较全的景观指数公式(相关知识)

景观指数

（1）斑块类型指数

①斑块所占景观面积的比例（PLAND ）

()1001A a

P PLAND n j ij

i ∑===

式中：ij a ——斑块ij 的面积；A ——所有景观的总面积。

PLAND 度量的是景观的组分。它计算的是某一斑块类型占整个景观的面积的相对比例；是帮助确定景观中优势景观元素的依据之一。其值趋于0时,说明景观中此斑块类型变得十分稀少，其值等于100时，说明整个景观只由一类斑块组成。

②斑块密度（PD ）

()()10010000A n PN i =

式中：i n ——第i 类景观要素的总面积；A ——所有景观的总面积。

斑块密度是景观格局分析的基本的指数，其单位为斑块数/100公顷，它表达的是单位面积上的斑块数，有利于不同大小景观间的比较。

③周长面积分维数（PAFRAC ）

()2

112111ln ln ln ln 2

⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑∑∑∑∑=====n j ij n j ij i n j ij n j ij n j ij ij ij p p n a p a p n PAFRAC 式中：ij a ——斑块ij 的面积；ij p ——斑块ij 的周长；i n ——斑块数目。

PAFRAC 反映了不同空间尺度的性状的复杂性。分维数取值范围一般应在1—2之间，其值越接近1，则斑块的形状就越有规律，或者说斑块就越简单，表明受人为干扰的程度越大；反之，其值越接近2，斑块形状就越复杂，受人为干扰程度就越小。

④斑块聚合度（AI ）

)100(max ⎥⎦⎤⎢⎣⎡→=ii ii g g AI

式中：ii g ——相应景观类型的相似邻接斑块数量

AI 基于同类型斑块像元间公共边界长度来计算。当某类型中所有像元间不存在公共边

界时，该类型的聚合程度最低；而当类型中所有像元间存在的公共边界达到最大值时，具有最大的聚合指数。

（2）总体景观指数

①香农多样性指数（SHDI ）

()i i m i p p SHDI ln 1∑=-=

式中：i p ——景观斑块类型i 所占据的比率；

香农多样性指数在群落生态学中被广泛应用于多样性的检测，该指标能反映景观异质性，特别对景观中各斑块类型非均衡分布状况较为敏感。另外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。如在一个景观系统中，土地利用越丰富，破碎化程度越高，其步定性的信息含量也越大，计算出的SHDI 值也就越高。

②蔓延度（CONTAG ）

()()()100ln 2)ln(11111⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢

⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∑∑∑∑====m g g P g g P CONTAG m k m k ik ik i m k ik ik i m i 式中：i p ——i 类型斑块所占的面积百分比；ik g ——i 类型斑块和k 类型斑块毗邻的数目；m ——景观中的斑块类型总数目。

CONTAG 可描述景观里斑块类型的团聚程度或延展趋势,包含了空间信息。CONTAG 较大，表明景观中的优势斑块类型形成了良好的连接；反之，则表明景观是具有多种要素的散布格局，景观的破碎化程度较高。CONTAG 与边缘密度呈负相关，与优势度和多样性指数高度相关。

③景观破碎度

破碎度表征景观被分割的破碎程度，反映景观空间结构的复杂性，在一定程度上反映了人类对景观的干扰程度。它是由于自然或人为干扰所导致的景观由单一、均质和连续的整体趋向于复杂、异质和不连续的斑块镶嵌体的过程，景观破碎化是生物多样性丧失的重要原因之一，它与自然资源保护密切相关。公式如下：

i

i i A N C = 式中i C 为景观i 的破碎度，i N 为景观i 的斑块数，i A 为景观i 的总面积。

④景观分离度

指某一景观类型中不同斑块数个体分布的分离度。

ij ij

i A D V =

式中i V 为景观类型i 的分离度，ij D 为景观类型i 的距离指数，ij A 为景观类型i 的面积指数。

⑤干扰强度和自然度

干扰强度表示人类的干扰作用，干扰强度越小，越利于生物的生存，因此，其针对受体的生态意义越大。

i

i i S L W =；i i W l N /= i W 表示受干扰强度，Li 是指i 类生态系统内廊道(公路、铁路、堤坝、沟渠)的总长度，i S 是指i 类生态系统的总面积，Ni 是i 类生态系统类型的自然度。

⑥优势度

D 为景观的优势度，它与多样性指数成反比，对于景观类型数目相同的不同景观，多样性指数越大，其优势度越小。

均匀度

E=(H/Hmax)×100%

均匀度和优势度一样，也是描述景观由少数几个主要景观类型控制的程度。这两个指数可以彼此验证。

⑦分维数

)ln(/)4/ln(2A P D =

式中，D 表示分维数；P 为斑块周长；A 为斑块面积。D 值越大，表明斑块形状越复杂，D 值的理论范围为 1.0～2.0，1.0 代表形状最简单的正方形斑块，2.0 表示等

面积下周边最复杂的斑块。

二景观指数英文及简称索引

最近整理的Fragstats3.3软件Grid格式下可以计算的景观指数，希望大家共同学习探讨

（注：每个景观指数包含的信息依次为英文缩写——英文全称——指标名称——应用尺度——单位）

一、面积指标

1.Area/Perimeter

①AREA(CSD、CPS/LSD、LPS)——Patch Area——斑块面积（类型水平方差、百分比/景观水平方差、百分比）——斑块——ha(ha、%) ≥0

2.Isolation/Proximity

①LSIM——Landscape Similarity Index——斑块相似系数——斑块——%

3.Area/Density/Edge

①CA——Total Class Area——斑块类型面积——类型——ha＞0

②PLAND(%LAND)——Percentage of Landscape——斑块所占景观面积比例——类型——% [0,100]

③TA——Total Landscape Area——景观面积——景观——ha＞0

④LPI——Largest Patch Index——最大斑块占景观面积比例——类型/景观——%

二、密度大小及差异

1.Area/Density/Edge

①NP——Number of Patches——斑块数量——类型/景观——n ≥1

②PD——Patch Density——斑块密度——类型/景观——n/100ha

③AREA(MN、AM、MD、RA、SD、CV)(MPS、PSSD、PSCV)——Patch Area （Mean、Standard Deviation、Coefficient of Variation）——斑块大小（平均、面积加权平均、中值、变化范围、方差、均方差）（斑块平均大小、斑块面积方差、斑块面积均方差）——类型/景观——ha(ha，%，%)

④GYRA(同上)——Radius of Gyration——回转半径——类型/景观——m

三、边缘指标

1.Area/Perimeter

①PERIM(CSD、CPS/LSD、LPS)——Patch Perimeter——斑块周长（类型水平方差、百分比/景观水平方差、百分比）——斑块——m ≥0

②GYRA(同上)——Radius of Gyration——回转半径——斑块——m

2.Contrast

①EDCON(同上)——Edge Contrast Index——边缘对比度——斑块——%

3.Area/Density/Edge

①TE——Total Edge——总边缘长度——类型/景观——m