基于遥感生态指数的神东矿区生态环境变化监测

[目的]对矿区生态环境变化进行检测分析,为相关环境治理措施的制定提供科学依据。[方法]以神东矿区为研究对象,基于1989—2016年的Landsat影像,采用遥感生态指数(RSEI)动态监测神东矿区及各个主要矿井生态环境时空动态演变特征。[结果]①矿区尺度上,神东矿区的生态环境质量在逐渐提升,2015年的中等及其以上等级所占面积比例为59.2%,比1989年增长了23.7%;②矿井尺度上,不同矿井的生态环境质量存在差异,榆家梁矿井整体生态环境质量最优,乌兰木伦矿井的采区和锦界矿井的非采区生态环境质量最差,相较于采区而言,非采区的生态环境较好。[结论]神东矿区各矿井的RSEI均值总体呈增加趋势,表明矿区生态环境质量逐渐变好。     

基于遥感生态指数的东江源区2000-2019年生态环境质量评价

[目的] 对2000—2019年东江源区域生态环境变化进行分析,从而为该区水源地的保护和利用提供科学依据。[方法] 以东江源为研究对象,选取2000,2004,2009,2014和2019年5期的Landsat影像数据,提取绿度（NDVI）、湿度（WET）、干度（NDBSI）和热度（LST）4项指标,采用主成分分析法与遥感生态指数（RSEI）法,对东江源生态环境质量进行了评价分析。[结果] 2000—2019年研究区的RSEI指数分别为0.356,0.538,0.332,0.608和0.637,生态环境质量呈现上升、下降和上升趋势,总体上生态环境质量明显改善。生态环境较好的区域主要分布在植被覆盖率较高的中部和东南部,较差的区域主要分布在人类活动密切的东部和西北部的城镇区。研究区内优良等级的生态环境质量占主导地位,其面积比例由2000年的0.204 9%上升到2019年的92.346 4%,生态环境明显变好。热度（LST）和干度指标（NDBSI）重心偏移变化较小,为1.616 km和1.482 km,而绿度（NDVI）和湿度指标（WET）受人口密度和开发程度的影响,绿地分布和土壤含水量随着建设用地的开发而开始分散,使偏移量增大。[结论] 在2000—2019年,除城市交通造成周边的环境质量下降外,其余地区较之前都有明显的改善。植被覆盖和城市用地之间的关系是造成东江源生态环境变化的主要成因。     

神东矿区2005—2018年水土流失动态变化研究

基于多源遥感影像,采用资料收集、遥感监测、模型计算等方法,定量推算了神东矿区2005、2010、2015、2018年土壤侵蚀模数,并对不同侵蚀强度土地面积进行了对比分析,结果表明:2005—2018年神东矿区土壤侵蚀模数由3322.53 t/(km^2·a)降低至852.17 t/(km^2·a),水土流失面积减少了355.75 km^2,相当于矿区面积1/3还多,其中中度侵蚀面积减少最多,减少了346.89 km^2。整体来看,矿区土壤侵蚀模数降低,水土流失面积明显减少,土壤侵蚀由高强度向低强度转移,生态环境显著改善。     

基于遥感生态指数的阿克苏地区生态质量时空变化及其驱动力

为及时全面地监测阿克苏地区生态环境质量的时空变化,基于谷歌地球引擎(GEE)平台,利用MODIS多光谱传感器2005年、2010年、2015年、2020年的遥感数据构建遥感生态指数(RSEI),运用Moran指数、地理探测器等方法探究阿克苏地区生态环境质量时空演变及影响因素检测。结果表明：(1)2005—2020年阿克苏地区RSEI由0.24增至0.27,生态环境质量呈波动上升趋势,RSEI高值区主要分布于阿克苏地区北缘以及中部绿洲区,低值区主要分布于沙漠、戈壁等地。(2)2005—2020年,RSEI全局Moran指数为0.80～0.87,表明阿克苏地区RSEI呈较强的正相关;其聚集分布以高—高(H—H)和低—低(L—L)分布为主。(3)各因子对空间异质解释力(q值)在2005—2020年存在不同程度变化,土地利用和降水为关键影响因素。同时,相比单因子,交互探测的影响力均大于单一因子的作用强度。研究结果可为当地生态环境保护提供数据支撑及方法借鉴。     

