基于光谱特征的煤矿覆煤区遥感识别与监测方法研究:以云南小龙潭矿区为例

面对煤矿区土地退化日益加重带来的严峻生态环境问题,以及露天矿区覆煤地表范围难以准确界定的现实难题,基于煤矿区典型地物水体、植被、裸地和煤堆的光谱特征以及Landsat 8遥感数据的波段特性,提出了归一化差异煤矿指数(normalized difference coal mine index,NDCMI),并结合地物样本的NDCMI值设定阈值,对煤堆与矿区背景地物信息加以区分识别。结果表明:(1)利用Landsat 8的蓝光、红光、近红外和中红外波段组成的NDCMI方法对小龙潭矿区(下辖小龙潭露天矿和布沼坝露天矿)具有较强的适用性;(2) 2013—2018年,布沼坝露天矿开采面积增加1. 03倍,而小龙潭露天矿开采面积减少42%;(3)在空间上小龙潭矿区的煤炭开采活动重心呈现自东北向西南、从小龙潭露天矿向布沼坝露天矿转移的趋势,大大增加了布沼坝露天矿的生态环境压力。     

我国干旱半干旱煤矿区环境问题及对策

近年来,伴随着东部地区煤炭资源的枯竭,我国煤炭开采的重心逐步由东部湿润地区转移到西部干旱半干旱地区。生态环境脆弱是干旱半干旱区自然本底特征,大规模的煤炭开采一定程度上改变了当地的环境现状,带来了诸多环境问题。基于"井工"和"露天"两种不同煤炭开采方式,文章分析了干旱半干旱区煤炭开采造成的主要环境问题,并基于生态累积效应理论,分析了采煤活动的生态累积评估方法。最后,针对存在的主要环境问题提出了相应的对策与策略。     

基于城市流和引力模型的我国西部地区能源输送格局研究

西部地区是我国矿产资源分布的主要集聚区,定量测度我国西部地区的能源外向服务功能并分析能源城市与我国主要消费城市的引力格局可以综合探究促进西部地区协调、可持续发展的能源输送格局。通过构建城市流模型和引力模型分别对陕西、甘肃、四川、云南、贵州、新疆和内蒙古7个西部省区采矿业外向功能量、城市流强度和能源城市对消费城市的能源输送引力大小进行测度。结果表明:(1)陕西城市流强度和外向服务功能量最高,能源综合竞争力居于第2位,是西部各省区的核心区域;(2)内蒙古和新疆为西部各省区能源综合竞争力较强地区;(3)榆林、鄂尔多斯和咸阳能源供给潜力较高,可作为我国主要的能源供给城市;(4)能源需求较大的重工业城市应当成为能源城市优先供给区域,其次是直辖市地区和我国城市群中心城市;(5)东北三省、广州、海口等距离中心能源区较远的地区与能源城市之间的引力弱,应注重新能源的开发和利用以满足自身发展需要。     

基于DMSP/OLS与土地利用的江苏省人口数据空间化研究

准确、高分辨率的人口分布信息是人地关系研究的重要前提。人口数据空间化可实现人口统计数据与空间信息集成,重构人口空间分布特征,为区域可持续发展研究提供数据支持。基于DMSP/OLS夜间灯光数据与土地利用数据,以遥感与地理信息系统理论与方法为基础,采用空间滞后回归模型模拟了江苏省2010年人口空间分布状况,并得到1km×1km的人口密度网格图。通过从县级、乡镇级两种空间尺度对人口数据空间化结果进行检验,结果表明基于DMSP/OLS与土地利用的人口数据空间化能够正确地表达人口空间分布规律,尤其对于人口较为密集地区,具有很高的数据重现精度;但是对于人口密度畸高或畸低的地区,由于人口空间分布异质性较大,数据重现的准确性下降。     

基于GIS的中国碳排放时空分布规律研究

利用美国橡树岭国家实验室二氧化碳信息分析中心公布的我国碳排放数据和各省的化石能源消费及水泥产量数据,对1980-2011年我国碳排放时空分布规律进行了研究.结果表明:全国及各省碳排放量呈现明显的阶段分布特征;各省碳排放量的区域差异呈现“高—低—高—低”的变化趋势;地均碳排放强度存在以低值集聚为主的正的空间自相关性,集聚趋势不断变化且在2006年后逐渐稳定;在0.05的显著性水平下,地均碳排放强度最终呈现北京、江苏和浙江的显著性“高—高”区,甘肃、青海、四川、新疆、宁夏和云南的显著性“低—低”区及大量不显著区稳定分布的特点.     

