第1章礦區(qū)生態(tài)擾動(dòng)監(jiān)測與評價(jià)概述1 1.1礦產(chǎn)開采對礦區(qū)生態(tài)擾動(dòng)的理論分析1 1.1.1理論基礎(chǔ)1 1.1.2礦產(chǎn)開采的生態(tài)擾動(dòng)特征及成因分析41.2礦區(qū)生態(tài)擾動(dòng)監(jiān)測與評價(jià)研究進(jìn)展及趨勢8 1.2.1研究內(nèi)容及特點(diǎn)8 1.2.2研究進(jìn)展9 1.2.3國內(nèi)外研究進(jìn)展比較21 1.2.4發(fā)展趨勢展望22 參考文獻(xiàn)23 第2章井工開采對植被-土壤生物量及碳匯擾動(dòng)監(jiān)測與評價(jià)26 2.1井工開采對礦區(qū)植被擾動(dòng)時(shí)空效應(yīng)的圖譜分析26 2.1.1數(shù)據(jù)來源與處理26 2.1.2植被覆蓋度時(shí)空效應(yīng)的測度27 2.2礦區(qū)高時(shí)空分辨率影像提取32 2.2.1STARFM融合模型32 2.2.2多年多時(shí)相融合結(jié)果與評價(jià)36 2.2.3植被變化情況42 2.3井工開采對植被-土壤生物量與碳匯擾動(dòng)的計(jì)量理論43 2.3.1煤礦區(qū)主要地表碳匯類型43 2.3.2煤炭開采對植被-土壤生物量與碳匯擾動(dòng)的計(jì)量理論44 2.4井工開采對植被擾動(dòng)的物質(zhì)量變化計(jì)量47 2.4.1植被擾動(dòng)時(shí)空序列分析與NDVI損失計(jì)量47 2.4.2高時(shí)空分辨率遙感影像融合47 2.4.3沉陷區(qū)自然因子及采礦對植被的影響48 2.4.4植被NDVI損失測度53 2.5井工開采沉陷對土壤侵蝕的影響54 2.5.1山地DEM反演54 2.5.2山地開采沉陷對土壤侵蝕量的影響56 2.5.3土壤侵蝕變化成因與機(jī)制分析61 2.6井工開采對植被-土壤擾動(dòng)的碳匯變化計(jì)量63 2.6.1植被受煤炭開采擾動(dòng)的碳匯變化測度64 2.6.2基于CASA模型的NPP計(jì)算方法64 2.6.3改進(jìn)FPAR計(jì)算方法的受擾動(dòng)植被NPP損失量測度65 2.6.4土壤受煤炭開采擾動(dòng)的碳匯變化測度70 2.6.5植被-土壤系統(tǒng)有機(jī)碳匯變化測度72 2.7井工開采主要碳匯要素受擾動(dòng)影響價(jià)值計(jì)量與生態(tài)補(bǔ)償75 2.7.1環(huán)境價(jià)值量計(jì)量75 2.7.2生態(tài)補(bǔ)償額度確定78 參考文獻(xiàn)81 第3章開采塌陷地土壤全氮高光譜估測與評價(jià)84 3.1土壤樣品采集與數(shù)據(jù)預(yù)處理84 3.1.1土壤樣品采集及制備84 3.1.2土壤全氮化學(xué)分析85 3.1.3土壤光譜測量85 3.1.4數(shù)據(jù)預(yù)處理86 3.2全氮估測的LCMCS方法88 3.2.1LCMCS方法概述89 3.2.2對比評價(jià)方案94 3.2.3建模方案設(shè)計(jì)95 3.2.4結(jié)果與討95 3.3全氮估測的PMM方法1033.3.1PMM方法概述105 3.3.2建模方案設(shè)計(jì)106 3.3.3結(jié)果和討論107 3.4全氮估測的SCLM方法115 3.4.1土色值獲取115 3.4.2SCLM方法概述116 3.4.3建模方案設(shè)計(jì)118 3.4.4結(jié)果和討論118 參考文獻(xiàn)124 第4章煤礦區(qū)矸石山自燃監(jiān)測與評價(jià)126 4.1矸石山自燃機(jī)理與相關(guān)模型126 4.1.1矸石山自燃的條件及特征126 4.1.2矸石山內(nèi)部氧氣傳輸機(jī)制129 4.1.3矸石山自燃現(xiàn)象的理論解釋132 4.1.4矸石山內(nèi)部熱傳導(dǎo)模型133 4.1.5矸石山內(nèi)部產(chǎn)熱強(qiáng)度計(jì)算模型135 