【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水体连通性，尤其是涉及一种路域水体功能连通性阈值确定方法及趋势研判分析系统。
技术介绍
1、近些年来，连通性已经成为水文和生态研究的重点，连通性会影响景观要素之间的流动。水体连通性尤其重要，水体连通性与水文循环要素内部或之间以水为媒介的物质、能量和生物的传输有关，是描述和预测水体对气候和景观变化反应的一个重要特征。水体连通性是指水体之间在物理上相互连接的程度，这包括河流、湖泊、湿地、地下水体等之间的自然流动或人工渠道连接。良好的水体连通性对于维持生态系统健康至关重要，它有助于：
2、物种迁移与基因交流：促进水生生物在不同水体间的迁徙，增加生物多样性；水质净化：水流的交换可以分散污染物，帮助水体自然净化；洪水调节：连通的水系能更有效地接纳和输送雨水，减少洪涝灾害风险；水资源管理：对于饮用水供应、灌溉、工业用水等，连通性保证了水资源的有效分配和利用。
3、水体连通性包括结构和功能连通性两类，结构连通性指的是水体之间物理连接的状态，包括是否存在直接的水流通道、这些通道的宽度、深度、连续性等物理特征。这涉及到河流网络的完整性、河岸带的状况、以及是否存在如水坝、桥梁、道路等人为障碍物。功能连通性则关注这些物理连接如何影响水流、物质（如营养盐、沉积物）、以及水生生物在不同水体之间的实际流动和交换效果。即使水体间存在物理连接，如果水流受到限制、水质问题或生态屏障的影响，功能连通性也可能受损。
4、道路的建设、运营及人类活动的干扰导致的空间异质性使得水体连通性下降，阻碍了正常的景观生态过程和调节
技术实现思路
1、为解决上述
技术介绍
中的问题，本专利技术的目的是提供一种路域水体功能连通性阈值确定方法及趋势研判分析系统，根据水体的时间变化特征，设置不同道路情景模式，在此基础上对路域水体连通性的最适距离阈值进行判定，并对水体连通性进行评价，为路域条件下的水体连通性提供数据支撑。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种路域水体功能连通性阈值确定方法，包括以下步骤：
3、步骤s1：提出基于gee云平台水体判识的提取方法，形成若干年公路路域水体数据集，计算路域水体连通性指数并构建指标数据库；
4、步骤s2：模拟并分析在有无道路情景下公路路域水体功能连通性的最佳距离阈值；
5、步骤s3：揭示若干年公路路域水体功能连通性的时空动态变化特征；
6、步骤s4：建立桥梁、涵洞道路工程下的公路路域水体功能连通性最佳距离阈值的确定方法；
7、步骤s5：通过上述步骤设计研制路域功能连通性阈值确定方法及趋势研判分析系统。
8、优选的，步骤s1包括以下步骤：
9、s101.基于gee云平台计算影像的指数，建立路域水体数据集；
10、的计算公式为：
11、；
12、其中代表近红外波段反射率，代表红波段的反射率，为蓝光波段的反射率；
13、s102.设置，剔除植被对水体造成的影响；
14、s103.建立基于gee-mndwi-大津算法ostu的水体提取模型，自动确定图像的最佳二值化阈值；
15、s104.使用 processimagewater 函数处理影像，计算mndwi的直方图并使用大津算法确定阈值并生成水体掩膜；
16、s105.利用getyearlywater函数获取公路路段30年间的水体影像数据集；
17、s106.将数据导入arcgis10.7中，将水体的栅格数据通过栅格转要素工具转为矢量文件并产生节点文件和连接文件；通过arcgis10.7，为水体添加编号字段和属性字段，并在arcgis10.7的插件coneforinputs中产生所需的节点文件和连接文件，节点文件为水体斑块的面积；
18、s107.确定距离阈值，设定100m、200m、400m、500m、1000m、2000m、5000m、10000m及20000m共9个距离阈值对30年间的水体功能连通性进行分析，将对阈值范围进行拓宽，设定100m、200m、400m、500m、750m、1000m、2000m、3000m、4000m、5000m、10000m及20000m共12个距离阈值对30年间最后一年的水体功能连通性进行单独分析；
19、s108.获取节点文件和连接文件后，依据s105设定的距离阈值，通过软件conefor2.6计算水体的功能连通性；
20、s109.选取链接数、组分数、景观重合概率指数、整体连通性指数、可能连通性指数及斑块重要性指数综合分析路域水体的功能连通性及其最适距离阈值。
21、优选的，步骤s109中，链接数指研究区内水体斑块之间的连接数量；
22、组分数指功能或者结构上相互连接的斑块组成的整体，孤立的水体斑块会形成一个组件且不同的组件中无功能关系，其中最大组分斑块数指斑块数量最多的组分数，最大组分面积指斑块数量最多的组分数的面积；
