采矿沉陷遥感调查与危害性研究

为了研究采矿沉陷危害,选择山东省济宁市东部煤矿矿集区为研究区,采用多期光学遥感数据与历史资料相结合的方法,辅以必要的现场调查和走访,进行采矿沉陷调查与危害性研究。结果表明:(1)研究区内采矿沉陷危害严重,截止到2013年,至少破坏了25.095 km2的土地,并造成24个村庄被迫搬迁;(2)总体来说,研究区内采矿沉陷灾害发展迅速,从2009—2013年,采矿沉陷积水面积共增加4.747 km2,2013年相对于2009年的增长率为23.33%;(3)就单个采矿沉陷来说,开始阶段来势猛、发展快、危害大;但快速发展之后,扩展的速度将逐步变缓,并逐渐过渡到自然平衡;(4)光学遥感技术完全可以用于采矿沉陷调查和危害性研究,并且其宏观、廉价等特点较好地弥补了地面调查的不足。     

山东省采煤沉陷遥感动态监测

利用2013年第4季度—2015年第4季度高分辨率遥感影像数据,对山东省采煤沉陷灾害进行了连续3 a的动态监测,发现全省采煤塌陷地(坑)面积逐年减少。在对比分析山东省煤矿分布特点、煤炭开采方式及开发历史等工作基础上,建立了采煤沉陷遥感动态监测技术流程。根据所提取的塌陷地(坑)、搬迁的村庄、地质灾害恢复治理等信息,圈定全省特大型沉陷区12个、大型沉陷区8个、中型沉陷区50个、小型沉陷区12个;通过上述信息的近3 a变化情况的分析,确定全省沉陷程度变好区30个、稳定区31个、变重区21个,掌握了沉陷变化趋势。同时,分析了煤矿沉陷灾害发生的影响因素,探讨了治理时机,提出了对策建议。     

不规则邻域CA的城市增长边界研究——以大连市经济技术开发区为例

本文以2003—2012年的土地利用数据、遥感数据等多源数据为基础,并且以街道作为研究尺度,通过不规则邻域CA和生态适宜性评价方法,制定城市扩张的弹性边界和刚性边界。研究表明:(1)基于不规则邻域CA模型的Kappa系数为0.875 8,模拟精度达到要求;(2)2021年研究区弹性边界的面积为230.54 km~2,刚性边界的面积为260.09 km~2,面积变化显著;(3)建设用地呈由东南向西北的扩张趋势,并且沿海街道比内陆街道扩张更为显著。     

基于GIS的采煤沉陷区地质环境数据库建设研究

文章梳理了采煤沉陷区地质环境调查基础数据类型和空间数据类型,依据我国矿山地质环境调查评价的行业标准和规范,建立了集成数据管理、服务、交换体系的综合数据库,实现了基于GIS的综合业务数据集成、管理与服务。结果表明:GIS技术可以实现采煤沉陷区环境地质调查数据库建设,为采煤沉陷区的土地治理和生态恢复提供决策支持。     

超贫磁铁矿区植被覆盖度变化的遥感监测

超贫磁铁矿的开发会对地表产生剧烈的扰动。为监测2001年以来长河矿区植被盖度的变化情况,本文分别采用2001年和2015年的Landsat TM和OLI影像数据,基于归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)的像元二分模型对该地区的植被盖度进行定量估算,并分析其时空变化特征。结果显示:2001—2015年间,高级植被覆盖度区域面积减少了29.4 km~2,低级和中低级植被覆盖度区域面积增加了17.9 km~2;在变化幅度上,植被覆盖度中、大幅度增加区的面积为1.9 km~2,而中、大幅度减少区面积为25.6 km~2。空间特征分析表明,研究区内植被覆盖度变化较大的区域均与采矿活动区有紧密联系。     

基于多源数据的山西省采煤沉陷区调查监测体系构建北大核心CSCD

为助力健全自然资源监测体制、落实生态文明建设各项要求、提供优质高效的用地保障服务,采煤沉陷区调查监测意义重大。本文基于多源遥感数据,结合传统测量和现代遥感技术,构建了山西省采煤沉陷区调查监测体系。研究结果表明,本文基本摸清了山西省采煤沉陷区分布情况,其总面积为6500 km^(2),与山西省矿区及采空区分布高度重叠;土地利用以林地、耕地及草地为主;土地损毁以轻、中度为主。受采煤沉陷的影响,拟搬迁村庄1221个,仍有400多个村庄未搬迁。     

