CBERS-02图像在土地利用/覆盖动态监测中的应用

以四川省2000-2004年生态环境动态监测项目为基础，对中巴资源二号卫星（CBERS-02）遥感数据的处理方法和技术流程进行了分析和讨论，并探讨利用CBERS-02卫星遥感图像，结合GIS技术实施快速、准确、经济的大范围土地利用／覆盖状况调查．通过对遥感图像处理和信息提取，查明了研究区2000-2004年期间土地利用／覆盖状况及其动态变化．结果表明，CBERS-02卫星数据可以在土地利用／覆盖动态监测中发挥重要作用，通过与其它遥感资料和实测数据相结合，可以缩短监测周期，降低应用成本．     

敦煌绿洲地下水时空变异特征及其对土地利用/覆被变化的响应分析

应用遥感和地统计学方法,分析敦煌绿洲土地利用/土地覆被变化对地下水位时空变异的影响,通过半变异函数模型、克里格插值拟合敦煌绿洲1987年和2008年地下水位时空变异性特征,结合遥感解译生成的1987年和2007年二期土地利用/土地覆被类型分类图,叠加分析不同地下水埋深变化与土地利用类型转移之间的关系.结果表明:人为因素对地下水位空间异质性变化有较大影响,1987-2007年间地下水位的最大自相关距离显著增大,地下水资源的连通性和脆弱性也在增加.耕作区、城建用地和无植被区面积增加,各类草地和灌木林地面积减少,生态环境有退化趋势.地下水时空变化与土地利用与覆被变化具有一定的响应关系.干旱区温度的升高对绿洲地下水位变化具有一定的影响,而耕地的增加、抽水灌溉、渠系衬砌、旅游业蓬勃发展等人类活动加大了耗水量,减少了地下水补给,占用了生态用水,是导致绿洲地下水位持续下降的主要原因.     

锡林河流域近15年植被空间结构变化遥感分析

利用1985年与1999年TM遥感影像,通过地面详查,对锡林河流域植被类型及空间结构在近15年的变化进行了对比监测与分析。结果表明：由于过度放牧与草原垦殖,锡林河流域各植物群落类型面积在近15年发生了变化。1999年与1985年相比,羊草、大针茅、旱中生杂类草草原与大针茅、羊草、中旱生杂类草草原,分别减少了20．17％与28．4％,冷蒿草原面积增加了46．6％,草原植被开垦的面积增加了34．8％,总体上,锡林河流域草原植被呈明显退化受损态势。     

利用MODIS探测华北平原浅层地下水水位变化的初步研究

地下水是陆地最重要的水资源之一,监测地下水水位的动态变化,无论是对于地下水资源评价还是对陆地生态环境变化的研究,都是必需的.传统的水文地质钻孔监测成本高昂且所得数据仅能代表观测孔附近地下水水位.浅层地下水水位影响着浅层岩土含水量,从而影响着地表热惯量,而热惯量可以通过卫星热红外遥感手段获取.因此,通过热惯量的研究,就可以反演浅层地下水的动态变化.利用MODIS地表温度产品以及地表反照率产品计算得到石家庄-保定地区的表观热惯量,并与典型钻孔地下水水位年际变化进行比较分析,建立相关关系,进而推算整个地区的浅层地下水水位的年际变化.初步研究表明,利用热红外遥感是可以估计区域性浅层地下水水位的年际变化的.     

综合RS与GIS方法的海南生态环境研究

以1987年海南植被类型图,1988年海南省土壤侵蚀图和1987年与1998年的TM遥感资料为信息源,综合应用ERDAS和ARC／INFO软件分析了海南建省前后生态环境的变化情况,并对生态环境现状进行了评价．结果表明,作为本区自然生态环境质量标志的季雨林、雨林面积变化不大,自然生态环境质量由中部山区向外依次降低．人类活动对自然生态环境的影响明显,人工植被大幅度增加,但天然植被面积呈现减少趋势．     

