的勘测结果, 筛选出可作为优良游览区的位置, 建设不同的景点, 形成不同聚合及分散程度的景区景点。

上述地形分析主要运用了GIS 的叠加技术。GIS 的叠加是将两幅地图的几何形状和属性组合在一起而生成输出地图, 两幅地图之一称为输入地图, 另一幅称为叠加地图, 输出地图的几何形状或空间数据代表输入和叠加地图要素的几何学交集。相叠加的地图要素必须是经过空间匹配过的, 基于相同的坐标系统。GIS 的叠加分析在基址选择上体现了高效、精准、便捷的巨大优势。运用层的叠加功能，园林设计师可以得到具有多重属性的新层。这种技术在风景区规划过程中，可以通过对用地不同属性的分解与统计，形成专题图层，再根据不同的专题图层进行用地开发的适宜性评论，从而为规划提供依据。利用不同时期的遥控图像，通过GIS软件的叠加分析，我们还可以对区域绿地变迁、城市绿地发展、风景园林建设进行动态监测，这对于促进城市绿化、控制绿地流失、创造美好丰富的大地景观、建设和谐的人居环境具有重要意义。

同时，缓冲区分析、数字地形模型分析、网络分析等GIS所具有的强大分析功能，也能使园林设计师能在复杂的数据集合中提取有用的信息，用于风景区景点的选址、保护区范围的划定、游览线路的选择、旅游设施的布点等规划设计过程，并绘制各种分析图件。

“相地”除了确定园林规划设计区域外, 还包括园林设计区域的空间数据库的建立与空间分析。GIS为风景园林专业人员提供了直观而理性的空间分析工具。通过GIS对RS、GPS等收集的各种资料对进行不同领域的信息提取分析，园林设计师可以在风景评价和规划中建立所需的空间数据库（包括基于矢量的要素的有序集合、网络、地形和其他地表、测量数据集、其他类型数据以及地址、地名和制图信息等），并可以对各种信息进行提取查询，将反映基地的各种景观要素信息进行统计，对各地图要素进行操作、编辑、提取和输出。利用GIS的数字地形模型，园林设计者可以进行地表的三维模拟与显示，并能进行不同视点（或景点）的可视性分析，为景点的选址和最佳游线的选择提供视觉分析依据。

随着现代信息技术的快速发展,GIS、RS（遥感）和GPS（全球定位系统）技术在城市绿地规划管理方面也得到了广泛的应用。专业人士能在在计算机实现技术和方法上采用构件式GIS开发,利用关键字来联接空间数据和属性数据、实现地图对象编辑一体化,并生成索引图,使其使用起来更为方便。利用GIS城市绿化管理系统进行地图操作、编辑、查询、统计报表输出等工作，是各种层次类型的园林资源管理人员都能完成的；而对于城市规划人士而言，GIS是一种更为直观的反映各类资料现状也能更为简单的进行编辑操作的计算机设计方式。可以说，它是一种很实用且颇具亲和力的信息管理系统。

利用GIS城市绿化管理系统进行城市绿地规划管理，包含了一系列的操作内容。进行规划或管理的第一步往往是资料的收集，我们在管理一个城市的绿化系统的时候，要对该地区的各方面的基本情况有充分的了解，地理方面的，生态方面的，气候方面的，人文历史方面的，用地现状方面的……这些要素都能或多或少的成为规划和管理的依据。GIS系统强大的采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力，为城市绿地系统的管理与规划提供了不少助力。

最基本的是地形图的收集，一般收集一定时间段内固定比例的地形图若干，覆盖了该地区的所有地段。这一系列的地形图，不但能了解地理地貌及用地分区上的现状，还能反映该地区关于这些基本情况的时空变化。接下来是历年绿化、养护档案资料的收集,从中了解绿化情况,主要树种、灌木、分布、面积、树龄等,包括绿化面积、树种、行道树、庭院树、防护树、园林生产用地、公园情况及居民区绿化情况等。详细的绿化情况有道路绿化，指的是道路名称、长宽度、路面结构、道路两旁及分隔带内栽植树木、花草以及护路林、路心池和绿地内的栏杆、园林小品等。公共绿地:包括公园、小游园、路旁开放式绿地、风景名胜及单位对外开放的小游园、花园。专用绿地:包括单位行道树、绿地、花坛、小游园、花园、散生树木及片林等。防护林地是指城市中具有卫生、隔离和安全防护功能的绿化用地，包括城市卫生隔离带、道路防护绿地、城市高压走廊绿带、防风林、城市组团隔离带等。生产绿地:包括苗圃、花圃、温室及建成区内的林场、果园等。住宅小区和庭院绿化:内容主要有小区道路绿化、小游园、花园、花坛、宅旁地、垂直绿化,以及居民庭院的散生树木。古树名木的具体位置、树种、树龄、生长状况、管理单位以及现在的保护措施等。过去收集整理好的的各种绿化资料也是我们所需要的，其将成为整理资料时的重要参考依据

再接下来就是根据收集整理得到的绿化资料和地形图确立实地调研路线和调查方案。按照现行的《园林绿化条例和技术标准》,统一方法和标准,分组进行调查，并根据调查方案编制各种调查用表,附表等。利用地形图实地调查，按单位,把各绿地、树、灌木、小品等,确定地形图上的位置,并量出覆盖面积,将树种、树高、冠幅、小品类型、个数等内容填在各相应表格内。

