兖州矿区地表水体和煤堆固废占地变化的遥感检测

论文摘要

遥感在矿区环境监测中发挥了重要作用。兖州矿区地处鲁西南平原,年产原煤超过3000万t。多年高强度的地下采矿活动对矿区地表环境产生了很大影响,主要表现为塌陷区大面积积水和煤堆及固体废弃物占地。本文以美国陆地卫星（LandSat） TM/ETM+图像为信息源,选用1987年9月的TM图像和2002年5月的ETM+图像,对兖州矿区15年间地表水域（主要为塌陷区积水）和煤堆及固废占地的变化信息进行研究。先对两类地物的光谱曲线进行分析,进而找出区分两类地物的特征波段,分别对其进行提取。具体方法是先利用NDWI提取出两类地物信息,再利用5波段取适当阈值将两类信息区分开。根据温度变化特征及热辐射特性均不同,反演了矿区的温度图像对提取信息进行验证。显然,由于存在较大的温度差异（至少10K以上）,使本来混在一起的水体和煤堆及固废很容易区分开。对1987年兖州矿区的TM数据采用同样方法进行处理,将两个时相的结果进行对比,2002年兖州矿区的固废堆场占地和地表塌陷区积水面积分别是1987年的1.90倍和3.87倍。塌陷区积水面积变化主要集中在矿区的南屯、兴隆庄、东滩三个煤矿,煤堆及固废堆场变化主要集中在东滩、鲍店和济二矿等地。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 矿区环境遥感监测的意义
• 1.1.1 矿区环境问题
• 1.1.2 矿区环境遥感监测的意义
• 1.2 矿区环境遥感监测的国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 研究内容与技术路线
• 1.3.1 煤矿区的典型环境问题
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 技术路线
• 第2章 理论与技术基础
• 2.1 水体光谱特征及其变化规律
• 2.2 岩矿光谱特征及其变化规律
• 2.2.1 矿物光谱特征
• 2.2.2 岩石光谱特征形成机理
• 2.2.3 影响岩石光谱特征的主要因素
• 2.2.4 岩石遥感影像的基本特征
• 2.3 水和岩石的热辐射特性
• 2.3.1 水的热辐射特性
• 2.3.2 岩石的热辐射特性
• 2.3.3 热红外遥感原理及地表温度反演
• 2.4 遥感数据源
• 2.4.1 选择的原因
• 2.4.2 遥感数据参数
• 第3章 提取的方法与实现
• 3.1 研究区概况
• 3.2 数据选择与预处理
• 3.3 煤堆固废与塌陷积水的光谱特征曲线
• 3.3.1 煤堆固废的光谱特征曲线
• 3.3.2 塌陷积水的光谱特征曲线
• 3.4 煤堆固废与塌陷积水的伪彩色特征
• 3.5 煤堆固废与塌陷积水的提取方法
• 3.5.1 归一化水体指数NDWI
• 3.5.2 混分的原因
• 3.5.3 解决办法
• 3.6 利用热红外波段对试验结果进行验证
• 第4章 实地验证与结果分析
• 4.1 实地调查
• 4.1.1 调查的准备工作
• 4.1.2 调查的内容
• 4.1.3 调查的结果
• 4.2 结果分析
• 4.3 普适性验证
• 第5章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间参加的科研项目和发表的论文