论文部分内容阅读
尺度是研究某一物体或现象时所采用的空间或时间度量,土地组成要素所具有的空间层次性及自相关性决定着各个要素均存在空间特征尺度。小波作为一种新兴的多尺度分析方法,近年来多被应用于处理多尺度、多层次、多分辨率的问题。论文结合景观生态学理论与野外实地调研数据,选取湖南省作为中尺度研究区,湘潭市作为小尺度研究区,选择地形、植被、土壤及人类活动四个土地组成要素作为研究对象,构建省域尺度和市域尺度样线。基于ArcGIS建立DEM(高程数据模型)、NDVI(归一化植被指数)、SOM(土壤有机质)含量、LUI(土地利用强度指数)数据库,利用多尺度分析样线法分别提取样线上各土地组成要素数据;运用小波分析法,在MATLAB环境下计算各要素小波方差及要素间小波相干系数,分别得到其特征尺度和要素间相干关系。通过分析研究区土地组成要素特征尺度及多尺度空间关联地学原因,揭示要素空间分布的层次性、规律性与相关性,可为提高土地分类等级层次划分、土地空间分布演变过程、土地利用评价指标选择等研究的科学性提供依据,进而为土地科学提供新的知识与技术方法。主要研究结果和结论如下。(1)中尺度和小尺度研究区各土地组成要素空间分布格局均存在三个尺度域,分别为:0-20km、20-50km以及>50km;0-8km、8-15km以及>15km。(2)湖南省研究区各土地组成要素异质性最强的观测尺度即特征尺度分布在20km和50-70km左右,湘潭市研究区各土地组成要素的特征尺度分布在5km、10km以及17km左右。(3)在多穿过河流水系的样线上,人类活动与土壤有机质含量对表面植被的空间分布起主要制约作用;而在地势起伏大的样线上地表植被空间异质性特征更受地形影响。(4)在本研究所涉及的范围内,针对地形要素而言,地表植被空间分布状况更受土壤要素和人类活动要素的影响。(5)省域尺度各土地组成要素的特征尺度20km与市域尺度的特征尺度相吻合,可由此检验本研究的适宜性与科学性,对尺度推绎的研究和探索提供依据。