景观生态学数学方法PPT学习教案

1、会计学1 景观生态学数学方法景观生态学数学方法 第1页/共86页 第2页/共86页 第3页/共86页 第4页/共86页 第5页/共86页 第6页/共86页 第7页/共86页 第8页/共86页 第9页/共86页 Pk: 类型类型k的斑块在景观中的面积比例的斑块在景观中的面积比例 第10页/共86页 Simpson 多样性指标多样性指标 景观优势度指标景观优势度指标(landscape dominance index) 景观均匀度指标景观均匀度指标(landscape evenness index) 第11页/共86页 景观丰富度指标景观丰富度指标(landscape richness index

2、) R: 绝对丰富度，绝对丰富度， Rr: 相对丰富度，相对丰富度， Rd: 丰富度密度丰富度密度 m: 景观中斑块类型数，景观中斑块类型数， mmax: 景观中最大可能类型数景观中最大可能类型数 A: 景观面积景观面积 第12页/共86页 第13页/共86页 最大斑块指标最大斑块指标(largest patch index)： 第14页/共86页 斑块面积分布斑块面积分布(patch area distribution)： 简单平均值简单平均值 面积加权平均值面积加权平均值 中数中数 范围范围 标准差标准差 变异系数变异系数 第15页/共86页 第16页/共86页 形状指标形状指标(shap

3、e index) 斑块形状指数斑块形状指数 景观形状指数景观形状指数 第17页/共86页 形状分维指标形状分维指标(fractal dimension index) 分维（数）可以直观地理解为不规则几何形状的非整数维分维（数）可以直观地理解为不规则几何形状的非整数维 数。而这些不规则的非欧几里德数。而这些不规则的非欧几里德几何形状几何形状可通称为分维。可通称为分维。 各种斑块和景观具有分维特征。各种斑块和景观具有分维特征。 第18页/共86页 周长周长-面积分维指标面积分维指标(perimeter-area fractal dimension 双对数回归分维指标双对数回归分维指标 第19页/共

4、86页 第20页/共86页 核心区指标核心区指标(core area index) 核心区面积百分比核心区面积百分比(core area percentage to landscape) 独立核心区密度独立核心区密度(disjunct core area density) 分离 第21页/共86页 第22页/共86页 接近度指标接近度指标(proximity index ) 相似指标相似指标( similarity index) 斑块具体相邻地区 第23页/共86页 边界对比度指标边界对比度指标(edge contrast index) 相邻的 不相似 第24页/共86页 斑块类型层次的总边界

5、对比度斑块类型层次的总边界对比度(total edge contrast index) 景观层次的总边界对比度景观层次的总边界对比度(total edge contrast index) 第25页/共86页 第26页/共86页 聚合指标聚合指标(aggregation index) 分割指标分割指标(landscape division index) 第27页/共86页 聚集度指标聚集度指标(contagion index) 第28页/共86页 第29页/共86页 连接度指标连接度指标(connectance index) 第30页/共86页 斑块粘合度指标斑块粘合度指标(patch cohe

6、sion index) 第31页/共86页 第32页/共86页 第33页/共86页 第34页/共86页 第35页/共86页 第36页/共86页 第37页/共86页 第38页/共86页 第39页/共86页 第40页/共86页 Z表示某一系统随机变量，表示某一系统随机变量，x为空间位置，为空间位置，n为样本，为样本，VarZ(x) 为方差，为方差，h为配对抽样间隔距离，为配对抽样间隔距离，n(h)是抽样间距为是抽样间距为h时的样时的样 点对的总数，点对的总数，Z（xi）和）和Z（xi+h）分别是）分别是xi和和xi+h点的取值点的取值 。 第41页/共86页 自相关阈值：autocorrelati

