基于遥感影像的矿区土地利用变化研究

掌握矿区土地利用变化规律,有效制定矿区土地利用政策是矿山可持续发展的重要基础。利用RS和GIS技术对土地利用变化进行检测、变化信息提取与发现以及对其进行分析,得出了土地利用变化的基本规律,为矿区土地资源的合理利用提供决策依据。结果表明:该方法效率高,成本低,技术性强,是目前一种较先进的土地利用变化监测方法。     

基于UAV-RGB的矿区植物分类及其叶绿素含量时空变化分析

相比于高光谱遥感和多光谱遥感,在无人机上搭载RGB相机,不仅操作简单,而且成本低廉。但是,目前基于无人机RGB相机进行矿区典型植物分类的研究较少。另外,开采沉陷对地表植物叶绿素含量的时空扰动规律尚不清楚。为解决上述问题,本研究融合RGB影像的光谱信息、纹理信息和点云的3D特征,使用神经网络、支持向量机、随机森林3种机器学习分类算法,实现了对采煤沉陷区典型植被的分类。基于多期影像的分类结果和植被指数,分析开采沉陷对典型植物叶绿素含量的时空扰动规律。研究表明,最佳的分类算法为支持向量机。多特征融合可以显著提高分类精度,相比于只用光谱特征,多特征融合后的总体分类精度提高了9.45%。总体分类精度可达90%,Kappa系数为0.906,可满足矿区植被调查的需要。通过分析针茅和柠条叶绿素含量的时空变化,发现采煤对拉伸区植被的影响最大,其次是压缩区和中性区。拉伸区应作为生态修复的重点区域。地裂缝是生态修复的重点对象。与针茅相比,柠条能更好地适应采煤引起的干扰,可作为生态恢复的先锋物种。     

基于Landsat影像的赤峰市城区扩张时空变化及驱动力分析

选取赤峰市区2003、2009、2013和2018年的Landsat TM/OLI遥感影像,利用支持向量机法分类法提取4个年份的中心城区,结合GIS空间分析方法研究城区扩张强度、速度在时间尺度下的变化趋势。结果表明:2003～2018年间,赤峰市中心城区由高速扩张转向低速发展,城镇化率由3.89%上涨至20.55%。     

基于遥感技术的轩岗矿区农村居民点时空格局变化研究

文中以山西轩岗矿区农村居民点为研究对象,利用1986～2015年30年间的7期卫星遥感影像数据,通过监督分类和人工目视解译相结合的方法,对矿区土地进行分类并提取出农村居民点,通过对矿区农村居民点的时空变化规律进行研究,分析其变化的内在驱动机制和主要影响因素。     

基于遥感影像的荒漠化矿区土壤含水率的影响因素分析

利用野外监测和TM遥感影像数据,建立了基于热惯量的计算土壤含水率的遥感信息模型.野外监测样点平均值表明采空区与非采空区上方土壤含水率差异大,遥感反演的面域平均值则显示两者差异较小.分析了影响土壤含水率的主要因素,结果表明:土壤含水率随高程的增大而降低;采矿导致土壤渗透系数发生变化.采空区上方垂直入渗能力增强,改变了潜水补给条件和土壤表面蒸发能力,进而影响土壤含水率;考虑毛细水上升高度和植物根系所及的深度,当采前地下水埋深较小而植物根的垂直深度较大时,采矿引起的水位下降必将影响植物利用潜水;当采前地下水位埋深较大而地表植被为浅根植物时,则不会影响,而采矿引起的地表裂缝则增加了地表土壤蒸发,地表拉伸变形容易拉断植物根系,进而影响植物的生长.     

基于遥感影像的荒漠化矿区土壤含水率的影响因素分析

利用野外监测和TM遥感影像数据,建立了基于热惯量的计算土壤含水率的遥感信息模型.野外监测样点平均值表明采空区与非采空区上方土壤含水率差异大,遥感反演的面域平均值则显示两者差异较小.分析了影响土壤含水率的主要因素,结果表明：土壤含水率随高程的增大而降低;采矿导致土壤渗透系数发生变化,采空区上方垂直入渗能力增强,改变了潜水补给条件和土壤表面蒸发能力,进而影响土壤含水率;考虑毛细水上升高度和植物根系所及的深度,当采前地下水埋深较小而植物根的垂直深度较大时,采矿引起的水位下降必将影响植物利用潜水;当采前地下水位埋深较大而地表植被为浅根植物时,则不会影响,而采矿引起的地表裂缝则增加了地表土壤蒸发,地表拉伸变形容易拉断植物根系,进而影响植物的生长.     

