基于RS和GIS的矿区生态指标提取与安全评价 ——以焦作矿区为例

为了快速、高效地对煤矿区生态安全状况进行评价,借助遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、空间景观格局分析等技术,在压力-状态-响应(PSR)模型的基础上拓展构建压力-状态-响应-格局(PSRP)模型,对焦作矿区33年(1993—2026年)的生态安全状况进行评价与动态变化模拟分析。以遥感卫星影像数据为主要数据源,选取矿区1993年、2004年、2018年遥感数据及社会、经济统计数据,提取用于生态安全评价的建筑用地指数、归一化植被指数、生态弹性度、绿度指数、生物丰富度、湿度指数、破碎度指数、城市扩展强度、干度指数、人口密度、多样性指数、分维度12个关键技术指标,利用层次分析法(AHP)确定指标在生态安全评价的目标层、准则层、指标层3个层次体系,并进一步计算12个指标的权重,从而对生态安全进行评价,最后利用CA-Markov模型模拟获取2026年结果数据,对焦作矿区生态安全状况趋势评价分析和动态变化监测进行研究。结果表明:①利用遥感技术能有效提取用于生态安全评价的绝大多数指标,并且有较好的提取精度,基础指标土地利用/覆盖分类提取结果精度为92%以上;②CA-Markov模型可以进行土地利用/覆盖变化趋势模拟与预测,在该试验选择的3期数据集中预测精度达到83%;③20多年来焦作市裸地和建筑景观变化幅度最大,水体、植被景观变化相对较小,不同的地物覆盖类型均受到人类生产生活的影响;④1993—2018年间,焦作市生态安全状态总体情况先是大幅下降,然后达到平缓稳定状态,其中1993—2004年间生态状态呈现下降趋势,2004—2018年间焦作市的生态状况总体上没有显著的变化;⑤针对典型矿区,1993年,整个矿区还是处于稳定和安全的状态,到2004年,由于矿产资源大量的开采,部分地区由1993年的稳定状态转为临界状态,2018年以来,由于矿区的陆续关闭,矿区的生态安全状况相比于2004年没有太大的变化,模型预测表明到2026年焦作市及其矿区生态指数将呈现出轻微下降趋势,典型矿区与焦作区域表现出一致的生态安全等级分布状况和变化趋势。研究结果可为维护矿区及其周边生态环境的原生平衡、引导矿区资源的合理开采与利用提供技术支持。     

“GIS原理与应用”教学改革初探

根据GIS原理与应用课程教学中存在的问题,结合GIS专业培养目标和就业需求实际,从教学内容、教学方法和实验平台建设三个方面提出改进建议。教学内容上通过调整授课时间、增加教学内容、改革实践教学内容等方面进行优化,教学方法上通过采用启发式教学方法和授课方式改革提升教学效果,实验室建设方面通过完善实验课平台措施以培养学生的实践能力,以期提高学生的专业素质,满足和适应社会对GIS专业技术人才的需要。     

鹤壁市建设用地与社会经济发展的相关关系研究

以河南鹤壁市为例,利用相关分析方法,基于1996—2004年的建设用地数据和社会经济的相关数据,研究了建设用地变化与社会经济发展之间的关系,为今后合理利用土地资源提供依据．研究结果表明,建设用地的增长与GDP以及居民收入的关系最为密切,其关联度高达98％．随着经济的发展,建设用地的总体集约利用程度在不断提高．但是,农村建设用地的集约利用程度却正在不断下降．鹤壁市在未来应当进一步转变经济增长方式,统筹城乡土地利用,提高土地利用的集约化程度,使GDP的增长与建设用地的增长相脱钩．     

永城矿区生物复垦技术应用浅析

生物复垦技术是新兴土地复垦技术,是当前国内外研究热点.结合对永城矿区土地复垦工作的调查和实地研究,介绍了生物复垦的基本概念和作用,针对矿区工程复垦后土壤的特点,提出了几种生物复垦措施.     

导向滤波和自动白平衡融合的遥感图像除雾算法应用研究

针对目前除雾算法实时性差、除雾后影像色彩失真严重等问题,从带雾图像本质出发,对导向滤波和自动白平衡算法进行深入研究,提出一种基于导向滤波和自动白平衡融合的除雾新算法.该算法首先对暗通道后的图像进行导向滤波计算,其次将自动白平衡算法应用于导向滤波处理后的图像中,最后获得除雾后的图像.研究结果表明,该方法能有效解决先前除雾方法引起的色彩暗淡和颜色失真等问题,获取的地物特征更明显,有效提高除雾速度.研究成果解决了遥感图像的全天候使用问题,为遥感图像的除雾算法提供了一种新思路.     