神东矿区水土保持植物区系分析

[目的]对神东矿区植物区系进行分析,为充分利用当地的植物资源,实现神东矿区资源开发与生态环境建设和谐发展提供理论依据。[方法]利用植物区系分析法,以神东矿区作为一个独立的植物区系单元,对该区种子植物进行了调查统计,以科、属、种的现代地理分布为基础,对这3个层次的地理分布类型分别进行了统计分析,探讨该植物区系的基本特征和区系属性等问题。[结果](1)神东矿区共有植物53科,135属,217种。菊科植物种类最多(35种),其次是豆科植物26种,禾本科植物18种,蔷薇科植物14种,科内只含一种植物的科有21个;(2)神东矿区有草本植物159种,木本植物有52种,神东矿区生长的的植物多为中生和旱生,其中中生植物有62种,旱生植物有32种;(3)神东矿区高等植物类群在分类等级上都具有丰富、复杂、古老、特有4种特性。[结论]神东矿区生态系统较为脆弱,但该区的植物物种仍较为丰富。     

神东矿区生态环境脆弱性评估

根据神东矿区生态环境的特点,以人均水资源、林草覆盖率、人均耕地面积、水土流失强度、干燥指数、火灾频次、采空区面积、扰动面积、塌陷面积、治理面积、矸石排量、景观破损度、景观整合面、化肥使用量、人均GDP、农民年人均收入、恩格尔系数、人口密度、文盲率、高等教育率等作为评价指标,利用灰色模糊评估模型对其生态系统脆弱性进行了评价,结果表明,神东矿区的生态环境属于极强度脆弱等级区。。     

神东矿区不同治理年限樟子松群落特征分析

为评价神东矿区植被恢复治理成效,选取治理年限分别为5、10、15 a的典型乔木植物群落——樟子松群落,从群落物种组成、指标特征、物种多样性和群落结构等方面分析了群落随治理年限增加而呈现出的发展变化趋势。从分析结果来看,樟子松群落随治理年限增加表现出总体向好的发展趋势,后期基本无需人为干预,能表现出较好的水土保持效果;在5、10、15 a三个治理年限的樟子松群落中,治理年限为10 a的樟子松群落水土保持效果最好。     

矿区生态监测的地理加权遥感生态指数构建及评价

矿区生态是陆地生态系统的重要组成部分,准确监测矿区生态对保护生态环境、维持生态平衡具有重要意义。遥感技术为矿区生态监测提供了有效手段,针对遥感生态指数（remote sensing ecological index,RSEI）在矿区生态监测中存在监测精度低、针对性弱和指标权重空间上均一化问题,该研究对RSEI进行了改进。首先,考虑矿区特殊的生态成因,在绿度、热度、湿度、干度的基础上加入煤尘污染因子构成矿区遥感生态指数;然后,利用地理加权主成分分析法确定各指标的空间权重,构建了地理加权遥感生态指数（geographically weighted-remote sensing ecological index,GW-RSEI）;最后,以山西省大同煤田为例,基于多期遥感影像对GW-RSEI在矿区生态监测中的有效性、适用性进行了验证。结果表明：GW-RSEI能准确捕捉矿区大气中的煤尘污染,从整体和局部尺度实现了矿区生态的精准监测,有效提高了矿区生态监测的精度;地理加权主成分分析法能够明确表征矿区生态的空间异质性和生态环境变化的空间连续性;2000—2020年大同煤田的GW-RSEI均值分别为0.51、0.48、0.46、0.59、0.56,整体生态环境经历了先恶化后改善的过程,其东南部生态环境变化趋势与整体一致,而西北部生态环境呈现先改善后恶化的变化趋势。研究成果为准确监测矿区生态提供了一种更加科学、有效的方法。     

