營口地區景觀格局動態分析及調整策略

李佳妮，王國東，吳艷華

（遼寧農業職業技術學院，遼寧 營口 115000）

1 ?前言

景觀最初與“風景”“景色”等同義，具有視覺美學方面的含義。在地理學上，景觀曾是一個“土地”的空間概念，19世紀后景觀是總體環境的空間可見整體，是研究自然、生態和地理等實體的總體，綜合了所有自然和人類的格局和過程。景觀格局動態分析主要是定量研究斑塊在景觀中的分布規律，不同的景觀格局或其動態演變導致區域內景觀功能發生變化，同時也影響到物種的豐富度、分布及其抗干擾能力。隨著遙感和地理信息系統等科技手段的迅速發展，利用ENVI，GIS等軟件對遙感圖像進行處理，分析空間格局特征，并且將分析結果進行區域定點，構建空間上的聯系網絡，為該地區的景觀規劃和管理提供理論依據。

2 ?研究內容及方法

2.1 ?研究內容

營口市地處遼東半島，渤海東岸，是遼寧省重要的港口城市。既有悠久的文化歷史，又有豐富的自然資源。本研究以營口市鲅魚圈區為研究地點，旨在通過分析2015～2021年這一時段區域內土地利用及景觀格局的動態變化規律，探究景觀格局存在的優勢及劣勢。從而進一步提升景觀質量，改善當地景觀格局，實現港城協調發展，打造生態旅游城市，促進旅游業的興旺。本項目的完成，不僅可以改善營口地區生態旅游環境，拉動經濟效益增長，還能為解決勞動力的就業問題起到幫助，具有重大的經濟效益和社會效益。

2.2 ?研究方法

（1）土地利用分類

以2015、2018及2021年營口市鲅魚圈區的三期遙感影像為基礎研究數據，結合現有的二類調查數據資料，利用ENVI軟件對遙感影像進行預處理。通過監督分類的方法對遙感影像進行解譯與分類。由于監督分類是人工控制選擇訓練樣本，因此，可以進行多次的樣本選擇，來檢驗保證精度要求。從分類結束后的土地利用數據圖像中選擇多個樣本，與前期野外實地考察所獲取的樣本數據結合來驗證分類的正確性，達到抽樣精度85%以上即分類結果可靠。分類標準依據LUCC分類系統，將研究區域的土地利用組成劃分為六個大類，分別為林地、草地、耕地、水域、建設用地和未利用地，得到土地利用分類圖。

由于是人工選擇訓練樣本，計算機自動計算，應在分類結束后，對分類結果進行精度驗證。本文主要選擇計算Overall Accuracy和Kappa指數以及混淆矩陣來驗證分類精度。即以分類結果圖和驗證樣本數據結合，計算混淆矩陣和整體精度值。混淆矩陣（Confusion matrix），是用來表示劃分為某一類別的像元個數與實際野外檢驗為該類別的樣本數的比較陣列。Kappa指數是基于混淆矩陣計算的。當 Kappa值小于0.4時，表明分類精度低，結果不可用；當 Kappa值在0.4～0.75之間時，表明其分類精度一般；當Kappa值在0.75以上時，表明分類精度較高。

（2）景觀格局指數

景觀格局指數是反映其區域內景觀結構的組成、空間的配置，在生態學定量研究中廣泛應用的分析指標。有斑塊和景觀兩個分析水平，斑塊水平僅對于景觀各個類型中單獨斑塊的各項指標描述，景觀水平則是從整體景觀角度，可以體現整體景觀的變化趨勢。本文從斑塊和景觀水平同步計算，對研究區進行分析。

利用Arc GIS10.2軟件將分類后的土地類型圖轉換成柵格圖像數據，并將柵格數據導入到Fragstats4.2軟件中，選擇斑塊類型面積（CA）、斑塊數量（NP）、斑塊面積比例（PLAND）、周長面積分形維數（PAFRAC）、聚集度指數（AI）、景觀分離度（DIVISION）、斑塊凝聚度（COHESION）7項指標，并計算。

3 ?結果分析

3.1 ?精度驗證

通過使用ENVI5.3軟件中的Class Confusion Matrix工具，對分類結果進行精度驗證，計算混淆矩陣。從計算得到的精度數值來看，2015年營口地區的土地利用分類Kappa值為0.85，2018年為0.97，2021年為0.78。分類中易混淆的類別為耕地、林地和草地。建設用地和水域之間混淆概率較高的原因，主要是由于河道修建的邊緣部分易被識別為建設用地；水域和林地、耕地之間混淆概率較高的原因，是由于河道內生長的一些藻類或蘆葦等植物，易被識別為生長植被較多的景觀類型。整體上，分類精度在合理范圍內，分類結果可以為后續的研究所使用。