基于LJ1-01夜间灯光影像的苏锡常地区人口空间化研究

基于NPP/VIIRS DNB和"珞珈一号"01星(LJ1-01)两种夜间灯光数据原始影像与苏锡常地区县级人口统计数据进行空间滞后回归建模,得到500 m×500 m和200 m×200 m两种空间尺度的人口密度格网图,并利用乡镇人口数据进行检验证明LJ1-01数据在人口空间化研究中具有更高的精度;在此基础上,基于电子地图兴趣点(POI)数据与人口分布之间的相关性,通过融合POI数据对LJ1-01原始影像的模拟结果进行优化,并在乡镇尺度上对人口空间化结果进行了精度评价。结果表明:(1)LJ1-01夜间灯光影像亮度值与人口数呈显著正相关,相关系数高于NPP/VIIRS夜间灯光数据;(2)LJ1-01新型夜间灯光数据适用于人口空间化研究,且其模型拟合效果整体优于NPP/VIIRS传统夜间灯光数据;(3)将LJ1-01夜间灯光数据与POI数据进行融合可有效改善其人口空间化模拟结果,空间滞后回归模型的复相关系数R~2提高至0.946 3。通过实践,可以发现LJ1-01夜间灯光数据具有实现精细尺度人口数据空间化的巨大潜力。     

中国矿区土地退化因素调查:概念、类型与方法

矿区是受人类活动高强度干扰和加速侵蚀的区域,其生态破坏与环境污染导致严重的土地退化,造成土壤质量下降、生物多样性丧失,给我国矿山环境管理与恢复治理带来新的问题与挑战,亟待辨识与查明导致矿区土地退化的主要驱动因素.笔者通过综合分析土地退化概念、类型和成因,进一步界定了矿区范围,阐明了矿区土地退化的内涵,分析了导致矿区土地退化的生态破坏、环境污染与自然侵蚀等驱动因素的研究进展.基于此,将矿区土地退化划分为生态破坏导致的土地退化、环境污染导致的土地退化和自然侵蚀导致的土地退化3大类型,提出了一套矿区土地退化因素调查的指标体系与方法建议.     

生态系统服务时空演化的非线性影响因子——以钱塘江流域为例

为深入探究不同尺度、不同类别影响因素对不同类型生态系统服务的影响程度和复杂关系,本文测定了钱塘江流域7项生态系统服务的时空变化,并通过随机森林模型识别了各单项生态系统服务不同尺度自然环境因素和社会经济因素的影响程度和相对重要性,并评估了主导影响因素的边际效应.结果表明：2010~2017年,各单项生态系统服务在时空变化上具有明显的空间分异特征;不同类型生态系统服务受不同尺度自然环境因素和社会经济因素的共同影响,但其影响程度存在明显差异,格网尺度、自然环境因素的影响相对较大,建设用地、耕地及与其直接相关的社会经济因素的变化改变和塑造着生态系统服务的演化过程;主导影响因素与各单项生态系统服务之间存在复杂的非线性关系,各影响因素指标的变化对各年份生态系统服务具有非平稳的影响,如建设用地增加初期对多项生态系统服务的影响更为复杂和剧烈.     

西部典型矿业城市土地利用效益耦合协调度研究

基于社会、经济及生态层面实现城市土地利用效益的高度耦合协调,对于促进区域经济的可持续发展意义重大。以西部典型矿业地区36个地级市为例,从土地利用经济效益、社会效益、生态效益3个方面对中国西部典型矿业城市土地利用效益的耦合协调度进行分析。在前人研究的基础上,选取2000、2005、2010和2015年作为研究时点,通过构建土地利用效益指标体系,运用改进熵值法对中国西部典型矿业城市土地利用综合效益水平进行测度,弥补传统熵值法易出现极端值和负值的不足,借助耦合协调模型对其耦合协调度进行测算。结果表明,通过对西部典型矿业城市土地利用效益综合指数的测算得知,城市土地利用效益呈阶梯状分布特征且其土地利用效益综合水平呈逐渐上升趋势;耦合度分析可知,2000—2015年处于低水平耦合阶段的城市数是处于拮抗阶段城市数的3倍,西部典型矿业城市土地利用效益耦合程度总体不高,且以低水平耦合为主;协调度分析得知,2000—2015年协调度处于0～0.69之间,以濒临失调、轻度失调、中度失调和严重失调为主;土地利用效益的耦合协调均呈现出明显的由中心至外围空间递减的分布趋势。     

盘县农村居民点空间分布特征及其地形地貌影响因素分析

农村居民点空间分布及其影响因素的研究是乡村聚落地理的主要研究内容之一,也是GIS-RS应用的重要领域。运用核密度估计、变异系数(Cv)和景观格局指数,以盘县农村居民点为研究对象,研究其空间分布与景观格局特征,并侧重分析了地形地貌因素的影响。结果表明:(1)总体看,盘县农村居民点呈现出"中部、西北部密,南部、东北部疏"的分布格局,与研究区的平原、河谷和低-中海拔地区的分布相一致。(2)通过点模式分析(Point Pattern Analysis,PPA)发现,村级、乡镇级以及不同地形地貌分级3个尺度的农村居民点空间分布的Cv值都大于64%,均属于集聚型分布。(3)在各种地形地貌因素中,海拔、坡度和地形起伏度等是影响盘县农村居民点分布的关键因子;随着海拔的升高、坡度和地形起伏度的增加以及地貌的变化,农村居民点的集聚程度、用地面积、比重和不规则程度呈先增加后减少的趋势;75%以上的农村居民点分布在平均海拔、较小地形起伏度(50~100 m)、较低坡度(5°~15°)、南向坡向和小起伏山地区域。