基于数字化技术的矿区塌陷土地复垦研究

基于数字化技术的矿区塌陷土地复垦研究

丁娟[1]2008年在《地学信息图谱在南屯矿区生态环境研究中的应用》文中研究指明煤矿区生态环境是煤炭矿区及其周围生态系统生存和发展所需的生态环境。长期的煤炭资源不合理的开发利用,导致当前资源、环境、生态问题越来越突出,矿区已成为人类与环境矛盾最尖锐的区域。因此,保护矿区的生态环境,实现矿区经济、社会和生态环境的协调发展,已成为煤炭工业可持续发展研究领域中的重要议题。地学信息图谱是反映地物某种时空规律的信息处理与显示方法。它是由着名地理学家陈述彭院士首次提出,是人们不再满足于仅仅利用计算机技术来对地理信息进行可视化表达及其空间查询,而强调地理信息系统的空间分析和模拟能力时产生的;是继承传统地学图谱思维方法,进一步在遥感图像与地理信息系统的基础上,实现全数字化定量分析的一种地理时空方法论。地学信息图谱简练又深刻地概括和反映了地理客体的时空分布规律,这不但能够深化人们对于地理客体的认识和理解,而且它通过建立起多尺度、多分辨率、多专题、多时间序列、多维、多种用途的全方位信息表达,为指导国民经济的空间布局和区域规划提供了重要的科学依据。地学信息图谱在矿区生态环境中的应用,表现在可以直观地反映矿区符合生态系统要素的时空变化特征和时空演变规律,为煤矿区生态环境的综合整治和矿区可持续发展提供科学依据。本文是在国家自然科学基金项目——煤矿区生态环境演变机理及地理信息图谱研究(40471049)的基础上,在矿区生态环境破坏现象严重、生态环境治理亟待解决以及地学信息图谱研究起步不久的背景下完成的。在理论研究和实地考查的基础上,以南屯煤矿区为例,以SPOT数据、航片、地形图为基础数据,构建研究区景观生态信息图谱,并在此基础上,利用地学信息图谱理论定性、定量分析景观生态环境的演变状况,进而提出南屯矿区生产发展和生态环境保护的综合整治对策。结果表明,地学信息图谱在矿区生态环境分析中具有理论上的新颖性和实践上的可行性。全文从六个方面进行阐述。第一部分从信息图谱的基本概念入手,探讨地学信息图谱、生态环境信息图谱以及景观生态信息图谱的理论基础,煤矿区生态修复及生态重建的相关理论,选题研究内容和方法。第二部分,对南屯矿区的状况进行阐述,包括自然概况、社会经济概况以及景观生态基本特征。第叁部分,从其他类型的图谱中得到一些启示,通过阐述景观生态信息图谱设计的理论基础、原则和思路,论述了南屯矿区景观生态信息图谱提炼的技术流程并构建了研究区景观生态信息图谱。第四部分,通过对南屯矿区景观生态信息图谱时空格局演变进行分析,从景观生态结构和景观生态环境质量两方面探讨生态环境演变,进而分析了生态环境演变的因素。第五部分,阐述了景观生态环境演变的综合整治对策,包括生态环境演变的治理策略和南屯矿区塌陷地的复垦方案。第六部分,总结全文,提出本研究的重点、难点和创新点、研究中需要注意的问题及日后进一步的工作展望。

