感知要素与遥感数据结合的乡村景观分类研究

2019-10-10 02:30张益宾郝晋珉
农业工程学报 2019年16期
关键词:主观要素景观

张益宾,郝晋珉,黄 安,祖 健

感知要素与遥感数据结合的乡村景观分类研究

张益宾,郝晋珉※,黄 安,祖 健

(1. 中国农业大学土地科学与技术学院,北京 100193;2. 自然资源部农用地质量与监控重点实验室,北京 100193)

景观分类是对区域景观差异性的描述、制图以及评估工作进行的前提与基础。该研究以河北省曲周县第四疃镇和槐桥乡为研究区,遵循风景园林学、景观生态学和分类学的基本原则和理论依据,采用主观和客观相结合的方法,对村级尺度下的乡村景观进行分类。其中,客观分类方法基于高分辨率遥感影像、地形数据、土壤数据等多元地理数据,运用核密度分析方法进行分类;主观分类方法运用聚类分析法,依据对研究区实地调查获取的视觉景观以及中国著名田园诗词中对乡村景观意境描述所提炼的意象景观进行分类。结果表明:该研究构建了一种自下而上的乡村景观分类体系,将研究区景观类型分为3个乡村景观群、4个乡村景观区和55个乡村景观类以及108种乡村景观要素;并对乡村景观群、景观区、景观类和景观要素之间的空间联系进行了相应的解释,结果可为新时代乡村振兴发展战略中乡村景观规划设计和美丽乡村建设提供理论和实践基础。

客观;主观;乡村景观;分类方法

0 引 言

乡村作为行政区划中最小的空间尺度,其空间内部的景观构成必定存在一定的独特性,对乡村景观的分类研究是景观评价、景观保护以及管护和规划的重要前提与基础。同时,对乡村景观的分类研究也是保障乡村振兴战略实施的重要理论支撑。近年来,利用不同的分类工具、分类标准对景观进行研究的内容越来越多,景观测量、遥感和GIS的利用促进了当下客观景观类型的识别方法[1-5]。景观分类主要关注于景观构成的外部形态,且分类的方法存在很大差异,有学者把农业景观类型等同于乡村景观类型[6-7],而且在乡村景观分类中大部分是对其景观格局和景观质量的评价研究[8-10],对内部构成要素的分类研究较少或者分类角度较为片面。具体的景观类型划分标准以及研究方法有以下几个方面:地表覆盖类型[11-13]、人为影响程度[14-16]、景观功能划分[17-18]等。这些研究方法中指标选取或较为复杂,或过于单一;大部分景观分类的划分标准是基于具有物理特征的土地利用和景观覆被分类基础之上的客观评价,本研究中将该类方法定义为客观物理景观类型划分,此划分方法中缺乏对景观整体性和区域性的结合,尤其在乡村尺度的景观规划设计过程中容易导致对其景观特色的忽视。风景园林学认为:景观是人与自然相互作用后的视觉感知现象。景观除客观存在的具体物理斑块外,也是人类思想、文化、政治等内容与物质性在空间上结合的塑造,主观感知不仅可以更好的帮助理解乡村中景观的视觉要素,而且可以更加全面的理解乡村景观要素的独特性[19]。因此,乡村景观分类过程中需要观察和理解的不仅仅是乡村中客观物理景观类型划分,同时应重视对乡村景观类型的主观感知即乡村视觉景观和意象景观,如徐珊等通过对古代田园类诗词、《园冶》及风水学中反映出的中国传统乡村景观风貌将乡村景观分为“呈现型”和“营造型”2种类型[20];倪静雪将文学作品、绘画作品、影视作品和儿时记忆作为影响乡村景观意象的四种因素,归纳出6种乡村景观要素[21]。因此,乡村景观的分类体系需从理论和技术层面探讨主观与客观相结合的分类方法,以完善乡村景观分类框架。