整理调查时所填的各种表格,汇总,并按单位建立DBF数据库。把每一张调查用的地形图扫描矢量化,完成之后进行地形图或矢量图的拼接。把收集的地形图在Photoshop中拼在一起,并利用相关工具调整使其达到最清晰状况并保存成为图片格式，或把矢量化后的地形图拼接在一起。接下来把拼好的矢量图按实地直角坐标加入控制点，并把矢量好的数据输出成TSF格式。在GIS中调入该TSF文件,进行编辑。拼好的矢量图也可用来建立各种专题,如面状专题和地物类专题，加入控制点和编号之后，要进行数据库的连接。连接好的数据库将十分有利于资料信息的查询。数据的查询方式是多样的，这样更有利于我们的规划时对资料的提取和利用。一种是由图查表，选中单位专题,点击要查询的单位面,在窗口出现一个与该单位相对应的窗口数据库,反映该单位的绿化情况,实现数据与地面一一对应关系。在编辑某一树种的情况下,选中整个专题窗口,就在状态栏中显示出该单位内该树的总株数和分布情况。选中某一地物类专题,点出该专题中的地物,可显示该地物的一切情况,如所属单位、植树时间、树高等内容。另一种是由表查图，点击数据库工具,显示出该单位的全部绿化数据,选中某一数据,点击由表查图工具,可显示该单位的位置总面积、绿化面积、覆盖面积、各树种的数量等情况。在数据库可进行各种统计、排序等功能。

在系统中经过拓扑的各种面状地物,计算机可自动生成其面积,也可用工具栏中的多点间距离可量出两点或多点间的距离。用工具格中的多点间距离可量出两点或多点间的距离。同时，在数据库中可根据要求,直接统计所要的各种数据,并可打印出统计表。经过图名、图框的修饰,可按不同的比例输出各种园林绿化专题图。可在系统中直接进行规划,由于系统显示的矢量图与实地成一定的比例,所以可以看出实际效果。

城市园林绿化管理信息量巨大，并且数据类型多，包括地质、测绘、遥感、规划设计、建设施工和养护管理等多方面的信息数据。数据载体有文件资料、表格及图像等形式。应用GIS的信息管理系统进行规划和管理，各种资料能被充分有效利用，绿化管理工作的效率高，资源投入合理；能及时、准确、动态地获取城市绿地资源的现状及其变化情况；拥有实时数据更新，能进行合理的空间分析。从而实现城市园林绿化的动态监测与管理及科学的规划与布局。

GIS的技术优势在于它的混合数据结构和有效地数据集成、独特的地理空间分析能力、快速的空间定位搜索和复杂的查询功能、强大的图形创造和可视化表达手段，以及地理过程的演化模拟和空间决策支持功能等。其中，通过地理空间分析能产生常规方法难以获得的重要信息，实现在系统支持下的地理过程动态模拟和决策支持，这既是GIS的核心，也是GIS的重要贡献。应用GIS进行规划设计，收集的资料全面详尽，分析全面、客观、有效，规划资料、分析信息、最后结果的可视化及制图的质、量以及规划资料的管理和实施更具优势，更加便利。GIS技术在园林相关领域是一种十分便利十分具有前瞻性的新技术，值得我们去探索、应用和发展。

参考文献

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2009年第4期

[9] 胡鹏 黄杏元 华一新

GIS在景观生态学中的应用 篇7

景观生态学兴起于第二次世界大战后, 20世纪80年代后进入一个快速发展阶段, 随着研究内容的日益丰富, 逐步奠定了它在环境科学中的一种新兴和交叉学科的地位。国外景观生态学的研究成果比较多, 而且已经被成功地运用于评价和分析景观生态系统、生态破碎化、生态与农业的关系及生态环境演化等领域[1]。国内对景观生态学的研究起步比较晚, 始于上世纪80 年代, 随着农业旅游的发展, 越来越多的学者开始关注景观生态学在农业景观规划与设计中的运用。

2 景观生态学基本概念

景观, 是指由若干相互作用的生态系统以相似的形式重复出现的一个空间异质区域, 这些生态系统构成景观中明显的斑块, 这些斑块称景观要素。

斑块, 泛指与周围环境在外貌或性质上不同, 但又具有一定内部均质性的空间。斑块是物种的聚集地, 它的面积大小、形状、类型、边缘、和数量对生物多样性、各种生态学过程和景观的结构具有重要意义[2]。

廊道, 指景观中与相邻两边环境不同的线性或带状结构, 如农田间的防风林、河流、道路、峡谷和输电线等。

基底, 就是在景观中起背景作用的连续的斑块, 其他斑块类型以镶嵌的形式存在于其中。常见的有森林基底、草原基底、农田基底、城市用地基底等等。主要表现为旅游功能区之间的林带、交通线及其两侧带状的树木、草地、河流等自然要素。

景观生态学, 是以空间格局与生态过程相互作用为研究对象的学科, 主要研究地表各种景观的结构、功能和动态, 强调空间异质性、生态学过程和尺度及其相互之间的关系[3]。

