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摘要：景观格局的研究对于城市的发展和规划具有重要的积极意义。为研究聊城市东昌府区景观格局，本文以聊城市东昌府区2016年的TM影像为基础，在ENVI、ARCGIS平台以及景观分析软件Fragstats 4.2的支持下，对东昌府区景观类型和景观尺度水平下的景观格局特征进行了定量分析。结果表明：东昌府区耕地面积占全区总斑块面积47.76%，占农业用地面积的83.20%，耕地资源比较充足;建设用地平均斑块密度为12.80个/hm?，平均斑块面积为1.80 hm?，分布零散。整体上看，研究区内土地利用结构合理，多样性较高，土地利用类型分布较均匀，没有任何一种土地利用类型占绝对优势;景观类型整体属于散布分布，但分散度不大。
关键词：景观格局;景观指数;GIS;Fragstats
景观是拥有很强的空间异质性的区域，它是由大量不同形状、大小的斑块依据一定的规律组合而成的，一般来说，景观格局主要指景观在空间散布上的特征，具体反映出景观的异质性特征，各种类型的生态过程在不同尺度上的功能在这里体现出来，包含组成单元类别、数目、分布和空间上的组合。在景观格局的研究中，经常会用到景观指数分析方法。景观格局指数是一种并不复杂的定量指标，可以充实景观格局的内容，展现其组织构成和空间形态组合。通过各种要素间多样的组合方式，景观格局指数可分为三个层级，即斑块水平指数、景观类型水平指数和景观水平指数。目前，GIS技术发展十分迅速，将GIS与景观格局软件Fragstats相融合进行景观格局的综合分析成为大众普遍使用的方法。
东昌府区位于聊城市中心，近年来第二、第三产业发展迅速，这也使得区域内经济实现高速增长，经济的增长必然消耗大量的土地资源。应用东昌府区的景观格局作为研究的目标，从景观生态学的角度进行研究，着重斑块类型和整体景观水平两个方面，对东昌府区进行细致的调查分析，为东昌府区城市建设规划和环境保护提供了建设性意见。
一、数据和研究方法
（一）数据来源及处理
在ENVI5.1软件的支撑下，影像源于国家地理空间数据云（http//www.gscloud.cn），经过系统辐射校正和大气粗校正的2016年的遥感影像进行精确的几何校正、大气校正与影像配准，然后依据要研究区域的面积大小，裁剪所下载的影像，进一步解译得到东昌府区土地利用类型图，并将其作为分析土地利用景观格局演化的基础样本。这里的遥感影像选用Landsat8遥感影像，在组合多波段图像文件（Layer Stack）时选用TM遥感影像的1、2、3、4、5、7这6个单波段图像文件及与其相呼应的OLI-RIS遥感影像2、3、4、5、6、7这6个单波段图像文件进行结合，这样就能够确保遥感影像的空间解析度全部为30m×30m和去除热红外波段对解译的错误影响。
按照《土地利用现状分类（GBT 21010-2017）》要求，详细调查东昌府区土地资源的利用现状和特征，分析遥感影像的特征，运用监督与非监督综合运用的分类方法（Hybrid classification）和目视解译相组合的方式进行分类，将东昌府区划分为耕地、园地、水域、建设用地、工业用地、交通用地和其它用地等7种土地利用类型，分类结果如图2所示。为了使分类结果更加真实可靠，在地面调查和土地利用图的基础上，参考往年的土地使用信息，在遥感图像选择不同的位置，和总面积约东昌府区土地面积超过2%的监督校验，同时使用误差矩阵关系表来评估总体分类精度。最终验证后的结果显示，土地利用类型图的分类精确度为94.67%。
（二）景观格局指数选择
景观指数是用来可量测和描述单个以及一些类别的斑块，或者是定量指标空间结构的整个景观，它的主要价值在于配置可以用来比较不同种类的景观。现在，网格层级指数的演进以及其在景观生态学上的运用还不够成熟，从斑块（Patch）、类型（Class）、景观（Landscape）3个方面对景观指数进行探讨。
根据上述遥感影像解译所得到栅格格式的东昌府区土地利用型图，利用Fragstats4.2软件，分别计算各种不同类型的景观指数（Landscape metrics），然后再利用这些景观指数探讨东昌府区土地利用格局的变化情况。
二、结果与分析
（一）聊城市东昌府区景观格局
东昌府区景观类型丰富，有耕地、林地、园地、水域、建设用地、交通用地等，耕地作为最为主要的景观类型，广泛分布。园地亦占有一定比例，东南部分布有大量大棚种植的园地。建设用地集中分布在市中心主城区以及各乡镇。区域内有众多河流湖泊，东昌府区有江北水城之称，河流湖泊众多，水域面积接近城区面积的三分之一。黄河、徒骇河、马颊河等多条河流流经，历史悠久的京杭大运河也从市区蜿蜒而过，市区内拥有中国北方最大的城市内湖——东昌湖，水面面积达6平方公里。近年来，东昌府区高度重视植被建设，林地面积不断增长，天然林、经济林广泛分布。