农业景观是乡村空间中主要组成部分。河北省曲周县是中国北方粮食主产区和极具代表性的平原农区,而第四疃镇和槐桥乡是曲周县主要的农业生产区,自1973年曲周县开展“旱涝盐碱综合治理”项目以来,第四疃镇和槐桥乡耕地由“盐碱浮卤,几成废壤”变为“高产稳产田”,丰富的农业生产以及自然、人文景观风貌使得该区域成为华北平原上乡村风貌的典型区。因此,本文选取曲周县第四疃镇和槐桥乡作为案例区,基于高分辨率遥感影像、地形数据、土壤数据等多元地理数据,结合实地调研所形成的主观视觉和意象景观数据,遵循风景园林学、景观生态学分类的原则和理论,采用主观和客观相结合的方法,对村级尺度下的景观进行分类,以期为完善乡村景观分类体系提供理论和实践参考。

1 研究区概况及数据来源

1.1 研究区概况

河北省曲周县的第四疃镇、槐桥乡位于曲周县北部(图1),介于114°50′22.3″~115°13′27.4″E、36°35′43″~36°57′57″N之间,总面积为667.52 km2,其中耕地占总面积的73%。属暖温带半湿润大陆性季风气候区,雨热同期,年平均降雨量为556.2 mm,降水主要集中在7至9月份。研究区属于典型山前平原地貌,地面降坡1/3 000左右,地势平坦;区域内微地貌变化多样,土壤均发育在近代河流冲积母质之上,主要以壤土为主;第四疃镇和槐桥乡作为县内主要的农业生产区,农业开发历史悠久,景观多样性丰富且结合了城市和乡村自然半自然的区域特性。

图1 研究区土地利用类型及区位图

1.2 数据来源及处理

研究所涉及的数据主要为景观分类所需的数据及图件,主要包括:1)2017年研究区道路、林网等线状数据,2017年耕地等别更新数据库等图件资料,由曲周县自然资源局提供;2)研究区30 m分辨率数字高程模型(digital elevation model, DEM)数据,来源于中国科学院国际数据服务平台(http://datamirror.csdb.cn/);3)曲周县2017年土地利用现状调查面状数据,通过目视解译与实地调查相结合的方法解译worldview高分辨率遥感影像(分辨率1 m)获得。4)以曲周县农业局提供的1:10 000土壤图和第二次土壤普查数据为基础的曲周县地形地貌和土壤条件图。5)利用“两步路户外助手”对研究区进行实地调研并拍照获得主观感知视觉景观数据。

2 研究思路及理论方法

2.1 乡村景观分类方法

遵循乡村景观分类原则以及乡村景观内涵,本研究中乡村景观类型的划分采取主导功能形态的分类模式,选取区域大地貌类型、微地貌类型、土壤条件以及土地利用类型等作为乡村客观物理景观分类的指标,采用自下而上的乡村景观演进模式,结合主观感知的乡村景观类型,将乡村分为4级景观类型即乡村景观要素、乡村景观类、乡村景观区和乡村景观群。

基于国内外景观分类的理论和方法[22-30],将研究区客观物理景观数据与主观感知视觉和意象景观数据结合以构建主观与客观相结合的乡村景观分类体系。主要分以下3个阶段(图2):1)乡村主观感知景观的实地调查与识别;2)乡村客观物理景观的分类制图;3)主客观结合的乡村景观分类验证。

图2 主观与客观结合的乡村景观分类流程图

2.1.1 主观景观类型的划分

主观乡村景观类型的划分主要是针对景观要素类型的划分。其中,视觉景观要素通过实地调查形成对乡村景观要素的初步分类,分别从地形景观、覆被景观、景观结构、景观视觉、景观感知、景观文化等信息进行现场判断和记录(图3)。在研究区每个村庄的主要景观节点内选择3个不同的观测点,每个观测点所覆盖的观测范围约100~200 m,通过观测研究区景观类型进行拍照和表格记录。在主观乡村景观要素的识别中,除了考虑建筑及其周边构成外,同时还考虑了乡村建筑的年代、村庄基础设施和村民类型等等。