4.2矸石山邊界提取137 4.2.1矸石山分布信息提取138 4.2.2矸石山信息提取結(jié)果及精度140 4.3自燃矸石山現(xiàn)場監(jiān)測142 4.3.1矸石山表面溫度測試142 4.3.2矸石山溫度場圖像的三維空間信息146 4.3.3矸石山內(nèi)部溫度測試149 4.3.4矸石山內(nèi)部氣體分析154 4.4矸石山自燃深度測算159 4.4.1矸石山自燃深度測算方法159 4.4.2參數(shù)的確定及自燃深度的解算160 4.4.3實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證162 4.5矸石山不同自燃點(diǎn)散熱量估算163 4.5.1矸石山不同自燃位置下散熱量估算模型163 4.5.2矸石山自熱層向環(huán)境輸送熱量估算165 參考文獻(xiàn)170 第5章地下煤火多源遙感監(jiān)測與評價(jià)171 5.1基于空-天-地遙感信息的山西馬脊梁煤火監(jiān)測與評價(jià)171 5.1.1研究內(nèi)容與技術(shù)路線171 5.1.2TM/ETM 火區(qū)溫度遙感監(jiān)測173 5.1.3無人機(jī)煤火監(jiān)測175 5.1.4紅外熱像儀火區(qū)溫度場監(jiān)測178 5.2基于熱紅外與InSAR信息的新疆阜康煤火監(jiān)測與評價(jià)181 5.2.1研究區(qū)域與技術(shù)路線181 5.2.2結(jié)果驗(yàn)證與分析186 5.3基于熱異常、NDVI、沉降遙感信息的新疆米泉火區(qū)監(jiān)測與評價(jià)188 5.3.1研究內(nèi)容與技術(shù)路線188 5.3.2反演結(jié)果193 5.3.3火區(qū)精度評價(jià)196 5.3.4時(shí)空分析與關(guān)系分析198 5.3.5討論201 5.4基于無人機(jī)熱紅外遙感的新疆寶安煤火監(jiān)測與評價(jià)202 5.4.1研究區(qū)域與數(shù)據(jù)203 5.4.2研究方法207 5.4.3結(jié)果與分析208 參考文獻(xiàn)213 第6章煤礦區(qū)地表形變監(jiān)測與評價(jià)216 6.1多源SAR數(shù)據(jù)融合監(jiān)測地面沉降方法216 6.1.1多平臺(tái)SAR數(shù)據(jù)地表形變聯(lián)合監(jiān)測基礎(chǔ)216 6.1.2九龍礦多源SAR融合實(shí)驗(yàn)220 6.1.3九龍礦多源SAR融合實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析221 6.2礦區(qū)形變信息D-InSAR與概率積分法聯(lián)合提取224 6.2.1D-InSAR與概率積分融合方法225 6.2.2InSAR監(jiān)測結(jié)果227 6.2.3概率積分法預(yù)計(jì)結(jié)果229 6.2.4InSAR與概率積分法融合提取結(jié)果230 6.3礦區(qū)小形變的長時(shí)序監(jiān)測231 6.3.1研究區(qū)及數(shù)據(jù)232 6.3.2礦區(qū)小形變監(jiān)測結(jié)果及分析234 6.4礦區(qū)地表形變長時(shí)序多源SAR監(jiān)測數(shù)據(jù)分析的MFM方法242 6.4.1研究區(qū)SAR數(shù)據(jù)242 6.4.2多模型聯(lián)合時(shí)序方法概述244 6.4.3多源星載SAR數(shù)據(jù)融合監(jiān)測峰峰礦區(qū)地面沉降流程245 6.4.4多源數(shù)據(jù)融合的峰峰礦區(qū)沉降監(jiān)測實(shí)驗(yàn)246 6.5峰峰礦區(qū)地表形變空-天-地協(xié)同監(jiān)測與多源數(shù)據(jù)集成分析256 6.5.1峰峰礦區(qū)地表沉降監(jiān)測內(nèi)容及流程256 