辽宁大学学报稿件信息
光谱技术在公园景观格局中的创新应用
—以青城公园和满都海公园为例
郭蕴珂（内蒙古农业大学 林学院，内蒙古 呼和浩特 010000）王雷（内蒙古农业大学 林学院，内蒙古 呼和浩特 010000）曹伟（内蒙古农业大学 林学院，内蒙古 呼和浩特 010000）王会娟（内蒙古农业大学 林学院，内蒙古 呼和浩特 010000）闫海霞（呼和浩特市环境监测中心站内蒙古，内蒙古 呼和浩特 010000）
摘要
遥感光谱技术是近年来在城市绿地系统评价中广泛应用的一种新的评价方法，可以准确快速地对园林绿地进行数据分析。文章利用遥感光谱技术在园林绿地中的应用对呼和浩特市青城公园和满都海公园的类型水平和景观水平中7个景观指数，包括类型水平的指数: 类型总面积（CA）、类型占景观面积比例（PLAND)、斑块数（NP）；景观水平的指数：斑块密度（PD）、景观形状指数（LSI）、斑块数（NP）、景观优势度指数（LDI）进行数据分析。利用“快鸟”遥感影像作为原始数据，根据两个公园的生态特征将景区的景观进行分类，建立光谱遥感图像判读标志，利用MAPGIS6.7软件把土地利用情况分类图数据导出利用公式进行研究分析，对公园优势景观进行对比分析，对其他景观模块布局特点进行比较，通过比较分析对两个公园的规划设计加以评价和分析。以公园为主体，景观指 数为数据参照对城市绿地内部的规划设计提供新的思路,使用光谱技术可以快速有效的获取城市公园内部景观配置状态。利用遥感光谱技术快速有效的提供客观分析数据的特点对绿地合理性进行分析提供有效的数据理论结果更多的使用在整个城市的绿化斑块分析，将该技术使用在园林内部的斑块设计分析上具有更多的现实意义。
关键词：光谱遥感 园林 景观格局
Abstract
Remote Sensing Spectroscopy is a new evaluation method widely used in urban green space system evaluation in recent years, it can be used to analyze the data of garden green space accurately and quickly. In this paper, the application of remote sensing spectrum technology in garden green space is used to analyze the type level and landscape index of Qingcheng Park and Manduhai Park in Hohhot. Including index of type level: type gross area (CA), type as a proportion of landscape area (PLAND), patch number (NP); Landscape level index: patch density (PD), landscape shape index (LSI), patch number (NP), landscape dominance index (LDI), landscape diversity index (SHDI) data analysis. Total area of type (CA), proportion of landscape area (PLAND), number of patches (NP); landscape level index: patch density (PD), landscape shape index (LSI), patch number (NP), landscape dominance index (LDI), landscape diversity index (SHDI). Using the "fast bird" remote sensing image as the original data, the landscape of the scenic spot is classified according to the ecological characteristics of the two parks, and established the interpretation mark of the spectral remote sensing image. By using MAPGIS6.7 software, the data of land use classification map are derived and analyzed by using the formula, and to compared and analyzed on the advantages of park landscape, and compared on the layout characteristics of other landscape modules. Through comparative and analysis, the planning and design of the two parks are evaluated and analyzed. Taking the park as the main body and the landscape index as the data reference, it provides a new idea for the planning and design of urban green space. Using spectral technology can obtain the state of landscape configuration in urban parks quickly and effectively.
引言
随着近年来国家对生态质量要求的提高，城市绿地的面积和城市公园的数量成为衡量一个城市生态系统质量的基础，而城市公园的景观配置，生物多样性，以及植物群落则是衡量绿地生态效益的基础。对城市公园的景观格局的研究能够扩大城市公园理论研究的深度和广度[1]，随着遥感技术的发展，借助遥感技术和多种景观指数，解决关于城市公园内部布局，园内景观配置，园内植物群落组成等的绿地规划建设，对城市公园的景观格局进行描述分析具有重要的科学和现实意义，GIS在风景园林领域的研究更加完善与深入[2]，其范围延伸已至居民生活和身心健康这类更加细节化和现实性的方向[3]。
