生态系统服务---生态系统服务构建生态安全格局、生态系统服务权衡与协同动态分析、PLUS模型多情景模拟预测、PLUS模型、城镇化与生态系统健康空间关系分析、生态系统服务功能社会价值评估
第四章、生態系統服務評估
1、InVEST模型原理與模塊
2、產水服務
l數據需求與制備：
3、土壤保持
科研必備一、基于ArcGIS Pro、Python、USLE、INVEST模型等多技術融合的生態系統服務構建生態安全格局
理解使用地理數據，使用掌握Python的相關模塊和庫，掌握ArcGIS?Pro的空間分析與制圖技能；從專題上教會您：掌握安全評價指標體系的構建與計算；掌握突變模型在指標集成中的作用；掌握生態安全評價時空過程分析與趨勢預警的方法。本課程將基于對區域生態變化的趨勢和內在關系的理解，結合生態問題診斷、生態功能需求評估和景觀格局規劃，助力保障生態系統的功能性與服務性。
第一章、生態安全評價理論及方法介紹
一、生態安全評價簡介
二、生態服務能力簡介
第一章、生態安全評價理論及方法介紹
一、生態安全評價簡介
二、生態服務能力簡介
二、數據預處理（ArcGIS Pro及Python環境）
1.土地利用數據進行拼接、裁剪、重投影（桌面端與云計算）
2.將社會經濟數據、植被指數數據進行裁剪、重投影及重采樣處理（桌面端與云計算）
3.將基礎地理信息數據進行拼接、投影轉換，矢量數據柵格化
4.氣象數據裁剪、重投影及重采樣處理；站點數據提取及地統計分析
5.DEM數據投影變換和影像裁剪
數據清洗：去除重復數據、填補缺失值、處理異常值和轉換數據格式等操作
第四章、基于USLE模型的土壤侵蝕評價
一、生態系統服務功能評估技術規范簡介
二、生態系統服務功能評估的內容和流程、評估指標體系、評估方法等
水土保持功能主要與氣候、土壤、地形和植被有關，主要考慮土壤可蝕性、地形、降雨等因子。
通用土壤流失方程(USLE)的計算公式如下：
A=R*K*L*S*（1-C）
式中：
A：任一坡耕地在特定的降雨、作物管理制度及所采用的水土保持措施下，單位面積年平均土壤流失量，t/ha
R：降雨侵蝕力因子，是單位降雨侵蝕指標，如果融雪徑流顯著，需要增加融雪因子，MJ*mm/(ha*h)
K：土壤可蝕性因子，標準小區上單位降雨侵蝕指標的土壤流失率
L：坡長因子；
S：坡度因子，等于其它條件相同時實際坡度與9%坡度相比土壤流失比值；由于L和S因子經常影響土壤流失，因此，稱LS為地形因子，以示其綜合效應；
C：植被覆蓋和經營管理因子，等于其它條件相同時，特定植被和經營管理地塊上的土壤流失與標準小區土壤流失之比；
第五章、基于風蝕修正模型的防風固沙功能評估
防風固沙是生態系統（如森林、草地等）通過其結構與過程減少由于風蝕所導致的土壤侵蝕的作用，是生態系統提供的重要調節服務之一。防風固沙功能主要與風速、降雨、溫度、土壤、地形和植被等因素密切相關。以防風固沙量（潛在風蝕量與實際風蝕量的差值）作為生態系統防風固沙功能的評估指標。
式中：SR 為固沙量（t km-2 a-1）；SL 潛為潛在風力侵蝕量（t km-2 a1）；SL 為實際風力侵蝕量（t km-2 a-1）；QMAX 為最大轉移量（kg/m)；Z 為 最大風蝕出現距離（m)，本次實驗設定為 50m；WF 為氣候因子（kg/m）；K'為 地表糙度因子；EF 為土壤可蝕因子；SCF 為土壤結皮因子；C 為植被覆蓋因子。
第六章、水源涵養模型
水源涵養是生態系統（如森林、草地等）通過其特有的結構與水相互作用，對降水進行截留、滲透、蓄積，并通過蒸散發實現對水流、水循環的調控，主要表現在緩和地表徑流、補充地下水、減緩河流流量的季節波動、滯洪補枯、保證水質等方面。以水源涵養量作為生態系統水源涵養功能的評估指標。
采用模型評估法來評估水源涵養評估模型，采用水量平衡方程來計算水源涵養量，水源涵養評估模型公式為：
式中：：TQ 為總水源涵養量（m?3），Pi為降雨量（mm），Ri為地表徑流量（mm），ETi為蒸散發（mm），Ai為?i 類生態系統面積（km2），i 為 研究區第 i 類生態系統類型，j 為研究區生態系統類型數。
第七章、InVEST模型估算碳儲量和生境質量
一、碳儲量估算
InVEST模型中，生態系統的碳儲量()由地上碳儲量()、地下碳儲量()、土壤碳儲量()和死亡有機碳儲量()四個基本碳庫組成，模型的計算公式為：
確定各碳庫的碳密度值是計算生態系統碳儲量功能的關鍵，采用參閱文獻或者實測數據等對碳密度進行修正。
二、生境質量估算
生境質量取值范圍在0-1之間，得分的高低反映了生境質量的好壞，得分低的地塊較容易受到破壞。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
其中，表示土地利用類型j中柵格x的生境質量得分；表示生境適宜度；K為半飽和參數。
第八章、生態安全格局構建
