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1989、1998、2007、2018年的RSEI值分别为0.564、0.547、0.512、0.576,说明研究区生态环境状况持续变差再转好;绿度和湿度对生态环境状况具有正向作用,而干度和热度对其起负向作用。     

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。     

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RSEI模型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,一直是社会普遍关注的问题.本文选取1987年、1998年、2007年、2013年、2018年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...     

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４km 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(RSEI)的泰安市生态环境质量评价

文中选用2006年,2013年,2018年三期Landsat卫星影像来对泰安市进行研究,运用ENVI5.3对环境影响因子(干度,绿度,湿度,热度)进行提取并进行分析处理,对得到的遥感生态指数(RSEI)综合分析来评价泰安市生态质量。结果表明2006-2018年泰安市生态环境质量有一定程度下降,需要加强对生态环境的建设和保护。     

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。     

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。     

基于遥感生态指数的矿井关闭前后生态环境时空变化规律研究

我国煤炭资源丰富,煤炭资源开采为地方社会经济发展发挥支撑作用的同时,也对矿区周围的生态环境带来重大影响。近年来,随着煤矿资源枯竭和国家去产能政策的出台,大量煤矿被关闭。现有研究多关注开采过程中生态环境的变化,较少涉及关闭矿井后生态环境变化规律的研究。为此,以徐州贾汪关闭矿区为例,选取2009—2021年的Landsat 5和8影像,采用遥感生态指数(Remote Sensing Ecological Index,RSEI)方法动态监测分析了该矿区关闭前后生态环境的时空演化规律。研究表明:矿井关闭后矿区整体的生态质量呈上升趋势,其中权台矿的RSEI值由2009年的0.432上升至2021年的0.568,旗山矿的RSEI值由0.490上升至0.546。贾汪矿区生态等级差和较差区域所占的比例在减少,由2009年的41.51%降为2021年的29.06%;生态等级良和优的区域所占比例在增加,由2009年的36.4%升为2021年的47.36%。另外,生态指数较低的区域不太稳定,重心迁移较明显,生态指数较高的区域相对来说较稳定且集中。将生态结果与高分辨率影像进行可视化对比,反映出利用30 m分辨...     

西山煤田生态变化的遥感监测与评价

新时代,生态环境问题越来越受到国家、社会和民众的重视。选取西山煤田矿区为研究对象,通过遥感手段,借助遥感生态指数模型,对生态环境进行动态监测。结果表明:研究区遥感生态指数波动趋势明显,2004年遥感生态指数为0.639,2010年该指数为0.694,增长了0.056,2016年为0.655,2016年相比2010年下降了0.039,总体表现为倒"V"型态势;研究区遥感生态指数主要以良为主,2004年、2010年、2016年依次分别占总面积的63.74%、75.94%、58.77%;不同类型的遥感生态指数重心均发生了偏移,其中A级、B级生态指数的重心偏移量较高,2004～2010年偏移量为37.172km、31.255km,2010～2016年偏移量为15.270km、18.814km;对遥感生态指数的作用强度中,热度的作用最显著,相关度高达0.859,植被的作用次之,相关系数为0.799,干度的作用强度0.707,湿度的作用最小,相关系数为0.596。研究发现,研究区西北区域的主矿区生态好转,东南居住区域生态恶化,生态优质区域在远离人类活动,向北转移,该区域地形相对复杂,人类活动干扰相对较少。     

