基于ArcGIS Pro、R、INVEST等多技能融合下生态系统服务权衡与协同动态分析 ...

小小小幸运 · 2025-2-25 20:25:57

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生态系统服务是指生态系统所形成的用于维持人类赖以生存和发展的自然环境条件与效用，是人类直接或间接从生态系统中得到的各种惠益。联合国千年生态系统评估（Millennium ecosystem assessment，MA）提出生态系统服务包括供给、调节、支持、文化服务，但自然条件和人类需求使得生态系统服务之间形成了此消彼长的权衡关系或相互增益的协同关系。由于经济的快速发展和城镇化、工业化的持续推进，地域发展与生态环境之间产生了一定的矛盾，《千年生态系统评估陈诉》指出，全球人口的快速增长和经济的快速发展已导致世界60%的生态系统服务退化。生态系统服务单一化会导致各项服务能力持续减弱，并且各类服务之间的权衡关系也会在很大程度上影响人类福祉，再加上人类对生态系统服务之间的关系认知有限，不利于最大限度地发挥生态系统服务功能，从而对生态环境造成负面影响，导致资源浪费。
生态系统服务分之间的权衡与协同关系是现有研究的重难点，即一种服务的增长削弱（促进）另一种服务的权衡（协同）。人口快速增长和社会经济发展影响生态系统的稳定性，限制了生态系统的服务功能，且某些生态系统服务的退化将加剧生态危机，从而严峻威胁人类安全并制约全球的可持续发展。现在，重要采用统计描述、空间制图、情景模拟等方法，定量和定性地分析差别生态系统服务之间的权衡和协同作用机制。
第一章、生态系统服务讲解绍
1.生态系统服务概念和根本理论

2.生态系统服务评估方法与模型讲解

3.生态系统服务权衡与协同研究方法与意义

4.文献可视化分析

第二章、平台基础
一、ArcGIS Pro介绍
1.ArcGIS Pro简介
2.ArcGIS Pro基础
3.ArcGIS Pro数据预处置处罚
4.ArcGIS Pro空间分析
5.模型构建器
6.ArcGIS Pro符号制作
7.ArcGIS Pro制图布局与出

二、R环境配置与基础操纵
1.R语言基础
R语言准备：软件与函数包的安装
2.R语言基础数据文件操纵处置处罚
函数包准备
基础数据读写
基础数据文件存储
基础数据操纵与处置处罚
3.R语言空间数据处置处罚
函数包准备
空间数据对象根本类型
空间数据的导入、导出
空间数据操纵与处置处罚

第三章、数据获取与预处置处罚

数据预处置处罚（ArcGIS Pro及R环境）
1.地皮利用数据进行拼接、裁剪、重投影（桌面端与云盘算）
2.将社会经济数据、植被指数数据进行裁剪、重投影及重采样处置处罚（桌面端与云盘算）
3.将基础地理信息数据进行拼接、投影转换，矢量数据栅格化
4.情况数据裁剪、重投影及重采样处置处罚；站点数据提取及地统计分析
5.DEM数据投影变更和影像裁剪
数据清洗：去除重复数据、弥补缺失值、处置处罚非常值和转换数据格式等操纵
第四章、生态系统服务估算
1.InVEST模型与技能思路讲解

2.产水量盘算

InVEST模型的产水量模块是基于Budyko水热耦合平衡原理，结合差别地皮利用类型的土壤渗透性、蒸散性的空间差异等因素对径流的影响构建适宜模型，以栅格为单元定量估算水源供给能力。

式中：为地皮利用类型为时栅格上的年产水量(mm)，为栅格的年均降水量(mm)，为实际年平均蒸散发量(mm)。
3.土壤保持量估算
InVEST模型中，土壤保持量(SD)为自然植被掩护下的潜在土壤腐蚀量(RKLS)与人工管理和保持措施下的实际土壤腐蚀量(ULSE)之差。

式中：R为降雨腐蚀力因子；K为土壤可蚀性因子；LS为坡度坡长因子；C为植被覆盖因子；P为土壤保持措施因子。

4.生境退化度估算

生境退化度越高表明威胁因子对生境的威胁程度越高，盘算公式如下：

式中：体现栅格x的生境退化度；R体现威胁因子个数；y指威胁栅格图上的各个栅格；是指威胁因子r栅格图上的栅格个数；是威胁因子的权重；体现威胁强度；体现威胁水平；体现法律掩护程度，程度越大表明受威胁程度越小；体现地皮利用类型j对威胁因子r的敏感性，该值越趋近于1，阐明敏感性越强；为生境栅格x与威胁因子栅格y之间的间隔；是威胁因子的最大影响间隔。
5.碳储量估算