一、重要生態源地識別
1.生態系統服務重要性
各生態系統服務按照自然斷點法分為高、較高、中、較低、低五個級別，以全球生態系統服務價值估算中各項生態系統服務在生態資產中的比重構成為依據?，確定各項生態系統服務的權重，并進行加權疊加分析，得到生態系統服務重要性空間分布結果。
2.生態敏感性
生態敏感性具體分級標準主要參考國家生態環境部頒發的《生態功能區暫行規程》《生態保護紅線劃定技術指南》、國家有關生態功能區劃工作生態敏感性指標體系分級標準以及相關研究，建立生態敏感性指標體系，進行生態敏感性分析。
3.空間分析提取生態源地
將生態敏感區和生態系統服務重要性評價結果進行疊加，利用?ArcGIS?Pro空間分析模塊的熱點分析工具識別疊加后的生態系統重要性冷熱區域，
二、阻力面模型構建
物種在不同景觀單元之間進行遷移時會受到阻礙，因此需要通過構建阻力來計算其在克服阻力情況下的擴散路徑。在確定生態源地的基礎上，依據最小阻力累積模型，將每個柵格單元的生態系統服務價值視為服務流動的阻力，價值越高阻力越小。
1）影響空間阻力的因子分析（高程、坡度、植被覆蓋因素、道路等因素）
2）阻力系數及權重確定
3）阻力面提取
三、阻力模型生態廊道提取
生態廊道是兩個源斑塊之間阻力最低的通道，區域中源斑塊間的聯系需要通過構建生態廊道來建立。
區域內生態廊道的識別通常先利用最小阻力模型模擬生成廊道，再結合現有城市生態廊道，或是根據地物現狀進行修正，從而確定生態廊道的位置和寬度。
四、電路模型生態廊道提取
電路理論指用電子在電路中隨機游走的特性來模擬物種個體或基因在景觀中的遷移擴散過程，使用源地間的電流強度反映生態斑塊和廊道的相對重要性，從而預測物種擴散與遷移規律、識別移動路徑，這一方法更符合真實的物種運動情況；
1）生態源地：每個生態源作為一個電路節點，根據電阻面的最小成本路徑計算出兩個節點之間每條鏈路的累積電阻。累積電阻被指定為鏈路的電阻。
2）生態夾點：對于每對電路節點，一個節點任意連接到?1 安培的電流，而另一個節點接地。在所有電路節點對之間迭代計算有效電阻。對于n 個節點，有n ( n?? 1)/2 次計算。累計當前值反映了隨機游走者到目的地節點的凈遷移量，可用于識別生態廊道的重要性。累積電流值越大，景觀中的區域越重要。具有最高電流值的區域被指定為夾點。
3）生態屏障：屏障被確定為可以大大增強生態源連通性和生態修復的關鍵節點。隨著一定區域的生態恢復，該區域的抵抗力降低；因此，通過恢復區域連接節點的最低成本路徑的累積電阻也降低了。那些累積阻力下降幅度最大的恢復區域被確定為障礙。
第九章、相關的SCI論文撰寫技巧
1.科技論文結構
2.摘要和結論
3.引言與討論
4.論文投稿技巧分析
5.SCI論文案例分析
研究方向
科研必備二、基于ArcGIS Pro、R、INVEST等多技術融合下生態系統服務權衡與協同動態分析實踐應用?
?充分體驗到ArcGIS Pro桌面版軟件和R語言統計分析的優勢，您將會針對不同類型的空間數據，掌握數據導入導出、操作處理和基本分析等基礎操作，掌握基礎統計可視化和空間數據可視化技術，并能夠進一步結合空間統計分析技術進行展開；從專題內容中，針對生態系統服務分之間的權衡與協同關系研究的重難點，您將學會利用InVEST 模型估算產水、固碳、生境質量和土壤保持 4 種服務，并分析其時空異質性，您將掌握雙變量分析、多元回歸分析等多種方法探究服務間的權衡與協同關系。您將能夠系統全面地掌握空間數據處理的知識和技術內容，定量探究生態系統服務權衡協同關系與社會生態因素的相關關系，服務于區域生態系統保護與社會經濟的協調可持續發展。
第一章、生態系統服務講解紹
1.生態系統服務概念和基本理論
2.生態系統服務評估方法與模型講解
?
3.生態系統服務權衡與協同研究方法與意義
4.文獻可視化分析
第二章、平臺基礎
一、ArcGIS ?Pro介紹
1.ArcGIS Pro簡介
2.ArcGIS Pro基礎
3.ArcGIS Pro數據預處理
4.ArcGIS Pro空間分析
5.模型構建器
6.ArcGIS Pro符號制作
7.ArcGIS Pro制圖布局與出
3.生態系統服務權衡與協同研究方法與意義
4.文獻可視化分析
第二章、平臺基礎
一、ArcGIS ?Pro介紹
1.ArcGIS Pro簡介
2.ArcGIS Pro基礎
3.ArcGIS Pro數據預處理
4.ArcGIS Pro空間分析
5.模型構建器
6.ArcGIS Pro符號制作
7.ArcGIS Pro制圖布局與出
二、R環境配置與基礎操作
1.R語言基礎
R語言準備：軟件與函數包的安裝
2.R語言基礎數據文件操作處理
函數包準備
基礎數據讀寫
基礎數據文件存儲
基礎數據操作與處理
3.R語言空間數據處理
函數包準備
空間數據對象基本類型
空間數據的導入、導出
空間數據操作與處理
第三章、數據獲取與預處理
?
