矿山生态修复监测指标体系构建与应用

目前,国内外对矿山生态修复工程实施后,修复成效监测缺少一套完整的监测指标体系。为推动矿山生态修复监测指标体系的构建,本文从矿山生态修复监测的基本内容、监测指标选取等方面开展研究,从水环境、土壤环境、地表环境、地质环境、生态修复综合效益5个方面,构建了一套科学评价矿山生态修复成效的监测指标体系。将指标体系应用于陕西省神木市某煤矿的生态修复监测,并采用GIS分析和样本监测等手段进行验证,评价矿山生态修复的整体效果。试验结果表明,土壤环境各指标中,反映土壤物理性质的土层厚度指标较好;地表水质污染较少,基本没有微生物和有机物污染,水质偏碱性,与矿区内土壤一致偏碱性;植被覆盖和生境质量指数较好;矿山生态修复区域的沉降区域比例较小;矿山生态修复的综合效益指标表现不佳。     

sUAS在露天矿山地质环境保护与恢复治理中的应用

根据sUAS在某建筑石料用灰岩矿区的实际低空摄影测量作业情况,论述了无人机在露天矿山地质环境保护与恢复治理工程测绘中的应用.从野外作业的高效性和安全性、测绘成果内容的丰富性和直观性、矿山恢复治理设计的便捷性等方面进行了详细介绍,分析了利用无人机低空摄影测量技术进行矿山恢复治理工程测绘的优势,并通过具体案例验证了该方法的可行性和便捷性.     

倾斜摄影测量技术在矿产资源监测中的应用

随着国家绿色发展战略的提出,矿产资源开发利用需要全面监测和管理。文中提出利用无人机倾斜摄影测量技术和方法,通过构建矿山监测区域的DEM、DOM、实景三维模型等倾斜摄影测量产品,分析监测露天矿山企业在该时间段内的开采量、储量、变化区域以及是否越界违法开采等。通过典型应用案例实际验证,结果表明该方法行之有效,能够方便地对矿山进行快速、准确的监测,有效地解决长期以来矿产资源开发利用与管理粗放的问题。     

青海省聚乎更煤矿区矿山地质环境遥感监测及质量评价

以2011年和2012年获取的2期IKONOS2数据为信息源,在波段组合、数据融合和正射纠正等图像预处理基础上,针对矿山地质环境问题进行人机交互解译,对青海省木里煤田聚乎更煤矿区因煤矿开发而引发的矿山地质环境问题及矿山环境恢复治理情况进行了遥感调查与监测;并将矿山环境调查结果与矿区基础地理及地质资料相结合,根据矿区环境的实际状况,合理选择矿山地质环境评价因子及权重指标,对该矿区的矿山地质环境质量进行了动态评价。结果表明:聚乎更煤矿区的矿山地质环境质量呈明显下降的趋势,2012年采矿活动对矿山地质环境有影响的面积较2011年增加了近10 km2,主要是地表植被直接或间接地受到破坏,且矿山环境恢复治理工作进程远远跟不上矿山环境恶化速度。     

基于WebGIS的土壤重金属污染修复评价系统设计与实现

近年来,我国加大了土壤重金属污染治理与修复的力度,修复过程监管和效果评价成为重要的研究内容.针对当前存在的修复过程监管困难、修复效果评价因素多样等问题,本文选取内梅罗综合污染指数作为重要的评价指标,应用物联网技术、克里金空间插值方法和3D WebGIS开发技术,设计开发了一种在线的土壤重金属污染修复评价系统,该系统实现了修复工程管理、数据在线采集与管理、修复效果评价和三维可视化表达等功能,并在实际土壤修复工程中取得了较好的应用效果,提高了修复过程监管的效率和修复效果评价的准确性.     

露天矿山地质环境监测分析——以重庆市中梁山片区为例

研究探讨了目前矿山地质环境遥感动态监测的主要方法,构建了矿山地质环境监测指标,以重庆市中梁山片区为研究区,利用哨兵1号、Landsat-8等多源卫星遥感数据,结合其他基础地理信息数据,开展了露天矿山恢复治理过程中地质环境遥感动态监测分析,通过构建矿山地质环境综合评分规则,对中梁山片区矿山地质环境进行评价分析,以期为后续矿山恢复治理过程监督管理提供支撑。     

面向公众的土地利用信息评价

实现政府信息共享是服务型社会和智慧城市建设的需求,信息质量是确保信息共享效果的前提和关键。应用信息质量评价的理论、方法和土地数据质量评价成果,本文构建了包括内容质量、集合质量、表达质量和效用质量等方面9个维度、17个指标的面向公众的土地利用信息质量评价指标体系,并采用多级模糊综合评价方法进行了评价。通过案例进行了应用与验证,结果表明:最大值是0.419 5,由模糊数学最大隶属原理,该数据是不能直接面向公众共享的。根据评价结果,内容质量、集合质量是合格的,但表达质量和效用质量需要进一步改进。     

