02.GIS技术在生态敏感性评价中的应用

叠加分析的原理方法
(2)逻辑叠加
逻辑叠加是根据布尔运算进行，包括AND(交)、OR(并)、 NOT(补)三种运算．在属性数据库中．逻辑字段用1，0 表示。一般1为真，0为假。采用1，0表示，就可以将叠 加的运算表示为：A AND B就相当于A*B，A OR B就 相当于A+B．但是，逻辑运算NOT是计算图层A或者图 层B的补集，得到结果图层C。
旅游区保护计划因子权重计算
生态因子 高程 坡度 坡向 植物多样性 水体分布 水体缓冲析 高程 1 3 1/3 7 5 3 坡度 1/3 1 1/5 5 3 1 坡向 3 5 1 9 7 5 植物多样性 1/7 1/5 1/9 1 1/3 1/5 水体分布 1/5 1/3 1/7 3 1 1/3 水体缓冲分析 1/3 1 1/5 5 3 1 几何平均值 0.3942 1．0000 0.1841 5.431 2.5365 1．0000 权重值 0.0374 0.0948 0.0175 0.515 0.2406 0.0948
权重确定
(1)根据评价因子建立成对比较矩阵，成对比较 法源于层次分析法，因此也需要根据比例矩阵 进行比较，计算产生权重。 将因子的一对比较值定为1、3、5、7、9(A对 1 3 5 7 9(A B时的情况)，相反时按1、1／3、1／5、1／7、 B ) 1 1 3 1 5 1 7 1／9
权重确定
生态因子的选取
②植被因子：植被是生态环境中最重要、最敏感的 自然要素，是保护生态基因库和改善环境的重要 因素，起着调节小气候、保护生物多样性、维持 良好生态环境的作用。本研究采用植被多样性指 标进行评价。 ③水体因子：水体是生态系统中的重要组成部分， 其周边地方生物多样性价值高，有保护价值。规 划区大小水体星罗棋布，是构成特色景观的重要 因素。本研究采用水体分布及水体缓冲分析指标 进行评价。
高程评价图
坡度评价图
坡向评价图
植被多样性评价图
水体分布评价图
水体缓冲分析评价图
生态敏感性分析灰度图
生态敏感性分析分级图
生态因子的选取
对于同一个目标，可以对应多个属性，而不同 的目标也可能会对应同一个因子的属性。在选取因 子时需符合以下要求： 首先是完整，易于理解； 其次是可以定量，即可以用数量化的指标表示， 或是能用特定的方法将其转化为定量指标； 第三是可操作性，这里强调的是因子的可取性 (具有一定的现实统计基础)、可比性、可测性(所 选的因子必须在现实生活中是可以测量得到的或 可通过科学方法聚合生成的)、可控性(必须是能 根据生态价值、区域可持续发展需要来理性调控 的)等 ．
旅游区保护计划因子分级
权重确立
权重(weight)用来衡量单因子的相对重要性，权重值 权重 越大，就表示该因子对敏感性的影响越大。确定权重 在生态敏感性分析中是关键的一步，往往受到决策者 主观因素的影响，但是要尽量减小人为因素带来的误 差，反映各项标准之间真实的相对关系。 在因子叠加分析过程中，对权重也需要进行标准化处 标准化处 理，使所有的权重值之和为1。当存在多个因子时， 所有的因子权重表示为
叠加分析的原理方法
基于GIS技术的生态敏感性分析评价中应用的 直接功能就是叠加。叠加分析是根据参加复合 的数据层各类别的空间关系，重新划分空间区 域，使每个空间区城内各空问点的属性组合一 致．简单的说就是，将2个或2个以上图层相互 计算．得到一个新的图层。该图层的数据记录 了重新划分的区域，而属性数据库结构中则包 含了原来的各个复合的数据平面的属性数据库 的所有的数据项。一般来说，进行叠加操作的 图层．必须在相同的坐标系内。
叠加分析的原理方法
根据已输入图层的属性数据分类，可以将叠加计 算方法分为4种(Malczewski．1999)，分别是算 数叠加、逻辑叠加、概率叠加和模糊叠加。在生 态敏感性分析中常用的是算数叠加和逻辑叠加。 假定叠加的输入图层为A和B，输出的结果图层为 C，算术叠加和逻辑叠加的操作可以表示为: (1)算术叠加 算术叠加包括：加、减、乘、除四种基本逆算。 叠加图层C中每一个单元的值为图层A和B相应位 置单元值运算结果.
