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“土地科学面面观”专栏 | 矿区生态环境遥感监测有何研究进展? 精选

已有 2464 次阅读 2022-11-29 09:09 |个人分类:学术软文|系统分类:论文交流

引言 

矿区是矿产资源开采与利用、土地资源占用与破坏的集合区域,也是经济发展与资源、环境保护冲突的集中区域。自1973年美国宇航局使用地球资源卫星监测阿帕拉契亚矿区土地利用、植被与积水的环境问题后,遥感技术逐渐发展为一种监测矿区生态环境的重要手段。遥感技术的发展为全面、快速、连续和客观地识别矿区生态环境要素、监测生态环境变化提供了便捷条件,同时也为矿区的治理、复垦与规划等问题的决策提供了技术支撑。

目前已出现一些利用遥感技术监测矿区生态环境的研究。然而,对于这些研究进行系统性梳理的工作仍然较少,这不利于矿区生态环境遥感监测研究的归纳与总结。因此,本篇发表在IJERPH 期刊的论文,在综合分析大量相关文献的基础上,归纳了基于遥感技术识别矿区边界与土地利用/覆被类型变化、监测矿区生态环境等方面的进展,以期发现当前遥感技术监测矿区生态环境方面存在的主要问题,展望未来矿区生态环境遥感监测的发展方向。


研究内容 

本文结合矿区生态环境遥感监测的相关研究进展,从地物类型监测、生态状况监测、环境状况监测三个方面回顾了当前的技术现状。矿区地物类型的识别是遥感监测的基础,矿区边界的准确识别为景观生态环境监测提供了基础数据。在矿区边界的不同监测方法中,土地利用状态数据的模糊聚类处理可以快速、方便、准确地提取矿区边界信息。在矿区遥感监测中,对生态景观多样性的研究较为成熟,而对动物和微生物的监测尚处于起步阶段;尤其是,相对较高的成本在很大程度上限制了对微生物的监测。矿区遥感监测主要集中于受影响的植被和土壤;尽管研究成果丰富,但考虑水和空气污染的研究相对较少。在监测矿区生物多样性时,植被监测主要涉及不同植物种类的识别与比较,而矿区受影响植被的研究主要集中于植被种类的内部比较。矿区土地利用/覆盖变化与生态景观多样性密切相关,它们相互关联,但相对独立。一般而言,矿区生态环境遥感监测研究多为某一方面的孤立研究,相对全面的研究较少。

根据不同的全球划分标准,矿区类型众多,采矿对环境的影响是广泛的。遥感技术对矿区监测的有效性因地区、开采方法和开采商品的不同而异。例如,大多数矿区的土壤都含有铁,因此,矿区铁元素的遥感监测技术比其它矿物元素技术更为成熟。由于其独特的特征,放射性矿产资源在遥感图像中比非放射性矿产资源更易识别。与植被茂密地区和地下矿区相比,植被裸露地区通过遥感进行的环境监测不太复杂。此外,矿区植被密度的差异也会导致遥感监测效果的差异。

然而,此项研究在几个方面受到限制。例如,本文根据监测目标而非技术类型对矿区生态环境监测遥感技术进行了回顾。这主要是为了强调该技术在各个领域的进步,而不是专注于遥感技术本身。由于遥感数据的局限性,目前尚无法完全实现通过遥感进行矿区生物多样性监测。即使是先进的植被监测技术,对内部能量流的遥感监测研究也很少。但未来,随着遥感卫星的进一步发展,矿区遥感监测将变得更加方便、实惠、快捷,分辨率和精度都将提高。同时,不同遥感卫星的立体监测和多源数据对矿区环境的综合监测将成为可能。


阅读英文原文:https://www.mdpi.com/663406

Song, W.; Song, W.; Gu, H.; Li, F. Progress in the Remote Sensing Monitoring of the Ecological Environment in Mining Areas. Int. J. Environ. Res. Public Health 2020, 17, 1846. 


专栏简介 

“土地科学面面观”专栏由IJERPH 期刊编委宋伟副研究员 (中国科学院地理科学与资源研究所) 主持,专注于土地利用变化科学领域的前沿进展。


专栏编辑

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宋伟 副研究员

中国科学院地理科学与资源研究所

长期从事土地利用变化科学的相关研究工作,具体研究方向包括土地利用变化检测、土地利用变化建模与模拟、土地利用政策、土地利用变化的生态效应以及土地整治、土地利用规划等。截至2022年9月,已在国内外学术期刊发表论文110余篇,其中第一/通讯作者SCI/SSCI收录论文80余篇,在Web of Science核心集中被引近2400次,单篇最高被引305次。第一/通讯作者论文中有3篇入选ESI高被引论文,1篇入选Ecological Modelling 的2014~2018年Most Cited论文。

担任国际期刊 IJERPH (IF 4.614) 和 Scientific Reports (IF 4.996) 编委。获省部级奖励6次 (其中第一完成人二等奖1次)、获第十四届全国青年地理科技奖。参与了《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划 (2021~2035年)》、《大运河生态环境保护修复专项规划》等规划的编制工作,参与撰写的3份咨询报告得到中办采用。


IJERPH 期刊介绍

主编:Paul B. Tchounwou, Jackson State University, USA

期刊涵盖环境科学与工程、公共健康、环境健康、职业健康、健康经济和全球健康等研究领域。期刊已被Web of Science、PubMed、Scopus等多个数据库收录。

2021 Impact Factor:4.614

2021 CiteScore:4.5

Time to First Decision:22.5 Days

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