武汉大学资源与环境科学学院

团队成员：王一恒，任畅，程雪萍，黄怡敏

指导教师：田晶，邵世维

       景观指数是反映景观结构组成和空间配置的定量指标，景观指数分析法是景观生态学领域常用的分析景观格局以及度量空间异质性的重要方法，是适合定量表达景观格局和生态过程之间关联的空间分析方法。现有景观指数的数量已超过250种（Fragstats 4.2），许多指数间存在不同程度的相关性，表达景观格局信息的重叠量高，不仅导致大量冗余，还将影响结果解译的清晰性和准确性。

       目前，大部分景观格局分析的研究均使用栅格数据（多为遥感影像），直接针对矢量数据计算景观指数进而进行分析的研究较少。一些研究将矢量数据转换为栅格数据后再计算景观指数，尽管矢栅转换技术成熟，由于转换中存在一些问题，如受栅格分辨率限制，不可避免地降低计算结果的精确性。因此直接针对矢量数据计算景观指数并提取核心指数合集很自然地成为解决上述问题的途径。

       以矢量格式表达的土地利用图是调整土地利用结构的一项重要科学依据，有助于因地制宜布局农业、工矿业、交通，支持城镇建设、区域规划、国土整治和农业区划等。随着景观生态理论与GIS技术的发展，有研究运用景观指数从中观或宏观层面对土地利用现状进行量化表达。从景观分析的角度研究土地利用现状，对土地效益的评价与提高、资源型城市规划布局以及生态城市的可持续发展等方面具有重要意义。

       本作品在SuperMap平台下开发针对矢量数据格式的景观指数计算插件，对中国武汉市洪山区土地利用矢量数据进行了核心景观指数的提取，分析了核心景观指数描述的景观异质性。首先以Fragstats 4.2景观指数计算软件为参考，分析了矢量格式与栅格格式下景观指数的差异，归纳出四种对应关系，确定并修正了矢量格式下五组景观指数的计算公式，并据此框架，在SuperMap平台下使用C#语言开发了SuperMap矢量景观指数计算插件，插件包含四个模块：数据读取模块、景观指数计算模块、数据导出模块和参数设定模块（图1）。根据Molenaar和Liu等的研究（图2），确定了各土地利用类型两两之间的相似性权重与对比度权重。再根据Schindler等的研究，将研究区域武汉市洪山区划分为多个大小一致的正六边形单元样本。最后，运用相关分析与因子分析法相结合的探索性分析方法，对中国武汉市洪山区土地利用矢量数据进行了核心景观指数的提取，并分析了核心景观指数描述的景观异质性（图3）。

图1 矢量数据景观指数计算插件

图2土地利用类型

图3 核心景观指数极值样本单元图