3 观光农业及景观功能探析

3.1 观光农业的含义

国 外的观光农业多为都市农业 (City Agriculture) 、狭义的旅游农业 (Agritourism or Agrotourism) 和乡村旅游 (Rural Tourism) 三部分。国内学者在研究观光农业时, 经常使用“农业旅游”、“观光农业旅游”、“乡村旅游”、“旅游农业”、“生态旅游农业”、“观光农业”、“农业观光园” 等概念[4,5]。通过文献书籍整理, 笔者认为:观光农业是把观光旅游业与农业结合在一起的一种旅游活动, 以农业为特色, 集度假、观赏、教育、科研、生产和生态环境保护等多种功能为一体的园区。

对景观生态学而言, 任何形式的农业活动, 包括观光农业都必然落实在具体的地域空间上, 构成各类农业景观[6]。这种空间特征, 是应用景观生态学原理方法于观光农业规划和设计实践中的基本前提。农业景观由草地、耕地、林地、树篱、道路及水体等镶嵌而成。

3.2 观光农业景观功能体系

景观功能的发挥主要涉及到廊道、基质和斑块的功能特征。许多观光农业园运用现代化的科学技术手段开展农业生产, 并且自主或与外界合作开展科学研究与产品研发工作, 因此, 观光农业园除具有农业生产功能与观光旅游功能外, 还具有科学研究与科技示范的功能。在这些基本功能中, 农业生产功能是基础, 观光旅游功能是主导, 科研示范功能是动力, 三大基本功能相互联系、相互作用, 共同构成观光农业园的功能结构体系。如图1:

4 景观生态学原理在观光农业景观规划中的应用

4.1 景观生态学原理

4.1.1 生态整体性和景观异质性原理

生态整体性和景观异质性原理是景观生态学的核心理论[8]。生态整体性认为, 景观是由景观要素组成的复杂系统, 含有等级结构, 具有独立的功能特性和明显的视觉特征。景观要素在景观中的时空分布不均匀, 构成了景观的异质性, 即景观在一个区域上的变异程度。事实上, 农业景观最明显的特征就是斑块类型多且差异性大, 这种特征能够使生态农业景观的规划与设计更多样, 能实现较好的生态效益和经济效益, 并减少农业灾害。

4.1.2 景观结构与功能原理

景观的结构, 即斑、廊、基及其比例组成的不同, 将直接影响物种、能量、物质流动等功能特征的变化。结构是功能的基础, 功能的实现以景观协调有序的空间结构为本, 不同的空间结构形式, 具有不同的功能特点和类型。景观元素是景观单元的基础, 个体景观单元的合理利用方式是景观结构协调有序的基本保证, 景观规划由目标到功能, 到结构, 到具体单元逐级进行, 每一步都是上一步内容的具体化。

4.1.3 边缘效应原理

在现实的各种系统中, 无论是自然生态系统或是人为生态系统, 均是相对的和有限的, 在它们的交界处体现着不同性质系统间的相互联系和相互作用, 其结果必然赋予交错区以独特性质[9]。所谓的边缘效应就是指斑块与基质等边缘部分有不同于内部的物种及物种丰富度, 景观要素的边缘部分可起到半透膜的作用, 对通过它的生态流进行过滤, 边缘带越宽越有利于保护其内部的生态系统。而且从信息美学角度看, 不同质的两种构景元素的信息量大, 构图易产生美感[10] 。

4.2 基于景观生态学的观光农业景观规划设计

4.2.1 功能区规划设计

(1) 农业生产区

为提高单位土地面积的产量, 采用立体种植是实现降低生产成本, 提高产品竞争力的有效途径。立体种植就是利用边缘效应原理, 构建一个多层配置、多种共生的垂直多边缘区以此实现各边缘区对资源的划分和各生态位的“谐振”, 提高产量和生产效率[11]。如在我国南方的一些农业园的茶树-橡胶立体种植结构中, 橡胶与茶树在地上和地下形成边缘区, 避免了两者对光照和水肥的竞争, 实现了资源的合理配置与充分利用[12]。

(2) 农业养殖区

基于边缘效应的多元化养殖可提高养殖效益。多元化养殖的原理是:将生态位不同、生态习性互利或相容的动物类群按适当的比例混养在一定空间内, 创造多重边缘, 实现充分利用空间、饲料资源, 强化养殖区内的物质循环, 保持养殖系统的高效与稳定。如湖泊中蟹、鱼混养, 利用河蟹与草鱼的食性及生态位的互补优势, 蟹的饲料多为谷物性, 其残饵及蟹食草后造成的断草漂浮于水面, 可被草食性草鱼利用。如此, 既减少了残饵在水中的残留及由此引起的腐败作用, 又实现了充分利用饵料的目的[13]。

(3) 观光采摘区

观光采摘区在进行开发规划时, 必须考虑区内所有的自然和人为过程, 亦即考虑生态、社会和经济的可行性。要充分体现不同地区果树特点, 除主栽品种外, 还应有更多的品种, 观花期要长, 采摘期也要长, 使游客真正体会到春季赏百花, 秋季采百果的亲身体验, 感受领略当时的鲜活场景, 从而提高游赏兴趣和宣传效应。

(4) 科技示范区

科技是保障农业观光园可持续发展的基础, 能够带来一定的环境效益。通过浓缩的典型农业模式, 展示果蔬、花卉等特色农业生产景观与经营模式, 传授系统的农业知识, 使游客增长教益。

4.2.2 本底 (基质) 的规划设计

基质的作用在于它作为整个园区的大背景, 其连续性强, 便于利用遥感技术和地理信息系统技术进行景观空间格局分析, 从而对园区进行景观功能分区和旅游生态区划。观光农业园区中基质的形状、孔隙率、边界形状影响了观光农业景观作为旅游目的地的吸引力的大小, 是观光农业景观旅游形象设计以及功能斑块划分的基础。