數據預處理（ArcGIS Pro及R環境）
1.土地利用數據進行拼接、裁剪、重投影（桌面端與云計算）
2.將社會經濟數據、植被指數數據進行裁剪、重投影及重采樣處理（桌面端與云計算）
3.將基礎地理信息數據進行拼接、投影轉換，矢量數據柵格化
4.氣象數據裁剪、重投影及重采樣處理；站點數據提取及地統計分析
5.DEM數據投影變換和影像裁剪
數據清洗：去除重復數據、填補缺失值、處理異常值和轉換數據格式等操作
第四章、生態系統服務估算
1.InVEST模型與技術思路講解
2.產水量計算
?
InVEST模型的產水量模塊是基于Budyko水熱耦合平衡原理，結合不同土地利用類型的土壤滲透性、蒸散性的空間差異等因素對徑流的影響構建適宜模型，以柵格為單元定量估算水源供給能力。
式中：為土地利用類型為時柵格上的年產水量(mm)，為柵格的年均降水量(mm)，為實際年平均蒸散發量(mm)。
3.土壤保持量估算
InVEST模型中，土壤保持量(SD)為自然植被保護下的潛在土壤侵蝕量(RKLS)與人工管理和保持措施下的實際土壤侵蝕量(ULSE)之差。
式中：R為降雨侵蝕力因子；K為土壤可蝕性因子；LS為坡度坡長因子；C為植被覆蓋因子；P為土壤保持措施因子。
4.生境退化度估算
生境退化度越高表明威脅因子對生境的威脅程度越高，計算公式如下：
式中：表示柵格x的生境退化度；R表示威脅因子個數；y指威脅柵格圖上的各個柵格；是指威脅因子r柵格圖上的柵格個數；是威脅因子的權重；表示威脅強度；表示威脅水平；表示法律保護程度，程度越大表明受威脅程度越小；表示土地利用類型j對威脅因子r的敏感性，該值越趨近于1，說明敏感性越強；為生境柵格x與威脅因子柵格y之間的距離；是威脅因子的最大影響距離。
5.碳儲量估算
InVEST模型中，生態系統的碳儲量()由地上碳儲量()、地下碳儲量()、土壤碳儲量()和死亡有機碳儲量()四個基本碳庫組成，模型的計算公式為：
第五章、生態系統服務權衡與協同
1.土地利用模擬預測
ArcGIS Pro區域分析
漁網分析
土地利用轉移矩陣
影響因子提取
?
2.R語言統計數據表達與可視化
基礎plot函數
基礎數據可視化
多元數據可視化
3.相關性分析
ArcGIS Pro空間自相關分析
空間自相關?(Global Moran's I)
聚類和異常值分析?(Anselin Local Moran's I)
聚類分布制圖：熱點分析?(Getis-Ord Gi*)
R環境中相關系數和顯著性水平分析
生態系統服務簇分析
生態系統服務時間權衡與協同
生態系統服務空間權衡與協同
第六章、空間統計分析
1.R函數包準備
2.地理探測器驅動分析
漁網采樣
地理探測器
最優參數地理探測器
3.空間回歸分析
普通最小二乘法回歸分析
地理加權回歸分析（GWR）
第七章、論文撰寫與圖表復現
1.科技論文結構
2.摘要和結論
3.引言與討論
4.論文投稿技巧分析
SCI論文案例分析
科研必備三、基于”PLUS模型+“生態系統服務多情景模擬預測 (qq.com)?
從數據、方法、實踐三方面對生態系統服務多情景預測進行講解。內容涵蓋多源數據的獲取、選擇與統一；ArcGIS空間數據處理、空間分析與制圖；PLUS模型和InVEST模型的原理，參量提取與模型運行及結果分析；土地利用時空變化以及對生態系統服務的影響分析；
您將可以學會：1）基于歷史土地利用數據，進行多情景模式下的未來土地利用預測；2）利用InVEST模型對生態系統服務功能進行量化與評價；3）空間數據時空變化預測與分析；4）生態系統服務空間異質性歸因分析。在具體實踐案例中，您將學會運用上述原理和技術方法，提升空間信息技術的應用能力水平。
第一章、理論基礎與軟件講解
1、概念界定與理論基礎
l土地利用
l多情景模擬
l生態系統服務
2、地理數據簡介
l地理數據庫:
文件地理數據庫:保存在文件系統文件夾中的多種類型的?GIS?數據集的集合;
個人地理數據庫:在?Microsoft Access?數據文件中存儲和管理的?ArcGIS?地理數據庫的原始數據格式
l柵格數據：由按行和列（或格網）組織的像元（或像素）矩陣組成，其中的每個像元都包含一個信息值。柵格可以是數字航空像片、衛星影像、數字圖片或甚至掃描的地圖。
l矢量數據:存儲地理要素的幾何位置和屬性信息的非拓撲簡單格式,地理要素通過點、線或面（區域）來表示。
3、ArcGIS空間數據處理與分析介紹與實踐
lArcGIS平臺簡介
lArcGIS常用坐標系
lArcGIS空間數據處理及轉換
lArcGIS空間分析
lArcGIS制圖技巧
4、PLUS模型和InVEST模型介紹及安裝
lPLUS版本介紹，安裝；
lPLUS軟件界面，常用功能介紹；
lInVEST版本介紹，安裝；
lInVEST軟件界面，常用功能介紹；
過去踩過的那些坑—常見錯誤和使用注意；路徑問題等
第二章、數據獲取與制備
1、土地利用數據
l土地利用數據集介紹及獲取方法
l土地利用數據集選取
l土地利用數據預處理：影像拼接、裁剪、重投影等
2、驅動因子數據
l氣候環境數據
l社會經濟數據
3、ArcGIS空間數據處理與分析介紹與實踐
lArcGIS平臺簡介
lArcGIS常用坐標系
lArcGIS空間數據處理及轉換
lArcGIS空間分析
lArcGIS制圖技巧
4、PLUS模型和InVEST模型介紹及安裝
lPLUS版本介紹，安裝；
lPLUS軟件界面，常用功能介紹；
lInVEST版本介紹，安裝；
lInVEST軟件界面，常用功能介紹；
過去踩過的那些坑—常見錯誤和使用注意；路徑問題等
第二章、數據獲取與制備
1、土地利用數據
l土地利用數據集介紹及獲取方法
l土地利用數據集選取
l土地利用數據預處理：影像拼接、裁剪、重投影等
2、驅動因子數據
l氣候環境數據
l社會經濟數據
?
