●第1章
礦區生態擾動監測與評價概述1
1.1礦產開采對礦區生態擾動的理論分析1
1.1.1理論基礎1
1.1.2礦產開采的生態擾動特征及成因分析4
1.2礦區生態擾動監測與評價研究進展及趨勢8
1.2.1研究內容及特點8
1.2.2研究進展9
1.2.3國內外研究進展比較21
1.2.4發展趨勢展望22
參考文獻23
第2章井工開采對植被-土壤生物量及碳彙擾動監測與評價26
2.1井工開采對礦區植被擾動時空效應的圖譜分析26
2.1.1數據來源與處理26
2.1.2植被覆蓋度時空效應的測度27
2.2礦區高時空分辨率影像提取32
2.2.1STARFM融合模型32
2.2.2多年多時相融合結果與評價36
2.2.3植被變化情況42
2.3井工開采對植被-土壤生物量與碳彙擾動的計量理論43
2.3.1煤礦區主要地表碳彙類型43
2.3.2煤炭開采對植被-土壤生物量與碳彙擾動的計量理論44
2.4井工開采對植被擾動的物質量變化計量47
2.4.1植被擾動時空序列分析與NDVI損失計量47
2.4.2高時空分辨率遙感影像融合47
2.4.3沉陷區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制分析61
2.6井工開采對植被-土壤擾動的碳彙變化計量63
2.6.1植被受煤炭開采擾動的碳彙變化測度64
2.6.2基於CASA模型的NPP計算方法64
2.6.3改進FPAR計算方法的受擾動植被NPP損失量測度65
2.6.4土壤受煤炭開采擾動的碳彙變化測度70
2.6.5植被-土壤繫統有機碳彙變化測度72
2.7井工開采主要碳彙要素受擾動影響價值計量與生態補償75
2.7.1環境價值量計量75
2.7.2生態補償額度確定78
參考文獻81
第3章開采塌陷地土壤全氮高光譜估測與評價84
3.1土壤樣品采集與數據預處理84
3.1.1土壤樣品采集及制備84
3.1.2土壤全氮化學分析85
3.1.3土壤光譜測量85
3.1.4數據預處理86
3.2全氮估測的LCMCS方法88
3.2.1LCMCS方法概述89
3.2.2對比評價方案94
3.2.3建模方案設計95
3.2.4結果與討95
3.3全氮估測的PMM方法103
3.3.1PMM方法概述105
3.3.2建模方案設計106
3.3.3結果和討論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建模方案設計118
3.4.4結果和討論118
參考文獻124
第4章煤礦區矸石山自燃監測與評價126
4.1矸石山自燃機理與相關模型126
4.1.1矸石山自燃的條件及特征126
4.1.2矸石山內部氧氣傳輸機制129
4.1.3矸石山自燃現像的理論解釋132
4.1.4矸石山內部熱傳導模型133
4.1.5矸石山內部產熱強度計算模型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矸石山信息提取結果及精度140
4.3自燃矸石山現場監測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矸石山內部溫度測試149
4.3.4矸石山內部氣體分析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
4.4.2參數的確定及自燃深度的解算160
4.4.3實驗驗證162
4.5矸石山不同自燃點散熱量估算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矸石山自熱層向環境輸送熱量估算165
參考文獻170
第5章地下煤火多源遙感監測與評價171
5.1基於空-天-地遙感信息的山西馬脊梁煤火監測與評價171
5.1.1研究內容與技術路線171
5.1.2TM/ETM+火區溫度遙感監測173
5.1.3無人機煤火監測175
5.1.4紅外熱像儀火區溫度場監測178
5.2基於熱紅外與InSAR信息的新疆阜康煤火監測與評價181
5.2.1研究區域與技術路線181
5.2.2結果驗證與分析186
5.3基於熱異常、NDVI、沉降遙感信息的新疆米泉火區監測與評價188
5.3.1研究內容與技術路線188
5.3.2反演結果193
5.3.3火區精度評價196
5.3.4時空分析與關繫分析198
5.3.5討論201
