完整word版关于使用fragstats的一点总结.docx

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完整word版关于使用fragstats的一点总结

关于使用fragstats的一点总结

（2007-07-1021:

03:

09）

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分类：

GIS、RS、GPS

关于使用fragstats的一点总结

1.环境变量的设置

 步骤：

我的电脑->属性->高级->环境变量，在系统变量那里，新建，变量名为path，变量值为X:

\ESRI\AV_GIS30\ARCVIEW\BIN32，X为Arcview安装所在的盘符。

 至于如何借助Arcgis，我还没有试成功过。

2.grid文件的选择

 正确地设置了环境变量之后，RunParameters对话框中，InputDataType的ArcGrid选项会变成可选。

 选择ArcGrid选项，点击Gridname按钮，弹出文件选择对话框，在左边的树目录选择Grid文件所在的目录，在右边的列表框中就会出现可以选择的Grid文件列表，选择一个，ok之后，就可以将Grid文件导入。

3.Grid文件的生成

 建议用Arcgis事先处理地图数据，因为Arcgis中间产生的数据格式大多为Grid格式，这样不用另外转换格式，也方便景观指数的计算。

 如果用Arcview处理地图数据，可以在加载空间分析模块的基础上，Theme->ConverttoGrid来生成。

加载空间分析模块的方法：

File->Extensions，选择SpatialAnalyst，ok。

4.指数的选择。

 指数一共有三个级别，path、class、land三个级别。

不同级别对应不同的指数，对应着不同的生态学意义。

所以选择指数的时候，一定要清楚所选择的指数对应的级别。

5.背景的问题

 在景观计算中，需要注意背景的影响。

这是景观指数误差中很大的一部分。

 比如说，我们拿到的遥感图像，校正好后，边界裁剪后，一般不是规则的矩形。

在边边角角存在没有信息的像元。

图像分类后，没有信息的像元也是作为分类的一种的。

因此，需要对其进行去除。

这个操作可以在Arcgis下操作。

Fragstats3.3使用

2008-05-2923:

06

（1）对grid的支持问题

在windows环境变量-用户变量中添加Path：

C:

\ProgramFiles\ArcGIS\Bin即可

（2）description文件的设置

1,工业仓储,true,false

2,道路交通,true,false

3,商业行政教育办公,true,false

10,other,false,true

第三列表示是否显示在结果中，即使选f，在某些运算中仍参与计算

第四列表示是否为背景

（3）batch文件的设置

E:

\lst20,x,999,x,x,IDF_ARCGRID

好像只用把路径改下就行了

设置好这些后就可以设置要输出的计算项了

（4）关于输入文件格式的问题

只用grid做过，似乎是因为grid在arcinfo中计算方便

一个影像要先转变为分类grid

一个简单的例子：

lst120_cl=con（lst120<3069,1,~

                lst120<3089,2,~

                lst120<3108,3,~

                lst120<3128,4,~

                5）

在arcgis中找好分割点，然后用这样的命令即可

采用的Fragstats313景观计算软件,可以相应计算景观3个级别上（斑块、类型、景观）的大约4O多个指标。

例如以研究景观结构为主,所选指数主要是为反映景观最基本结构信息,具体选用了斑块个数（NP）、景观类型面积（CA）、景观类型百分比（%LAND）、拼块平均大小（MPS）、最大斑块面积百分比（largestpatchindex,LPI）、景观类型斑块破碎度指数（perimeterareafractaldimension）、景观优势度指数（landscapedominanceindex,LDI）、景观多样性指数（landscapediversityindex）等指数进行分析。

在指数计算过程中,先在ENVI（遥感图像处理系统）软件中将遥感影像转成标准格式,导入Fragstats313软件,通过文本文件建立影像属性文件并修改扩展名保存为*.fdc格式,并在runparameters界面中的属性栏中添加影像数据文件,选择要计算的指数,执行指数计算即可获取相应指数的量值。

当前，也有在景观指数提取方面多数采用传统的以地形图和土地利用图为基准,利用MapGIS地理信息系统软件为平台,通过对遥感影像进行目视解译,对斑块属性的赋值建立景观分类图,然后利用SPSS、PANS等景观软件或Excel软件进行景观指数计算。

附：

ENVI图像处理系统介绍

美国ResearchSystemInc.（RSI）公司的ENVI（theEnvironmentforVisualizingImages）是一套功能齐全的图像处理系统。

它可以对各种空间分辨率的遥感卫星数据进行处理，包括从传统的TM、SPOT影像到IKONOS、QuickBird等高空间分辨率卫星影像和MODIS等高光谱卫星影像。