新郑市农田土壤属性高光谱综合反演模型

为了实现基于高光谱分析的土壤属性的快速测定,以新郑市为研究对象,共采集154个土壤样品,在室内试验,获得土壤高光谱数据(350~2 500 nm),对土壤样品在400~2 400 nm的光谱反射率进行Savitzky-Golay平滑后,进行一阶微分光谱变换,并与土壤pH,有机质(SOM),碱解氮(AN),速效磷(AP),速效钾(AK),Fe,Cr,Cd,Zn,Cu,Pb进行相关性分析,在P为0.01水平上的显著性检验基础上,利用模糊聚类最大树法遴选出一阶微分光谱变换下11种土壤属性的共用高光谱特征波段;基于面板数据模型,构建新郑市农田土壤属性的高光谱综合反演模型。结果表明:面板数据模型整体显著,拟合优度较高(R2v=0.977 6,DW=2.03,F=110.97)。模型精度检验AN,AK和Cd的相对分析误差在1.4~1.8间,说明模型具备一般预测土壤AN、AK和Cd含量的能力;Cr的相对分析误差在1.8~2.0间,表明面板数据模型具有定量预测Cr能力;pH,SOM,Fe和Zn的相对分析误差在2~2.5间,说明模型具有很好的定量预测pH,SOM,Fe和Zn的能力;AP,Cu和Pb的相对分析误差大于2.5,说明模型具有极好的预测AP,Cu和Pb的能力。面板数据模型可以通过一次建模综合反演多种土壤属性,计算简便,速度快,可用于新郑市农田土壤属性的高光谱快速获取。     

南乐县西邵乡土地开发项目中的土地适宜性评价研究

土地适宜性评价是土地开发项目的重要环节，对项目开发方案、土地开发方向的制定有着至关重要的影响。本文以南乐县西邵乡黄河故道区沙荒地土地开发项目为例，运用模糊综合评判的方法，构造项目区待开发土地的适宜性评价模型，重点对沙荒地进行了宜农、宜园、宜林等3个适宜性方向的评价，并进行了土地开发方向区域的划定。     

面向规划的村镇大比例尺成图方法

为快速高效地制作形成各种村镇大比例尺地图,切实发挥其在规划、建设、管理工作中的服务保障作用,采用实地调研、文献分析、比较研究等方法归纳总结了村镇大比例尺成图面临的主要问题,然后根据数据获取方式的不同将现有成图方法概化为实测、更新、缩编、集成四大类,并分别阐述了这 ４类成图方法的基本策略及其关键技术。该研究进一步理清了村镇大比例尺成图的整体思路,为科学选择或设计适用的成图方法提供了有益的借鉴与参考。根据实际经济水平及数据基础条件,灵活持续地开展村镇大比例尺成图工作才是取得实效的关键。     

矿区土地复垦中的环境质量评价

介绍了环境质量评价在土地复垦中的地位和作用,结合实例详细论述了复垦区环境质量评价程序,如何进行垦区污染源调查和评价,用模糊数学的方法建立土地复垦区环境质量综合评价模型。     

开采沉陷区土壤特性空间变化及其作物响应

为了探究开采沉陷区土壤特性空间变化及其作物响应,以河南焦煤能源有限公司赵固二矿沉陷区耕地为研究对象,对不同沉陷部位的土壤含水量、全氮量、土壤微生物学特性(土壤呼吸速率、蔗糖酶和脲酶活性)以及作物的生长发育和产量性状进行研究.结果表明:在裂缝、附加坡度、积水等破坏形式的多重干扰下,沉陷区土壤含水量和全氮量均从坡上到坡下随着沉降深度的增加而增加;土壤水肥状况影响着土壤微生物学特性空间分布,土壤呼吸速率、蔗糖酶和脲酶活性大体呈现坡中>坡上>坡下规律;不同沉陷部位小麦生长发育及产量性状也受到不同程度影响,其中,坡下的小麦根系活力、叶绿素含量、净光合速率、株高、叶面积及产量性状均显著低于坡上和坡中的,而相较于坡中,坡上的小麦生长发育受抑制情况更为严重,致使最终产量显著低于坡中的.总之,开采沉陷区的土壤特性及植物生长具有空间异质性,且其空间变化特征与沉陷破坏形式密切相关.