禹州市1992-2015年矿区植被覆盖度动态变化研究

以禹州市1992-2015年7景Landsat影像数据为数据源,利用像元二分模型计算获取每一景影像的植被覆盖度并进行分析;再结合河南省地质环境监测院发布的2018年禹州市矿区图斑矢量分析了禹州市矿区内20 a间植被覆盖度的时空变化特征.结果表明:①禹州市矿区范围内平均植被覆盖度较低,1992-2015年禹州市矿区的平均植被覆盖度由41.84％ 降至17.3％;②禹州市矿区的中高植被覆盖区面积变化趋于平稳,低植被覆盖区面积下降,无植被覆盖区面积明显上升,与矿区开采面积不断扩大的趋势保持一致;③结合矿区图斑的土地占用类型统计发现,对比堆积类土地占用类型,挖损、压占类土地占用类型矿山对植被破坏程度更加严重.     

基于OpenLayers的稀土矿区环境分析系统

离子吸附型稀土是我国重要的战略性资源,具有宝贵的价值,但长期的无序粗放开采,导致矿区植被破坏、土地毁损,植被自然恢复困难,带来严重的生态环境问题。GIS技术在环境监测与分析中能够结合环境相关的各种数据以及环境评价的各种模型,对大量数据进行管理,同时还能够对环境质量进行分析与预测。Openlayers开源平台框架作为一种开源WebGIS开发框架,能够利用的地图资源丰富,对浏览器的依赖性低,提供了WebGL的绘制支持,提升了显示的性能,为结果展示提供了良好的基础。本文结合GIS技术与Openlayers开源软件,构建矿区地表环境分析平台,实现对矿区数据和用户信息等多种数据的有效管理,为矿区环境监管提供决策支持。     

基于MODIS的神东矿区植被动态监测与趋势分析

以神府-东胜矿区(简称神东矿区)为研究对象,利用2000―2015年获取的250 m分辨率MODIS NDVI数据,采用像元二分法提取矿区植被覆盖度(fractional vegetation coverage,FVC)的基础上,利用一元线性回归方法和重标极差分析法分析矿区植被空间格局变化并预测其未来发展趋势。结果表明:16 a来神东矿区的年均植被指数(NDVI)呈上升趋势,增加速率为8.9%/10 a;矿区大部分地区地表植被覆盖得到改善,其中明显改善面积占比为50.43%,分布趋向为矿区东南方向;而退化面积仅为4.90%,分布在乌兰木伦河、窟野河两侧以及西部和北部沟壑区;65.03%的矿区区域Hurst指数值在0.35~0.45之间,具有较弱的反持续性;矿区中部Hurst指数较高,而西部Hurst指数偏低;结合FVC来看,矿区地表植被未来仅有较弱的退化趋势。综合遥感分析结果,神东矿区植被改善的主要原因在于神东矿区对环保的重视和投入的增加,以及科学和高效的生态环境综合防治技术体系的建立与实施。     

矿区植被重金属胁迫高光谱分辨率数据分析

研究矿区植被重金属胁迫,植被反射光谱测量必不可少。用成像光谱仪野外测试江西德兴铜矿区典型植被的冠层反射波谱曲线,利用导数光谱评价植被“红边”位置。分析得知,植被红边“蓝移”,最大“蓝移”达11nm。根据红边位置与叶绿素含量的正相关关系,并结合铜矿区地质、地貌特点以及开采情况,初步断定铜矿区植被主要受到重金属胁迫而且胁迫程度与植被冠层重金属含量也呈正相关关系。这可作为高光谱分辨率遥感技术在矿区植被修复方面的决策支持和参考依据。     

应用转移矩阵分析辽阳矿区的地表覆盖变化

为了分析辽阳地区的地表覆盖变化情况,本文选取辽阳矿区为研究区域,以2003年、2009年、2015年Landsat TM/OLI遥感影像及ASTER GDEMV2高程数据为基本数据源,提取NDVI、NDBI、MNDWI、高程值及单波段亮度遥感指数构建决策树分类模型,完成辽阳矿区地表覆盖的分类。对分类结果进行地表覆盖类型数量变化利用土地转移矩阵分析,并对驱动力因素进行研究。结果表明;决策树模型适用于辽阳矿区地表覆盖分类,分类精度较高。研究区域土地覆盖类型发生显著变化,主要表现为建设用地大幅增长,采矿用地大面积减少,植被、水体、裸地面积变化较小。人口增长、经济发展、矿区生态治理成为该矿区地表覆盖特征变化的主要驱动因素。     

