基于遥感生态指数的滁州市生态环境变化分析

文章利用2016、2018、2020年Sentinel-2A、Landsat8遥感影像分析区域生态环境中的绿度、湿度、干度、热度4个生态因素,在此基础上应用主成分分析方法(PCA)计算遥感生态指数(RSEI),对4年间滁州市进行生态环境时空变化分析.结果表明,2016-2020年间,滁州市生态环境质量整体略呈下降趋势....     

基于改进RSEI模型的矿业城市生态环境质量变化研究

RSEI模型已越来越多地应用于区域生态环境质量演变研究,然而RSEI模型也存在一些不足,不同年份间绿度、湿度、干度、热度指标,以及耦合RSEI值并不一定具有可比性。针对这一问题,选取伪不变地物为基准对指标值进行年间修正,并将修正后的指标值进行多期数据的综合主成分分析,建立不同年份间统一的RSEI评价模型。大冶市2013—2018年生态环境质量变化结果显示:(1)2013年、2018年大冶市RSEI均值分别为0.571, 0.536,等级均为一般且呈下降趋势;(2)生态环境质量变好的区域分布在大冶市西北部矿区、北部旧城区和交通沿线,主要得益于矿区生态修复、旧城区绿化改造及交通用地的自然恢复;生态环境质量变差的区域包括大冶市城区和各乡镇的扩张部分,主要由于建设用地的增加;(3)矿区对生态环境质量的影响范围为4 km左右,随着缓冲区半径的增加,生态环境质量逐渐变好。     

基于遥感生态指数的钟祥市生态变化分析

近年来,随着中国城市化进程的快速推进,城市发展与生态环境间的矛盾日益突出,城市生态系统面临着严峻的挑战。城市生态环境质量是衡量城市以及居民生存环境的适宜度好坏的重要指标。城市生态环境质量评价,对及时、准确地掌握城市生态环境状况有着重要意义,是城市区域规划、生态管理和保护的基础。选取2014、2017、2019年的Landsat8遥感影像,利用湿度、绿度、热度和干度指标来构建遥感生态指数模型,对钟祥市近5年生态环境状况进行综合评价与原因分析。结果表明,2014年—2019年钟祥市的城市生态变化幅度较小,在5年间,生态质量经历了先小幅上升、再小幅下降的过程。进一步分析发现,四个指标中,代表植被指数的指标对于生态指数的贡献度最大,说明钟祥市的生态环境质量与植被覆盖密切相关。     

基于遥感生态指数的达州市生态环境质量评估

当前，在城镇化建设飞速发展的同时城市内的生态环境问题也日益突出，如何高效、快速地对区域环境状况进行监测和评估是当前研究的重点。文章以达州市为研究区，选取2006年、2010年、2016年和2021年4期LandsatTM/OLI影像数据生成绿度、湿度、干度、热度4个重要生态指标，结合主成分分析构建遥感生态环境质量指数(RSEI)评价模型，分析达州市生态环境质量变化，研究结果显示：1)通过主成分分析可知，第一主成分贡献率全都大于57.5%,包含了4个分量指标的大部分信息，且影响其生态环境的主要因素为湿度、热度和干度指标；2)达州市的生态环境质量呈现不断上升趋势，RSEI最大值为0.49、最小值为0.42,总体呈现先上升后下降再上升的势态，其中生态较差的区域分布在西南部，生态环境质量较差的面积占比在减少，优的面积占比在增加，总体趋向于积极的发展方向；3)万源市的RSEI均值一直处于第一，宣汉县位居第二，渠县几乎处于最后，其他县区交替排在中间，主要原因是受到人类活动以及城市建设的扰动。     

基于遥感生态指数的平朔露天矿生态环境评价

平朔露天矿区复垦对维护周边环境及生物多样性有重要作用,利用平朔矿区1989-2018年4个时相的Landsat影像,运用主成分分析法,集成绿度(NDVI)、湿度(WET)、干度(NDSI)和热度(LST)4项指标构建遥感生态指数(RSEI)综合评估模型,对平朔矿区的生态环境状况进行综合评估.结果 表明:平朔露天矿198...     

