常用景观格局指数及其空间化显示

这是我关于景观生态系列的第一期学习记录，后续将和大家一起学习探讨景观生态学前沿热点以及一些重要的分析方法，一起期待一下吧！

一、常用景观格局指数及其意义

景观指数法是景观空间格局分析最常用的方法，景观指数伴随着景观生态学理论和应用的发展而不断推陈出新，其数量和类型也逐渐增加。由于在众多景观指数中，一些指数具有相关性，因此对景观指数进行分类有利于科学地选择景观指数，避免重复。

1.斑块面积指标

斑块面积：斑块总面积A,或者某一类型景观斑块总面积CA。
斑块面积百分比(PLAND)：即各种类型地类占总面积的比例，面积最大的为主要景观。

式中：aij代表第 i 类景观类型中第 j 个斑块的面积；A 为景观的总面积。斑块面积百分比值接近于零时，表明景观中该斑块类型减少；比值等于 100 时则表示整个景观中只由 1 类斑块构成。

最大斑块指数(LPI)：最大斑块指数(LPI)用于确定景观中的优势斑块类型。

 

2.密度大小及差异指标

斑块数量（NP)：斑块的个数，或者某一类景观斑块的个数
斑块密度(PD)：表现某种斑块在景观中的密度，可反映出景观整体的异质性与破碎度以及某一类型的破碎化程度，反映景观单位面积上的异质性。

3.斑块形状指标

周长面积分维数：指景观不规则几何形状的非整数维数，反映景观形状复杂程度。该指数能在一定程度上反映出人类活动对景观格局的干扰程度，当指数值越小即趋于 1 时说明景观中斑块形状较简单，则可能受人类活动干预程度较小，而指数值越大即接近 2 时则越复杂，受人类活动干扰程度越大。

4.多样性指标

香农多样性(SHDI)：反映景观异质性，在一个景观系统中，土地利用越丰富，破碎化程度越高，其不定性的信息含量也越大，计算出的SHDI值也就越高。

香农均匀度(SHEI)：SHEI=0表明景观仅由一种拼块组成，无多样性；SHEI=1表明各拼块类型均匀分布，有最大多样性。 式中：m 是指景观中斑块类型的总数，Pi是指斑块类型 i 占整个景观的面积比。当指数值为 0 时代表景观中不存在多样性，值为 1 时是指景观中不同斑块类型所占总体面积比一致，呈现完全均匀状态，在范围内指数值越大代表景观中不同斑块类型所占面积比越接近，均匀程度越高。

5.聚散性指标

凝聚度(COHESION)：反映斑块在景观中的聚集和分散状态，数值在－1～1之间，当指数结果为－1时斑块为完全分散型状态，结果为0时呈随机分布，结果为1时为聚集状分布。

式中：aij指第 i 类景观中第 j 个斑块的面积；pij代表第 i 类景观中第 j 个  斑块的周长；A 为该景观的总面积。

聚合度(AI)：聚合度指数（Aggregation Index，AI），AI∈（0,100]。AI考察了每一种景观类型斑块间的连通性。取值越小，景观越离散。

式中：gii 为相应景观类型的相似邻接斑块数量。

蔓延度指数（CONTAG）：描述的是景观里不同斑块类型的团聚程度或延展趋势。由于该指标包含空间信息，是描述景观格局的最重要的指数之一。一般来说，高蔓延度值说明景观中的某种优势斑块类型形成了良好的连接性；反之则表明景观是具有多种要素的密集格局，景观的破碎化程度较高。

二、基于fragstats的空间化显示

1.数据准备准备土地利用数据，通用格式为Geotiff，投影单位：米，存放路径不要有中文。 2.打开Fragstats，按如下操作输入数据。

3.切换到分析参数模块Analysis parameters，设置移动窗口的半径。根据数据的分辨率设置移动窗口的大小，我这里的土地利用数据分辨率是1000m，设置的移动窗口半径是9000m，刚好能够运行出结果，如果设置的太小，会报错。

4.计算景观格局指数分别在类别指标（class metrics）和景观指标（landscape metrics）中勾选需要计算的景观指数

 

5.运行

结果显示

黑色的背景(-999)可以在Arcmap中去除，利用栅格计算器的con(栅格名==-999，0，栅格名）