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。     

自然和人为干扰因素对黄土高原生态环境质量变化的影响

为了识别自然和人为干扰因素对黄土高原生态环境质量变化的影响,以黄土高原为研究区,基于GEE平台和MODIS数据获取区域内2003—2022年的遥感生态指数(RSEI),利用随机森林识别自然因素和人为干扰因素对RSEI变化的驱动作用。结果表明：近20年内,(1)黄土高原的生态环境质量轻微改善,以0.002/a的速率增加,且生态环境质量空间分布总体呈由东南向西北递减的趋势,空间分布异质性较大,整体表现为良;蒙陕矿区和山西矿区大部分区域,以及黄陇矿区和宁东矿区的生态环境质量改善较为明显,占比分别为40.5%、25.7%、14.6%和19.9%,山西矿区和豫西矿区部分区域退化较为明显,占比分别为5.4%和34.3%。(2)黄土高原气温降低和升高区域分别占比46.3%和13.3%,而92.7%区域的降水不变;63.1%的土壤水、58.4%的地表径流和96.6%区域的地下水储量增加;98.5%区域的GDP增加,62.7%和20.9%区域的人口增加和降低,近70%的土地利用类型基本不变,其余区域的地物类型相互转换。(3)黄土高原RSEI改善区域主要受地表径流(占比39.8%)、地下水储量(15.7%...     

基于遥感生态指数的矿业城市生态环境时空变异分析

随着东部煤炭资源枯竭与开采重心战略西移,东部矿业城市的绿色转型发展对生态环境质量评价提出了新要求。当前相关研究多集中于西部集约化高强度采区,相关方法和经验对东部矿业城市的适用性研究较少。其次,目前基于统计结果的矿区生态环境研究尚无法提供空间异质性的定量分析。再者,在较小开采强度下,煤矿开采本身对环境的影响存在争议,而煤炭储存、运输的生态效应并没有得到较多关注。本研究利用2013—2020年Landsat遥感影像,以工矿城市峰峰矿区为研究区,构建遥感生态指数模型(Remote Sensing Ecology Index,RSEI),耦合景观生态指数,对研究区生态环境质量的时空变化和空间异质性进行了定量分析,研究了当地煤炭采—储—运过程的生态效应,并分析了驱动因素。结果表明:2013—2020年峰峰矿区生境质量呈现小幅度波动变化,但结构配置明显优化;景观指数分析表明,RSEI各等级空间异质性加强,非均衡分布现象更为明显;煤炭采—储—运过程对生态环境及其稳定性具有一定的扰动作用,煤炭开采的环境效应不强,储存与运输过程的生态影响呈现梯度特征;峰峰矿区RSEI与高程、坡度、植被覆盖有较稳定的正相...     

基于RSEI的采煤塌陷积水对生态环境的影响研究

采煤塌陷积水是东部高潜水位矿区最主要的生态环境问题，但塌陷湖的形成又对生态环境建设提供了难得的水资源，因此，研究塌陷积水后对周边生态环境的影响特征，对于指导矿区塌陷地生态恢复治理与湿地资源保护利用具有现实意义。本文以任楼煤矿塌陷积水区为研究区，以建矿后至今约20年的5期遥感影像为数据源，通过多光谱计算和主成分分析获取RSEI指数，并提取北、东、南、西四个方向数据，通过数据拟合与秩和检验，得出以下结论：（1）研究区生态环境自2000年以来有很大改善，矿区土地复垦与生态恢复成效显著；（2）塌陷积水对周边生态环境总体上产生正面影响，影响具有显著的方向差异性和年度变化特征；（3）塌陷积水对生态环境的影响随距离呈“凸型”抛物线变化，平均影响范围约3.7km，南北向约3.5km，东西向不超过7.8km，塌陷积水区形成后需要经土地整治工程才能最大程度发挥水域生态环境功能。     

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。     

基于耗散结构理论的资源型城市转型发展分析：以徐州市为例

资源型城市依托矿产等资源开发而兴起,由于资源的可耗竭性,城市可能出现"矿竭城衰"的危机,采取转型对策推进城市发展具有重要的现实意义。本文以资源型城市徐州为例,运用耗散结构理论分析其耗散结构特征及熵流变化。结果表明,资源型城市是一个处于远离平衡态的开放系统,具有非线性动力学过程和耗散结构功能。徐州市熵流值由2002年的0.0074上升至2005年的0.1892,无序度增大,主要因为矿产资源枯竭、产业衰退、生态环境破坏。通过产业转型和生态修复,徐州市熵流值呈现下降趋势,并于2010年下降至-0.1414,表现为负熵,说明城市有序度不断提高。本研究对其他资源型城市的转型发展具有借鉴意义。