在具有高连接度的基质里, 物体穿越基质时不受屏障的阻拦, 为了降低基质的连接度, 在林区常建防火道;为保护内部物种, 有时又需要提高基质的连接度。农业观光园内基质要根据不同功能分区, 对农田、林区、湖泊等适当提高或降低其连接度, 从而保证各景观要素间能量交流的同时也增强其保护性。基质的有些部位可能较窄, 以致影响到物体沿基质的运动速度, 风和水流及其携带的物体运动到狭窄地带附近往往会加快, 而有些动物在通过该地带时则会减速小心通过。狭窄地带对于流动的物体来说非常重要, 在景观规划设计中, 要适度把握其出现频率。

4.2.3 斑块的规划设计

正如前文所述, 农业景观最明显的特征就是斑块类型多且差异性大。斑块大小的最优景观设置, 是使斑块集中与分散相结合, 在几个大型自然植被斑块的组合中, 点缀众多分散在本底中的小斑块, 并与之相连, 形成一个有机的整体。这样一来, 大斑块更有能力维持和保护基因的多样性;小斑块占地面积小, 不但可以提高景观多样性, 而且可为景观带来大斑块所不具备的优点, 有利于物种的扩散和保护。

农业观光园内的竹林、农田、村落等相对稳定的斑块, 要实现最少的人工干预和建设投入, 增加的设施宜选用当地自然材料。另外, 竹林, 农田, 村落各个区域在生态环境设计系统中的重要性是不同的, 设计时要把握重点, 有的放矢。我们知道, 在生物力和非生物力的作用下形成的生态交错带的环境趋于异质化和复杂化, 明显不同与两个相邻斑块的环境条件, 所以, 对于竹林斑块的设计要根据生态学的边缘效应, 在竹林四周配植散生灌木丛, 以保证生物的多样性。

4.2.4 廊道的规划设计

廊道建设可以增加斑块连通性, 使不同斑块浑然一体, 成为游客畅游的通道, 也会成为斑块间物种迁移的屏障。斑块内道路廊道的设计要科学环保, 以林间小路、河岸等为主, 体现自然绿化意境, 并注意合理组合, 互相交叉形成网络, 强化其在输送功能之外的旅游功能设计。为丰富游人的审美感受, 还应注意道路路面的光影变化, 以便延长游客的观赏时间。区内廊道设计要避开生态脆弱带, 尽量选择生态恢复功能较强的区域进行充分利用自然现存的通道, 如河流等, 但连接各景区的廊道长短要适宜。区间廊道的设计应尽力使道路所通过的客流量与区内环境相一致, 在道路施工上尽量利用接近自然的无污染的材质如卵石、沙子、竹木等方式增添其自然情趣。

廊道数目的规划, 应保持原有的小溪河流等自然廊道, 适当增加道路廊道, 以利于物种的空间运动和本来是孤立的斑块内物种的生存和延续。景观生态学认为溪流廊道生态功能最重要的两个影响指标是连续性和宽度, 河流两边应该保持足够宽度的植被带, 以控制来自两岸的污染物质, 并为物种提供足够的生境和通道。

5 结 语

景观生态学在空间结构分析上的独特优势, 为观光农业景观结构的研究提供有关的研究原理、方法和相应信息。利用景观生态学原理对景观进行规划设计与农业持续发展的目标是一致的, 在景观设计时需要充分强调景观的自然属性, 以保护为前提, 以林学、生态学、环境科学和美学的相关理论为指导, 以当地的自然地理条件、植被现状和历史特点为基础, 本着因地制宜、整体优化、突出个性的原则, 构建稳定的生态系统, 达到最佳的生态价值和美学效果, 实现自然与社会持续发展的最终目标。

摘要：观光农业是近几十年来兴起的一种融农业产业和观光休闲为一体的新兴产业。景观生态学主要诞生于地理学和生态学之间的交叉, 经过半个多世纪的发展, 其研究内容日益丰富。随着农业旅游的快速发展, 景观生态学与农业景观规划的关系日益密切。对景观生态学的基本概念做了界定, 系统分析了观光农业的景观功能, 重点讨论了运用景观生态学原理规划设计观光农业园区中的本底、斑块、廊道和景观最优格局, 以保证观光农业园景观生态的可持续发展。

GIS在景观生态学中的应用 篇8

关键词:景观水体生物操控生态修复

中图分类号:X524文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)05(c)-0125-01

The application of bio-manipulation technology on ecological restoration of scenic waters

Abstract:Scenic waters in cities were often excluded from outside water sources;lack of water circulation and accumulation of pollution substances resulted in ecological imbalance and the loss of landscape value.In this study,we applied the technology of water circulation to celebrate water mixing and enhance the growth of phytoplankton and their capacities of absorbing pollutants in waters.It could be a new integrative approach of restoration in scenic waters.

