定义区域

为了定义用于保护规划的区域,您将使用从 ArcGIS Living Atlas of the World 提取的图层,识别具有高物种范围大小稀有总和的区域。 这些区域拥有更多范围较小的稀有物种,因此它们是保护这些物种,以最大限度地提高其保护的重要地点。 您的目标是确定俄亥俄州额外需要保护的 5,000 平方公里区域。 这些区域应位于现有公园(已受到保护)和城市区域(土地成本较高)之外。

您将尝试查找区域工具,探索扩展紧凑区域以最大化这些值的方法。

打开并探索地图

您将首先下载教程数据。

  1. 下载 Identify_Connect.ppkx 工程包,并在计算机上找到下载的文件。
    注:

    大多数 Web 浏览器默认将文件下载到计算机的 Downloads 文件夹中。

  2. 双击 Identify_Connect.ppkx 工程包以在 ArcGIS Pro 中将其打开。 如果提示,请使用您的 ArcGIS 组织账户登录。
    注:

    如果您没有 ArcGIS Pro 的访问权限或者 ArcGIS 组织帐户,请参阅软件访问权限选项

    工程包提取后,工程会打开一个地图,该地图显示地形底图和俄亥俄州的轮廓。

    地图显示美国俄亥俄州

  3. 内容窗格中,选中 Range Size Rarity 图层。

    显示 Range Size Rarity 图层的“内容”窗格

    该地图将显示图层。

    地图中的 Range size rarity 图层

    地图上颜色较深的区域具有较高数量的稀有且地理位置有限的物种。 范围大小较小的物种权重较高,因为保护它们的机会较少。

    该图层是本地栅格图层,从 NatureServe Network 于 2024 年 6 月创建的 Summed Range-size Rarity of Imperiled Species in the United States 图层裁剪到俄亥俄州。 它是生物多样性重要性地图的一部分。

    NatureServe 保留所提供所有知识产权的所有权。 严禁将全部或部分数据,或任何知识产权,或任何衍生自数据或任何知识产权的产品用于商业目的进行分发。 请参阅完整的使用条款

    该图层经许可在此使用。

  4. 选中 Urban AreasParks 图层。

    “内容”窗格显示选中的城市区域和公园

    这两个图层均来自 ArcGIS Living Atlas of the World 中托管的图层。 它们是本地面要素图层,已裁剪到俄亥俄州。

    美国人口普查局定义的城市区域以灰色阴影填充显示。

    公园 - 包括国家和州立公园和森林,以及美国境内的县、区域和地方公园。

    地图显示公园和城市区域

    您将使用这些图层来限制拟议的保护分析。 您不想包括当前的公园用地,因为这些区域已经受到保护。 您也不想包括城市区域,因为在城市区域获取土地的成本更高。

  5. 选中 Global Human Modification 图层。

    “内容”窗格显示选中的 Global Human Modification 图层

    图层打开。

    地图显示 Global Human Modification 图层

    地图上棕色的区域受到人类活动(包括城市化和农业)的改造程度更高,而绿色的区域受到人类活动的改造程度更低。

    城市区域大多以深棕色阴影显示,但俄亥俄州西部有大片区域受到农业的严重改造。

    该图层是本地栅格图层,从 Kennedy、Oakleaf、Theobald、Baruch-Mordo 和 Kiesecker 在其 Global Change Biology 文章管理中间地带:基于全球人类改造梯度的保护重点转变中开发的全球人类改造栅格裁剪到俄亥俄州。

  6. 选中 Range Size Rarity - No Urban 图层。

    “内容”窗格中的 Range Size Rarity 图层

    图层打开。

    派生的地图显示了丰富度和稀有度图层,其中城市区域已从中移除

    此地图显示了从中移除了城市区域的丰富度和稀有度图层。 此预处理步骤是使用按掩膜提取工具完成的,仅将城市面的外部区域复制到新的栅格。 该图层命名为 Range Size Rarity - No Urban

