一种基于arcgis和rhs的河流物理栖息地评价系统
技术领域：
：1.本发明领域，尤其涉及一种基于arcgis和rhs的河流物理栖息地评估与管理方法。
背景技术：
：：2.河流物理栖息地作为河流生态系统的重要组成部分，也是鱼类等水生生物生存的物质基础和空间。栖息地的质量直接影响着水生生物的分布、群落结构和功能多样性。有效识别、诊断河流物理生境特征，评价河流物理栖息地的质量，对于制定水生态修复措施具有重要的现实意义。国际上，比较有代表性的评估体系包括英国的rivpacs(河流无脊椎动物预测方法和分类系统)、rhs(riverhabitatsurvey，河流栖息地调查)、瑞典的rce(河岸带与河道环境细则)、澳大利亚的ausrivas(澳大利亚河流评价系统)和isc(溪流状态指数)等。其中，rhs已成为wfd推荐的标准调查方法，同时也是众多河流生境评估方法中应用最广泛的一种。3.随着生态保护理念的逐渐深化，河流生态质量评估与生态修复已经成为国家水域生态研究的热门话题。相较于国外，我国河流健康评价起步较晚，早期研究主要集中于污染防控和水质改善，对水生态系统的认识和重视不足，且系统的河流生境调查和评估技术体系尚未建立，大多数研究都在样点或流域尺度。因此，现有的河流栖息地质量评估技术有待于进一步改进和发展。4.现有技术一的技术方案5.一种基于遥感技术的河流生态质量评价方法，该技术提供了一种基于遥感技术的河流生态质量评价方法，包括生境质量指标、水质反演指标、景观结构指标和生物多样性指标共四个指标单元，所述生境质量指标单元包含河岸带宽度、护岸类型和护脚类型3个指标因子，用于反映河流两岸植被覆盖情况；所述水质反演指标单元包含叶绿素a浓度、透明度、总悬浮物浓度、总氮、总磷5个指标因子，用于反映河流水质好坏；所述景观结构指标单元包含景观多样性指数、景观破碎化指数和景观干扰度指数3个指标因子，用于反映河流景观空间结构组成；所述生物多样性指标单元包含生物指数和单位长度水利工程数量2个指标因子，用于反映生物种类多样性。通过利用遥感解译、定量反演、fragstats计算，对四个指标单元下的13个指标因子按照层析分析法赋予权重，进行叠加分析，最终得出河流生态质量指数。6.现有技术一的缺点：7.评价尺度过于宏观，仅从纯遥感技术对河流生态质量进行评估，所需的0.1米高分辨率航飞影像难以获取，且所需的专业知识过于专业，不易推广。8.现有技术二的技术方案9.一种城市河道鱼类生境评价方法和系统，在收集城市河道基础资料的基础上，筛选城市河道中指标鱼类和对应的至少一个生境影响因子；将城市河道分为至少一个河段，并采集至少一个河段中至少一个生境影响因子的实测数据；根据指标鱼类的不同生命阶段将至少一个生境影响因子分级，并根据至少一级生境影响因子的优势值和至少一个生境影响因子在指标鱼类的生境适宜度中所占权重，得到指标鱼类的模糊集与模糊规则；将至少一个生境影响因子的实测数据，输入到指标鱼类的模糊集与模糊规则中，得到至少一个河段中指标鱼类的生境适宜度。10.现有技术二的缺点11.该技术适用的区域过于局限，仅适用于城市河道。技术实现要素：12.本发明针对当前河流栖息地评估方法不能准确评估河流栖息地质量现状，无法跟踪管理各个河段的质量现状等问题，提出了一种基于arcgis和rhs方法的河流物理栖息地评价系统，以针对性的提出受损河段的生态修复对策。13.本发明采用如下技术方案：14.一种基于arcgis和rhs的河流物理栖息地评价系统，包括：15.s1.获取河流矢量数据模块16.采用国家基础地理信息数据库自有水系数据(一般到5级河流)或根据数字高程模型分析提取被调查河流矢量数据。17.