（二）多尺度景观格局
1、类型水平上景观格局特征分析
应用ArcGIS软件将数据源进行格式转化，转化为5×5m的Grid栅格数据格式，然后是景觀指标的计算，这里软件采用景观格局分析软件Fragstats4.2和Excel。根据景观类型分类，得到东昌府区各景观类型水平上的指标值，如表1所示。
通过表1数据可以得出结论，东昌府区斑块面积最大的景观类型为耕地，达到21521.43hm?，占全区总斑块面积的47.76% ;园地为4344.39 hm?，占全区总斑块面积的9.64%;二者面积之和为25865.82 hm?，占总面积的57.41%。显然农业用地是东昌府区的主要景观类型，且耕地是农业用地的主要类型。建设用地斑块面积为10386.63hm?，斑块个数为5768个，板块密度为12.80个hm?，成为斑块数目最多的景观类型，并且其斑块密度也是最大，说明建设用地分布较为分散，没有集中管理和协调，缺乏合理有效的规划。分析平均斑块面积（MPS）方，耕地的平均斑块面积是12.23，建设用地为1.80，耕地斑块的分布较为紧凑集中，而建设用地斑块类型的分布比较零散。通过分析平均斑块形状指标（MSI）可以看到，平均斑块形状指数均不超过2，数值不大，表明各斑块类型之间的斑块形状差异比较小，形状相对规则。整体来看，景观的平均斑块形状指数是1.25，反映出东昌府区景观整体的形状比较简单规则。 2、景观水平上景观格局特征分析
将处理好的数据导入Fragstats4.2软件，在景观水平下，计算景观聚散性指标值，对其多样性与异质性进行分析。
香农多样性指标即景观多样性，能够显示出景观的复杂程度和景观异质性特征，尤其能够揭示景观中各斑块类型分布的不均匀状况。从上表可以看出，东昌府区整体景观水平的多样性指标（H）为1.30。观察这几个指标的计算公式可以看到，多样性指标的最大值为l （研究中m=8），即1.83。可知多样性指标是比较高的，说明东昌府区土地利用类型多样性较强，分布合理。
香农均匀度指数能够反映景观当中不同景观类型在数量和布局上的均匀程度，景观的优势度与多样性指数成负相关。东昌府区整体景观均与度（H）较高，为0.67;优势度（D）不高，为0.65;这从另一角度反映出东昌府区景观类型丰富，多样性高，各景观类型的分布也相对均匀，没有出现景观类型支配整体的情况。
散布与并列指标（IJI）表示了景观分散与信息重叠的程度。东昌府区的散布与并列指标值为51.29%，表明很多斑块都有临近的状况，散布性较高，但斑块间相邻接的边长不够均匀，分散程度不高。
蔓延度（CONTAG）能够综合反映景观的聚集程度，它既包含斑块类型集聚的信息，也反映斑块类型相互邻接、交叉分布的特征。东昌府区蔓延度为48.24%，可以看出，东昌府区耕地面积接近全体景观面积的一半，但其连接性一般，布局分散。
4 结论
选用ArcGIS和Fragstats作为分析软件，结合东昌府区2016年遥感影像数据，重点放在斑块类型水平和景观水平，对东昌府区的景观格局做了较为系统的分析，研究结果表明：
（1）从斑块类型水平上分析，东昌府区农业用地景观在所有景观中达到57.41%，其中园地面积为4344.39 hm?，占全区总斑块面积的9.64%，占农业用地面积的16.80%;耕地资源比较充足，面积为21521.43hm?，占全区总斑块面积的47.76%，占农业用地斑块面积的83.20%。
（2）从空间上的整体分布来分析各景观类型，东昌府区建设用地平均斑块密度为12.80個 /hm?，为各景观类型最大;平均斑块面积为1.80 hm?，比较小。可见，东昌府区有大量的建设用地，但面积并不大，零散分布，不集中。耕地斑块类型的分布与之相反，斑块数目多且面积大，成片广泛分布在各个区域。
（3）从景观水平上分析东昌府区景观的多样性和差异性，景观多样性指标为1.30，表明东昌府区各景观类型分配合理，多样性较高;景观均匀度为0.67，优势度为0.65，可见各景观类型分布较均匀，没有一种景观占绝对优势。
（4）从聚散性的角度来分析，东昌府区景观类型分散程度较小，整体上属于散布分布。
（5）国内外对景观格局的研究还在不断发展，对斑块数目的变化和空间分布特征的动态演变研究还不够完善，未来还需进一步深入分析研究。
参考文献
[1] 邬建国.景观生态学-格局、过程、尺度与等级[M].北京：高等教育出版社，2000.
