景觀指數分析 - 初識FragStats4.2


引 言

  FragStats景觀格局分析軟件 ,簡單扼要地說就是景觀指數的集成分析環境,不用自己編寫相關的算法和讀/取文件的開發。根據了解,FragStats(Fragment Statistic)官方定義為“FRAGSTATS is a computer software program designed to compute a wide variety of landscape metrics for categorical map patterns.(FRAGSTATS是一款為揭示分類圖的分布格局而設計的、計算多種景觀指數的桌面軟件程序)”,目前高達100余中指數的計算,包括近幾年發表的景觀指數(發表景觀指數算法的論文是很吃香的);其中,發展日程於4.3研發的像元指標、於4.4擁有景觀梯度計算,目前最新版本是4.2,空間分析模塊最高兼容Arcmap 10.1,其中高版本的兼容方案有二:①安裝Arcinfo Workstation 10.0  ②安裝ArcView 3.3 ,檢查空間分析模塊許可的有效方法是利用Diagnostic tool for ArcGIS users  工具(解壓后雙擊運行即可)

 
frg_diag (方案①)

  當然,如果不使用ESRI GRID格式和ArcMap的空間分析功能,則沒必要擔心兼容問題,也可以將現有的GRID格式文件轉換為GeoTIFF或者ASCII文本(*.img格式也是很受歡迎的)。並且,支持的柵格數據兼容至32ubit的位深。

本文規定:

         ①FragStats軟件僅支持柵格數據,主要引用GDAL、ESRI等流行格式

             ②FragStats分析環境中所有目錄位置均不可以有空格/非法字符

                  ③參考官方教程文檔 的基礎上編輯總結的,轉載無需注明出處                

1. 軟件配置及文件說明

  首先,上官方網站下載fragstats4.2.1 壓縮包文件,右擊frg_setup_4.2.exe以管理員身份運行,安裝完成后打開應用程序;接着點擊“New”菜單新建一個工程(允許多建多窗口共存),如果你裝有ArcMap10.1或者上述方案的軟件時,會發現啟動fragstats會比較緩慢,因為fragstats是自動綁定空間分析模塊的,啟動時也是自動加載的;

 
fragstats應用程序界面

 

 
fragstats工程界面

  適合fragstats分析的圖層內容說明:除了GDAL和ESRI主流格式的文件外,重點說明ASCII/二進制文件格式、類型說明文件和邊緣深度文件。

  ①ASCII/二進制文件內容不能包括頭文件信息,如像元大小、柵格行列數、波段數等圖層信息,是純像元值的二維行列描述;頭文件信息在加載圖層時需要填入,因此需要明確頭文件信息

 
ASCII/二進制文件內容(NotePad++文本編輯器)

 

 
頭文件信息(手動鍵入)

  ②類型說明文件(Class Description,*.fcd)

 
Class Description

  ③邊緣深度文件(Edge Depth,*.fsd),景深說白了就是分析設計的半徑距離

 
Edge Depth
 
Edge Similarity
 
Edge Contrast

2. 單柵格文件分析

  了解上述內容后,小編試着加載官方教程數據(reg78b,格式隨自己喜歡),這里小編選擇tif格式(懶得給ASCII文件鍵入頭文件信息),接着加載描述和邊緣深度文件、設置分析的水平指數、配置好分析參數,具體如下:

 
加載GEOTIFF
 
加載輔助文件
 
參數配置(ID文件標識各像元所屬的類型代號)
 
景觀指數設置
 
景觀指數 - 參數設置
 
參與最大類別數(本文6種)
 
RUN
 
Results

3. 批量處理分析

  簡單明了地說,如果有多個文件可以設置同樣的參數和景觀指數,如多年的土地覆蓋柵格數據,就可以加載多個圖層並統一設置分析了,其中,批處理文件的格式就是路徑+頭文件信息

 
詳情參考用戶手冊

4.移動窗口的分析

  移動窗口是上述提及的全局取樣方式中的一種

 
選項說明
 
執行過程

5. 不同取樣方式下的景觀格局分析

  分為全局及局部的取樣及策略方案,本文不多解釋,基本原理一致,分析規則設置不同而已,詳情參考本文的參考附錄。

6. 參考附錄

FRAGSTATS_4.2_Tutorial

小編呼吁讀者參與翻譯英文書籍

《Modern Spatial Econometrics in Practice A Guide to GeoDa, GeoDaSpace and PySAL》

《Scale Issues in Remote Sensing》

《Advances in Spatial Data Handling and Analysis》

《Handbook of Applied Spatial Analysis》




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