基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡的區(qū)域景觀生態(tài)評價研究.pdf

1、景觀是處于生態(tài)系統(tǒng)之上、地理區(qū)域之下的一種尺度，許多土地利用問題只有在景觀尺度上才能得到合理的解釋。然而，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，人類生活生產(chǎn)與自然環(huán)境之間的物質交換仍在以驚人的速度發(fā)展。一方面，是過度消耗土地、森林、能源、淡水及其它自然資源的現(xiàn)象，尤其是對動植物可再生資源的開發(fā)利用，已使之難以恢復再生，導致生物多樣性遭到破壞，珍稀動植物瀕臨滅絕；另一方面，是向環(huán)境排泄的廢棄物不斷增加，不斷惡化生態(tài)環(huán)境，嚴重威脅著人類和其它生物的生存。如此

2、種種導致了各種生態(tài)問題的出現(xiàn)，主要表現(xiàn)為：自然資源面臨枯竭，水土流失嚴重，土地沙漠化迅速發(fā)展，草原退化，森林面積銳減，亂挖濫采、亂捕野生動物，生態(tài)環(huán)境被嚴重破壞，生物多樣性下降等，這些問題已經(jīng)成為制約社會經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展和人類生存的瓶頸，因此隨著生態(tài)問題的嚴重性不斷加劇，保護景觀生態(tài)環(huán)境逐漸被提上日程。 文章在總結已有的景觀生態(tài)和神經(jīng)網(wǎng)絡的研究基礎上，將小波神經(jīng)網(wǎng)絡(WNN)引入景觀生態(tài)評價領域，開展了基于WNN景觀生態(tài)評價原理、程

3、序和方法等方面的研究，形成了比較完整、系統(tǒng)的景觀生態(tài)評價WNN模型的理論與方法體系，具體來講，本文主要進行了以下幾方面的研究： (1)通過對景觀生態(tài)評價的概念和內(nèi)容分析，將景觀生態(tài)評價分為景觀生態(tài)質量評價、景觀脆弱性評價與景觀生態(tài)風險評價3各方面，并總結了景觀生態(tài)評價的方法可包括：現(xiàn)場調(diào)查專家判斷、統(tǒng)計分析法、RS和GIS制圖、數(shù)學模型方法等。 (2)提出了基于WNN景觀生態(tài)評價的綜合指數(shù)評價模型，然后提出了該模型的原理

4、和程序?；赪NN景觀生態(tài)評價可按以下流程進行：①研究區(qū)現(xiàn)狀調(diào)查，②構建評價區(qū)域的評價指標體系，③單項分析與評價，④采用WNN模型開展綜合評價等4個步驟。 (3)根據(jù)景觀生態(tài)狀況的內(nèi)涵，構建了基于WNN景觀生態(tài)評價指標體系，即包括景觀生產(chǎn)力、景觀受脅度和景觀穩(wěn)定性，用以描述景觀生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力、彈性和面臨的壓力。 (4)還提出景觀生態(tài)評價的小波神經(jīng)網(wǎng)絡(WNN)模型，主要包括構建指標評價體系、應用WNN計算綜合風險指數(shù)、

5、與評判標準比較等步驟。為研究WNN的準確性和適用性，還可以將其結果與ANN模型模擬結果相對照。然而景觀生態(tài)系統(tǒng)屬于復雜系統(tǒng)，其影響因素也較為復雜，因此，綜合風險指數(shù)計算除了采用定量模型外，還需要定性分析推理。 (5)本文以姜堰市為研究對象，通過景觀生態(tài)評價的WNN模型，開展了土地可持續(xù)利用景觀生態(tài)評價實證研究。結果表明研究區(qū)域可分為5個等級：高持續(xù)區(qū)，面積占研究區(qū)總面積的12.64％；較高持續(xù)區(qū)，占6.70％；中等持續(xù)區(qū)，占35

6、.04％；一般持續(xù)區(qū)，占39.17％；弱持續(xù)區(qū)，占6.45‰并針對不同的等級提出了管理措施。研究結果也顯示，本文提出的一種計算評價土地利用可持續(xù)性小波神經(jīng)元網(wǎng)絡擬合模型，并具有快速、準確的優(yōu)點，其適用性較強。 (6)本文還以泰州市轄區(qū)為研究對象，應用WNN模型，開展了城市邊緣區(qū)景觀生態(tài)評價。研究表明：該模型在很大程度上消除了人為因素的影響，能把影響景觀生態(tài)的各種因素進行綜合考慮，并能夠充分利用有關景觀生態(tài)特征參數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)信息，