Fragstats41帮助文档中文版.docx

1、Fragstats41帮助文档中文版概述什么是FRAGSTATS FRAGSTATS是空间格局的分析程序来表示景观结构的景观镶嵌模型分类地图。请注意，FRAGSTATS不适合代表景观结构的景观梯度模型的连续表面地图。景观受分析是用户定义的，并且可以表示任何空间的现象。 FRAGSTATS简单量化作为分类地图所代表的景观空间异质性;这是义不容辞的用户建立了良好的基础定义和缩放景观的主题内容和分辨率和空间的粮食和程度方面。我们强烈建议您阅读使用该程序之前，FRAGSTATS背景部分。重要的是，从FRAGSTATS输出才有意义，如果定义的景观是有意义的相对于正在审议的现象。规模的注意事项 FRAGS

2、TATS需要的空间谷物或网格的分辨率是米，但它放置没有限制对景观本身的空间范围，虽然有对可加载的网格的尺寸存储器的限制。然而，在计算FRAGSTATS的移动距离和面积为基础的度量报道平方米，公顷，分别。因此，极端的程度和/或分辨率的景观可导致相当麻烦的数字和/或受舍入误差。然而，FRAGSTATS输出，可以使用任何数据库管理程序，以重新调整指标或将其转换为其他单位（例如，转换公顷亩）被操纵以ASCII格式的数据文件。计算机要求 FRAGSTATS是一个用微软的Visual C单机+ +程序在Windows操作系统环境中使用，是一个32位进程（即使运行的是64位计算机上）。 FRAGSTATS的

3、开发和在Windows 7操作系统上进行测试，尽管它应该在所有的Windows操作系统上运行。请注意，FRAGSTATS是高度依赖于平台，因为它是在Microscroft环境下开发的，所以移植到其他平台上是不容易实现的。 FRAGSTATS是计算密集型的程序;其性能取决于两个处理器速度和计算机存储器（RAM）。最后，处理的图像的能力依赖于足够的存储器可用，并且处理该图像的速度依赖于处理器速度。 特别值得注意的是该存储器的约束。 FRAGSTATS是一个32位的过程，因此，最多只能使用2GB的内存;但如果正确配置Windows可以让32位进程看高达3GB的内存。 FRAGSTATS加载输入电网到

4、内存中，然后计算所有要求的计算。因此，你必须拥有足够的内存来加载网格，然后足够的剩余处理和其他操作系统的需求。作为一个指南，以帮助确定是否有足够的内存来处理特定的网格，你可以用下面的公式：电池*4字节。因此，如果你有256行，256列格，内存要求为256 KB（256*256* 4/1024字节/ KB）只是加载网格;你还需要其它更多的内存来处理电网，满足您的其他操作系统的需求。不幸的是，它几乎是不可能的，以确定准确的存储器需求超出了需要加载的网格，因为它取决于许多未知因素，例如有多少斑块有。内存要求并不特别限制在一个标准的分析，除非你正在使用大型图像和有限的内存。一个潜在的解决了这个问题，如

5、果它出现了 - 遗憾的是 - 是让更多的内存，但这是有限度的，如上所述。另一个解决方案是重新取样网格较粗分辨率，有效地减少了网格大小，但是这是唯一可行的，如果粗糙的分辨率是有意义的生态上给出的具体应用。另一种解决方案是，打破了景观成几个较小的景观和每个单独分析。事实上，在大多数应用中，山水是太大，无法在内存中是更可能太大而有意义的景观为目的，分析景观格局（见讨论的背景文件上定义有意义的景观）的。 对存储器的要求，但是，很在移动窗口分析制约，因为FRAGSTATS需要足够的内存来输入电网加一个输出网格，加上其他的处理需求，系统需要足够的剩余。如果选择的移动窗口分析，FRAGSTATS检查，以查看