23、景观重合概率指数：
24、；
25、式中，为组分数，是组成部分的所有斑块的大小之和，是研究区的总面积；
26、整体连通性指数：是基于二元连接的模型，说明其任意两个水体斑块之间直接连通的情况；
27、；
28、式中，为水体斑块的数量；和分别为斑块和的面积；为斑块与斑块间最短路径上的链接数；为研究区的总面积，；
29、可能连通性指数：是指研究区内水体斑块可能的扩散的概率，基于概率模型；
30、；
31、式中，为斑块和间最大扩散概率，，为研究区的总面积；
32、斑块重要性指数：
33、；
34、式中，表示剔除某斑块后的连接度指数。
35、优选的，步骤s2包括以下步骤：
36、s201.采用国际常用标准，设置有无道路情景，确定不同等级公路影响缓冲区距离：其中高速公路的影响域为1000m，国道为500m，省道为500m，县道为250m及乡道为100m，并在arcgis中用擦除命令将路网影响域从景观生境中擦除作为有道路的情景；
37、s202.在没有道路的情景下，将阈值划分为以下4个区间：
38、距离阈值为100-500m，值下降，值增加，最大组分斑块数增加，最大组分面积增加；
39、距离阈值为500-1000m，值减少，最大组分斑块数增加，最大组分面积增加；
40、距离阈值为1000-3000m，值减少，最大组分斑块数增加，最大组分面积增加，景观重合概率指数增加；
41、距离阈值为>3000m，组分数减小，最大组分斑块数和最大组分面积增加，景观重合概率指数增加；
42本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种路域水体功能连通性阈值确定方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的路域水体功能连通性阈值确定方法，其特征在于：步骤S1包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的路域水体功能连通性阈值确定方法，其特征在于：步骤S109中，链接数指研究区内水体斑块之间的连接数量；
4.根据权利要求3所述的路域水体功能连通性阈值确定方法，其特征在于：步骤S2包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的路域水体功能连通性阈值确定方法，其特征在于：步骤S202中，距离阈值为100-500m，值由2223下降至1221，值由543增加至2031，最大组分斑块数由15增加到88，最大组分面积由16.967km2增加至19.257km2；
6.根据权利要求5所述的路域水体功能连通性阈值确定方法，其特征在于：步骤S3包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的路域水体功能连通性阈值确定方法，其特征在于：步骤S302中，在距离阈值为500m时，从0.127增加至0.429，由0.139增加至0.442；30年间组分数的变化呈现三
8.根据权利要求7所述的路域水体功能连通性阈值确定方法，其特征在于：步骤S4包括以下步骤：
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种路域水体功能连通性阈值确定方法的趋势研判分析系统，其特征在于：包括
...【技术特征摘要】
1.一种路域水体功能连通性阈值确定方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的路域水体功能连通性阈值确定方法，其特征在于：步骤s1包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的路域水体功能连通性阈值确定方法，其特征在于：步骤s109中，链接数指研究区内水体斑块之间的连接数量；
4.根据权利要求3所述的路域水体功能连通性阈值确定方法，其特征在于：步骤s2包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的路域水体功能连通性阈值确定方法，其特征在于：步骤s202中，距离阈值为100-500m，值由2223下降至1221，值由543增加至2031，最大组分斑块数由15增加...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩用顺，杨鑫，方军，王云，张东水，马开森，杨易之，邓慧婷，刘雅畅，张润林，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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