安太堡露天矿区土地利用变化及驱动力分析

土地利用覆盖变化的驱动力分析是土地利用覆盖变化研究的一个重要组成部分,目前对土地利用覆盖变化的驱动力的研究都是在大尺度区域上的。本文以安太堡露天煤矿为研究对象,根据矿区土地破坏与复垦的程度,将矿区的土地利用类型划分为已破坏已复垦地、已破坏待复垦地、待破坏待复垦地这3种土地利用类型,利用1995年、1999年、2004年3期的土地利用面积,采用数学计算的方法计算出土地利用类型的总变化率、年变化率揭示土地利用变化的过程。然后以已破坏已复垦地类为研究对象,重点讨论了露天矿区已复垦地类上林草用地向耕地转变的驱动力,从宏观、中观、微观3个层面进行了分析,分析表明3个层面的驱动力是综合作用的,尤其以宏观政策的影响为主导。弄清矿区土地利用变化的规律将有利于制定科学的矿区土地利用规划,为矿区的生产及环境保护创造条件。     

安太堡露天矿区土地利用变化及驱动力分析

土地利用覆盖变化的驱动力分析是土地利用覆盖变化研究的一个重要组成部分，目前对土地利用覆盖变化的驱动力的研究都是在大尺度区域上的。本文以安太堡露天煤矿为研究对象，根据矿区土地破坏与复垦的程度，将矿区的土地利用类型划分为已破坏已复垦地、已破坏待复垦地、待破坏待复垦地这3种土地利用类型，利用1995年、1999年、2004年3期的土地利用面积，采用数学计算的方法计算出土地利用类型的总变化率、年变化率揭示土地利用变化的过程。然后以已破坏已复垦地类为研究对象，重点讨论了露天矿区已复垦地类上林草用地向耕地转变的驱动力，从宏观、中观、微观3个层面进行了分析，分析表明3个层面的驱动力是综合作用的，尤其以宏观政策的影响为主导。弄清矿区土地利用变化的规律将有利于制定科学的矿区土地利用规划，为矿区的生产及环境保护创造条件。     

基于多时相遥感影像的蔚县矿区环境评价

利用河北省张家口市蔚县境内崔家寨和单侯矿区的2005-2016年的Landsat 7 ETM+和Landsat 8 OLI共11 a的遥感影像,在监督分类的基础上结合矿区的实际情况建立矿区的生态环境评价模型,取生物丰度指数、植被覆盖度指数、自然地理因子、水体密度指数4个指数作为环境评价的准则层,结合多准则决策技术建立矿区综合的环境评价模型。结果显示:矿区的生态环境状况指数范围处于55～75,生态环境状况指数总体呈现缓慢上升的趋势,生态质量评级为"良"。但是采矿活动已经对矿区的生态系统的稳定性造成了一定的扰动,需要采取相应的环境保护和恢复措施。     

基于遥感影像的矿区规划数据库的构建

遥感影像具有全面、准确、客观、及时的特点,而地理信息系统具有强大的数据处理和空间分析功能,二者的结合有着传统方法所无法比拟的优越性,在矿区规划布局中发挥着巨大的作用.论文基于中比例尺的美国Landsat-7 ETM+卫星遥感数据和大比例尺的航空遥感影像数据,结合相关的基础资料,对矿区以及重点井田的生产规划信息进行了综合分析和融合,建立了基于遥感影像的矿区规划数据库,为矿区规划管理信息系统的建设奠定了基础,为相关生产部门的应用以及有关领导从宏观上、整体上对矿区的开发进行科学管理和规划决策提供依据.     

