基于RS和GIS的淮南市植被覆盖时空特征研究

为研究淮南市森林植被的时空特征变化,在RS技术与GIS技术的支持下,以淮南市2006年、2011年、2016年3个时期的landsat7遥感影像数据为数据源提取归一化植被指数(NDVI),再应用像元二分模型反演植被覆盖度。利用空间分析、植被覆盖度空间分布特征、绿量时间变化、植被覆盖年际变化程度以及植被覆盖的分区统计,对淮南市森林植被的时空变化进行分析,并对森林植被时空变化的原因进行讨论。结果表明:淮南市整体植被环境良好,且研究时段内裸地减少,植被覆盖度上升。     

新疆准东煤田五彩湾露天矿区植被受损分析

通过评估和分析露天煤矿开采区内植被受损状况,可以为露天煤矿开采区环境监测与评估,以及矿区环境恢复和治理提供信息支撑,促进矿区经济和环境协调发展具有重要意义。选择新疆准东煤田五彩湾露天矿区为研究对象,利用2006—2011年的Landsat TM遥感图像提取研究区植被覆盖度,统计不同年份不同等级植被覆盖面积,分析不同等级植被覆盖面积随时间的变化规律,以及变化速度和变化幅度。结果表明:2006—2011年,低等级指标即Ⅰ级植被的覆盖面积逐年增加,Ⅱ级和Ⅲ级植被覆盖面积逐年减少,高等级植被即Ⅳ级植覆盖面积较小且变化幅度不大,表明研究区域内植被整体状况逐渐恶化;距煤矿开采区越近,对植被的影响越大,植被覆盖面积变化速度越快,植被受损的程度也越严重。     

基于Landsat影像的采煤对地表植被覆盖度时空变化的影响研究

研究地下采煤扰动下地表植被覆盖度的时空变化及驱动因素,可为煤炭资源合理开发和地表植被生态管理提供科学指导。以阳泉市大阳泉煤炭有限责任公司不同开采年份工作面为研究区,基于2009年和2019年的Landsat遥感影像,采用像元二分模型估算植被覆盖度,研究植被覆盖度的空间格局及其时空变化规律,并运用地理探测器模型探究植被覆盖度变化的主要驱动因素。结果表明:研究区近10年来植被覆盖总体情况良好,中高植被覆盖度和高植被覆盖度面积呈增加趋势;地形因子中,植被覆盖度随高程和坡度的增加呈现先增加后减小的趋势,在坡向上呈现出西北坡的最高,而东坡、南坡和东南坡的相对较低的趋势。对比2009—2019年植被覆盖度的时空变化特征发现:2007年前开采的大多数工作面的植被覆盖度明显改善,而2007年后开采的工作面植被覆盖状况呈退化趋势,表明生态系统的自我调节恢复能力会使生态系统逐渐向良性循环方向发展。因子探测结果表明:开采时间是影响植被覆盖度时空变化的最主要因素;交互作用探测中,以开采时间和高程的共同作用最强,表明人为因素与自然因素的协同增加了对植被覆盖度变化的影响。     

基于BFAST算法的神东矿区地表温度突变检测及影响分析

为获取神东矿区地表温度长期变化趋势,提取其地表温度突变特征,以2000—2018年16 d地表温度最大值合成的MOD11 A2为数据源,对神东矿区地表温度进行回归分析,拟合其时序变化趋势,并利用BFAST算法(breaks for additive seasonal and trend)提取地表温度突变的时空分布特征、最大突变发生时间和突变幅度.在此基础上,通过空间叠加统计方法分析地表温度突变与土地覆被变化之间的关系.结果表明:2000—2018年,由于神东矿区整体植被覆盖度增加,矿区内98.63％的区域地表温度呈下降趋势;露天采区地表温度突变比例高于井工采区,露天采区和井工采区内地表温度突变面积占比分别为34.66％和19.02％,归因于露天开采比井工开采对地表扰动更加剧烈;土地覆被变化引起地表温度突变,地表温度突变方向和幅度取决于土地覆被变化的类型、规模等.研究结果可为矿区生态环境治理及评价提供科学依据.     