具体是，国家基础地理信息数据库有评价区域的河流矢量数据，则直接进行kml文件转换和纠偏；如没有，则1)根据经纬度范围下载评价区域的dem数据；2)合并下载的dem数据；3)水文分析获取河流矢量数据；4)通过arcgis中“editor”删除评价水系和流域以外的其他子流域和水网，生成最终的河流水系数据；5)利用卫片影像对评价河流的矢量数据进行纠偏。18.s2.河流矢量数据分段与编号模块19.利用arcgis软件的edit编辑工具对被调查河流进行分段，各被调查河流的分段矢量数据由上游至下游按顺序编号。20.s3.河流栖息地质量现状分段调查模块根据河流栖息地调查相关规范，对被调查的河流进行现场调查，调查内容包括两大方面：1)河流栖息地质量评价；2)河流栖息地退化指数评价体系。21.s4.河流栖息地质量评估与等级划分模块22.根据现场调查数据和卫片数据(不可达区域)，对各个河段进行得分评估，各个指标的累计得分即为该河段的总得分。理论上，各河段的总得分范围为0-53。利用k均值聚类方法，按优、良、中、差、极差5个等级对河段得分进行等级划分，确定各个等级的划分标准。23.河流栖息地质量的等级划分标准为：得分值大于或等于34为“优”，介于26.5-33.5之间的为“良”，介于20.5-26之间的为“中”，介于13.5-22之间的为“差”，低于13的为“极差”。24.s5.河流栖息地质量修复模块25.根据各项得分与最高值的差异程度，可确定被调查河段对应的修复对策。以河岸现状和河岸带植被为例，如被调查河段为侵蚀河岸，得分仅为0.5，则需对退化河岸进行修复，种植水生植物并适量堆积大小不等的石块，以巩固河岸；被调查河段河岸带无植被覆盖，得分为0，则需参考周边植被类型进行本土植物的补种，近水河岸带(河流多年平均最高、最低水位线之间的水位变幅区)的植被恢复种类主要包括各类水生维管束植物(沉水植物、浮叶植物、挺水植物)；陆域缓冲区植被恢复可考虑常绿树种与落叶树种混交、深根系植物和浅根系植物搭配、乔灌草相结合的原则。26.进一步的，s1中2)合并下载的dem数据，具体为：在arcgis软件里加载各幅dem数据，通过“arctoolbox-datamanagementtools-raster-mosaic”拼接栅格图像，得到整幅dem数据。27.进一步的，s1中3)水文分析获取河流矢量数据，具体为：利用arcgis软件的水文分析模块获取评价区域的流域图和水系图，水文分析模块的分析步骤包括填洼处理、流向分析、流量数据分析、栅格计算器、栅格河网矢量化。28.进一步的，s1中4)还包括，并通过toolbox中的“arctoolbox-conversiontools-tokml”转换成kml文件，导入googleearth软件。29.进一步的，s1中5)利用卫片影像对评价河流的矢量数据进行纠偏，具体是，纠偏后的kml文件由etgeowizards工具集转换成shp文件，导入arcgis，获取评价河流最终的水系图。30.进一步的，s2中分段距离可进行自定义。31.进一步的，s3中1)河流栖息地质量评价，具体包括河道形态、流态、底质类型、岸坡状况、植被结构、土地利用状况、深潭-浅滩序列、人工结构物等评价内容，共10个指标层，82项评价指标。32.进一步的，s3中2)河流栖息地退化指数评价体系，具体包括河岸、河床的人工加固、河岸的平整(河岸带的人为阶梯化或者人工筑堤)、河道挖掘、水坝、河堤、桥梁等评价内容，共5个指标层，28项评价指标。33.进一步的，理论上，河流栖息地质量得分越高的河段，其退化指数越低，呈负相关关系，故河流栖息地退化指数(hms)可作为河流的栖息地质量评价体系的验证。34.进一步的，还包括河流栖息地评估结果录入与arcgis系统管理模块，具体为：将各河流的评估结果s2中的河段编号进行排列，在arcgis里按字段属性将河流栖息地质量分值、河流栖息地退化指数分值以及等级评估结果合并到分段后的河流矢量数据的属性表中。