香农多样性指数教学教案
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在景观格局分析过程中，将整个景观划分为农业用地、城镇 开发区、滩涂湿地和陆上水面等四个类型。
应用景观格局分析软件Fragstats 对上海市域景观进行定量分 析，可以获得历年的生态景观指数。
实例一
通过对生境破碎度（蔓延度指 数）和生境多样性（香农多样 性指数）的分析发现，从 1999 年至2005 年上海整个市 域的生境指数处于较为稳定的 状态，在稳定中稍微有优化发 展的趋势（各拼块类型在景观 中呈均衡化趋势分布）。
实例二
黑色区域为水域，是一 个填海造田的过程。
实例二
➢ 研究结论通过上述演变图可以发现，2001 年以后临港新 城围海造田活动加速，人类活动影响日趋显著。2003 年 以后开始修建围堤，临港新城以东区域形成了大片滩涂， 临港以南地区也因围海活动形成大片滩涂。2007年以后 ，临港新城不再修建围海岸堤，围海活动基本停止。
实例二、基于多样性指数的临港新城景观格局演变分析
研究地区 ：临港新城位于东海之滨、上海东南长江口与杭州湾 交汇处、上海市版图的最前端，距上海市中心城区75km。 研究方法： ➢ 主信息源：美国陆地卫星Landsat ETM+影像，成像时间分别
为1999、2001、2003、2005、2007 年。最小空间分辨率为 30m。图像经过几何纠正，通过监督分类形成假彩色影像。 ➢ 根据遥感影像中的地物特征以及临港新城的地形图、土地利 用图等资料，在大量野外调研和实地考察的基础上，共划分出 4 类生境，即城镇开发区、岛上水面业用地、滩涂湿地。 ➢ 然后用ENVI、ArcGIS处理生成斑块图形； ➢ 最后利用Fragstats 软件计算生境指数。
根据1999 年到2007 年的香农多样性指数计算结果发现，1999 年的香农多样性指数为1.3348，由于围填海活动的开 展，香农多样性指数减小为1.3076，而随着围填海活动的基本结 束，香农多样性指数又恢复为1.3258。这表明，围填海活动的开 展对于区域生境多样性存在负面影响。
THANKS
香农多样性指数
左图的香农多样性指数就相 对较小，而又图的香农多样 性指数相对较大。
实例一、上海市域景观格局指数的变化
上海市域景观格局指数的变化
为了更加全面地评价上海海岛与海岸带开发活动的环境与生 态效应，监测景观格局的变化，首先将上海市域总面积作为 广义的海岸带进行评价研究，以利于海洋管理决策者掌握上 海总体开发活动的环境与生态效应。分别应用遥感图像处理 软件ERDAS、地理信息系统软件ArcGIS 和景观格局分析软 Fragstats 对所获得1999 年、2001 年、2003 年、2005 年和 2007 年的遥感图像进行分析，获得上海市域总体的景观格局 。
香农多wk.baidu.com性指数
景观格局
• 景观格局用于描述大小、形状、 属性不一的景观空间单元（斑块 ）在空间上的分布与组合规律， 包括景观组成单元的类型、数目 及空间分布与配置。
景观格局
• 基于耕地、林地、园地、草地、水域、 居民地及设施、交通等地理国情普查信 息，利用景观格局分析模型和方法，综 合分析各类普查要素的景观复杂度、景 观破碎度、景观稳定性、景观多样性、 景观均匀度、景观优势度等，反映区域 全局的景观特征和不同地表覆盖类型的 结构组成和空间配置特征。
• 而景观的多样性是用香农多样性指数表 示的。
香农多样性指数
在城市景观分析中香农多样性指数可以表达两 个方面的信息： ➢ 表述土地上不同斑块类型的多少，即丰富度
，可由m 直接看出。 ➢ 可以根据SHDI的值来分析出各种类型在空间
上分布的均匀程度。 当m=1时 SHDI=0 说明该区域只有一种类型 的斑块，SHDI增大，说明拼块类型增加或各拼 块类型在景观中呈均衡化趋势分布。
香农多样性指数
生态意义：香农多样性指数能反映景观异质性，特别 对景观中各拼块类型非均衡分布状况较为敏感，即强 调稀有拼块类型对信息的贡献，这也是与其它多样性 指数不同之处。 在比较和分析不同景观或同一景观不同时期的多样性 与异质性变化时，SHDI也是一个敏感指标。SHDI=0 表明整个景观仅由一个拼块组成；SHDI 增大，说明拼 块类型增加或各拼块类型在景观中呈均衡化趋势分布 。