基于Landsat影像的木里煤田矿区植被覆盖提取及时空变化分析

木里煤田地处青藏高原典型生态环境脆弱地带的大通河源头,本文以Landsat影像为数据源,基于归一化植被指数像元二分模型估算木里煤田矿区1990-2016年植被覆盖度,监测其动态变化及时空发展规律。研究发现,1990-2016年矿区裸土及低植被覆盖面积增加156.60 km^2,中植被覆盖面积增加153.37 km^2,高植被覆盖面积减少309.99 km^2。动态监测结果表明,1990-2016年木里煤田植被覆盖呈现严重退化趋势,退化最明显区域出现在矿区周边;时空格局变化分析结果表明,矿区植被覆盖等级逐渐向低植被覆盖等级转变,植被覆盖区域面积逐渐缩小。通过监测木里煤田矿区植被覆盖动态变化并分析其时空变化特征,为研究区生态环境修复,土地复垦等工作提供相关数据参考及技术支撑。     

基于3S技术的采煤沉陷区土地利用变化分析——以淮北闸河矿区为例

以淮北闸河矿区为例,以煤炭资源开发引起的土地资源与环境的演变为研究对象,采用3S技术获取该区主要土地利用类型信息,建立土地利用变化转移矩阵,并对该区的土地利用变化及驱动力因素进行初步分析。研究表明,因矿区内煤炭开采和经济的持续发展,使得矿区土地遭受不同程度的毁损。通过采取合理的城乡规划和土地环境整治工程,矿区的土地仍然得到高效利用。     

遥感技术在微生物复垦中的应用研究

微生物复垦是矿区生态重建的有效途径。遥感技术特别是高光谱遥感技术可以快速准确地获取微生物复垦后植被的生长状态和土壤性状改良的实时信息,为评估微生物复垦技术对矿区土地恢复和生态重建的作用提供了技术支撑。概述了遥感技术在矿区植被恢复、矿渣石排土场复垦、采矿沉陷地复垦和复垦区重金属污染监测等方面的应用和研究现状,以及微生物技术在改良煤矸石环境、治理采矿沉陷地和修复重金属污染场地中的作用和研究现状,分析了遥感技术应用于监测微生物复垦效果的理论依据,并讨论了今后遥感技术在微生物复垦中的应用潜力,以期为未来快速、准确、无损地监测微生物复垦植被的生长状况提供新方法,并为评价微生物技术在矿区生态重建中的作用提供参考。     

新疆土地荒漠化时空变化特征分析

针对利用遥感数据进行土地荒漠化分析研究的角度单一问题,该文提出一种从土地生产力和植被长势两个角度进行土地荒漠化时空变化分析的方法。通过研究新疆2000—2012年4—10月期间的植被降水利用率和植被覆盖度的时空变化特征综合反映新疆土地荒漠化的演变情况。研究结果表明,新疆土地生产力较好、植被退化的区域约占新疆国土面积的9.32%,土地生产力较差、植被退化的区域约占0.02%,土地生产力较差、植被恢复的区域约占1.37%;土地生产力正常、植被恢复的区域约占89.29%;在植被生长的不同时期,降水量对土地荒漠化的正面抑制作用呈现增强、不变或减弱的特征。研究结果,可为土地荒漠化评价方法的研究提供理论参考。     

新疆13a土地荒漠化时空变化特征研究

针对利用遥感数据进行土地荒漠化分析研究的角度单一问题,提出一种从土地生产力和植被长势两个角度进行土地荒漠化时空变化分析的方法。通过研究新疆13 a 4—10月期间的植被降水利用率和植被覆盖度的时空变化特征综合反映新疆13 a土地荒漠化的演变情况。研究结果表明,新疆土地生产力较好、植被退化的区域约占新疆国土面积的9.32%,土地生产力较差、植被退化的区域约占0.02%,土地生产力较差、植被恢复的区域约占1.37%;土地生产力正常、植被恢复的区域约占89.29%;在植被生长的不同时期,降水量对土地荒漠化的正面抑制作用呈现增强、不变或减弱的特征。研究结果,可为土地荒漠化评价方法的研究提供理论参考。     