王巧妮[2]2008年在《采煤塌陷地复垦模式综合效益评价与对策研究》文中进行了进一步梳理煤矿和土地是人类赖以生存和发展的重要自然资源。煤矿的开采为我国经济、社会发展做出巨大贡献的同时,也造成了大面积的土地塌陷,严重影响了矿区的生态环境、农业生产、区域经济发展以及人民生活水平的提高。因此,根据当地的自然条件、社会经济条件最大限度的重新开发利用塌陷地,使得采煤塌陷地在复垦后达到最大的经济、生态和社会效益,满足矿区可持续发展的需要,是目前亟待解决的问题。本文主要开展了以下几个方面的研究:首先,在分析我国采煤塌陷、采煤塌陷地复垦的历程和现状的基础上,对我国采煤塌陷地复垦存在的问题进行了探讨。其次,运用系统的原理,对采煤塌陷地复垦的动因、采煤塌陷地复垦的机制、采煤塌陷地复垦的原则进行了分析,建立了基于可持续发展的塌陷地复垦目标体系,并阐述了塌陷地复垦的步骤。第叁,对我国采煤塌陷地复垦模式进行了总结,分析了每种复垦模式的适用条件、优点及缺点。在此基础上,从复垦后用途、复垦技术、复垦的执行主体叁个角度对塌陷地复垦模式进行了系统分类。第四,建立了一个由叁级递阶系统(目标层、准则层、子准则层)、叁大类(经济效益、生态效益、社会效益)、11项指标构成的塌陷地复垦模式综合效益评价指标体系,并构建了评价模型。第五,运用塌陷地复垦模式综合效益评价模型,对积水较深的塌陷地、积水较浅或季节性积水的塌陷地、无积水塌陷地叁种情况下,四种典型复垦模式的综合效益进行了评价。根据评价结果,再结合九里区的特点,对九里区采煤塌陷地复垦模式进行了总体设计,并在以上研究的基础上提出了九里区采煤塌陷地复垦的若干对策。

刘玉华[3]2008年在《煤矿区土地复垦管理信息系统的设计与应用》文中研究说明煤炭的开发,为国家提供了大量的能源,促进了地方和国家经济的发展。在获得矿产资源的同时,不仅要占用和破坏土地,还会破坏景观和生态环境。所以,要减少对环境的影响和破坏,首先必须清洁生产,然后再对污染和破坏的生态环境进行整治。矿区土地复垦管理系统以破坏或退化的土地及相应的资源环境问题为研究对象,对数据进行科学合理的组织管理,解决数据冗余,确保数据安全正确和独立,实现数据资源共享,不仅是数据管理本身的要求,也成为矿区土地复垦与重建工程及其科学研究的迫切需要。本文正是在这种背景下,为将矿区中复垦和待复垦土地进行统一协调、综合管理,便于检索、查询、统计、汇总和分析,维持矿区土地复垦信息的现势性,同时初步应用此系统对复垦模式选择进行分析,以达到进行生态优化目的。以可持续发展理论为指导思想,应用Microsoft Access、MapX和VB6.0语言,构建矿区土地复垦管理信息系统(Land Reclamation and Management Information System,以下简称LRMIS),为矿区复垦模式验证、推广应用以及辅助决策打下基础。同时也为矿区土地复垦与重建工作进一步进行矿区各种资源管理、叁维景观可视化、开采沉陷预测及专家系统(ES)等创造必要条件。全文主要研究内容可概括为叁部分:第一部分为综述,概括了土地复垦管理及其信息化的国内外进展,提出了土地复垦信息系统的主要模式和任务。本论文所研究的问题来源于数据管理、矿区土地复垦与重建工程及科学研究的迫切需要;利用遥感、地理信息系统的广域性、周期性的特点,方便快捷地获得土地复垦方面的有关信息,为决策提供智力支持;借鉴国内外土地复垦方面的实践和研究成果,尤其是国外先进的矿区土地复垦管理决策、分析和预测技术,为更好地研究矿区战略规划提供绝好工具。第二部分为土地复垦管理信息系统的构建及编程实现。本部分从对研究区进行综合分析入手,根据研究区数据特点,进行了数据源分析、动态监测、技术路线制订及数据库设计,确定了土地复垦数据库的命名、结构、实施和维护,进而初步开发出较实用的复垦土地管理信息系统。为将矿区中复垦和待复垦土地进行统一协调、综合管理,便于检索、查询、统计、汇总和分析,维持矿区土地复垦信息的现势性,同时初步应用此系统对复垦模式选择进行分析,以达到进行生态优化目的。以可持续发展理论为指导思想,应用MapX、空间数据库和VB语言,构建矿区土地复垦管理信息系统,为矿区复垦模式验证、推广应用以及辅助决策打下基础。同时也为矿区土地复垦与重建工作进一步进行矿区各种资源管理、叁维景观可视化、开采沉陷预测及专家系统等创造必要条件。第叁部分为应用实证研究。用所建立的土地复垦管理信息系统对研究区的土地复垦用地结构进行优化分析,进而对用地生态重建优化分析,取得较好成效,提供了较好的借鉴。最后,对全文的主要内容进行了总结,提出了有待于进一步改进的方面,并对未来研究提出展望。本论文的重点是基于收集和实测、遥感解译和GIS技术的煤矿区土地复垦信息数据库的构建;难点是对选定地块的复垦前与复垦后景观变化、生产力高低、土壤性状等的比较,比较直观地获得对复垦效果的认识;对某待复垦地块可以采用的复垦模式加以选择,使煤矿区土地复垦生态重建最优化。主要思路为采用室内资料收集,野外生态环境、地质地貌调查,运用地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、数学方法和信息系统分析、调试、研究,建立煤矿区土地复垦管理信息系统,并对其带来的环境影响和土地复垦生态重建优化进行一定的分析研究。主要创新之处在于通过信息系统对选定地块的复垦前与复垦后景观变化、生产力高低、土壤性状等的比较,比较直观地获得对复垦效果的认识;对某待复垦地块可以采用的复垦模式加以选择,使煤矿区土地复垦生态重建最优化。