35.本发明的有益效果：36.本发明提供的评价系统直观、易懂，兼具专业性和可操作性，能够对被调查河流或河段进行快速的评估和长期管理，较好的支撑了长江等重点流域的河流生态保护实践，具有良好的生态效益，有利于大规模推广应用。附图说明37.图1为本发明的流程图；38.图2为实施例评价河流地理位置图；39.图3为河流栖息地质量评价体系(hqa)及指标得分；40.图4河流栖息地退化评价体系(hms)及指标得分；41.图5为arcgis河流栖息地质量评估结果等级分类图；42.图6为arcgis展示的长江上游主要支流河流栖息地质量评估结果。具体实施方式43.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0044]“问题在‘水里’，根子在‘岸上’”。针对我国当前河流质量评估主要依靠控制断面水质参数评判，不能客观反映和解析河段质量退化的原因和影响因素，本发明旨通过构建河流栖息地现状数据库，开展河流栖息地质量评估，建立适合于我国河流特点的栖息地质量评估体系与管理系统。[0045]实施例[0046]按照本发明的管理系统与管理方法，选定长江上游主要支流进行河流栖息地质量评估与管理。[0047]如图1-6所示，一种基于arcgis和rhs的河流物理栖息地评价系统，包括：[0048]一.获取河流矢量数据模块。采用国家基础地理信息数据库自有水系数据(一般到5级河流)或根据数字高程模型(digitalelevationmodel，简称dem)分析提取。如国家基础地理信息数据库有评价区域的河流矢量数据，则直接进行kml文件转换和纠偏；如没有，则1)根据经纬度范围下载评价区域的dem数据，本实施例中评价区域的经纬度范围为24.5°ꢀ‑29.5°n，100.5°‑106.5°e，共30幅。2)合并下载的dem数据。具体操作为：在arcgis里加载各幅dem数据，通过“arctoolbox-datamanagementtools-raster-mosaic”拼接栅格图像，得到整幅dem数据。3)水文分析获取河流矢量数据。利用arcgis的水文分析模块获取评价区域的流域图和水系图，分析步骤包括填洼处理、流向分析、流量数据分析、栅格计算器、栅格河网矢量化，具体操作可参照汤国安和杨昕(2012)《arcgis地理信息系统空间分析实验教程》中“第十一章水文分析”；4)通过arcgis中“editor”删除评价水系和流域以外的其他子流域和水网，生成最终的河流水系数据；并通过toolbox中的“arctoolbox-conversiontools-tokml”转换成kml文件，导入googleearth软件；5)利用卫片影像对评价河流的矢量数据进行纠偏。纠偏后的kml文件由etgeowizards工具集转换成shp文件，导入arcgis，获取评价河流最终的水系图。本实施例的河流包括长江上游龙川江、鲹鱼河、黑水河、普渡河、牛栏河、西溪河、西宁河和赤水河。[0049]二.河流矢量数据分段与编号模块。利用arcgis软件的edit编辑工具对河流进行分段。分段距离可根据需求进行自定义，如1km或2km。本实施例中按照2km进行分段处理，8条河流共获得河段数931个。各河流的分段矢量数据由上游至下游按顺序编号，如源头第一个河段即编号为“1”。[0050]三.河流栖息地质量现状分段调查模块。根据河流栖息地调查(rhs)相关规范，对实施例中的河流进行现场调查，调查内容包括两大方面：1)河流栖息地质量评价(habitatqualityassessment,hqa)。该体系包括河道形态、流态、底质类型、岸坡状况、植被结构、土地利用状况、深潭‑ꢀ浅滩序列、人工结构物等评价内容，共10个指标层，82项评价指标。