[发明专利]一种地表生态影响边界的提取方法及系统

说明书

本发明涉及一种地表生态影响边界的提取方法及系统，所述地表生态影响边界的提取方法包括：对待测区域的遥感影像进行预处理，并计算遥感指数；提取待测区域中非积水范围内所有像元中心点，并计算像元中心点距积水区边缘的距离；分析遥感指数随像元中心点距积水区边缘的距离的变化关系，并求出遥感指数的参数稳定范围；根据遥感指数的参数稳定范围，确定地表生态影响边界。本发明基于遥感影像提取采煤沉陷对地表生态影响边界的方法，不需要野外实测数据，可以很大程度上提高效率。

技术领域

本发明涉及遥感测绘和环境监测技术领域，特别涉及一种地表生态影响边界的提取方法及系统。

背景技术

《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》(简称《三下采煤规程》)中以下沉10mm作为地下采煤对地表扰动的边界，该边界是基于对建筑物影响划分的。长期以来，对开采沉陷对生态的影响边界采用10mm下沉等值线一直存有疑义。土地复垦理论中普遍选取地表水平变形、附加倾斜、下沉深度、沉陷后潜水位埋深以及耕地生产力下降程度标准对土地损毁程度分级评定，进而获取耕地的损毁范围，由于现行的耕地损毁边界评定需要大量的实测参量，耕地的生产力下降测算可操作性差，在实际的研究中局限性明显。

目前现有《三下采煤规程》从地表下沉深度角度出发，定义下沉盆地，由于仪器存在观测误差，一般用水准测量的误差(约为10mm)作为地下采煤对地表扰动边界的界定指标，开采沉陷理论中地表下沉10mm边界通过沉陷预计获取。《三下采煤规程》中给出地表下沉10mm边界是基于对建筑物影响划分的，根据矿区开采相关资料，通过沉陷预计可求得。地表下沉10mm边界是基于对建筑物影响划分的，是否适用于开采沉陷对生态的影响边界存在一定的质疑。

《土地复垦方案编制规程》中从土地损毁程度出发，在地表下沉指标的基础上，充分考虑地形条件、地下潜水位以及植被生产力等指标，作为矿区土地重度、中度、轻度损毁的评价标准，并以轻度损毁范围边界作为采煤对土地影响的边界。各土地利用类型损毁程度评价参考标准如表：

表1水田损毁程度分级

表2水浇地损毁程度分级

表3旱地损毁程度分级

表4林地、草地损毁程度分级

注：附加倾斜指受采煤沉陷影响而增加的倾斜(坡度)；任何一项指标达到相应标准即认为土地损毁达到该损毁等级。

《土地复垦方案编制规程》中给出的损毁参考指标包括：水平变形、附加倾斜、下沉、沉陷后潜水位埋深以及生产力降低，损毁程度界定以任何一项指标达到相应标准即可，根据大量实测数据可以判定。《土地复垦方案编制规程》中给出的土地损毁程度评价参考标准中生产力的评价指标是一致的，而其他损毁参考指标水平变形、附加倾斜、下沉深度、沉陷后潜水位埋深不同地类标准不统一，且损毁程度界定以任何一项指标达到相应标准即可，所以采煤对地表土地损毁等级及进一步的范围确定缺乏有效的标准，且土地复垦理论中有关土地损毁的指标需要大量实测数据，效率较低。

近年来，随着遥感理论、技术的发展及遥感数据源不断开放，遥感以其不同高度、大范围、快速和多谱段周期性观测、信息量大等特点，在定量反演陆地表面参量及矿区生态变化动态监测中的应用日益广泛。植被、土壤作为重要的生态系统要素，对生态系统扰动极为敏感，成为评价人类活动和环境对生态系统影响评价的重要指标。因此，基于遥感影像，选取合适的植被、土壤指数，定量的提取塌陷积水区生态影响边界成为一种可能。

发明内容

本发明提供了一种地表生态影响边界的提取方法及系统，解决了土地损坏的指标需要大量实测数据、效率较低问题。