图3 主观感知景观类型

调查整理后发现,主观感知的视觉景观要素数据量庞大,即在乡村空间中具有乡村特色且被视觉感知的事物皆可视为乡村景观的构成要素,且该要素会随着乡村空间处于永恒的发展过程中,随时需要对主观感知的景观要素类型进行补充和完善,因此研究中将主观感知的乡村景观要素类型视为无限大。但是,为了实现在研究过程中的可操作性,需要对主观感知的视觉景观要素类型进行范围限定。而中华五千年的文明在创造辉煌农耕文化和乡土文化的同时,大量古代文学作品及非物质文化遗产对传统的乡村空间氛围进行了详细的记录。通过对中国古典诗歌以及文学著作整理,发现乡村田园文学作品的发展源头可追溯到春秋战国时期的《诗经》和《楚辞》;东晋、南北朝山水田园诗派的陶渊明、谢灵运等诗人奠定了中国山水田园诗发展的基础;盛唐时期,以王维、孟浩然等为代表的山水田园诗派,将中国山水田园诗词的发展推向另一个顶峰。古时,田园诗和山水诗往往并称,但这是两类不同的题材。田园诗会写到乡村的景观氛围,主题是以乡村地区的生产生活为主。山水诗则主要是写自然风景,写诗人主体对山水客体的审美,往往和旅行联系在一起。因此,本研究主要针对田园诗词进行整理研究,选取陶渊明、孟浩然、王维、范大成、苏轼等著名田园诗词作家中最为脍炙人口且影响深远的诗词,对每首诗词中关于乡村景观描写的内容进行分析,提炼出主观感知的乡村意象景观要素类型。最后,对研究区乡村单元中各个观测点所提取的视觉景观要素与田园诗词中所提炼的意象景观要素进行对比验证,形成主观乡村景观要素类型。

2.1.2 客观景观类型的划分

乡村景观类型的划分是基于不同的空间层级,多数情况中该层级分为宏观、中观、微观3种。按照中国当前的行政区划乡村作为微观层面的空间层级,对该级别的景观分类将进一步细分,形成区域景观类型构成的不同特性。

土壤特性及微地貌类型在微观层面对区域景观特性的判断具有很高的识别能力,参考前人研究,如Wascher(2005)在欧洲景观特征评价中选用地形、土壤母质、土壤类型、土地承载力以及植被类型作为区域景观要素预分类的主要指标体系[31]。因此,本文选取坡度、微地貌类型、土壤条件以及土地利用现状作为决定乡村景观异质性的重要因素。通过人机交互的方式结合实地调研结果对研究区worldview高分辨率遥感影像(分辨率1 m)进行目视解译,运用ArcGIS10.2的空间矫正和地理配准等工具,形成研究区客观物理景观空间特征数据,主要包括:地形地貌、土地覆被类型、土壤条件,各景观要素特征指标情况见表1。

地形地貌特征可根据高程、坡度以及地形起伏度进行相关判定,因此,在景观特征划分前期先将高程、坡度和地形起伏度的分级图层通过ArcGIS10.2进行叠加分析操作,获得研究区域的地形地貌特征图层,然后再将该图层与土壤状况图进行空间叠加,获得研究区景观类型立地条件分类的单元图层。根据以上研究结果,将研究区土地覆被类型、坡度-微地貌类型和土壤状况进行空间叠加,形成乡村景观类的单元划分结果。

依据景观生态学原理,每种个体的生态系统所具有的功能并不是单一的,但其通常具有一种能体现其自生整体结构特征的主要功能,即为主导功能分类的主要立足点。多功能性是景观所具备的一种基本特性,如乡村区域内水浇地、旱地、果园都具有一定的生态功能,但是对于乡村单元内的居民来看,该类景观类型其主要的价值在于其经济价值的产出而非生态系统的维护,其主导功能为生产景观,生态景观功能只是在主导功能基础上所产生的边际效应[32]。因此,基于乡村景观类的单元划分以及主导功能分类原则利用核密度分析方法将乡村景观类单元依次划分为乡村生产景观区、乡村聚落景观区、乡村生态景观区和乡村设施景观区4大乡村景观类型区。

表1 景观要素特征构成元素

2.1.3 主观与客观景观类型的结合

已有研究中,景观类型划分思路多从宏观到局部、由粗略到详细[7, 33]的多层级分类过程。本研究基于主观和客观相结合的分类思路,对乡村景观分类方法则采用“自下而上”的分类逻辑,将较低级别的个体逐级归纳为几类较高级别的类型,从而使乡村景观分类系统呈现为多级的倒金字塔结构(图4)。在较低的乡村景观类型层级中,景观类型要素较多,相似程度较高且彼此之间的差异性较小;在较高的乡村景观类型层级中,景观类型要素较少,相似性较低且差异性较大。