基于遥感信息的矿区生态扰动监测研究——以迁安市为例

矿产资源开发会引发一系列环境问题,制约了矿区城市的可持续发展,矿区生态环境扰动监测已成为矿区城市生态文明建设的重要组成部分。为研究矿区活动及矿区生态修复对我国典型矿产资源型城市——迁安市生态环境的影响,利用2000—2018年Landsat系列遥感数据对该市矿区生态扰动进行了监测研究。利用随机森林（Random Forest, RF）算法对迁安市2000—2018年间矿区演变进行了提取研究,并构建了遥感生态指数（Remote Sensing Ecological Index, RSEI）定量分析研究区生态环境质量及变化特征。研究表明：2000—2018年间,迁安市矿区范围变化明显,矿区总面积明显变少,且有修复效果优良的矿区;该市生态环境质量整体呈现波动下降趋势,其变化与矿区活动及矿区生态修复具有较强的相关性。结合RSEI时空分布与矿区生态修复活动,迁安市生态环境变化可分为两个阶段：①2000—2008年间,生态环境质量主要由优、良向中、差转变,生态环境质量改善和恶化面积占比分别为20.18%和34.31%;②2008—2018年间,生态环境质量整体上升,生态质量改善面积占比达到43.11%,且变化具有明显的区域性。2000—2018年,迁安市生态环境经历了先恶化、后逐步恢复的过程,表明该市在实行功能分区、健全矿产资源规划和矿区分区治理政策后,生态环境得到改善,生态修复效果显著,为矿区城市环境治理和生态文明建设提供了参考。     

耦合多因子的地表生态状况指数在干旱半干旱区露天矿的应用效果评价

矿区生态环境遥感动态监测是指导绿色矿山建设和生态恢复的重要基础。 耦合绿度、热度、干度、湿度、 亮度多种生态因子的指数,如遥感生态指数( Remote Sensing Ecological Index,RSEI)、地表生态状况组成指数( Land Surface Ecological Status Composition Index,LSESCI)具有可视化、可扩展等优势,已被广泛用于矿区生态环境监测中,但 地表生态状况指数在不同景观条件和露天开采模式下表征矿区生态环境的适宜性及差异性尚不明确,并且研究区多 为单一矿区易忽略因生态环境背景差异导致的区域异质性。 因此,以新疆位于不同生态功能分区以及地形条件下的 金宝铁矿区、黑山煤矿区和乌拉根锌矿区为研究区,基于长时间序列 Landsat 遥感影像提取绿度、热度、干度、湿度、亮 度生态因子耦合构建 LSESCI、RSEI、改进遥感生态指数(Modified Remote Sensing Ecological Index ,MRSEI)及标准化遥 感生态指数(Standardized Remote Sensing Ecological Index,RSEIs) 4 个地表生态状况指数,结合土地利用数据和 DEM 数据,通过相关性分析、缓冲区分析、滑动滤波、Sen+MK 等多种方法综合分析,揭示了基于卫星遥感数据反演获取的 地表生态状况指数表征不同生态功能区露天矿地表生态状况性能的差异性。 结果表明:① 不同地表生态状况指数与 绿度、热度、干度、湿度、亮度各生态因子的平均皮尔森相关系数达到 0. 6 以上,其中 RSEI 指数对各生态因子拟合程度 最好。 ② 结合土地利用数据和 DEM 数据,LSESCI 指数能够有效区分位于山前冲洪积扇区的金宝铁矿露天采区和原 地貌裸土及山间谷地,不会过低估计生态环境质量,能够反映露天开采对生态环境的影响范围。 对于原地貌有低覆 盖植被且存在土地盐渍化的研究区,如黑山煤矿区和乌拉根锌矿区,相比 MRSEI 和 RSEIs 指数,RSEI 指数与湿度、热 度等生态因子相关性更高,不会低估研究区的生态环境质量。 ③ 基于 Sen+MK 时间序列分析算法和最优指数,对 2005—2020 年各矿区的生态环境时空变化特征进行了分析,露天开采对研究区内生态环境质量“良”和“优”的土地 影响不大,通过露天开采占用、挖损的土地主要为生态环境质量“中”的土地。 相比黑山煤矿区,金宝铁矿区和乌拉根 锌矿区的生态环境质量显著下降区域面积小,通过复垦及生态恢复生态环境质量显著提高的面积比例高,其中乌拉 根锌矿区复垦率为 34. 58%,金宝铁矿区复垦率为 20. 75%。     