6、它是否可以为3栅格（即，1个输入格+1输出网格+足够剩以确保性能）分配足够的存储器。在上面的例子中，你至少需要768 KB的内存进行移动窗口分析。不是太可怕的分析相对较少的风景时，限制对大多数的计算机。然而，考虑10,000x10,000输入电网;进行移动窗口分析则需要 GB的RAM。数据格式 FRAGSTATS接受光栅图像在各种格式（如下图）。所有的输入数据格式具有以下共同的要求： 所有输入栅格应该有符号整数栅格（即，每个单元应指定相应的类成员或斑块类型的整数值）。请注意，分配零值的一类可能会造成问题，当景观包含了边界，因为零不能为负，所有边缘细胞必须为负。请注意，无符号整数网格是可以接受的

7、，如果你没有一个“边界”（与阴性细胞值）。 所有输入栅格必须由方形细胞，以米为单位指定单元格的大小。对于某些输入格式（ASCII和BINARY），这不是一个问题，因为细胞被假定为正方形，你被要求在图形用户界面中输入的小区的大小（以米为单位）。 FRAGSTATS假设所有其他网格格式，包括标题，定义单元格大小的信息。因此，这些栅格必须有一个度量投影（例如，UTM），以确保细胞大小中给出的度量单位。 所有输入栅格必须具有单元尺寸米。 如果碰巧你正在使用同一电网中不同的图像格式（下同），最好是存放这些栅格在单独的文件夹，因为有一些奇特的矛盾，可以通过使用GDAL库出现读取某些网格格式可能会导致程序崩

8、溃。 还有一些附加的特殊考虑对每个输入数据格式，如下所示： ArcGrid - 请注意，FRAGSTATS不接受的ArcGIS矢量覆盖范围。使用ESRI ArcGrids（简称ArcGIS中“光栅”的数据格式），您必须拥有ArcGIS 10中（或更早）与空间分析或 ArcView的空间分析模块安装在您的计算机和FRAGSTATS上牌必须能够访问该DLL库在“bin”目录中（对于ArcGIS安装）或“BIN32”目录（ArcView的安装）。请注意，该路径的bin或BIN32可能会因你的版本和安装。在路径相应的bin目录应该在windows系统环境变量中指定。在Windows7中，环境变量可以访

9、问和控制面板编辑 - 系统和安全 - 系统 - “高级”选项卡下的高级系统设置，并单击“环境变量”。在系统变量列表中，选择“路径”变量，然后选择“编辑”，并添加路径到相应的bin目录下。该路径可以是这个样子（但检查以确保您使用了正确的路径为您的系统。“; C： Program Files文件（86） ArcGIS的 arcexe10x BIN”请注意，在路径中使用分号分开的路径列表中的项目。 另外，如果您使用的是ArcGrids，你不能在路径包含栅格的目录空间。请注意，这涉及到的路径栅格，而不是路径的Bin文件夹如上例所示。例如，下面的路径是非法的：“C：用户史密斯我的文档网格”，因为“我”和

10、“文档”之间的空间。请注意，仅此限制适用于ArcGrid;所有其他的图像格式，可容纳在路径中有空格。 原ASCII码网格，没有头 - 每个记录应包含1映像行。单元格的值应该用逗号或空格（S）分开。请注意，如果存在的话，有必要剥夺（删除）图像文件头信息，但一定要保持它，了解有关的背景单元格的值，行列，单元格大小，无数据的价值以后参考。默认的文件扩展名的原始ASCII网格.ASC文件导航的目的，但任何扩展都可以使用。 生8,16或32位（二进制）整数格，没有头 - 在8位和16位的二进制文件的唯一限制是，它们不适合用于移动窗口分析，这需要输出网格来浮动点（32位文件）。请注意，如果存在的话，有必要

11、剥夺（删除）图像文件头信息，但一定要保持它，了解有关的背景单元格的值，行列，单元格大小，无数据的价值以后参考。默认的文件扩展名的原始二进制网格.RAW文件导航的目的，但任何扩展都可以使用。 的GeoTIFF格 - 默认的文件扩展名了的GeoTIFF栅格。TIF文件导航的目的，但任何分机均可使用。 VTP二进制格式地形网格 - 默认的文件扩展名的VTP二进制格式地形网格.BT文件导航的目的，但任何扩展都可以使用。 ESRI的头标格 - 默认的文件扩展名的ESRI头标记网格.bil文件导航的目的，但任何分机均可使用。 ERDAS IMAGINE格 - 默认的文件扩展名的ERDAS IMAGINE网

