卫星热红外遥感技术在东平县地热资源调查中的应用

地热资源是一种绿色低碳、可循环利用的清洁能源,地热异常圈定是确定地热资源靶区的重要前提,热红外遥感技术能够直观反演地表温度信息,能够宏观、客观地反映地热资源异常信息。本次基于东平县1985年5月24日和1987年9月19日的Landsat-5卫星遥感数据热红外波段,采用大气校正法进行地表温度反演,结合水文地质调查、地温场调查及地下水动态监测等综合手段,圈定3处Ⅰ级地热资源遥感异常区及1处Ⅱ级地热资源遥感异常区。异常查证发现,接山镇Ⅰ级地热资源遥感异常区、老湖镇Ⅰ级地热资源遥感异常区、梯门镇Ⅰ级地热资源遥感异常区均呈现不同程度的地温异常,且均有隐伏断裂穿过,地温异常是由隐伏断裂将热量传递、汇集至构造位置所形成。林马庄Ⅱ级地热资源遥感异常区浅部未发现地热异常,但不排除深部存在地热资源的可能性。该方法克服了传统方法周期长、费用高等缺点,为地热资源异常识别提供了一条新的思路。

基于IDW的铜陵地区土壤重金属空间分析及污染评价

为研究铜陵地区土壤重金属的空间分布特征和污染现状,通过电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）对土壤中的As、Hg、Pb、Cu、Zn 5种重金属元素进行了测定,应用反距离权重法（IDW）对重金属含量进行了空间分析,并采用内梅罗指数法对污染程度进行了评价。结果表明,除Hg外,土壤中As、Pb、Cu、Zn质量比均高于铜陵地区背景值,其中As、Cu和Zn质量比更高,超国家三级标准（GB15618—1995）的百分比分别为48. 11%、11. 35%、11. 08%。研究区内土壤As和Cu为重度污染,Zn为中度污染,Pb为轻度污染,Hg为无污染;土壤重金属含量高值区和污染严重区空间分布特征一致,主要集中分布在新桥硫铁矿、冬瓜山铜矿、铜官山铜矿等矿区;综合污染评价指数为8. 621,为重污染状态,污染区几乎覆盖整个区域。通过重金属污染源解析,可初步判定矿产开发活动为最主要的人为污染源,因此,必须加强矿山地质环境生态保护与修复。

桂林海洋岩溶区植被覆盖度的多时相遥感预估模型

植被覆盖度的演变规律是喀斯特地区石漠化程度量化的特征指标之一,其宏观分布与变化趋势是认识环境变化的重要参数。以桂林海洋岩溶试验区2000、2001、2006、2008及2009年5个时相的Landsat遥感影像为动态分析源,针对陡升陡降的地形地貌特征,提出了修正NDVI的二分模型,估算出对应年份的植被覆盖度分别为0.223 39、0.278 77、0.353 664、0.368 54、0.373 96;根据植被覆盖度值建立了相应的决策树分类模型并划分出5个等级,研究区的植被2000年为中—低覆盖级,2009年为中—高覆盖级,以提取的实验数据建立的遥感快速植被覆盖度定量估算预测模型与研究区的实测结果符合。根据预测模型对未来环境的演变进行了相应的预估分析,植被覆盖度在逐年提升并直至达到稳定的饱和值。

铜陵矿区主要河流水质分析与污染评价

铜陵矿区是长江下游重要的铜铁资源基地,也是典型的含硫多金属矿区,矿山酸性废水是矿业开发活动不可避免的环境问题,对地表水体有很大影响。本文以铜陵矿区主要河流为研究对象,通过野外调查采样和室内测试分析,从常规理化性质、矿山酸性废水和重金属元素三方面分析了的水质现状,采用单因子指数和内梅罗水质指数法进行了污染评价。结果表明:(1)矿区河流污染成分以有机污染和矿山酸性废水污染为主,其次是重金属污染。(2)在检测的46个河段中,按综合污染指数大小分级,共计有93.48%的河段受到不同程度的污染,其中,水质严重污染的河段占4.35%,水质重污染的河段占13.04%,水质污染的河段占65.22%,水质轻污染的河段占10.87%;共计有6.52%的河段水质较好,均为清洁状态。(3)3条河流按污染程度大小依次为新桥河>顺安河>红星河,除顺安河外,其他均受到了矿山酸性废水污染。今后应重点关注矿山酸性废水的污染机理与风险评估,加强矿区水环境保护与恢复治理工作。