联合深度学习与面向对象分析的卫宁北山露天矿山采场信息提取

卫宁北山地区是宁夏开展矿山生态环境恢复治理工作的关键节点区域。快速准确地获取区域内采场空间信息,监测矿山生态修复工程建设进展,已成为自治区矿政管理的重要工作之一。本文以卫宁北山地区为研究区,提出了一种联合深度学习与面向对象分析的国产高分辨率遥感卫星影像露天矿山采场信息提取方法。该方法首先采用支持小样本学习的U-Net模型进行露天采场的初步识别;然后结合面向对象分析与空间分析方法实现露天采场边界的精细化提取。经验证,该方法识别露天采场空间位置的精度为0.71,平均空间范围的提取精度为0.78。在此基础上,对卫宁北山地区露天矿山在2019—2021年的恢复治理情况开展识别与分析,识别出的125处露天矿山采场中有43.2%已开展生态修复工程,含44处采坑填埋与覆土整平、6处重新开发利用及4处人工复绿。结果表明,该方法在无须进行特征工程的前提下能够较为快速地对露天采场空间信息进行精细化提取,可为宁夏矿山遥感监测提供技术参考。     

遥感技术在微生物复垦中的应用研究

微生物复垦是矿区生态重建的有效途径。遥感技术特别是高光谱遥感技术可以快速准确地获取微生物复垦后植被的生长状态和土壤性状改良的实时信息,为评估微生物复垦技术对矿区土地恢复和生态重建的作用提供了技术支撑。概述了遥感技术在矿区植被恢复、矿渣石排土场复垦、采矿沉陷地复垦和复垦区重金属污染监测等方面的应用和研究现状,以及微生物技术在改良煤矸石环境、治理采矿沉陷地和修复重金属污染场地中的作用和研究现状,分析了遥感技术应用于监测微生物复垦效果的理论依据,并讨论了今后遥感技术在微生物复垦中的应用潜力,以期为未来快速、准确、无损地监测微生物复垦植被的生长状况提供新方法,并为评价微生物技术在矿区生态重建中的作用提供参考。     

土壤蒸发和植被蒸腾遥感估算与验证

地表蒸散发是土壤—植被—大气系统中能量和水循环的重要环节,它包括土壤、水体和植被表面的蒸发,以及植被蒸腾。随着地表参数多源遥感产品的快速发展,利用不同地表参数遥感产品估算地表蒸散发以及其组分土壤蒸发和植被蒸腾成为日常监测越来越便利,监测尺度已从单站扩展到田块、区域乃至全球。目前地表蒸散发双层遥感估算模型按照建模机理的不同可分为:系列模型、平行模型、基于特征空间的模型、结合传统方法的模型以及数据同化方法。本文从模型构建物理机制、模型驱动数据以及模型输出结果验证等方面总结了上述模型的发展历史和现状,并指出在模型结构与参数化方案的优化、高分辨率模型驱动数据的发展、土壤蒸发和植被蒸腾像元尺度"地面真值"的获取等方面都仍需进一步完善。     

倾斜摄影测量技术在矿山生态修复调查中的应用 ——以南沙吸水角石场为例

为充分总结"青山绿地、蓝天碧水"工程矿山生态修复经验,结合不同的立地条件,选取适合广州市矿山生态修复的优势植物并掌握其生长规律,为同类型的矿山生态修复进行指导,对广州市矿山复绿效果开展调查评价.无人机倾斜摄影测量技术因其精度高、可操控性强、可输出直观的三维模型等特点对深入矿山内部调查、工程技术细节研判、植物识别等方面发挥出独特的优势.以南沙吸水角石场为例,介绍了倾斜摄影测量技术在矿山生态修复成效调查中的典型应用,该研究可为矿山生态修复调查以及矿山地质环境调查工作提供技术参考.     

基于综合指数法的矿山地质环境评价——以攀西矿区为例

以GIS空间数据处理为平台,在层次分析法的基础上对攀西矿区的矿山地质环境构建了评价指标体系,综合各评价指标所占权重对攀西矿区的地质环境作了评价分级,该评价分级结果反映出研究区的矿山地质环境状况并分析了问题原因,为攀西矿区的地质环境管理和恢复治理提供了依据。     

基于GIS的小流域单元景观结构指数信息提取方法--以重庆市忠县为例

景观结构指数是区域生态安全评价体系的重要指标因子群组。通过模型技术与GIS技术相结合的方法，在GIS及多种软件平台优化组合的基础上，实现遥感数据的小流域景观结构指数的信息提取，案例应用中效果非常令人满意。     