Key words:scenicwater,bio-manipulation,phytoplankton,Cladocera,filter-feeding fish,ecological restoration

城市景观水体与外围水网的隔绝,面源污染的不断汇集使水体受到污染,结果导致水质恶化、生态系统结构退化并失去景观价值。本试验是在静态水体中使用Solarbee太阳能循环增氧装置(美国Pump System Inc公司)连续对水体进行增氧以提高自净能力,并在水质许可和生物群落转化的“节点”适当投放鱼类,达到治理污染和恢复生态的双重目标。

1 材料与方法

1.1 试验设置

试验在张家港市万红苑小区的人工河塘内进行,时间为2009年3月至2009年9月。安装一台太阳能循环增氧装置,每天运转20小时。在4月10日枝角类大量繁殖时期向试验水体中投放鳙鱼(10g/m2)和鲫鱼(30g/m2),并于6月16日轮虫大量繁殖期间投放观赏鱼(75g/m2)。

1.2 水体中总氮、总磷的检测方法

总磷的测定:钼酸铵分光光度法(GB11893-89);

总氮的测定:碱性过硫酸钾氧化-紫外分光光度法(GB11894-89)。

1.3 浮游生物的检测方法

分别用13号和25号浮游生物网采集水体中的浮游动物和浮游植物,鲁戈氏液固定,使用浮游动物计数框和浮游植物计数框对采集水样进行取样计数,取样5次,取其平均值。

2 试验结果

2.1 浮游藻类的变化趋势

水体中的浮游藻类多达27种,试验之初万红苑小区池塘的蓝藻组成以小颤藻和微囊藻等蓝藻为主,至试验后期则以小色球藻为主,色球藻个体非常小(5μm左右),其巨大的个体数量不足以代表其有巨大的生物量。另外,小色球藻为单细胞分布的,与微囊藻的群体状态不同,很少浮到水面上,并且其个体较小可以被浮游动物(轮虫,枝角类等)取食而进入食物链。

2.2 万红苑小区池塘水体中主要浮游动物类群的变化趋势

本试验水体中的主要浮游动物类群以枝角类(以鸟喙尖头溞(Penilia avirostris)为主,其密度在试验开始时出现快速上升,与水体循环增氧曝气后溶解氧增加、枝角类得以快速繁殖有关,高密度的枝角类抑制了藻类的生长。

当富营养化物质(污染物)被藻类吸收,并被转化到枝角类体内后,鱼类的捕食作用进一步将这部分物质转化富集到鱼类组织中,而不是由于枝角类因耗尽藻类而死亡后把污染物重新释放到水体中。

2.3 试验水体中的总氮与总磷的变化趋势

总磷的趋势与总氮的变化趋势相仿,但是在试验后期的起伏高于总氮,主要是动物排放的氨氮、尿素(酸)等可以被浮游植物直接吸收,而所排放的颗粒有机磷必须被分解为无机磷后才能被吸收,因此水体中的磷存在着排放与吸收的时间差;同时水体生物群落的不同浮游动物种群的变化并非一致,引起氮、磷的含量在一定小范围的浮动。藻类对氮、磷吸收作用是氮磷含量下降的主要原因之一,该过程已經被多方面的试验所证明,藻类吸收氮磷的特性因此经常被应用进行污染水体的治理和生态修复工作。

3结论

本试验的结果表明,连续循环增氧通过增加水体中溶解氧并破坏静态水体的分层现象,有效提高了水体浮游藻类的多样性,促进藻类对污染物的吸收;加快氮、磷及其它污染物质通过“藻类—浮游动物”生物链向更高营养等级的转化。

由此可见,循环增氧技术与生物操控技术的综合应用,可以快速有效地改善水体的水质状况,并通过人工补充缺失生物延长食物链,形成可持续的转化和富集污染物质的人工生物链条,建立长期稳定的人工生态系统是景观水体生态修复的最终目标。

参考文献

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[5]章宗涉,黄祥飞.淡水浮游生物研究方法[M]．北京:北京科学出版社,1991:333-371.

GIS在征地拆迁管理中的应用 篇9

本文介绍了基于MapInfo的.GIS技术在征地拆迁管理中的应用,并特别描述了征地拆迁管理GIS平台的搭建,并对系统的功能实现作了分析.除了征地拆迁,对于其它行业应用GIS也具有很强的借鉴意义.

作 者： 作者单位： 刊 名：科技资讯 英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)： “”(28) 分类号：P2 关键词：GIS   MapInfo   征地拆迁   管理  

GIS在景观生态学中的应用 篇10

GIS技术在海缆路由设计中的应用

由于海底光(电)缆路由设计的复杂性、多维性和动态性以及传统平面设计方式不够形象直观的缺陷,使得应用GIS技术进行路由设计成为新的选择.文章介绍了GIS技术的.发展现状、关键技术,归纳了海缆路由设计的流程、对象,重点对GIS技术在海缆路由设计中的应用进行探讨,并指出基于3D GIS技术的海缆可视化路由设计是发展趋势.

