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Fragstats是一款专业的景观格局指数计算工具,内置基于单元格的指标、表面指标、抽样策略、功能指标等多种功能模块,帮助用户更加方便地对环境变量进行流程分析和控制。Fragstats可以计算许多指标,描述单个修补程序,相同类型的修补程序类别或集合的结构以及分类拼贴马赛克的整个景观马赛克。
1.数据预处理与软件安装
Fragstats使用的数据是栅格数据,本次实验笔者使用的是陕西某市的土地利用数据,格式为GeoTIFF(.tif),注意属性最好为英文,不然可能报错,数据的预处理过程可以在Arcgis中进行,这里跳过。笔者实验文件的属性表以及栅格局部截图如下所示:
Fragstats软件文末提供下载链接,读者可自行下载。
2.模型创建与数据导入
一个Fragstats模型简单来说就是为Fragstats进行了配备了分析所需的全部参数。点击左上角工具条上的New按钮或从File的下拉菜单中选择New选项,即可创建一个空白模型。
接下来我们需要导入之前准备好的实验数据,点击“Add layer“:
在左侧选择框中选择我们准备好的数据类型,这里选择“GeoTIFF“,右侧”Dataset name“选择准备好的栅格数据:
3.景观指数选择
下面展示的是常用的一些景观指数以及他们的具体含义、他们在Fragstats中的英文缩写:
本次实验我们选择景观格局分析中常用的斑块密度(PD)、平均分形维数(FRAC)和形状指标(SHAPE)。参数的选择过程如下图所示:
PD选项的位置在Class metrics下的 Aggregation中,读者可自行寻找。
4.参数设置
在Analysis parameters中勾选8近邻规则、Patch metrics、Class metrics、以及Generate patch ID file,Landscape mertrics没有勾选是因为我们前面选择的指标中没有Landscape metrics中的指标,读者可自行选择“Sampling strategy”:
接下来我们需要根据输入的栅格以及是否需要分析来设计分类描述信息,新建一个txt文件,后缀为.fcd,其中ID即为不同地表类型的取值,它们取决于输入的栅格;Name是每种地表分类的描述,在Fragstats的输出文件中将以TYPE字段显示;Enabled 和IsBackground两者分别表示是否计算并输出本类型以及是否将本类型作为背景值。笔者的fcd字段设置如下所示:
接下来我们把设置好的fcd文件导入Fragstats:
5.运行及结果
点击“Run”以及“Proceed”即可得到我们需要的景观格局指数结果
最后的结果可以在“Results”中看到:
获得我们需要的斑块密度、平均分形维数和形状指标等一系列景观格局指标之后我们可以针对这些指标与斑块的对应关系进行下一步的分析。
常用景观指数
英文缩写 | 指标名称 | 应用尺度 | 英文全称 | 单位 |
---|---|---|---|---|
AREA | 斑块面积 | 斑块 | Area | ha |
PERIM | 斑块周长 | 斑块 | Patch Perimeter | m |
CA | 斑块类型面积 | 类型 | Class area | ha |
TA | 景观面积 | 景观 | Total landscape area | ha |
PLAND | 斑块所占景观面积比例 | 类型 | Percent of landscape | % |
LPI | 最大斑块站景观面积比例 | 类型/景观 | Largest path index | % |
TE | 总边缘长度 | 类型/景观 | Total edge | m |
ED | 边缘密度 | 类型/景观 | Edge density | m/ha |
MPS/AREA_MN | 斑块平均大小 | 类型/景观 | Mean patch size | ha |
PSSD/AREA_SD | 斑块面积方差 | 类型/景观 | Patch size standard deviation | ha |
PSCV/AREA_CV | 斑块面积均方差 | 类型/景观 | Patch size coefficient of variation | % |
PARA | 周长面积比 | 斑块 | Perimeter-Area Ratio | |
SHAPE | 形状指标 | 斑块 | Shape index | |
FRACT | 分维数 | 斑块 | fractal demension index | |
CONTIG | 邻接指数 | 斑块 | Contiguity Index | |
LSI | 景观形状指数 | 类型/景观 | Landscape shape index | |
PARA_MN | 平均斑块周长面积比 | 类型/景观 | Mean Perimeter-Area Ratio | |
PARA_AM | 面积加权平均斑块周长面积比 | 类型/景观 | Area-weighted mean Perimeter-Area Ratio | |
MSI/SHAPE_MN | 平均形状指数 | 类型/景观 | Mean shape index | |
AWMSI/SHAPE_AM | 面积加权的平均形状指数 | 类型/景观 | Area-weighted mean shape index | |
DLFD | 双对数分维数 | 类型/景观 | Double log fractal dimension | |
MPFD/FRAC_MN | 平均斑块分维数 | 类型/景观 | Mean patch fractal dimension | |
