景观指数分析 - 初识FragStats4.2

引　言

　　FragStats景观格局分析软件 ，简单扼要地说就是景观指数的集成分析环境，不用自己编写相关的算法和读/取文件的开发。根据了解，FragStats（Fragment Statistic）官方定义为“FRAGSTATS is a computer software program designed to compute a wide variety of landscape metrics for categorical map patterns.（FRAGSTATS是一款为揭示分类图的分布格局而设计的、计算多种景观指数的桌面软件程序）”，目前高达100余中指数的计算，包括近几年发表的景观指数（发表景观指数算法的论文是很吃香的）；其中，发展日程于4.3研发的像元指标、于4.4拥有景观梯度计算，目前最新版本是4.2，空间分析模块最高兼容Arcmap 10.1，其中高版本的兼容方案有二：①安装Arcinfo Workstation 10.0  ②安装ArcView 3.3 ，检查空间分析模块许可的有效方法是利用Diagnostic tool for ArcGIS users  工具（解压后双击运行即可）

 

frg_diag （方案①）

　　当然，如果不使用ESRI GRID格式和ArcMap的空间分析功能，则没必要担心兼容问题，也可以将现有的GRID格式文件转换为GeoTIFF或者ASCII文本（*.img格式也是很受欢迎的）。并且，支持的栅格数据兼容至32ubit的位深。

本文规定：

　　　　　    ①FragStats软件仅支持栅格数据，主要引用GDAL、ESRI等流行格式

　　　          ②FragStats分析环境中所有目录位置均不可以有空格/非法字符

③参考官方教程文档 的基础上编辑总结的，转载无需注明出处

1. 软件配置及文件说明

　　首先，上官方网站下载fragstats4.2.1 压缩包文件，右击frg_setup_4.2.exe以管理员身份运行，安装完成后打开应用程序；接着点击“New”菜单新建一个工程（允许多建多窗口共存），如果你装有ArcMap10.1或者上述方案的软件时，会发现启动fragstats会比较缓慢，因为fragstats是自动绑定空间分析模块的，启动时也是自动加载的；

 

fragstats应用程序界面

 

fragstats工程界面

　　适合fragstats分析的图层内容说明：除了GDAL和ESRI主流格式的文件外，重点说明ASCII/二进制文件格式、类型说明文件和边缘深度文件。

　　①ASCII/二进制文件内容不能包括头文件信息，如像元大小、栅格行列数、波段数等图层信息，是纯像元值的二维行列描述；头文件信息在加载图层时需要填入，因此需要明确头文件信息

 

ASCII/二进制文件内容（NotePad++文本编辑器）

 

头文件信息（手动键入）

　　②类型说明文件（Class Description，*.fcd）

 

Class Description

　　③边缘深度文件（Edge Depth，*.fsd），景深说白了就是分析设计的半径距离

 

Edge Depth

 

Edge Similarity

 

Edge Contrast

2. 单栅格文件分析

　　了解上述内容后，小编试着加载官方教程数据（reg78b，格式随自己喜欢），这里小编选择tif格式（懒得给ASCII文件键入头文件信息），接着加载描述和边缘深度文件、设置分析的水平指数、配置好分析参数，具体如下：

 

加载GEOTIFF

 

加载辅助文件

 

参数配置（ID文件标识各像元所属的类型代号）

 

景观指数设置

 

景观指数 - 参数设置

 

参与最大类别数（本文6种）

 

RUN

 

Results

3. 批量处理分析

　　简单明了地说，如果有多个文件可以设置同样的参数和景观指数，如多年的土地覆盖栅格数据，就可以加载多个图层并统一设置分析了，其中，批处理文件的格式就是路径+头文件信息

 

详情参考用户手册

4.移动窗口的分析

　　移动窗口是上述提及的全局取样方式中的一种

 

选项说明

 

执行过程

5. 不同取样方式下的景观格局分析

　　分为全局及局部的取样及策略方案，本文不多解释，基本原理一致，分析规则设置不同而已，详情参考本文的参考附录。

6. 参考附录

FRAGSTATS_4.2_Tutorial

小编呼吁读者参与翻译英文书籍

《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》