基于遥感影像的矿区水环境状态识别与检测——以珠江流域部分河段为例

矿区资源开采与利用过程中存在难以避免的水污染问题,传统的地面调查方法受到时间和区域的限制,耗时耗力。随着遥感技术的发展,大面积、实时监测矿区水环境状态成为可能。以流经韶关市的珠江流域部分河段为研究区,利用Landsat-8卫星影像,基于水体光谱特征的差异性,在水体信息提取的基础上,实现研究区矿山污染水体识别和监测。结果显示,研究区水体光谱值明显高于非污染水体,且水体光谱值与污染水体非常接近,表明该区域水体污染较为严重,可为区域生态环境改善提供决策支持。     

平朔露天矿区土地利用/覆盖变化分析

平朔煤矿是我国最大的露天矿区，对其进行土地利用／覆盖变化研究有着典型性和指导性，特别是对露天矿区的开发、生态环境的保护以及后期的土地复垦都具有重要意义。本次研究采用1986年、1995年以及2005年3个时相的TM数据，依据土地利用分类系统，在Erdas软件支持下完成不同时相的矿区土地利用现状信息的提取，然后利用地理信息系统平台获取土地利用／覆盖变化情况，并进行分析。结果表明：在平朔露天矿区近20年的采矿活动和土地复垦过程中，矿区土地利用／覆盖的变化非常剧烈。主要表现为耕地逐年减少；而林地和荒草地则由减少到增加的过程；独立工矿用地逐渐增加。本次研究综合应用遥感（RS）技术与地理信息系统（GIS）技术，对平朔露天矿区土地利用／覆盖结构、各地类面积变化率、土地利用程度变化以及土地利用／覆盖变化区域等进行分析研究。经过分析论证，指出了平朔露天矿区1986年、1995年以及2005年的土地利用与覆盖变化情况，分析研究找出引起变化的原因，为矿区治理与生态修复等提供依据。     

平朔露天矿区土地利用/覆盖变化分析

平朔煤矿是我国最大的露天矿区,对其进行土地利用/覆盖变化研究有着典型性和指导性,特别是对露天矿区的开发、生态环境的保护以及后期的土地复垦都具有重要意义。本次研究采用1986年、1995年以及2005年3个时相的TM数据,依据土地利用分类系统,在Erdas软件支持下完成不同时相的矿区土地利用现状信息的提取,然后利用地理信息系统平台获取土地利用/覆盖变化情况,并进行分析。结果表明:在平朔露天矿区近20年的采矿活动和土地复垦过程中,矿区土地利用/覆盖的变化非常剧烈。主要表现为耕地逐年减少;而林地和荒草地则由减少到增加的过程;独立工矿用地逐渐增加。本次研究综合应用遥感(RS)技术与地理信息系统(G IS)技术,对平朔露天矿区土地利用/覆盖结构、各地类面积变化率、土地利用程度变化以及土地利用/覆盖变化区域等进行分析研究。经过分析论证,指出了平朔露天矿区1986年、1995年以及2005年的土地利用与覆盖变化情况,分析研究找出引起变化的原因,为矿区治理与生态修复等提供依据。     

淮南矿区土地利用变化遥感监测及驱动力分析

煤矿区土地利用/土地覆盖变化是目前资源环境监测的热点之一。选取淮南矿区1987年,2000年,2010年3期TM影像为数据源,经过一系列数据预处理后,采用近似支持向量机方法进行分类,并对矿区23年间土地利用情况,土地利用结构变化以及动态变化率等统计指标进行分析,最后研究了引起土地利用变化的主要驱动力因子。结果表明:矿区水体和建筑用地扩张迅速,耕地面积以年均1.09%的速度减少。导致这些变化的主要驱动因子为工矿业发展、人口增长和社会经济发展。     