探讨利用3S技术对小区域生态环境变化的分析方法——以福州大学城周围环境为例

以福州大学城周边地区为例，探讨了利用“3S”技术对小区域生态环境变化进行综合分析的实用方法．利用从20世纪80年代至今的航空遥感（RS）数据，闽侯大学城周边区域乡界地图，植被覆盖的相关生态环境监测数据，基于全数字作业的遥感与地理信息系统（GIS）一体化技术提取研究区生态环境状况及其变化信息，综合运用“3S”技术，通过对遥感影像的分析，运用环境监测技术，进行大学城周边地区多年生态环境变化规律的研究．     

凹陷式开采石灰岩矿区地下水渗流数值模拟

露天凹陷式开采石灰岩矿区的疏干降水过程将形成降水漏斗,并改变区域地下水流场;定量刻画开采条件下的地下水渗流对矿区涌水量预测及相关环境地质问题防治有重要的实际意义。以广东某石灰岩矿区为例,采用地下水渗流数值模型模拟了矿坑开采速度分别为4、5、8 m/a条件下的地下水流场变化过程。模拟结果表明：在开采条件下,研究区地下水位不断降低,水位下降速率与开采速度之间呈正相关关系;开采形成的降落漏斗将延伸至矿区所在水文地质单元边缘,形成时间与速度成反比;区域范围内的地下水位年内动态与降雨季节变化一致,波动幅度随与矿坑距离增加而减小、随渗透系数降低而增加,但受开采速度影响不明显。开采初期,矿坑涌水量随开采深度和开采速度增加而增大;但当矿坑开采深度达40 m时,研究区浅层第四系孔隙水和溶洞裂隙水基本疏干,涌水量基本不再随开采深度增加,以4、5、8 m/a速度开采的矿区稳定涌水量分别为7 970、8 240、9 030 m³/d。该研究结果可为类似石灰岩矿区开采方案设计及周边地下水位动态监测提供参考。     

矿区遥感监测及土壤侵蚀研究进展

水土流失已成为全球面临的生态环境问题，而持续剧烈的矿产资源开采使得矿区的土壤侵蚀加剧，原有生态遭到严重破坏。矿区的生态环境监测越来越得到政府和学者的重视，土壤流失是矿区开采导致最为直观和严重的生态环境问题。RS和GIS技术的发展给矿区生态环境遥感监测带来了新的机遇，快速、准确获取矿区占地和地物信息的同时，可以对矿区进行全天候、全天时和长时间序列的监测。同时，RUSLE等众多土壤流失计算模型的提出，能够高效、科学地计算和评价矿区土壤侵蚀强度，为开采过程中的问题解决和开采后的矿区生态恢复提供重要保障。     

帷幕注浆应用于煤炭坝矿区防治水工作的可行性研究

长沙矿业集团煤炭坝矿区自建矿以来，一直采用地面渗漏点堵漏和井下强排疏干的综合防治方案对地下水进行治理。多年来的强排疏干使得区域地下水位不断下降，其疏降漏斗范围目前已经超过350km^2，     

MODFLOW在三门峡铝土矿疏干排水模拟中的应用

根据三门峡铝土矿区地层分布、地质构造及水文地质条件,对矿区赋水的寒武-奥陶系灰岩岩溶裂隙含水系统水文地质条件进行概化,建立了地下水流数学模型,采用Visual MODFLOW有限差分方法模拟地下水位变化和预测涌水量.结合矿区群井抽水试验地下水位观测资料对地下水流数学模型进行校正和参数反演,利用校正后的数学模型和参数预测井在不同采矿设计疏干水平下地下水的水位分布和矿区涌水量的变化,为有效防治地下水和安全合理开采铝土矿提供可靠的依据.     

