基于多时相影像的城市景观格局演变研究开题报告

1.1研究背景

就技术发展上来说，计算机技术和遥感技术高速发展，为景观格局变化等相关的研究提供了强力的技术支持。遥感技术的发展，让此类研究的数据源方面可以获得不同年代的准确、全面的多波段、多尺度的大范围地图数据。遥感技术获取的数据可靠性高，获取方式方便快捷，是获取地表数据的重要方式，极大地支持了对于景观格局动态变化分析的研究。另外在数据处理方面，GIS技术起着至关重要的作用，它除了用于收集、管理景观数据外，还用来进行景观空间格局的分析与描述、景观时空变化动态分析与模拟、景观优化设计与管理，以及结合遥感技术进行景观信息的自动采集、分析，进行景观图及各类专题图的绘制等。而GPS主要用于专题图的制作及遥感影像数据的校准。目前景观格局研究的主要空间分析技术主要集中在GIS和Fragstats的结合，以及在此基础上的扩展。

就社会现状来说，我国处于城市化加速阶段，城市化不仅表现在城市人口比例的快速增长，同时也表现在城市用地规模、土地利用类型、城市景观格局、产业结构等的演变。城市景观格局的演变是人为因素作用在地理空间上最明显的表现，同时城市景观格局的演变也直接影响到人们的社会活动，所以研究城市景观格局的演变有助于人们了解城市景观格局的时空变化特征及演变规律，从而提出更优且可行性高的规划建议，对我国城市化发展具有重要的指导性作用。

就研究内容上来说，城市景观格局分析从定性描述发展到了定量分析乃至模型预测。可以说各项科学技术的发展推动了城市景观格局研究的进步，在没有相关技术支持的情况下做到定量分析是很困难的，只是数据源的收集就是必须面临的大问题，而且还有大量的数学运算过程。在时代发展的要求下，“3S”技术高速发展，解决了数据采集与预处理问题，应景观格局分析的技术要求，各种景观分析软件应运而生，其中最为广泛应用的是由美国俄勒冈州立大学森林科学系开发的计算景观指标软件Fragstats。

1.2研究目的及意义

通过利用ArcGIS对苏州市三个时期的遥感图像的景观分类和Fragstats对景观分析运算，分析苏州市城市景观格局演变的趋势，从而推演出城市一般经过怎样的演变过程，比较不同时期的城市空间格局下对应的社会、经济等效应，以及其影响机制，进而思考城市如何发展利于人们的生产生活。在有数据依托的前提下，讨论城市的发展会更具有合理性，从而对城市格局做出科学、可行性高的规划方案，避免由于城市总体规划不当引发的交通、排污、资源浪费等问题。

城市功能不仅服务于自身，同时服务于周边地区，同样，城市景观以其强大的辐射和渗透能力，不但决定着自身的结构和格局特征，同时也影响着其周围的景观类型，因此，近年来，城市景观格局的研究受到了越来越多的关注。随着城市化进程的加快，城市区域不断扩大，解决城市空间布局问题变得愈加重要。

2.1主要研究内容

1）对景观格局分析的相关知识进行了解。本课题的研究题目是基于多时相影像的城市景观格局演变，所以首先需要知道的是什么是城市景观，从而进一步了解到景观格局方面的知识，因此这方面的内容需要在图书馆查阅资料书籍等。

2）利用ArcGIS对遥感图像进行景观分类。熟悉对分类的操作过程，做到尽量准确细致的分类工作，并作好数据格式转换。

3）景观分析软件中指标的具体含义及应用。由于此课题中主要的一项需要对分类后的图像进行指标运算，所以选择合适的指标是很重要的工作，因此了解各指标的具体含义是很有必要的。选择具有代表性的指标进行运算过后，得出运算结果留待分析使用。

4）运算结果的分析。依据运算出各项指标的结果，结合收集的相关资料与城市实际社会、经济、自然环境等情况进行综合性的分析。

5）撰写论文。将研究内容清晰有条理地以书面形式表达。

2.2预期目标

1）通过分析研究参考资料，确定本课题的研究方法及一般流程；

2）利用ArcGIS将三幅图像进行地理配准，获得处于同一地理坐标系下的图像数据；

3）将配准后的图像进行景观分类，获得相对准确的景观分类图像；

4）掌握景观分析软件中的各指标含义、相互关系及应用；

5）利用景观分析软件对处理后的图像进行指标运算，获得具有代表性的指标运算结果；

6）对运算数据进行综合性的分析，获得具有说服力的分析结果。

1）熟悉软件：首先本课题所需要用到的景观分析软件确定为Fragstats4.2，为了做到全面、合理的景观分析，在进行课题之前需要对软件的功能及使用有最基本的了解。

2）资料收集：收集各方面的信息资料，思考此项研究的背景和发展情况以及了解类似的课题的研究内容及研究方法，从而找到或者设计出适合自己课题的研究方法。

3）数据采集：确定此项课题的研究城市以苏州市为代表，获取此区域三个不同年份的遥感影像。了解此研究区域目前的概况。

4）数据处理：在ArcGIS10.2中，对三个年代的遥感图像进行地理配准，然后分别进行例如建设用地、水域、耕地等土地利用类型的勾绘，勾绘完成后将.shp文件转换成栅格数据。

5）景观分析：将处理好的图像数据添加到Fragstats软件中，选择适当的指标进行运行操作，其选择的指标度量多数为斑块类型面积及形状等类型指标。在选择指标之前了解各个指标所要表达的含义，选择出便于景观格局演变分析的指标。

6）结果分析：对不同指标计算出的结果进行综合分析，得出城市演变规律及发展方向，为城市建设提出依据数据基础的合理建议。

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1）1.5 学生选题，导师参加选题指导，并与指导教师见面。

2)3.9-3.22 指导教师下达毕业论文任务书，学生能够熟悉课题研究内容和思路，以及遥感处理软件和景观指数分析软件。并根据期间参考资料情况，完成开题报告。

3)3.23-3.27 学生收集资料，实地调查，采集图像数据，设计论文详细提纲。

4)4.1-4.30上机熟悉和掌握相关软件的操作方法，根据毕业设计的提纲逐步完成苏州市三个不同年份的遥感图像的土地利用类型分类处理，得到处理结果。结合相关资料，将处理后的图像利用景观指数分析软件进行定量的描述和分析，得出研究结论。翻译一篇关于景观指数分析的英文文献，并提交中英文文档。编写一份初步的论文写作目录，并经老师审阅，修改后确定。

5)5.1-5.20 撰写论文，完成初稿，并经导师审阅，修改。导师反馈修改意见，学生完成第二稿。

6)5.21-6.10 论文定稿，打印，装订。

7)6.10-6.19 制作多媒体文档，准备答辩。

8)6.19-6.20 毕业论文答辩，并进行成绩评定和分析总结。