12、格.IMG文件导航的目的，但任何分机均可使用。 PCRaster格 - 默认的文件扩展名的PCRaster网格.MAP文件导航的目的，但任何分机均可使用。 SAGA GIS bianry格式电网 - 默认的文件扩展名的SAGA GIS二进制格式电网.sdat文件导航的目的，但任何分机均可使用。光栅注意事项 要认识到在光栅图像的边的描绘是从根本上由格子状网格结构的制约是重要的。因此，光栅图像描绘在阶梯状的方式行。其结果是向上的偏压在边缘长度的测量;即，测得的边长为总是比真实边缘长度以上。此偏压的大小取决于颗粒或图像的分辨率（即，细胞的大小），并将该偏压与问候的使用和基于边缘的度量解释所造成的后果

13、，必须权衡相对于所研究的现象。向量光栅转换 在一些研究中，可能需要将矢量图像转换成光栅图像，以便运行FRAGSTATS。该非常小心在光栅化处理，并且将得到的光栅图像进行仔细的审查对于原始图像的准确表示可采取很关键的。例如，在光栅化处理，能够对间断斑块加入，反之亦然。这个问题可以是相当严重（例如，产生大量的1单元贴片和破坏线性景观元素的连续性），如果选择用于光栅化单元的尺寸过大的相对向的矢量图像的最小贴片尺寸。在一般情况下，小区大小小于最小斑块的最窄尺寸是必要的，以避免这些问题。指标水平 FRAGSTATS计算3个级别相对应的指标：（1）在每个马赛克斑块; （2）各斑块类型（类）中的马赛克;及（

14、3）景观镶嵌的全过程。这些指标进行了详细的FRAGSTATS度量部分所述。此外，FRAGSTATS计算邻接矩阵（即，贴片类型，每个成对的组合之间的小区邻接的数目相符，包括类似的邻接同一类的细胞之间），这是用来在多个类级和景观的计算-level聚集的指标。请注意，小区级指标定要包含在版。输出文件取决于哪个度量由用户选择，FRAGSTATS创建对应于三个层次的度量和邻接矩阵4的输出文件。用户提供了“基本名称”输出文件和FRAGSTATS追加扩展.patch，。类，。土地，并.adj的基本名称。创建的所有文件都是以逗号分隔的ASCII文件和查看。这些文件的格式，以方便输入到电子表格和数据库管理程序：

15、basename.patch file -“基本名称”.patch文件 -包含斑块的指标;该文件中包含1的记录（行）在风景每个斑块;列代表所选斑块指标。如果一个批处理文件进行了分析，该文件包含1记录在批处理文件中指定的每个景观的每个斑块。第一个记录是一个列标题的组成缩略词为所有跟随指标。对于单个的风景，斑块的输出文件将被结构如下： LID PIDTYPE AREA PERIM GYRATE CORE D:testgrid9 forestD:testgrid0 shrub Etc.“基本名称”类文件 - 包含类指标;该文件包含1记录（行）每个类中的景观;列代表选定的类指标。如果一个批处理文件进行

16、了分析，该文件包含1记录每个类在批处理文件中指定的每个景观。第一个记录是一个列标题的组成缩略词为所有跟随指标。对于单个的风景，这个类输出文件将被结构如下： LID TYPE CA PLAND NPPD LPI D:testgrid forest 4 D:testgrid shrub 3 Etc.“基本名称”。土地文件 - 包含景观格局;该文件包含1记录（行）的景观;列代表选定的景观格局。如果一个批处理文件进行了分析，该文件包含1记录在批处理文件中指定的每个景观。第一个记录是一个列标题的组成缩略词为所有跟随指标。对于单个的景观，景观输出文件将被结构如下： LID TA NPPD LPI TE E