漓江流域近15年遥感植被覆盖度f_(veg)变化特征

为研究漓江流域近15年植被覆盖度变化情况,以1991、2000、2006年3个时相的TM/ETM+影像为基础,采用基于归一化植被指数(NDVI)的像元二分模型对漓江流域植被覆盖度进行估算,分析了植被覆盖度时空变化特征;结合研究区地质数据,进一步分析地质条件对植被覆盖度的影响。结果表明:①受气候和人类活动的影响,1991—2000年漓江流域植被覆盖度有所增加,表现为高和较高植被覆盖区面积增加,中度、较低和低植被覆盖区面积减少;2000—2006年漓江流域植被覆盖度略有降低,表现为高植被覆盖区面积减少,较高和中度植被覆盖区增加,较低和低植被覆盖区面积减少;②由于地质条件的影响,非岩溶区的平均植被覆盖度高于岩溶区,两者的变化趋势与流域整体变化基本一致;③从空间分布上看,1991—2006年漓江流域植被覆盖度的变化较显著。     

漓江流域近15年遥感植被覆盖度fveg变化特征

为研究漓江流域近 １５年植被覆盖度变化情况,以 １９９１、２０００、２００６年 ３个时相的 ＴＭ／ＥＴＭ＋影像为基础,采用基于归一化植被指数 （ＮＤＶＩ）的像元二分模型对漓江流域植被覆盖度进行估算,分析了植被覆盖度时空变化特征;结合研究区地质数据,进一步分析地质条件对植被覆盖度的影响。结果表明：①受气候和人类活动的影响,１９９１—２０００年漓江流域植被覆盖度有所增加,表现为高和较高植被覆盖区面积增加,中度、较低和低植被覆盖区面积减少;２０００—２００６年漓江流域植被覆盖度略有降低,表现为高植被覆盖区面积减少,较高和中度植被覆盖区增加,较低和低植被覆盖区面积减少;②由于地质条件的影响,非岩溶区的平均植被覆盖度高于岩溶区,两者的变化趋势与流域整体变化基本一致;③从空间分布上看,１９９１—２００６年漓江流域植被覆盖度的变化较显著。     

地表反照率和植被覆盖度对矿区热环境的影响

为分析由于矿产资源的高强度开采导致地表原有植被遭到破坏,使得地表反照率发生改变进而对矿区地表热环境造成的影响。以河北省迁安市马兰庄铁矿为例,利用Landsat遥感影像可见光波段基于统计模型法反演地表反照率,基于NDVI-DFI的像元三分模型反演植被覆盖度,对热红外波段基于辐射传输方程法反演地表温度,借助叠加分析法、相关分析法和回归分析法,定量化和可视化探究了地表热环境时空异质性对光合植被覆盖度和地表反照率变化的响应规律。结果表明:研究区地表热环境空间分布呈现明显的异质性和规律性,高温区主要分布于北部沙河山采场、中部柳河峪排土场和南部未复垦的白马山排土场,中温区主要位于高温区边缘以及其他裸露地表,低温区主要位于北部已复垦尾矿库和已复垦排土场以及境内绿地和水体;光合植被覆盖度和地表反照率的时空变化,导致研究区夏季午间地表热环境异质性较大,3期影像下垫面地表温度均值排序为:矿区采场裸岩>排土场矿渣>复垦植被>水体;光合植被覆盖度和地表温度的回归分析结果表明二者在0.01水平（双侧）呈线性负相关关系（p<0.01）,说明光合植被覆盖度的增加对地表热环境具有降温效应,决定系数R²分别为0.63、0.55、0.65,由回归系数可知,2000年、2008年和2018年,光合植被覆盖度每增加10%,会使地表温度相应下降0.66、0.74、1.09 ℃;地表反照率和地表温度的回归分析结果表明二者在0.01水平（双侧）呈线性正相关关系（p<0.01）,说明地表反照率的增加对地表热环境具有增温效应,决定系数R²分别为0.35、0.40、0.48,由回归系数可知,2000年、2008年和2018年,地表反照率每增加10%,会使地表温度相应上升1.09、1.36、1.76 ℃。研究结果将对矿区地表热环境异质性的评估和优化提供定量参考依据。     

2000—2008年长白山地区EVI变化特征研究

利用2000—2008年250 m分辨率MODIS EVI数据,结合谐波分析、影像处理和多种统计方法分析长白山地区的植被覆盖年内和年际变化特征,并结合区划图和植被类型图对不同区域和不同植被类型的植被覆盖变化进行分析.分析显示:近9年长白山地区植被覆盖总体呈上升趋势,其中夏季上升最为显著;和龙林业局的植被覆盖较好,长白山保护区和白河林业局的植被覆盖处于较高的增长趋势,而朝鲜一侧的植被覆盖较差且增长缓慢;阔叶林和针阔混交林的植被覆盖高于针叶林、荒草地、沼泽地、高山岳桦林和高山苔原,其中高山岳桦林和高山苔原的植被覆盖正处于较快的增长趋势.     

