本发明涉及生态监测领域，特别是指一种基于最大相似度模型的生态廊道划定方法和装置。
背景技术：
1、城镇的快速发展难以避免土地的过度开发利用、生态环境斑块的大量侵占，从而导致生物多样性减少、生境斑块破碎化、生态环境不稳定等诸多问题。解决生物多样性保护等诸类问题需要加强自然保护区之间的联系，通过将自然保护区相连接的方式构建潜在生态廊道，形成生态网络。维持孤立栖息地斑块间的连接，构建生态廊道已成为消除生境破碎化的一个重要途径。为了保护生物多样性、维护生态平衡、改善生境破碎化，更好的规划建设生态廊道至关重要。同时也为相关部门进行生态质量评价提供了更多依据。
2、目前对于生态廊道的划定，除基于生态约束诊断的单要素生态安全格局叠加方法外，应用最小累积阻力模型进行廊道走向的模拟已成为生态廊道研究的主流范式。最小累积阻力模型能够更好地表达景观格局和生态过程的相互作用关系，最小累积阻力模型的核心参数为生态源地选择、构建阻力面和提取生态源地间的最小成本路径。
3、最小累积阻力模型的关键在于阻力面的构建，阻力面确定主要是基于土地利用/覆被类型参数、修订的土地利用类型参数(如修正水域、修正建设用地等)或生态系统服务价，综合考虑生态系统服务功能的空间差异性特征、景观的区位特征、生态足迹等特性。在实际的分析中，要综合考虑土地利用类型、坡度类型、人类活动影响等。但是土地利用类型受限于分类精度，均一化赋值会掩盖同一土地利用类型下人为干扰程度对生态阻力系数的影响差异，需要叠加人类活动数据。与此同时，使用最小累积阻力模型计算最后的距离生成生态廊道时，将像元抽象为一个点，没有考虑到像元所具有的一些属性，最后得出的生态廊道只是单纯在考虑阻力后最通畅的一条通道，对于实际来说可能无法直接应用于当地环境。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本发明提供一种基于最大相似度模型的生态廊道划定方法和装置，能够更准确的划定生态廊道，为相关部门进行生态规划以及保护生物多样性提供技术支持。
2、本发明提供技术方案如下：
3、一种基于最大相似度模型的生态廊道划定方法，所述方法包括：
4、s1：获取待研究区域的生态源地矢量数据、土地利用分类数据、地表曲率数据和人口密度数据；
5、s2：根据所述土地利用分类数据，建立待研究区域的生境适宜性最大相似度矩阵；
6、s3：根据生态源地的土地利用类型以及所述生境适宜性最大相似度矩阵，为所有像元赋值初始生境适宜性指数，计算得到研究区基础阻力面数据；
7、s4：根据所述地表曲率数据和人口密度数据对各个像元的初始生境适宜性指数进行修正，得到各个像元的生态廊道适宜性评价指数，并根据所述生态廊道适宜性评价指数计算得到研究区域的最终阻力面数据；
8、s5：对于选定的任意两个生态源地，根据最终阻力面数据计算从其中一个生态源地到另一个生态源地之间的所有路径的最小成本距离，并将最小成本距离对应的路径作为选定的两个生态源地之间的生态廊道。
9、进一步的，所述土地利用分类数据包括的土地利用类型包括林地、灌木林地、高覆盖草地、低覆盖草地、耕地、水体、未利用地和建设用地。
10、进一步的，所述s2包括：
11、根据所述土地利用分类数据，建立待研究区域的如下生境适宜性最大相似度矩阵；
12、
13、进一步的，所述s4包括：
14、s41：根据所述地表曲率数据和人口密度数据计算各个像元的修正系数；
15、mci＝1-ici
16、
17、
18、其中，mci为第i个像元的修正系数i＝1,2,…,n，n为像元的总数，ici为第i个像元的干扰系数，isi为第i个像元的干扰得分，ismax和ismin分别为isi的最大值和最小值，sci为第i个像元的地表曲率，scmax和scmin分别为sci的最大值和最小值，pdi为第i个像元的人口密度，pdmax和pdmin分别为pdi最大值和最小值；