?
3、不同類型數據制備方法與實踐
l柵格數據處理：
柵格影像拼接、裁剪、重投影及重采樣等處理；
l基礎地理信息數據處理及空間分析：
ü歐氏距離算法介紹與分析
ü密度分析算法介紹與分析
l地形因子提取
坡度、坡向、地形起伏度、山體陰影等地形因子提取的原理與方法
l土壤因子數據提取
ü屬性表的編輯與導出
ü連接表的屬性
ü重分類：多種可對輸入像元值進行重分類或將輸入像元值更改為替代值的方法
ü查找表：通過在輸入柵格數據表中查找另一個字段的值來新建柵格
l氣象因子數據處理:
ü站點數據下載及提取
插值分析：反距離權重法（inverse distance weighting，IDW）、自
然鄰域法、趨勢面法和樣條函數法等方法對氣象站點數據插值分析；
üNetCDF?數據處理：根據?NetCDF?文件創建柵格圖層
l柵格數據的轉換方法
?
第三章、土地利用格局模擬
1、PLUS模型原理
l基于土地擴張分析策略的規則挖掘框架
l基于多類型隨機斑塊種子的CA模型
2、PLUS模型構建及精度驗證
l土地利用擴張分析
l模擬參數設置
（1）限制區域
（2）領域效應
（3）轉化成本
（4）領域權重
（5）土地利用需求
利用Markov模型來預測完成。
式中：St、St+1為t、t+1時期土地利用，Pij為轉移概率矩陣，n為土地利用類型。
l模型精度驗證
總體精度（overall accuracy）
Kappa系數
3、不同情景下橫斷山區土地利用格局模擬
l自然發展情景下土地利用模擬
l生態保護情景下土地利用模擬
l經濟發展優先情景下土地利用模擬
?
第四章、生態系統服務評估
1、InVEST模型原理與模塊
2、產水服務
l數據需求與制備：
3、土壤保持
?
l數據需求與制備：
4、碳儲量
l數據需求與制備：
5、生境質量
?
l數據需求與制備：
第五章、時空變化及驅動機制分析
1、土地利用時空變化分析
l土地利用結構變化分析
l土地利用動態度分析
l土地利用轉移矩陣分析
l土地利用標準差橢圓分析
2、空間自相關?(Global Moran's I) (Spatial Statistics)?分析原理與實踐
?
3、高/低聚類(Getis-Ord General G)分析?的工作原理與實踐
l使用?Getis-Ord General G?統計可度量高值或低值的聚類程度。
4、空間分層異質性分析
l地理探測器原理
l地理探測器模塊安裝與介紹
l因子檢測
l交互探測
5、局域回歸分析
l地理加權回歸模型介紹
l模型建立的基本準則
(1)空間權重系數確定
(2)帶寬選擇準則
l參數及評價指標分析
l回歸系數空間格局分析
?
第六章、論文撰寫技巧及案例分析
1、科技論文結構
介紹摘要、緒論、方法、結果、討論、結論的寫作要點
2、科技論文圖表規范
3、論文投稿技巧分析
4.、SCI論文案例分析
5、模型應用可拓展方向
科研必備四、基于“SRP模型+”多技術融合在生態環境脆弱性評價模型構建、時空格局演變分析與RSEI 指數的生態質量評價及拓展應用 (qq.com)
?您將掌握：第一，收集各類指標數據，構建的“生態壓力度-生態敏感性-生態恢復力”評價體系；第二，通過掌握多源空間數據處理方法，提取景觀格局指數、核密度估計、植被反演、水土流失計算、空間插值等技術方法構建評價指標空間數據庫；第三，確定權重，計算攀枝花市脆弱度值，進行脆弱等級分級和面積統計，既而完成研究區生態環境脆弱性空間分異特征分析；第四，結合CA-Markov模型、動態度，趨勢指數，生態脆弱性綜合指數分析攀枝花整體脆弱度變化趨勢和變化速度，完成攀枝花市生態環境脆弱時間格局演變規律分析；第五，運用地理探測器找到影響該地區的人文驅動因素，通過生態脆弱水平分級分區為生態文明建設道路提供科學理論支撐。
第一章、生態環境脆弱性評價內涵及基于文獻可視化方法研究熱點分析
一、基本原理
?生態環境脆弱性內涵
?生態環境脆弱性評價研究
?生態環境脆弱性驅動力研究
?生態環境脆弱性研究熱點
二、文獻可視化軟件介紹及常用功能介紹
?VOS Viewer文獻可視化及研究熱點分析；
?Citespace文獻可視化及研究熱點分析；
?ArcGIS軟件介紹及安裝技巧
?R語言環境部署
?遙感云計算平臺簡介與登陸
?Fragstate安裝與介紹
第二章、數據來源及預處理
一、ArcGIS Pro軟件介紹及安裝、常用功能介紹
?ArcGIS Pro版本介紹，安裝；
?ArcGIS Pro軟件界面，常用功能介紹；
?空間坐標系介紹與建立
?空間數據介紹與入庫
?地圖符號與版面設計
二、數據收集及預處理
三、預處理
投影轉換、重采樣、裁剪等
第三章、生態環境脆弱性評價模型構建
一、?SRP概念模型
二、評價因子選取原則
三、評價指標體系框架
四、評價指標與生態環境脆弱性之間的相關性
五、評價指標的提取
?
