遥感技术在矿区土地生态修复监测中的应用

土地复垦和土地生态修复是当前热点，土地复垦本质上是对土地资源、土壤资源、水资源等可利用能力的恢复，而土地生态修复是一项系统工程，不仅涉及废弃地所处的地质、地貌、水文、植被、土壤等影响因素，还需要生态学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学等多个领域的相关技术支持[1]。

充分利用高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率遥感信息，获取矿区土地复垦和生态修复的动态变化[2]，应用GIS系统空间分析和模型评价的功能得到土地修复、土壤修复、水资源修复、大气资源修复等土壤及环境指标，评估污染水平和恢复水平，为生态复垦提供政策调整方向，是3S　技术在土地生态复垦中的一项重要应用。

1　监测点信息的动态获取

土地生态复垦包含土地再利用、生态保护、地质灾害防治和生态景观建设等方面的内容。这包括三大评价对象：土地状态、植被状态、环境状态。还要设立一些主要监测点，如土地覆盖、植被种类、植被长势、大气成分、土壤环境指标、水中污染物含量等。这些监测点的信息通过遥感技术可以获取，而且是多时相的，因此，在获得监测现象空间分布的同时，还带有动态变化信息。最后，综合利用评价模型得出生态复垦水平及修复水平，以评价生态复垦的有效性，并为后续修复工作提供方向。

1.1　植被指数的应用

矿区植被受环境变化、地下水位变化、矿区重金属污染、水污染等多种因素影响，植被覆盖率大幅下降，物种群落几近消失。而植被可以有效修复土壤、保持水土，减轻地质危害，改善生态环境，是土地生态修复最有力的工具。“植被指数”利用遥感数据不同波段探测反射率的组合算式，提取植被范围，评价植物生长状况。其物理技术是植物在红光波段的吸收和在近红外波段的反射差异，通过这2个波段测值的不同组合可得到不同的植被指数。如NDVI、RVI、PVI　等，植被指数可以提取植被覆盖及动态变化信息，评价植被长势，区分植物品种等，已突破一个像元的精度限制，达到亚像元级别，即在一个像元内区分植被与背景土壤。

1.2　大气遥感与水资源遥感

采矿后排放的有毒水对周边的土壤和水资源造成极大污染，遗留于地表的固态废料同样有毒，如煤矸石，它散发的气体严重污染了矿区大气。遥感在大气监测和水质监测中已有研究成果，遥感卫星、航空探测传感器、遥感车等在环境监测与水质监测中已成为重要工具。遥感技术获取信息速度快、监测面积广，便于大范围地区的动态监测大气环境污染物及其运动轨迹。目前，水质遥感的精度尚有不足，往往利用水质传感器可以快速测量水质的多种参数，同时，提高水质光谱遥感的反演精度，监测水资源环境，评价水体富养化。水质遥感能反映具体的污染指标大小，目前已接近相关行业要求，有巨大的应用潜力。

1.3　激光技术获取土壤环境指标

传统土壤环境指标的获取免不了实地采样，复杂的实验室检测等繁琐过程。目前，广泛应用的激光诱导击穿光谱技术可感测所有自然元素，包括常规方法难以分析的H、Li、Be、C、N、O、S等元素，某些元素用其它技术难以分析。另外，据报道，应用三维激光扫描技术不仅能检测土壤污染源，还能监测土壤侵蚀量，研究前景广阔。

2.　GIS　评价模型的建立

遥感技术通常被称为数据获取手段，它获取的土壤指标和环境指标虽然具有代表性，但土地生态修复的质量往往不是1~2个指标就可以定义的。普遍的做法是将利用遥感技术获取的多种评价指标，通过GIS空间分析与关系分析的功能构建出一个遥感生态效应的评价模型，这是近年来的研究热点，也是GIS分析的前沿方向。目前的主要方法有主成分分析、多指标赋分、遗传法等，我国学者多有涉猎，也初具成效[养殖网:www.nczfJ.com/]。

3　结论

矿区土地的生态修复是一项长期性事业，其过程监测的重要性不言而喻，如何能快速获取土地、植被及其它环境指标的动态变化是监测的重点。遥感技术具有不接触、监测范围广、技术先进、实时动态等优势，在土地生态修复质量监测方面有较强的适应性。本文从遥感技术在植被指数的提取、土壤环境质量的测量、水资源和大气环境的监测等方面，介绍了遥感技术在土地利用现状调查、植被覆盖的提取、植被类型分类分区、植被长势及病虫害、水资源、大气污染源及分布、地质灾害监测等多方面的应用，揭示遥感技术在土地生态修复监测领域的应用前景，希望能引起研究者的重视。

参考文献

1　周连碧，王琼.矿山废弃地生态修复研究与实践[M].中国环境出版社，2010

2.　胡淼等.矿区耕地土壤重金属污染评价模型与实例研究[J].环境科学学报，2014（2）

（责任编辑舒丹丹）