基于RSEI的平朔矿区生态环境变化研究

矿区生态环境问题涉及到社会经济可持续发展,历来是社会关注的焦点。本文选取1987、1998、2007、2013、2018五期遥感影像为数据源,提取绿度、湿度、干度、热度指标,采用主成分分析法计算各指标贡献率,构建RSEI模型,研究平朔矿区32年的生态环境质量及其变化趋势。结果表明：1987-2007年,受煤炭开采的影响,矿区生态环境质量下降,RSEI指数由0.564下降至0.512;2007-2018年,矿区大力开展生态恢复治理工作,生态环境逐渐改善,RSEI指数逐渐上升至0.576,生态质量优与较优等级的面积分别提高了4.14%和3.65%。矿区北部地区生态质量较好,安家岭及安太堡露天矿周边及南部地区生态质量较差,经生态恢复治理后,煤矿周边及南地区生态环境得到改善。建议后续仍应着重开展南部地区生态治理工作,注重整体土地利用的协调性。     

基于GIS的乌鲁木齐市土地利用与生态环境耦合规律分析

土地资源的利用效率影响到生态环境的变化，生态环境阈值反过来限制土地利用的强度和方向。为研究乌鲁木齐市土地利用和生态环境协调发展状况，论文选取乌鲁木齐市2005年、2010年、2015年、2018年土地利用类型指标数据和矢量图，利用ArcGIS对研究区域土地利用类型进行空间分析，结合土地利用动态度模型，得到乌鲁木齐市耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地使用情况，然后建立适用于乌鲁木齐市的指标体系，并结合熵权法及耦合协调度模型对乌鲁木齐市土地利用与生态环境耦合情况进行分析，研究发现：1）乌鲁木齐市土地利用—生态环境系统先后经历了中度失调—勉强耦合—初级耦合—中级耦合—良好耦合5个阶段，最终达到良好耦合状态；2）2018年生态环境指数仅为0.795 5，滞后于土地利用指数，生态环境压力居高不下，生态涵养能力和生态治理水平仅为0.152 9和0.272 5，远低于0.37的生态环境压力。今后推动区域经济发展应兼顾土地利用水平和生态环境保护两个方面。     

基于改进遥感生态指数的山西省及煤炭矿区生态环境分析

遥感生态指数(Remote Sensing Ecology Index,RSEI)是目前生态监测评价中使用较为广泛的一种遥感指 数,在矿区生态环境研究中也得到了大量应用。 但是其提出是基于城市区域的生态环境分析,对于黄河流域水土侵 蚀易发区的适用性尚待研究。 黄河流域中游煤炭矿区高强度、大范围开采带来的局部地质环境、生态状况改变,更对 该指数的适用性提出了挑战。 基于现有遥感生态指数并兼顾地域差异化特点,提出了一种改进型遥感生态指数 (Modified Remote Sensing Ecology Index,MRSEI),即在顾及绿度( NDVI)、湿度( WET)、热度( LST)和干度( NDBSI)因 子的同时,引入土壤侵蚀模型( The Revised Universal Soil Loss Equation,RUSLE),通过归一化运算获取土壤侵蚀因子 (Erosion),并将该因子纳入生态环境质量分析中。 通过在谷歌云平台( Google Earth Engine,GEE)上计算 MRSEI 并将 其应用于山西省及煤炭国家规划矿区,结果表明:① 与传统的 RSEI 相比,改进的生态指数 MRSEI 有效集成了绿度、 湿度、干度、热度和土壤侵蚀 5 个生态因子的综合信息,可以更全面客观地揭示山西省及煤炭国家规划矿区生态环境 及其变化;② 2000—2020 年,山西省的生态环境质量呈现先恶化后好转的趋势,空间分布特征主要表现为省域东南部 生态环境质量较高,而西北、西南区域相对较低。     

