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福建漳州角美地区花岗岩矿集区开发修复治理遥感监测.pdf
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1、第2 期福建地质Geology of Fujian133福建漳州角美地区花岗岩矿集区开发修复治理遥感监测许自昌(1.中国地质大学(武汉)资源学院,武汉,430 0 7 4;2 福建省地质测绘院,福州,350 0 1 1)摘要以漳州角美花岗岩石料开采集中区为研究区域,结合多源多时相遥感影像与GNSS矿山巡查统计数据,分析采矿权截止前后开发利用变化情况、矿山巡查结果以及不同矿山恢复治理措施下植被生长特征。结果表明区内矿山开发占损土地规模呈增大趋势,扩大面积主要来源于固体废弃物堆排;人工治理面积远超自然恢复区域面积,且植被生长量同样高于自然恢复区。在矿山巡查中恢复治理区域范围内均已得到整治,并做好警
2、示防护设施以及采坑边坡危岩体的清除,至今未发现违法开采行为。关键词同矿集区区矿山开发恢复治理遥感监测福建漳州中图分类号:X87文献标识码:A文章编号:1 0 0 1-39 7 0(2 0 2 3)0 2-0 1 33-0 7Remote Sensing Monitoring of Development and Restoration of JiaomeiGranite Mineral Concentration Areas in Zhangzhou City,Fujian ProvinceXu Zichang(1.School of earth resources,China univers
3、ity of geosciences(Wuhan),Wuhan,4300742.Fujian geologic surveying and mapping institute,Fuzhou,350011)Abstract Jiaomei granite stone mining concentrated area in Zhangzhou city as the research area,combining multi-source multi-temporal remote sensing images with GNSS mine inspection statistical datat
4、o analyze the he change of exploitation and utilization before and after the expiration of mining rights,theresults of mine inspection and the characteristics of vegetation growth under different mine restoration andtreatment measures.The results show that the scale of land damaged by mining develop
5、ment is increasing,which is mainly from solid waste discharge.The artificial treatment area far exceeds the natural recoveryarea,and the vegetation growth is also higher than the natural recovery area.In the research area of mineinspection,the restoration and treatment areas have been remedied,and d
6、o a good job for warning andprotection facilities.And the dangerous rock mass of the mining pit slope have been removed in theresearch area.So far,no illegal mining behavior has been found.收稿日期:2 0 2 3-0 1-1 6作者简介:许自昌(1 9 8 1-),男,高级工程师,从事土地整治规划、遥感地质工作。134sensing monitoring,Zhangzhou city of Fujian当前
7、遥感技术具有宏观、快速和同步观测等优点-2,可直观反映研究区域的各种情况,弥补以往矿山开发状况调查中人工采集范围有限的缺陷,能够为准确掌握矿产开发现状提供快捷、高效的手段 3;李聪聪等【4借助星载遥感、低空无人机遥感和信息化相结合的技术,从治理前、治理中的地形(地貌)整治阶段和覆土复绿阶段、治理后4个阶段入手,对木里煤田聚乎更矿区生态环境修复进行监测;Wang.基于不同植被类型季相规律与物候特征,利用植被类型NDVI年变化曲线,对植被类型状况进行分类研究;李晓婷等 6 利用长时序哨兵影像,运用红边指数,探究在采矿胁迫下植被自然恢复和人工修复效果差异;马雯思等【7 基于NDVI长时间序列遥感影像
8、,研究矿区及周边区域NDVI趋势,探明区域尺度上非自然生态区植被变化响应特征。由此可见,遥感技术能够多时相观察地物状况,可满足矿山监管部门及时了解矿山环境动态变化信息的需求。2 0 1 8 年以来,福建省自然资源厅相关主管部门先后部署开展了省内1 3处花岗岩石料开采集中区矿产资源开发利用遥感监测工作,对废弃花岗岩石料开发利用状况进行动态监测。笔者选取其中位于漳州角美的废弃花岗岩石料开采集中区作为研究区,以星载与机载影像数据为基础,解译并分析研究区内采矿权截止前后的矿山环境状况,运用GNSS矿山巡查统计数据形成恢复治理台账,对实地恢复治理情况进行调查更新,同时选取特征区域,分析不同矿山恢复治理措