基于劈窗算法暨马尔科夫模型的岩溶区地表温度混合反演剖析

遥感方法能快速预测地温并预估其变化规律,然而缺陷在于许多方法有其区域专属性。为了探索适于典型岩溶型城市地温变化的遥感预估模型,以典型的喀斯特地貌广西桂林雁山区为例,借助于4期Landsat影像数据和部分研究区历史气象资料,使用改进后的劈窗算法程序,对其遥感图像进行地温的提取与迭代,将地温数据归一化处理并结合马尔科夫预测模型来研究城市地温的变化。预测表明:研究区内整体热岛效应变化并不强烈,说明岩溶区人工开发造成地温升高并不显著;以漓江为界的东区地温效应缓慢降低。劈窗算法结合马尔科夫预测模型在反映岩溶地貌区城市热岛效应变化情况方面是一种优化方案组合,可以较为合理地揭示岩溶城市热岛效应的时空变化规律。

遥感胁迫植被指数异常综合模型在桂西南锰矿预测中的探索

桂西南是中国重要的锰矿聚集带,近地表分布的沉积型锰矿通过遥感的方法能较好地获取异常,然而由于桂西南地区植被覆盖度较高,地形地貌特征明显,因此依据传统遥感的铁染和羟基异常提取的效果并不理想。在充分分析区域地质资料的基础上,结合桂西南沉积型锰矿的成因与特殊地形地貌特征之间的关系,通过将植被指数与已知锰矿区进行偏相关分析,探索锰矿分布与植被指数之间的敏感关联,建立锰矿的遥感胁迫植被指数异常综合模型。将该模型与遥感构造解译得到的地质构造信息相结合,在高分二号(GF-2)遥感影像上对靖西县周边进行初步预测并圈定了新的锰矿靶区。预测验证的结果表明,遥感胁迫植被指数异常综合模型与锰矿地质构造能够更好地叠合。

安徽铜陵硫铁矿集中开采区矿山地质环境评价研究

安徽铜陵地区是我国典型的硫铁矿集中开采区。研究区内新桥硫铁矿等数座硫铁矿山的长期开采造成了生态环境的破坏,对铜陵地区硫铁矿集中开采区矿山进行地质环境评价可为矿山生态恢复提供依据。本文在资料分析和实际调查的基础上,选取了地质环境背景、矿业开发、矿山地质环境问题和地质灾害4种要素下20种评价指标,采用层次分析(analytic hierarchy process,AHP)法确定了各要素和指标的权重值。在此基础上运用模糊数学综合评判对研究区进行矿山地质环境评价,并采用ArcGIS的网格化插值评价法对比验证。结果表明:地质环境背景、矿业开发、矿山地质环境问题和地质灾害对矿山地质环境影响的权重值分别为0.10、0.14、0.37、0.39。模糊综合评价二级初判结果为:矿山地质环境问题对研究区矿山地质环境总体上影响较大,其中水土污染问题最为突出;一级初判结果为研究区内矿山地质环境总体较好。网格化插值评价将研究区矿山地质环境划分为严重区、较严重区和轻微区,面积占比分别为4.62%、32.04%、63.34%。模糊数学综合评价与网格化插值评价结果基本一致,AHP与模糊数学综合评判法对硫铁矿集中开采区的地质环境评价适用性较好。评价结果可为当地开展矿山地质环境保护和治理工作提供依据。

基于铜陵地区地球化学基线的土壤重金属污染评价及分析

为研究铜陵地区土壤重金属污染现状,在明确环境地球化学基线意义的基础上,运用相对累积频率法计算了铜陵地区土壤中Cu、Zn、Cr、Co、Cd、Pb、As、Hg、Ni元素的环境地球化学基线。并以计算的地球化学基线值作为评价标准,用指数评价法和潜在生态危害法从不同角度对该地区做出污染评价并分析其原因。结果表明:计算得出的铜陵地区地球化学基线有可适用性,9种重金属元素具有不同等级的污染水平和潜在污染风险,其中Cd、As 2种元素同时具有较高污染水平和较高潜在生态危害风险。由空间分析可知:重金属元素的污染来源主要与人类的采矿、选冶过程有关。

铜陵硫铁矿基地集中开采区水文地球化学特征

铜陵是我国重要的硫铁矿基地,矿业活动对周边环境造成了较大的影响。本文对研究区的地下水环境综合指标进行了计算,利用piper三线图对地下水化学类型进行了划分,通过离子比例系数、相关性、三种矿物水溶液的饱和指数计算方法分析了地下水化学成分的形成过程,并对研究区的地下水进行了重金属污染分析。结果表明:研究区地下水普遍呈弱碱性,为淡水、软水;全区地下水化学类型主要为HCO3-Ca型;地下水化学成分主要来源于碳酸盐岩溶解,伴有硅酸盐的溶解;Ca2+、Mg2+多来自阳离子交换作用;SO42-多来自硫化物氧化,与矿业活动密切相关;地下水离子的控制因素主要为岩石风化作用;方解石相对水溶液大多处于过饱和状态,白云石和石膏相对水溶液处于非饱和状态;重金属对地下水的影响区域较小,影响区主要分布于钟鸣硫铁矿一带。