3.2 ?土地利用變化分析

從土地利用類型圖中我們可以看出在該地區，研究時間段內建設用地的面積最大，林地次之。建設用地分布于主城區及南部地區，林地、草地則主要分布于東北部地區。這是由于地理因素的影響，研究區域東部為山區，中部及南部地勢較為平坦，更利于規劃成為建設用地。西側為沿海地帶，土地類型也以建設用地為主，多為港口。耕地及未利用地在圖中表現不明顯。

通過ENVI軟件計算每期土地利用類型的面積數值，從而獲得更精確的數據。從數據來看，研究時段內草地、建設用地面積逐年增加；耕地面積逐年減少，趨勢明顯；水域、未利用地面積逐漸減少，趨勢變化不大；林地面積呈現先減少后增加的趨勢。可以看出退耕還林等政策在研究時段內對鲅魚圈區土地利用的影響，且研究區域整體開發較為完全，未利用地所占面積很少。

3.3 ?景觀格局變化分析

通過分析計算結果，研究區域在斑塊類型層面上以建設用地和林地為主要景觀類型，斑塊面積指數及比例較高，對景觀格局整體影響較大；景觀類型層面上，在研究時間段內，斑塊形狀逐漸趨于復雜，凝聚度先降低后增加，總體上物理連通性較好，景觀分離度逐年降低，聚集度指數減少，景觀組分的空間配置更豐富。總體上，景觀格局變化趨勢良好，開發完善且具有一定的景觀連通性，但也受到地理因素的影響，林地、水域及耕地斑塊碎片化程度較高，聚集度低。

表1 ?2015～2021年景觀格局指數斑塊類型

表2 ?2015~2021年景觀格局指數景觀類型

圖2 ?2015～2021年營口市鲅魚圈區土地利用類型面積

4 ?調整策略

景觀格局的整體調整設計目標，主要是對直接組成整體景觀的各種要素從數量和空間兩個方面進行多次調整和綜合優化，目的是充分實現各類不同景觀要素的和諧有序，以改善該地區的自然生態功能，提高整體景觀的功能穩定性，促進生態環境可持續發展。

營口市鲅魚圈區是東北第二大港口，經濟發展已經進入新一輪的上升周期，城市也迎來前所未有的機遇。通過從國家、省市和景觀格局現狀明確鲅魚圈區景觀格局的建設要求，從而確定規劃總體定位為：東北地區綜合物流服務區，營口生態涵養區、國內休閑度假目的地。需要做到不斷完善城市功能；加強旅游景區輻射帶動周邊發展；科學規劃；重點保護歷史文化和風貌特色。

（1）不斷完善城鎮功能，加強城區的公共基礎設施建設。對于現有的城區建設用地進行合理規劃布局，按照規劃要求及周邊自然景觀現狀進行適當的拓展、延伸。必要時，可以與周圍城市進行聯動發展，各產業聯合，建立完善的產業鏈，不斷提升鲅魚圈區的特色產業與核心競爭力。

（2）加強旅游景區輻射帶動周邊發展。鲅魚圈區有許多特色景區，尤其是濱海公園景觀，如山海廣場、月亮湖公園、紅運濱海旅游區，西部濱海片區可重點依托海濱資源，大力發展旅游業。鲅魚圈南部，包含國家4A級旅游景區望兒山風景區及熊岳鎮周邊溫泉休閑度假區、親和源溫泉養老產業園等，該區域可重點發展宜居生活區等住宅商業區、康養服務。在有良好旅游資源的基礎上，我們要做到的是由西南部主要旅游區向周邊輻射發展，帶動周圍鄉鎮協調旅游發展。

（3）科學合理規劃景觀格局，并且在發展中重點注意保護歷史文化。歷史文化是城市發展歷程的積累和體現，在城市發展不斷走向現代化的今天，改造與翻新擴建已逐漸成為城市發展的一條必經之路。但城市自身獨特的歷史文化底蘊和景觀風貌是不可或缺的，因此我們應該在規劃中重點保護城市歷史文化，包括自然景觀、歷史建筑、古樹名木以及傳統民俗工藝等。

（4）除此之外，城市的發展規劃離不開實際現狀數據的支持。因此，在對鲅魚圈區后期景觀格局優化中，應利用3S技術對其進行動態監控，分析土地利用變化方向，針對其發展過程中的變化特點提出相應的規劃方案或相關政策，及時進行引導和調控。