图4 乡村景观分类结构图

具体步骤为:首先对乡村景观要素类型层级中的各个景观要素进行聚类分析,划分低等级景观要素类;其次,将不同的景观要素类逐级进行归并进入较高等级的乡村景观类和乡村景观区的类型划分中;最后将以上3个层级景观类型通过聚类分析归并为乡村景观类型中的最高层级乡村景观群,形成主观感知和客观定量相结合的乡村景观分类结果,即乡村景观群→乡村景观区→乡村景观类→乡村景观要素。

2.2 主要分析方法

为深入分析景观类型的空间结构特征,参考前人研究[34-38],本文采用核密度分析法与聚类分析法相结合的方法分析景观特征、类型和要素之间的相互关系和空间结构特征,具体方法如下:

1)聚类分析法。聚类分析是统计学所研究的“物以类聚”问题的一种方法,它属于多变量统计分析的范畴[37]。在没有先验知识的情况下,该方法能够将一批样本数据(或变量)按照它们在性质上的亲疏程度自动进行分类。这里,一个类就是一个具有相似的个体的集合,不同类之间具有明显的非相似性。相关模型表达式详见文献[37],此处不再赘述。

2)核密度分析法。密度分析可以作为一种空间分析工具来对研究区的空间分布特征进行统计分析,同时也可以对研究区的数据进行深层次的挖掘。核函数是指空间中某一点到定义的中心点之间的欧氏距离所形成的单调函数[38]。基于核函数的核密度估计是指在空间范围内,依照核函数定义,定义每个样点为中心,在拟定的半径范围内的各个栅格单元中心点的密度贡献值。因此,密度贡献值的大小由栅格单元中心点距离样点的欧氏距离的大小来决定。其计算公式为

3 乡村景观分类结果与分析

3.1 主观景观类型划分结果与分析

基于主观景观类型的划分方法,经筛选后共选取35首田园诗词并进行景观要素提炼,整理出主观感知的意象景观要素235种(表2)。由于景观的视觉信息在微观尺度的村级单元中对区域景观功能的规划和设计起到重要作用,为了在主观乡村景观要素感知过程中保持精确地视觉景观数据的识别,对研究区各个乡村景观单元的各种景观类型进行的多次的实地调查观测并进行相关记录与田园诗词中所提炼的主观感知的景观要素类型进行对比验证,最终确定研究区内约108种乡村景观要素类型(表3)。

表2 部分田园古诗词摘录

表3 主观感知视觉景观与意象景观对比验证

3.2 客观景观类型划分结果与分析

基于客观景观类型划分方法中坡度类型的划分标准(表1),利用ArcGIS10.2三维分析工具,对研究区内DEM进行坡度提取,其分类结果如图5a和表4。分析发现,研究区坡度类型单一,分为平地和缓坡地两种类型,平地分布面积较广为14 436.85 hm²,占研究区总面积的99.98%。缓坡地面积极小,仅为研究区总面积的0.02%,占地面积约3.45 hm²,对研究区景观格局基本无影响。因此,研究区总体地势较为低平,景观视线较好,将平地作为研究区主要的地形类型,忽略缓坡地类型。

研究区微地貌类型大致可分为4种,分别为:二坡地、洼地、缓岗和决口冲积锥。分析发现,研究区微地貌类型的分布面积较为平均,大体上呈带状南北分布,地势自西向东北倾斜,从西到东,岗、坡、洼相间,地表呈波状起伏。其中洼地所占研究区总面积最多为6 486.26 hm²,占研究区总面积的45.77%;其次为缓岗地,占研究区总面积的26.69%;二坡地和其他洼地所占研究区总面积相对较少,共占研究区总面积的23.92%。村镇单元丰富的微地貌变化形成不同类型的地貌特征,导致区域乡村景观立地条件多变,因此对景观风貌产生重要影响(表4、图5b)。

