景觀生態(tài)學(xué)數(shù)學(xué)方法PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 景觀生態(tài)學(xué)數(shù)學(xué)方法景觀生態(tài)學(xué)數(shù)學(xué)方法 第1頁(yè)/共86頁(yè) 第2頁(yè)/共86頁(yè) 第3頁(yè)/共86頁(yè) 第4頁(yè)/共86頁(yè) 第5頁(yè)/共86頁(yè) 第6頁(yè)/共86頁(yè) 第7頁(yè)/共86頁(yè) 第8頁(yè)/共86頁(yè) 第9頁(yè)/共86頁(yè) Pk: 類(lèi)型類(lèi)型k的斑塊在景觀中的面積比例的斑塊在景觀中的面積比例 第10頁(yè)/共86頁(yè) Simpson 多樣性指標(biāo)多樣性指標(biāo) 景觀優(yōu)勢(shì)度指標(biāo)景觀優(yōu)勢(shì)度指標(biāo)(landscape dominance index) 景觀均勻度指標(biāo)景觀均勻度指標(biāo)(landscape evenness index) 第11頁(yè)/共86頁(yè) 景觀豐富度指標(biāo)景觀豐富度指標(biāo)(landscape richness index

2、) R: 絕對(duì)豐富度，絕對(duì)豐富度， Rr: 相對(duì)豐富度，相對(duì)豐富度， Rd: 豐富度密度豐富度密度 m: 景觀中斑塊類(lèi)型數(shù)，景觀中斑塊類(lèi)型數(shù)， mmax: 景觀中最大可能類(lèi)型數(shù)景觀中最大可能類(lèi)型數(shù) A: 景觀面積景觀面積 第12頁(yè)/共86頁(yè) 第13頁(yè)/共86頁(yè) 最大斑塊指標(biāo)最大斑塊指標(biāo)(largest patch index)： 第14頁(yè)/共86頁(yè) 斑塊面積分布斑塊面積分布(patch area distribution)： 簡(jiǎn)單平均值簡(jiǎn)單平均值 面積加權(quán)平均值面積加權(quán)平均值 中數(shù)中數(shù) 范圍范圍 標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差 變異系數(shù)變異系數(shù) 第15頁(yè)/共86頁(yè) 第16頁(yè)/共86頁(yè) 形狀指標(biāo)形狀指標(biāo)(shap

3、e index) 斑塊形狀指數(shù)斑塊形狀指數(shù) 景觀形狀指數(shù)景觀形狀指數(shù) 第17頁(yè)/共86頁(yè) 形狀分維指標(biāo)形狀分維指標(biāo)(fractal dimension index) 分維（數(shù)）可以直觀地理解為不規(guī)則幾何形狀的非整數(shù)維分維（數(shù)）可以直觀地理解為不規(guī)則幾何形狀的非整數(shù)維 數(shù)。而這些不規(guī)則的非歐幾里德數(shù)。而這些不規(guī)則的非歐幾里德幾何形狀幾何形狀可通稱(chēng)為分維?？赏ǚQ(chēng)為分維。 各種斑塊和景觀具有分維特征。各種斑塊和景觀具有分維特征。 第18頁(yè)/共86頁(yè) 周長(zhǎng)周長(zhǎng)-面積分維指標(biāo)面積分維指標(biāo)(perimeter-area fractal dimension 雙對(duì)數(shù)回歸分維指標(biāo)雙對(duì)數(shù)回歸分維指標(biāo) 第19頁(yè)/共

4、86頁(yè) 第20頁(yè)/共86頁(yè) 核心區(qū)指標(biāo)核心區(qū)指標(biāo)(core area index) 核心區(qū)面積百分比核心區(qū)面積百分比(core area percentage to landscape) 獨(dú)立核心區(qū)密度獨(dú)立核心區(qū)密度(disjunct core area density) 分離 第21頁(yè)/共86頁(yè) 第22頁(yè)/共86頁(yè) 接近度指標(biāo)接近度指標(biāo)(proximity index ) 相似指標(biāo)相似指標(biāo)( similarity index) 斑塊具體相鄰地區(qū) 第23頁(yè)/共86頁(yè) 邊界對(duì)比度指標(biāo)邊界對(duì)比度指標(biāo)(edge contrast index) 相鄰的 不相似 第24頁(yè)/共86頁(yè) 斑塊類(lèi)型層次的總邊界