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。     

辽宁海城-大石桥菱镁矿矿集区生态环境变化的遥感评价

辽宁海城-大石桥地区是中国最大的菱镁矿基地,露天开采使周边生态环境恶化。为了更好地开发矿山、保护地区生态,本文对其环境质量进行监测与评价。选取1984年、1990年、2007年、2010年和2016年Landsat遥感影像,提取绿度、湿度、干度和热度四个生态因子,通过主成分分析法构建遥感生态指数（RSEI）模型,并结合土地利用类型的变化来分析研究区生态环境演化。结果表明,1984—2016年间RSEI指数均值呈先上升后下降再上升的趋势。通过RSEI值分级结果可以看出,生态质量差的区域整体呈现先升高后下降的趋势,生态环境质量优的区域呈波动上升趋势,生态质量良的区域面积最大。结合RSEI值分级和土地利用分类,分析研究区生态环境变差的主要原因：一是城镇化规模扩大,林地及耕地被侵占或林地被改造为耕地;二是菱镁矿的露天开采及排土场影响了矿区环境。后期生态环境改善则是因为矿区复垦、植树造林,提高了林地面积,改善了环境质量,环境治理成效明显。该研究可为露天采矿地区的生态监测及治理提供一定的科学依据。     

基于遥感生态指数的淮南矿区生态环境质量变化分析

淮南矿区长期的煤炭开采活动引发了地面沉陷,进而影响到了矿区生态环境,在矿区开展生态环境质量评价很有必要。利用遥感生态指数(RSEI)模型计算得到研究区各年份的生态环境质量综合指数,采用自然截断法对研究区生态环境质量进行分级。结果表明,生态环境质量优良的区域主要为耕地和水域,城镇、工矿、农村居民地生态环境质量较差;分析得出2013—2019年淮南矿区生态环境质量总体呈变差趋势,水体区域生态环境状况几乎不变,城镇区域生态环境状况好转,部分农田区域生态环境变差。     

煤矿城市土地生态安全评价与预测——以山西省朔州市为例

煤矿城市面临着煤炭资源开发过程中带来的生态环境恶化问题。本文以山西省朔州市为例,选取2005~2015年统计数据,基于压力-状态-响应(PSR)框架选用多因素综合指数法进行生态安全评价,选用灰色关联度来反映煤炭开采与其他因素之间的关联性,选用GM(1,1)模型预测2016~2020年生态安全指数,引入障碍度模型分析影响生态安全指数的显著因子。结果表明:朔州市2005~2015年生态安全指数呈下降趋势,生态安全等级由较安全下降为临界安全。2016~2020年生态安全指数将短暂小幅上升后迅速下降,生态安全等级由临界安全下降为不安全。煤炭资源开采对研究区其他生态安全评价指标影响显著。主要障碍因子由固体废弃物综合利用水平和经济因素转变为煤炭开采量、固体废弃物、工业废水、生态环境资金投入和土地复垦率。通过分析反映和预测朔州市生态环境状况,为制定资源开发、环境保护和土地复垦措施,构建生态安全保障体系提供有益参考。     

基于RS与GIS技术的喀斯特煤矿区生态环境质量评价：以盘州市为例

针对喀斯特煤矿区特殊的地质环境特点,综合考虑影响生态环境质量的因素,选取与煤矿开采活动关联的指标因子,建立喀斯特煤矿区生态环境质量综合评价指标体系。通过对评价指标的分级处理,利用RS与GIS技术对指标因子进行单一评价分析,并在ArcGIS栅格数据空间叠加分析计算的支持下,采用综合指数法和层次分析法对盘州市生态环境质量进行综合评价,从而得到盘州市喀斯特煤矿区的生态环境质量等级。评价结果显示,盘州市生态环境质量大部分较好,优良等级占比达75.03%,但部分区域山高坡陡、植被覆盖度低及煤矿开采区相对应的生态环境情况较差;在生态环境保护及经济发展的规划中应以生态环境质量较差的区域为主,加强矿山土地复垦、植树造林等一系列生态恢复措施。在综合评价时引入生态环境质量网格化评价方法,通过一定范围内生态环境质量等级面积及权重的定量计算,为区域生态环境质量评价提供参考。     