赵军[4]2003年在《基于数字化技术的矿区塌陷土地复垦研究》文中进行了进一步梳理煤炭是我国主要能源,在一次性能源结构中占70%以上,煤炭工业在国民经济发展中占有重要的地位。然而,煤炭资源的开采在给人类带来了巨大的好处的同时也给人类赖以生存的环境带来了危害。如何做到资源开发与环境整治并举,实现区域经济的持续发展,是我国当前面临的紧迫问题。 本文主要针对矿山开采地表塌陷问题,建立了煤矿开采生态环境破坏评价模型,提出了利用模糊联想记忆神经网络土地评价方法,利用地理信息系统软件ARC/INFO建立可视化管理信息系统,实现了塌陷区信息可视化。根据兖州矿区的实际情况,用先进的测绘仪器(全站仪、GPS)进行数据采集,用ARC/INFO进行数据管理与分析,也研究了利用全站仪和GPS采集的数据与ARC/INFO的数据接口问题,取得良好的实用效果。为矿区塌陷环境的综合整治提供了理论依据和技术方法,同时数字矿山的建设提供了信息资源。

杨光华[5]2014年在《高潜水位采煤塌陷耕地报损因子确定及报损率测算研究》文中认为高潜水位矿区采煤塌陷导致耕地“图、数、实地”不一致现象相当突出,出台耕地报损政策是解决该区煤粮高度复合背景下人地矛盾的最有效手段。目前,政府、企业对高潜水位矿区实施耕地报损的诉求也越来越强烈。耕地报损必要性分析、耕地损害信息提取及报损率测算是定性、定量地解决高潜水位矿区采煤塌陷耕地“为什么报损”和“报损数量多少”2个问题的关键,是制定耕地报损政策的前提和基础,具有很强的技术支撑作用。本研究定性分析了开展耕地报损工作的必要性,明确了耕地报损的对象、原则,分析了耕地报损率测算的重要性并确定了报损率的影响因子;提出了基于多数据源的耕地损害信息提取和耕地报损范围的初步划定方法,提出了基于DEM模型的挖填方量平衡条件下的耕地报损率测算方法;初步制定了耕地报损标准,明确了报损范围、报损面积及报损率的测定方法;选取典型矿区作为案例,验证了耕地损害信息提取、报损范围划定和报损率测算的可操作性。