17、D D:testgrid12Etc. “基本名称”.adj文件 - 包含类邻接矩阵;该文件包含除1的记录（行）为每个类中的风景一个简单包头，并给出了一个双向矩阵的形式。具体而言，第一条记录包含输入文件名，包括完整路径。第二记录和第一列包含的类ID（即，与每个类相关的网格的整数值），并且矩阵的元素是小区邻接的对类的每个成对组合的吻合。对于单个的风景，邻接输出文件将被结构如下：D:testgridClass ID / ID2 3 4 5 Background26840130 120 10 0 3120 7960160 40 10 4100 140 988040 20 510 40 30 30801

18、6 至少对于所有正值nonbackground细胞 - - 只有4正交邻居被视为注释，从其中每个小区边被计数两次的双重计数方法所产生的邻接相吻合。此外，基质可以不是对称的，如果横向边界是本因为横向边界边缘被只计算一次。例如，邻近类-5（在风景边界）结果，邻接的3级的小区类3（风景内）的小区;具体而言，3（行）-5（列）相邻。它不会导致一个邻接于第5类（行），因为边界细胞本身不评估。出于这个原因，邻接矩阵必须修改如下：每行代表邻接吻合为该类别的细胞，并且邻接的所有列的总和表示邻接于该类别的总数。这些行的总数应等于正值的细胞（每个细胞即4面）的数量相应的级次4（即，内部的风景）。这些行总计被用在一

19、些聚集的指标。需要注意的是邻接矩阵包括用于背景邻接，代表相邻指定背景相应的类的细胞表面上的柱。如果在输入的风景没有特定的背景和景观边界不存在，那么背景邻接代表细胞表面沿途景观边界 - 这被视为背景在没有边界的。如果边框提供和指定背景，那么背景邻接将等于零，因为每一个细胞表面，包括沿途景观边界，将毗邻一个真正的无背景类。如果一个批处理文件进行分析，对应在批处理文件中指定的每个景观的邻接矩阵附加到同一个文件。Backgrounds, Borders, and Boundaries背景，边框和边界FRAGSTATS接受图像的几种形式，取决于图像中是否包含背景，并确定是否在景观包含landscapeb

20、oundary（图1）的外侧的边界。其中的背景，边框和边界，以及它们如何影响景观的分析和各种指标的计算的区别是很大的混淆，因而非常重要的来源。大，应注意充分了解这些区别试图运行FRAGSTATS之前。我们强烈建议您通过本节读两次，第一次以熟悉的术语，第二次来理解的含义。图1。替代图像格式与问候的背景（给予99这里的类值）和边界。粗实线表示的横向边界。正面的价值观是“内”感兴趣的景观，并有助于计算总景观面积;负值是“外部”感兴趣的景观，并只用于确定沿途景观斑块边界边缘类型。景观边界 - 每个图像将包括景观边界定义景观周边和包围感兴趣的斑块镶嵌。边界仅仅是围绕感兴趣的斑块镶嵌的无形的线。在没有明确

21、的图像中给定的;更确切地说，它是由围绕积极评价细胞的最外层细胞的假想线所限定。细胞之间的景观界面区分的那些之外的兴趣景观内，从而最终决定了总景观面积。所有积极评价细胞被认为是感兴趣的风景内，并因此包括在景观的总面积，而不管它们是否被分类为背景（见下文）或没有。这一点很重要，因为许多指标包括总景观面积在计算中。请注意，在大多数情况下，景观边界将围绕积极评价单元的单一连续的区域。然而，它可能有积极评价细胞是分离的区域。在这种情况下，横向边界不是围绕感兴趣的景观单一连续的线，而是单独的边界周围的每个感兴趣的间断区。重要的一点是，积极评价细胞是感兴趣的风景内，而负值细胞外，景观边界是分隔内部从外面假想

22、线（次）。因此，如果输入图像中包含的所有积极评价的细胞，然后将整个网格被假定为在关注景观和景观边界表示整个网格周围的假想线。如果输入图像中包含带负价值的细胞，然后将这些细胞被认为是外界所关注的景观，从而外部的风景边界。在这种情况下，正和负价值单元之间的边表示的风景边界。在没有横向边界的（见下文），因为FRAGSTATS需要知道如何对待沿边界的边缘在所有边缘计算的横向边界是很重要的。在没有边界的景观界面会根据用户的规格（见下文）进行处理。 背景 - 图像可能包括背景 - 未定义区域或者感兴趣的“内部”和“外部”的景观。注意，背景可以存在于风景“洞”和/或可以部分或完全地包围感兴趣的风景。背景值可

