尾矿库安全稳定空间动态监测方法研究及应用

以尾矿库的科学化风险管控为目标,基于高分遥感、无人机低空航测和三维激光扫描多源空间数据,对尾矿库自身及其周边环境进行了系统化全方位的动态监测分析,为安全生产和监督管理人员提供数据支撑和决策支持。一方面利用多源数据进行周期性监测数据分析,提取尾矿库安全生产运行关键性指标,建立关键性指标长时间序列数据库,实现对尾矿库安全运行态势和风险的把控;另一方面划定尾矿库安全生产红线,利用遥感影像变化检测技术对尾矿库周边环境进行大面积智能化的动态监测,获取红线范围内的变化信息,进一步分析周边环境变化对于尾矿库安全稳定性的影响。以攀枝花市万年沟尾矿库为示范区域,综合利用多源数据开展尾矿库安全动态监测应用研究,结果表明,万年沟尾矿库在监测期间自身运行态势平稳,周边环境变化较小,整体相对比较稳定。这验证了基于多源数据的尾矿库安全动态监测的有效性和可行性,也表明了利用该技术可以有效掌握尾矿库的安全态势,提高尾矿库安全监测效率,进一步完善尾矿库安全监测技术体系。     

空间分布频率分析法在太湖水华遥感监测中的应用

以2009—2012年MODIS遥感影像为主要数据源,提出了基于中长时间尺度多时相数据的空间分布频率指数(SDFI)与计算方法,通过分析比较4年太湖水华SDFI计算结果,并结合同期湖体浮标自动监测数据,发现太湖西部沿岸水华暴发频率和营养盐浓度最高,梅梁湖和竺山湖次之,应当作为下一阶段太湖水环境监控治理的重点区域。     

太湖缓冲带土地利用现状及变化

在太湖缓冲带范围确定的基础上,为从宏观尺度上了解近些年来太湖缓冲带内的土地利用与生态变化情况,购置了20世纪80年代、1995年、2000年和2007年4个时期的遥感影像,并进行了解译分析。通过对4个时期的遥感解译分析,将缓冲带内的土地利用类型主要分为农田、林地、草地等9种类型,最终解译结果得出太湖缓冲带内农田是最主要的土地利用方式,现面积占32.01%;其次为林地、城镇农村及工交建设用地、水库坑塘等,面积分别占27.56%、18.7%和14.28%;此外还有小部分的滩地、草地、湖泊、河渠及其他用地等。这说明农田面源污染是缓冲带内主要污染源之一。     

面向GOCI数据的太湖总磷浓度反演及其日内变化研究

总磷浓度是水质评价的一个重要指标,是水体富营养化、蓝藻水华暴发的重要影响因素,遥感技术具有范围广、时效高的优势,利用卫星遥感监测总磷浓度,对于水质和富营养化的研究有着重要意义.利用2013~2014年3次地面实验数据,构建了基于GOCI影像的总磷反演模型,为了检验模型的适用性,选取2014年春、夏、秋、冬各1日GOCI影像,对太湖总磷浓度的日内变化进行分析.结果表明,利用GOCI数据8个波段的波段组合作为变量,进行逐步回归分析所建立的模型具有较高的反演精度,模型的决定系数为0.898,平均绝对误差百分比为14.296%,均方根误差为0.026 mg·L~(-1).同时,利用地面实测样点与同步卫星影像对模型进行了精度分析,2014年8月5日和2014年10月24日同步影像的验证精度分别为:平均绝对误差百分比为33.642%和22.551%,均方根误差为0.076 mg·L~(-1)和0.028 mg·L~(-1).对4个季节中4 d的30幅影像对比分析表明,不同季节总磷浓度的绝对含量存在差异,但是,总磷浓度的时空分布及从早晨到下午的差异性存在相似性.从空间分布上看,梅梁湾、竺山湾、贡湖湾及西南部沿岸小梅港、长兜港总磷浓度长期偏高,各个区域的总磷浓度变化受到风向、风速等因素的影响;从时间变化上看,早上总磷浓度最高,随后逐渐降低,反映了总磷浓度受到温度和光照影响的效果.     