19、s42：根据所述修正系数对各个像元的生境适宜性指数进行修正，得到各个像元的生态廊道适宜性评价指数；
20、csi＝hsi*mci
21、其中，hsi为第i个像元的生境适宜性指数，csi为第i个像元的生态廊道适宜性评价指数；
22、s43：根据所述生态廊道适宜性评价指数计算得到各个像元的最终阻力面数据；
23、ri＝1-csi
24、其中，ri为第i个像元的最终阻力面数据。
25、进一步的，所述s5包括：
26、s51：对于选定的任意两个生态源地，构建从其中一个生态源地到另一个生态源地之间的所有路径；
27、s52：计算各个路径的成本距离，并找出最小成本距离，将最小成本距离对应的路径作为选定的两个生态源地之间的生态廊道；
28、lcda,b＝min(cdk)
29、
30、
31、其中，lcda,b表示选定的两个生态源地a、b之间的最小成本距离，cdk为选定的两个生态源地a、b之间的第k个路径的成本距离，k＝1,2,…,m，m为选定的两个生态源地a、b之间的路径总数；ej,j+1为第k个路径经过的第j个和第j+1个土地利用类型斑块的累计成本，j＝1,2,…,nk-1，nk为第k个路径经过的土地利用类型斑块的总数，cj和cj+1分别为第j个和第j+1个土地利用类型斑块的所有像元的阻力面数据的平均值，dj,j+1为第j个和第j+1个土地利用类型斑块的中心距离。
32、一种基于最大相似度模型的生态廊道划定装置，所述装置包括：
33、数据准备模块，用于获取待研究区域的生态源地矢量数据、土地利用分类数据、地表曲率数据和人口密度数据；
34、最大相似度矩阵确定模块，用于根据所述土地利用分类数据，建立待研究区域的生境适宜性最大相似度矩阵；
35、基础阻力面数据确定模块，用于根据生态源地的土地利用类型以及所述生境适宜性最大相似度矩阵，为所有像元赋值初始生境适宜性指数，计算得到研究区基础阻力面数据；
36、最终阻力面数据确定模块，用于根据所述地表曲率数据和人口密度数据对各个像元的初始生境适宜性指数进行修正，得到各个像元的生态廊道适宜性评价指数，并根据所述生态廊道适宜性评价指数计算得到研究区域的最终的阻力面数据；
37、生态廊道划定模块，用于对于选定的任意两个生态源地，根据最终阻力面数据计算从其中一个生态源地到另一个生态源地之间的所有路径的最小成本距离，并将最小成本距离对应的路径作为选定的两个生态源地之间的生态廊道。
38、进一步的，所述土地利用分类数据包括的土地利用类型包括林地、灌木林地、高覆盖草地、低覆盖草地、耕地、水体、未利用地和建设用地。
39、进一步的，所述最大相似度矩阵确定模块用于：根据所述土地利用分类数据，建立待研究区域的如下生境适宜性最大相似度矩阵；
40、
41、进一步的，所述最终阻力面数据确定模块包括：
42、修正系数计算单元，用于根据所述地表曲率数据和人口密度数据计算各个像元的修正系数；
43、mci＝1-ici
44、
45、
46、其中，mci为第i个像元的修正系数i＝1,2,…,n，n为像元的总数，ici为第i个像元的干扰系数，isi为第i个像元的干扰得分，ismax和ismin分别为isi的最大值和最小值，sci为第i个像元的地表曲率，scmax和scmin分别为sci的最大值和最小值，pdi为第i个像元的人口密度，pdmax和pdmin分别为pdi最大值和最小值；
47、评价指数计算单元，用于根据所述修正系数对各个像元的生境适宜性指数进行修正，得到各个像元的生态廊道适宜性评价指数；
48、csi＝hsi*mci