查找具有最高范围大小稀有度总和的区域

首先,您将运行该工具,确定具有最高范围大小稀有度总和的单个 5,000 平方公里区域。

  1. 在功能区中,单击分析。 在地理处理部分中,单击工具
  2. 地理处理窗格的搜索框中,输入查找区域。 在搜索结果中,单击查找区域工具。

    “地理处理”搜索结果中的“查找区域”工具

  3. 查找区域窗格中,对于输入栅格,选择 Range Size Rarity - No Urban 图层。

    “输入栅格”设置为 RSR_non_urban

    查找区域工具使用参数化的区域增长算法,识别来自输入栅格的高值像元并扩展区域,从而在输入参数的约束下最大化这些值。

    在本例中,该值是 Range Size Rarity - No Urban 图层中每个像元的范围大小稀有度总和。 该工具在栅格上的高值位置放置种子候选像元,然后添加相邻像元以扩展区域。 由于城市区域已从输入栅格中移除,因此拟议的区域会围绕这些区域扩展。

    输入栅格参数旁边会出现一个通知按钮。

  4. 单击通知图标。

    “输入栅格”警告消息

    此警告表明,由于栅格具有超过 500,000 个像元,因此将使用其重采样版本。

  5. 关闭消息。
  6. 对于总面积,键入 5000

    “总面积”参数设置为 5000

  7. 接受默认的面积单位平方千米

    该工具将继续向区域添加像元,直到其达到 5,000 平方千米的面积。

  8. 对于输出栅格,键入 Cons_region_opt_1

    输出栅格名称设置为 Cons_region_opt_1

    此名称表示这是您在此探索过程中生成的第一个保护区域选项。

  9. 接受默认的区域数量1

    该工具将定义一个最大化数量范围大小稀有度栅格值的单个区域。

  10. 接受默认的区域形状圆形

    由于区域增长算法考虑每个像元,因此该工具将根据其在保持大致圆形总体形状中的效用来衡量其像元值。 区域形状由形状/效用权衡 (%) 参数控制的程度,该参数具有 50% 的默认值。