?地形因子
?氣象因子
2NC數據處理：NC數據加載，模型構建器構建（數據讀取，投影，重采樣，裁剪，輸出保存等），NC數據轉TIF數據存儲
2降水因子提取
2氣溫因子提取
?植被因子提取
2基于PIE ENGINE植被指數提取
?土壤因子
2修正的通用水土土流失公式模型來算土壤侵蝕強度
2降雨侵蝕力
2土壤可蝕性因子
2坡度坡長因子，
2覆蓋與管理因子
2表示水土保持處理因子
?景觀多樣性指數
?
?
?地形因子
?氣象因子
2NC數據處理：NC數據加載，模型構建器構建（數據讀取，投影，重采樣，裁剪，輸出保存等），NC數據轉TIF數據存儲
2降水因子提取
2氣溫因子提取
?植被因子提取
2基于PIE ENGINE植被指數提取
?土壤因子
2修正的通用水土土流失公式模型來算土壤侵蝕強度
2降雨侵蝕力
2土壤可蝕性因子
2坡度坡長因子，
2覆蓋與管理因子
2表示水土保持處理因子
?景觀多樣性指數
?
八、生態環境脆弱性評價模型
九、生態環境脆弱性評價結果分類定級
第四章、生態環境脆弱性時空格局演變分析
一、生態環境脆弱性的空間格局分析
二、生態環境脆弱性的時間變化
2采用CA-Markov模型、單一動態度、綜合動態度計算：
?
第五章、生態環境脆弱性時空格局演變驅動機制分析
一、R語言語法簡介
二、地理探測器及相關包的介紹
三、地理探測器運行
?因子探測器：探測某評價指標多大程度上解釋了因變量，用因子解釋力進行度量，值越大則對生態環境脆弱性的貢獻越大，反之越小。計算公式如下：
?
第六章、基于?RSEI?指數的生態質量評價
1.加載研究區矢量邊界：在地圖上加載區域矢量圖。
2.云掩膜：導入所需數據集，進行去云處理。
3.水體掩膜：水體掩膜計算公式：
4.遙感生態指數( RSEI )的構建
?
第七章論文寫作與案例分析
1.論文寫作與投稿心得分享
2.SRP模型相關應用案例分析
3.論文寫作案例與分析
?
?科研必備五、基于 VORS、CCDM 模型、GeoDetector、GWR模型集成技術在城鎮化與生態系統健康空間關系分析及影響效應中實踐應用 (qq.com)
您將學會GIS和RS的基礎知識，掌握空間數據獲取及處理的技巧，學會地圖符號與版面設計的方案；你也能掌握VORS模型各指標參量的選擇與獲取的方法，城鎮化指數（UL）測算模型構建的方案；您可以進一步掌握研究城鎮化與生態系統健康的空間關系的方法，并能夠從多維度、多視角分析城鎮化和生態系統健康的空間關系及影響效應。
第一章生態系統健康理論基礎及研究熱點分析
1.生態系統健康概念及內涵
2.生態系統健康評價方法與指標體系
3.城鎮化與生態系統健康
4.研究熱點及未來發展方向
?
第二章、GIS應用
ArcGIS軟件介紹及安裝、常用功能介紹
ArcGIS版本介紹，安裝；
ArcGIS軟件界面，常用功能介紹；
2.數據類型與加載
(1)數據類型及獲取方式介紹：
(2)ArcGIS Pro?可使用和集成各種數據集類型：包括基于要素和柵格的空間數據（包括圖像和遙感數據）、表格數據、激光雷達等
(3)數據進入ArcGIS Pro
(4)從?ArcGIS Living Atlas、工程中的默認地理數據庫和本地文件夾連接添加數據。
(5)空間地理數據庫建立
(6)數據格式轉換
(7)預覽并瀏覽數據，檢查其元數據，將其裁剪到感興趣的重點區域，并對其進行處理以確保格式和空間參考的一致性
?
3、坐標系及地圖投影
(1)地理坐標系
(2)投影坐標系
4.地圖符號與版面設計
(1)根據獲取或創建的空間數據集來創作地圖
(2)符號化地圖圖層
(3)對地圖進行標注
(4)創建圖表
(5)地圖布局：地圖排版設計
(6)插入地圖整飾要素：為地圖添加文字信息；?使用表格框、使用經緯網、構建空間地圖系列
(7)研究區域圖制作
?