廊坊城区地面沉降与地下水漏斗响应关系

通过收集廊坊城区水文地质条件、地面沉降监测等资料,分析地下水漏斗变化和地面沉降发展情况,研究廊坊城区地面沉降与地下水漏斗响应关系。首先,深层地下水是廊坊城区的主要水源,2001—2015年供水量呈整体上升趋势,其中生产用水和家庭用水占主要部分,长期开采深层地下水形成地下水漏斗,漏斗断面呈"V"字形。其次,基于合成孔径雷达干涉(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技术,廊坊市城区大部沉降速率60 mm/a,局部达80 mm/a。再者,地下水漏斗变化和地面沉降响应关系显示,地下水漏斗与地面沉降中心基本吻合,地下水位开采量增加,造成深层水位下降,导致地面沉降速率不断变大,影响范围亦增大,地下水位下降成为该区地面层沉降主要影响因素,同时建筑群荷载增加对地面沉降亦产生不利影响。因此,开展地面沉降与地下水漏斗响应关系研究可为地面沉降灾害防治提供理论依据。     

"构造控灾"理论与"绿色矿区"建设

构造介质、构造形态、构造界面、构造应力相互影响,相互制约,协同作用,为人类地下采矿活动营造了一个特殊的环境——构造环境。在不同的构造环境下,同样强度的地下采矿活动所引起的煤矿区地面沉陷、断陷、开裂的致灾程度有明显差异。与地下开采有关的煤矿区地表环境灾害,虽然源于采动,但其形成与发展,本质上受控于该区域构造环境的内在结构和动态因素。构造环境是决定煤矿区地质环境承载能力的重要因素之一。在开采之前,根据煤矿区构造环境,结合煤矿区土地利用类型对地表移动变形及地下水位变化的敏感度,科学评价煤矿区地质环境的承载能力,为合理规划开采区域或开采强度提供科学依据,是建设"绿色矿区"的基础性工作。     

兖州矿区土地利用变化对生态系统服务价值的影响

基于遥感和GIS技术反演并分析兖州矿区1994-2013年间的土地利用变化,运用生态系统服务价值（ESV）理论评估矿区生态服务价值变化,同时根据土地利用结构分析土地利用变化引起的生态服务系统价值变化及其驱动因素。结果显示：1994-2013年间研究区内水域面积年增长率最高,达10.31%;其次为建设用地和林地,分别为8.46%、3.06%;耕地以-1.85%的年变化率减少,主要转化为水域和建设用地。生态系统服务价值评估表明,研究区域总价值上升了2.03亿元,主要原因在于林地的转入和采煤塌陷造成的耕地向水域的转化。由于耕地的减少,食物生产功能价值下降,但与湿地相关的其他各项功能价值均上升。研究结果可为矿区采煤塌陷湿地治理提供参考依据。     

新疆西准噶尔沙吉海地区地表形变时空特征分析及其环境意义

煤矿地下开采形成的采空区对地表工程和周围环境造成严重的破坏,造成沙吉海矿区周围生态脆弱,草场面积缩减。长期废弃的矿井由于不清楚地下开采情况及范围,所以难以进行有效治理。通过长时间大范围的采空区形变特征监测,对于地质灾害预防和治理来说具有重要意义。基于2017年3月19日—2019年12月22日73幅覆盖沙吉海矿区的Sentinel-1A影像,采用差分干涉测量短基线集时序分析技术(small baseline subset interferometric synthetic aperture radar, SBAS-InSAR)获取时序地表残余变形,此外通过克里金插值法获取了整个研究区完整的形变信息,监测到研究区平均变形速率在-148.44～38.05 mm/a,最大累积形变量达-1 418.42 mm。分别得到废弃采空区和正在开采矿井工作面的形变特征,正在开采煤矿采空区呈漏斗形变形,废弃采空区沉降呈多点分散形,变化不均匀。经过对沙吉海矿区详细的野外调查,验证了SBAS-InSAR结果的可靠性。最后,结合野外验证结果分析了煤矿采空区围绕沉降中心呈漏斗形演化的过程。研究成果可为老旧采空区治...     