基于遥感与GIS的矿山地质环境时空演变分析——以东胜矿区为例

煤矿开采将不可避免地产生地质环境问题。以东胜矿区2007年Quick Bird遥感影像和2012年World View2影像为数据源,通过提取矿山地质环境现状信息,计算矿山地质环境类型时空数据的变化幅度、变化速度及转移矩阵等,揭示不同矿山地质环境类型的时间变化过程;以采矿权为空间单元,通过计算各类矿山地质环境的年均增幅与综合动态度,描述其空间演变趋势。结果表明:随着东胜矿区开采规模持续扩大,不同矿山地质环境类型的面积逐年增加且增幅各异,由"污染"(采坑、排土场及积水区)向"治理"(恢复治理区和工业广场)转移的趋势显著;尽管矿区地质环境已得到足够重视,并呈现西北区域恢复治理优于东南区域的特点,但"治理"力度总体上慢于"污染"程度,仍不利于可持续发展。     

永定客家土楼世界遗产地土地覆盖与生态变化遥感评价

以世界文化遗产客家土楼所在地福建省龙岩市永定区及其规划保护区(湖高区)为研究区,选取1988年、1996年、2002年、2009年和2014年5期Landsat系列卫星影像,应用多分类器集成及新型遥感生态指数(remote sensing based ecological index,RSEI)获取研究区5个时期土地覆盖分类图及RSEI图,采用分类后变化检测方法获得研究区土地覆盖及生态环境变化情况。结果表明:(1)1988—2014年26 a间研究区土地覆盖变化明显,林地、灌木/草地、建设用地面积快速增长,耕地、退化地、开垦地面积大幅减少;(2)RSEI适合用于土楼遗产地生态环境评价;(3)2个研究区的生态质量1988—1996年间均下降,其后均呈逐年上升趋势;(4)从土地覆盖与生态环境的关系来看,生态质量变好区域位于坡耕地、原有中高海拔退化地及开垦地转化为林草地区域;变差区域集中在林草地转化为耕地、退化地和开垦地区域以及城镇周边扩展区域。     

基于高分二号的城市黑臭水体动态监测

目前,城市黑臭水体的遥感识别处于算法初探阶段,由于受到水深、阴影等因素的影响,在实际应用中精度较低,并且对于长时间的黑臭水体动态监测研究较少。以芜湖鸠江区为研究区,分析黑臭水体的成因及表观特征,针对单波段阈值法、波段差值法、归一化指数法和斜率指数法,基于GF-2影像进行阈值修正并评价精度,同时联合黑臭水体目视解译标志进行动态监测。结果表明:(1)水体发生黑臭通常伴有颜色异常、河道淤塞、次生环境问题等特征;(2)单一识别算法中差值法识别效果最好,总精度为87.5%;(3)GF-2的高空间分辨率特性提升了目视解译的效率和精度,可以有效减少水深和建筑物阴影对其遥感识别的干扰,相比使用单一算法,进一步提高了动态监测的识别精度和可靠性;(4)利用2014—2020年4景GF-2影像提取鸠江区主城区黑臭水体面积分别为0.313 km~2,0.152 km~2,0.069 km~2和0.008 km~2。结果显示,鸠江区水体黑臭现象正逐步得到改善,但神山公园水系黑臭现象依然严重。     

新疆石河子地区20 a绿洲土地利用类型变化分析

以石河子地区为研究对象,利用1990年、2000年、2005年和2010年的遥感影像,分析了该区近20 a的土地利用动态变化情况。研究结果表明,耕地面积持续减少,共计减少了54.52 km~2,占整个研究区面积的12.23%;城乡建设用地面积累计增加了64.12 km~2,是区域内变化最为明显的地物类别;水域面积相比变化不大,只增加了0.56 km~2;其他地类面积减少了10.17 km~2,主要转变为城乡建设用地。地物类别发生变化的区域主要集中在水资源较充足的北部、东北部和东部靠近玛纳斯河中游的区域;土地利用类型与区域内人口数量的变化和GDP的增长呈现显著的相关特征,对区域内土地利用类型的变化影响极大。     