[2] Forman R T T， Godron M. Landscape Ecology[M]. New York， 1986.
[3] 章家恩，饶卫民，张磊等. 3S 技术在景观生态学中的应用研究概述[J].国土与自然资源研究，2006（3）： 50-52.
[4] 布仁仓，李秀珍，胡远满等.尺度分析对景观格局指标的影响[J].应用生态学报，2003，14（12）： 2181-2186.
[5] 杨霏，周启刚，张晓媛，谷雨，杨鹏五.基于ArcGIS和FRAGSTATS的重庆市长寿区景观格局分析[J].重庆工商大学学报（自然科学版），2012-12，29（12）.
[6] 郭晓妮，刘晓农，宋亚斌，宁晓斌.基于Fragstats的海南省东方市景观格局动态研究[J].中南林业调查规划2016-02，35（1）.
[7] 傅伯杰，陈利顶，马克明，等.景观生态学原理及应用[M].北京：科学出版社社，2001.
[8] 肖笃宁，李秀珍，高峻，等.景观生态学[M].北京：科学出版社，2003[14]郭晋平.景观生态学的学科整合与中国景观生态学展望[J].地理科学，2003，23（3）： 277- 282.
[9] 曹宇，肖笃宁，赵羿，等.近十年来中国景观生态学文献分析[J].应用生态学报，2001，12（ 3） ：474-477.
[10] 贾宝全，慈龙骏.绿洲景观生态研究[M].北京：科学出版社，2003.
作者简介：孙克（1996—），男，汉族，山东济南市人，硕士研究生，单位：成都理工大学地球科学学院地图学与地理信息系统专业，研究方向：“3S”技术与数字国土。
关键词：景观格局;景观指数;GIS;Fragstats
景观是拥有很强的空间异质性的区域，它是由大量不同形状、大小的斑块依据一定的规律组合而成的，一般来说，景观格局主要指景观在空间散布上的特征，具体反映出景观的异质性特征，各种类型的生态过程在不同尺度上的功能在这里体现出来，包含组成单元类别、数目、分布和空间上的组合。在景观格局的研究中，经常会用到景观指数分析方法。景观格局指数是一种并不复杂的定量指标，可以充实景观格局的内容，展现其组织构成和空间形态组合。通过各种要素间多样的组合方式，景观格局指数可分为三个层级，即斑块水平指数、景观类型水平指数和景观水平指数。目前，GIS技术发展十分迅速，将GIS与景观格局软件Fragstats相融合进行景观格局的综合分析成为大众普遍使用的方法。
东昌府区位于聊城市中心，近年来第二、第三产业发展迅速，这也使得区域内经济实现高速增长，经济的增长必然消耗大量的土地资源。应用东昌府区的景观格局作为研究的目标，从景观生态学的角度进行研究，着重斑块类型和整体景观水平两个方面，对东昌府区进行细致的调查分析，为东昌府区城市建设规划和环境保护提供了建设性意见。
一、数据和研究方法
（一）数据来源及处理
在ENVI5.1软件的支撑下，影像源于国家地理空间数据云（http//www.gscloud.cn），经过系统辐射校正和大气粗校正的2016年的遥感影像进行精确的几何校正、大气校正与影像配准，然后依据要研究区域的面积大小，裁剪所下载的影像，进一步解译得到东昌府区土地利用类型图，并将其作为分析土地利用景观格局演化的基础样本。这里的遥感影像选用Landsat8遥感影像，在组合多波段图像文件（Layer Stack）时选用TM遥感影像的1、2、3、4、5、7这6个单波段图像文件及与其相呼应的OLI-RIS遥感影像2、3、4、5、6、7这6个单波段图像文件进行结合，这样就能够确保遥感影像的空间解析度全部为30m×30m和去除热红外波段对解译的错误影响。
