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基于地理最优相似性的土壤重金属镉含量空间预测

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第6期55卷 2143-2152页

作者：廖秀英王波余昕梁继程辉田茂军湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院湖南湘潭411201 洞庭湖区生态环境遥感监测湖南省重点实验室湖南长沙410004 湖南省自然资源事务中心湖南长沙410004

以地理相似性定律为基础,利用野外采集的40个土壤样本数据,结合环境辅助变量构建地理最优相似性(GOS)模型,对研究区域重金属镉含量及其空间分布进行预测研究,并将预测结果与偏最小二乘回归(PLSR)、随机森林(RF)和通用克里格(UK)模型的... 详细信息

以地理相似性定律为基础,利用野外采集的40个土壤样本数据,结合环境辅助变量构建地理最优相似性(GOS)模型,对研究区域重金属镉含量及其空间分布进行预测研究,并将预测结果与偏最小二乘回归(PLSR)、随机森林(RF)和通用克里格(UK)模型的结果进行对比分析。研究结果表明:研究区内土壤样本镉质量分数均值(0.432 mg/kg)比背景值大,接近中度污染水平(污染指数为2.18),区域土壤生态环境受到一定的威胁;GOS预测结果的决定系数为0.668,均方根误差和平均绝对误差分别为0.096和0.080,在4个预测模型中表现最佳;区域重金属Cd质量分数从东北部向西南部递减,高值分布于河流沿岸和人类活动密集区域,反映出人类活动是导致研究区内土壤重金属分异的主要因素。

关键词：地理相似性土壤属性重金属Cd 空间预测

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宽滩山对花海和酒西盆地的水文地质作用研究

地球物理学进展 2024年第2期39卷 811-817页

作者：廖秀英余昕程辉王波梁继田茂军湖南科技大学湘潭411201 洞庭湖区生态环境遥感监测湖南省重点实验室长沙410004 湖南省自然资源事务中心长沙410004

本文就宽滩山对河西走廊南侧酒西盆地与北侧花海盆地的水文地质作用开展研究.根据目标区域面积大、水文地质类型复杂的特点,采用卫星遥感数据判读区域构造,划分水文地质单元的基础上进行相应的地球物理勘探工作;通过宏观大尺度遥感影像... 详细信息

本文就宽滩山对河西走廊南侧酒西盆地与北侧花海盆地的水文地质作用开展研究.根据目标区域面积大、水文地质类型复杂的特点,采用卫星遥感数据判读区域构造,划分水文地质单元的基础上进行相应的地球物理勘探工作;通过宏观大尺度遥感影像与沿线地质-地球物理小尺度地球物理证据分析,表明宽滩山对南侧的酒西盆地补给作用较小,对祁连山北侧山前补给形成阻水构造;同时宽滩山对花海盆地形成南侧高地,宽滩山发育的季节性河、泉为花海盆地补给来源之一,但作用较小,形成了花海盆地南侧阻水构造.通过调查认为宽滩山将酒西盆地与花海盆地分为了2个独立的水文地质单元.

关键词：水文地质单元宽滩山卫星遥感影像地球物理证据

粤北坪田地区三叠纪A型花岗岩年代学、地球化学及其构造意义

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地球科学 2024年第7期49卷 2508-2525页

作者：席振刘清泉吴德华陈肇华湖南城市学院市政与测绘工程学院湖南益阳413000 中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室湖南长沙410083 湖南省自然资源事务中心洞庭湖区生态环境遥感监测湖南省重点实验室湖南长沙410004

坪田岩体位于华南南岭中部,是认识华南三叠纪岩浆作用及其地球动力背景的理想窗口.以坪田花岗岩类为研究对象,对其开展了系统的全岩地球化学、锆石U-Pb定年和锆石原位Hf同位素研究.结果表明,坪田岩体由粗粒似斑状黑云母花岗岩、粗粒似... 详细信息

坪田岩体位于华南南岭中部,是认识华南三叠纪岩浆作用及其地球动力背景的理想窗口.以坪田花岗岩类为研究对象,对其开展了系统的全岩地球化学、锆石U-Pb定年和锆石原位Hf同位素研究.结果表明,坪田岩体由粗粒似斑状黑云母花岗岩、粗粒似斑状钾长花岗岩和中粒二长岩组成,成岩年龄为238~239 Ma,形成于中三叠世.地球化学特征显示,岩石轻稀土元素富集,有明显铕负异常(δEu平均为0.42).富集Zr、Hf、Y、Ce,明显亏损Sr、P和Ti,属于准铝质到弱过铝质碱性花岗岩类,为A型花岗岩.锆石ε_(Hf)(t)值为-37.7~-5.0,tDM2二阶段模式年龄为1578~3597 Ma之间,结合全岩地球化学特征,揭示其原始岩浆来源于地壳中长英质物质在低温高压环境下部分熔融,可能混入古老地壳物质,并经历了一定的结晶分异作用,形成于后碰撞伸展背景.综合华南A型花岗岩和碱性正长岩的地球化学特征和空间分布,认为华南内部三叠纪区域构造演化主要受华南地块与印支地块碰撞带和华南地块与华北地块碰撞带共同控制,华夏地块在中三叠世(238 Ma左右)发生构造环境的转变,从早三叠世的碰撞挤压环境,到中晚三叠世过渡到后碰撞伸展环境.