基于多元逻辑回归的兰坪县崩塌滑坡敏感性评价

通过卫星遥感影像解译和地面调查,获取了云南省兰坪县崩塌滑坡灾害的空间分布,利用Arc GIS软件空间分析方法对该县崩塌滑坡分布规律进行了统计分析,最后运用多元逻辑回归方法对该县未来崩塌滑坡发生的空间位置进行了易发性评价。分析结果确认了极高易发性区域地理位置,其中,极高易发性区域面积为345.1 km~2,占研究区面积的7.90%;高易发性区域面积为429.3 km~2,占研究区总面积的9.82%。所得到的兰坪县崩塌滑坡易发性分布对进一步的防灾减灾工作具有指示作用。     

基于北京二号与地理国情数据的林地提取

由于地理国情林地数据不包含实地面积小于400 m²的树木或四旁单排林,若仅利用地理国情的林地数据统计区域森林覆盖率,将对四旁树面积较大地区的林地统计结果产生较大误差。为提取区域内准确的林地覆盖与空间分布状况,本文借助地理国情地表覆盖数据,提出了一种基于北京二号高分辨率遥感影像的林地提取方法。首先,根据遥感影像光谱特征,将研究区按植被、道路、铁路、建筑用地进行地类划分,并基于遥感影像进行各地类的样本提取,通过可分离检验的样本利用最大似然分类提取研究区内植被覆盖范围;然后,借助地理国情地表覆盖数据,使用叠置分析剔除误分、错分地类,得到区域林地的空间分布。试验结果表明：(1)研究区内林地覆盖率为20.3%,尚未满足北京新一轮林地规划需求;(2)地理国情地表覆盖数据内林地面积占提取林地总面积的54.03%,说明在部分地区使用本文方法对地理国情林地数据进行补充是有必要的。通过将试验结果与遥感影像进行目视比对并结合外业调查结果发现,提取的林地空间分布情况与实际分布基本相符。本文为地理国情的应用提供了一种新方法,研究结果可辅助区域的绿色发展规划,有助于构建科学的生态空间格局。     

新疆玛纳斯湖近40年间时空变化图谱及其驱动机制

以新疆玛纳斯湖为研究区,利用1972—2014年间8期遥感影像数据,在提取了湖泊水域信息的基础上对近40 a间玛纳斯湖水域演化进行了研究。结果表明,1972—2014年间玛纳斯湖呈现明显"增加—减小—增加—减小"变化态势,水域重心不断往西南方向偏移。1972—1999年间玛纳斯湖长期处于干涸状态,2000年恢复至研究期间最大水域面积(248.69 km~2),之后经历了2000—2008年和2011—2014年2次萎缩周期,面积变化幅度和动态度的计算结果显示,水域面积的退缩周期在缩短,退缩速度在加快。玛纳斯湖水域面积变化整体受气候变化的影响不大,但与极端高温和降水天气引起的超标准洪水关系密切,流域内人类活动是玛纳斯湖演化的主要原因。     

D-InSAR的黄土高原矿区地表形变监测

D-InSAR技术已在数字高程建模、地表微小变形、地壳形变等方面显示出广阔前景,但其对黄土高原矿区复杂、剧烈、动态的地表形变监测能否有效,目前仍存在争议。针对此问题,该文以大同市南郊区采煤沉陷地为研究区域,利用两轨法D-InSAR技术,采用ALOS PALSAR数据获取了研究区域2008年1月1日至2月16日间的沉陷面积和最大沉降值。然后以晋华宫矿某工作面为例,利用开采沉陷预计方法进行验证,预计结果显示该工作面的最大沉陷值与D-InSAR测量值相差达24.04mm,并分析差异主要来源于SAR数据、地形、预计参数选取的限制。实验结果表明,D-InSAR技术能够比较准确且有效地监测黄土高原矿区地表形变。     

粤港澳大湾区土地覆盖及景观格局时空变化分析

粤港澳大湾区已成为世界级城市群为目标的特大城市群。本文利用多期遥感数据,并结合景观格局指数研究大湾区2000—2020年的发展规律。结果表明:①大湾区主要的土地覆盖类型为林地、耕地与居住及建设用地,3种地类总占比多年来均在80%以上;②大湾区的居住及建设用地在20年间增长了115.21%,面积达到9 183.47 km²,是大湾区内面积增长最多、变化速率最快的用地类型;③大湾区内的景观格局破碎度、斑块密度不断降低,景观聚集度与景观丰富程度不断升高,区域景观格局分布状况日趋合理。     

