礦區(qū)典型地表環(huán)境要素變化的遙感監(jiān)測方法研究——以神東礦區(qū)為例.pdf

1、礦業(yè)為國民經(jīng)濟建設提供基本資源與能源，是國家和社會發(fā)展的重要基礎行業(yè)。與此同時，礦業(yè)開發(fā)會引起礦區(qū)地表損毀、植被退化、水資源破壞、廢物污染等系列環(huán)境問題。因此，亟需進行地理礦情監(jiān)測，為區(qū)域環(huán)境治理與可持續(xù)發(fā)展提供決策支持，為建設美麗中國和美麗礦區(qū)做出應有貢獻。
　　然而，傳統(tǒng)的監(jiān)測方法費時、費力、精度低，很難滿足礦區(qū)地表環(huán)境動態(tài)監(jiān)測需求。遙感技術具有周期短、范圍廣、精度高等特點，成為領域首選。但是，礦區(qū)地表植被、水以及廢物等環(huán)境要

2、素的空間分布與動態(tài)變化受采礦影響頻繁而劇烈，一般的遙感方法在時間尺度、空間尺度和光譜尺度等方面存在諸多問題，很難直接應用。針對上述問題，本論文以中國西北半干旱地區(qū)神東礦區(qū)為例，開展了基于時間序列遙感數(shù)據(jù)的礦區(qū)植被變化監(jiān)測、基于低分遙感數(shù)據(jù)的礦區(qū)地表水面積局部自適應解混、基于熱慣量法的礦區(qū)表層土壤含水量反演和基于光譜特征的礦區(qū)廢物堆場遙感提取等相關方法研究。
　　(1)基于時間序列數(shù)據(jù)的礦區(qū)植被變化遙感監(jiān)測方法研究
　　將MO

3、DIS NDVI時間序列數(shù)據(jù)引入礦區(qū)植被變化監(jiān)測中，提出了依據(jù)礦區(qū)環(huán)境條件差異設計NDVI數(shù)據(jù)合成的方法，利用回歸分析實現(xiàn)了礦區(qū)植被變化的遙感長期監(jiān)測與評估，更加準確地反映了地表植被覆蓋的變化過程。神東礦區(qū)應用結果顯示，礦區(qū)地表植被近十年整體改善、局部退化;驅動力分析表明，生態(tài)環(huán)境治理措施是礦區(qū)植被整體改善的主要原因，但采礦引起的地下水破壞、土地破壞等因素導致了局部植被退化，值得警惕。
　　(2)基于局部自適應解混的礦區(qū)地表水面積

4、提取方法及變化監(jiān)測
　　提出了低分數(shù)據(jù)空間局部自適應的水陸混合像元分解方法，即在提取水陸混合像元的基礎上，利用局部自適應端元選擇方法確定端元值，最后實現(xiàn)水陸組分解混。與直接閾值法相比，精度提高80％以上?；贛ODIS250m數(shù)據(jù)，應用該方法提取了緊鄰神東礦區(qū)的紅堿淖水域面積，獲得了過去9年水域面積的變化特征:湖水面積逐年減小，呈現(xiàn)急劇萎縮態(tài)勢，年均縮減面積高達0.85km2，需要引起注意。
　　(3)基于熱慣量法的礦區(qū)表層

5、土壤含水量反演及變化監(jiān)測
　　以中國西北干旱地區(qū)的神東礦區(qū)為試驗區(qū)，利用MODIS數(shù)據(jù)和熱慣量法，建立了礦區(qū)地表土壤濕度反演模型。首先同步選取若干地面點按深度分層進行現(xiàn)場實測，與遙感結果進行了比對擬合，發(fā)現(xiàn)在植被稀疏的區(qū)域二者相關性較好，其中遙感結果與10cm上壤濕度相關性最好，據(jù)此建立模型。對9年低蓋度區(qū)域的土壤濕度變化情況進行監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，與背景區(qū)相比，礦區(qū)表層土壤并未發(fā)生干化。初步分析認為與礦井水循環(huán)利用和礦區(qū)環(huán)境治理有關。

6、r>　　(4)基于光譜特征的礦區(qū)煤堆遙感識別方法及變化監(jiān)測
　?、賹崪y并研究了煤的反射光譜，發(fā)現(xiàn)煤的反射率較低，在0.35-2.5μm探測范圍內最高反射率不超過30％;褐煤與煙煤在0.35-0.9μm處反射率相當，在1.0-2.5μm處褐煤反射率遠高于煙煤，據(jù)此提出了利用反射光譜曲線特征區(qū)分褐煤與煙煤的指標。②基于TM遙感數(shù)據(jù)與煤的光譜特征，構建了歸一化差異煤指數(shù)(NDCI)，結合TM5設定閾值，提出了褐煤與煙煤的遙感提取方法;該