新疆13a土地荒漠化时空变化特征研究

针对利用遥感数据进行土地荒漠化分析研究的角度单一问题,提出一种从土地生产力和植被长势两个角度进行土地荒漠化时空变化分析的方法。通过研究新疆13 a 4—10月期间的植被降水利用率和植被覆盖度的时空变化特征综合反映新疆13 a土地荒漠化的演变情况。研究结果表明,新疆土地生产力较好、植被退化的区域约占新疆国土面积的9.32%,土地生产力较差、植被退化的区域约占0.02%,土地生产力较差、植被恢复的区域约占1.37%;土地生产力正常、植被恢复的区域约占89.29%;在植被生长的不同时期,降水量对土地荒漠化的正面抑制作用呈现增强、不变或减弱的特征。研究结果,可为土地荒漠化评价方法的研究提供理论参考。     

新疆13a土地荒漠化时空变化特征研究

针对利用遥感数据进行土地荒漠化分析研究的角度单一问题,提出一种从土地生产力和植被长势两个角度进行土地荒漠化时空变化分析的方法。通过研究新疆13 a 4—10月期间的植被降水利用率和植被覆盖度的时空变化特征综合反映新疆13 a土地荒漠化的演变情况。研究结果表明,新疆土地生产力较好、植被退化的区域约占新疆国土面积的9.32%,土地生产力较差、植被退化的区域约占0.02%,土地生产力较差、植被恢复的区域约占1.37%;土地生产力正常、植被恢复的区域约占89.29%;在植被生长的不同时期,降水量对土地荒漠化的正面抑制作用呈现增强、不变或减弱的特征。研究结果,可为土地荒漠化评价方法的研究提供理论参考。     

新疆13a土地荒漠化时空变化特征研究

针对利用遥感数据进行土地荒漠化分析研究的角度单一问题,提出一种从土地生产力和植被长势两个角度进行土地荒漠化时空变化分析的方法。通过研究新疆13 a 4—10月期间的植被降水利用率和植被覆盖度的时空变化特征综合反映新疆13 a土地荒漠化的演变情况。研究结果表明,新疆土地生产力较好、植被退化的区域约占新疆国土面积的9.32%,土地生产力较差、植被退化的区域约占0.02%,土地生产力较差、植被恢复的区域约占1.37%;土地生产力正常、植被恢复的区域约占89.29%;在植被生长的不同时期,降水量对土地荒漠化的正面抑制作用呈现增强、不变或减弱的特征。研究结果,可为土地荒漠化评价方法的研究提供理论参考。     

露天煤矿区植被变化遥感监测与受损程度评估

以青海省聚乎更露天煤矿区为研究区,利用2001～2016年TM影像,提取了研究区植被覆盖度。以每3 a为一个时间节点,对6期数据进行像元尺度上的线性回归,首先分析了研究区内植被覆盖度变化趋势,并通过植被等级转移矩阵展现不同等级植被间的转移情况;再结合t分布,定量评估了研究区植被受损情况;最后利用剖面分析揭示了研究区恢复治理情况。结果表明,研究区植被长势整体上与时间推移呈负向变化趋势;露天采场、排土场等场地的修建直接摧毁了原有植被,高植被覆盖度区域受损最严重,矿区周边植被受影响程度与距离呈负相关;区内已全面开展恢复治理工作,部分渣山治理效果较为显著。     

山西省西山煤田土地损伤状况的动态监测

为了有效评估西山煤田地区的土地损伤状况,该文引入复变函数和麦克劳林公式的土地损伤测度模型,利用Landsat TM/OLI影像、Envisat ASAR和Sentinel-1A影像提取植被覆盖、土地覆被及地表形变信息等模型关键参量,获取了矿区地表的退化损伤值。结果表明：西山煤田土地损伤面积在2009—2019年持续减少,至2019年,土地损伤值>3.5的高损伤区域面积为18 km²,占总损伤面积的2.23%,且与矿井点具有一定的空间相关性。与同期高分影像的对比显示：损伤测度结果有助于矿区环境修复的精细设计,并为区域土地损伤及后期治理提供较为重要的依据。     

