基于3S技術(shù)的森林城市景觀結(jié)構(gòu)研究

章昊天?。ɡッ骼砉ご髮W　650504）

城市與生態(tài)環(huán)境存在直接聯(lián)系，城市建設(shè)效果直接影響生態(tài)環(huán)境保護情況，針對森林城市景觀格局合理規(guī)劃，有計劃建設(shè)森林城市，在此期間，借助3S技術(shù)軟件的支持，以此實現(xiàn)森林城市景觀結(jié)構(gòu)均衡分布這一建設(shè)目標。由此可見，本文這一論題具有分析必要性，論題分析的現(xiàn)實意義較明顯。

一、森林城市理論介紹

所謂森林城市，它屬于生態(tài)城市的一部分，森林城市與生態(tài)城市是部分與整體的關(guān)系，要想打造科學化、合理化、可持續(xù)化生態(tài)城市，務必做好森林城市景觀布局工作，優(yōu)化森林城市景觀結(jié)構(gòu)，與此同時，有機統(tǒng)一于人文景觀，盡最大可能發(fā)揮森林城市的功能，將棘手的生態(tài)環(huán)境惡化問題高效處理，這對社會持續(xù)發(fā)展、社會經(jīng)濟效益增加有重要作用。

國內(nèi)外多數(shù)學者研究森林城市結(jié)構(gòu)、城市森林功能系統(tǒng)等相關(guān)論題，分析特定區(qū)域生態(tài)效益，通過區(qū)域景觀自由組合、結(jié)構(gòu)調(diào)整的方式觀察經(jīng)濟效益最大化，據(jù)此規(guī)劃該區(qū)域景觀結(jié)構(gòu)，在遵循自然規(guī)律、生態(tài)環(huán)境保護原則的基礎(chǔ)上，最大限度的發(fā)展區(qū)域生態(tài)效益和經(jīng)濟效益。研究學者具體探究時，借助先進科學技術(shù)以及信息設(shè)備，通過理論與實踐結(jié)合的方式動態(tài)掌握森林城市景觀布局變化情況，提出合理的規(guī)劃方案，將區(qū)域環(huán)境問題及時解決。從中能夠看出，研究學者為森林城市景觀結(jié)構(gòu)規(guī)劃提供了值得借鑒的理論內(nèi)容。

二、3S技術(shù)具體分析

3S技術(shù)以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，它主要由全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)等組成，3S技術(shù)作為現(xiàn)代信息技術(shù)的一種，在空間信息獲取、空間信息處理及分析、空間信息應用等方面發(fā)揮了重要作用。再加上，技術(shù)組成的各部分充分發(fā)揮系統(tǒng)功能，各組成部分有機統(tǒng)一能為3S技術(shù)應用優(yōu)勢彰顯提供可靠支持，這也是空間信息快速獲取、準確分析、高效應用的主要原因。

隨著社會的不斷發(fā)展，3S技術(shù)逐漸升級，這一技術(shù)在森林城市景觀布局、景觀結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面提供可靠的技術(shù)支持，以及必不可少的操作平臺。3S技術(shù)動態(tài)顯示森林城市景觀建設(shè)情況，并直觀顯示景觀格局規(guī)劃效果，同時，還能對比以往、預測未來景觀結(jié)構(gòu)，綜合分析、客觀評價森林城市景觀結(jié)構(gòu)，這一過程即森林城市經(jīng)濟效益判斷、生態(tài)效益衡量的過程，并且還能為今后森林城市景觀結(jié)構(gòu)規(guī)劃提供依據(jù)?，F(xiàn)如今，空間信息數(shù)據(jù)越來越多，信息數(shù)據(jù)分析十分復雜，這在一定程度上為3S技術(shù)應用提供了挑戰(zhàn)，換言之，3S技術(shù)應抓住發(fā)展機遇，借此機會提高技術(shù)水平，擴大3S技術(shù)應用范圍。這對森林城市良好建設(shè)、景觀結(jié)構(gòu)合理規(guī)劃有重要意義。

三、基于3S技術(shù)森林城市景觀結(jié)構(gòu)探究

1.永安市區(qū)域概況

永安市臨近大田縣、明溪縣、連城縣，地勢走勢呈周圍高、中心低這一特點，永安市內(nèi)水資源相對豐富，區(qū)域面積接近3000km2，人口總量超過32萬。永安市森林面積廣闊（2550km2），森林覆蓋率（83.4%）較高，它作為我國森林城市組成之一，合理規(guī)劃景觀結(jié)構(gòu)，提高景觀布局合理性現(xiàn)已成為當?shù)卣⑷藗冴P(guān)注的重點。下文具體分析3S技術(shù)為基礎(chǔ)的森林城市景觀結(jié)構(gòu)規(guī)劃，希望能為同行提供參考。

2.研究原理及應用方法

數(shù)據(jù)獲取及處理：通過資料搜集、森林現(xiàn)狀考察、衛(wèi)星遙感圖像獲取等多種方式來獲取2015年研究區(qū)域數(shù)據(jù)，針對所獲取的數(shù)據(jù)預處理，接下來獲取QuickBird影像。數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理過程中應用的技術(shù)軟件主要有地理信息系統(tǒng)軟件——ArcGIS9.3，遙感影像處理軟件——ERDAS9.2，景觀指數(shù)計算軟件——Fragstats4.1。