5、對(duì)比度斑塊類(lèi)型層次的總邊界對(duì)比度(total edge contrast index) 景觀層次的總邊界對(duì)比度景觀層次的總邊界對(duì)比度(total edge contrast index) 第25頁(yè)/共86頁(yè) 第26頁(yè)/共86頁(yè) 聚合指標(biāo)聚合指標(biāo)(aggregation index) 分割指標(biāo)分割指標(biāo)(landscape division index) 第27頁(yè)/共86頁(yè) 聚集度指標(biāo)聚集度指標(biāo)(contagion index) 第28頁(yè)/共86頁(yè) 第29頁(yè)/共86頁(yè) 連接度指標(biāo)連接度指標(biāo)(connectance index) 第30頁(yè)/共86頁(yè) 斑塊粘合度指標(biāo)斑塊粘合度指標(biāo)(patch cohe

6、sion index) 第31頁(yè)/共86頁(yè) 第32頁(yè)/共86頁(yè) 第33頁(yè)/共86頁(yè) 第34頁(yè)/共86頁(yè) 第35頁(yè)/共86頁(yè) 第36頁(yè)/共86頁(yè) 第37頁(yè)/共86頁(yè) 第38頁(yè)/共86頁(yè) 第39頁(yè)/共86頁(yè) 第40頁(yè)/共86頁(yè) Z表示某一系統(tǒng)隨機(jī)變量，表示某一系統(tǒng)隨機(jī)變量，x為空間位置，為空間位置，n為樣本，為樣本，VarZ(x) 為方差，為方差，h為配對(duì)抽樣間隔距離，為配對(duì)抽樣間隔距離，n(h)是抽樣間距為是抽樣間距為h時(shí)的樣時(shí)的樣 點(diǎn)對(duì)的總數(shù)，點(diǎn)對(duì)的總數(shù)，Z（xi）和）和Z（xi+h）分別是）分別是xi和和xi+h點(diǎn)的取值點(diǎn)的取值 。 第41頁(yè)/共86頁(yè) 自相關(guān)閾值：autocorrelati

7、on range 結(jié)構(gòu)方差：structural variance 塊金方差 nugget variance 基臺(tái)值：sill 第42頁(yè)/共86頁(yè) 的規(guī)律，斑塊大小及尺度特征。 第43頁(yè)/共86頁(yè) 邊界明顯 變化不規(guī)則，非線性增加 突變?cè)谒谐叨壬?空間梯度逐漸增加 周期性變化 無(wú)空間依賴(lài)性 第44頁(yè)/共86頁(yè) 第45頁(yè)/共86頁(yè) 第46頁(yè)/共86頁(yè) 第47頁(yè)/共86頁(yè) 第48頁(yè)/共86頁(yè) 第49頁(yè)/共86頁(yè) 第50頁(yè)/共86頁(yè) 第51頁(yè)/共86頁(yè) 第52頁(yè)/共86頁(yè) 模型的定義模型的定義 第53頁(yè)/共86頁(yè) ,預(yù)測(cè)預(yù)測(cè) ,增強(qiáng)理解增強(qiáng)理解 ,診斷現(xiàn)有知識(shí)中的重要環(huán)節(jié)或薄診斷現(xiàn)有知識(shí)中的重要環(huán)

8、節(jié)或薄 弱環(huán)節(jié)弱環(huán)節(jié) ,簡(jiǎn)化和綜合的工具簡(jiǎn)化和綜合的工具 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化“信息信息”為為“知識(shí)知識(shí)” ,支持管理和決策支持管理和決策 模型的重要作用模型的重要作用 第54頁(yè)/共86頁(yè) 數(shù)數(shù) 隨機(jī)型模型和確定型模型隨機(jī)型模型和確定型模型 第55頁(yè)/共86頁(yè) 第56頁(yè)/共86頁(yè) , 根據(jù)模型所涉及的生態(tài)學(xué)過(guò)程和機(jī)制 的多少 現(xiàn)象學(xué)模型和機(jī)制或過(guò)程模型 , 根據(jù)模型的內(nèi)容 干擾傳播模型、復(fù)合種群模型、植被 動(dòng)態(tài)模型、土地利用變化模型以及生物地 球化學(xué)循環(huán)模型等 第57頁(yè)/共86頁(yè) 第58頁(yè)/共86頁(yè) 1.生態(tài)學(xué)建模的一般原理生態(tài)學(xué)建模的一般原理 第59頁(yè)/共86頁(yè) 第60頁(yè)/共86頁(yè) F 格式（柵格或矢量