第三章、空間數據獲取與預處理
2.數據預處理
(1)土地利用數據
將土地利用按照需求進行重分類。
土地利用數據的重分類、掩膜提取和投影變換等均在ArcGIS?中完成。
(2)DEM數據
在PIE ENGINE云平臺或者下載得到分辨率為30?m的ASTER GDEM數字高程數據，并在云平臺進行拼接、裁剪等預處理后導出到本地。
或者在地理空間數據云平臺下載得到分辨率為30?m的ASTER GDEM數字高程數據，在ArcGIS?中進行拼接、裁剪。
在ArcGIS?中進行投影變換和No?data值處理等得到30?m×30?m柵格數據。
(3)社會經濟數據
社會經濟數據，主要包括人口、社會、經濟三個方面，各項統計數據主要
從《**省統計年鑒》、《中國城市統計年鑒》和各個市、區（縣）統計公報等獲取。各指標數據基于所收集到的原始數據進行整理和處理。
(4)遙感產品數據
歸一化植被指數（NDVI）、GDP和人口數據等可以分別采用中國科學院資源環境科學數據中心產品“中國年度植被指數空間分布數據集”“中國人口空間分布公里網格數據集”“中國GDP空間分布公里網格數據集”，空間分辨率均為1?km×1?km，主要在ArcGIS?中進行投影變換后，用空間范圍矢量邊界對相應的柵格數據分別進行掩膜提取。
也可以在PIE ENGINE云平臺或者下載得到NDVI\NPP\GDP\POP等遙感數據集，并在云平臺進行拼接、裁剪等預處理后導出到本地。
3.指標標準化處理
由于評價模型中指標的類型、量綱和趨勢各不相同，對各指標進行了標準化和歸一化：
正向指標：
第四章、模型參量提取
1.生態系統健康水平測算
基于VORS（活力-組織力-恢復力-服務）模型，主要依據生態系統活力（EV）、生態系統組織力（EO）、生態系統恢復力（ER）和生態系統服務（ES）4個指標，對生態系統健康進行評估。
(1)生態系統活力（Ecosystem Vigor，EV）
自然生態系統活力一般指生態系統的初級生產力、代謝能力和活性?？梢圆捎肗DVI或者NPP等植被參量進行表征。
NPP的計算方法通常基于植物生物量變化或光合作用的速率。計算NPP時需要考慮到生態系統內各種因素的影響，包括氣候因素（如降水量、溫度、日照時數等）、土壤因素（如土壤養分含量、質地等）和植物物種、密度和分布等因素。
數據集下載與預處理：
基于PIE ENGINE的長序列NDVI指數、NPP指數提取與預處理；
(1)生態系統組織力( Ecosystem Organization，EO)
生態系統組織力指生態系統結構的穩定性，其度量通常選取基于空間鄰接關系的景觀格局指數構建指標體系。景觀格局是不同類型景觀斑塊的空間排列。景觀格局指數是一個描述不同土地利用類型的斑塊大小、數量、面積、形狀、布局和其他特征的指標。
2）生態系統組織力的計算方法：
對生態系統組織力的定量評價主要是從景觀異質性、景觀連通性及具有重
要生態功能的斑塊連通性進行的，采用Fragstats?4.2?軟件進行景觀格局指數計算。
1)Fragstats?使用的數據是柵格數據，數據格式為?GeoTIFF(.tif)，注意屬性最好為英文，不然可能報錯，數據的預處理過程可以在?ArcGIS?中進行。?模導
2)一個?Fragstats?模型簡單來說就是為?Fragstats?進行了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。
3）加入之前準備好的實驗數據，點擊Add layer：
常用的一些景觀指數以及他們的具體含義以及們在?Fragstats中的英文縮寫
?
4)設置參數：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。
5)視需要輸入分類描述信息：新建一個?txt?文件，后綴為.fcd，其中?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?兩者分別表示是否計算并輸出本類型以及是否將本類型作為背景值。
6)接下來我們把設置好的?fcd?文件導入?Fragstats：?
7)設置計算指標
?
?
8)保存后，點擊運行，確定無誤得出運行結果
9)最后的結果可以在“Results”中看到?
(3)生態系統恢復力（Ecosystem Resilience，ER）
生態系統健康的另一個重要評價指標是生態系統彈性，也可以稱為生態系統恢復力，是指自然生態系統在受到外界干擾后恢復到其原有結構和功能的能力，可以用抵抗力（Resistance）和恢復力（Resilience）來衡量。
(4)生態系統服務（Ecosystem Service，ES）
?生態系統服務表示生態系統為人類社會提供直接或間接效益的能力，其是指示區域生態系統健康的重要指標。生態系統服務可以從兩個方面來衡量：一是區域不同土地利用/覆被類型的生態系統服務系數（ESC），可以通過特定土地利用類型的生態系統服務價值與空間單元所有土地利用類型的平均生態系統服務價值的比值來確定；二是土地利用類型的空間鄰近性。
?生態系統服務是指生態系統和生態過程對人類生存形成和維持的自然效用，反映了生態系統中相互關聯的生態功能的產物。文章考慮空間異質性、社會發展程度和人口差異因素，采用改進的當量因子法計算生態系統服務價值（ESV）。
?