作 者：李超 周学军 尹晓熠 Li Chao Zhoy Xuejun Yin Xiaoyi  作者单位：海军工程大学通信工程系,武汉,430033 刊 名：舰船电子工程 英文刊名：SHIP ELECTRONIC ENGINEERING 年，卷(期)：2009 29(8) 分类号：P714.7 关键词：GIS   3D   GIS   海缆路由设计   三维可视化  

GIS在景观生态学中的应用 篇11

关键词：景观水体；生态净化；去氮除磷 文章编号：1671-2641（2015）05-0003-49

中图分类号：TU986 收稿日期：2015-08-05

城市景观水体可以美化城市环境，具有承载水体循环、改善区域小气候、有效调节城市生态环境和解决城市热岛效应的作用，实用生态价值较高，是现代城市建设的重要内容。

目前，《民用建筑节水设计标准》中明文规定景观用水水源不得采用市政自来水及地下井水。然而，过去许多的公共绿地、公园等场地所设置的景观用水水源大多数来自市政自来水，由于没有考虑其运行成本，加上没有配备相应的水处理循环及净化系统，许多城市景观水体藻类大量繁殖、水体变黑发臭，富营养化日趋严重，景观功能尽失，严重影响周围自然环境和居民生活环境。

如何有效利用城市水资源，更好地发挥城市园林的景观效益和生态效益，实现城市的可持续发展，已经引起社会的高度关注。

本文通过海珠区儿童公园景观水体生态净化系统工程的建设，介绍人工节水型生态净化系统设计的一些理念和基本设计程序，并通过该工程实例研究生态净化系统的一些净化能力特性。

1景观水体现状及存在问题分析

海珠区儿童公园一期工程人工湖水处理项目涉及的治理水域面积约780m²，平均水深大于0.6m。景区水体岸线示意图见图1。

为更充分地利用好周边地理环境，设计出一个节水生态水体净化处理方案，重点调查了水体富营养化的主要成因。

1.1水源条件的影响

该景观水的水源主要为自然集雨水或附近的河涌水。虽然近年来政府加大了整治河涌的力度，但由于河涌受污染的时间长且污染物成份复杂，大多河涌水质指标还达不到景观水质的要求。另外，广州地处珠江流域下游，上游大量富营养物质积聚在此，造成河道水源中所含的氮（N）、磷（P）、碳（C）和钾（K）等元素较高。

1.2面污染源的影响

景观水体地势较低，雨水的冲刷和浇灌水的渗透，将周边植被中的N、P、K等营养物质、农药以及树叶、枯草等汇集到景区水体中，使水质进一步恶化。

1.3社区周边环境活动的影响

相对于周边整体开放的大环境（大量污水及中水汇入），景观水体环境容量显得较为弱小，水体自净能力差。水中自然生物群落极少，生物多样性差，不能建立完整的生产者、消费者、分解者三者健全的生态链系统以消除周边环境活动持续带来的污染源。

1.4景观湖面及岸线特点

景区水域面狭长、水体流动性较差，出现死角的区域较多，各种污染物较易沉积在该处，成为湖中的一个内部污染源。

1.5蓝绿藻入侵

水体富营养化时，蓝绿藻繁殖速度极快，并消耗掉水体中大量的溶解氧，影响各种水生动植物的正常生长，严重时会造成水生动物缺氧死亡。

2景观水体生态净化系统设计

2.1水质生态净化系统方案优化

为更好地了解景观水体中污染物迁移转化规律，利用水动力学一水质模型定性、定量预测分析水体的水动力学特征、全年水质变化趋势，并以此为依据展开水质维护及水生生态系统构建工程设计，水动力学一水质耦合分析流程见图2。

根据水动力学一水质模型模拟的水体流态情况、水质时间及空间分布情况和变化趋势，儿童公园景观湖水维护及水生生态系统构建工程，采用了“水下地形改造（清淤）+护坡堤岸改造+生态建设”的优化方案。

2.2项目生态修复技术路线

图3是儿童公园景观湖水水质生态工程技术路线。

表1是湖泊生态净化系统构建方案具体措施及规模。

2.3入湖污染源整改措施

为有效控制湖区面污染、构建水边生物多样性的环境，在湖岸缓冲带构建透水路面、浅草沟、雨水花园等，减少入湖的面源污染及外界因素对湖区的影响，恢复湖岸水生生态系统。

2.4生态净化系统中物种的选取

水生植物的筛选原则为：对N、P及有机物去除率高、适于污染水体环境生长且种源来源方便。不同植物种类，对营养成分的吸收能力和水体净化效果存在差异，且随生长期而变化，因此要对水质进行充分分析，在不同水域合理选择及搭配，充分发挥水生植物之间的协同性，达到生态净化的目的。本项目环湖净化带植物群落配置见表2。

水生动物配置应充分考虑其活动的空间结构和采食对象，从而科学合理地设计其放养模式（重点考察种类、数量、雌雄比、个体大小、食性、生活习性、放养季节等），提高其生物净化效果。项目中动物种类主要选择鲢鱼、鲤鱼、鳜鱼、罗非鱼、虾、螺蛳及贝类等来延长食物链，完善生态系统，实现水体中营养向可食性动物蛋白转化。

3景观水体生态净化技术对污染物的去除效果

为便于分析评价该方法对污染物去除的效果，分别在湖区4个不同部位取样化验，对总氮、总磷、氨氮及CODcr等指标进行了考察。

3.1对COD的去除效果

系统对COD指标的去除情况如图4所示。由此可知，景观水体经水生动植物生态系统净化后，CODcr由原水的101mg/L降至8.92mg/L，去除率为91.2%，表现出较好的去除效果。

3.2对氮磷的去除效果分析

对氮磷的去除效果如图5所示。从图中可知，系统对TN、TP及NHd-N均有明显的去除效果，TN由原水的5.69mg/L降至0.276mg/L，去除率为95.1%；TP由原水的0.322mg/L降至0.038mg/L，去除率为88.2%；NH4-N由原水的2.28mg/L降至0.071mg/L，去除率为96.9%。