景觀合理分類：綜合考慮國家土地類型，以及土地資源利用情況，同時，參考研究學者總結(jié)得出的研究結(jié)論，根據(jù)建筑物、裸地、綠地、道路、耕地、水體、城市森林等類別對永安市城市景觀進行類別劃分。接下來細分森林城市為生產(chǎn)型、公共型、道路型、防護型、附屬型、其他類型等。

數(shù)據(jù)信息記錄：數(shù)據(jù)信息搜集、記錄的過程中，傳統(tǒng)監(jiān)督分類法受外界干擾較大，極易降低數(shù)據(jù)準確性，具體表現(xiàn)為數(shù)據(jù)誤計、數(shù)據(jù)遺漏、數(shù)據(jù)重復等現(xiàn)象，因此，傳統(tǒng)方法適用性較低。應用面向分類法完成區(qū)域?qū)ο筇卣鞯募毞趾途唧w記錄，例如，掌握對象紋理特征、形狀特征，之后經(jīng)過數(shù)據(jù)計算獲知對象面積以及與相鄰對象間存在的聯(lián)系。最后借助 平臺、人工目視解譯法獲取永安市森林布局現(xiàn)狀。

明確景觀格局指數(shù)：針對景觀格局分析時，結(jié)合用安縣城市景觀、環(huán)境現(xiàn)狀細分景觀水平指數(shù)、斑塊水平指數(shù)、斑塊類型水平指數(shù)，同時，全面了解數(shù)據(jù)分析存在的不足，根據(jù)具體指數(shù)及指標有步驟進行討論和全面分析。

3.景觀結(jié)構(gòu)具體分析

（1）基于城市景觀結(jié)構(gòu)

類型水平：永安市建成區(qū)域面積為2517.044km2，建筑物、裸地、綠地、道路、耕地、水體、城市森林等面積分別為393.695km2、144.874km2、219.828km2、481.455km2、362.276km2、135.898km2、779.018km2，參照我國森林城市評價標準可知，永安市森林面積較小，與規(guī)定的標準值存在一定差距，基于此，應再次擴大森林面積。從斑塊數(shù)量角度來分析，一般綠色數(shù)量最多，水域數(shù)量最少，城市森林數(shù)量僅多于水域數(shù)量，從中能夠看出，永安市城市森林完整性、穩(wěn)定性相對較高。永安市綠地面積較分散，說明永安市建筑物較密集，這也是影響森林城市建設(shè)標準降低的主要原因。

景觀水平：這一指數(shù)能夠間接反映景觀特征，該指數(shù)在空間布局、景觀整體結(jié)構(gòu)分析方面提供了依據(jù)，永安市城市景觀形狀指數(shù)大約275.276，平均斑塊分維指數(shù)大約1.346，從中能夠看出，永安市森林城市具有較大發(fā)展?jié)摿?；該區(qū)域景觀多樣性指數(shù)達到1.782，說明該區(qū)域景觀類型多樣，具有較高的景觀結(jié)構(gòu)規(guī)劃價值；永安市森林景觀優(yōu)勢度僅為0.275，意味著永安市城市森林無特色景觀，這也是制約永安市森林城市景觀規(guī)劃的主要原因，換言之，永安市城市森林景觀結(jié)構(gòu)優(yōu)化勢在必行。

（2）基于森林景觀結(jié)構(gòu)

類型水平：永安市防護城市森林面積、道路城市森林面積分別為293.091km2、1.221km2，其他類型森林面積處于二者之間，并且建設(shè)優(yōu)勢較顯著。其中，道路城市森林斑塊面積、數(shù)量較小，由此可見，該城市廊道綠化工作不到位，換言之，這項工作具有較大發(fā)展空間。永安市防護城市森林平均形狀指數(shù)最高，附屬城市森林平均形狀指數(shù)最低，前者具有邊界形狀多樣、差異較大這一特點，后者具有形狀簡單、差異較小等特點。

景觀水平：永安市城市森林景觀指數(shù)為113.445，斑塊分維數(shù)為1.342，意味著城市森林斑塊形狀十分多樣，這能為森林城市自然式規(guī)劃、生物多樣性保護起到基礎(chǔ)鋪墊的作用。景觀蔓延度為60.394、景觀復雜度為3.645、多樣性指數(shù)為1.418，這能間接反映出永安市城市森林景觀較豐富，并且景觀相對集中，景觀具有多樣性特點。要想促進永安市森林城市景觀平衡規(guī)劃，應合理設(shè)計規(guī)劃方案，并減少人類不良行為干擾，爭取高效建設(shè)生態(tài)功能豐富、生態(tài)良性循環(huán)的城市森林結(jié)構(gòu)。

四、結(jié)論

綜上所述，應用3S技術(shù)分析森林城市景觀結(jié)構(gòu)，直觀、全面掌握研究區(qū)域景觀現(xiàn)狀，結(jié)合多方面因素考慮森林景觀規(guī)劃的合理性，預測未來森林景觀布局效果。3S技術(shù)能為森林城市景觀結(jié)構(gòu)設(shè)計者提供技術(shù)支持，在結(jié)合客觀環(huán)境的基礎(chǔ)上，將生態(tài)環(huán)境保護工作具體落實，大大提高森林覆蓋率。城市森林結(jié)構(gòu)規(guī)劃的合理性與否對生態(tài)環(huán)境發(fā)展有直接影響，通過發(fā)揮3S技術(shù)應用優(yōu)勢來合理布局景觀，為城市發(fā)展提供正確指導，有利于縮短生態(tài)文明城市建設(shè)時間。