矿山环境侵蚀与堆积变化的3D2GIS分析 - 地理研究.PDF

第 11卷 第 6期 地 球 信 息 科 学 学 报 Vol11, No6 2009年 12 月 JOURNAL OF GEO IN FORMA TION SC IENCE D ec, 2009 矿山环境侵蚀与堆积变化的 3D G IS分析 ———以大连市周边矿区为例 1 2 2 1 3 刘雪萍 , 王玲玲 , 华秀菁 , 陈宇 , 方晨 ( 1. 北京大学城市与环境学院 地表过程分析与模拟教育部重点实验室 , 北京 　100871; 2. 大连环境信息中心 , 大连 　11600 1; 3. 北京大学遥感研究所 , 北京 　10087 1) 摘要 : 本文利用 3D GIS的方法 , 结合遥感卫星数据 , 建立矿区时间序列的 D EM 模型 , 通过可视化技术 , 地形模 型构建 、矿山地貌特征分析 、剖面分析 、量化计算 、侵蚀类型分析 , 研究了矿山环境的特点和主要问题 。并以大 连市区及周边区域作为研究区域 , 对 1970年到 2005 年的侵蚀与堆积进行了计算 , 以及侵蚀的分类 。结果表明 , 不同的侵蚀类型对矿山环境带来不同影响 , 因此 , 对矿山的整治应采取针对性的措施 , 才能达到防治保护的效 果 。试验认为 , 利用 3D GIS的可视化分析是进行矿山环境调查 , 制定矿山环境恢复治理措施的有效方法 。 关键词 : 矿山环境 ; 3D GIS; 侵蚀与堆积 ; 可视化分析 ; 大连 1　引言 坏范围一般以矿区占地面积表示 [ 5 ] , 植被的破坏 面积 、生物多样性矿山环境的生态状况 , 它们可 地表在大 自然作用力下产生侵蚀或堆积的变 通过遥感实地调查得到 。John C. M ars etc[ 6 ] 认为 化 。在矿山资源开采中 , 由于露天或地下的挖掘 , 矿渣堆放的形态对环境影响效果有很大差别 , 在 地表出现深坑或塌陷 , 形成侵蚀地貌 ; 在选矿和 沟谷和坡地对水的污染程度的影响也不同 , 因而 萃取的生产 中 , 产生 了大量 的废弃矿渣 、尾矿 , 将废渣分形类型作为评价矿山环境的要素 。 又形成了新的堆积地貌 ; 这是人类直接对地表作 矿山岩土侵蚀与堆积的类型与数量是表征环 用力的结果 。这种作用力是快速和强烈的 , 加速 境状况的要素 , 可 以利用 3D GIS 进行计算与分 了自然作用力对环境的破坏强度 , 所带来的危害 析 [ 7 ] 。其与 2D GIS相比, 3D GIS拓展了传统 GIS 经常是意想不到的灾难 [ 1 ] ; 因此 , 采矿产业在给 基于 X , Y平面的空间 , 增加了高程 Z空间 , 更适 人类带来能源的同时 , 也带来了严重的矿山环境 合地貌特征的表现 [ 8 - 11 ] 。 地质 问题 。主要矿 山环境 问题包括矿 区采空塌 本文以大连市域周边的矿区为研究区 , 利用 ( ) 卫星遥感数据和 D EM , 建立 1970 年至 2005 年的 沉 陷、岩溶塌陷、地裂缝 、崩塌 、滑坡 、海水 入侵等地质灾害和矿区地貌景