AWMPFD/FRAC_AM | 面积加权的平均斑块分形指标 | 类型/景观 | Area-weighted mean patch fractal dimension | |
CORE | 核心面积 | 斑块 | Core Area | ha |
NCA | 核心面积数量 | 斑块 | Number of Core Areas | None |
CAI | 核心面积指数 | 斑块 | Core Area Index | % |
TCA | 总核心面积 | 类型/景观 | Total Core Area | ha |
CPLAND | 核心面积占整个景观面积的比例 | 类型/景观 | Core Area Percentage of Landscape | % |
NDCA | 间断分布的核心面积数量 | 类型/景观 | Number of Disjunct Core Areas | None |
DCAD | 间断分布的核心面积密度 | 类型/景观 | Disjunct Core Area Density | #/100ha |
CORE_MN | 平均核心面积 | 类型/景观 | Mean Core Area | ha |
DCORE_MN | 平均非连续核心面积 | 类型/景观 | Mean Disjunct Core Area | ha |
CAI_MN | 平均核心面积指数 | 类型/景观 | Mean Core Area Index | |
ECON/EDCON | 边缘对比度指数 | 斑块 | Edge contrast index | |
CWED | 对比度加权边缘密度 | 类型/景观 | Contrast-weighted edge density | m/ha |
TECI | 总边缘对比度 | 类型/景观 | Total edge contrast index | % |
MECI/ECON_MN | 平均边缘对比度 | 类型/景观 | Mean edge contrast index | % |
AWMECI/ECON_AM | 面积加权平均边缘对比度 | 类型/景观 | Area-weighted mean edge contrast index | % |
ENN | 欧式最近邻域距离 | 斑块 | Euclidean Nearest Neighbor Distance | m |
PROX | 邻接指数 | 斑块 | Proximity Index | None |
LSIM/SIM | 斑块相似系数 | 斑块 | Landscape similarity index | None |
IJI | 散布与并列指数 | 类型/景观 | Interspersion & Juxtaposition Index | % |
PLADJ | 相似邻接比例度 | 类型/景观 | Percentage of Like Adjacencies | % |
AI | 聚集指数 | 类型/景观 | Aggregation Index | % |
CLUMPY | 从聚指数 | 类型/景观 | Clumpiness Index | % |
LSI | 景观形状指数 | 类型/景观 | Landscape shape index | None |
nLSI | 归一化形状指数 | 类型/景观 | Normalized Landscape Shape Index | None |
COHESION | 斑块内聚力指数 | 类型/景观 | Patch Cohesion Index | None |
NP | 斑块数量 | 类型/景观 | Number of patches | # |
PD | 斑块密度 | 类型/景观 | Patch density | #/100ha |
DIVISION | 景观分离度 | 类型/景观 | Landscape Division Index | |
SPLIT | 分散指数 | 类型/景观 | Splitting Index | None |
MESH | 有效格网大小 | 类型/景观 | Effective Mesh Size | ha |
CONNECT | 景观连接性指数 | 类型/景观 | Connectance | % |
CONTAG | 蔓延度指数 | 景观 | Contagion | % |
PR | 斑块丰富度指数 | 景观 | Patch Richness | |
PRD | 斑块丰富度密度 | 景观 | Patch Richness Density | #/100ha |
RPR | 相对斑块丰富度 | 景观 | Relative Patch Richness | % |
SHDI | 香浓多样性指数 | 景观 | Shannon’s Diversity Index | |
SIDI | 辛普森多样性指数 | 景观 | Simpson’s Diversity Index | |
MSIDI | 修正的辛普森多样性指数 | 景观 | Modified Simpson’s Diversity Index | |
SHEI | 香浓均匀度指数 | 景观 | Shannon’s Evenness Index | |
SIEI | 辛普森均匀度指数 | 景观 | Simpson’s Evenness Index | |
MSIEI | 修正的辛普森均匀度指数 | 景观 | Modified Simpson’s Evenness Index |
fragstats下载链接:
https://pan.baidu.com/s/1mnKqZ4Ii43_w2qJ2LNRtsw 提取码:hsx2
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