2)河流栖息地退化指数评价体系(habitatmodificationscore，hms)。该体系包括河岸、河床的人工加固、河岸的平整(河岸带的人为阶梯化或者人工筑堤)、河道挖掘、水坝、河堤、桥梁等评价内容，共5个指标层，28项评价指标。理论上，河流栖息地质量得分越高的河段，其退化指数越低，呈负相关关系。故评估河流的hms值可作为hqa评价体系的验证。[0051]四.河流栖息地质量评估与等级划分模块。根据现场调查数据和卫星图片数据(不可达区域)，对各个河段进行得分评估，各个指标的累计得分即为该河段的总得分。各河段的总得分范围为3-43。利用k均值聚类方法，按优、良、中、差、极差5个等级对河段得分进行等级划分，确定各个等级的划分标准。本实施例中，得分值大于或等于34为“优”，介于26.5-33.5之间的为“良”，介于20.5-26之间的为“中”，介于13.5-22之间的为“差”，低于13的为“极差”。以赤水河为例，赤水河hqa得分值介于7.0-43.0之间。根据河流栖息地质量分级标准，在赤水河，有37.2％的河段栖息地质量为“优”，河段总长163.7km，主要分布于上游大湾镇至水潦乡峡谷段(鸡鸣三省)、马蹄乡至水口镇河段；有21.6％的河段栖息地质量为“良”，河段总长95.0km；有20.4％的河段栖息地质量为“中”，河段总长89.8km；有18.6％的河段的栖息地质量为“差”，河段总长81.8km；有2.2％的河段栖息地质量为“极差”，河段总长9.5km。河流生境退化指数(hms)评估结果显示，赤水河hms介于0-18.0之间，其主要的河流生境退化类型为河岸顶部加固，其次为中下游的涉水工程，如航道丁坝等。空间上，赤水河河源区及中游茅台至赤水市河段的hms得分值较高。回归分析表明，赤水河hqa与hms存在显著的负相关关系，表明干扰强度越大，河流栖息地质量越差(r2＝0.46)。[0052]五.河流栖息地质量修复策略[0053]根据赤水河的评估结果，提出了该河流不同河段的栖息地修复策略。河源区镇雄段两岸多乡镇等居民点，河道渠化普遍，河岸带植被多以耕地为主，自然植被较少，建议对上述河段的岸坡和河岸带进行生态化改造，以生态网格、石笼相结合的护坡替代已有的砼质岸坡，根据当地植物组成对河岸带植被稀少的河段进行补种，恢复植被多样性和覆盖度；赤水市以下河段多丁坝或锁坝(丁坝形成的封闭水域)，建议对砼质丁坝进行生态化改造，采用钢丝石笼网坝体替代，增加丁坝的透水性，利于藻类、底栖动物的附着、栖息和多样性恢复；通过拆除锁坝的部分坝体、坝体开口或埋设涵管等方式恢复封闭水域的水力学连通，促进鱼类的横向交流。[0054]六.河流栖息地评估结果录入模块与arcgis系统管理模块。将各河流的评估结果(excel表格)按前述的河段编号进行排列，在arcgis里按字段属性将hqa分值、hms分值以及等级评估结果合并到分段后的河流矢量数据的属性表中，具体操作步骤为：右键点击分段后的河流矢量数据——joinsandrelates——join-选择joinattributesfromatable-choosethefieldinthislayerthatjionwillbebaseon-选择加载的excel数据表。字段属性合并后，点击保存。右键点击“properties”，在属性对话框中的“symbology”页面。选择“categories”中的“uniquevalues”，利用各河段的栖息地质量等级进行数据管理与展示。[0055]最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页12当前第1页12
技术领域：