4结果讨论

景观水体生态净化系统对富营养化的水中各类污染物均有较好的去除效果，CODcr去除率达到91.12%；TN、TP及NH4-N去除率分别达到95.1%、88.2%和96.9%。

由微生物治理、水生植物净化和生态系统重建等水质改善与水体修复技术构建起来的景观水体生态自净系统，是一种符合节能低碳的社会建设理念、能有效改善区域水环境质量和城市面貌的水质净化技术。

景观水体生态净化系统对于污染负荷有一定的适用范围，超过其承受能力时不仅会降低水处理效果，还会造成基质的堵塞。在实际应用中，有必要对污染负荷较高的污水进行预处理以减轻生态系统的处理负荷，延长系统使用寿命。

此外，温度的降低也会影响生态净化系统的水质净化效率，因此该系统在冬季的处理能力有所降低。

GIS在景观生态学中的应用 篇12

关键词：延安宝塔区,生态环境评价,RS,GIS,多波段彩色图像合成

1 宝塔区的背景

延安宝塔区位于延河流域, 延河流域处于东亚森林温带的西部边缘, 北部面向蒙古高原, 具有黄土高原地质地貌的基本特征及其气候特点。该区域随着东南季风的逐渐深入, 降水量逐渐减少。而其北面则受到蒙古高原干热风和低温的影响, 形成从半湿润到半干旱气候的梯度递变。在这个递变序列中, 根据生物和气候的特点以及地质历史的变迁, 明显地反映出区域生态系统的动态方向是由北向南推进的, 也显示了生态系统的动荡、分化和重组。

延河流域又位于我国西北黄土高原中部, 经过长期的冲刷剥蚀, 沟谷发育, 地形复杂, 形成典型的黄土峁粱沟壑区, 地势为东低西高。从延河上游分水岭向西, 气候越来越干燥, 到靖边县城已经位于毛乌索沙漠的边缘, 南部秦岭横越, 具有典型的温带气候特点。

2 专题评价基础数据

评价基础数据主要是指反映生态环境特点的各种专题系列图[1]。对于延河流域宝塔区的生态评价处理, 本文选用生态环境区划图、土地利用图、水资源分布图、土壤图和植被分布图作为评价的基本数据。

2.1 生态环境区划图

生态环境区划图是在综合考虑影响生态环境的各种主要要素的基础上, 将人文、社会经济、气象、土地利用情况、水资源等方面, 采用自然分区与经济社会分区相结合的划分方法, 提出的基于生态环境亚区模型的划分方案。主要包括下述几类:

2.1.1 黄土峁坡、丘陵及川地生态系统

黄土峁坡、丘陵及川地生态系统属于延河流域较好的生态环境, 区域光、温、水分条件充足, 以肥沃的淤土为主, 农业基础较好。存在的问题是人口持续增加, 耕地减少, 科技含量低, 土地生产率突破性提高难度大, 人均收入增长缓慢。

2.1.2 黄土丘陵沟壑生态系统

黄土丘陵沟壑生态系统属于延河流域最差的生态环境, 具有严重水土流失、土地生产力下降、人均收入增长极慢的特点。延河流域绝大部分属于黄土沟壑区, 其中宝塔、安塞的大部分和延长的西部是梁峁状丘陵, 宝塔东北部是黄土峁梁, 延长的中、东部是黄土宽梁残塬。

2.1.3 梁峁及沟谷灌丛生态系统与梁峁坡及黄土丘陵草原生态系统

梁峁及沟谷灌丛生态系统地貌属于土石低山区、土壤多为灰褐色森林土, 植被中梢林、灌木普遍发育。延河流域的崂山具有典型的土石低山梢林灌木生态环境亚区特征。该区纵贯宝塔区南部, 呈北西-南东走向, 是延河流域和云岩河的分水岭。

2.1.4 城乡居民点生态系统

延河流域的城乡居民点生态系统主要集中分布在川道和沟谷内。城镇空间规模较大, 但结构格局受川道支配;乡村空间规模小, 数量多, 结构格局以集聚的团块状、长条延伸的线状和不规则的星点状为主。

2.1.5 内陆水体生态系统

延河流域孕育着大量的局部陆地水生态环境, 但由于降水量少, 尤其是近年来流域地区对水资源的过度开发以及水质污染的迅速发展和用水的浪费, 使得水资源更显短缺, 成为延河流域社会经济可持续发展的重要制约因素。

2.2 水资源分布

延河流域发源于靖边县天赐湾周山, 由西北向东南流, 经志丹、安塞、宝塔, 于延长县南河沟乡汇入黄河, 全长286.9 km, 流域面积7725 km2, 多年平均径流总量2.94×108m3, 流经宝塔地区的河流主要包括延河和汾川河。

2.3 土壤分布

延河流域地质地貌的基本特征表现为黄土丘陵地貌, 这种地貌条件, 成为黄土高原强烈土壤侵蚀发生的最基本条件。按照土壤性态特征本区分为黄绵土、典型潮土、典型黑垆土、积钙红粘土、冲积土、石灰性紫色土、淹育水稻土几大类。

2.4 土地利用

土地分类包括人工用地与农业用地、自然/半自然植被、水体等三大类。其中, 人工用地主要沿河谷、沟谷等地形较平坦的地区分布;农业用地可细分为平原川道农业用地和黄土塬梁峁沟坡地农业用地两大类, 前者沿着河谷川道分布, 后者主要是梁峁坡地;自然和半自然植被主要沿黄土坡地、沟帮分布;区内主要水体为延河、汾川河等。