9、施下植被生长特征,旨在为废弃矿山环境监测和矿山环境恢复治理工程提供参考依据。1研究区概况及数据源1.1研究区概况研究区地貌以丘陵台地为主,构造上紧邻长乐一南澳深大断裂【8,区内是第四系全新统冲海积层为主的沉积地带,岩石类型多样,主要为燕山晚期花岗质岩类及闪长质包体【9 。研究区气候为南亚热带季风气候,降水充沛,年平均气温在2 0 以上。研究区地处漳州市角美西部山区,面积为福建地质Geologyof FujianKeywords mineral concentration area,mine development,restoration and management,remote6.83km。
10、植被景观四季常绿,同时研究区整体地势较高,局部坡度陡峭,区内矿山遗留废土废石易形成扬尘,影响周边居民出行与生产生活。此次研究通过收集采矿权数据可知,研究区范围内共有采矿权2 0 处。开采矿种主要为建筑用花岗石、饰面用花岗岩,开采方式为露天开采。截至2 0 1 7 年采矿权均已到期。1.2数据源数据源包括多源多时期遥感影像以及GNSS矿山巡查统计数据,其中遥感影像主要为研究区2015年土地卫片影像、2 0 1 8 年无人机低空数码航空正射影像以及2 0 2 0 2 0 2 1 年多期次GF1系列卫星影像。在2 0 2 0 2 0 2 1 年多期次GF1系列卫星影像选取方面,严格做到2 个月覆盖研
11、究区域一次,必须是天气晴朗且少云。由于2 0 2 0 年1 8 月研究区内存在云量覆盖较大,且影像质量较差,此次研究综合选取2 0 2 0 年4月8 日、8 月1 4日、1 0 月11日、1 2 月2 6 日,2 0 2 1 年1 月1 8 日、2 月2 6 日、5月2 8 日能够反映一个生命周期的7 期GF1卫星影像数据,影像传感器为PMS,空间分辨率为8 m。此次研究采用高分系列卫星影像数据。为方便开展指数计算,分别对GF1系列影像进行辐射校正、大气校正、基于基准影像的几何纠正以及影像裁剪等数据预处理。2研究方法此次研究首先利用2 0 1 5年土地卫片影像与2018年无人机影像研究区范围内
12、解译采矿权截止前后矿山的开发占损土地与恢复治理变化状况,形成监测本底数据;其次,基于GNSS巡查数据进行开展矿山恢复治理程度验证及分析;最后,通过GF1卫星影像分析典型的矿山恢复治理区植被生长时序指数变化特征。2.1目视解译法目视解译是矿山开发占地信息提取的重要方法之一,基于先验目标地物的特征分析,建立解译标志,通过人机交互的方式实现目标地物提取1 0 。根据矿产资源开发在影像上的地物特征,如纹理、第42 卷第2 期结构、色调、几何形态、大小等,进行室内解译。以ArcMapV10.2版软件作为矿山开发占地信息提取平台,解译出研究区范围内2 0 1 5年和2 0 1 8 年矿山地物类型(开采面、
13、固体废弃物、中转场地、矿山恢复治理)的分布位置与面积,及时掌握废弃矿山开发利用。2.2野外实地验证野外实地验证能够保证解译数据的真实性。天一空一地一体化监测是当前自然资源领域重要的监测手段,也是开展恢复治理的一个重要前提。实现了星载大尺度普查、机载中小尺度详查以及地面核查的“三查”过程,其中地面核查是对影像信息提取的补充与纠正。GNSS矿山巡查是利用现代卫星导航定位技术,根据下达的任务说明,对矿区开采面、中转场地、固体废弃物场地的恢复治理情况进行核查,并通过GNSS手持设备实时上报矿政系统,形成矿山恢复治理台账信息。2.3植被指数(NDVI)归一化植被指数(简称NDVI)是目前公认的一种表征植
14、被变化最有效的生态指标之一。选取覆盖研究区的多时期GF1卫星影像数据,采用NDVI指数法,对区内植被人工治理与自然恢复的植被生长特征进行调查分析。NDVI指数计算公式如下:NDVI=(NIR-Red)/(NIR+Red)许自昌:福建漳州角美地区花岗岩矿集区开发修复治理遥感监测135式中:NDVI为归一化植被指数;Red为可见光红色波段反射值;NIR为近红外波段反射值。在GF1系列卫星影像数据中,Red对应第3波段,NIR对应第4波段。2.4NDVI时间序列变化遥感监测方法NDVI时序分析法是以NDVI值作为参数代替不同月份或季节的时序影像,通过量化分析植被在时间序列上的规律来获取植被的变化情况
15、【1 2,按照时间排列的NDVI值所形成的植被生长动态迹线,能够直观地反映植被在不同时间节点上的物候特征及生长状况【1 3。基于NDVI时间序列的变化信息,以典型样区形式探究矿山占地在不同恢复措施下植被生长特征,为矿山植被健康监测预警和土地复垦管理提供科学依据。3出监测结果3.1矿山开发占损土地及恢复治理状况分析通过汇总研究区2 0 1 5年、2 0 1 8 年矿山开发占损土地及恢复治理状况解译结果,两年度矿山占地类型规模(图1,图2),获得2 0 1 5年、2 0 1 8年研究区矿山开发占损土地及恢复治理统计情况(表1)。由此可知,2 0 1 5年、2 0 1 8 年研究区矿山开发占损土地及
16、恢复治理面积分别为2 1 2.7 7 hm、221.67hm,占研究区总面积的31.1 5%、32.45%。(1)首先,是在各类矿山占地类型中,两年度固体废弃开采面口开采面门中转场地固体废弃物01km1一图1 2 0 1 5年研究区矿山开发占损土地及恢复治理空间分布图Fig.1 Spatial distribution of land damaged and recov-ery by mine exploitation in study area in 2015中转场地固体废弃物1km恢复治理恢复治理口研究区范围口研究区范围图2 2 0 1 8 年研究区矿山开发占损土地及恢复治理空间分布图Fi
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- 福建 漳州 地区 花岗岩 矿集区 开发 修复 治理 遥感 监测
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