基于多尺度图像分析的矿山环境监测与评价.doc

目 录 第一章 绪论 4 §1.1研究背景及意义 4 1.1.1选题来源及背景 4 1.1.2选题意义 4 §1.2国内外研究现状与发展趋势 4 1.2.1利用RS和GIS对矿山环境监测与评价的国内外研究现状 5 1.2.2我国矿山环境评价体系研究现状及存在问题 6 1.2.3 多尺度遥感图像分析的国内外研究现状 7 §1.3 研究内容、方法和技术路线 7 1.3.1研究内容 7 1.3.2 研究方法 8 1.3.3技术路线 8 第二章 矿山环境遥感机理与方法 10 §2．1环境遥感和矿山环境遥感理论和技术基础 10 2.1.1地学遥感和环境遥感 10 2.1.2 矿山环境及其分类 12 2.1.3矿山环境遥感的地学目标与图像特性 12 2.1.4矿山环境遥感及其技术基础 12 §2.2矿山环境要素及其遥感机理 12 2.2.1 矿山环境要素 12 2.2.1.1地形地貌 12 2.2.1.2地质构造 12 2.2.1.3地层岩性 13 2.2.1.4水系与水体 13 2.2.1.5矿山地质灾害体 13 2.2.1.5矿山地质灾害体 13 2.2.2矿山环境和矿山环境要素遥感机理 14 §2.3矿山要素遥感本底值 15 2.3.1 遥感本底值要素指数 15 2.3.2 矿山要素遥感本底值 16 2.3.2.1 岩性的遥感本底值 16 2.3.2.2矿山滑坡、崩塌体的遥感本底 17 2.3.2.3矿山水体的遥感本底值 21 §2.4 本章小结 22 §2.4 本章小结 23 第三章 矿山环境多尺度遥感分析 24 §3.1多尺度遥感分析 24 3.1.1尺度、多尺度问题和多尺度表达 24 3.1.2遥感信息的尺度问题 25 3.1.3多尺度遥感图像分析 25 §3.2多尺度遥感分析在矿山环境中的应用 25 3.3.1矿山地质环境的多尺度图像分析 25 3.3.2矿山地理环境和生态环境的多尺度图像分析 26 3.3.2.3矿山土地环境与多尺度图像分析 26 3.3.2.4矿山生态环境与多尺度图像分析 26 植被指数 26 第四章 矿山环境要素信息识别和提取 27 §4.1遥感图像数字处理 27 4.1.1遥感数据获取 27 4.1.2遥感图像最佳波段选择 30 4.1.3遥感图像预处理 30 4.1.4遥感图像增强处理 32 4.1.4正射影像地图制作 34 §4.2遥感图像特征表达和图像信息提取算法设计 35 §4.2多尺度图像分割和图像分类 36 §4.3矿山要素信息识别和提取 36 §4.4 矿山地物自动识别和提取的实现 36 §4.5 本章小结 50 第五章 矿山环境监测实证研究 51 §5.1我国矿山环境现状 51 §5.2矿山水体污染监测 51 §5.3矿山土地利用变化监测 51 §5.4矿山固体废物和堆积物变化监测 51 §5.5矿山植被变化监测 51 §5.6矿山地质灾害监测与预警 51 §5.7 本章小结 51 第六章 矿山环境评价 51 §6.1矿山环境评价原理和方法 52 6.1.1矿山环境评价的意义和内容 52 6.1.2矿山环境评价的基本方法和程序 52 6.1.3矿山环境评价范围与分级 53 6.1.4 矿山环境评价指标体系和评价指标权重 54 6.1.5 矿山环境评价方法和数学模型 57 §6.2多尺度矿山环境评价 64 6.2.1 评价模型分类 64 6.2.2 多尺度矿山环境评价体系和评价模型 64 6.2.3评价因子选取 66 §6.3矿山环境综合评价实例 66 §6.4 本章小结 66 第七章 结论和展望 67 §7.1 结论 67 §7.2 存在问题和展望 68 致 谢 69 参考文献 71 第一章 绪论 §1.1研究背景及意义 1.1.1选题来源及背景 本论文选题来源于中国地质调查局项目——《鄂西及鄂东南重点成矿带与矿集区矿山开发遥感调查与监测》（编号07）。 随着经济和社会发展，环境问题日益突出。人类对环境的破坏使水土流失、“沙尘暴”现象、水体污染、草场退化、地面变形等越来越严重，由于采矿而引起的一系列矿山环境问题不仅威胁到人类的生命财产安全，制约着经济的发展，同时也引发了一系列社会问题和矛盾。近年来，矿山环境问题和矿区生态环境保护愈来愈受到人们的重视，科学开发利用矿产资源与保护生态环境已成为人们的共识[]。 我国是世界第三大矿业国家[]，在长期的矿产资源开发利用过程中，由于认识的不足，矿山环境保护观念薄弱，对迅猛发展的中小型矿山疏于管理，加之选矿工艺落后，大多无环保措施，加剧矿区环境破坏，环境欠账问题较多。经过长期高强度大规模矿产开发活动和无序群采，废石、尾矿泛滥，地面塌陷、土地破坏、山体崩塌、滑坡、泥石流、水质污染、植被破坏等不仅造成大量的人员伤亡和财产损失，