胜利矿区植被覆盖度时序变化的空间异质性监测

通过对胜利矿区的地理位置、气候条件等背景的分析,本文为实现获取时序性植被覆盖度的空间异质性的目的,使用ENVI、GIS、Matlab等软件,基于胜利矿区1985—2017年的Landsat TM/ETM+/OLI遥感数据计算NDVI,利用像元二分模型计算植被覆盖度,得到研究区植被覆盖度均值的时序变化情况。采用转移矩阵法和Sen+Mann-Kendall法对研究区域内不同等级的植被覆盖转移情况及变化趋势情况进行分析。研究表明：胜利矿区植被覆盖度均值波动较大,呈轻微下降趋势。在监测时段内68.36%的高植被覆盖区域植被发生了退化,只有3.2%左右的极低植被覆盖区域得到了良好的改善。此外,研究区植被覆盖度受到结构性因子和随机性因子的影响,空间异质性明显,灌溉区由于人为干涉,植被生长良好,极低植被覆盖面积维持在3%以下,植被覆盖显著下降区域主要集中在露天采坑、排土场等矿业景观区。     

基于RS与GIS的东胜煤田红庆梁矿区生态环境现状调查与评价

通过RS与GIS技术手段和实地现场调查,建立了矿区卫星影像、矿区地形图数据库,以及植被类型、土壤类型、土地利用、水土流失等专题数据库。以此为基础完成矿区按类型的生态环境现状评价,提出矿区主要生态服务功能为保持水土、防止侵蚀,减少入黄泥沙。主要生态环境保护目标为农田生态功能,草原植被,以及退耕还林还草等生态建设工程。同时特别指出项目建设区存在着潜在的洪水、泥石流灾害发生的危险性。从而进一步完成矿区生态环境现状总体评价工作。     

最佳小波包基的矿区植被及红边位置提取

小波包变换能同时对植被光谱信息的低频和高频分量进行分解,并能克服小波变换时间分辨率高而频率分辨率低的缺陷从而具有能够探测植被细微变化的优势。实验利用Hyperion高光谱影像对云南省普朗铜矿区植被像元的光谱进行最佳小波包基参量获取与植被信息识别,并在此基础上提出一种提取重金属污染下植被红边位置的最佳小波包基系数应用模型。研究结果表明基于最佳小波包基参量的植被信息识别及基于最佳小波包基系数的重金属污染探测具有可行性与一定优越性。     

“GF-1”影像质量评价及矿区土地利用分类潜力研究

为客观评价GF-1影像的质量及其在矿区土地利用分类的应用潜力,选择黄土高原区平朔矿区为研究对象,以同季相的SPOT 6影像作对比分析。在工程质量上,从灰度信息、纹理特征两个方面选取评价指标对其进行研究,统计结果表明:GF-1影像所含信息层次复杂,地物类型表达丰富;纹理特征明显,能用于复杂地类的提取。在应用角度上,构建基于像元的最大似然法和基于面向对象的最邻近两种分类器分别对研究区进行土地类型提取,对比分类结果表明,GF-1影像整体分类效果略次于SPOT 6影像,但GF-1影像仍能够满足用户快速获取矿区土地状况和其周边环境信息的应用要求,具有监测矿区土地变化和分析复垦植被生长状况等方面的潜力,可以为矿山土地生态复垦的整体规划设计和技术实施等提供基础数据。     

基于MapX的矿区土地资源管理信息系统的研制

主要研究了矿区土地资源管理信息系统的开发环境、系统总体设计、各功能模块的设计与实现以及系统的简单应用等。该系统采用MapX 4.5和VB 6.0作为开发平台,Access 2003作为后端数据库,并用Matlab 6.5在后端进行数值计算。该系统的建立为矿区土地资源管理工作提供了一个重要手段,提高了矿区土地资源管理工作的效率。