张慧[6]2007年在《典型平原区采煤塌陷地复垦方案研究》文中研究表明近年来我国土地资源特别是耕地资源破坏形势十分严峻,人地矛盾越来越突出。采煤塌陷土地作为我国有效的后备土地资源,通过开发复垦实现土地的可持续利用,可以有效缓解我国的人地矛盾。本文通过对平原区高潜水位的徐州矿区典型采煤塌陷地潘安村的破坏特征分析,在研究塌陷区土地复垦条件的基础上,划分潘安村塌陷地类型,对塌陷地做适宜性评价,并对复垦的方向做出判定。在此基础上,具体设计出农作物种植复垦、基塘复垦和林果种植复垦叁种方向的复垦方案。对塌陷前土质肥沃而塌陷后成为中低产田的塌陷地,进行农作物种植方向复垦,设计复垦方案,提出设计标准,通过土地平整、土地改良与开发,以及农田水利、田间道路桥涵、农田防护林等田间工程对农作物种植复垦区进行综合开发。对塌陷区域中的深水区及浅水低湿地,进行基塘方向复垦,对复垦区进行立体种养设计,通过挖塘整理形成鱼塘,发展淡水养殖,鱼塘四周建立养护林网并种植牧草喂养禽畜,形成一个小型鱼、禽、畜综合养殖基地。对塌陷区域中居民搬迁后的废墟,进行林果种植方向复垦,通过土地整理,选择对土壤要求不高,适应性强的苹果、银杏的栽种,在增加农民收入的同时提高生态环境质量。为保证潘安村土地复垦方案顺利实施,对塌陷区域排水系统和灌溉系统进行整体设计,并建立组织制度、政策、管理、技术、资金等保障体系,最后对潘安村土地复垦实施效益进行分析,说明复垦方案的可操作性。

王国艳[7]2004年在《基于GIS的矿区地质环境治理规划研究》文中指出随着国民经济的飞速发展以及人类生产生活的需要,大量地下自然资源被开采出来。矿产资源的开采在支持国家经济建设、改善人民物质生活并提供足够资源的同时,其工程活动也引发了一系列的矿山地质灾害和地质环境问题,如何在煤矿生产期间做好矿区环境的综合治理工作,对煤矿今后的持续发展将产生重要影响。 本文通过论述矿区开采对地质环境的影响,总结了国内外现有的土地复垦的模式,在此基础上开展了矿区地质环境治理规划研究,开发了矿区地质环境治理规划信息系统,系统以GIS技术为基础,面向办公自动化管理,对图、文信息进行有效集成,实现了规划管理的现代化,规划信息的可视化,提高了治理规划的管理水平,并能够进行各种应用分析和智能决策,有利于矿区的可持续发展。并应用于葛亭矿区地质环境治理规划,取得了良好的效果。

王健[8]2006年在《淮北市矿区生态保护与总体规划研究》文中指出煤炭和土地是人类赖以生存和发展的重要自然资源。煤炭开采为我国经济和社会发展做出了巨大贡献,也造成大面积的土地塌陷、荒芜,严重影响了矿区生态环境、农业生产、区域经济发展及人民生活水平的提高。传统的土地复垦模式不能有效解决采煤塌陷地可持续发展面临的问题。因此,依据当地的自然条件和资源条件最大限度地重新开发利用塌陷地,使采煤塌陷地在生态修复以后能达到最佳的生态、社会和经济效益,满足矿区可持续发展的需要,是目前迫在眉睫、亟待解决的问题。 本文以淮北市矿区为研究对象,分析了采煤塌陷地开发利用和发展现状,在生态学和生态经济学原理指导下,提出了淮北市采煤塌陷地生态修复的战略目标和规划原则,针对不同类型塌陷地提出了不同的生态农业发展模式,构建了基于循环经济的采煤塌陷地循环经济型产业链,认为在采煤塌陷区建立生态工业园是实现循环经济的有效途径,并讨论了生态工业园内产业链实现循环的途径,得出了采煤塌陷地持续发展目标的实现模式和生态规划,为采煤塌陷地实现可持续发展提供了有益的参考方案。

