内蒙古新巴尔虎右旗多金属矿区扬尘风积物遥感监测方法
发布时间：2021-07-25 21:09
内蒙古新巴尔虎右旗甲乌拉—查干铅锌银矿区地处呼伦贝尔草原腹部,当地半干旱的气候使得该矿区尾矿库、固体废弃物堆、矿石堆等易于产生扬尘,对周边草场产生污染。采用传统的化学采样和光谱分析调查矿区扬尘污染精度虽高,但费时耗力,而利用时序遥感方法监测矿区扬尘污染则比较便捷。本研究利用2018年GF-1卫星数据完成了矿区开发占地信息提取,在分析研究区的风场和最佳扬尘观测月份基础上,使用2000年、2005年、2010年、2015年和2018年获取的5期Landsat卫星数据,采取"扬尘风积物-植被-水体和阴影"端元分解模型和人工干预的半自动剔除道路干扰方法,对矿区扬尘风积物进行遥感监测;相较于归一化差值植被指数（normalized difference vegetation index,NDVI）分析法,该方法在考虑植被光谱信息的同时也兼顾扬尘的光谱信息,使监测结果更为客观。比较5期遥感图像扬尘风积物提取结果发现,截止到2018年,矿区1 km缓冲区内扬尘风积物污染面积扩大到190. 57 hm2,其中2000—2010年间和2010—2018年间的年平均增长面积分别为14...
【文章来源】：国土资源遥感. 2020,32(02)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
研究区位置示意图
矿区春秋冬季干旱，多西北风，扬尘的空间分布与风要素影响密切[15]。从近20 a间新巴尔虎右旗气象观测站数据(由国家气象信息中心获取)分析得知，每年2—5月和9—10月累年月最多风向为西北风，其次11—12月和1月累年月最多风向为西西南风，7—8月累年月最多风向为静风，6月累年月最多风向为北西北风;累年月平均风速常年在3 m/s左右，其中春季的4—5月份达到4 m/s以上(图2)。Etyemaziana等[16]和Jorkevic等[17]研究确认，尾矿库和矿石堆的扬尘风积物污染主要为风蚀作用的结果，在晴天风速大于2.5 m/s时即可发生风蚀扬尘。铅锌矿扬尘的主要化学成分为SiO2,CaO,Al2O3,Fe2O3等，颜色呈淡蓝色，具有较小的尺寸、较大的表面积与体积之比[18]。通过分析观察研究区2010年Google Earth影像，发现废石堆场、矿石堆和尾矿库产生的扬尘风积物污染严重，尤其体现在优势风向的下风向，可见污染距离达1 km，对矿区周边草场质量产生危害。
草原金属矿区粉尘对于周围环境影响方式包括周边土壤重金属含量提高和植被叶片上覆盖有扬尘以及受污染植被叶片产生病变[19]。采用MOD13Q1数据，按月份统计2008年区内植被变化(图3)，为长时间序列监测矿区环境污染状况找寻最优的月份，并且采用归一化差值植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)提取污染的结果作为新方法评价的对比。从图3可以看出，研究区内1 a内有8个月份的平均NDVI数值处于0.2之下，仅有6—9月份的平均NDVI数值位于0.2以上，其中6月份的NDVI梯度范围为全年之最，7月份平均NDVI数值为全年最高，夏季是年度周期中植被长势良好和NDVI差值梯度最大的时期。考虑到多雨导致的可用卫星影像数量的问题，本文选择偏向秋季的8—9月份获取的数据用于矿区环境监测。2 数据源
【参考文献】：
期刊论文
[1]线性光谱混合模型的适用观测尺度分析[J]. 宋江涛,潘军,邢立新,蒋立军,孙也涵,张雪峰,仲伟敬,范博文. 遥感学报. 2019(02)
[2]矿山生态环境修复研究热点与前沿分析——基于VOSviewer和CiteSpace的大数据可视化研究[J]. 高云峰,徐友宁,祝雅轩,张江华. 地质通报. 2018(12)
[3]基于Landsat影像的环胶州湾不透水面格局演变过程[J]. 吴溪,郭斌,陈忠升,史文娇. 资源科学. 2018(11)
[4]矿山遥感监测在采空区稳定性分析中的应用[J]. 杨显华,黄洁,田立,彭孛,肖礼晓,宋新龙. 国土资源遥感. 2018(03)
[5]基于改进FCLS算法的南极海冰密集度估算及算法比较[J]. 宋翔宇,刘婷婷,王泽民,刘艳霞. 极地研究. 2018(01)
[6]山西某地矿业开发占用土地状况遥感监测[J]. 王海庆,武明德,刘琼,李光昭,王昊,李丽. 国土资源遥感. 2018(01)
[7]苏尼特右旗草原矿区土壤重金属污染特征与生态恢复[J]. 岳征文,张瑞强,王健,高天明,杨浩. 林业资源管理. 2017(06)
[8]基于WorldView 2影像的矿区植被重建效果评估[J]. 张泽民,吕昌河,谢苗苗,周伟. 生态学报. 2018(04)