23、以是任何整数值。背景积极评价的细胞都被假定为“内部”的兴趣的景观;背景负价值的细胞都被假定为“外部”的兴趣的风景。这种区别是很重要的，如上面提到的，因为积极评价背景（室内背景）将被包括在总横向面积，从而会影响到许多度量，尽管它不会被视为一个斑块本身（见下文）。进一步，通过图形用户界面（参见下文），类任何一类或组合可以治疗（即重新分类）作为背景对特定分析。有关于如何背景是FRAGSTATS处理的几个关键问题： 内部背景（即积极评价背景）被包括在总景观面积和由此影响的指标，包括总横向面积在他们的计算。然而，这是相当棘手的，室内的背景是在本质上的数字，涉及总结斑块或类指标类和景观指标排除在总景观面积

24、。例如，平均斑块面积是基于斑块的类或横向水平的平均大小。如果室内的背景存在，平均斑块大小计算所FRAGSTATS不等于总景观面积的色块数量划分，因为总景观面积包括背景区域不占任何斑块。同样，任何修补程序度量的面积加权平均数（即在类和景观水平分布统计;看到FRAGSTATS度量文档）的权重各片由它的面积比例代表。这里，每个贴片的比例面积不基于总景观面积，而是所有斑块面积的总和，即相当于总横向面积减去内的背景。同样，一些景观指数是从景观每班的比例计算（例如，香农和辛普森的多样性）。这里，每一个类的比例面积不是基于总景观面积，因为比例必须在所有的类之和为1。相反，该比例是基于所有类面积的总和，即相当

25、于总横向面积减去内的背景。鉴于内部是如何背景影响各种指标的细微差别，则您有义务仔细阅读有关每个选择度量指标FRAGSTATS文件，假设当然是室内的背景是一个问题。 外观背景（即负价值背景）可以对分析影响不大，如果功能性指标进行选择。外部背景被假定为“外部”的兴趣的景观，从而对基于面积的度量没有影响;然而，外部背景和室内单元之间的边界可以实现的基于边缘的度量（例如，核心区域，边缘对比度和聚集的度量）。因此，在输入的风景外部背景的“范围”没有任何影响，但外观背景和室内景观单元之间的“边的长度”可以具有的效果。 毗邻非背景类背景（包括内部和外部）细胞代表的边缘必须在所有的边缘相关的指标来解释。用户指

26、定如何背景边缘片段应在所有的边缘相关的计算处理（见下文）。景观边界 - 图像还可以包括景观边界;土地带状围绕感兴趣的景观（即景观边界之外），其内的斑块已经被划定和分类。在边界斑块必须被设置为适当的接插型代码是否定的。例如，如果一个边界斑块的代码34的贴片型，则其单元值必须是-34（负34）。边界可以是任意的宽度（只要它是在至少1小区宽），并提供关于接插型邻接于对景观的边缘斑块的信息（即，沿横向边界）。从本质上讲，在边境的斑块提供贴片式邻接在位于沿景观界面感兴趣的景观斑块的信息;在边境的修补程序的所有其他属性都将被忽略，因为它们所关注的景观之外。因此，边境仅影响其中贴片式邻接被认为是衡量标准：核

27、心区，边缘的对比度，和聚集的指标。 在大多数情况下，它可能是不正确的假设，所有的边缘功能相同。事实上，有很好的证据表明边缘变化在其影响生态过程和生物取决于边缘的性质（例如，相邻的贴片，结构对比度的类型，方向等）。因此，用户可以指定含有边缘对比权重斑块类型（类），包括涉及的背景（如果存在）的邻接的每一种组合的文件（更详细地，在FRAGSTATS计量部的对比度度量部分中描述）。简言之，将这些权重表示的相邻贴片类型之间的边缘的对比度的大小和介于0（无造影剂）和1（最大对比度）一定范围内。边缘对比权重被用来计算几种基于边缘的度量。如果不提供这个重量文件，这些边缘的对比度指标根本不计算。一般来说，如果一