?基于PIE ENGINE云平臺獲取生態系統服務價值數據
2.城鎮化水平測算
城鎮化是一個復雜的系統，可以從人口、土地和經濟3個維度構建區（縣）域城鎮化水平綜合評價指標體系。人口城鎮化常用人口密度（POPD）來量化；經濟城鎮化用國內生產總值密度（GDPD）來量化；選取建設用地比例（ULP）來表示土地城鎮化，將這些指標整合為一個衡量區域城鎮化水平（UL）的綜合指標。
(1)人口密度數據獲取
數據來源：
中國科學院地理科學與資源研究所資源環境科學與數據中心WorldPop數據集，數據集分辨率較高可達100 m
數據鏈接
http://www.resdc.cn/DOI/DOI.aspx?DOIid=322→https://www.worldpop.org/project/categories?id=3
https://engine.piesat.cn/dataset-list
數據預覽---POP人口密度數據
?
(2)經濟數據獲取
數據預覽---GDP經濟數據
https://www.resdc.cn/DOI/DOI.aspx?DOIID=33
https://doi.org/10.6084/m9.figshare.17004523.v1?
第五章、城鎮化和生態系統健康空間關系測算
1.空間相關性分析
空間自相關是指地理對象的某一屬性值的相似性與空間位置差異之間的統計相關性?？臻g自相關分析包括全局空間自相關和局部空間自相關。
計算出全局和局部Moran’s I?后，一般還需要對其結果進行假設檢驗[：
2.耦合模型
（1）耦合度模型
耦合是指多個系統之間或系統內部各組成要素之間通過相互作用、相互影響，彼此之間產生相互促進或約束，以致聯合起來的現象。耦合度是對系統之間或系統中各要素相互作用、相互聯系的緊密程度的一種度量：
（2）耦合協調度模型（CCDM）
協調則是系統之間一種良性的相互關聯，體現了系統要素從雜亂無章到和諧發展的趨勢。利用耦合協調度模型來考量城鎮化與生態系統健康之間的發展協調性：
3.城鎮化對生態系統健康的影響效應
運用地理探測器模型研究城鎮化子系統對研究區生態系統健康空間分布特征的解釋強度。
(1)R開發環境部署及簡介
(2)R語言中地理探測器簡介
geodetector包（install.packages("geodetector")?），
GD包install.packages("GD")
?
(3)?柵格數據讀取與預處理
(4)無效值去除
(5)分異及因子探測
(6)交互作用探測
(7)最優參數地理探測器（OPGD）
采用最優參數地理探測器（OPGD），劃定最優參數區間，以因子探測以及交互探測兩大模塊解析城鎮化子系統對生態系統健康影響效應。
離散化方法：equal(等距),natural(自然間斷點分類),quantile(分位數),geometric(幾何間隔),sd(標準差),manual(手動間隔)
optidisc()函數：通過算法自動計算出最優的方法及分類
4.城鎮化對生態系統健康影響效應
運用地理加權回歸模型從全局視角探析城鎮化對生態系統健康影響的空間異質性。
(1)地理加權回歸（GWR）簡介
(2)六個核函數的選擇：
(3)Global Model(均值核函數)、Gaussian(高斯核函數)、Exponential、Box-car(盒狀核函數)、Bi-square(二次核函數)、Tri-cude(立方體和函數)
(4)帶寬的確定
(5)回歸結果解讀
第六章、SCI論文寫作與拓展
1.論文寫作思路與心得分享
2.SCI論文案例分析
科研必備六、基于當量因子法、InVEST、SolVES模型等多技術融合在生態系統服務功能社會價值評估中的應用及論文寫作、拓展分析 (qq.com)您還將學會QGIS\PostgreSQL\ARCGIS\MAXENT\InVEST模型\SolVES模型\R語言基本方法，利用各種平臺的優勢拓展分析生態系統服務社會價值問題：如基于不同環境變量得到相應的社會價值分布圖，并分析社會價值在空間上的分布特征；研究環境變量共線性問題；研究環境變量對社會價值在空間分布上的影響，并深入分析各環境變量分別與不同類型的社會價值之間的關系；研究各環境變量對社會價值的貢獻情況，從而進一步確定哪些環境因素對社會價值的貢獻較大等。還將結合相關應用案例總結該模型當前的研究成果、研究熱點及優缺點，展望其未來發展趨勢，以為生態系統服務價值估算模型更好地應用于生態系統服務功能社會價值評估提供參考。
第一章、理論基礎與研究熱點分析
1.生態系統服務與生態系統服務價值介紹
2.生態系統服務價值研究方法
3.生態系統服務價值研究熱點
Citespace文獻可視化分析
VOSviewer文獻可視化分析
第二章、空間數據來源及預處理
1.空間數據簡介
2.ArcGIS Pro數據采集與分析
l數據加載與數據庫構建
l空間坐標系建立與選擇
l空間數據采集及入庫
l地圖符號設計
l地圖版面設計與研究區域圖制作
3.環境要素數據獲取與預處理
l數據類型及獲取方式介紹
l遙感云計算平臺介紹
lPIE ENGINE語法介紹
l基于PIE ENGINE數據獲取實訓
基于PIE ENGINE數據處理實訓
第三章、基于價值當量因子法的生態服務價值估算與分析
1.基于價值當量因子法的生態服務價值估算
l空間數據來源與處理
l生態系統類型劃分
l生態系統服務功能類型
l生態系統服務功能價值估算方法
l基于ARCGIS的空間統計分析
2.生態系統服務價值時空變化分析
l土地利用對生態系統服務價值的影響
l土地利用轉移特征分析
第四章、基于InVEST模型的生態系統碳儲存功能及價值評估
1.基于?InVEST?碳模塊的生態系統服務功能評價模型
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l模型參量解釋及數據準備
l模型運行及結果分析
2.InVEST藍碳生態系統服務價值估算
?