1990—2020年阿拉尔垦区生态环境质量动态监测与评价

[目的]借助遥感生态指数(RSEI)对阿拉尔垦区生态环境质量进行动态监测与评价,分析1990—2020年研究区生态环境变化及驱动因素,为阿拉尔垦区发展和生态保护提供科学参考。[方法]选取1990,2000,2011和2020年4期Landsat TM/ETM~+/OLI影像数据,耦合绿度指标(NDVI)、湿度指标(WET)、干度指标(NDSI)、热度指标(LST)构建RSEI,结合研究区气候、人口、经济等驱动因素探究阿拉尔垦区生态环境质量动态变化。[结果] 1990—2020年阿拉尔垦区RSEI均值从0.344上升至0.468,生态环境质量总体好转;1990—2020年阿拉尔垦区生态环境质量变好区域主要位于垦区北部和南部地区,改善面积达1 756.36 km~2,占总面积45.92%;生态环境质量受自然因素和社会经济因素影响,社会经济因素对阿拉尔垦区生态环境质量变化起主导作用。[结论]近30 a来阿拉尔垦区生态环境得到有效改善。遥感生态指数(RSEI)在一定程度上可以快速、有效地反映1990—2020年阿拉尔垦区生态环境质量变化。     

基于遥感生态指数的新疆干旱区博乐市生态变化分析

[目的]结合遥感方法分析新疆维吾尔自治区博乐市生态变化,为该区生态保护提供理论依据。[方法]以博乐市1997年、2007年和2016年3期Landsat系列影像为数据源,提取绿度、湿度、干度和热度4个指数,通过主成分分析耦合出遥感生态指数(RSEI),对博乐市生态环境质量进行了监测和评价。[结果]研究区属于MODS(山地—绿洲—荒漠)系统,总体RSEI指数较低,由差和较差主导;1997—2016年博乐市的生态环境质量呈明显改善趋势,遥感生态指数RSEI从0.250提高到0.422,等级为优和良的比例从11.24%上升到26.20%;改善的区域面积明显大于变差的面积,改善的区域主要分布在北部山地、中部绿洲和南部天山西部北麓荒漠区域。生态环境恶化的区域主要集中在中部绿洲的耕地和城镇建设用地区域。[结论]荒漠生态建设和扩大绿洲面积对生态环境的改善有积极影响,同时也要合理配置资源和土地利用。     

基于RSEI模型的砒砂岩区生态环境质量演变研究

[目的]探究砒砂岩区生态环境质量状况,为当地生态环境治理工作提供科学依据。[方法]基于GIS和RS技术,利用遥感生态指数RSEI模型,分析砒砂岩区2001—2020年生态环境质量时空演变。[结果](1)基于砒砂岩区4期影像数据提取的遥感生态指数RSEI呈现先下降后上升的趋势,表明生态环境质量在缓慢改善;(2)绿度生态指标与湿度生态指标对砒砂岩区生态环境质量起正向作用,干度生态指标与热度生态指标会起到负面作用,并且绿度生态指标对生态环境质量改善的贡献率更高;(3)在2001—2020年间,生态环境质量改善区域占到研究区总面积的36.79%;生态环境质量恶化区域占15.68%,多为轻度退化。[结论]砒砂岩区2001—2020年间生态环境质量总体呈现出上升趋势,且生态环境质量对人为活动高度敏感,因此在改善生态环境的同时还需融入生态保护理念,做到人与自然和谐共生。     

神府—东胜矿区未来降水变化及其对侵蚀产沙的影响预测

神府－东胜矿区开发对人黄泥沙的影响是普遍关心的问题之一,该文利用矿区６０年代以来的降水资料进行谐波分析,预测未来１５ａ降水量的变化和年内变化。结果表明,未来降水量比多年平均值增加６％左右,且年际波支性增大,年内分布更加集中,洪水量和输沙量有增大的趋势。     

