基于GRACE的黄河流域陆地水储量时空变化研究

黄河流域是我国目前主要的煤炭经济可采量和产能聚集地。了解和掌握黄河流域水资源及其变化不仅是推进黄河流域水资源节约集约利用的前提,更是开展黄河流域煤炭矿区生态保护与高质量发展的基础。相较于传统地面水资源监测手段受限于监测点分布和数目的影响,GRACE重力卫星为中长尺度陆地水储量时空变化研究提供一种新的途径。利用GRACE重力卫星数据,开展2002年4月到2017年6月黄河流域水储量的时空变化规律研究。利用纬圈长度加权平均,计算黄河上中下游水储量变化均值,发现黄河不同流段表现不同的变化趋势,且反映出2003年黄河流域水资源变化受到洪水等因素影响。进一步通过箱形图分析黄河流域上中下游水储量的月平均变化规律,反映出该流域“冬干春旱,夏秋多雨”的气候特点与水储量变化的密切关系。采用时间序列分解方法分析整个黄河流域水储量变化的趋势、年周期及半年周期等特征。结果表明,黄河流域水储量变化存在随经度由西向东递减趋势越来越明显的现象,其中黄河上游源头附近区域的水储量变化呈微弱的增长趋势;黄河流域水储量变化年周期和半年周期振幅存在明显区域差异,这与高山融雪、降水量的季节性差别及区域气候环境密切相关。了解和掌握上述黄河流域水储量时空变化,可为流域矿区的生态保护与可持续发展提供基础数据与参考。

基于多源数据的锡林浩特矿区资源环境承载力评价

煤炭资源的开采和消耗给矿区环境和人口带来一定程度的影响,面对这一资源环境问题,我国大力提倡建设绿色矿山,要求矿山发展必须在资源环境可承载的能力之内。综合利用Landsat 8、GF-2等多源遥感数据和社会经济统计数据,采用层次分析法从承载本底和承载状态2方面构建资源环境承载力评价指标体系,其中承载本底采用资源可利用量占比表示,承载状态选用煤矿经济占比指数、煤矿就业指数、采矿破坏指数和废物排放强度以及起调节作用的开发限制性指数5个指标,经过公式计算和对比,对内蒙古锡林浩特矿区的资源环境承载力进行评价,并针对承载力大小对矿区提出适当的对策和建议。结果表明:锡林浩特矿区胜利一号矿和东二矿的承载力等级均为“中”,西二矿的承载力等级为“小”。2016年内蒙古锡林浩特市矿区的资源环境承载状况处于中等偏下水平,需要在开采的同时加大修复力度,促进经济和环境的同步发展。研究结果对矿区环境的修复与治理具有指导意义,同时也为小尺度矿区的资源环境承载力评价提供了重要参考方法。

土壤的石油污染信息高光谱遥感监测方法

传统的点采样等石油开采区土壤石油污染监测方法时效性差、成本高。高光谱遥感因具有丰富的空-谱信息和较强的地物认知能力,可实现快速、大范围精确探测而成为现今土壤的石油污染监测研究热点。基于高光谱影像的光谱维特性,提出了一种多维加速鲁棒特征(multi-dimensional speeded-up robust features,MD-SURF)的高光谱影像端元提取模型;并以胜利油田孤东采油区为研究对象,提取了研究区Hyperion高光谱卫星影像的土壤端元。通过对所提取土壤端元的光谱信息分析,认为波长963 nm和1 427 nm为土壤石油污染的特征波段,由此建立了研究区土壤端元反射高度Hγ和吸收深度Dλ的石油污染光谱指数;并设置了4种方式的石油污染光谱指数值计算方法及其污染信息提取的指数取值范围。最后根据满足取值范围时光谱指数计算方式的不同个数,确定土壤端元的石油污染程度,认为满足的个数越多则土壤端元污染越严重,从而可较好监测研究区土壤的石油污染异常区域。