ENVI能够充分提取图像信息，具备全套完整的遥感影像处理工具，能够进行文件处理、图像增强、掩膜、预处理、图像计算和统计，完整的分类及后处理工具，及图像变换和滤波工具、图像镶嵌、融合等功能。

ENVI包含所有基本的遥感影像处理功能，ENVI的矢量工具可以进行屏幕数字化、栅格和矢量叠合，建立新的矢量层，编辑点、线、多边形数据，缓冲区分析，创建并编辑属性、进行相关矢量层的属性查询。

同时ENVI的集成雷达分析工具可以快速处理雷达SAR数据和极化雷达数据。

转]Fragstats部分景观指数生态学含义

（2010-07-0610:

08:

00）

转载

标签：

杂谈

   拼块类型面积（CA），单位：

ha,范围：

CA>0公式描述：

CA等于某一拼块类型中所有拼块的面积之和（m2），除以10000后转换为公顷（ha）；即某拼块类型的总面积。

生态意义：

CA度量的是景观的组分，也是计算其他指标的基础。

它由很重要的生态意义，其值的大小制约着以此类型拼块作为聚居地（Habitation）的物种的丰度、数量、食物链及其次生物种的繁殖等，如许多生物对其聚居地最小面积的需求是其生存的条件之一；不同类型面积的大小能够反映出其间物种、能量和养分等信息流的差异，一般来说，一个拼块中能量和矿物养分的总量与其面积成正比；为了理解和管理景观，我们往往需要了解拼块的面积大小，如所需要的拼块最小面积和最佳面积是极其重要的两个数据。

   景观面积（TA），单位：

ha,范围：

TA>0公式描述：

TA等于一个景观的总面积，除以10000后转化为公顷（ha）。

生态意义：

TA决定了景观的范围以及研究和分析的最大尺度，也是计算其他指标的基础。

在自然保护区设计和景观生态建设中，对于维护高数量的物种，维持稀有种、濒危种以及生态系统的稳定，保护区域景观的面积是最重要的因素。

   拼块所占景观面积的比例（%LAND），单位：

百分比，范围：

0<%LAND<=100公式描述：

%LAND等于某一拼块类型的总面积占整个景观面积的百分比。

其值趋于0时，说明景观中此拼块类型变得十分稀少；其值等于100的时候，说明整个景观只由一类拼块组成。

生态意义：

%LAND度量的是景观的组分，其在拼块级别上与拼块相似度指标（LSIM）的意义相同。

由于它计算的是某一拼块类型占整个景观的面积的相对比例，因而是帮助我们确定景观中模地（Matrix）或优势景观元素的依据之一；也是决定景观中的生物多样性、优势种和数量等生态系统指标的重要因素。

   拼块个数（NP），单位：

无，范围：

NP>=1公式描述：

NP在类型级别上等于景观中某一拼块类型的拼块总个数；在景观级别上等于景观中所有的拼块总数。

生态意义：

NP反映景观的空间格局，经常被用来描述整个景观的异质性，其值的大小与景观的破碎度也有很好的正相关性，一般规律是NP大，破碎度高；NP小，破碎度低。

NP对许多生态过程都有影响，如可以决定景观中各种物种及其次生种的空间分布特征；改变物种间相互作用和协同共生的稳定性。

而且，NP对景观中各种干扰的蔓延程度有重要的影响，如某类拼块数目多且比较分散时，则对某些干扰的蔓延（虫灾、火灾等）有抑制作用。

   最大拼块所占景观面积的比例（LPI），单位：

百分比，范围：

0

LPI等于某一拼块类型中的最大拼块占据整个景观面积的比例。

生态意义：

有助于确定景观的模地或优势类型等。

其值的大小决定着景观中的优势种、内部种的丰度等生态特征；其值的变化可以改变干扰的强度和频率，反映人类活动的方向和强弱。

   拼块平均大小（MPS），单位：

ha，范围：

MPS>0公式描述：

MPS在拼块级别上等于某一拼块类型的总面积除以该类型的拼块数目；在景观级别上等于景观总面积除以各个类型的拼块总数。

生态意义：

MPS代表一种平均状况，在景观结构分析中反映两方面的意义：

景观中MPS值的分布区间对图像或地图的范围以及对景观中最小拼块粒径的选取有制约作用；另一方面MPS可以指征景观的破碎程度，如我们认为在景观级别上一个具有较小MPS值的景观比一个具有较大MPS值的景观更破碎，同样在拼块级别上，一个具有较小MPS值的拼块类型比一个具有较大MPS值的拼块类型更破碎。

