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2009.8遥感应用遥感信息

基于多源遥感数据的区域景观格局尺度效应

赵磊

(神华(北京)遥感勘查有限责任公司,北京100085)

摘要:无论在景观生态学还是在遥感领域,尺度问题都是非常重要的问题,目前已有的研究主要考虑景观的
粒度效应,很少涉及遥感影像空间分辨率对景观格局的影响。在遥感和地理信息系统软件的支持下,利用多源遥
感影像,结合研究区的特点进行了景观分类,并从不同遥感数据的空间分辨率角度进行空间粒度放大试验,探讨
景观格局的尺度效应。研究结果表明:基于不同空间分辨率遥感影像的土地利用空间数据具有尺度效应,其所反
映的区域土地利用景观格局在宏观上是一致的,但类型的边界、形状和数量均产生较大的差异;景观格局指数能
反映不同遥感影像所记录的地表信息,从不同遥感数据源、不同空间分辨率的角度定量化判断尺度放大过程中区
域土地利用景观特征信息的尺度效应。
关键词:遥感;景观格局;尺度效应
中图分类号:TP79文献标识码:A文章编号:1000-3177(2009)104-0055-07

察与测量高度依赖于观测的尺度。在信息技术蓬勃
1引言
发展的今天,遥感已经成为尺度变化分析过程中的
景观空间格局主要是指大小和形状不一的景重要工具之一,从不同尺度遥感数据提取的信息具
观斑块在空间上的排列,它是景观异质性(hetero2有不同的精度,从不同尺度遥感数据中提取的信息
geneity)的重要表现[1]。作为景观格局常用的度量反映不同的土地利用空间分布结构,观测尺度的适
方法之一,景观指数是能够高度浓缩景观格局信宜性对遥感提出了多分辨率的要求。不同分辨率的
息,反映其结构组成和空间配置某些方面特征的遥感影像,如10m分辨率的SPOT,30m分辨率的
定量指标[2],是作为分析景观格局特征的定量化LandsatTM和1km分辨率的NOAA/AVHRR,就是
指数。地表空间数据以其表达地表系统中各部分不同尺度的遥感影像数据对地物不同综合程度的影
规模的大小和空间范围的大小,分为不同的层次,像反映。对于不同的应用目的,所要求的精度不同,
即不同空间尺度。在不同的空间尺度上,实体所所选取的影像尺度和所用信息提取的方法也不相
表现的特性不一样,数据尺度变化必然会导致地同[6]。因此,对于研究信息如何随着遥感数据空间
物精度的变化,引起数据空间、属性的相应变化,尺度的变化而变化,在什么尺度下,从遥感专题数据
这种变化不可避免地受尺度的影响,也即尺度依提取的信息的精度最高,或什么样尺度的土地利用
赖性。这些随尺度变化分析而出现的一系列变遥感信息能真实反映我们所关心的土地资源的空间
化,如随着尺度增加而造成的景观格局的简单化分布特征是至关重要的[7]。
等,称为尺度效应,景观指数随空间尺度变化的曲土地利用/土地覆盖在不同尺度上表现出不尽
线称之为尺度效应曲线[3]。相同的性质,在不同的空间尺度下,每种土地类型的
在地学和生态学研究中,有两个主要问题是尺面积、周长等参数的变化情况是不同的,它们与每种
度效应需要解答的:¹在哪种尺度上,可以正确地表土地类型的复杂程度具有一定的相关性[8],景观空
达特定的地理现象[4]?º不同尺度的数据经过尺度间异质性特征决定了利用遥感影像分析必须考虑尺
转换后,反映相同的地物和现象时的差异如何[5]?度效应。本文在遥感、地理信息系统的支持下,从不
地球的过程和现象是客观存在的,对地表过程的观同遥感数据的空间分辨率角度探讨空间粒度(分辨

收稿日期:2008-09-09修订日期:2008-12-22
作者简介:赵磊(1979~),男,硕士研究生,主要从事遥感与土地资源调查方面的工作。
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遥感信息遥感应用2009.8

率)放大的试验研究,定量化判断尺度放大过程中区种土地利用类型:耕地(包括水浇地、旱地和菜地
域土地利用景观特征信息的尺度效应。等)、园地(包括所有的园地类型)、林地(包括乔木、
灌木和苗圃等)、水域(包括河流、坑塘等)、居民点及
2数据来源
工矿用地、交通用地(主要的道路)以及未利用地(主
2.1研究区地理位置要是荒草地)。在庙城镇2002年10月更新调查数
研究区庙城镇位于北京市怀柔区南部,地处山据1B10000土地利用现状图的辅助下,将4幅解译
前略有倾斜的洪冲积平原及部分山丘岗地,镇域略图进行时相匹配,最终得到4幅统一时相的遥感土
呈东西向长方形。地势西北高,东南低,西北最高点地覆盖解译图。图1、2为其中的2幅解译图。
海拔145.4m,东南最低点海拔37.5m。总面积约
32km2。庙城镇包括18个行政村,地处城乡结合
部,土地利用情况复杂,线状地物较多,地形比较
复杂。
2.2遥感数据源及预处理
研究区的基本数据来自3种传感器获取的