基于DPSIR-TOPSIS模型的区域生态安全时空演化及影响因素研究

【研究目的】客观识别与评价区域生态安全时空演化特征并诊断其影响因素,为区域生态安全格局构建提供参考。【研究方法】以生态文明示范区江西省为研究对象,基于DPSIR模型框架构建生态安全评价指标体系,采用改进的TOPSIS法评价研究2006—2018年生态安全时空演化特征,结合障碍模型分析其影响因素,并采用耦合协调度模型对生态安全子系统两两之间的关系进行分析,基于评价及诊断结果提出优化路径。【研究结果】1）江西省生态安全水平总体呈上升趋势,从2006年的0.436增加到2018年的0.464,年均增加0.002 2,但各地市生态安全综合贴近度和生态安全等级差距较大;2）生态安全响应子系统、驱动力子系统与影响子系统均呈现上升趋势,且驱动力与影响时间序列变化步调一致性较为明显,而压力子系统和状态子系统生态安全水平均下降,且生态安全子系统两两之间耦合度均大于0.97,处于高度协调程度,说明在子系统相互影响过程中良性耦合程度较高;3）各地市生态安全等级差距较大,介于临界安全等级（III）较多,距离基本安全等级（IV）状态仍有较大差距,达到安全状态等级（V）仍需较长时间;4）江西省生态安全水平受到科学技术支出、人均水资源量、地区生产总值、城镇化率、绿地与广场用地面积、废水废气治理设施处理能力、固定资产投资比重和人均GDP等因素综合影响。【研究结论】通过强化生态环境经济政策响应,提高生产领域环境绩效,推动区域产业优化和促进生态环境保护,有助于提高区域生态安全水平。     

安徽省矿产资源开发环境影响评价研究

本文基于矿业开发中的生态环境问题分析,利用层次分析法进行矿产资源开发环境影响评价,并对环境敏感因子进行动态识别和排序。研究发现:矿山环境问题是实现我国矿业可持续发展和生态文明的重要问题,涉及可持续发展和代际公平;安徽省矿产开发环境问题相对突出,主要表现在地面塌陷、岩溶塌陷、生态污染和地貌景观破坏等;从安徽省矿业开发环境影响因子评价识别上看,危害度及排序为矿区环境(0.4701)生态环境(0.3498)矿区地质(0.1339)社会经济(0.0462)。     

基于PSR和GA-Elman模型的露天矿矿区生态安全评价研究

针对矿区植被破坏、水土流失等生态问题,以洛阳市三道庄露天矿矿区为研究对象,采用PSR模型构建矿区生态安全评价指标体系,对2008-2017年矿区生态安全进行评价,利用遗传算法对神经网络权值和阈值进行优化,构建了GA-Elman预测模型,对2018-2025年矿区生态安全变化趋势进行预测并分析。结果表明：2008-2017年矿区生态安全综合指标呈“W型”上升曲线,从中度不安全等级转为轻度不安全等级,2018-2025年矿区生态安全综合指数呈上升趋势,基本处于较安全等级。     

黑龙江省生态环境质量空间分布与演变特征

以黑龙江省的76个市县为基本研究单元,基于2005年和2010年的土地变更调查数据和遥感监测数据,参考《生态环境状况评价技术规范(试行)》中生态环境质量指数,结合黑龙江省实际提出了修正后的指数模型,包括土地脆弱指数、生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、环境质量指数、生态承载指数,利用修正后的模型从土地脆弱、生物丰度、植被覆盖、水网密度、环境质量和生态承载6方面分析黑龙江省生态环境的变化。结果表明:自黑龙江省实施生态省建设战略以来,全省的生态环境质量有了改善,生态环境质量稳定并趋好发展,尤其是东部煤炭城市生态环境质量改善明显。大、小兴安岭和长白山地的市县生态环境质量“优”,三江平原和松花江及其支流沿岸的市县生态环境质量“良”,松嫩平原以及东部煤炭产地的市县生态环境质量“一般”,而哈大齐工业走廊的三个重要城市哈尔滨、大庆、齐齐哈尔的生态环境质量“较差”。     

基于多时相遥感生态指数的大悟县生态环境质量评估

以大悟县为研究区,利用2010、2020年的Landsat系列遥感数据、提取绿度、干度、湿度、热度4个指标,通过主成分分析法建立遥感生态指数-RESI,定量评价大悟县生态环境状况及其变化。研究表明,大悟县2010、2020年总体处于生态环境良好的等级,RESI-均值分别为0.70、0.68,但从时间上看呈现减少的趋势,生态环境质量略微下降。2010年及2020年大悟县生态环境质量都以良等级为主,其面积所占比例达95849%、93916%;生态环境质量较差和差的等级所占面积比例均较小。2010年及2020年间大悟县生态等级产生了稍微的变化,变差的面积占比为3235%;生态等级不变的占比为92119%;生态等级变好的面积占比为4645%。大悟县生态环境质量下降可能与人类活动导致的植被覆盖度下降与气温升高等有关。