：1.本发明领域，尤其涉及一种基于arcgis和rhs的河流物理栖息地评估与管理方法。
背景技术：
：：2.河流物理栖息地作为河流生态系统的重要组成部分，也是鱼类等水生生物生存的物质基础和空间。栖息地的质量直接影响着水生生物的分布、群落结构和功能多样性。有效识别、诊断河流物理生境特征，评价河流物理栖息地的质量，对于制定水生态修复措施具有重要的现实意义。国际上，比较有代表性的评估体系包括英国的rivpacs(河流无脊椎动物预测方法和分类系统)、rhs(riverhabitatsurvey，河流栖息地调查)、瑞典的rce(河岸带与河道环境细则)、澳大利亚的ausrivas(澳大利亚河流评价系统)和isc(溪流状态指数)等。其中，rhs已成为wfd推荐的标准调查方法，同时也是众多河流生境评估方法中应用最广泛的一种。3.随着生态保护理念的逐渐深化，河流生态质量评估与生态修复已经成为国家水域生态研究的热门话题。相较于国外，我国河流健康评价起步较晚，早期研究主要集中于污染防控和水质改善，对水生态系统的认识和重视不足，且系统的河流生境调查和评估技术体系尚未建立，大多数研究都在样点或流域尺度。因此，现有的河流栖息地质量评估技术有待于进一步改进和发展。4.现有技术一的技术方案5.一种基于遥感技术的河流生态质量评价方法，该技术提供了一种基于遥感技术的河流生态质量评价方法，包括生境质量指标、水质反演指标、景观结构指标和生物多样性指标共四个指标单元，所述生境质量指标单元包含河岸带宽度、护岸类型和护脚类型3个指标因子，用于反映河流两岸植被覆盖情况；所述水质反演指标单元包含叶绿素a浓度、透明度、总悬浮物浓度、总氮、总磷5个指标因子，用于反映河流水质好坏；所述景观结构指标单元包含景观多样性指数、景观破碎化指数和景观干扰度指数3个指标因子，用于反映河流景观空间结构组成；所述生物多样性指标单元包含生物指数和单位长度水利工程数量2个指标因子，用于反映生物种类多样性。通过利用遥感解译、定量反演、fragstats计算，对四个指标单元下的13个指标因子按照层析分析法赋予权重，进行叠加分析，最终得出河流生态质量指数。6.现有技术一的缺点：7.评价尺度过于宏观，仅从纯遥感技术对河流生态质量进行评估，所需的0.1米高分辨率航飞影像难以获取，且所需的专业知识过于专业，不易推广。8.现有技术二的技术方案9.一种城市河道鱼类生境评价方法和系统，在收集城市河道基础资料的基础上，筛选城市河道中指标鱼类和对应的至少一个生境影响因子；将城市河道分为至少一个河段，并采集至少一个河段中至少一个生境影响因子的实测数据；根据指标鱼类的不同生命阶段将至少一个生境影响因子分级，并根据至少一级生境影响因子的优势值和至少一个生境影响因子在指标鱼类的生境适宜度中所占权重，得到指标鱼类的模糊集与模糊规则；将至少一个生境影响因子的实测数据，输入到指标鱼类的模糊集与模糊规则中，得到至少一个河段中指标鱼类的生境适宜度。10.现有技术二的缺点11.该技术适用的区域过于局限，仅适用于城市河道。技术实现要素：12.本发明针对当前河流栖息地评估方法不能准确评估河流栖息地质量现状，无法跟踪管理各个河段的质量现状等问题，提出了一种基于arcgis和rhs方法的河流物理栖息地评价系统，以针对性的提出受损河段的生态修复对策。13.本发明采用如下技术方案：14.一种基于arcgis和rhs的河流物理栖息地评价系统，包括：15.s1.获取河流矢量数据模块16.采用国家基础地理信息数据库自有水系数据(一般到5级河流)或根据数字高程模型分析提取被调查河流矢量数据。17.具体是，国家基础地理信息数据库有评价区域的河流矢量数据，则直接进行kml文件转换和纠偏；如没有，则1)根据经纬度范围下载评价区域的dem数据；2)合并下载的dem数据；3)水文分析获取河流矢量数据；4)通过arcgis中“editor”删除评价水系和流域以外的其他子流域和水网，生成最终的河流水系数据；5)利用卫片影像对评价河流的矢量数据进行纠偏。