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陇南金矿区矿山环境遥感监测与GIS评价研究

作　者: 丁丽
导　师: 朱谷昌；杨自安
学　校: 中南大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: 遥感 GIS 矿山环境信息提取环境评价
分类号: P237
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

矿产资源是人类赖以生存与发展的重要物质基础。随着社会和经济的快速发展,矿产资源的需求越来越大,导致了矿产资源的过度掘取和不合理开发,也带来了资源的枯竭和生态环境的破坏。如何合理有效地利用地球资源,维护人类的生存环境,已经成为当今世界各国最为关注的焦点之一。遥感和GIS技术是实现资源与环境可持续发展的关键技术,在资源调查、环境监测与评价中起着其它技术无法替代的作用。本文以甘肃省陇南金矿区为研究区,利用SPOT5高分辨率遥感数据,在充分分析研究区地质背景、矿产资源分布、矿山环境现状以及影像光谱特征的基础上,采用多种遥感图像增强处理技术,提取出矿山开发占地及水体污染信息,然后利用GIS技术对研究区的矿山环境质量进行综合评价研究,取得了以下主要研究成果：1、对研究区的区域矿产地质特征、矿产资源规划、矿山环境问题及产生原因等方面进行了深入的研究,为后续的研究工作奠定了良好的基础。2、通过对SPOT5数据基本参数和波段特征的研究分析,提出了SPOT5影像正射纠正和模拟真彩色的处理方法,解决了原始影像几何畸变和缺少蓝色波段等问题,丰富了遥感影像信息,提高了遥感影像精度,为矿山环境信息提取和综合评价提供了良好的前提条件。3、在充分分析矿山开发占地的影像光谱特征基础上,根据其红外谱段内的吸收与反射特征,建立了遥感信息计算机自动提取模型。采用波段比值等方法去除干扰信息,通过滤波增强、密度分割等处理,提取出了研究区矿山开发占地信息。同时,根据野外验证的结果,对信息提取的精度进行了分析评价,结果表明信息提取精度达到88%。可见,所建立的遥感信息自动提取模型是可行的,弥补了目视解译劳动强度大、周期长、效率低、精度不高等不足。4、在分析水体光谱特征和SPOT5波段性能的基础上,通过将研究区的坡度信息作为辅助因素,利用决策树分类方法,准确地提取出地表水体及其范围；同时,采用纹理映射技术,把影像数据和矢量数据叠加到DEM上,建立了地形地貌形态的三维遥感影像,这样不仅能形象直观地观察到污染源与水体之间的空间关系,还能有效地区分出山区阴影与水体,从而保证了水体污染信息的提取精度。5、采用点、线、面相结合的方法,对所提取的矿山开发占地及水体污染信息进行了实地调查验证,并在修改、补充、完善的基础上,利用MapGis软件进行了统计分析,为矿山环境质量综合评价提供了准确可靠的基础数据。6、以研究区基础地理图、地质矿产图、遥感影像图、DEM、矿山环境遥感监测结果等为主要数据源,建立了一套矿山环境质量综合评价的技术流程；通过自主开发层次分析法的应用程序,实现了评价指标权重值的快速计算；根据指标加权评价法数学模型,基于MapGis软件平台,对影响矿山环境质量的各个因子进行了量化分析,从而得出了陇南金矿区矿山环境质量综合评价等级,为政府部门制定有关矿山环境保护与恢复治理政策提供了科学依据。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-9
目录  9-12
第一章绪论  12-20
  1.1 选题背景与意义  12-13
  1.2 国内外研究进展及发展趋势  13-17
    1.2.1 矿山环境监测遥感研究进展  13-15
    1.2.2 矿山环境评价研究进展  15-17
  1.3 研究内容和技术路线  17-20
    1.3.1 研究内容  17-18
    1.3.2 技术路线  18-20
第二章研究区概况  20-27
  2.1 自然地理概况  20-21
  2.2 区域地质概况  21-23
    2.2.1 区域地层  21-22
    2.2.2 地质构造  22-23
    2.2.3 岩浆岩  23
  2.3 区域矿产概况  23-25
    2.3.1 矿产资源开发现状  24
    2.3.2 矿产资源规划  24-25
  2.4 矿山环境问题概况  25-27
第三章遥感数据选择与处理分析  27-39
  3.1 遥感数据的选择  27-28
  3.2 遥感图像预处理  28-34
    3.2.1 大气校正  28-29
    3.2.2 正射校正  29-33
    3.2.3 图像镶嵌  33-34
  3.3 遥感图像增强处理  34-39
    3.3.1 多光谱数据的自然色模拟  34-35
    3.3.2 数据融合  35-38
    3.3.3 反差增强  38-39
第四章矿山环境遥感信息提取研究  39-63
  4.1 信息提取目标地物的确定  39-40
  4.2 信息提取方法  40-43
    4.2.1 影像目视解译  40-41
    4.2.2 计算机数字图像处理技术  41-42
    4.2.3 小结  42-43
  4.3 矿山开发占地信息提取  43-52
    4.3.1 分析方法  43-45
    4.3.2 开发占地信息提取模型  45-47
    4.3.3 开发占地信息提取  47-50
    4.3.4 信息提取精度分析  50-52
  4.4 水体污染信息提取  52-59
    4.4.1 基本原理和方法  53-54
    4.4.2 水体范围提取方法  54-56
    4.4.3 水体污染信息提取  56-58
    4.4.4 效果评述  58-59
  4.5 矿山环境遥感监测信息统计分析  59-63
    4.5.1 矿业活动开发占地情况  59-62
    4.5.2 矿山环境污染  62-63
第五章矿山环境质量综合评价研究  63-77
  5.1 评价原则  63
  5.3 评价方法  63-71
    5.3.1 评价单元划分  64
    5.3.2 评价指标体系建立  64-65
    5.3.3 评价指标量化赋值  65-66
    5.3.4 评价指标权重值确定  66-69
    5.3.5 评价数学模型建立  69-71
  5.4 综合评价  71-75
    5.4.1 综合评价值分析  71
    5.4.2 综合评价分区图  71-72
    5.4.3 评价结果  72-75
  5.5 环境治理措施与建议  75-77
第六章结语  77-80
  6.1 主要成果与认识  77-79
  6.2 存在的问题与展望  79-80
参考文献  80-85
附录  85-88
致谢  88-89
攻读学位期间主要的研究成果  89

陇南金矿区矿山环境遥感监测与GIS评价研究

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