营口地区景观格局动态分析及调整策略

李佳妮，王国东，吴艳华

（辽宁农业职业技术学院，辽宁 营口 115000）

1  前言

景观最初与“风景”“景色”等同义，具有视觉美学方面的含义。在地理学上，景观曾是一个“土地”的空间概念，19世纪后景观是总体环境的空间可见整体，是研究自然、生态和地理等实体的总体，综合了所有自然和人类的格局和过程。景观格局动态分析主要是定量研究斑块在景观中的分布规律，不同的景观格局或其动态演变导致区域内景观功能发生变化，同时也影响到物种的丰富度、分布及其抗干扰能力。随着遥感和地理信息系统等科技手段的迅速发展，利用ENVI，GIS等软件对遥感图像进行处理，分析空间格局特征，并且将分析结果进行区域定点，构建空间上的联系网络，为该地区的景观规划和管理提供理论依据。

2  研究内容及方法

2.1  研究内容

营口市地处辽东半岛，渤海东岸，是辽宁省重要的港口城市。既有悠久的文化历史，又有丰富的自然资源。本研究以营口市鲅鱼圈区为研究地点，旨在通过分析2015～2021年这一时段区域内土地利用及景观格局的动态变化规律，探究景观格局存在的优势及劣势。从而进一步提升景观质量，改善当地景观格局，实现港城协调发展，打造生态旅游城市，促进旅游业的兴旺。本项目的完成，不仅可以改善营口地区生态旅游环境，拉动经济效益增长，还能为解决劳动力的就业问题起到帮助，具有重大的经济效益和社会效益。

2.2  研究方法

（1）土地利用分类

以2015、2018及2021年营口市鲅鱼圈区的三期遥感影像为基础研究数据，结合现有的二类调查数据资料，利用ENVI软件对遥感影像进行预处理。通过监督分类的方法对遥感影像进行解译与分类。由于监督分类是人工控制选择训练样本，因此，可以进行多次的样本选择，来检验保证精度要求。从分类结束后的土地利用数据图像中选择多个样本，与前期野外实地考察所获取的样本数据结合来验证分类的正确性，达到抽样精度85%以上即分类结果可靠。分类标准依据LUCC分类系统，将研究区域的土地利用组成划分为六个大类，分别为林地、草地、耕地、水域、建设用地和未利用地，得到土地利用分类图。

由于是人工选择训练样本，计算机自动计算，应在分类结束后，对分类结果进行精度验证。本文主要选择计算Overall Accuracy和Kappa指数以及混淆矩阵来验证分类精度。即以分类结果图和验证样本数据结合，计算混淆矩阵和整体精度值。混淆矩阵（Confusion matrix），是用来表示划分为某一类别的像元个数与实际野外检验为该类别的样本数的比较阵列。Kappa指数是基于混淆矩阵计算的。当 Kappa值小于0.4时，表明分类精度低，结果不可用；当 Kappa值在0.4～0.75之间时，表明其分类精度一般；当Kappa值在0.75以上时，表明分类精度较高。

（2）景观格局指数

景观格局指数是反映其区域内景观结构的组成、空间的配置，在生态学定量研究中广泛应用的分析指标。有斑块和景观两个分析水平，斑块水平仅对于景观各个类型中单独斑块的各项指标描述，景观水平则是从整体景观角度，可以体现整体景观的变化趋势。本文从斑块和景观水平同步计算，对研究区进行分析。

利用Arc GIS10.2软件将分类后的土地类型图转换成栅格图像数据，并将栅格数据导入到Fragstats4.2软件中，选择斑块类型面积（CA）、斑块数量（NP）、斑块面积比例（PLAND）、周长面积分形维数（PAFRAC）、聚集度指数（AI）、景观分离度（DIVISION）、斑块凝聚度（COHESION）7项指标，并计算。

3  结果分析

3.1  精度验证

通过使用ENVI5.3软件中的Class Confusion Matrix工具，对分类结果进行精度验证，计算混淆矩阵。从计算得到的精度数值来看，2015年营口地区的土地利用分类Kappa值为0.85，2018年为0.97，2021年为0.78。分类中易混淆的类别为耕地、林地和草地。建设用地和水域之间混淆概率较高的原因，主要是由于河道修建的边缘部分易被识别为建设用地；水域和林地、耕地之间混淆概率较高的原因，是由于河道内生长的一些藻类或芦苇等植物，易被识别为生长植被较多的景观类型。整体上，分类精度在合理范围内，分类结果可以为后续的研究所使用。