18.s2.河流矢量数据分段与编号模块19.利用arcgis软件的edit编辑工具对被调查河流进行分段，各被调查河流的分段矢量数据由上游至下游按顺序编号。20.s3.河流栖息地质量现状分段调查模块根据河流栖息地调查相关规范，对被调查的河流进行现场调查，调查内容包括两大方面：1)河流栖息地质量评价；2)河流栖息地退化指数评价体系。21.s4.河流栖息地质量评估与等级划分模块22.根据现场调查数据和卫片数据(不可达区域)，对各个河段进行得分评估，各个指标的累计得分即为该河段的总得分。理论上，各河段的总得分范围为0-53。利用k均值聚类方法，按优、良、中、差、极差5个等级对河段得分进行等级划分，确定各个等级的划分标准。23.河流栖息地质量的等级划分标准为：得分值大于或等于34为“优”，介于26.5-33.5之间的为“良”，介于20.5-26之间的为“中”，介于13.5-22之间的为“差”，低于13的为“极差”。24.s5.河流栖息地质量修复模块25.根据各项得分与最高值的差异程度，可确定被调查河段对应的修复对策。以河岸现状和河岸带植被为例，如被调查河段为侵蚀河岸，得分仅为0.5，则需对退化河岸进行修复，种植水生植物并适量堆积大小不等的石块，以巩固河岸；被调查河段河岸带无植被覆盖，得分为0，则需参考周边植被类型进行本土植物的补种，近水河岸带(河流多年平均最高、最低水位线之间的水位变幅区)的植被恢复种类主要包括各类水生维管束植物(沉水植物、浮叶植物、挺水植物)；陆域缓冲区植被恢复可考虑常绿树种与落叶树种混交、深根系植物和浅根系植物搭配、乔灌草相结合的原则。26.进一步的，s1中2)合并下载的dem数据，具体为：在arcgis软件里加载各幅dem数据，通过“arctoolbox-datamanagementtools-raster-mosaic”拼接栅格图像，得到整幅dem数据。27.进一步的，s1中3)水文分析获取河流矢量数据，具体为：利用arcgis软件的水文分析模块获取评价区域的流域图和水系图，水文分析模块的分析步骤包括填洼处理、流向分析、流量数据分析、栅格计算器、栅格河网矢量化。28.进一步的，s1中4)还包括，并通过toolbox中的“arctoolbox-conversiontools-tokml”转换成kml文件，导入googleearth软件。29.进一步的，s1中5)利用卫片影像对评价河流的矢量数据进行纠偏，具体是，纠偏后的kml文件由etgeowizards工具集转换成shp文件，导入arcgis，获取评价河流最终的水系图。30.进一步的，s2中分段距离可进行自定义。31.进一步的，s3中1)河流栖息地质量评价，具体包括河道形态、流态、底质类型、岸坡状况、植被结构、土地利用状况、深潭-浅滩序列、人工结构物等评价内容，共10个指标层，82项评价指标。32.进一步的，s3中2)河流栖息地退化指数评价体系，具体包括河岸、河床的人工加固、河岸的平整(河岸带的人为阶梯化或者人工筑堤)、河道挖掘、水坝、河堤、桥梁等评价内容，共5个指标层，28项评价指标。33.进一步的，理论上，河流栖息地质量得分越高的河段，其退化指数越低，呈负相关关系，故河流栖息地退化指数(hms)可作为河流的栖息地质量评价体系的验证。34.进一步的，还包括河流栖息地评估结果录入与arcgis系统管理模块，具体为：将各河流的评估结果s2中的河段编号进行排列，在arcgis里按字段属性将河流栖息地质量分值、河流栖息地退化指数分值以及等级评估结果合并到分段后的河流矢量数据的属性表中。35.本发明的有益效果：36.