研究发现MPS值的变化能反馈更丰富的景观生态信息，它是反映景观异质性的关键。

   面积加权的平均形状因子（AWMSI）公式描述：

AWMSI在拼块级别上等于某拼块类型中各个拼块的周长与面积比乘以各自的面积权重之后的和；在景观级别上等于各拼块类型的平均形状因子乘以类型拼块面积占景观面积的权重之后的和。

其中系数0.25是由栅格的基本形状为正方形的定义确定的。

公式表明面积大的拼块比面积小的拼块具有更大的权重。

当AWMSI=1时说明所有的拼块形状为最简单的方形（采用矢量版本的公式时为圆形）；当AWMSI值增大时说明拼块形状变得更复杂，更不规则。

生态意义：

AWMSI是度量景观空间格局复杂性的重要指标之一，并对许多生态过程都有影响。

如拼块的形状影响动物的迁移、觅食等活动，影响植物的种植与生产效率；对于自然拼块或自然景观的形状分析还有另一个很显著的生态意义，即常说的边缘效应。

面积加权的平均拼块分形指数（AWMPFD），单位：

无，范围：

1<=AWMPFD<=2公式描述：

AWMPFD的公式形式与AWMSI相似，不同的是其运用了分维理论来测量拼块和景观的空间形状复杂性。

AWMPFD=1代表形状最简单的正方形或圆形，AWMPFD=2代表周长最复杂的拼块类型，通常其值的可能上限为1.5。

生态意义：

AWMPFD是反映景观格局总体特征的重要指标，它在一定程度上也反映了人类活动对景观格局的影响。

一般来说，受人类活动干扰小的自然景观的分数维值高，而受人类活动影响大的人为景观的分数维值低。

应该指出的是，尽管分数维指标被越来越多地运用于景观生态学的研究，但由于该指标的计算结果严重依赖于空间尺度和格网分辨率，因而我们在利用AWMPFD指标来分析景观结构及其功能时要更为审慎。

平均最近距离（MNN），单位：

m，范围：

MNN>0公式描述：

MNN在拼块级别上等于从拼块ij到同类型的拼块的最近距离之和除以具有最近距离的拼块总数；MNN在景观级别上等于所有类型在拼块级别上的MNN之和除以景观中具有最近距离的拼块总数。

生态意义：

MNN度量景观的空间格局。

一般来说MNN值大，反映出同类型拼块间相隔距离远，分布较离散；反之，说明同类型拼块间相距近，呈团聚分布。

另外，拼块间距离的远近对干扰很有影响，如距离近，相互间容易发生干扰；而距离远，相互干扰就少。

但景观级别上的MNN在拼块类型较少时应慎用。

   平均邻近指数（MPI），单位：

无，范围：

MPI>=0公式描述：

给定搜索半径后，MPI在拼块级别上等于拼块ijs的面积除以其到同类型拼块的最近距离的平方之和除以此类型的拼块总数；MPI在景观级别上等于所有拼块的平均邻近指数。

MPI=0时说明在给定搜索半径内没有相同类型的两个拼块出现。

MPI的上限是由搜索半径和拼块间最小距离决定的。

生态意义：

MPI能够度量同类型拼块间的邻近程度以及景观的破碎度，如MPI值小，表明同类型拼块间离散程度高或景观破碎程度高；MPI值大，表明同类型拼块间邻近度高，景观连接性好。