5.4基於無人機熱紅外遙感的新疆寶安煤火監測與評價202
5.4.1研究區域與數據203
5.4.2研究方法207
5.4.3結果與分析208
參考文獻213
第6章煤礦區地表形變監測與評價216
6.1多源SAR數據融合監測地面沉降方法216
6.1.1多平臺SAR數據地表形變聯合監測基礎216
6.1.2九龍礦多源SAR融合實驗220
6.1.3九龍礦多源SAR融合實驗結果分析221
6.2礦區形變信息D-InSAR與概率積分法聯合提取224
6.2.1D-InSAR與概率積分融合方法225
6.2.2InSAR監測結果227
6.2.3概率積分法預計結果229
6.2.4InSAR與概率積分法融合提取結果230
6.3礦區小形變的長時序監測231
6.3.1研究區及數據232
6.3.2礦區小形變監測結果及分析234
6.4礦區地表形變長時序多源SAR監測數據分析的MFM方法242
6.4.1研究區SAR數據242
6.4.2多模型聯合時序方法概述244
6.4.3多源星載SAR數據融合監測峰峰礦區地面沉降流程245
6.4.4多源數據融合的峰峰礦區沉降監測實驗246
6.5峰峰礦區地表形變空-天-地協同監測與多源數據集成分析256
6.5.1峰峰礦區地表沉降監測內容及流程256
6.5.2峰峰礦區地表沉降信息廣域監測分析257
6.5.3峰峰礦區地表沉降信息精細化監測258
6.5.4多源數據融合方法監測峰峰礦區地表沉降結果及分析266
6.5.5峰峰礦區地表沉降監測精度分析269
參考文獻274
第7章石油和地下水開采地表形變監測與評價276
7.1時序InSAR技術概述276
7.1.1PS-InSAR技術276
7.1.2SBAS-InSAR技術276
7.1.3時域相干點干涉測量技術277
7.2石油開采地表形變時序InSAR技術監測與評價277
7.2.1研究區概況及數據情況277
7.2.2D-InSAR和時序InSAR技術微小形變監測能力對比分析278
7.2.3任丘地區石油開采地表形變時序InSAR技術監測與評價279
7.3地下水開采地表形變多平臺SAR數據聯合監測與評價285
7.3.1多平臺SAR數據聯合監測地表形變方法285
7.3.2研究區及數據302
7.3.3滄州地區地下水開采地表形變多平臺SAR數據監測與評價304
參考文獻310
第8章草原區煤電基地生態擾動與修復評價312
8.1草原區煤電基地概述及其典型研究區域312
8.1.1草原區煤電基地概述312
8.1.2煤電基地開發擾動下的草原區生態環境變化314
8.1.3典型研究區域概況316
8.2草原區煤電基地生態環境擾動源時空演變318
8.2.1擾動源的時間發展趨勢分析319
8.2.2擾動源的空間發展趨勢分析322
8.3勝利煤電基地生態環境要素時空動態變化分析及擾動源識別323
8.3.1土地利用類型時空演變格局分析323
8.3.2植被覆蓋時空變化檢測328
8.3.3土壤風-水復合侵蝕估算334
8.3.4大氣數據監測與分析346
8.4草原區煤電基地生態環境綜合評價354
8.4.1生態環境綜合評價指標體繫的構建354
8.4.2多時空尺度生態的劃分359
8.4.3評價標準、評價方法和技術流程361
8.4.4勝利煤電基地生態環境狀況綜合評價363
8.5草原區煤電基地開發彈性調控與生態環境修復管理對策368
8.5.1基於國家宏觀調控政策，完善法律法規369
8.5.2搭建基於大數據的草原區煤電基地“監測-評價-管理”三位一體的多源動態監測平臺370
8.5.3建立草原區煤電基地生態環境修復“5W+2H+E”循環管理模式371
參考文獻373
索引375

本書為作者及其團隊在國家自然科學基金項目（50774080、51174287、51574221、41874044）、測繪地理信息公益性行業科研專項項目（201412016）、國家科技支撐計劃項目（2011BAB01B06）、國家重點研發計劃項目（2016YFC0501109）等資助的礦區生態擾動監測與評價方面的部分研究成果。本書共8章，分別為礦區生態擾動監測與評價概述、井工開采對植被-土壤生物量及碳彙擾動監測與評價、開采塌陷地土壤全氮高光譜估測與評價、煤礦區矸石山自燃監測與評價、地下煤火多源遙感監測與評價、煤礦區地表形變監測與評價、石油和地下水開采地表形變監測與評價、草原區煤電基地生態擾動與修復評價。