研究区共有6种土壤类型,分别为硫酸盐氯化物化潮土、氯化物硫酸盐化潮土、壤质潮土、壤质硫酸盐氯化物内陆盐土、砂质褐土性土、黏质潮土。其中,以硫酸盐氯化物化潮土、氯化物硫酸盐化潮土、黏质潮土所占面积最多,分别占研究区总面积的33.85%、28.84%、23.19%;氯化物硫酸盐化潮土、砂质褐土性土所占面积最小,分别占研究区总面积的0.39%和0.48%。(表4、图5c)。基于此,将研究区土壤类型进行综合归类后第四疃镇和槐桥乡的土壤质地主要为壤土和黏土2大类,以壤土为主。由于土壤的质地情况不同,因此导致研究区内土地的适宜性产生差别,从而对研究区景观类型的布局模式产生重要影响。其中,壤土质地比较疏松,保肥保水能力较强,适宜性广,因此该类质地的用地范围以乡村生产景观区为主,种植蔬菜粮食等农作物。

通过对研究区地形、微地貌类型和土壤状况的空间叠加分析后,得出研究区乡村景观类型划分的8种立地条件(图5d)。最后,根据在乡村规划与设计过程中不同立地条件的面积对景观类型的影响在室内进行了综合分析,并结合实地的调研和主观的经验判断,将分类条件中影响因子小于1%的类型因子剔除,利用ArcGIS10.2的空间分析工具将研究区立地条件图与土地覆被类型进行空间叠加,得出研究区55种乡村景观类的分类结果(图6,表6)。

图5 客观景观要素类型分布图

基于乡村景观类的分类结果,在ArcGIS10.2平台下,采用核密度分析和叠加分析工具,提取不同类别的乡村景观类图层,转化为点图层后进行密度分析,重分类后产生研究区不同景观区的密度分析图(图7),然后利用叠加分析工具定义出四组乡村景观区(表5),即:乡村聚落景观区、乡村设施景观区、乡村生态景观区和乡村生产景观区。

表4 客观景观要素类型

表5 乡村景观区的概念界定

注:乡村景观类的命名由4部分构成:第一部分大写字母代表区域内的高程,由于本研究中主要以平原地形为主,因此在实例验证中将该标识去除;第二部分一位数字代表研究区坡度类型;第三部分一位数字代表研究区土壤条件;第四部分以土地利用现状分类编码作为代表土地利用覆被类型。在乡村景观类的划分过程中,四个部分从左到右依次代表高程、坡度、土壤条件和土地覆被类型。

表6 乡村景观类名称

对乡村景观区的分类结果统计得出(表7):第四疃镇和槐桥乡的乡村景观以生产景观为主,其景观面积为11 843.09 hm²,占乡村景观区总面积的83.58%。因此,研究区的乡村景观类型的功能主要是以提供满足居民日常生活需求的农业产品为主。其次,聚落景观区的景观面积占研究区总面积的11.42%,该景观区的总面积为1 617.85 hm²。但是,通过研究发现,研究区内的乡村聚落景观的景观布局形式分散程度较高,而且大部分乡村的基础设施较为落后,景观特征较为单一且人口老龄化严重,形成空心村的趋势较为明显。因此,区域内的乡村聚落景观区应通过对农村居民点的保护与整合,解决其景观破碎度过高的现状。研究区内的生态景观区总面积为541.59 hm²,占整个研究区景观总面积的3.82%。与其他2种景观类型相比,研究区内的生态景观面积较少,且该类景观区中所占面积最大的为土地质量最为薄弱的盐碱地及沙地,其次才是具有主要生态涵养功能的林地、水域以及疏林草地,另外通过对研究区的实地调研发现,研究区内生态林面积极小,且呈现破碎分散状况,以宅基地周边以及河流水域两侧分散布局,而且存在建设用地挤压生态空间的现象。所以,研究区内的生态景观基础条件极为薄弱,在未来的乡村振兴战略的实施过程中应基于乡村区域内经济发展的基础上充分的保障生态空间,确保生态用地的布局规模。农业服务设施景观在整个研究区中所占景观面积最小为167.01 hm²,仅为研究区总面积的1.18%,由此可见,乡村地区对基础设施的投入较少,农村居民的基础生活条件较低。因此,在乡村振兴战略的时代背景下,设施性的乡村景观是区域内景观规划时重点关注和建设的内容,为新时代乡村地区现代农业生产、生活和生态的发展需求提供充分的基础保障。