应用景观格局分析软件Fragstats 对上海市域景观进行定量分 析，可以获得历年的生态景观指数。
实例一
通过对生境破碎度（蔓延度指 数）和生境多样性（香农多样 性指数）的分析发现，从 1999 年至2005 年上海整个市 域的生境指数处于较为稳定的 状态，在稳定中稍微有优化发 展的趋势（各拼块类型在景观 中呈均衡化趋势分布）。
实例二
黑色区域为水域，是一 个填海造田的过程。
实例二
➢ 研究结论通过上述演变图可以发现，2001 年以后临港新 城围海造田活动加速，人类活动影响日趋显著。2003 年 以后开始修建围堤，临港新城以东区域形成了大片滩涂， 临港以南地区也因围海活动形成大片滩涂。2007年以后 ，临港新城不再修建围海岸堤，围海活动基本停止。
实例二、基于多样性指数的临港新城景观格局演变分析
研究地区 ：临港新城位于东海之滨、上海东南长江口与杭州湾 交汇处、上海市版图的最前端，距上海市中心城区75km。 研究方法： ➢ 主信息源：美国陆地卫星Landsat ETM+影像，成像时间分别
为1999、2001、2003、2005、2007 年。最小空间分辨率为 30m。图像经过几何纠正，通过监督分类形成假彩色影像。 ➢ 根据遥感影像中的地物特征以及临港新城的地形图、土地利 用图等资料，在大量野外调研和实地考察的基础上，共划分出 4 类生境，即城镇开发区、岛上水面业用地、滩涂湿地。 ➢ 然后用ENVI、ArcGIS处理生成斑块图形； ➢ 最后利用Fragstats 软件计算生境指数。
根据1999 年到2007 年的香农多样性指数计算结果发现，1999 年的香农多样性指数为1.3348，由于围填海活动的开 展，香农多样性指数减小为1.3076，而随着围填海活动的基本结 束，香农多样性指数又恢复为1.3258。这表明，围填海活动的开 展对于区域生境多样性存在负面影响。
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香农多样性指数
左图的香农多样性指数就相 对较小，而又图的香农多样 性指数相对较大。
实例一、上海市域景观格局指数的变化
上海市域景观格局指数的变化
为了更加全面地评价上海海岛与海岸带开发活动的环境与生 态效应，监测景观格局的变化，首先将上海市域总面积作为 广义的海岸带进行评价研究，以利于海洋管理决策者掌握上 海总体开发活动的环境与生态效应。分别应用遥感图像处理 软件ERDAS、地理信息系统软件ArcGIS 和景观格局分析软 Fragstats 对所获得1999 年、2001 年、2003 年、2005 年和 2007 年的遥感图像进行分析，获得上海市域总体的景观格局 。
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景观格局
• 景观格局用于描述大小、形状、 属性不一的景观空间单元（斑块 ）在空间上的分布与组合规律， 包括景观组成单元的类型、数目 及空间分布与配置。
景观格局
• 基于耕地、林地、园地、草地、水域、 居民地及设施、交通等地理国情普查信 息，利用景观格局分析模型和方法，综 合分析各类普查要素的景观复杂度、景 观破碎度、景观稳定性、景观多样性、 景观均匀度、景观优势度等，反映区域 全局的景观特征和不同地表覆盖类型的 结构组成和空间配置特征。
• 而景观的多样性是用香农多样性指数表 示的。
香农多样性指数
在城市景观分析中香农多样性指数可以表达两 个方面的信息： ➢ 表述土地上不同斑块类型的多少，即丰富度
，可由m 直接看出。 ➢ 可以根据SHDI的值来分析出各种类型在空间
上分布的均匀程度。 当m=1时 SHDI=0 说明该区域只有一种类型 的斑块，SHDI增大，说明拼块类型增加或各拼 块类型在景观中呈均衡化趋势分布。
香农多样性指数
生态意义：香农多样性指数能反映景观异质性，特别 对景观中各拼块类型非均衡分布状况较为敏感，即强 调稀有拼块类型对信息的贡献，这也是与其它多样性 指数不同之处。 在比较和分析不同景观或同一景观不同时期的多样性 与异质性变化时，SHDI也是一个敏感指标。SHDI=0 表明整个景观仅由一个拼块组成；SHDI 增大，说明拼 块类型增加或各拼块类型在景观中呈均衡化趋势分布 。