基于土地利用数据的景观变化分析方法、装置及设备

本公开涉及城乡规划和土地利用，尤其涉及一种基于土地利用数据的景观变化分析方法、装置、设备、存储介质和程序产品。

背景技术：

1、乡村景观是乡村人居环境的自然本底，乡村景观的质量对于乡村人居环境至关重要。人类活动、城市扩张、气候变化、自然灾害等因素均可导致的乡村景观格局发生变化。

2、在构思本公开的过程中，发明人发现在相关技术中针对乡村景观格局分析存在如下缺陷：对土地利用数据应用于乡村景观格局分析的过程较为繁琐、分析工作效率低下，所得到的分析结果准确性较低，难以满足实际应用的需要。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本公开提供了基于土地利用数据的景观变化分析方法、装置、设备、存储介质和程序产品。

2、根据本公开的第一个方面，提供了一种基于土地利用数据的景观变化分析方法，包括：

3、响应于已获取的样本区域的土地利用数据，利用景观分析工具确定不同维度的景观指数，其中，上述维度包括要素维度和格局维度；

4、根据聚类算法处理上述景观指数，得到景观指数的聚类集合，其中，上述聚类集合中景观指数的类型与上述景观指数的维度相对应；

5、根据上述景观指数的维度和上述景观指数的类型，对目标区域的土地利用数据进行处理，得到与上述目标区域的土地利用数据对应的景观指数数据；以及

6、根据上述景观指数数据对目标区域景观的变化特征进行分析，得到景观变化分析结果。

7、根据本公开的实施例，上述根据聚类算法处理上述景观指数，得到景观指数的聚类集合，包括：

8、根据聚类算法和样本区域景观在要素维度上的特征要素处理上述景观指数，得到与上述要素维度相对应的景观指数的聚类集合，其中，上述聚类集合中与要素维度相对应的景观指数的类型包括以下至少一项：规模类型、破碎度类型、集中度类型、网络化程度类型和形状类型，上述特征要素表征上述样本区域景观在要素维度上的特征和变化过程；以及

9、根据聚类算法和样本区域景观在格局维度上的特征格局处理上述景观指数，得到与上述格局维度相对应的景观指数的聚类集合，其中，上述聚类集合中与格局维度相对应的景观指数的类型包括以下至少一项：破碎度类型、边缘效应类型、连通性类型、分离度类型和异质性类型，上述特征格局表征上述样本区域景观在格局维度上的特征和变化过程。

10、根据本公开的实施例，上述响应于已获取的样本区域的土地利用数据，利用景观分析工具确定不同维度的景观指数，包括：

11、根据与上述样本区域的土地利用数据相对应的景观要素变化特征，利用景观分析工具确定上述要素维度的景观指数，其中，上述要素维度的景观指数包括以下至少一项：斑块类型面积、斑块数量、斑块密度、最大斑块指数、边缘密度、平均斑块面积、平均分维数、散布与并列指数、连接度指数、聚合度和斑块比重；以及

12、根据与上述样本区域的土地利用数据相对应的景观格局变化特征，利用景观分析工具确定上述格局维度的景观指数，其中，上述格局维度的景观指数包括以下至少一项：斑块数量、斑块密度、最大斑块指数、边缘密度、景观形状指数、蔓延度指数、连接度指数、分离度指数、破碎化指数、香农多样性指数和香农均匀度指数。

13、根据本公开的实施例，上述根据上述景观指数的维度和类型，对目标区域的土地利用数据进行处理，得到与上述目标区域的土地利用数据对应的景观指数数据，包括：

14、在上述景观指数的维度是要素维度的情况下，将上述目标区域的土地利用数据输入至要素处理模块，得到与上述目标区域的土地利用数据对应的景观指数数据，上述要素处理模块与上述景观指数的类型相关联；以及

