工矿区土地复垦与生态重建管理信息系统的研究与开发

摘要

土地复垦和生态重建技术是应对工矿区由资源开采引发的土地资源浪费和生态环境破坏的重要途径之一。而工矿区土地复垦与生态重建管理信息系统的研究与开发，旨在通过“3S”技术高效的空间分析功能，使工矿区土地复垦与生态重建过程实现系统化、定量化、可视化管理，从而提高工矿区土地复垦与生态重建的能力与效率。本文分析总结了近20年来国内外的工矿区土地复垦信息化管理的研发状况，明确了工矿区土地复垦管理信息系统的研发应紧密结合我国土地复垦技术规范及管理体制机制，尽可能使得系统更加智能化、便捷化，从而为今后工矿区土地复垦与生态重建提供数据支撑、技术支持和科学依据。
　　本文立足平朔矿区采煤过程中引发的一系列土地损毁情况，来进行土地复垦与生态重建管理信息系统研发与跟踪评估技术研究。本文的具体研究方法为运用GIS空间数据分析和管理手段，通过ARCGIS二次开发进行工矿区损毁土地复垦与生态重建管理信息系统的研究和开发，重点构建工矿区土地损毁程度确定、适宜性评价、复垦模式选择，以及土地复垦与生态重建效果评估专题分析模块。
　　本文研究内容有:(1)以平朔矿区太西首采区为研究对象，使用MSPS《矿山开采沉陷预计系统》软件进行了塌陷预测，并结合MMSPS《山区煤矿开采地表移动变形预计系统》软件并分析了这两种模型的优劣，以及塌陷预测软件与塌陷预测成果分析处理专题模块的关系;(2)借助GIS的空间分析和二次开发功能，进行工矿区损毁土地复垦与生态重建管理信息系统的开发和研究，构建了工矿区土地损毁程度确定、适宜性评价、复垦模式选择，以及土地复垦与生态重建效果跟踪评估的信息化管理和监控专题模块。(3)在系统构建中，着重构建了按照层次分析法，基于不同自然区划、土地损毁方式、复垦单元、土地利用斑块四个层次下工矿区土地复垦措施的选择和决策方法;(4)以平朔矿区为例，对工矿区土地复垦与生态重建管理信息系统四个专题功能模块进行了实例验证。包括平朔矿区太西首采区的土地塌陷成果分析处理、土地适宜性评价，平朔矿区的复垦模式决策，平朔矿区1990、2000和2010年土地利用结构变化研究;平朔矿区1990、2000和2010年基于NDVI的第一性生产力模型(NPP)生态重建效果评价研究;
　　本研究在构建工矿区土地复垦与生态重建管理信息系统的同时，以平朔矿区为例，针对不同类型的土地损毁问题，利用GIS的空间分析和管理功能，进行典型矿区土地复垦与生态重建信息化管理具体验证，对小尺度工矿区的推广应用具有较强的代表性。本系统不仅包括了不同的损毁类型下的土地复垦与生态恢复模式，而且就其中一些关键问题的解决进行了研究和改进，使其更加适应于软件的开发和应用。另外本系统紧密结合当前国土部门的管理要求，具有较强的实用性。

目录

论文说明

摘要

第一章 综述

1．1 研究的背景

1．2 研究的目的和意义

1．2 国内外研究动态

1．2．1 国外研究情况

1．2．2 国内研究进展

1．2．3 存在问题

1．3 研究目标

1．4 研究内容及方法

1．4．1 研究内容

1．4．2 研究方法

1．4．3 技术路线

1．5 研究重点及创新之处

第二章 研究区域概况

2．1 自然概况

2．1．1 矿区位置

2．1．2 地形地貌

2．1．3 气候气象

2．1．4 水系

2．1．5 水文地质

2．1．6 土壤

2．1．7 生物

2．1．8 矿产资源

2．2 经济社会概况

2．3 煤炭工业发展概况

2．4 土地复垦与生态重建的影响因素分析

2．4．1 自然区划对土地复垦的影响

2．4．2 开采方式对土地复垦的影响

2．4．3 土地复垦政策要求及实施方向

第三章 太西首采区塌陷预测结果及应用

3．1 塌陷预测的目的及意义

3．2 材料及方法

3．3 塌陷预测的过程及结果

3．4 塌陷预测与土地损毁信息系统的关系

第四章 工矿区土地复垦与生态重建管理信息系统的开发

4．1 系统的设计

4．1．1 开发目的与要求

4．1．2 设计思路

4．1．3 系统研发流程

4．1．4 系统研发的关键技术

4．1．5 系统的开发环境

4．2 系统功能的设计与开发

4．2．1 软件基本功能

4．2．2 软件专题功能

4．2．3 塌陷预测结果分析模块设计

4．2．4 土地适宜性评价模块设计

4．2．5 土地复垦与生态重建模式决策模块设计

4．2．6 土地复垦与生态重建效果评估模块设计

4．3 数据库的构建与实现

4．3．1 空间数据准备

4．3．2 数据库的构建与管理

4．3．3 空间数据的属性参数及用途

4．3．4 属性数据库命名规则

4．4 界面设计及编程

4．5 系统开发的具体应用方向

第五章 LRERMIS在平朔矿区的具体应用

5．1 塌陷预测结果分析专题模块的应用

5．2 土地适宜性评价专题模块应用结果及分析

5．3 土地复垦与生态重建模式选择与决策应用

5．4 土地复垦与生态重建效果评估应用研究

5．4．1 复垦前后土地利用／覆盖变化(LUCC)

5．4．2 土地利用／覆盖变化(LUCC)转移矩阵分析

5．4．3 基于NDVI的NPP模型在平朔矿区的应用

第六章 结论和建议

6．1 结论

6．2 建议

参考文献

攻读学位期间获得的研究成果

致谢

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