一种湿地景观演变过程的分析方法及分析系统与流程

技术特征：

1.一种湿地景观演变过程的分析方法，其特征在于，包括：

S1，获取研究区域的湿地景观遥感影像数据；

S2，对所述研究区域的湿地景观遥感影像数据进行解译，获得不同时期、不同水文特征下的各种不同类型的湿地景观分布图；

S3，对不同时期、不同水文特征下的各种不同类型的湿地景观分布图进行叠加分析，提取湿地景观类型变化的流向信息，并绘制成湿地景观类型变化转移图谱。

2.如权利要求1所述的湿地景观演变过程的分析方法，其特征在于，所述步骤S2中获取的湿地景观分布图为矢量形式，所述步骤S2和步骤S3之间还包括：

对不同时期、相同水文特征下的各种不同类型的湿地景观分布图进行统一重采样，将矢量形式的湿地景观分布图转换为栅格图像形式的湿地景观分布图。

3.如权利要求2所述的湿地景观演变过程的分析方法，其特征在于，所述湿地景观类型变化的流向信息为研究区域同一位置的湿地景观在不同时期所属的湿地景观类型的变化信息。

4.如权利要求2所述的湿地景观演变过程的分析方法，其特征在于，绘制的所述湿地景观类型变化转移图谱中按照不同颜色对不同类型的湿地景观进行展示。

5.如权利要求1-4任一项所述的湿地景观演变过程的分析方法，其特征在于，还包括：

S4，根据湿地景观遥感影像数据，计算研究区域各个不同时期的湿地景观格局指数以及基于基尼系数的不同湿地景观类型对研究区域湿地景观类型变化差异的贡献率。

6.如权利要求5所述的湿地景观演变过程的分析方法，其特征在于，所述湿地景观格局指数包括类型水平指数和景观水平指数，其中，所述类型水平指数包括斑块数量NP、景观类型面积CA、斑块密度PD、最大斑块指数LPI和景观形状指数LSI，所述景观水平指数包括景观多样性指数SHDI、景观均匀度指数SHEI和景观密集度指数CONTAG。

7.如权利要求6所述的湿地景观演变过程的分析方法，其特征在于，所述第i种类型的湿地景观的斑块数量NP＝n_i，其中，n_i为正整数；

通过如下公式计算景观类型面积CA：

$CA=\underset{j=1}{\overset{n_i}{\Σ}}{a}_{ij}\left(\frac{1}{10000}\right);$

其中，i为研究区域内的湿地景观类型，n为第i种类型的湿地景观的斑块数量，a_ij为第i种类型的湿地景观的第j个斑块的面积，CA表示为研究区域第i种类型的湿地景观的总面积，单位为公顷；

通过如下公式计算斑块密度PD：

$PD=\frac{n_i}{A};$

其中，n_i表示第i中类型的湿地景观的斑块数量，A表示整个研究区域的所有湿地景观的总面积；

通过如下公式计算最大斑块指数LPI：

$LPI=\frac{Max(a_1,...,a_n)}{A}\×100;$

其中，Max(a₁，...，a_n)表示研究区域中所有斑块的最大面积；

通过如下公式计算景观形状指数LSI:

$LSI=\frac{e_i}{\min e_i};$

其中，e_i为第i种类型的湿地景观的所有斑块边界长度的总和，mine_i指研究区域中每一种类的湿地景观的所有斑块边界长度的总和的最小值。

8.如权利要求7所述的湿地景观演变过程的分析方法，其特征在于，通过如下公式计算景观多样性指数SHDI：

$SHDI=-\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}(P_i\×\ln P_i);$

其中，Pi为第i种类型湿地景观的斑块在研究区域的所有湿地景观中出现的几率，m是研究区域湿地景观类型数量；

通过如下公式计算景观均匀度指数SHEI：

$SHEI=\frac{-\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}(P_i\×\ln P_i)}{\ln m};$

其中，Pi是第i类湿地景观在研究区域的所有湿地景观中出现的几率，m是研究区域湿地景观类型数量；

通过如下公式计算景观密集度指数CONTAG：

$CONTAG=\[1+\frac{\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}\underset{k=1}{\overset{m}{\Σ}}\[\left(P_i\right)\left(\frac{g_{ik}}{\underset{k=1}{\overset{m}{\Σ}}{g}_{ik}}\right)\]*\[\ln \left(P_i\right)\left(\frac{g_{ik}}{\underset{k=1}{\overset{m}{\Σ}}{g}_{ik}}\right)\]}{2\ln \left(m\right)}\]\×100;$

式中，P_i是第i类湿地景观在研究区域的所有湿地景观中出现的几率，m代表景观中景观类型的总个数，g_ik表示第i类与第k类湿地景观之间相邻的斑块数。

9.如权利要求8所述的湿地景观演变过程的分析系统，其特征在于，所述计算各个不同时期基于基尼系数的不同湿地景观类型对研究区域湿地景观类型变化差异的贡献率进一步包括：

将研究区域划分为n个互不相交的目标子区域，计算基尼系数公式：

$G=\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}\frac{{\mathrm{\μ}}_j}{\mathrm{\μ}}{G}_j^{*};$

$\mathrm{\μ}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{Y}_i;$

${\mathrm{\μ}}_j=\frac{1}{n}\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{Y}_i^j,j=1,2,...,m;$

其中，m表示研究区域的m种湿地景观类型；

μ表示研究区域的n个子区域湿地景观面积的平均值；

Y_i(i＝1,2,...,n)表示第i个子区域的湿地景观面积；

μ_j(j＝1,2,...,k)表示n个子区域中第j种湿地景观类型的面积的平均值；

Y_i^j(j＝1,2,...,k)表示第i个区域中第j种湿地景观类型的面积值；

为第j种类型湿地的虚拟基尼系数；

所述的虚拟基尼系数的计算公式如下：

$G_j^{*}=\frac{2\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}({\stackrel{\‾}{Y}}_i^j-{\mathrm{\μ}}_j)\[F\left({\stackrel{\‾}{Y}}_i\right)-{\mathrm{\μ}}_F\]}{{\mathrm{n\μ}}_j},j=1,2,...,k;$

$F\left({\stackrel{\‾}{Y}}_i\right)=\frac{\underset{m=1}{\overset{i}{\Σ}}{\stackrel{\‾}{Y}}_i}{\underset{m=1}{\overset{n}{\Σ}}{\stackrel{\‾}{Y}}_i},i=1,2,...,n;$

其中，表示n个子区域的第j种湿地类型的湿地景观面积的重新排序，使为n个子区域湿地景观的面积Y_i由小到大的重新排序，使为排序后的n个区域的湿地景观面积的累积概率分布函数；

第j种湿地景观类型对总湿地景观面积变化差异的贡献率可表示为：

$S_j^{*}=\frac{{\mathrm{\μ}}_j}{\mathrm{\μ}}\·\frac{G_j^{*}}{G}.$

10.一种湿地景观演变过程的分析系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取研究区域的湿地景观遥感影像数据；

解译模块，用于对所述研究区域的湿地景观遥感影像数据进行解译获得不同时期、不同水文特征下的各种不同类型的湿地景观分布图；

绘制模块，用于对不同时期、相同水文特征下的各种不同类型的湿地景观分布图进行叠加分析，提取湿地景观类型变化的流向信息，并绘制成湿地景观类型变化转移图谱。