3.2  土地利用变化分析

从土地利用类型图中我们可以看出在该地区，研究时间段内建设用地的面积最大，林地次之。建设用地分布于主城区及南部地区，林地、草地则主要分布于东北部地区。这是由于地理因素的影响，研究区域东部为山区，中部及南部地势较为平坦，更利于规划成为建设用地。西侧为沿海地带，土地类型也以建设用地为主，多为港口。耕地及未利用地在图中表现不明显。

通过ENVI软件计算每期土地利用类型的面积数值，从而获得更精确的数据。从数据来看，研究时段内草地、建设用地面积逐年增加；耕地面积逐年减少，趋势明显；水域、未利用地面积逐渐减少，趋势变化不大；林地面积呈现先减少后增加的趋势。可以看出退耕还林等政策在研究时段内对鲅鱼圈区土地利用的影响，且研究区域整体开发较为完全，未利用地所占面积很少。

3.3  景观格局变化分析

通过分析计算结果，研究区域在斑块类型层面上以建设用地和林地为主要景观类型，斑块面积指数及比例较高，对景观格局整体影响较大；景观类型层面上，在研究时间段内，斑块形状逐渐趋于复杂，凝聚度先降低后增加，总体上物理连通性较好，景观分离度逐年降低，聚集度指数减少，景观组分的空间配置更丰富。总体上，景观格局变化趋势良好，开发完善且具有一定的景观连通性，但也受到地理因素的影响，林地、水域及耕地斑块碎片化程度较高，聚集度低。

表1  2015～2021年景观格局指数斑块类型

表2  2015~2021年景观格局指数景观类型

图2  2015～2021年营口市鲅鱼圈区土地利用类型面积

4  调整策略

景观格局的整体调整设计目标，主要是对直接组成整体景观的各种要素从数量和空间两个方面进行多次调整和综合优化，目的是充分实现各类不同景观要素的和谐有序，以改善该地区的自然生态功能，提高整体景观的功能稳定性，促进生态环境可持续发展。

营口市鲅鱼圈区是东北第二大港口，经济发展已经进入新一轮的上升周期，城市也迎来前所未有的机遇。通过从国家、省市和景观格局现状明确鲅鱼圈区景观格局的建设要求，从而确定规划总体定位为：东北地区综合物流服务区，营口生态涵养区、国内休闲度假目的地。需要做到不断完善城市功能；加强旅游景区辐射带动周边发展；科学规划；重点保护历史文化和风貌特色。

（1）不断完善城镇功能，加强城区的公共基础设施建设。对于现有的城区建设用地进行合理规划布局，按照规划要求及周边自然景观现状进行适当的拓展、延伸。必要时，可以与周围城市进行联动发展，各产业联合，建立完善的产业链，不断提升鲅鱼圈区的特色产业与核心竞争力。

（2）加强旅游景区辐射带动周边发展。鲅鱼圈区有许多特色景区，尤其是滨海公园景观，如山海广场、月亮湖公园、红运滨海旅游区，西部滨海片区可重点依托海滨资源，大力发展旅游业。鲅鱼圈南部，包含国家4A级旅游景区望儿山风景区及熊岳镇周边温泉休闲度假区、亲和源温泉养老产业园等，该区域可重点发展宜居生活区等住宅商业区、康养服务。在有良好旅游资源的基础上，我们要做到的是由西南部主要旅游区向周边辐射发展，带动周围乡镇协调旅游发展。

（3）科学合理规划景观格局，并且在发展中重点注意保护历史文化。历史文化是城市发展历程的积累和体现，在城市发展不断走向现代化的今天，改造与翻新扩建已逐渐成为城市发展的一条必经之路。但城市自身独特的历史文化底蕴和景观风貌是不可或缺的，因此我们应该在规划中重点保护城市历史文化，包括自然景观、历史建筑、古树名木以及传统民俗工艺等。

（4）除此之外，城市的发展规划离不开实际现状数据的支持。因此，在对鲅鱼圈区后期景观格局优化中，应利用3S技术对其进行动态监控，分析土地利用变化方向，针对其发展过程中的变化特点提出相应的规划方案或相关政策，及时进行引导和调控。