本发明提供的评价系统直观、易懂，兼具专业性和可操作性，能够对被调查河流或河段进行快速的评估和长期管理，较好的支撑了长江等重点流域的河流生态保护实践，具有良好的生态效益，有利于大规模推广应用。附图说明37.图1为本发明的流程图；38.图2为实施例评价河流地理位置图；39.图3为河流栖息地质量评价体系(hqa)及指标得分；40.图4河流栖息地退化评价体系(hms)及指标得分；41.图5为arcgis河流栖息地质量评估结果等级分类图；42.图6为arcgis展示的长江上游主要支流河流栖息地质量评估结果。具体实施方式43.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0044]“问题在‘水里’，根子在‘岸上’”。针对我国当前河流质量评估主要依靠控制断面水质参数评判，不能客观反映和解析河段质量退化的原因和影响因素，本发明旨通过构建河流栖息地现状数据库，开展河流栖息地质量评估，建立适合于我国河流特点的栖息地质量评估体系与管理系统。[0045]实施例[0046]按照本发明的管理系统与管理方法，选定长江上游主要支流进行河流栖息地质量评估与管理。[0047]如图1-6所示，一种基于arcgis和rhs的河流物理栖息地评价系统，包括：[0048]一.获取河流矢量数据模块。采用国家基础地理信息数据库自有水系数据(一般到5级河流)或根据数字高程模型(digitalelevationmodel，简称dem)分析提取。如国家基础地理信息数据库有评价区域的河流矢量数据，则直接进行kml文件转换和纠偏；如没有，则1)根据经纬度范围下载评价区域的dem数据，本实施例中评价区域的经纬度范围为24.5°ꢀ‑29.5°n，100.5°‑106.5°e，共30幅。2)合并下载的dem数据。具体操作为：在arcgis里加载各幅dem数据，通过“arctoolbox-datamanagementtools-raster-mosaic”拼接栅格图像，得到整幅dem数据。3)水文分析获取河流矢量数据。利用arcgis的水文分析模块获取评价区域的流域图和水系图，分析步骤包括填洼处理、流向分析、流量数据分析、栅格计算器、栅格河网矢量化，具体操作可参照汤国安和杨昕(2012)《arcgis地理信息系统空间分析实验教程》中“第十一章水文分析”；4)通过arcgis中“editor”删除评价水系和流域以外的其他子流域和水网，生成最终的河流水系数据；并通过toolbox中的“arctoolbox-conversiontools-tokml”转换成kml文件，导入googleearth软件；5)利用卫片影像对评价河流的矢量数据进行纠偏。纠偏后的kml文件由etgeowizards工具集转换成shp文件，导入arcgis，获取评价河流最终的水系图。本实施例的河流包括长江上游龙川江、鲹鱼河、黑水河、普渡河、牛栏河、西溪河、西宁河和赤水河。[0049]二.河流矢量数据分段与编号模块。利用arcgis软件的edit编辑工具对河流进行分段。分段距离可根据需求进行自定义，如1km或2km。本实施例中按照2km进行分段处理，8条河流共获得河段数931个。各河流的分段矢量数据由上游至下游按顺序编号，如源头第一个河段即编号为“1”。[0050]三.河流栖息地质量现状分段调查模块。根据河流栖息地调查(rhs)相关规范，对实施例中的河流进行现场调查，调查内容包括两大方面：1)河流栖息地质量评价(habitatqualityassessment,hqa)。该体系包括河道形态、流态、底质类型、岸坡状况、植被结构、土地利用状况、深潭‑ꢀ浅滩序列、人工结构物等评价内容，共10个指标层，82项评价指标。2)河流栖息地退化指数评价体系(habitatmodificationscore，hms)。