[9]锡林浩特露天煤矿排土场扬尘排放及污染[J]. 崔克强,王学中,何友江,孟凡. 干旱区资源与环境. 2017(06)
[10]基于高分卫星遥感数据的金属矿开发现状及环境问题研究——以江西省德兴多金属矿集区为例[J]. 李丽,汪洁,汪劲,王昊,荆青青. 中国地质调查. 2016(05)
硕士论文
[1]遥感像元分解方法及其在滇池水质监测中的应用研究[D]. 钱少猛.中国科学院研究生院（遥感应用研究所） 2003
本文编号：3302782
【文章来源】：国土资源遥感. 2020,32(02)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
研究区位置示意图
矿区春秋冬季干旱，多西北风，扬尘的空间分布与风要素影响密切[15]。从近20 a间新巴尔虎右旗气象观测站数据(由国家气象信息中心获取)分析得知，每年2—5月和9—10月累年月最多风向为西北风，其次11—12月和1月累年月最多风向为西西南风，7—8月累年月最多风向为静风，6月累年月最多风向为北西北风;累年月平均风速常年在3 m/s左右，其中春季的4—5月份达到4 m/s以上(图2)。Etyemaziana等[16]和Jorkevic等[17]研究确认，尾矿库和矿石堆的扬尘风积物污染主要为风蚀作用的结果，在晴天风速大于2.5 m/s时即可发生风蚀扬尘。铅锌矿扬尘的主要化学成分为SiO2,CaO,Al2O3,Fe2O3等，颜色呈淡蓝色，具有较小的尺寸、较大的表面积与体积之比[18]。通过分析观察研究区2010年Google Earth影像，发现废石堆场、矿石堆和尾矿库产生的扬尘风积物污染严重，尤其体现在优势风向的下风向，可见污染距离达1 km，对矿区周边草场质量产生危害。
草原金属矿区粉尘对于周围环境影响方式包括周边土壤重金属含量提高和植被叶片上覆盖有扬尘以及受污染植被叶片产生病变[19]。采用MOD13Q1数据，按月份统计2008年区内植被变化(图3)，为长时间序列监测矿区环境污染状况找寻最优的月份，并且采用归一化差值植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)提取污染的结果作为新方法评价的对比。从图3可以看出，研究区内1 a内有8个月份的平均NDVI数值处于0.2之下，仅有6—9月份的平均NDVI数值位于0.2以上，其中6月份的NDVI梯度范围为全年之最，7月份平均NDVI数值为全年最高，夏季是年度周期中植被长势良好和NDVI差值梯度最大的时期。考虑到多雨导致的可用卫星影像数量的问题，本文选择偏向秋季的8—9月份获取的数据用于矿区环境监测。2 数据源
【参考文献】：
期刊论文
[1]线性光谱混合模型的适用观测尺度分析[J]. 宋江涛,潘军,邢立新,蒋立军,孙也涵,张雪峰,仲伟敬,范博文. 遥感学报. 2019(02)
[2]矿山生态环境修复研究热点与前沿分析——基于VOSviewer和CiteSpace的大数据可视化研究[J]. 高云峰,徐友宁,祝雅轩,张江华. 地质通报. 2018(12)
[3]基于Landsat影像的环胶州湾不透水面格局演变过程[J]. 吴溪,郭斌,陈忠升,史文娇. 资源科学. 2018(11)
[4]矿山遥感监测在采空区稳定性分析中的应用[J]. 杨显华,黄洁,田立,彭孛,肖礼晓,宋新龙. 国土资源遥感. 2018(03)
[5]基于改进FCLS算法的南极海冰密集度估算及算法比较[J]. 宋翔宇,刘婷婷,王泽民,刘艳霞. 极地研究. 2018(01)
[6]山西某地矿业开发占用土地状况遥感监测[J]. 王海庆,武明德,刘琼,李光昭,王昊,李丽. 国土资源遥感. 2018(01)
[7]苏尼特右旗草原矿区土壤重金属污染特征与生态恢复[J]. 岳征文,张瑞强,王健,高天明,杨浩. 林业资源管理. 2017(06)
[8]基于WorldView 2影像的矿区植被重建效果评估[J]. 张泽民,吕昌河,谢苗苗,周伟. 生态学报. 2018(04)
[9]锡林浩特露天煤矿排土场扬尘排放及污染[J]. 崔克强,王学中,何友江,孟凡. 干旱区资源与环境. 2017(06)
[10]基于高分卫星遥感数据的金属矿开发现状及环境问题研究——以江西省德兴多金属矿集区为例[J]. 李丽,汪洁,汪劲,王昊,荆青青. 中国地质调查. 2016(05)
硕士论文
[1]遥感像元分解方法及其在滇池水质监测中的应用研究[D]. 钱少猛.中国科学院研究生院（遥感应用研究所） 2003
本文编号：3302782
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