西南深切河谷区滑坡早期识别及斜坡微地貌动态演化特征研究——以北川县白什乡老街后山滑坡为例

我国西南深切河谷区,新构造运动活跃,地质环境条件复杂,滑坡灾害易发、频发,并具有较强的隐蔽性与突发性,该文以白什乡老街后山滑坡为例,利用七期遥感卫星数据对滑坡的早期变形特征、成因机制、运动模式以及后期演化特征进行分析研究。分析认为该地区斜坡早期变形特征表现为:①斜坡表部早期发育多条有序分布的形变裂缝;②斜坡相似部位发育并行排列且运动方向一致的早期小规模崩塌、滑坡等异常变形;③斜坡局部变形范围与斜坡早期裂缝,共同呈现出"近似圈闭"的边界形态特征;④构造方面,滑坡周边出露的较大规模断层,是该滑坡边界范围的控制条件之一,滑坡后缘与断层位置具有一定的吻合度;⑤微地貌特征方面,滑坡多发育于斜坡坡度突变的转折部位,临空条件好。上述特征可以作为该区域滑坡早期识别解译标志,其中①、②、③可以作为早期识别的直接解译标志,④和⑤作为间接解译标志或综合解译标志。在斜坡微地貌演化方面,该区域斜坡呈现出"斜坡后部早期裂缝形变"-"斜坡中部中期失稳,形成滑坡"-"坡脚堆积体,后期表部流水侵蚀形成冲沟"-"冲沟下切拉槽-泥石流二次堆积形成扇状堆积"的微地貌演化过程。     

基于遥感有序加权平均干旱指数的山东省干旱动态分析

为实现对山东省全区域干旱的动态监测,建立了基于多源遥感数据与有序加权平均(OWA)相结合的一种新的干旱监测模型。在该模型中,首先选取植被条件指数(VCI)、土壤水分状况指数(SMCI)和降水条件指数(PCI)三种单指标干旱指数;然后结合基于遗传算法的改进层次分析法(AGA-AHP)与移动窗口法,得到山东省区域的这三种指标权重值,进而用OWA方法计算综合遥感干旱评价指数OWA-IDI(Integrated Drought Index)。采用综合干旱指数对山东省1982-2014年的干旱过程进行分析,结果表明:OWA-IDI与SPI的相关系数大于0.7,达到显著相关的程度;在33年长时间段中,发现了历史上的严重干旱年;在短时间段的时间序列上,2006-2014年的月序列干旱发生过程与《中国水旱灾害公报》记录的干旱事件进行对比,获得了满意的一致性;在空间上,2004年每个月的干旱区域分布与《山东统计年鉴》的降水数据进行分析、对比,验证了干旱区域分布的合理性;通过5 d合成序列的模型与月序列模型在时间上对应比较,显示了更精确的干旱监测,表明OWA-IDI在干旱评价与监测方面具有重要的应用价值。     

基于遥感信息的吕梁山贫困区生态安全评价

本文基于四个时段的遥感影像光谱信息计算了吕梁山连片贫困区的遥感生态指数（RSEI）及植被覆盖度（FVC）,分析了其生态环境时空变化规律.结果表明：（1）1993~2018年间研究区FVC整体呈下降趋势,FVC由1993年0.65下降到2018年0.55;而RSEI整体上亦呈下降趋势,由1993年的0.47下降到2018年的0.40.（2）研究区整体生态环境呈退化趋势,其中北部、南部退化最为严重,除黄河沿岸外,其他河道沿线区域的FVC及生态环境退化明显.（3）研究区RSEI值整体偏低且区域差异性显著,其中部地区是生态环境最为脆弱,北部忻州及南部临汾地区近年来生态环境退化尤为显著.（4）FVC变化趋势与RSEI变化趋势基本一致,FVC的增加对生态环境产生积极影响,而经济快速发展带来的道路、建筑用地、农田的增加对生态环境产生消极影响.区域扶贫发展的过程中应注意平衡经济发展与生态环境保护间的关系,避免进一步损害该区脆弱的生态环境.     

