龙口煤矿塌陷区遥感动态监测及土地复垦利用研究

摘要

随着人类活动对环境变化的影响，人口、资源与环境问题日益加剧，由此引起的土地利用变化备受关注。人多地少是我国的基本国情，土地资源的合理利用关系到社会经济的可持续发展。龙口市西北部平原地区因受到煤矿开采的影响，造成地表大面积的沉降，形成规模较大的煤矿塌陷地，已经成为制约矿区可持续发展的最主要因素，它不仅破坏土地资源，同时引发一系列的生态及环境问题，进而可能诱发社会、经济问题。 基于此，本文采用1989年、1995年、2000年TM/ETM+和2004年QuickBird四个时相的数字遥感图像，利用数字图像处理技术和地理信息系统技术，汲取前人研究的经验，进行研究区土地利用时空变化监测研究。通过建立土地利用转移矩阵和数学模型分析土地利用动态变化规律，并阐明导致这种变化的驱动力因素，使人们正确认识和处理经济发展与土地资源保护的关系，在此基础上提出煤矿塌陷地的复垦措施，对合理利用土地和复垦煤矿塌陷地起到一定的科学指导作用。本文进行了如下内容的研究： (1)通过对4期遥感图像地物光谱信息的统计分析，确定了遥感图像合成的最佳技术方案，采用光谱识别模式对煤矿塌陷区的土地利用类型进行监督分类，并在GIS技术的支持下进行修正，获取高精度的土地利用分类结果。 (2)本文利用遥感图像的灰度、纹理等信息特征和数字地面模型的高程信息，通过塌陷区三维可视化模型的建立，将数字遥感图像与DEM相叠合，对煤矿塌陷区进行三维可视化和空间分析，生成具有高度真实感的三维地形图，实现了对研究区塌陷地的形状、数量、破坏情况以及地表变化更直观、深入地理解；此外通过塌陷区数字地形分析，对塌陷区的坡度分级和变化进行了研究。 (3)在对遥感数据进行土地利用分类的基础上，利用GIS软件对所得土地利用分类数据进行迭加，得出龙口市煤矿塌陷区各时期土地利用类型转移矩阵，分析土地利用变化规律。主要从土地利用的数量变化、空间变化、土地利用程度变化等几个方面分析了煤矿塌陷区土地利用的变化过程。结果表明，1989年到2004年龙口市煤矿塌陷区土地利用变化的速度大于龙口市的总体水平，其中塌陷地变化最快，年均增加率为15.46％；龙口市煤矿塌陷区的土地利用程度较高，而且其土地利用程度变化率R=-0.0104＜0，处于调整时期。本文还分析了煤矿塌陷区对生态安全的影响，并从自然和社会两方面因素分析了土地利用变化的主要驱动力。 (4)通过对煤矿塌陷区生态系统的全面分析，评价了煤矿塌陷区复垦的适宜性因素，抽样调查得出煤矿塌陷区土壤养分未发生大的变化，经过复垦仍适宜多种农作物的生长。开发利用途径应根据塌陷区塌陷程度以及实际的地形地貌等自然条件，选择合适的复垦措施。复垦主要采取工程、生物措施相结合的复垦模式，并对这种模式所产生的综合效益进行了分析和计算。

目录

文摘

英文文摘

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1.绪论

2.研究区概况

3.GIS支持下的塌陷区遥感信息提取

4塌陷区三维可视化分析

5塌陷区土地利用变化与生态安全

6.塌陷区土地复垦利用

7结论与建议

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文