Sentinel-2A卫星数据处理分析及在干旱河谷提取中的应用

哨兵2A(Sentinel-2A)作为一颗新型光学遥感卫星,具有大宽幅、多光谱、高时空分辨率与免费共享等优点,已广为光学遥感应用领域关注。选取欧空局提供的Sentinel-2A遥感卫星数据,以四川省黑水河流域部分区域为研究区,通过对Sentinel-2A数据参数、组织形式、产品等级与格式分析,利用SNAP软件中sen2cor处理模块将L1C级别数据转换成L2A级别数据,分别获取研究区气溶胶厚度分布图、水汽分布图、场景分类图及植被生物量因子数据图层;通过对生物物理量因子分析,利用研究区叶绿素含量生物量因子和数字高程模型,结合专家决策分类法提取出研究区内干旱河谷分布面积。研究结果表明,Sentinel-2A遥感卫星数据质量较好,丰富了遥感技术应用领域,其L2A级别数据将会对全球生态植被环境变化的监测与评价产生积极的应用价值。     

双台河口保护区湿地景观格局变化研究

在分析国内外主要湿地分类系统、总结有关湿地分类方法的基础上,结合双台河口保护区的实际情况,建立了适合研究区的湿地景观分类体系。利用1988年、2001年和2007年三个时相的Landsat TM/ETM+遥感影像数据,分析研究区内湿地景观类型的变化特点,以及影响研究区湿地景观格局变化的主要因素。分析结果表明:从1988年到2007年,研究区内以天然湿地为主,但天然湿地面积呈减少趋势,比重从72.68%降到56.64%;人工湿地面积比重逐渐上升,从2.93%上升到11.86%,增加量为1988年人工湿地面积的3.04倍;非湿地面积的比重从24.38%变化到31.50%。人为因素已成为研究区湿地景观格局变化的主导因素。     

若尔盖县土地沙化遥感监测

针对沙化严重的若尔盖县地区,选取若尔盖县麦溪乡为研究区,基于2009年和2014年两期遥感影像数据,采用植被盖度转换法对研究区草地沙化信息进行提取,并根据国情普查数据检验2014期沙地提取精度。结果表明,麦溪乡沙化类型以露沙地为主,两期监测中露沙地均超过地区沙化总面积的80%;2014年沙化面积为31597.35hm~2,比2009年增加了1266.91hm~2,流动沙地、固定沙地面积在减小,而半固定沙地和露沙地面积有所增加,沙地有此消彼长之态势。     

内蒙古乌达煤田煤火治理效果的遥感监测与评估

为了评估内蒙古乌达煤田煤火治理的效果,采用2008年治理前、2011和2013年治理中以及2015年治理后期的Landsat 5/8热红外波段影像,利用单窗算法反演4个年度的乌达煤田地表温度;采用自适应梯度阈值(selfadaptive gradient-based thresholding,SAGBT)法圈定该煤田煤火区,分析煤火空间分布格局演变动态,并对探测结果进行了实地验证。结果表明,所识别煤火区的准确率为75%;煤火区面积由2008年的1.194 km~2演变到2015年的0.873 km~2,呈显著下降趋势。总的来说,煤火治理取得了初步成效,实现了煤火区面积26.88%的减量;但仍有73.12%的存量,说明今后仍须加大煤火治理力度。     

基于多源遥感影像的城市化及其生态效应研究

基于夜间灯光遥感影像等多源数据,提出了一种区域城市化及其生态效应遥感监测方法。该方法采用夜间灯光遥感数据提取成渝经济区城市范围,并分析城市空间演变过程,同时以植被净初级生产力(NPP)为生态系统功能评价指标,分析了快速城市化对区域生态系统功能的影响。研究结果表明:(1)成渝经济区城市面积由1994年的2 074km2增长到2015年的4 391 km2,年均增长率为3.64%,且城市用地规模增长速度略快于城市人口增长速度;(2)城市内的NPP均值远低于非城市区域,且近年来二者间的差异逐渐增大,成渝经济区快速城市化在一定程度上减少了植被NPP,特别是对城市内部的植被NPP影响较大;(3)快速城市化中土地利用结构的改变是导致成渝经济区城市内植被NPP大量减少的重要因素。