图7 研究区景观区分类图

表7 研究区乡村景观区分类结果

3.3 主观和客观景观类型结合与分析

基于以上分析,对曲周县第四疃镇、槐桥乡主观和客观景观类型进行筛选合并,最终形成完整的乡村景观类型划分体系。其中,主观感知的乡村景观要素可归纳为:地形类、水域类、植物类、农田类、动物类、基础设施类、劳作类以及乡村生活类8种景观要素集群。通过聚类分析,水域类、植物类隶属于乡村生态景观区或生产景观区;农田类、基础设施类隶属于乡村生产景观区或乡村设施景观区;动物类、劳作类以及乡村生活类隶属于乡村聚落景观区或乡村生产景观区;由于研究区内地形主要以平地为主,因此忽略地形类景观要素。

鉴于乡村景观要素、乡村景观类和乡村景观区之间的隶属关系,依据主客观乡村景观类型的结合方法,研究区乡村景观类型最终归纳为3种主要的景观群:1)自然及半自然的乡村生态景观群;2)农业生产为主的乡村生产景观群;3)乡村生活及文化景观群(表8)。自然及半自然的乡村生态景观群主要包括乡村内部的生态景观区以及介于生态景观与生产景观边缘之间的过渡地带;农业生产为主的乡村生产景观群主要是由乡村生产景观区内的养殖、耕地、果园以及乡村设施景观区中相关的农业生产设施所构成,同时伴随着部分乡村生活景观要素类型的存在,如锄草、耕种等;乡村生活及文化景观群由不同密度的农村居民点和代表乡村特色的文化旅游景点的聚落区域所界定,该景观群中主要由乡村聚落景观区和部分乡村设施景观以及乡村景观要素中的动物类、劳作类和乡村生活类的景观要素所构成。

4 讨 论

乡村景观是村级尺度中复杂的空间异质系统,具有多重的属性和价值。对乡村景观进行分类研究具有重要的现实和理论意义,能更好的理解村级尺度中景观的空间维度。此外,中国地域范围较广,地貌类型复杂多变,从而导致不同区域的乡村景观差异性明显,且不同的乡村单元中由于其所处的空间环境和区域文化的不同对其内部的景观构成也形成其各自的特性。

国外学者对景观类型划分过程中较多的利用遥感数据进行景观特征的评估研究,如Mücher等利用高分辨率空间数据集编制成欧洲景观分类图[35];虽有部分学者试图进行主客观相结合的研究方法,但主要以宏观尺度景观类型划分为主,如Atik等以主观视觉感知对土耳其景观特征区和类型进行定义[24];国内学者对景观分类的研究多以客观的定量评价为主,缺少对微观尺度乡村特色景观要素的提炼,如吴秀芹等以地理空间数据和NOAA-AVHRR复合影像解译为基础对中国东北区进行了景观分类[4];李振鹏等提出了基于景观功能形态的乡村尺度景观分类方法[33]。与国内外景观分类方法相比,本研究主要创新点在于如何以主观和客观相结合的思路来理解乡村地区的景观类型,试图提供一种全新视角的乡村景观分类研究方法。通过采用“自下而上”的分类思路完成基于主观和客观相结合的多等级乡村景观分类,并揭示多等级景观之间的隶属关系。最后,通过实例研究证实主观和客观相结合的多等级乡村景观分类体系适合村级尺度复杂生态系统的景观类型划分。其次,用发展的观点看,景观处在不断的变化发展的过程中,因此相对应的景观分类也不会是静止不变的。在景观分类的研究过程中,应充分考虑景观的动态变化,从而不断的完善和调整乡村景观的分类体系,以适应中国不同时代背景下乡村发展的战略研究,本研究中以主观识别的方式对乡村景观要素的提炼和分析方法能够更好的适应区域景观动态变化过程中对其景观要素的补充和完善。研究结果可为乡村地区的景观发展提供相应的政策支撑和理论基础,有助于中国国土空间规划和乡村振兴发展战略的规划和实施,以及不同尺度下的景观规划设计高效衔接。