7、on range 结构方差：structural variance 块金方差 nugget variance 基台值：sill 第42页/共86页 的规律，斑块大小及尺度特征。 第43页/共86页 边界明显 变化不规则，非线性增加 突变在所有尺度上 空间梯度逐渐增加 周期性变化 无空间依赖性 第44页/共86页 第45页/共86页 第46页/共86页 第47页/共86页 第48页/共86页 第49页/共86页 第50页/共86页 第51页/共86页 第52页/共86页 模型的定义模型的定义 第53页/共86页 ,预测预测 ,增强理解增强理解 ,诊断现有知识中的重要环节或薄诊断现有知识中的重要环

8、节或薄 弱环节弱环节 ,简化和综合的工具简化和综合的工具 转化转化“信息信息”为为“知识知识” ,支持管理和决策支持管理和决策 模型的重要作用模型的重要作用 第54页/共86页 数数 随机型模型和确定型模型随机型模型和确定型模型 第55页/共86页 第56页/共86页 , 根据模型所涉及的生态学过程和机制 的多少 现象学模型和机制或过程模型 , 根据模型的内容 干扰传播模型、复合种群模型、植被 动态模型、土地利用变化模型以及生物地 球化学循环模型等 第57页/共86页 第58页/共86页 1.生态学建模的一般原理生态学建模的一般原理 第59页/共86页 第60页/共86页 F 格式（栅格或矢量

9、）格式（栅格或矢量） F 栅格的大小或分辨率栅格的大小或分辨率 F 模型变量模型变量 F 变化的算法变化的算法 2.建立景观空间模型必须确定建立景观空间模型必须确定 第61页/共86页 第62页/共86页 建 立 概 念 模 型 （ 1 ） 明 确 地 定 义 所 研 究 的 问 题 （ 2 ） 确 定 建 模 目 的 （ 3 ） 确 定 系 统 边 界 （ 4 ） 建 立 因 果 关 系 图 建 立 定 量 模 型 （ 或 概 念 模 型 的 定 量 化 ） （ 1 ） 选 用 适 当 的 数 学 方 法 （ 2 ） 确 定 变 量 间 的 函 数 关 系 （ 3 ） 估 计 参 数 值 （

10、 4 ） 编 写 计 算 机 程 序 （ 5 ） 确 定 模 拟 的 时 间 步 长 （ 6 ） 运 行 模 型 ， 获 得 最 终 结 果 模 型 检 验 模 型 确 认 （ m o d e l v e r if ic a tio n ） ： 仔 细 检 查 数 学 公 式 和 计 算 机 程 序 模 型 验 证 （ m o d e l v a lid a t in g ） ： （ 1 ） 对 模 型 结 构 和 变 量 间 关 系 合 理 性 的 检 验 （ 2 ） 模 型 输 出 结 果 与 实 际 值 的 直 接 比 较 （ 3 ） 模 型 的 敏 感 性 分 析 （ s e n s

11、itiv ity a n a ly s is ） （ 4 ） 模 型 的 不 确 定 性 分 析 （ u n c e r ta in ty a n a ly s is ） 注 ： 这 并 非 意 味 着 一 个 模 型 必 须 要 经 过 上 述 多 种 方 法 的 检 验 ， 但 多 种 方 法 为 模 型 检 验 提 供 了 必 要 的 选 择 余 地 （ 详 见R y k iel， 1 9 9 6 ） 。 模 型 的 应 用 （ 1 ） 设 计 和 执 行 模 拟 实 验 （ 2 ） 分 析 、 综 合 和 解 译 模 型 结 果 （ 3 ） 与 生 态 学 同 行 或 应 用 领 域 的 对 象 交 流 模 型 结 果 并 征 求 改 进 意 见 ， 发 表 论 文 和 专 著 。 第63页/共86页 遥感图像遥感图像： 空间数据空间数据： 文献数据和统计资料：文献数据和统计资料： 气象数据：气象数据： （一）、数据库的建立（一）、数据库的建立 第64页/共86页 第65页/共86页 2003年卫星影像图（下） 1988年卫星影像图（上 ） 第66页/共86页 第67页/共86页 第68页/共86页 第69页/共86页 第70页/共86页 第71页/共86页 第72页/共86页 第73