9、）格式（柵格或矢量） F 柵格的大小或分辨率柵格的大小或分辨率 F 模型變量模型變量 F 變化的算法變化的算法 2.建立景觀空間模型必須確定建立景觀空間模型必須確定 第61頁(yè)/共86頁(yè) 第62頁(yè)/共86頁(yè) 建 立 概 念 模 型 （ 1 ） 明 確 地 定 義 所 研 究 的 問(wèn) 題 （ 2 ） 確 定 建 模 目 的 （ 3 ） 確 定 系 統(tǒng) 邊 界 （ 4 ） 建 立 因 果 關(guān) 系 圖 建 立 定 量 模 型 （ 或 概 念 模 型 的 定 量 化 ） （ 1 ） 選 用 適 當(dāng) 的 數(shù) 學(xué) 方 法 （ 2 ） 確 定 變 量 間 的 函 數(shù) 關(guān) 系 （ 3 ） 估 計(jì) 參 數(shù) 值 （

10、 4 ） 編 寫(xiě) 計(jì) 算 機(jī) 程 序 （ 5 ） 確 定 模 擬 的 時(shí) 間 步 長(zhǎng) （ 6 ） 運(yùn) 行 模 型 ， 獲 得 最 終 結(jié) 果 模 型 檢 驗(yàn) 模 型 確 認(rèn) （ m o d e l v e r if ic a tio n ） ： 仔 細(xì) 檢 查 數(shù) 學(xué) 公 式 和 計(jì) 算 機(jī) 程 序 模 型 驗(yàn) 證 （ m o d e l v a lid a t in g ） ： （ 1 ） 對(duì) 模 型 結(jié) 構(gòu) 和 變 量 間 關(guān) 系 合 理 性 的 檢 驗(yàn) （ 2 ） 模 型 輸 出 結(jié) 果 與 實(shí) 際 值 的 直 接 比 較 （ 3 ） 模 型 的 敏 感 性 分 析 （ s e n s

11、itiv ity a n a ly s is ） （ 4 ） 模 型 的 不 確 定 性 分 析 （ u n c e r ta in ty a n a ly s is ） 注 ： 這 并 非 意 味 著 一 個(gè) 模 型 必 須 要 經(jīng) 過(guò) 上 述 多 種 方 法 的 檢 驗(yàn) ， 但 多 種 方 法 為 模 型 檢 驗(yàn) 提 供 了 必 要 的 選 擇 余 地 （ 詳 見(jiàn)R y k iel， 1 9 9 6 ） 。 模 型 的 應(yīng) 用 （ 1 ） 設(shè) 計(jì) 和 執(zhí) 行 模 擬 實(shí) 驗(yàn) （ 2 ） 分 析 、 綜 合 和 解 譯 模 型 結(jié) 果 （ 3 ） 與 生 態(tài) 學(xué) 同 行 或 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 的 對(duì) 象 交 流 模 型 結(jié) 果 并 征 求 改 進(jìn) 意 見(jiàn) ， 發(fā) 表 論 文 和 專(zhuān) 著 。 第63頁(yè)/共86頁(yè) 遙感圖像遙感圖像： 空間數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)： 文獻(xiàn)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)資料：文獻(xiàn)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)資料： 氣象數(shù)據(jù)：氣象數(shù)據(jù)： （一）、數(shù)據(jù)庫(kù)的建立（一）、數(shù)據(jù)庫(kù)的建立 第64頁(yè)/共86頁(yè) 第65頁(yè)/共86頁(yè) 2003年衛(wèi)星影像圖（下） 1988年衛(wèi)星影像圖（上 ） 第66頁(yè)/共86頁(yè) 第67頁(yè)/共86頁(yè) 第68頁(yè)/共86頁(yè) 第69頁(yè)/共86頁(yè) 第70頁(yè)/共86頁(yè) 第71頁(yè)/共86頁(yè) 第72頁(yè)/共86頁(yè) 第73