基于GIS与ANN的康平县森林景观生态结构分析及景观指数建模

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中文摘要：本研究在GIS的支持下，结合康平县森林资源二类调查数据，运用景观生态学原理和方法，对康平县的森林景观要素组成结构、景观的异质性、景观斑块规模、形状及景观空间分布格局进行了分析，并在此基础上，运用人工神经网络分别建立了分维数和多样性指数的BP网络模型。研究结果如下： (1)景观异质性分析结果表明，康平县森林景观组成以阔叶林为主，未成林地、宜林地和针叶林地景观规模仅次于阔叶林景观，为该地区重要的资源斑块。 (2)景观要素斑块规模中阔叶林地斑块最多，苗圃地和辅助生产林地规模最小，各类斑块的极差都较高，显示出斑块大小的分化更强烈。 (3)景观要素斑块粒级结构呈不对称分布，面积小于10hms的小斑块占景观斑块总数的82.67％，中、大斑块占到16.29％，而面积大于50hm～的超大斑块和巨斑块仅占1.04％，因此景观整体属于细粒结构。 (4)各森林景观类型之间的形状指标比较分析表明，灌木林地的形状最复杂，而乔木经济林地和无立木林地，形状规整，边缘形状简单。 (5)森林景观空间分布格局结果表明辅助生产林地分离度最高，针叶林地、未成林地、宜林地和阔叶林地分离度较小，均在0.5以下，不同斑块类型间差异很大，说明分离度与人类活动密切相关。 (6)在对康平县森林景观生态结构分析的基础上，以海拔H、居民点个数J和距河流湖泊距离L为输入向量，以分维数F和多样性指数S为输出向量，分别构建了结构为3：S：1的多输入单输出BP神经网络模型。 (7)以60个样本为训练样本，对所建模型进行反复的训练比较，得适宜的模型结构均为3:3:1，分别取名为Fnet和Snet，训练的均方差性能函数mse分别为0.00235547和0。0437107，拟合精度分别为96.41％和75.72％，说明所建模型的拟合理论值与实际值吻合较好。 (8)用17个检验样本分别对所建分维数和多样性指数的BP网络模型进行检验，检验精度分别为95.72％和72.27％，结果表明网络收敛效果理想，泛化能力强，能够模拟生态环境要素对森林景观格局的影响。

作者：

李娟

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关键词：

地理信息系统 ANN 康平县森林景观生态结构景观指数

授予学位：

硕士

学科专业：

森林经理学

导师：

黄家荣、韩爱惠

学位年度：

2008

学位授予单位：

河南农业大学

语种：

中文

中图分类号：