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王家耀院士团队. 多源遥感指数的尾矿库生态复绿动态监测,马鞍山为例
发布时间:2026-01-29     来源:测绘科学, 2025, 50 (12): 67-77.      浏览:29次

摘要

针对矿山生态复绿遥感卫星监测过程中NDVI在植被稀疏区域易被高估,在植被稠密区域易被低估进而造成生态复绿监测不准确的问题,该文构建了一种新的综合植被指数。基于近五年高分系列遥感影像,对马鞍山市重点监管的尾矿库进行生态复绿时空特征提取,并对生态恢复效果进行评价。结果表明,城门峒尾矿库2019至2023年期间,复绿面积逐年对比分别提升5.7%,5.13%,2.27%和7.39%,稳定区域占比较高始终保持在45%以上,反映出城门峒尾矿库生态状况长期稳定,复绿面积稳步提升的状况。通过地面无人机数据及样方验证对时序NDVI遥感监测结果和综合植被指数进行验证,证明综合植被指数的可靠性。研究结果直观展示了尾矿库植被恢复动态变化,为尾矿库生态修复进程评估和科学管理提供了重要的技术支持。

引用

[1] 黄继磊,姚淑雯,王家耀,等. 综合植被指数的马鞍山尾矿库复绿监测[J]. 测绘科学, 2025, 50 (12): 67-77. 

DOI:10.16251/j.cnki.1009-2307.2025.12.008. 

引言

本文提出以高分系列时序影像为基础,融合归一化植被指数(NDVI)、改进土壤调节植被指数(MSAVI)和简单比值植被指数(simple ratio vegetation index, SR)的方法,通过三种植被指数的乘积构建综合植被指数,兼顾MSAVI在低植被覆盖区的适应性与SR对植被波动的敏感性,从而提升尾矿库复绿监测的适应性与准确性。针对NDVI在水体区域的干扰问题,采用阶跃函数对NDVI计算过程中的水体部分进行排除,以减少水体对植被指数的影响。采用差值分析思想,以综合植被指数的差值构建生态复绿指数,研究综合评价2019—2023年马鞍山市重点尾矿库的植被生长趋势及覆盖变化情况,并结合2024年无人机影像进行地面验证,以增强研究结果的真实性与应用价值。研究为尾矿库生态修复动态监测提供了一种可行且高效的技术路径,为区域矿区复绿治理提供理论支持与实践参考。

主要图表

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图1 研究区地理位置

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图2 数据处理流程图

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图3 城门峒尾矿库2019—2023年影像及NDVI分级图

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图4 城门峒尾矿库2019—2023年综合植被指数 L 分级图

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图5 城门峒尾矿库2019—2023年生态复绿图

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图6 青山尾矿库2020—2024年遥感影像及2024年无人机影像

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图7 青山尾矿库2020—2024年逐年生态植被复绿和累积生态植被复绿图

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图8 2024年7月遥感影像和2024年9月综合 植被指数 L 分级对比图

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图9 综合植被指数数值分布对比及生态复绿变化情况图

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图10 青山尾矿库选取样方图

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图11 2024年7月遥感影像和2024年9月无人机影像NDVI对比

2024年7月覆盖青山尾矿库的遥感影像和2024年9月青山尾矿库的无人机影像总体相关性较高,表明遥感影像与无人机影像具有高度一致性,反映出遥感影像能够有效地表征地表植被动态,这一结果为利用遥感技术进行尾矿库生态监测提供了重要的数据支撑和方法参考。

结束语

基于2019—2023年高分遥感影像,构建了时序NDVI数据集,并利用简单比值指数和改进型土壤调节植被指数构建综合植被指数 L。通过计算综合植被指数 L的差值来表达生态复绿,从而评估马鞍山市尾矿库的年度植被修复效果及空间生长趋势,并综合分析整体修复成效。研究结果表明,马鞍山市城门峒尾矿库坝体中心的积水区域逐渐减少,逐步转变为整修后的裸地,边坡自底部向上出现植被生长,有一定程度的植被恢复,但整体仍处于一般复绿水平。通过地面无人机的真实影像数据进一步验证了青山尾矿库的复绿情况,证明了生态植被指数能够有效评价尾矿库的植被变化情况,相较于单一植被指数,其评价结果更符合实际变化情况。


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