    “查找区域”工具,参数已准备好首次运行

  11. 接受其余默认值,然后单击运行

    该工具运行并生成位于该州中南部的单个区域。

    第一个输出区域

  12. 放大到灰色区域图层的南部。

    俄亥俄州南部,灰色结果区域与公园重叠

    拟议区域中的像元落入现有公园内。 您将进行更改并再次运行该工具,以将现有公园考虑在内。

定位避免公园的区域

之所以避免城市区域,是因为它们已被裁剪掉并设置为无数据值。 您将调整该工具的输入参数并重新运行它以避免公园。

  1. 查找区域工具上,将输出栅格名称编辑为 Cons_region_opt_2

    “输出栅格名称”更改为 Cons_region_opt_2

  2. 对于现有区域的输入栅格或要素参数,选择 Parks 图层。

    Parks 图层作为输入栅格

  3. 单击运行

    Cons_region_opt_2 图层随机到地图中。

  4. 关闭 Cons_region_opt_1 图层。

    Cons_region_opt_2 图层不再与公园重叠,并且它向北部和东部延伸了一点。

    地图上的 Cons_region_opt_2

  5. 在功能区上的地图选项卡的导航部分中,单击书签并选择 Ohio

    地图缩放以显示俄亥俄州的完整范围。

定位多个区域

虽然该区域覆盖了物种稀有度总和的一些高价值区域,但其外部还有许多区域也具有高价值。 您将再次运行该工具并扩展多个区域,从而获得更好的全州覆盖率。

  1. 查找区域工具上,将输出栅格名称编辑为 Cons_region_opt_3
  2. 对于区域数,输入 10

    区域数量设置为 10

    区域数量参数旁边会出现一个通知图标。

  3. 单击通知图标。

    “区域数量”参数的通知

    区域数量参数大于 8 时,该工具使用顺序选择方法。 对于较小的区域数量,该工具默认使用计算量大的组合选择方法。

  4. 关闭通知。
  5. 单击运行

    工具随即开始运行,图层将添加到地图中。

  6. 关闭 Cons_region_opt_2 图层。

    地图上具有 10 个区域的新图层

    这些区域大致呈南北带状分布在该州,并覆盖了更多的高价值区域。 在该州北部,这些区域往往更加分散,而南部的一些区域则更加靠近。

    1 个区域的灰色斑块有点不够明显。 您将更改该区域的颜色。

  7. 内容窗格中,对于 Cons_region_opt_3 图层,右键单击 1 值区域的灰色颜色斑块。 在颜色选择器中选择浅紫色,例如紫水晶色

    在颜色选择器中选择紫水晶色

您已经探索了数据并生成了城市区域外部的区域,这些区域覆盖了具有预测的高物种稀有度的区域。 接下来,您将定义这些区域之间的连接。


连接区域

现在您已经确定了分布在全州的一些区域,下一步是找到它们之间的连接。 您将使用 Global Human Modification 图层作为成本表面,识别受人类活动影响最小的区域之间的路线。 受到严重改造的区域的通行成本较高,而改造较少的区域的通行成本较低。 该工具将找到区域之间成本最小的路径。

查找连接

您将使用最佳区域连接工具来查找已定义区域之间的最佳路径。

  1. 地理处理窗格中的搜索框中,键入最佳区域连接。 在搜索结果中,单击最佳区域连接工具。

    在“地理处理”窗格搜索并查找“最佳区域连接”工具

  2. 对于输入栅格或要素区域参数,选择 Cons_region_opt_3 图层。

    输入栅格设置为 Cons_region_opt_3

  3. 对于输出最佳连接线参数,键入 Optimal_path_1

    输出连接线要素类名称

  4. 输入栅格或要素障碍参数留空。
  5. 对于输入成本栅格参数,选择 Global Human Modification 图层。

    输入成本栅格

  6. 接受其他参数的默认值,然后单击运行

    该工具运行,并将连接区域的 Optimal_path_1 线图层添加到地图中。 该工具窗格还显示警告。

  7. 单击查看详细信息

    “查看详细信息”链接

    该警告表明某些线可能未连接,因为它们穿过 NoData 或超出数据范围。

    警告详细信息

  8. 关闭警告。
  9. 内容窗格中,对于 Optimal_path_1 图层,单击线符号。

    Optimal_path_1 图层的线符号

  10. 符号系统窗格中,找到并单击 1.5 磅黑色线符号。

    符号库的黑色线部分显示了 1.5 磅黑色线符号

    地图上的符号已更新。 使用此符号可以更好地看到区域之间的连接。

  11. 内容窗格中,取消选中 Global Human Modification 图层。
  12. 关闭符号系统窗格。

    区域和连接

    区域之间的连接线是最大限度减少人类活动改造通行成本的最直接路线。 但是,其中一些线路穿过城市区域。

查找避开城市区域的连接

对于某些物种来说,穿越城市区域并不具有挑战性。 但是,对于许多珍稀濒危物种来说,这更加困难或不可能。 您将重新运行该工具,这次将城市区域用作障碍要素。

  1. 最佳区域连接工具上,将输出最佳连接线参数从 Optimal_path_1 更改为 Optimal_path_2
  2. 对于输入栅格或要素障碍参数,选择 USACensusUrbanAreas_Ohio 图层。

    最佳区域连接工具参数

  3. 单击运行

    该工具运行,并将连接区域的 Optimal_path_2 线图层添加到地图中。

  4. 将图层的符号更改为 3.0 磅黑色线符号。

    新线路避开了城市区域。

    新路径和旧路径

    这些要素代表了珍稀濒危物种在保护区之间移动的更安全路径。 您可以投入一些资源来保护这些区域,实现更好的栖息地连通性。

    有些物种需要更宽的廊道才能通行。 您可以缓冲这些线以识别此类廊道,或者可以使用最佳廊道连接工具来创建廊道。

  5. 保存工程。

您已使用查找区域工具找到保护珍稀濒危物种具有更高价值的区域。 您使用了最佳区域连接工具来查找能够实现这些区域之间迁移的路径。

您可以在教程库中找到更多教程。