研究证明MPI对拼块间生物种迁徙或其它生态过程进展的顺利程度都有十分重要的影响。

   景观丰度（PR），单位：

无，范围：

PR>=1公式描述：

PR等于景观中所有拼块类型的总数。

生态意义：

PR是反映景观组分以及空间异质性的关键指标之一，并对许多生态过程产生影响。

研究发现景观丰度与物种丰度之间存在很好的正相关，特别是对于那些生存需要多种生境条件的生物来说PR就显得尤其重要。

   香农多样性指数（SHDI），单位：

无，范围：

SHDI>=0公式描述：

SHDI在景观级别上等于各拼块类型的面积比乘以其值的自然对数之后的和的负值。

SHDI=0表明整个景观仅由一个拼块组成；SHDI增大，说明拼块类型增加或各拼块类型在景观中呈均衡化趋势分布。

生态意义：

SHDI是一种基于信息理论的测量指数，在生态学中应用很广泛。

该指标能反映景观异质性，特别对景观中各拼块类型非均衡分布状况较为敏感，即强调稀有拼块类型对信息的贡献，这也是与其它多样性指数不同之处。

在比较和分析不同景观或同一景观不同时期的多样性与异质性变化时，SHDI也是一个敏感指标。

如在一个景观系统中，土地利用越丰富，破碎化程度越高，其不定性的信息含量也越大，计算出的SHDI值也就越高。

景观生态学中的多样性与生态学中的物种多样性有紧密的联系，但并不是简单的正比关系，研究发现在一景观中二者的关系一般呈正态分布。

   香农均度指数（SHEI），单位：

无，范围：

0<=SHEI<=1公式描述：

SHEI等于香农多样性指数除以给定景观丰度下的最大可能多样性（各拼块类型均等分布）。

SHEI=0表明景观仅由一种拼块组成，无多样性；SHEI=1表明各拼块类型均匀分布，有最大多样性。

生态意义：

SHEI与SHDI指数一样也是我们比较不同景观或同一景观不同时期多样性变化的一个有力手段。

而且，SHEI与优势度指标（Dominance）之间可以相互转换（即evenness=1-dominance）,即SHEI值较小时优势度一般较高，可以反映出景观受到一种或少数几种优势拼块类型所支配；SHEI趋近1时优势度低，说明景观中没有明显的优势类型且各拼块类型在景观中均匀分布。

   散布与并列指数（IJI），单位：

百分比，范围：

0

IJI在拼块类型级别上等于与某拼块类型i相邻的各拼块类型的邻接边长除以拼块i的总边长再乘以该值的自然对数之后的和的负值，除以拼块类型数减1的自然对数，最后乘以100是为了转化为百分比的形式；IJI在景观级别上计算各个拼块类型间的总体散布与并列状况。

IJI取值小时表明拼块类型i仅与少数几种其它类型相邻接；IJI=100表明各拼块间比邻的边长是均等的，即各拼块间的比邻概率是均等的。

生态意义：

IJI是描述景观空间格局最重要的指标之一。

IJI对那些受到某种自然条件严重制约的生态系统的分布特征反映显著，如山区的各种生态系统严重受到垂直地带性的作用，其分布多呈环状，IJI值一般较低；而干旱区中的许多过渡植被类型受制于水的分布与多寡，彼此邻近，IJI值一般较高。

   蔓延度指数（CONTAG），单位：

百分比，范围：

0

CONTAG等于景观中各拼块类型所占景观面积乘以各拼块类型之间相邻的格网单元数目占总相邻的格网单元数目的比例，乘以该值的自然对数之后的各拼块类型之和，除以2倍的拼块类型总数的自然对数，其值加1后再转化为百分比的形式。

理论上，CONTAG值较小时表明景观中存在许多小拼块；趋于100时表明景观中有连通度极高的优势拼块类型存在。

应该指出的是，该指标只能运行在FRAGSTATS软件的栅格版本中。

生态意义：

CONTAG指标描述的是景观里不同拼块类型的团聚程度或延展趋势。

由于该指标包含空间信息，是描述景观格局的最重要的指数之一。

一般来说，高蔓延度值说明景观中的某种优势拼块类型形成了良好的连接性；反之则表明景观是具有多种要素的密集格局，景观的破碎化程度较高。

而且研究发现蔓延度和优势度这两个指标的最大值出现在同一个景观样区。

该指标在景观生态学和生态学中运用十分广泛，如Graham等曾用蔓延度指标进行生态风险评估；Musick和Grover用它来量测图像的纹理等。

[转]景观指数分析软件Fragstats专题学习

（2010-07-0611:

12:

40）

转载

标签：

杂谈

   Fragstats基于分类图像的空间格局分析程序：

该软件是一个用来计算大量景观指数的计算机软件，该软件接受分类格局图像。

美国林务局技术报告中曾经在1995年介绍过该软件，当时的版本是2.0，现在可供下载的版本是3.3.现在该软件已经成为景观生态学研究中重要的软件，受到广泛好评。

其中第3版增加了

1.用户图形界面

2新的景观指数

3临近距离

4核心区面积

5移动窗口分析

6背景和边界

7命令行扩展

   Fragstats是由美国俄勒冈州立大学森林科学系开发的一个景观指标计算软件，它由两个版本，矢量版本运行在Arc/INFO环境中，接受Arc/INFO的矢量图层；栅格版本可以接受Arc/INFO、IDRISI、ERDAS等多种格式的格网数据。

两个版本的区别在于：

栅格版本可以计算最近距离、邻近指数和蔓延度，而矢量版本不行；另一个区别是对边缘的处理，由于格网化的地图中，拼块边缘总是大于实际的边缘，因此栅格版本在计算边缘参数时，会产生误差，这种误差依赖于网格的分辨率。