南方植被区强迫不变植被抑制技术改进与应用

植被覆盖对岩石蚀变信息提取造成很大的干扰。强迫不变植被抑制技术在半干旱开阔地形区取得了较好的植被抑制效果,但在植被茂盛的山区效果有待验证。基于强迫不变植被抑制技术,针对南方植被区,在关键技术曲线平化步骤中采用分段平化并编程实现,较好地解决了植被抑制、裸地偏色及信息完整性之间的矛盾。分段平化后的植被信息得到较好抑制,下伏基岩信息突出,色调自然。应用该方法进行遥感蚀变信息提取,植被区遥感异常明显增强,异常与实际围岩蚀变吻合度较高,效果较好。     

激光荧光雷达系统的测量方法与应用

本文叙述了应用激光荧光雷达系统测量海上溢油类别以及植被、岩矿、土壤、地被物等荧光光谱的方法与技术。该装置由N_2激光源、OSA光学光谱分析仪、卡斯格伦望远镜接收系统三部分组成。该装置可在室内,也可在室外25—60m远处测量各种物质的受激发射荧光。该仪器用标准灯谱进行了校正。     

基于Sentinel-2A的耕地质量综合评价

本研究以Sentinel-2A数据为基础,构建基于多光谱遥感影像和地球化学数据的耕地质量指标体系和评价模型,对海伦地区耕地质量进行综合评价。在分析土壤肥力、土壤水分、土壤退化与植被指数的相关性的基础上,确定了基于Sentinel-2A的遥感评价指标,并基于营养元素与重金属含量构建地球化学指标,并将两项指标进行结合形成P-S-R框架体系。在该指标体系下,采用层次分析法构建了耕地质量综合评价模型,创新性实现了通过遥感手段结合少量地球化学数据完成对耕地质量进行评价。利用土壤样本实测点对模型进行验证,结果表明评价模型获取的耕地质量评价结果与研究区实际情况比对精度达到75%,结果表明海伦地区耕地质量整体较好。该方法相比采用传统的地球化学评价土地质量的方法更加方便和快捷,对于大范围耕地的可持续利用提供有效的技术支撑和重要的现实意义。     

改进的表观热惯量法反演土壤含水量

提出一种改进的表观热惯量计算模型,以中科院栾城农业生态系统试验站为基地,通过实测的模型参数,利用提出的表观热惯量模型计算不同植被覆盖下、不同实验区土壤含水量的热惯量值,并与土壤含水量进行相关性分析,以找到热惯量方法可以用来反演土壤含水量的适用条件(归一化植被指数NDVI的阈值).实验结果表明,该模型监测土壤含水量是可行的,在植被覆盖度较低的情况下(NDVI≤O.35)具有较高的精度,在植被覆盖度较高(NDVI＞0.35)时,热惯量模型失效,因此用热惯量方法反演土壤含水量植被覆盖时将NDVI阈值的最大值设为0.35.将该方法应用到MODIS数据中,以河北省栾城县、赵县、藁城市3市县为研究区,分别反演该区土壤含水量,反演结果与实际情况相符合.实地取点人工监测土壤含水量为25.1％,栾城站模型计算结果为22.4％,匹配性较好,该方法在遥感数据中得到了很好的应用.     

基于遥感技术的黑土区耕地质量评价指标体系研究进展分析

黑土是公认的肥沃土壤，但我国黑土耕地质量由于连年耕种导致土质严重退化。黑土区耕地质量监测与评价是落实黑土保护的重要手段，准确快速地获取耕地质量信息也是国内外重点研究方向。遥感作为一种新方法，为大范围、短周期获取黑土区耕地质量信息提供可能。文中通过文献计量分析法，归纳整理了常用的耕地质量评价指标和耕地质量评价方法，分析了国内外遥感技术在耕地质量相关方面的研究现状，构建了基于遥感技术的耕地质量监测体系框架，从耕地质量指标定量反演方面，分别分析了遥感技术在土壤物理指标、土壤化学指标定量反演的研究现状，概述了基于遥感技术在地形特征、基础设施建设方面的信息提取方法与数据基础；从耕地质量间接监测方面，分析了基于植被特征指数的耕地质量间接监测的研究现状。针对研究现状中不足与问题，提出了思考与建议。     

丹巴地质灾害隐患早期识别关键技术研究

针对西南山区高山峡谷、植被茂密区域的地质灾害事件突发问题,本文基于机载LiDAR技术开展类似区域的地质灾害早期识别问题研究,介绍了机载LiDAR技术特点及基于该技术开展地质灾害早期识别的关键技术与方法。通过实地调查与验证表明该技术比传统光学遥感调查技术和人工排查具有优势,可用于地质灾害隐患的早期识别。     

高光谱技术应用情况研讨

高光谱影像因其光谱分辨率高、波段多、信息量丰富等特点已经在许多领域得到了广泛的应用。本文对高光谱技术在矿山资源监测、土壤监测、植被监测、大气环境监测、水环境监测方面的应用,以及高光谱的分类识别技术研究进行了回顾与总结,并指出拓展高光谱技术的应用深度和广度、探讨定量反演建模新模式等问题,是进一步的研究趋势。