矿区建筑结构论文提纲

论文题目：采煤塌陷区扰动类型识别与生态适宜度评价 ——以济宁市高潜水位矿区为例

摘要：煤炭的开采在给我国社会经济的发展提供强有力的能源支撑的同时,也对矿区的生态环境产生较大的负面影响。山东省济宁市作为典型的煤炭资源型城市,煤炭开采后产生的大面积的土地塌陷,破坏了大量的优质耕地,损毁了房屋建筑,成为了阻碍矿区社会经济持续发展的一大因素。因此,采煤塌陷地的治理和修复愈发受到了社会各界的关注,同时也成为了矿区迫切需要解决的难题。但传统的粗放型修复和治理方式以挖深垫浅,恢复耕地为主,同时辅以少量植物栽种,忽略了生态系统的整体性和功能性,最终的效果往往不尽如人意。生态修复和治理的规划布局,应当建立在矿区各个区域扰动特点和适宜程度的基础上来实施。这样才能做到因地制宜,有的放矢,提升矿区生态环境治理修复的效果,减少不必要的经济损失。本文选取济市宁典型的采煤塌陷地区为研究区域,选用1985-2017年Landsat系列长时序遥感影像,利用动态时间规整算法（Dynamic Time Warping,DTW）获取了本区域典型扰动类型特征。并利用Cart决策分类算法基于Python语言对区域内像元扰动类型和扰动时间进行聚类和识别,揭示了采矿活动对本区域土地的扰动类型和扰动时间的数量结构、空间分布特征。结果表明:1985-2017年间,研究区范围内存在扰动的像元数量为48517个,面积约43.67km~2,占研究区总面积的62.30%,其中扰动最多的年份主要集中在1994-2007年,累计扰动的像元量为35724个,占所有扰动像元的73.78%。1998年扰动像元数量在监测期内最多,像元数为8868个,占所有扰动像元的18.28%。整个研究区域扰动像元数量呈逐步减少趋势,说明该区域整体扰动强度正在减弱,生态环境状况正逐步恢复。最终通过构建混淆矩阵验证扰动类型识别总体精度为86%,扰动时间识别总体精度为82%,识别结果较为理想。基于扰动类型的空间分布及针对影响采煤塌陷区生态环境的主要因素,以生态位适宜度的理论为基础,结合研究区周边社会活动、自然资源、生态环境限制等因素利用层次分析法（Analytic Hierarchy Process）和德尔菲法（Delphi Method）构建采煤塌陷区生态适宜性评价体系及模型,并通过多因子综合叠加（MCE,Multiple Criteria Evaluation）方法和空间分析原理评价矿区生态适宜性的区域分布特征,最终实现矿区塌陷土地的生态适宜度综合评价的可视化。生态适宜度评价结果发现:生态最适宜区域面积最少约5.72km~2,占研究区面积的8.16%;主要沿泗河和白马河以及面积较大的塌陷积水区域周围分布,逐步向外递减;生态最不适宜区域主要分布在采矿厂、矸石山、排土场、城乡建设用地周围,面积约12.092km~2,占研究区域面积的17.25%;其他较适宜和适宜区域零星分布在面积比重较大的塌陷水域和农业用地周边。希望通过本研究可以探寻时间序列分析与多时相遥感结合方法对于煤粮复合矿区地表监测的适用性,分析高潜水位采煤塌陷区扰动类型时空分布特征及其成因,以生态位适宜度和层次分析法为理论基础构建高潜水位采煤塌陷区生态适宜度评价体系。完成宏观及中观层面的采煤塌陷区生态修复分区布局工作。为济宁矿区后续生态修复与治理措施的规划提供决策服务。

关键词：采煤塌陷地;扰动类型;生态评价;济宁

学科专业：土地资源管理

符号说明

中文摘要

Abstract

1 前言

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 扰动类型识别研究进展

1.2.2 植被指数研究进展

1.2.3 生态适宜度评价研究进展

1.3 研究内容与技术路线

2.数据来源与研究方法

2.1 研究区概况

2.2 数据与处理

2.2.1 数据来源

2.2.2 数据预处理

2.3 NDVI时间序列数据集构建

2.3.1 NDVI数据集采集

2.3.2 时间序列构建

2.4 典型扰动类型识别

2.4.1 时间序列聚类

2.4.2 时间序列的特征分类

2.5 采煤塌陷区生态适宜度评价

2.5.1 生态适宜度评价过程概览

2.5.2 评价因子筛选原则

2.5.3 评价体系构建

2.5.4 生态适宜度指数计算

3.结果与分析

3.1 像元扰动特征及扰动年份精度评价分析

3.2 典型扰动类型识别结果分析

3.2.1 像元扰动类型特征分析

3.2.2 像元扰动时间特征分析

3.3 生态适宜度评价结果与分析

3.4 基于扰动分布及适宜度评价的功能分区

4.讨论

4.1 结果分析

4.2 创新之处

4.3 不足与展望

5.结论

参考文献

致谢