   运行软件后，设置参数，可以选择ArcGrid.如果你遇到ArcGrid不可用，可能是你电脑上安装的ArcGIS有关，因为该软件读取Grid数据要调用Arc/INFO中的动态链接库，可以使用如下解决办法：

设置我的电脑—环境变量—第一个当中新建名为path，路径为C:

\esri\av30\bin32

需要安装arcview3.2和spatialAnalysis..这样设置以后，fragstats的ArcGrid就可用了，你可以用grid格式的数据进行分析了。

    Fragstats计算景观指标的操作比较简单，大体步骤如下：

1） 运行软件，设置参数：

fragstats—setrunparameters,可选择输入数据类型，如选择arcgrid数据类型，然后选择输入文件以及输出文件，选择斑块、类、景观水平上的指标或全选。

2） 选择要计算的指标，如要计算景观水平上的指标，选selectlandmetrics,并选择相应的指标。

3） 运行，excute

4） 查看结果，browsresult

5） 保存结果

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转]Fragstats 3.3使用方法及景观指数生态学含义

（2010-07-0611:

17:

48）

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标签：

杂谈

分类：

GIS

Fragstats33软件的安装

如果你装了arcgis软件，那么Fragstats3.3可以直接使用。

下载下来的文件解压缩后，双击便可以使用，注意，要保证你的ArcGIS是运行的状态。

环境变量的设置

打开软件后，看你的是“ARCGRIDdisabled”还是“ARCGRIDenabled”，如果是后则，可以直接使用，如果是前者，学要设置环境变量。

步骤：

我的电脑->属性->高级->环境变量，在系统变量那里，新建，变量名为path，变量值为X:

\ESRI\AV_GIS30\ARCVIEW\BIN32，X为Arcview安装所在的盘符。

或者是C:

\ProgramFiles\ArcGIS\Bin，C为Arcview安装所在的盘符，一般默认安装在C盘上。

这样你的软件就能用了。

数据准备

因为这个软件支持的是grid格式的数据，所以需要将手上的coverage、shape文件转换为grid格式的文件，用来运算。

转换可以在Arcview里面进行，或者Arcmap都可以。

以Arcmap为例：

A、调出B、转换为grid：

featuretoraster

如果想要grid按照你所设定的形状进行计算，可以进行裁剪。

且可以保证背景的完整性。

 以Arcview为例：

erttoGrid来生成。

加载空间分析模块的方法：

File->Extensions，选择SpatialAnalyst，ok。

属性文件的制定

    新建txt文件，格式如下：

    ClassID,ClassName,Status,isBackground

    1,shrubs,true,false

    2,conifers,true,false

    3,deciduous,true,false

    4,other,false,true

    注意：

每个之间用空格键和逗号隔开。

1－3是你所分的地类所代表的属性，有多少个地类就列多少行。

4是文件最后所必需的一列。

最后保存为*.fdc格式。

参数设定

    找到图标或者是fragstats\setrunparameters打开Runparameters对话框。

    Gridname：

选择grid文件。

    OutputFile:

随便命个名字，存在你能找到的地方。

    Ispropertiesfile找到步骤五所保存好的*.fdc文件。

    OutputStatistics:

选择你要计算的指数，有斑块级别的、地类级别的、景观级别的，自己可以任意选择。

    同意可以选择斑块的邻距。

那要看自己怎么订了。

4个cell或者8个cell。

    注意：

如果参数设置完成后，你的地类学要修改，或者有运行有什么问题，可以打开：

tools/classproperties进行修改。

指数的选择

    Fragstats/selectpatch（class、land）metrics

    指数一共有三个级别，path、class、land三个级别。

不同级别对应不同的指数，对应着不同的生态学意义。

所以选择指数的时候，一定要清楚所选择的指数对应的级别。

运行计算

    选择好指数后，点击Fragstats/execute执行，或者是图标。

    结果保存在步骤6种的OutputFile是所存的地方。

找到后，用记事本打开。

便是你要的结果了。

部分景观指数及其生态学含义

拼块类型面积（CA），单位：

ha，范围：

CA>0

公式描述：

CA等于某一拼块类型中所有拼块的面积之和（m2），除以10000后转化为公顷（ha）；即某拼块类型的总面积。

生态意义：

CA度量的是景观的组分，也是计算其它指标的基础。

它有很重要的生态意义，其值的大小制约着以此类型拼块作为聚居地（Habitation）的物种的丰度、数量、食物链及其次生种的繁殖等，如许多生物对其聚居地最小面积的需求是其生存的条件之一；不同类型面积的大小能够反映出其间物种、能量和养分等信息流的差异，一般来说，一个拼块中能量和矿物养分的总量与其面积成