第五章
基于SolVES模型評估生態系統服務的社會價值
SolVES 4.0?模型環境配置
1.SolVES 4.0?模型功能介紹
2.QGIS 3.8.2安裝配置
3.PostgreSQL 11.7安裝配置
4.PostGIS 2.5.3?安裝配置
5.Maxent 3.4.1安裝配置
安裝?SolVES 4.0?插件
?
加載樣本數據
Note:SolVES 4.0是在使用64位處理器運行微軟Windows 10 Enterprise Edition的系統上開發和測試的。上面列出的軟件是運行解決方案4.0所需的。此外，Java Runtime必須在運行解決方案4.0的系統上可用，才能訪問和運行Maxent 3.4.1。
SolVES 4.0?模型運行
1.新建項目
2.數據分析工具
l調查數據分析原理
l調查數據分析參數選擇與設置
?
3.轉移價值工具
l轉移價值計算原理
l轉移價值工具參量選擇
4.模型運行結果分析
用戶根據當前項目或以前完成的項目的結果，生成社會價值圖和相關環境指標圖的復合報告。
?
地圖布置圖包含所選擇的價值指數圖，包括研究區域邊界和所選擇的背景。地圖標題包括項目名稱、調查小組和社會價值類型。
連續數據以折線圖的形式顯示。分類數據顯示為散點圖。散點圖的x軸標簽具有指定類別的整數值。
分析調查數據工具生成的所有結果的地圖布局中都包含了AUC值、平均最近鄰居統計數據和最大值指數得分。
5.SolVES模型性能檢驗
lMaxent模型原理
lMaxent模型參量與運行
?
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lMaxEnt結果分析：
基于MaxEnt模型生成的AUC數據，對模型運行的性能進行可信度、適配度檢驗，解釋和調整Maxent曲線下的面積值和可變貢獻。
l轉移價值結果分析：
當研究區域與主要研究區域具有類似的生物物理和社會背景，但無法獲得調查數據時，可以使用價值轉移映射模型，通過轉移值工具進行訪問，依賴于Maxent在有調查數據的研究地區從以前的解決分析中生成的統計模型。
?
SolVES 4.0?模型數據準備與入庫
1.表格數據類型與格式與加載
“id”字段和“geom”字段(在矢量數據的情況下)是由PostgreSQL管理的，當為加載求解數據庫準備用戶提供的數據時，不應該被包括在內。
2.空間數據加載
3.社會調查數據獲取
l對受訪者的游玩特征及滿意度等進行了解
l讓受訪者對社會價值進行分配并標注相應的社會價值點。
l對受訪者進行社會背景，人口學特征數據的收集
?
4.空間數據的來源及處理?
地理空間數據包含有研究區的Shapefile文件和柵格數據集：
lSTUDY_AREA?類Shapefile文件需研究區域邊界要素；
lSURVEY_POINTS數據則基于問卷數字化；
l柵格數據集即研究區環境要素的提取；
l對SURVERY_POINTS數據和STUDY_AREA數據，利用ArcGIS的核密度分析工具對兩個數據進行操作，輸出社會價值總體空間分布圖。
4.SolVES?模型處理數據
對SURVERY_POINTS數據進行平均最近鄰分析，得出平均最鄰近比率（R-ratio）和標準差（Z-score），突出每種價值在區域內的重要性位置；
l利用SolVES?模型對問卷收集到被受訪者賦予到每種社會價值上的假定分值進行統計整合，生成具有10點價值指數（value index，VI）的空間顯式地圖，以此確定各社會價值類型的重要程度。
l對受訪者進行分組，將對應的社會人口特征數據和空間數據導入模型，以歸一化計算輸出的價值指數當作權重，輸出各社會價值在整個研究區域內的空間分布狀況圖，及這些價值分布與環境變量之間存在的關系圖。
?
第六章、環境變量與社會價值的相關分析
1.環境變量的多重共線性檢驗
lR環境配置與基本語法
l相關性分析
l方差膨脹因子分析
2.統計分析
l利用ArcGIS的分區統計工具對景觀類型進行統計分析
3.主要社會價值類型的空間分布
4.環境變量對社會價值的影響分析
l對受訪者所標記的社會價值點位下選取的景觀類型進行相關性分析，得到公眾最喜愛的景觀類型，對該景觀類型與社會價值進行影響因素的分析；
5.環境變量貢獻率分析
l依據MaxEnt運行得出的環境變量貢獻率可得出各環境變量的貢獻情況
6.空間自相關分析
l依據Moran's I、p value和z score判斷距離變量與VI之間的關系。?
7.生態系統服務社會價值價值轉移有效性檢驗分析
l轉移誤差分析
l差異值分析
l制圖分析
?
第七章、SCI論文寫作與拓展案例分析
l論文寫作技巧與投稿策略分析
l社會－生態耦合分析視角下國家公園生物多樣性價值評估
l案例實訓：
(1)基于InVEST模型生境質量評估
總結
以上是生活随笔為你收集整理的生态系统服务---生态系统服务构建生态安全格局、生态系统服务权衡与协同动态分析、PLUS模型多情景模拟预测、PLUS模型、城镇化与生态系统健康空间关系分析、生态系统服务功能社会价值评估的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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