高学芹[9]2006年在《徐州沛县煤矿地质环境治理规划信息系统设计》文中认为我国是一个以煤炭为主要能源的国家,在能源结构中煤炭占70%以上。煤炭产业作为国民经济的支柱产业之一,在经济发展中发挥着举足轻重的作用。但是,随着煤炭的大量开采,我国山西、两淮、山东、徐州等地均出现了地面大面积沉陷的现象。采煤沉陷使地表受到破坏,除了使耕地、地面建筑、道路等遭到破坏之外,有些甚至严重破坏了当地的生态环境。采煤沉陷严重影响了矿区耕地资源的永续利用,甚至引发矛盾冲突,阻碍了矿区社会、经济、生态环境的持续发展。如何在煤矿生产期间做好矿区环境的综合治理工作,对煤矿今后的持续发展将产生重要影响。 本文通过论述矿区开采对地质环境的影响,总结了国内外现有的土地复垦的模式,在此基础上开展了矿区地质环境治理规划研究,开发了矿区地质环境治理规划信息系统,系统以GIS技术为基础,面向办公自动化管理,对图、文信息进行有效集成,实现了规划管理的现代化,规划信息的可视化,提高了治理规划的管理水平,并能够进行各种应用分析和智能决策,有利于矿区的可持续发展。并将其应用于徐州沛县矿区地质环境治理规划,取得了良好的效果。

陈玉[10]2008年在《基于GIS的开采矿井土地利用系统分析与要素更新》文中研究说明将地理信息系统(GIS)和遥感(RS)作为技术手段应用到张集矿区土地利用管理中。将张集矿区遥感影像解译结果作为主要数据源,结合矿区土地利用类型基础数据库,在ArcGIS9.0平台下实现对矿区土地利用系统的更新。完成的主要工作包括:①在安徽省土地利用类型系统数据库(淮南矿区部分)的基础上提取出张集矿区井田土地利用系统图,作为土地利用系统要素更新的本底图层。②在中国资源卫星应用中心的网站选取并下载合适的CBERS数据,所选数据的成像时间分别为2000年和2007年,对其进行几何校正、图像增强预处理后,选定并裁剪出张集井田区域,作为更新原土地利用系统的主要信息源之一。③计算归一化植被指数NDVI作为提取水体信息的手段;采用计算机自动分类辅以目视解译的方法对遥感影响进行解译,并结合原始土地利用系统图,提取出矿区开采塌陷积水区及新建工业广场、公路、铁路等空间要素信息。④从原始土地利用系统中提取各种土地利用类型要素,分别对矿区开采塌陷要素进行迭加分析,得出开采塌陷影响各种土地利用类型的范围和准确影响面积结果。⑤结合遥感图像解译结果,对原数据库内矢量要素进行匹配调整,完成对张集矿区土地利用系统的更新,并以专题地图和表格的形式将研究区内土地利用动态变化情况表示出来。⑥针对开采塌陷对矿区生态环境的影响,提出张集井田开采沉陷综合治理措施,为张集矿区土地复垦规划、生态环境综合整治及生态恢复措施提供相关依据。

参考文献:

[1]. 地学信息图谱在南屯矿区生态环境研究中的应用[D]. 丁娟. 山东师范大学. 2008

[2]. 采煤塌陷地复垦模式综合效益评价与对策研究[D]. 王巧妮. 南京林业大学. 2008

[3]. 煤矿区土地复垦管理信息系统的设计与应用[D]. 刘玉华. 山东师范大学. 2008

[4]. 基于数字化技术的矿区塌陷土地复垦研究[D]. 赵军. 山东科技大学. 2003

[5]. 高潜水位采煤塌陷耕地报损因子确定及报损率测算研究[D]. 杨光华. 中国矿业大学(北京). 2014

[6]. 典型平原区采煤塌陷地复垦方案研究[D]. 张慧. 南京师范大学. 2007

[7]. 基于GIS的矿区地质环境治理规划研究[D]. 王国艳. 山东科技大学. 2004

[8]. 淮北市矿区生态保护与总体规划研究[D]. 王健. 合肥工业大学. 2006

[9]. 徐州沛县煤矿地质环境治理规划信息系统设计[D]. 高学芹. 西安建筑科技大学. 2006

[10]. 基于GIS的开采矿井土地利用系统分析与要素更新[D]. 陈玉. 合肥工业大学. 2008

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