权重确定
目前被用于评价因子权重确定的方法己有多种， 如：层次分析法、排队法、权衡分析法 层次分析法、 层次分析法 排队法、权衡分析法等。 由于层次分析法 层次分析法具有高度的逻辑性、系统性、 层次分析法 简洁性与实用性的特点，且较为成熟，应用比 较广泛、最为常见。本文的权重确定采用了以 层次分析法为基础的成对比较法 成对比较法。 成对比较法 应用成对比较法进行评价因子权重确定的基本 步骤如下：
数据获取
整个地理信息系统就是围绕着空间数据的采集、处理、存储、 分析和表现而展开的，因此空间数据来源、采集手段、生成工 艺、数据质量都直接影响到地理信息系统应用的潜力、成本和 效率。 空间数据的准确、高效的获取是GIS运行的基础。空间数据的 来源多种多样，包括地图数据、野外实测数据、空间定位数据、 摄影测量与遥感图像、多媒体数据等等。不同的数据有不同的 采集方法，能够获取的空间数据也不尽相同，这其中涉及到： ①数据源的选择；②采集方法的确定：③数据的进一步编辑与 处理，包括错误消除、数学基础变换、数据结构与格式的重构、 图形的拼接、拓扑的生成、数据的压缩、质量的评价与控制等 等，保证采集的各类数据符合数据入库及空间分析的需求；④ 数据入库，让采集的空间数据统一进入空间数据库。
生态因子的选取
对于因子具体的选择方法是要通过对具体实例 问题的分析而产生的，一般可以通过查阅相关 文献、资料，专家咨询等作为选择的辅助手段， 当问题较复杂时，还可以采用德尔菲法(Delphi Method)来选择确定。在生态敏感性分析中常 用的评价因子有：空气质量、植被、坡度、坡 向、水文、景源等。
单因子分级及其评价
这一步骤，需要将上一步骤选择出的各生态评价因子 的原始信息(文字或不同比例图)统一标准，进行等级化、 统一标准， 统一标准 进行等级化、 数量化。 数量化 确定所需的评价标准。例 根据空间分析目标的需要，确定所需的评价标准 确定所需的评价标准 如评价等级可定为V-(V1 ，V2，V3，V4)=(最敏感，敏感， 低敏感，不敏感)4个等级表示。将每一个定量化的单因子 都用一张具有属性的图层表示出来。在实际应用中，单因 子的图层可以是栅格的，也可以是矢量的，但是多以栅格 栅格图像更便于图层进行叠加操作。 图像为主，这是由于栅格图像更便于图层进行叠加操作 栅格图像更便于图层进行叠加操作 依据因子分级标准做出单因子分析图。
GIS的出现．尤其是叠加功能的使用，使生态敏感性
分析手段大大简化，研究走向深入，分析和评价的技术 区域完善成熟和精确 。
理论依据
基于GIS技术的生态敏感性分析以加权叠加法 为理论方法。加权叠加法是结合GIS的适宜性 模型分析中使用最多最流行的方法。其基本原 理就是基于叠加的方法，将每个单因子的评价 值与权重相乘，再累加求和。加权叠加法最适 宜于计算机技术，并且与GIS的叠加技术原理 相同，因此加权叠加法与GIS可以很好的契合。
求取评价结果值及分级标准确定
综合评价值即代表了该空间地块的生态敏感程 度，一般此分值相比较越高，则生态敏感性越 强。在此基础上进行生态环境区划，将区域的 生态环境按生态敏感性分为最敏感区、敏感区、 最敏感区、 最敏感区 敏感区、 低敏感区和不敏感区四类 。 低敏感区和不敏感区