带压综采工作面矿井综合物探及安全性评价研究

采用瞬变电磁法和无线电波透视法对大饭铺矿61114工作面带压开采区域进行导水通道和富水性探测,综合分析瞬变电磁法和无线电波透视法圈出的异常重叠区域,据此对带压开采区域进行安全性评价分析,提出安全开采措施。结果表明:矿井瞬变电磁法主要探明含水层范围及富水性,无线电波透视法主要探明煤层及隔水层构造发育情况,而两种方法探测的异常体重叠区域则可能既有含水体,又有导水通道,为带压综采工作面防治水工作重点区域;对于井下综合物探圈定的重叠异常区需要进行提前打钻验证,当揭示存在富水构造异常区时,及时进行安全分析,必要时需实施注浆封堵导水构造或留设防水煤岩柱,保证工作面的安全采掘。     

地下水位循环变化中下卧粉砂层地下车库抗浮数值模拟

沿海多降雨地区,需要考虑地下水位线变化过程中对于地下车库的影响.当下卧砂质粉土层或砂层,地下水位线的变化对车库底板的影响更大.目前为止,在国内,对于考虑地下水位线循环变化过程中,下卧粉砂层地下车库抗浮数值模拟的研究非常少.利用有限元分析方法,以山东东营市某地下车库为例,建立了水位循环变化对车库影响的计算模型.通过计算分析得到地下水位线变化过程中,底板和承台的应力变化、沉降变化及两者接触处的受力情况.最后,提出了减少地下水位线循环变化对地下车库影响的建议.     

密怀顺水源保护区土地利用演化驱动因素分析

密怀顺水源保护区位于北京密云、怀柔、顺义的三区交界处,是北京市第八水厂、怀柔应急水源地所在地。2014年底南水北调进京后,部分盈余水量开始通过潮白河河道回补密怀顺地下水。为保护饮用水源,摸清历史面源污染的潜在风险。通过转移矩阵数学模型,利用ArcGIS方法研究了土地利用时空演化规律,结果表明：（1）土地利用变化强度2015年~2018年是2012年~2015年的5.24倍,耕地、未利用地面积呈现减少趋势,林地、水域和湿地、草地面积呈现增长趋势,建设用地先增后减;（2）2015~2018年林地、水域和湿地、耕地变化率最大,分别为92.15%、67.46%、46.6%;（3）2015年后林地、水域和湿地、草地、未利用地面积呈现净转入趋势,耕地、建设用地面积呈现净转出趋势;（4）最活跃的土地属性转变是耕地转入林地,面积为68.23km2,（5）土地利用变化特点与政策驱动力息息相关,土地利用的演化趋势向着利于饮用水源安全的方向发展。可见研究成果可为水源保护区面源污染防治提供科学依据,对未来进一步研究农业面源对保护区土壤和地下水的环境影响奠定基础。     

基于多源遥感的淮南矿区土地利用/覆盖变化分析

综合利用多源遥感数据,采用面向对象影像分析和目视解译相结合的方法进行淮南矿区2007、2010、2013、2016、2019五个年份的土地利用/覆盖解译,通过对各土地利用/覆盖类型面积及其占比的统计、动态度、多样性指数、利用程度指数及转移矩阵的计算,对2007~2019年间淮南矿区的土地利用/覆盖时空变化特征进行分析,结果表明：（1）淮南矿区耕地面积及其占比不断下降,大量耕地被破坏,形成积水沉陷,其次为城镇及工矿用地,并被固体废弃物所侵占;（2）各种土地利用/覆盖类型动态度大小排序依次为积水沉陷区>湖泊水库>固体废弃物>工矿用地>林地>裸地>城镇用地>道路>耕地>农村居民地,说明煤矿开采活动对矿区土地利用影响较大;（3）各矿井土地利用/覆盖类型受到人类活动的干扰,土地利用多样性指数和土地利用程度指数均有所增加。     

基于GIS的矿区开采沉陷影响土地利用变化研究

运用地理信息系统（GIS）技术手段对矿区开采沉陷所引起的土地利用变化特征进行了分析。以某一矿区的开采沉陷数据和土地利用现状图为基础数据，在GIS平台下，开发了土地利用变化特征的空间分析原型系统，实现了各种土地利用类型的范围和准确影响面积等土地利用变化信息和特征的自动获取和分析。