该体系包括河岸、河床的人工加固、河岸的平整(河岸带的人为阶梯化或者人工筑堤)、河道挖掘、水坝、河堤、桥梁等评价内容，共5个指标层，28项评价指标。理论上，河流栖息地质量得分越高的河段，其退化指数越低，呈负相关关系。故评估河流的hms值可作为hqa评价体系的验证。[0051]四.河流栖息地质量评估与等级划分模块。根据现场调查数据和卫星图片数据(不可达区域)，对各个河段进行得分评估，各个指标的累计得分即为该河段的总得分。各河段的总得分范围为3-43。利用k均值聚类方法，按优、良、中、差、极差5个等级对河段得分进行等级划分，确定各个等级的划分标准。本实施例中，得分值大于或等于34为“优”，介于26.5-33.5之间的为“良”，介于20.5-26之间的为“中”，介于13.5-22之间的为“差”，低于13的为“极差”。以赤水河为例，赤水河hqa得分值介于7.0-43.0之间。根据河流栖息地质量分级标准，在赤水河，有37.2％的河段栖息地质量为“优”，河段总长163.7km，主要分布于上游大湾镇至水潦乡峡谷段(鸡鸣三省)、马蹄乡至水口镇河段；有21.6％的河段栖息地质量为“良”，河段总长95.0km；有20.4％的河段栖息地质量为“中”，河段总长89.8km；有18.6％的河段的栖息地质量为“差”，河段总长81.8km；有2.2％的河段栖息地质量为“极差”，河段总长9.5km。河流生境退化指数(hms)评估结果显示，赤水河hms介于0-18.0之间，其主要的河流生境退化类型为河岸顶部加固，其次为中下游的涉水工程，如航道丁坝等。空间上，赤水河河源区及中游茅台至赤水市河段的hms得分值较高。回归分析表明，赤水河hqa与hms存在显著的负相关关系，表明干扰强度越大，河流栖息地质量越差(r2＝0.46)。[0052]五.河流栖息地质量修复策略[0053]根据赤水河的评估结果，提出了该河流不同河段的栖息地修复策略。河源区镇雄段两岸多乡镇等居民点，河道渠化普遍，河岸带植被多以耕地为主，自然植被较少，建议对上述河段的岸坡和河岸带进行生态化改造，以生态网格、石笼相结合的护坡替代已有的砼质岸坡，根据当地植物组成对河岸带植被稀少的河段进行补种，恢复植被多样性和覆盖度；赤水市以下河段多丁坝或锁坝(丁坝形成的封闭水域)，建议对砼质丁坝进行生态化改造，采用钢丝石笼网坝体替代，增加丁坝的透水性，利于藻类、底栖动物的附着、栖息和多样性恢复；通过拆除锁坝的部分坝体、坝体开口或埋设涵管等方式恢复封闭水域的水力学连通，促进鱼类的横向交流。[0054]六.河流栖息地评估结果录入模块与arcgis系统管理模块。将各河流的评估结果(excel表格)按前述的河段编号进行排列，在arcgis里按字段属性将hqa分值、hms分值以及等级评估结果合并到分段后的河流矢量数据的属性表中，具体操作步骤为：右键点击分段后的河流矢量数据——joinsandrelates——join-选择joinattributesfromatable-choosethefieldinthislayerthatjionwillbebaseon-选择加载的excel数据表。字段属性合并后，点击保存。右键点击“properties”，在属性对话框中的“symbology”页面。选择“categories”中的“uniquevalues”，利用各河段的栖息地质量等级进行数据管理与展示。[0055]最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页12当前第1页12
再多了解一些
本文用于创业者技术爱好者查询，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
