一、數據來源及介紹

行政邊界數據和土地利用數據均來源于環境資源科學與數據中心（中國科學院資源環境科學與數據中心 （resdc.cn）），該網站包含我們國家各個省份多個年份的土地利用數據和各個省市的行政邊界數據。

二、數據預處理

對數據的預處理我們是借用ArcMAP軟件來進行的。

行政邊界數據預處理

我們從中國科學院資源環境科學與數據中心官網上下載下來的行政邊界數據是整個國家的，我們可以利用識別工具查看西安市FID，這樣就可以在屬性表中快速的找到西安市在表中的位置，選中—反選—打開編輯工具—進入編輯狀態—刪除多余工具；也可以選中—右鍵圖層進行導出為新的圖層。

土地利用數據預處理

我們利用陜西省西安市的行政邊界數據對整個陜西省的土地利用數據進行裁剪，只保留西安市的土地利用數據。

根據官網所給的表格，我們利用重分類工具將土地利用主要分為耕地、林地、草地、水域、建設用地、未利用地六類。

在重分類的結果圖層的屬性表中添加NAME字段，字段類型設置為文本型，字段內容在賦值盡量用英文，避免Fragstats軟件在后續的分析中報錯。

右鍵圖層 -> 數據 -> 導出數據，將圖層輸出為TIFF格式，將沒有數據的值改為9999。

三、Fragstats簡介

軟件介紹

Fragstats是一款專業的景觀格局指數計算工具，內置基于單元格的指標、表面指標、抽樣策略、功能指標等多種功能模塊，幫助用戶更加方便地對環境變量進行流程分析和控制。Fragstats可以計算許多指標，描述單個修補程序，相同類型的修補程序類別或集合的結構以及分類拼貼馬賽克的整個景觀馬賽克。

功能介紹

不過多介紹了，可以在網上搜索一下。

四、分析實操

Fragstats軟件在啟動時的相關問題

首先，從開始菜單或雙擊桌面圖標打開Fragstats。如果你的電腦上已安裝10.0及以下版本的ArcGIS，那么Fragstats打開時將有明顯延遲（有時長達30s），這是由于Fragstats在驗證ArcGIS的使用許可（license）。請務必保持耐心。

如果Fragstats出現無法打開或初始化錯誤等問題，可能是因為你的電腦上雖然安裝了ArcGIS但其Spatial Analyst模塊缺少有效的使用許可。

如果你的電腦上安裝有ArcGIS，但缺少有效的Spatial Analyst模塊使用許可；或者你使用Fragstats時并不想用ArcGrids的數據格式，那么請確保系統的環境變量的路徑中不包括Arcgis的安裝路徑，否則Fragstats會默認你是ArcGIS用戶并且使用Arcgrid數據格式，于是Fragstats在每次啟動時都會對Spatial Analyst的licence文件進行驗證。如果上述情況與你相符，請務必在系統環境變量中移除ArcGIS的路徑。

創建模型

一個Fragstats模型簡單來說就是為Fragstats進行了全副參數化，即為其配備了分析所需的全部參數。點擊左上角工具條上的New按鈕或從File的下拉菜單中選擇New選項，即可創建一個空白模型。

輸入柵格

接下來需要輸入一個柵格進行分析。

具體操作為：

點擊Add a layer，打開如下輸入數據對話框，在Data type selection下方選擇GDAL GeoTIFF grid（.tif），并在右側Dataset name的右側添加從ArcGIS軟件輸出的TIFF格式文件。

指數選取

我們選取的景觀格局指標包括斑塊密度（PD）、平均分形維數（FRAC）、最大斑塊面積指數（LPI）、景觀分割指數（DIVISION）、香濃多樣性指數（SHDI）和聚集度指數（AI）。

斑塊密度（PD）

指標位置：Class metrics -> Aggregation

生態學意義：表征景觀格局破碎程度的指標之—。斑塊密度值越高，斑塊的數量越多，反映景觀破碎化程度以及景觀空間異質性程度越大。

平均分形維數（FRAC）

指標位置：Patch metrics -> Shape

生態學意義：平均分形維數=1表示景觀形狀簡單，其值越大表示景觀斑塊形狀越復雜。

最大斑塊面積指數（LPI）

指標位置：Class metrics -> Area-Edge

生態學意義：最大斑塊指數有助于確定景觀的優勢類型，可以反映人類活動的方向和強弱。

景觀分割指數（DIVISION）

指標位置：Class metrics -> Aggregation

生態學意義：景觀分割指數反映景觀中斑塊的分離程度，值越大表明景觀內斑塊組成越破碎、景觀越復雜。

香濃多樣性指數（SHDI）

指標位置：Landscape metrics -> Diversity

生態學意義：香濃多樣性指數能反映景觀異質性，對景觀中各斑塊類型非均衡分布狀況較敏感，且在一個景觀系統中，土地利用越豐富，破碎化程度越高，SHDI值越高。

聚集度指數（AI）

指標位置：Landscape metrics -> Aggregation

生態學意義：聚集度指數表明景觀斑塊間聚合的程度，其值越大表示同類斑塊的聚集度越高。

參數設置

點擊工具欄下方的Analysis parameters，并在下方選擇Use 8 cell neighborhood rule，8近鄰相比4近鄰更為平滑，但計算也相對較慢。勾選Patch metrics、Class metrics、Landscape metrics以及Generate patch ID file。

視需要輸入分類描述信息

視情況需要選擇是否輸入分類描述信息（表）。土地利用分類信息表可以對不同取值的所有地表類型進行特定的描述，比如是否對每種地表都進行計算，是否把某種地類視為背景等等。分類信息表并不是必要的，不輸入時軟件會默認所有地表類型全部參與運算，除了已經設定好的背景值（這里是999）。

新建文本文件，重命名為descriptors.fcd，使用記事本打開descriptors.fcd文件。注意Fragstats可以識別.fcd類型的分類描述文件，但并不要求分類描述文件全部采用這種后綴名。打開后可以看到，描述信息里包含了四個字段。ID即為不同地表類型的取值，它們取決于輸入的柵格。Name是每種地表分類的描述，在Fragstats的輸出文件中將以TYPE字段顯示。Enabled 和IsBackground兩者都是邏輯描述，前者表示是否計算并輸出本類型，后者表示是否將本類型作為背景值。

點擊用戶界面上Common tables -> Class descriptors -> Browse按鈕，即可使用土地利用分類信息表descriptors.fcd。

Edge depth需要景觀邊緣深度效應距離文件，便于軟件讀取識別地類的說明。

下面的兩個文件一個是比鄰景觀類型差異度權重文件，另外一個是比鄰的景觀類型相似度文件，軟件的幫助文檔中（Help -> USER GUIDELINES -> Running via the Graphical User lnterface -> Step 4.）有更為詳細的介紹，大家可以自行查看。

運行

點擊運行即可獲得景觀分析結果。

注：文件所在路徑盡量不要出現中文，盡量用英文，避免報錯。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的ArcGIS+Fragstats软件进行景观格局指数分析（附练习数据下载）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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