15、在上述景观指数的维度是格局维度的情况下，将上述目标区域的土地利用数据输入至格局处理模块，得到与上述目标区域的土地利用数据对应的景观指数数据，上述格局处理模块与上述景观指数的类型相关联。

16、根据本公开的实施例，上述变化特征包括以下至少一项：面积变化、破碎化程度、集中度、网络化程度、形状复杂度、连通性、分离度和异质性；

17、其中，根据上述景观指数数据对目标区域景观的变化特征进行分析，得到景观变化分析结果，包括：

18、根据不同时间段内的景观指数数据，对上述目标区域景观的面积变化、破碎化程度、集中度、网络化程度、形状复杂度、连通性、分离度和异质性进行分析，得到上述景观变化分析结果。

19、根据本公开的实施例，上述样本区域的土地利用数据的获取方式包括：

20、响应于接收到来自前端模块发送的上述样本区域的初始土地利用数据，从所述初始土地利用数据中提取土地利用数据，其中，上述初始土地利用数据为通过遥感所获取的预定时间段内的土地利用数据；以及

21、根据预设分类规则对提取后的土地利用数据进行分类，得到分类后的样本区域的土地利用数据，其中，上述样本区域的土地利用数据的类型包括以下至少一项：耕地景观类型、林地景观类型、草地景观类型、水域景观类型、建设用地景观类型和未利用用地景观类型。

22、根据本公开的实施例，上述根据预设分类规则对提取后的土地利用数据进行分类，得到分类后的样本区域的土地利用数据之后，还包括：

23、对上述分类后的样本区域的土地利用数据进行重分类，生成重分类后的上述样本区域的土地利用数据集；

24、利用分区工具处理上述重分类后的上述样本区域的土地利用数据集，生成上述样本区域的土地利用数据的分区结果，上述分区结果包括以下至少一项：土地利用类型的面积、斑块数量、斑块所对应的周长。

25、根据本公开的实施例，基于土地利用数据的景观变化分析方法还包括:

26、根据上述样本区域的土地利用数据的分区结果，构建与不同时间段对应的上述样本区域的土地利用转移矩阵；以及

27、将上述不同时间段对应的上述样本区域的土地利用转移矩阵进行比对，生成上述样本区域土地利用数据的变化特征。

28、本公开的第二方面提供了一种基于土地利用数据的景观变化分析装置，包括：景观指数确定模块，用于响应于已获取的样本区域的土地利用数据，利用景观分析工具确定不同维度的景观指数，所述维度包括要素维度和格局维度；

29、景观指数处理模块，用于根据聚类算法处理所述景观指数，得到景观指数的聚类集合，其中，所述聚类集合中景观指数的类型与所述景观指数的维度相对应；

30、土地利用数据处理模块，用于根据上述景观指数的维度和上述景观指数的类型，对目标区域的土地利用数据进行处理，得到与上述目标区域的土地利用数据对应的景观指数数据；以及

31、变化特征分析模块，用于根据上述景观指数数据对目标区域景观的变化特征进行分析，得到景观变化分析结果。

32、本公开的第三方面提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，其中，当上述一个或多个程序被上述一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述方法。

33、本公开的第四方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行上述方法。

34、本公开的第五方面还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法。

35、根据本公开提供的基于土地利用数据的景观变化分析方法、装置、设备、存储介质和程序产品，通过响应于已获取的样本区域的土地利用数据，利用景观分析工具确定不同维度的景观指数，从而形成了适用于景观变化分析的景观指数体系，减少了现有技术中人为选取景观指数的主观性；根据聚类算法处理景观指数，可以得到景观指数的聚类集合，根据景观指数的维度和类型，对目标区域的土地利用数据进行处理，进而得到与目标区域的土地利用数据对应的景观指数数据；并根据景观指数数据对目标区域景观的时空变化特征进行分析，进一步得到景观变化分析结果，提高了景观变化分析的准确性和效率，为实时动态监测乡村景观和优化乡村景观风貌提供科学依据。