28、个景观边界被指定，权重文件将被指定为好，因为用于指定边框的主要原因之一是，当边缘对比度信息被认为是非常重要的。如果边框出现，所有的景观边界边段相关联的边缘对比度作出了明确的，由于邻接斑块类型的知识。如果边界不存在，然后沿景观边界的所有边缘片段将被视为相同的背景，在用户提供的边对比度体重文件中指定。但是，请注意，景观边界的存在都会有，如果没有指定重量的对比文件，在边缘的对比度指标无影响 - 因为这些指标将不被计算。 类似地，用户可以指定含有边缘深度（更详细地，在FRAGSTATS计量部的核心区度量节中描述），用于修补的类型（类），包括涉及的背景（如果存在）的邻接的每一种组合的文件。简单地说，边深

29、度代表在哪个边缘效应渗透到了一个斑块，并且必须在距离单位（米）给出的距离;缘深度可以是任意数= 0但是，用于确定核心区的目的的实现边缘的深度时，FRAGSTATS通过由小区大小所建立的最小分辨率的限制。因此，实际上，边缘深度将在小区大小的增量四舍五入到最接近的距离。例如，如果单元格大小为30公尺，并指定了百米深的边缘，用来掩盖细胞沿着一个斑块边缘的边缘遮罩（即从斑块的“核心”消除它们）将3细胞宽（90 M），因为它是不能够使用的掩模是个单元宽。同样，在50米的指定缘深度实际上将被四舍五入到2细胞（60米）。因此，一般最好以指定的增量等于小区大小边缘的深度。边深度被用来计算几个核心区为基础的指标

30、。如果不提供这个缘深度的文件，这些核心区域指标根本不计算。通常，如果一个景观边界被指定，边缘深度文件将被指定为好，因为用于指定边框的主要原因之一是，当边缘影响的信息被认为是非常重要的。如果边框出现，所有的景观边界边段相关联的边缘深处是作出了明确的，由于邻接斑块类型的知识。如果边界不存在，然后沿景观边界的所有边缘片段将被视为相同的背景，在用户提供的边缘深度文件中指定。然而，请注意，一个景观边界的存在下将具有未指定的边缘深度文件是在芯区域的度量没有影响 - 因为这些度量将不会被计算。 一种自然景观的边界也确定贴片式邻接许多聚集的指标是有用的。这些度量（更详细地，在FRAGSTATS度量文档中的聚集

31、度量节中描述）需要对细胞邻接的信息;也就是说，对于每一个电池的侧面抵接的类值。小区相邻的比例分配用于计算各种质地的景观指标。虽然景观边框是不是经常指定用于计算这些指标的质感为主要目的，边框会通知这些指标的计算。如果边框出现，所有的景观边界边段相关联的邻接作出明确因邻接斑块类型的知识。如果边界是不存在，然后沿横向边界的所有边缘段被视为与背景和相应小区的相邻部分被在这些指标的计算忽略。 基于边缘的长度的度量（例如，总的边缘或边缘密度）会受到这些考虑以及。如果一个景观边界存在，然后沿边界边段进行评估，以确定哪些片段代表了“真正”的边缘，哪些没有。例如，细胞之间的边缘部分与类值5（感兴趣的风景内）和细胞类值-5（感兴趣的景观外，也就是说，在边界）并不代表真正的边缘;在这种情况下，横向边界人工平分否则连续贴片和边缘未在总边缘长度的计算计数。相反，5级和-3之间的边缘部分代表了真正的优势和计数。如果一个风景边界不存在，那么整个边界被视为背景，并且根据用户指定的比例进行处理。例如，如果用户指定了横向边界的50应被视为真实边缘，然后将景观边界涉及背景的50将被加入到边缘的长度的度量。换句话说，不管风景边界是否存在与否，如果指定了背景类，然后边接壤背景用户指定的比例被当作真实边缘，而剩余部分被忽略。 我们建议，包括景