近十年延边朝鲜族自治州植被变化特征分析

利用2000—2008年经过谐波分析等影像处理的250 m分辨率的MODIS/NDVI数据,采用多种统计方法,对延边朝鲜族自治州的植被按分区和植被类型进行了植被覆盖年内和年际变化特征研究.结果表明：1）延边州近十年植被覆盖处于增长趋势,其中秋季增长最快;2）延吉市与龙井市植被覆盖较好,图们市较差,安图县植被覆盖呈下降趋势;3）针叶林植被覆盖最佳,针阔混交林和阔叶林植被覆盖高于荒草地和沼泽地,但荒草地增长最快.     

基于MODIS数据的锡林郭勒草原植被覆盖变化及驱动因子分析

防治荒漠化管理往往需要掌握人类因素对植被生长动态影响的关键数据,气候变化背景下的干旱半干旱地区草原植被覆盖多属于缓慢量变,这种变化很难通过土地利用/覆盖类型的转换来分析.旨在掌握2001—2014年内蒙古锡林郭勒草原植被覆盖变化时空特征,定量掌握关键区域气候因子与植被的动态关联关系,进而分离和评估气候和人类因素对区域植被覆盖变化的贡献.结果表明:研究区植被覆盖2001—2014年总体呈增加趋势,年内最大的归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)每年增幅为0.001 8;气温和降水对锡林郭勒草原植被变化均有显著作用,两者共同驱动的NDVI预测模型决定系数(R2=0.65)大于气温(R2=0.46)或降水(R2=0.54)单要素驱动的结果;气候和人类因素对区域植被覆盖增长总体均呈现积极的作用,人类因素特别是生态治理保护措施对草原植被覆盖的贡献远大于气候因素变化.耦合遥感数据的植被变化驱动力分析方法,有助于提高干旱半干旱地区人地相互作用的定量评估能力,为防治荒漠化工作提供重要科学数据支撑.     

采煤面顶板覆岩破坏模拟试验研究

采煤工作面开采过程中"两带"高度值是指导矿井防水煤柱留设、保证矿井安全生产的重要参数,试验以内蒙古某矿3-1煤层首采面为地质模型,通过模拟其开采过程,运用并行电法系统,确定"两带"高度值及其变化特征。同时在给定边界条件和初始条件下,运用数值模拟方法,获得顶板应力变化分布图。综合分析模拟试验结果,判定该工作面回采过程中垮落带高度为40m,导水裂缝带最大高度为80m。根据不同时间电阻率分布图和垂向应力分布云图,可清晰分辨出煤层顶板覆岩破坏的过程和规律,可为煤矿安全生产提供参考。     

Application of a microseismic monitoring system in deep mining

A microseismic monitoring system was used in the Donggua Shan underground copper mine, and its application was introduced. The spacial distribution of the seismic event was monitored effectively during mining with this system. The distribution of the seismic intensity in different time periods and in the different mining districts was obtained via the clustering analysis of the monitored results, and the different intensity concentration districts of seismicity were compartmentalized. The various characteristics and waveforms of different vibrations in the underground mine were revealed with the help of the micro-seismic monitoring system. It was proved that the construction and application of the micro-seismic monitoring system in the mine not only realized the continuous monitoring of seismicity in the deep mine, but also settled an this system.     

风氧化带内煤层安全开采的试验研究

根据现场观测和工程实践，论述了风氧化带内煤层开采时，覆岩破坏移动特征，风化带岩石属性和风氧化带内煤层安全开采机理的定性、定量分析．提出了风氧化带煤层开采无垮落带；受采动影响后，具阻水和抑制导水裂隙带继续发展的双重作用以及适当加大开采厚度等新观点．对两淮煤田浅部煤层安全开采和老矿挖潜具有重要的参考价值。     

山西常兴煤矿地下水环境问题及对策分析

山西常兴煤矿水文地质条件包括碳酸盐岩类裂隙岩溶水、碎屑岩类岩溶水和裂隙水.矿井充水通道有冒落带及裂隙带.地下水的环境问题是断层裂隙带及井筒充水、顶板淋水等.估算了采煤破坏的水资源量及对下伏含水层和居民生活饮用水的影响;提出了水环境问题的防治对策:打深井解决居民生活饮用水,进行矿井污水处理及地下水监测;最后给出结论和建议.     