神府东胜矿区不同下垫面产流产沙试验研究

针对神府东胜矿区煤田开采过程中所引发的严重新增水土流失问题,采用野外模拟降雨实验的研究方法,对神府东胜矿区不同下垫面降雨入渗、侵蚀产沙规律进行了初步研究。结果表明:在相同雨强条件下,不同类型下垫面对入渗速率的影响差异性较大,稳渗率大小顺序为扰动地面>原状地面>非硬化路面;在降雨过程中不同类型下垫面的径流量随时间增加而增大,其大小顺序为非硬化路面>扰动地面>原状地面;不同类型下垫面的侵蚀产沙高峰期均出现在降雨初期的0~20 min内,此后侵蚀产沙均下降并趋于稳定,并且不同类型下垫面间的侵蚀产沙量差别不大;非硬化路面的径流含沙量一直稳定在较低水平,而其它类型下垫面的径流含沙量降雨初期很大而后急剧下降,并逐渐接近于非硬化路面的径流含沙量。     

长山沟露天矿集中区土地利用时空变化的遥感监测与分析

[目的] 分析露天矿集中区土地利用时空变化特征,为开展露天矿区生态环境监测提供科学参考。[方法] 以河北省唐山市长山沟露天矿集中区为研究对象,基于2003,2010,2015和2019年4期Google Earth影像,进行土地利用遥感分类,使用ArcGIS软件计算土地利用转移矩阵,分析露天矿集中区土地利用时空变化特征及原因。[结果] ①2003—2015年,研究区内绿地面积减少了169.61 hm²,占总面积的6.30%,裸地和工业场地面积分别增加了184.73和60.46 hm²,占总面积的6.86%和2.25%;部分耕地被占用;在空间上以绿地转为裸地和工业场地为主。②2015—2019年,研究区内绿地面积减少了61.05 hm²,占总面积的2.27%,工业场地面积增加了43.90 hm²,占总面积的1.63%,其他地类面积变化不大;空间上绿地与裸地和工业场地相互转化,总面积变化不大。[结论] 露天矿集中区开采前期大量绿地被占用,植被破坏与土地资源占用现象较为严重,生态环境受到了严重的影响。开采后期由于加强了矿山生态修复治理,“边开采,边治理”模式的治理效果已初步体现。     

神府─东胜矿区一、二期工程与人为泥石流

在野外调查神府矿区一、二期工程中所出现人为泥石流情况的基础上,分析研究了泥石流的分布、类型、形成条件及发展趋势,并提出了今后该地区泥石流的防治对策.     

基于RSEI指数的长江上游流域生态环境质量时空演变及影响因子研究

为准确、及时地获取长江上游生态环境质量的变化趋势以及演变格局,基于Google Earth Engine(GEE)平台的MODIS系列遥感数据,通过计算长江上游流域生长季5—10月的绿度(NDVI)、湿度(WET)、热度(LST)及干度(NDSI)4个指标,采用主成分分析法(PCA)构建出遥感生态环境指数RSEI,并对长江上游流域生态环境进行评价。结果表明：(1) 4个指标在第1主成分(PC₁)上的平均贡献率为71%,表明依据这4个指标在长江上游流域构建RSEI是可行的;(2)长江上游流域RSEI整体呈现显著增加趋势(p<0.05),增加速率为1.1×10^-3/a,具体可细分为两个阶段,分别是快速增长期(2000—2010年),其速率为5.9×10^-3/a,以及增速放缓期(2010—2020年),其速率为3.9×10^-3/a;(3)长江上游流域生态环境质量以优和良为主,且表现为南部比北部好及东部比西部好的空间分布格局;(4) 2000—2010年流域生态环境质量改善明显,改善面积占34.7%,...     

兖济滕矿区地表塌陷遥感信息解译研究

采矿塌陷地的动态监测是矿区资源管理的重要方面,从遥感图像中提取采矿塌陷地是遥感应用于矿山资源环境监测的重要研究课题。根据兖济滕地区的各种塌陷地的特点,充分利用光谱特征、地学特征等信息,采用了波段阈值法、地理信息系统、模型法以及监督分类法等技术方法,建立了研究区塌陷动提取的技术体系。并对研究区进行遥感图像处理与专题信息提取,有效完成对兖济滕矿区塌陷地信息的提取和评价。