技术方法学习资料:3S技术在生态现状调查中的应用
3S技术是指:遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统技术(GPS)
1.遥感(RS)指通过任何不接触被观测物体的手段来获取信息的过程和方法,包括航天遥感、航空遥感、船载遥感、雷达以及照相机摄制的图像。最常用的卫星遥感资源是美国陆地资源卫星TM影像,包括7个波段,每个波段的信息反映了不同的生态学特点。不同波段信息可以以某种形式组合起来,形成各种类型的植被指数,目前已提出的植被指数有几十个,但是应用最广的是NDVI指数(归一化差异植被指数)。遥感的数据记录方式:①以胶片记录,主要用于航空摄影;②以计算机兼容磁带数据格式记录,主要用于航天遥感。遥感为景观生态学研究和应用提供的信息包括:地形、地貌、地面水体植被类型及其分布、土地利用类型及其面积、生物量分布、土壤类型及其水体特征、群落蒸腾量、叶面积指数及叶绿素含量等。
利用计算机进行景观遥感分类,一般分为五个步骤:a.数据收集和预处理。b.选择训练样区和GPS定位。c.遥感影像分类。d.分类结果的后处理。e.分类精度评价。
2.地理信息系统(GIS):在计算机支持下,对空间数据进行采集、储存、检索、运算、显示和分析的管理系统。(1)数据结构种类:①矢量结构、②栅格结构和③层次结构。(2)常用功能:a.空间数据的录入;b.空间数据的查询;c.空间数据分析;d.栅格图层的叠加;e.空间数据的更新显示; f.空间数据的打印输出;g.空间数据局部删除、局部截取和分割。
3.全球定位系统(GPS)包括三部分:GPS卫星星座、地面监控系统、GPS信号接收机。GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成。利用GPS系统进行定位,需要接收至少4颗卫星的信号。
(七)了解景观生态学方法在生态现状评价中的应用
景观是指由大小不等和相互作用的镶块(群落或生态系统)以一定形式构成的整体的生态学研究单位。包括斑块、廊道和基质(模底)等三个空间结构。景观生态学是研究一定地理单元内、一定时间阶段的生态系统类群的格局、特点、综合资源状况、相互间物与流交换等自然规律,以及人为干预下的演替趋势,提示其总体效应对人类社会的现实与潜在的影响的学科。景观生态学认为,景观的结构与功能是相当匹配的,且增加景观异质性和共生性也是生态学和社会学整体论的基本原则。景观生态学方法主要在空间结构分析、功能与稳定性分析方面评价生态状况。(1)基质是景观的背景地块,是可以控制环境质量的组分。基质的判定是空间结构分析的重要内容。判定标准:相对面积大、连通程度高、有动态控制功能。可用优势度(D0)值反映,优势度值由密度(Rd)、频率(Rf)和景观比例(LP)三个参数计算得出。Rd=(斑块i的数目/斑块总数)×100%;Rf=(斑块i出现的样方数/总样方数)×100%;LP=(斑块i的面积/样地总面积)×100%;D0=0.5×[0.5×(Rd Rf) LP]×100%。(2)景观的功能与稳定性分析的内容:①生物恢复力分析、②异质性分析、③种群源的持久性和可达性分析、④景观组织的开放性分析。
景观生态学研究的基本方法包括①遥感、②地理信息系统和③景观分析等。