Identification methods for anomalous stress region in coal roadways based on microseismic information and numerical simulation

It is believed that the microseismicity induced by mining effect and gas gradient disturbance stress is a precursor to the essential characteristics of roadway unstability. In order to effectively identify and evaluate the stability of coal roadways in the process of mine development and extraction, a microseismic monitoring system was deployed for the study of the stress evolution process, damage degree and distribution characteristics in the tailgate and headgate. The mine under study is the 62113 outburst working face of Xin Zhuangzi coalmine in Huainan mining area. The whole process of microfractures initiation,extension, interaction and coalescence mechanisms during the progressive failure processes of the coal rock within the delineated and typical event clusters were investigated by means of a two dimensional realistic failure process analysis code(RFPA2D-Flow). The results show that the microseismic events gradually create different-sized event clusters. The microseismicity of the tailgate is significantly higher than that of the headgate. The study indicates that the greater anomalous stress region matches the area where microfractures continuously develop and finally connect to each other and form a fissure zone.Due to the mine layout and stress concentration, the ruptured area is mainly located on the left shoulder of the tailgate roof. The potential anomalous stress region of the coal roadway obtained by numerical simulation is relatively in good agreement with the trend of spatial macro evolution of coal rock microfractures captured by the microseismic monitoring system. The research results can provide important basis for understanding instability failure mechanism of deep roadway and microseismic activity law in complex geologic conditions, and it ultimately can be used to guide the selection and optimization of reinforcement and protection scheme.     

Vegetation Growth Monitoring Under Coal Exploitation Stress by Remote Sensing in the Bulianta Coal Mining Area

Coal exploitation inevitably damages the natural ecological environment through large scale underground exploitation which exhausts the surrounding areas and is the cause of surface subsidence and cracks.These types of damage seriously lower the underground water table.Deterioration of the environment has certainly an impact on and limits growth of vegetation, which is a very important indicator of a healthy ecological system.Dynamically monitoring vegetation growth under coal exploitation stress by remote sensing technology provides advantages such as large scale coverage, high accuracy and abundant information.A scatter plot was built by a TM (Thematic Mapper) infrared and red bands.A detailed analysis of the distributional characteristics of vegetation pixels has been carried out.Results show that vegetation pixels are affected by soil background pixels, while the distribution of soil pixels presents a linear pattern.Soil line equations were obtained mainly by linear regression.A new band, reflecting vegetation growth, has been obtained based on the elimination of the soil background.A grading of vegetation images was extracted by means of a density slice method.Our analysis indicates that before the exploitation of the Bulianta coal mining area, vegetation growth had gradually reduced; especially intermediate growth vegetation had been transformed into low vegetation.It may have been caused by the deterioration of the brittle environment in the western part of the mining area.All the same, after the start of coal production, vegetation growth has gradually improved, probably due to large scale aerial seeding.Remote sensing interpretation results proved to be consistent with the actual situation on the ground.From our research results we can not conclude that coal exploitation stress has no impact on the growth of vegetation.More detailed research on vegetation growth needs to be analyzed.     

GO法定量分析矿井防尘供水管网系统可靠性

矿井防尘供水管网负责向井下各工作地点输送生产和防尘用水,是保障煤矿生产安全运行的重要环节。以双鸭山某矿防尘系统为例,采用GO法对矿井防尘供水管网的可靠性进行分析。根据防尘系统结构图和GO法工作原理建立相应的GO图,利用概率公式算法对防尘供水管网系统进行定量计算,获得系统的状态概率,确定系统的可靠程度。     

青东矿10煤层水文地质特征及充水因素分析

为了评价10煤层开采可能产生的水害影响,根据矿井含、隔水层的水文地质特征,指出10煤层受采动破坏,顶底板砂岩裂隙水、太原组和奥陶系岩溶水沿采动裂隙和断层溃入矿井,对矿井开采形成威胁。根据对矿井充水因素的分析,得出矿井的充水强度不大,充水通道主要为隔水层薄弱地段采动裂隙和断层破碎带。     

应用分频解释技术预测无煤带

无煤带的问题影响着煤矿的采面划分,巷道布局及安全采掘施工,如何圈定无煤带的边界是煤矿开采非常关键的问题。通过对无煤带地质特征及其地震响应特征的分析,采用短时窗离散傅立叶变换的分频解释技术,分析频率数据体中调谐振幅随频率变化,获得了煤层与无煤带间存在着明显的频谱差异,从而得到高于传统分辨率的频谱数据。实现了分频解释技术在无煤带预测中的应用方法,地质效果较好。     

Spatio-temporal variation of vegetation in an arid and vulnerable coal mining region

Environmental assessment in an arid coal mining area requires an understanding of the influences of coal mining,the arid climate and ecological remediation.To that end,we selected vegetation as the key environmental factor to observe.Remote sensing approaches to monitoring the spatio-temporal variation of vegetation caused by mining activities,the arid climate and ecological remediation in the Shengdong coal mining area are described.Over a large regional scale it was found that the vegetation was improved as a result of ecological remediation activities.At the local scale,however,the vegetation coverage and soil moisture in the mined areas were slightly lower than those in un-mined areas due to mining subsidence.These differences are partly attributed to ground fissures that injure root systems and increase the depletion of soil moisture.It is recommended that fissures be reduced and filled to lessen their adverse effects on the environment.