按照《土地利用现状分类（GBT 21010-2017）》要求，详细调查东昌府区土地资源的利用现状和特征，分析遥感影像的特征，运用监督与非监督综合运用的分类方法（Hybrid classification）和目视解译相组合的方式进行分类，将东昌府区划分为耕地、园地、水域、建设用地、工业用地、交通用地和其它用地等7种土地利用类型，分类结果如图2所示。为了使分类结果更加真实可靠，在地面调查和土地利用图的基础上，参考往年的土地使用信息，在遥感图像选择不同的位置，和总面积约东昌府区土地面积超过2%的监督校验，同时使用误差矩阵关系表来评估总体分类精度。最终验证后的结果显示，土地利用类型图的分类精确度为94.67%。
（二）景观格局指数选择
景观指数是用来可量测和描述单个以及一些类别的斑块，或者是定量指标空间结构的整个景观，它的主要价值在于配置可以用来比较不同种类的景观。现在，网格层级指数的演进以及其在景观生态学上的运用还不够成熟，从斑块（Patch）、类型（Class）、景观（Landscape）3个方面对景观指数进行探讨。
根据上述遥感影像解译所得到栅格格式的东昌府区土地利用型图，利用Fragstats4.2软件，分别计算各种不同类型的景观指数（Landscape metrics），然后再利用这些景观指数探讨东昌府区土地利用格局的变化情况。
二、结果与分析
（一）聊城市东昌府区景观格局
东昌府区景观类型丰富，有耕地、林地、园地、水域、建设用地、交通用地等，耕地作为最为主要的景观类型，广泛分布。园地亦占有一定比例，东南部分布有大量大棚种植的园地。建设用地集中分布在市中心主城区以及各乡镇。区域内有众多河流湖泊，东昌府区有江北水城之称，河流湖泊众多，水域面积接近城区面积的三分之一。黄河、徒骇河、马颊河等多条河流流经，历史悠久的京杭大运河也从市区蜿蜒而过，市区内拥有中国北方最大的城市内湖——东昌湖，水面面积达6平方公里。近年来，东昌府区高度重视植被建设，林地面积不断增长，天然林、经济林广泛分布。
（二）多尺度景观格局
1、类型水平上景观格局特征分析
应用ArcGIS软件将数据源进行格式转化，转化为5×5m的Grid栅格数据格式，然后是景觀指标的计算，这里软件采用景观格局分析软件Fragstats4.2和Excel。根据景观类型分类，得到东昌府区各景观类型水平上的指标值，如表1所示。
通过表1数据可以得出结论，东昌府区斑块面积最大的景观类型为耕地，达到21521.43hm?，占全区总斑块面积的47.76% ;园地为4344.39 hm?，占全区总斑块面积的9.64%;二者面积之和为25865.82 hm?，占总面积的57.41%。显然农业用地是东昌府区的主要景观类型，且耕地是农业用地的主要类型。建设用地斑块面积为10386.63hm?，斑块个数为5768个，板块密度为12.80个hm?，成为斑块数目最多的景观类型，并且其斑块密度也是最大，说明建设用地分布较为分散，没有集中管理和协调，缺乏合理有效的规划。分析平均斑块面积（MPS）方，耕地的平均斑块面积是12.23，建设用地为1.80，耕地斑块的分布较为紧凑集中，而建设用地斑块类型的分布比较零散。通过分析平均斑块形状指标（MSI）可以看到，平均斑块形状指数均不超过2，数值不大，表明各斑块类型之间的斑块形状差异比较小，形状相对规则。整体来看，景观的平均斑块形状指数是1.25，反映出东昌府区景观整体的形状比较简单规则。 2、景观水平上景观格局特征分析
将处理好的数据导入Fragstats4.2软件，在景观水平下，计算景观聚散性指标值，对其多样性与异质性进行分析。
香农多样性指标即景观多样性，能够显示出景观的复杂程度和景观异质性特征，尤其能够揭示景观中各斑块类型分布的不均匀状况。从上表可以看出，东昌府区整体景观水平的多样性指标（H）为1.30。观察这几个指标的计算公式可以看到，多样性指标的最大值为l （研究中m=8），即1.83。可知多样性指标是比较高的，说明东昌府区土地利用类型多样性较强，分布合理。