6.5.2峰峰礦區(qū)地表沉降信息廣域監(jiān)測分析257 6.5.3峰峰礦區(qū)地表沉降信息精細(xì)化監(jiān)測258 6.5.4多源數(shù)據(jù)融合方法監(jiān)測峰峰礦區(qū)地表沉降結(jié)果及分析266 6.5.5峰峰礦區(qū)地表沉降監(jiān)測精度分析269 參考文獻(xiàn)274 第7章石油和地下水開采地表形變監(jiān)測與評價(jià)276 7.1時(shí)序InSAR技術(shù)概述276 7.1.1PS-InSAR技術(shù)276 7.1.2SBAS-InSAR技術(shù)276 7.1.3時(shí)域相干點(diǎn)干涉測量技術(shù)277 7.2石油開采地表形變時(shí)序InSAR技術(shù)監(jiān)測與評價(jià)277 7.2.1研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)情況277 7.2.2D-InSAR和時(shí)序InSAR技術(shù)微小形變監(jiān)測能力對比分析278 7.2.3任丘地區(qū)石油開采地表形變時(shí)序InSAR技術(shù)監(jiān)測與評價(jià)279 7.3地下水開采地表形變多平臺(tái)SAR數(shù)據(jù)聯(lián)合監(jiān)測與評價(jià)285 7.3.1多平臺(tái)SAR數(shù)據(jù)聯(lián)合監(jiān)測地表形變方法285 7.3.2研究區(qū)及數(shù)據(jù)302 7.3.3滄州地區(qū)地下水開采地表形變多平臺(tái)SAR數(shù)據(jù)監(jiān)測與評價(jià)304 參考文獻(xiàn)310 第8章草原區(qū)煤電基地生態(tài)擾動(dòng)與修復(fù)評價(jià)312 8.1草原區(qū)煤電基地概述及其典型研究區(qū)域312 8.1.1草原區(qū)煤電基地概述312 8.1.2煤電基地開發(fā)擾動(dòng)下的草原區(qū)生態(tài)環(huán)境變化314 8.1.3典型研究區(qū)域概況316 8.2草原區(qū)煤電基地生態(tài)環(huán)境擾動(dòng)源時(shí)空演變318 8.2.1擾動(dòng)源的時(shí)間發(fā)展趨勢分析319 8.2.2擾動(dòng)源的空間發(fā)展趨勢分析322 8.3勝利煤電基地生態(tài)環(huán)境要素時(shí)空動(dòng)態(tài)變化分析及擾動(dòng)源識(shí)別323 8.3.1土地利用類型時(shí)空演變格局分析323 8.3.2植被覆蓋時(shí)空變化檢測328 8.3.3土壤風(fēng)-水復(fù)合侵蝕估算334 8.3.4大氣數(shù)據(jù)監(jiān)測與分析346 8.4草原區(qū)煤電基地生態(tài)環(huán)境綜合評價(jià)354 8.4.1生態(tài)環(huán)境綜合評價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建354 8.4.2多時(shí)空尺度生態(tài)評價(jià)單元的劃分359 8.4.3評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、評價(jià)方法和技術(shù)流程361 8.4.4勝利煤電基地生態(tài)環(huán)境狀況綜合評價(jià)363 8.5草原區(qū)煤電基地開發(fā)彈性調(diào)控與生態(tài)環(huán)境修復(fù)管理對策368 8.5.1基于國家宏觀調(diào)控政策，完善法律法規(guī)369 8.5.2搭建基于大數(shù)據(jù)的草原區(qū)煤電基地“監(jiān)測-評價(jià)-管理”三位一體的多源動(dòng)態(tài)監(jiān)測平臺(tái)370 8.5.3建立草原區(qū)煤電基地生態(tài)環(huán)境修復(fù)“5W 2H E”循環(huán)管理模式371 參考文獻(xiàn)373 索引375