京津冀及周边地区PM2.5时空变化特征遥感监测分析

为分析京津冀及周边地区的PM_(2.5)时空变化特征,先利用MODIS数据反演1 km分辨率的AOT产品,采用地理加权回归模型实现京津冀及周边地区2016~2017年逐日PM_(2.5)浓度的遥感反演,并在此基础上对多种时间尺度PM_(2.5)浓度合成结果进行验证分析,最后从不同时间尺度对2016年和2017年PM_(2.5)时空变化特征进行了对比分析.结果表明本研究反演的日均、月均和年均这3种时间尺度的PM_(2.5)浓度结果总体上效果较为理想,时间尺度越大,遥感估算的PM_(2.5)效果越好,年均PM_(2.5)结果相对精度达80%以上,并且2016年和2017年同一时间尺度的PM_(2.5)遥感结果精度较为接近.京津冀及周边地区PM_(2.5)分布总体均呈现\"冬季秋季≈春季夏季\"和\"南高北低\"的季节变化和空间分布趋势.与2016年相比,2017年京津冀及周边地区PM_(2.5)浓度平均下降约9.2%,且高值区范围明显减小,PM_(2.5)浓度高值一般发生在11月和12月,而低值则一般发生在8月.2017年与2016年PM_(2.5)浓度时空变化与2017年的大气污染综合治理攻坚行动巡查和空气质量专项督查活动密切相关,这也能间接说明大气污染减排的成效.     

基于DEM的山区冬季燃煤污染物排放遥感测算——以北京市门头沟区为例

选择山地面积占98.5%的北京市门头沟区作为研究区,利用资源三号（ZY-3）三线阵前、后视影像构建立体模型,提取数字高程模型（Digital Elevation Model,DEM）.由高分二号影像,基于CART（Classification and Regression Tree）决策树的面向对象方法对居住房屋进行提取,获取空间分布与面积,并结合采暖面积、采暖季燃煤量等抽样调研数据确定的深、浅山区（海拔>300m为深山区,海拔<300m为浅山区）燃煤系数,建立燃煤量估算模型.进一步,基于文献调研法获取型煤排放因子,测算燃煤产生的PM₁₀、PM_2.5、NO_x、SO₂、CO的排放量.结果表明：借助遥感技术,基于DEM可对山区燃煤污染物排放量进行快速有效测算.地形对冬季燃煤量有显著影响,深山区燃煤系数分别为12.5kg/m²,浅山区为9.375kg/m².2017年门头沟使用型煤取暖的房屋面积为5.68km²,冬季燃煤总量为6.52万t,山区各镇大气污染物排放量差别较大.     

基于MAWEI指数的水体信息提取方法

遥感技术是快速而又准确获取水体信息的有效途径,对水资源管理与评估有着重要意义。以福州市闽江、贵阳市百花水库、曲靖市南盘江和泰安市东平湖区域Landsat 8影像为基础,构建改进的自动水体提取指数（MAWEI）对水体信息进行提取,利用目视解译结果作为精度验证数据,量化不同水体指数在多种环境条件下的水体提取精度。研究结果表明：（1）面向对象的分类方法改善了面向像素方法存在“椒盐现象”的缺点;（2）MAWEI、AWEInsh、AWEIsh和MNDWI四种水体指数在最优提取阈值的情况下,MAWEI指数提取水体的精度最高,效果最佳。且通过实验发现不同环境条件下MAWEI水体指数的稳定性较好。MAWEI指数可用于快速有效地提取大面积水体信息,能满足大面积的水体快速制图和土地利用的分类,对水体信息快速提取具有较强的应用价值,值得推广。