昆明城市生境质量评估与生物多样性热点分布规律分析 - PenJing8

昆明城市生境质量评估与生物多样性热点分布规律分析

2023-10-20 曾欣怡3
核心提示:本研究采用多步骤集成方法评估昆明市中心城区绿色空间的生物多样性。首先基于哨兵2号遥感影像解译绿色空间。其次,利用MaxEnt最大熵模型预测关键物种适生区分布,分析归一化植被指数等环境因子影响。第三,使用InVEST模型评估生境质量。最终将三者叠加,分析昆明生物多样性的空间分布格局与规律。该方法旨在提高评估精度,为城市绿色空间规划提供科学依据。

昆明绿色空间的研究方法

摘要

本文仅为文章的研究方法部分,故省略关键词和全文摘要。

昆明绿色空间的研究方法

1)将研究区域的绿色空间进行解译,识别出植被覆盖率较高的区域。

2)通过MaxEnt模型基于关键物种分布数据对关键物种适生区进行识别,同时分析影响物种分布的环境因子。

昆明市中心城区生物多样性评估的研究框架图(图2)
昆明绿色空间的研究方法

3)使用InVEST模型对生境质量进行评估。4)将绿色空间、关键物种适生区、生境质量分布进行叠加,分析出昆明市中心城区生物多样性分布格局与分布规律。研究框架如图2所示。

2.1绿色空间解译

研究基于哨兵2号卫星遥感影像对中心城区绿色空间进行解译[31]。首先,将L1C级别的卫星遥感影像进行大气校正,得到L2A级别的遥感影像。通过红外波段与近红外波段计算出NDVI(归一化植被指数),选取95\%置信区间,计算FCV(植被覆盖率),根据城市绿色空间相关定义[32]结合研究区实际情况,将植被覆盖率大于0.6的区域提取为绿色空间,计算公式如下:

FCV = \frac{NDVI - NDVI_{min{NDVI_{max - NDVI_{min

式中,NDVI为归一化植被指数;NIR为近红外波段像素值;RED为红波段像素值;NDVI_{min为归一化植被指数最小值;NDVI_{max为归一化植被指数最大值。

2.2关键物种适生区分布预测

采用MaxEnt3.4.4对昆明市中心城区关键物种潜在分布热点进行预测,最大熵模型是一种从不完全信息进行预测或推断的通用方法,通过利用物种已有分布数据和相关环境变量来进行预测[33]。将关键物种分布数据(.csv文件)和环境数据(表1,19个生物气候数据、坡度、坡向、海拔、距河流、水体距离及NDVI数据转换为.asc文件),导入软件。随机选择25\%的数据作为测试数据,验证方法为Bootstrap。重复次数为10次,迭代次数为1000次[34]。

利用刀切法(Jackknife)来检测环境因子的重要性[20]。并使用受试工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)评估模型预测的准确度,0.75

 
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