表8 研究区景观群、景观区、景观类之间的空间联系

本研究仍存在诸多不足。首先,在研究方法上,主客观相结合的景观分类法尚处于理论探索阶段,未来应进一步构建更加完善全面的多目标多层次的乡村景观分类体系以满足不同的目标需求;其次,中国各地区乡村景观的特征丰富且存在巨大的地域差异,本文仅以河北省曲周县第四疃镇和槐桥乡为案例区,仅能代表北方典型村庄,未来可进一步扩大区域范围,以获得更具代表性的研究成果。

5 结 论

本研究利用主观与客观相结合的分类方法构建了乡村尺度的景观分类体系,对曲周县第四疃镇和槐桥乡进行了案例研究。研究以客观物理景观和主观感知景观类型为关键变量,采用聚类分析方法和核密度分析方法对乡村景观要素、景观类、景观区和景观群的相似性进行检验。主要结论如下:

1)主观与客观相互结合的乡村景观分类方法在村级单元的空间范围中可以更加准确的描述不同类型景观单元空间分布的自然性、交融性、集散性和文化性等特征,为区域乡村振兴的发展以及美丽乡村建设和保护提供了一种科学可靠的基础研究。

2)基于客观物理特征和主观感知识别的景观分类方法,构建了以景观群、景观区、景观类和景观要素多层级的景观分类体系,探讨了各级分类之间的相互关系,有利于更深层次的理解乡村景观的复杂性。

3)针对曲周县第四疃镇和槐桥乡景观分类研究表明,该研究区分为3个景观群,分别为自然及半自然乡村生态景观群、农业生产为主的乡村生产景观群和乡村生活及文化景观群;在乡村景观区分类层次中,研究区属于典型的华北平原区乡村类型,其景观区的划分主要为乡村生产景观区、乡村生活景观区、乡村生态景观区和乡村设施景观区4种;对乡村地区多元的地形数据叠加分析以及实地调查的主观感知判断,研究区划分出55种乡村景观类和108种乡村景观要素,分类结果可为该区域景观重构以及与其它尺度的景观规划有效衔接提供科学理论支持。

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Rural landscape classification based on combination of perception elements and sensing data

Zhang Yibin, Hao Jinmin※, Huang An, Zu Jian

(1100193,; 2.,,100193,)

Landscape classification is the precondition and basis for the description, mapping and evaluation of regional landscape differences. This study took Fourth Tuan Town and Huaiqiao Town, Quzhou County, Hebei Province as the study area. Following the principles and theoretical basis of landscape architecture, landscape ecology and taxonomy, the rural landscape was classified by using the method of combining subjectivity and objectives. Among them, the objective classification method was designed based on high-resolution remote sensing images, topographic data, soil data and other multivariate geographic data, and kernel density analysis method. The subjective classification method was designed based on the cluster analysis method and the visual landscape, which obtained from the field survey in the study area combining the image landscape. The sources of visual landscape were extracted from the artistic conception of the rural landscape description in the famous Chinese pastoral poems. The results showed that: this study constructs a bottom-up rural landscape classification system, which divides the landscape types of the study area into 3 rural landscape groups, 4 rural landscape areas and 55 rural landscape categories, as well as 108 rural landscape elements. The spatial relations among rural landscape groups, landscape area, landscape types and landscape elements be explained. The results could provide theoretical and practical basis for rural landscape planning and design and beautiful rural construction in the development strategy of rural revitalization in the study area, as well as other similar region in China.

objectives; subjectivity; rural landscape; classification technique

2019-04-01

2019-05-31

国家科技支撑计划(2015BAD06B01)。

张益宾,博士生,研究方向为土地利用规划与乡村景观规划。Email:511787634@qq.com

郝晋珉,教授,博士生导师,研究方向为土地利用规划、区域规划。Email:jmhao@cau.edu.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.16.033

F321.1

A

1002-6819(2019)-16-0297-12

张益宾,郝晋珉,黄 安,祖 健. 感知要素与遥感数据结合的乡村景观分类研究[J]. 农业工程学报,2019,35(16):297-308. doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2019.16.033 http://www.tcsae.org

Zhang Yibin, Hao Jinmin, Huang An, Zu Jian. Rural landscape classification based on combination of perception elements and remote sensing data [J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(16): 297-308. (in Chinese with English abstract) doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2019.16.033 http://www.tcsae.org

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