目前国内外利用遥感技术在城市绿地系统规划，景观格局分析和城市规划建设等方面广泛应用[4]，自二十世纪九十年代初期GIS软件的空间分析功能应用于城市公园服务半径的研究以来[5]，Nadjia等利用GIS系统对德国柏林市腾珀尔霍夫机场公园的研究提供了城市绿地公平性实验参考[6]；刘婷等对美国亚特兰大地区城市绿地变化和城市化进行了分析研究[7]；Cibele等结合GIS数据等对瑞典的生态服务系统进行的分析为景观设计提供了新的思考方式[8]；李扬帆等积基于空间可视化GIS创建分区和多准则评价方法对中国太湖评估的空间弹性对中国生态可持续发展具有重要意义[9]；Saleem等基于GIS可达性分析模型对爱丁堡城市规划提供了依据[10]；钟来元，陈士银（2008）依据湛江市2005年遥感影像数据计算公园绿地景观指数，对湛江市城市景观格局提出了优化措施[11]。
当前利用GIS技术对城市绿地的分析关注重点多在整体景观的综合效益分析或侧重于以绿地内植物研究分析，对单一公园景观格局分析较少，因此，在前人研究的成果下，从一个新的角度提出对城市公园内部的布局规划分析，基于遥感技术提取青城公园和满都海公园的景观信息数据，结合生态学原理，计算出多个景观指数用于分析呼和浩特市城市公园的景观格局[12]，通过对这两个样本公园的研究分析，为呼和浩特市的城市园林规划设计寻找新的思路，对增加公园斑块和绿道的位置选择提出依据 [13]。
1数据来源
本研究以呼和浩特市青城公园和满都海公园为研究对象，青城公园是呼和浩特市中心集休闲娱乐文化为一体的综合型公园，占地面积共48公顷，园内建筑面积1.5万多平方米，日接待游客量可达10万人次。满都海公园是呼和浩特市区域性文化休闲综合型公园，占地面积22公顷，是为展现内蒙古民族特色和提供市民休憩的城市公园绿地[14]。利用呼和浩特市2014年全色分辨率为0.6m，多光谱分辨率为2.4m的“快鸟”遥感影像作为原始数据，用ENVI5.1软件对“快鸟”遥感影像进行遥感影像预处理（辐射定标、大气校正、几何校正），然后将0.6m的全色影像和2.4m多光谱影像进行融合，改善图像的色彩效果，形成高空间分辨率多光谱影像后，截取青城公园和满都海公园部分如图（1，2）所示。
Fig 1 Remote sensing image of Manduhai Park Fig 2 Remote sensing image of Qingcheng Park
根据青城公园和满都海公园的生态特征将研究区的景观进行分类，建立光谱遥感图像判读标志，利用MAPGIS6.7软件对遥感影像进行人机交互判别，采用非监督分类方法，对两个公园的景观进行分类，分类结果用地面实际调查进行纠正，得到土地利用情况分类图如图（3，4）。
Fig 3 Landscape type map of Manduhai Park
Fig 4 Landscape type map of Qingcheng Park
利用MAPGIS6.7软件把土地利用情况分类图的数据导出，得到青城公园和满都海公园的景观类型面积见表。如表（1）
Table 1 The area of the landscape type of Manduhai Park and Qingcheng Park
|
|
密林 |
疏林 |
灌丛草地 |
水体 |
建筑 |
廊道 |
合计 |
|
青城公园各地类面积(m2) |
117744.1 |
30815.9 |
57462.7 |
95552.4 |
40977.4 |
88835.8 |
431388.4 |
|
青城公园各地类斑块数(块) |
51 |
48 |
62 |
9 |
69 |
12 |
254 |
|
青城公园各地类周长(m) |
4770.9 |
4381.7 |
4566.2 |
2258.8 |
2092.4 |
42290.9 |
60361.0 |
|
满都海公园各地类面积(m2) |
30345.2 |
66648.2 |
12987.5 |
32559.9 |
22340.2 |
8677.6 |
173558.6 |
|
满都海各地类斑块数(块) |
45 |
28 |
23 |
4 |
26 |
7 |
133 |
|
满都海各地类周长(m) |
4361.2 |
13267.8 |
2944.0 |
3354.3 |
3633.0 |
18026.6 |
45586.9 |
2.研究结果与分析
2.1类型尺度的景观指数分析
研究选取了类型水平和景观水平共7个景观指数对所得数据进行分析，包括类型水平的指数: 类型总面积（CA）、类型占景观面积比例（PLAND)、斑块数（NP）、类型斑块平均面积（MPS）；景观水平指数：斑块密度（PD）、景观形状指数（LSI）、斑块数（NP）、景观优势度指数（LDI）[18]。
2.1.1 类型水平的景观指数
2.1.2 景观水平的景观指数
得到结果如下表所示：
Table 2 Landscape index of type scale of Manduhai Park and Qingcheng Park
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|
密林 |
疏林 |
灌丛草地 |
水体 |
建筑 |
廊道 |
合计 |
|
青城 公园 |
各类型景观面积（CA） (m2) |
117744.1 |
30815.9 |
57462.7 |
95552.4 |
40977.4 |
88835.8 |
431388.4 |
|
各类型斑块数（NP）(块) |
51 |
48 |
62 |
9 |
69 |
15 |
254 |
|
|
各类型占景观面积（PLAND) |
0.273 |
0.072 |
0.133 |
0.221 |
0.095 |
0.206 |
1 |
|
|
各类景观的斑块密度（PD） （块/公顷） |
1.182 |
1.113 |
1.437 |
0.209 |
1.599 |
0.348 |
|
|
|
各类型斑块的平均面积（MPS）(m2) |
2308.709 |
641.997 |
926.818 |
10616.93 |
593.876 |
5922.385 |
|
|
|
满都海公园 |
各类型景观面积（CA） (m2) |
30345.2 |
66648.2 |
12987.5 |
32559.9 |
22340.2 |
8677.6 |
173558.6 |
|
各类型斑块数（NP）(块) |
45 |
28 |
23 |
4 |
26 |
7 |
133 |
|
|
各类型占景观面积（PLAND) |
0.175 |
0.384 |
0.075 |
0.188 |
0.129 |
0.050 |
|
|
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各类景观的斑块密度（PD） （块/公顷） |
2.586 |
1.609 |
1.322 |
0.203 |
1.494 |
0.402 |
|
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各类型斑块的平均面积（MPS）(m2) |
674.337 |
2380.293 |
564.674 |
8139.984 |
859.239 |
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