求取评价结果值及分级标准确定 最敏感区一般为有地表水影响区或坡度>20％ 最敏感区 区域，生态价值高。该区域对开发建设活动极 为敏感，一旦出现破坏干扰，不仅影响旅游区 正常的开发建设活动的进行，而且有可能会给 区域生态系统带来严重破坏，属自然生态重点 保护地段； 敏感区对人类活动敏感性较高，生态恢复难， 敏感区 对维持最敏感区的良好功能及气候环境等方面 起到重要作用，开发时必须慎重；
求取评价结果值及分级标准确定
进行了前两步骤的评分赋值和权重计算后，在 地理信息系统中进行空间分析叠加计算。其基 本原理就是应用加权叠加法，将各个单因子地 图与各自所占权重相乘，对加权后的准则地图 直接进行GIS的算术叠加，最终得出规划区域 中每个空间地块的综合得分值。 加权叠加法的计算公式为：
单因子权重分析表
(2)计算因子的权重将每个因子依照其相互比较的重要 度对应表格分别打分。计算出每一行结果的几何平均 值。将所有计算出几何平均值求和，再除各单行的几 何平均值，即为这行因子的权重值 。 (3)检验判断结果——整合度(C.I.)计算
在获得各因子的权重后，还要检验此结果是否科学正确， 因为这只是两个评价标准间的价值比较，对全体评价标准而言 不一定具备这样的价值。这时需要鉴于整合度来解决。 C.I.=(合计得分的算术平均 项目数 ／(项目数 合计得分的算术平均-项目数 项目数-1) 合计得分的算术平均 项目数)／ 项目数 C.I.=0表示完全整合。 一般的C.I.值在0--0.1之间，有时根据需要允许达到0.15。 如果在此区间内，说明此权重的计算结果是合理可行的。
生态因子的选取
旅游地生态规划目的主要是制止对自然环境的 人为消极作用．维持和维护原有生物种群、结构及 其功能特征．提高自然环境的复苏能力，提高其生 态系统或自然环境对人为负荷的稳定性或承载力。 而地形因子、植被因子以及水体因子对此都有影响。 ①地形因子：地形是区域的骨架和背景，在区域生 态环境与景观质量中．地形有着重要的影响。本 研究选取高程、坡度、坡向指标进行评价．
生态因子的选取
在基于GIS的敏感性分析中，不需要所有的数据 都参与敏感性分析评价，要根据规划内容的需要 来选择单因子。对于因子的评价包括两个概念： 目标和属性。目标就是研究评价因子要达到的状 态，例如是为了“保护资源”还是为了“建设开 发”；属性则是对因子具体的描述和要达剑的指 标，例如“植被的覆盖率的多少”或是“水体的 分布情况”。
GIS技术在生态敏感性评 GIS技术在生态敏感性评 价中的应用
主要内容
GIS常用的空间分析 叠加分析的原理方法 理论依据 数据获取 生态因子的选取 单因子分级及其评价 权重确立 求取评价结果值及分级标准确定
百度文库价技术流程
GIS常用的空间分析 GIS常用的空间分析
下面以ARCGIS软件为例介绍在众多的GIS的空 间分析功能中经常使用的几种 ： 表面分析 空间查询分析 缓冲区分析 叠置分析 网络分析 三维分析
求取评价结果值及分级标准确定 低敏感区能承受一定的人类干扰，但若遭遇严 低敏感区 重干扰会引起环境空气质量下降、植被破坏、 噪音等生态环境问题，生态恢复慢； 不敏感区可承受一定强度的开发建设，土地可 不敏感区 作多种用途开发。 根据GIS系统的计算结果，生成综合生态敏感性 综合生态敏感性 图，从而将计算结果直观地反映在图形中，生 态敏感性分析的结果显示土地分为不同的生态 区域，为土地的合理配置、有续开发提供科学 依据。