49、其中，hsi为第i个像元的生境适宜性指数，csi为第i个像元的生态廊道适宜性评价指数；
50、阻力面计算单元，用于根据所述生态廊道适宜性评价指数计算得到各个像元的最终阻力面数据；
51、ri＝1-csi
52、其中，ri为第i个像元的最终阻力面数据。
53、进一步的，所述生态廊道划定模块包括：
54、路径确定单元，用于对于选定的任意两个生态源地，构建从其中一个生态源地到另一个生态源地之间的所有路径；
55、生态廊道划定单元，用于计算各个路径的成本距离，并找出最小成本距离，将最小成本距离对应的路径作为选定的两个生态源地之间的生态廊道；
56、lcda,b＝min(cdk)
57、
58、
59、其中，lcda,b表示选定的两个生态源地a、b之间的最小成本距离，cdk为选定的两个生态源地a、b之间的第k个路径的成本距离，k＝1,2,…,m，m为选定的两个生态源地a、b之间的路径总数；ej,j+1为第k个路径经过的第j个和第j+1个土地利用类型斑块的累计成本，j＝1,2,…,nk-1，nk为第k个路径经过的土地利用类型斑块的总数，cj和cj+1分别为第j个和第j+1个土地利用类型斑块的所有像元的阻力面数据的平均值，dj,j+1为第j个和第j+1个土地利用类型斑块的中心距离。
60、本发明具有以下有益效果：
61、本发明首先根据已确定的生态源地判断其生态系统类型并进行生境适宜性指数赋值，并根据不同生态系统间的最大相似度矩阵，对选定生态源地的周边像元进行生境适宜性指数赋值，使其获得一个生境适宜性指数的相似值。然后根据地表曲率数据和人口密度数据对生境适宜性指数进行修正，并根据修正后的值计算得到阻力面数据。最后基于阻力面数据进行综合的生态廊道划定，找出最小成本距离对应的一条或多条路径作为生态廊道。
62、本发明更全面的考虑生态环境对于生态廊道设立的影响，使其最大限度的可以应用到实践中。最大相似度模型的设立结合生态源地像元的属性，对于林地、草地、湿地等不同生态系统，根据其特性不同，相似度有所差异。对生态源地周围像元依据最大相似度矩阵进行赋值，使其同时在实际廊道划定时，考虑这种生态系统间的差异，以更准确的划定生态廊道，为相关部门进行生态规划以及保护生物多样性提供技术支持。
1.一种基于最大相似度模型的生态廊道划定方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于最大相似度模型的生态廊道划定方法，其特征在于，所述土地利用分类数据包括的土地利用类型包括林地、灌木林地、高覆盖草地、低覆盖草地、耕地、水体、未利用地和建设用地。
3.根据权利要求2所述的基于最大相似度模型的生态廊道划定方法，其特征在于，所述s2包括：
4.根据权利要求3所述的基于最大相似度模型的生态廊道划定方法，其特征在于，所述s4包括：
5.根据权利要求4所述的基于最大相似度模型的生态廊道划定方法，其特征在于，所述s5包括：
6.一种基于最大相似度模型的生态廊道划定装置，其特征在于，所述装置包括：
7.根据权利要求6所述的基于最大相似度模型的生态廊道划定装置，其特征在于，所述土地利用分类数据包括的土地利用类型包括林地、灌木林地、高覆盖草地、低覆盖草地、耕地、水体、未利用地和建设用地。
8.根据权利要求7所述的基于最大相似度模型的生态廊道划定装置，其特征在于，所述最大相似度矩阵确定模块用于：根据所述土地利用分类数据，建立待研究区域的如下生境适宜性最大相似度矩阵；
9.根据权利要求8所述的基于最大相似度模型的生态廊道划定装置，其特征在于，所述最终阻力面数据确定模块包括：
10.根据权利要求9所述的基于最大相似度模型的生态廊道划定装置，其特征在于，所述生态廊道划定模块包括：