2.5 植被分布

延河流域生态环境处在湿润与半干旱的过渡地区, 区内植被从南向北或从南向西北都有着明显的水平方向变化或递变。植物群落的基本类型包括针叶林、温带落叶阔叶林、灌丛、草原几大类。其中针叶林主要分布于延长—延安—西川河以南, 成小片或斑块状林;温带落叶阔叶林主要分布在崂山北坡的沟谷坡地;灌丛多数沿着阔叶林的边缘或为明显的山杨林演替前期阶段, 无大面积自然灌丛出现;草原是本区具有地带性特征的植被类型, 明显地向水平方向过渡、重叠或交叉。

植被覆盖分布规律为植物群落的类型从东南向西北出现地带性的变化。东南部区域发育温带落叶阔叶林, 植被丰富;向西北部植物类型逐步过渡为灌木、草原和旱地, 植被稀疏。

兰色:汾川河流域绿色:延河流域黄色:西川河流域蓝色:蟠龙河流域

白色:淹育水稻土紫色:典型黑垆土黄色:黄绵土淡绿色:积钙红粘土绿色:冲积图蓝色:石灰性紫色土兰色:典型潮土

黄色:农业用地绿色:植被及人工用地兰色:水体紫色:未利用土地

3 评价效果综述

3.1 彩色图像的合成

组合方案土壤 (红) -植被 (绿) -生态区划 (蓝) (见图3-1) 是以生态环境区划为背景, 以土壤类型为参考内容, 以植被发育状况为动态变化成分, 进行彩色合成。研究区南部的黄绵土土壤发育地区, 自然和半自然植被发育较好, 图中显示为下部土红色区域;而沿着河流分布的川地农业生态环境亚区中, 土壤在延河流域以冲积土为主, 汾川河流域上游以石灰性紫色土为主, 下游以典型潮土为主。合成图显示延河流域的中心—延安市区域范围的的城乡居民点生态系统。此外研究区北部图像总体显示在生态环境区划分基础上的, 由于植被的变化显示总体为橙红色。

组合方案土壤 (红) -植被 (绿) --水资源 (蓝) (见图3-2) 是以水资源分区 (流域分区) 为背景, 以土壤类型为参考内容, 以植被发育状况为动态变化成分, 进行彩色合成。北部的蟠龙川流域以蓝和橙红为基色调, 西部的西川河流域以黄红色为基色调, 南部的汾川河流域以白与橙红为基色调。而在各流域因自然与半自然植被的差异和土壤类型的差异而在基色调基础上显示出色彩差异的图像。北部地区半自然植被较发育, 土地利用主要类型为农业用地。其中橙色夹杂着黄色的区域是黄土梁峁沟壑梯坡耕地—人造林灌, 鲜艳黄色部分显示植被相对比较发育, 生态环境较好。而蓝色为主的地区为川地灌溉农业区, 该部分植被发育较好。

3.2多波段图象的组合

通过ERADAS软件可以对若干分波段图像进行代数运算, 使不同波段的图像组合在一张图上。这样可以综合了各个波段的特性, 扩展了肉眼的观测范围, 使在图像上不同类别, 形态的地物获得良好的视觉效果。波段图像的相加实际上是象元点上辐射能量求和, 这种处理可以理解为简单的信息压缩, 但因为叠加的运算产生“填平补齐”现象, 即某些地物在不同波段显示出不同差异, 而在叠加图上却一致。将水资源图、植被分布图及土壤分布图相叠加 (见图8) , 可以比较清晰的看到在图的上部以绿、蓝、褐色为基色, 蓝色覆盖区域是蟠龙川流域, 橙红及黑等色地区表示了不同的土壤类型, 绿色表明植被分布较好。在图的左部分, 西川河流域, 橘红色表示植被分布好。沿各水系分布有很多不同颜色的地区, 代表了不同的土壤类型, 分别是淹育水稻土, 典型黑垆土, 黄绵土等。

4结语

通过应用GIS和RS技术对延安宝塔区进行生态环境评价, 取得了如下主要成果和结论:

4.1通过地理信息软件MAPGIS、ARCVIEW, 完成了宝塔区生态环境区划图、水资源分布图、植被分布图、土壤图、土地利用图。

4.2通过遥感图象处理软件ERDAS, 完成了多波段图像的组合和彩色增强, 生成了彩色合成图。

4.3通过对成果图件的分析, 得出延河流域是以农为主的区域, 该地区经过长期的冲刷剥蚀, 沟谷发育, 地形复杂, 形成典型的黄土峁梁沟壑区, 地势为东低西高。各种生态系统正处于急剧不平衡和脆弱状态, 人们正面临着环境的恶化和资源枯竭, 生存和发展受到严重威胁。水土流失和土壤沙漠化是该地区生态环境的主要问题。

参考文献

[1]党安荣, 王晓栋, 陈晓峰, 张建宝.遥感图象处理方法, 清华大学人居环境研究中心, 2006, 2.

[2]汤国安, 陈正江, 赵牡丹, 刘万青, 刘咏梅.ARCVIEW地理信息系空间分析方法.北京:科学出版社, 2006, 6.

[3]秦其明, 曹五丰, 陈杉.ARCVIEW地理信息系统实用教程.北京:北京大学出版社, 2005, 3.