基于IFZ与NDVI的矿区土地利用/覆盖变化研究

重建长时间序列的土地利用/覆盖变化(LUCC)的时空规律,可以为定量研究区域或全球生态进程和评价生态系统服务价值提供重要的数据支撑。以阿巴拉契亚地区韦兹县煤田区为例,基于22期Landsat TM/ETM+影像,应用综合森林特征指数(IFZ)和归一化植被指数(NDVI)相结合的遥感时间序列分析方法,重建了1984年以来27 a间该地区具有生态学意义的LUCC动态变化特征。研究识别了持续森林覆盖(PF)、持续其他植被覆盖(POV)、持续无植被覆盖(PNV)、采矿扰动(EM)、其他扰动(OD)等类型土地的空间分布特征。研究结果表明:分类总体精度85.9%,Kappa系数为0.852;PF,POV,PNV,OD和EM面积分别占研究区面积的66.68%,5.15%,0.24%,3.63%和23.67%;伴随开采规模缩减,EM面积增速下降。     

基于Erdas和Arc/Info的矿区遥感影像信息提取技术

利用ERDAS Imagine 8.5对航片及地形图进行几何校正;经过影像粗解译和野外实地调查,对研究区土地利用现状进行分类并建立起解译标志;以ARCINFO GIS 9.0为平台,采用其中的ARCEDIT模块作为解译的基层模块,通过目视解译的方法对影像进行特征提取,结合Arcview3.3进行数据分析及图形整饰,达到图形分类、数据和图形输出的目的。由于航片分辨率高、控制点选取合理以及解译工序的合理安排,解译精度较高。     

煤矿塌陷水域水环境现状分析及综合利用——以淮南矿区潘一煤矿塌陷水域为例

为提供淮南煤矿塌陷水域水资源综合利用的理论基础,选择潘一煤矿典型的2个塌陷水域,采用格网法布设39个采样点对水质进行全面采样监测,分析水体的重金属元素且运用模糊综合评判法对水质进行评价.结果表明:西塌陷水域由于较为封闭,水质由水体中间向两岸呈递减趋势,水体中央部分采样点水质为Ⅲ类;与泥河连通的东塌陷水域,受泥河影响较大,水质较差,大部分采样点水质为Ⅳ,Ⅴ类.由于矿业污染源的影响,导致东塌陷水域的重金属元素污染强度高于西塌陷水域.各塌陷水域均已受到不同程度污染,针对面积、污染不同的塌陷水域,可采取相应措施治理后分类进行水资源综合开发利用.     

基于SBAS-InSAR时序分析技术的兖州矿区沉降监测与分析

针对InSAR技术受空间和时间基线的限制,多数情况下难以获得连续沉降场的问题,基于SBAS-InSAR时序分析技术,以兖州矿区为实验区,对2008年1月20日至2010年9月26日C波段的ASAR数据进行处理,获取了兖州矿区的地表形变信息,生成了沉降图及其平均沉降速率图,直观地反映了矿区地面沉降过程,并对结果进行了分析。结果表明,SBAS-InSAR时序分析技术可以有效地解决时空失相干问题,为矿区地表监测提供了可靠的技术支持。     

基于遥感影像的平朔矿区碳汇变化及预测研究

土地利用变化直接体现人类活动对生态系统的影响,是全球气候和碳循环变化的重要原因。煤炭开采造成矿区农用地非农化,导致生态环境恶化,改变碳汇量/价值。本文以平朔矿区为研究对象,选取1987年建矿以来的七期遥感影像作为基础数据,从土地利用变化角度定量研究了矿区不同发展阶段碳汇量/价值变化,并基于2013年、2018年两期数据,应用马尔科夫模型预测了未来10年矿区土地利用及碳汇量/价值的变化趋势。结果显示:①平朔矿区自开采以来的32年间土地利用结构发生显著变化,大量耕地和草地被转化成采矿用地和建设用地等,与开矿初期相比耕地,和草地面积分别减少了39.16%和58.32%,采矿用地、建设用地、裸地面积则分别增加了3.19倍、1.29倍、5.57倍;②1987～2013年碳汇量呈下降趋势,由132.38万t下降为120.85万t,碳汇价值由67 248.83万元下降为61 390.50万元,2013年以后至2018年分别增加到124.03万t和63 009.33万元;③未来10年平朔矿区土地利用结构基本稳定,耕地、建设用地及裸地面积略有减少,林地、采矿用地面积略有增加;预计2023年和2028年矿区碳汇量分别比2018年增加0.50万t和0.70万t,碳汇价值分别增加254.79万元和355.84万元,矿区生态环境逐渐改善。     

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。