12/05/2008

尺度變化的影響

ICLEE那天發的Landscape and ecological engineering volume3 no.1,第47頁有一篇關於changing scale的文章,內容大概是計算不同粒度的景觀結構指數,並把它們畫成曲線圖,看它們的變化。

曲線圖的X軸是粒度,由30m到300m,Y軸是各項指數。曲線往上的指數有Mean Patch Size和Euclidean Nearest Neighbor Distence(Mean);曲線往下的指數較多,有Aggregation, Cohesion, landscape shape, number of patches和total edge length;當然也有平平的,像是Class Area。

但是各個圖都有一個共通點,在粒度為100*100(與最小粒度面積比例為10)附近的時候,曲線開始不平順,上下劇烈變動,或開始有另一種階梯狀的線條出現。關於這個問題...我還沒看懂,下次再和大家說明,如果有興趣的話請跟有去ICLEE的人借來看看。

因為我發現有點難懂,所以在本篇文章的文獻中找了比較原始的一篇文章:Effects of changing spatial scale on the analysis of landscape pattern (Monica G. Turner, Robert V. O'Neill, Robert H. Gardner & Bruce T. Milne, 1989)。

文章中主要在觀察不同幅度與粒度下的景觀資料(landscape data)變化,是否會產生一個規則,並且使用Diversity(歧異度)、Dominace(優勢)和Contagion三種指數做分析,希望可以應用在未來測量不同景觀尺度的事件。因為我對粒度(grain)比較有興趣..所以目前只看了粒度的部分。

粒度從1*1個單位放大到50*50個單位,總共有18種粒度。在放大粒度時,例如1*1→2*2,LCTs(Land Cover types)屬性為四格中出現最多者;若四格內的LCTs屬性兩兩相同,則屬性則以隨機方式獲得。

結果為,LCTs類別的數量在七個不同景觀中,隨著粒度的變大而縮減。由6種縮減至3種,意思也就是粒度越大,則會忽略越多東西;以各LCTs類別佔全面積的比例來看,原本面積就佔多數的類別,會跟著粒度的增加而增加,其餘的類別則漸漸消失;如果類別之間的差異不大,變化也會比較緩和(見下圖)。
我在想,是不是在面積比例上有一個臨界值,過了這個臨界值,面積就會和粒度成正相關,反之則成負相關。

在比較三種指數的結果方面,不同的粒度對於Diversity數值有線性的關係,而Dominace和Contagion則無;但是在幅度上,Dominace和Contagion隨著粒度著增加,而Diversity則是呈現不同的反應。
指數的變化,是因為LCTs的數量(m)和面積比例(Pk)隨著幅度與粒度改變。而三種指數有不同的反應,則是因為指數本身的特性不同,對土地使用類型的數量和面積比例的關係也會不同,因此和changing scale才有不同的線性關係。
再回頭看那篇2006年的,景觀結構指數因為和土地使用類型(LCTs)有不同相關方式,所以曲線圖才會有好幾種不同的曲線。

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