香农均匀度指数能够反映景观当中不同景观类型在数量和布局上的均匀程度，景观的优势度与多样性指数成负相关。东昌府区整体景观均与度（H）较高，为0.67;优势度（D）不高，为0.65;这从另一角度反映出东昌府区景观类型丰富，多样性高，各景观类型的分布也相对均匀，没有出现景观类型支配整体的情况。
散布与并列指标（IJI）表示了景观分散与信息重叠的程度。东昌府区的散布与并列指标值为51.29%，表明很多斑块都有临近的状况，散布性较高，但斑块间相邻接的边长不够均匀，分散程度不高。
蔓延度（CONTAG）能够综合反映景观的聚集程度，它既包含斑块类型集聚的信息，也反映斑块类型相互邻接、交叉分布的特征。东昌府区蔓延度为48.24%，可以看出，东昌府区耕地面积接近全体景观面积的一半，但其连接性一般，布局分散。
4 结论
选用ArcGIS和Fragstats作为分析软件，结合东昌府区2016年遥感影像数据，重点放在斑块类型水平和景观水平，对东昌府区的景观格局做了较为系统的分析，研究结果表明：
（1）从斑块类型水平上分析，东昌府区农业用地景观在所有景观中达到57.41%，其中园地面积为4344.39 hm?，占全区总斑块面积的9.64%，占农业用地面积的16.80%;耕地资源比较充足，面积为21521.43hm?，占全区总斑块面积的47.76%，占农业用地斑块面积的83.20%。
（2）从空间上的整体分布来分析各景观类型，东昌府区建设用地平均斑块密度为12.80個 /hm?，为各景观类型最大;平均斑块面积为1.80 hm?，比较小。可见，东昌府区有大量的建设用地，但面积并不大，零散分布，不集中。耕地斑块类型的分布与之相反，斑块数目多且面积大，成片广泛分布在各个区域。
（3）从景观水平上分析东昌府区景观的多样性和差异性，景观多样性指标为1.30，表明东昌府区各景观类型分配合理，多样性较高;景观均匀度为0.67，优势度为0.65，可见各景观类型分布较均匀，没有一种景观占绝对优势。
（4）从聚散性的角度来分析，东昌府区景观类型分散程度较小，整体上属于散布分布。
（5）国内外对景观格局的研究还在不断发展，对斑块数目的变化和空间分布特征的动态演变研究还不够完善，未来还需进一步深入分析研究。
参考文献
[1] 邬建国.景观生态学-格局、过程、尺度与等级[M].北京：高等教育出版社，2000.
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[4] 布仁仓，李秀珍，胡远满等.尺度分析对景观格局指标的影响[J].应用生态学报，2003，14（12）： 2181-2186.
[5] 杨霏，周启刚，张晓媛，谷雨，杨鹏五.基于ArcGIS和FRAGSTATS的重庆市长寿区景观格局分析[J].重庆工商大学学报（自然科学版），2012-12，29（12）.
[6] 郭晓妮，刘晓农，宋亚斌，宁晓斌.基于Fragstats的海南省东方市景观格局动态研究[J].中南林业调查规划2016-02，35（1）.
[7] 傅伯杰，陈利顶，马克明，等.景观生态学原理及应用[M].北京：科学出版社社，2001.
[8] 肖笃宁，李秀珍，高峻，等.景观生态学[M].北京：科学出版社，2003[14]郭晋平.景观生态学的学科整合与中国景观生态学展望[J].地理科学，2003，23（3）： 277- 282.
[9] 曹宇，肖笃宁，赵羿，等.近十年来中国景观生态学文献分析[J].应用生态学报，2001，12（ 3） ：474-477.
[10] 贾宝全，慈龙骏.绿洲景观生态研究[M].北京：科学出版社，2003.
作者简介：孙克（1996—），男，汉族，山东济南市人，硕士研究生，单位：成都理工大学地球科学学院地图学与地理信息系统专业，研究方向：“3S”技术与数字国土。