关键词： A型花岗岩中三叠世后碰撞伸展环境坪田华南地球化学

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基于多源遥感的洞庭湖洲滩时空演变研究

自然资源遥感 2024年

作者：余姝辰邱罗贺秋华金小燕李嘉宝余德清洞庭湖区生态环境遥感监测湖南省重点实验室 3. 自然资源部洞庭湖流域生态保护修复工程技术创新中心 4. 自然资源部洞庭湖自然资源生态系统野外科学研究站湖南工程学院计算科学与电子学院湖南省自然资源事务中心

为研究民国中期以来洞庭湖洲滩时空演变情况,基于20世纪30年代以来10多个时段的历史地形图和航天航空遥感数据,采用遥感解译、数据统计分析与历史对比方法,分析各时段洞庭湖洲滩面积时序变化,反演不同时段洲滩空间分布特征。结果表明:... 详细信息

为研究民国中期以来洞庭湖洲滩时空演变情况,基于20世纪30年代以来10多个时段的历史地形图和航天航空遥感数据,采用遥感解译、数据统计分析与历史对比方法,分析各时段洞庭湖洲滩面积时序变化,反演不同时段洲滩空间分布特征。结果表明:洞庭湖洲滩的空间发育主要表现为东洞庭湖藕池河东支河口三角洲和漂尾洲快速推进,南洞庭湖北部草尾河、嵩竹河一线河流冲积,七里湖与目平湖因湖底抬升而呈现“江南草原”景观;洞庭湖洲滩由1938年的1 622.17 km2扩大到2018年的1 962.28 km2,加上被围垦的高位洲滩980.96 km2,洲滩面积净增1321.07 km2;从空间分布特征来看,洲滩面积并非呈持续增加趋势,而是呈现波状起伏特征,1938—1948年和1958—1998年为洲滩明显扩张期,1948—1958年和1998—2018年为洲滩缓慢萎缩期。研究成果为保护湖岸生态系统和生物多样性、服务长江流域生态修复与环境保护提供了客观资料。

关键词：洞庭湖区洲滩演变时序变化多源遥感技术

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湘阴县重金属污染耕地水稻钝化修复技术研究

矿产勘查 2024年第5期15卷 894-905页

作者：王雪平黄朝宇陈碧莹陈云华刘玉曹孟秋湖南省国土空间调查监测所湖南长沙410129 洞庭湖区生态环境遥感监测湖南省重点实验室湖南长沙410004

耕地重金属污染是影响国计民生的重要问题。本文以湘阴县重金属污染耕地为研究对象,参考前人土壤修复方面成果,提出了“矿物改性复合钝化—二次阻隔—增值修复”技术思路。选取蒙脱石等4种黏土矿物按不同比例混合,细磨(-400目)—超细磨(... 详细信息

耕地重金属污染是影响国计民生的重要问题。本文以湘阴县重金属污染耕地为研究对象,参考前人土壤修复方面成果,提出了“矿物改性复合钝化—二次阻隔—增值修复”技术思路。选取蒙脱石等4种黏土矿物按不同比例混合,细磨(-400目)—超细磨(-600目)配制出2种矿物改性复合钝化剂,采取以本次配制的2种矿物改性复合钝化剂为主,平行开展11种钝化处理,通过小区试验与大田示范同步进行。经验证,本次研制的改性复合钝化剂2+石灰+硅肥组合(GXFH-2+SH+SI)修复技术,能有效削减重金属污染耕地稻米Cd含量,并能有效增加稻米中有益元素Se含量,是一种成本低、效果好、操作简便的重金属污染耕地钝化修复技术,可推广应用。

关键词：重金属污染改性复合钝化修复小区试验大田示范

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多源遥感技术支持下的滑坡地灾隐患识别——以常澧地区为例

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自然资源遥感 2024年第2期36卷 173-187页

作者：张利军贺思睿张建东彭光雄徐质彬谢渐成唐凯卜建财湖南省遥感地质调查监测所长沙410015 中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室长沙410083 洞庭湖区生态环境遥感监测湖南省重点实验室湖南省自然资源事务中心长沙410004

湘北常澧山地-丘陵地区地理地质环境复杂,滑坡地质灾害点多、面广、零散、频发,是造成人员伤亡和经济损失最主要的地质灾害类型。InSAR、光学遥感、LiDAR、GIS多源遥感综合技术,是目前可行性高、精度良好的滑坡地灾隐患识别和监测技术方... 详细信息

湘北常澧山地-丘陵地区地理地质环境复杂,滑坡地质灾害点多、面广、零散、频发,是造成人员伤亡和经济损失最主要的地质灾害类型。InSAR、光学遥感、LiDAR、GIS多源遥感综合技术,是目前可行性高、精度良好的滑坡地灾隐患识别和监测技术方法,能够满足宏观大范围、时效性等要求。该文基于InSAR形变速率数据、多光谱影像和DEM数据对湖南常澧地区的滑坡地灾隐患进行了识别和提取:首先用2种决策树分类方法对多光谱图像进行了土地利用分类,以便于观察研究区的用地类别及分布情况;然后运用DEM数据提取了高程、坡度、坡向、起伏度和曲率等5项地形地貌因子对研究区进行了滑坡危险性评价;再基于SBAS-InSAR技术对研究区进行地表时序微形变测量;最后在GIS系统内综合危险性评价结果和形变速率对研究区滑坡隐患进行提取和圈定,并基于CART决策树分类结果和研究区水系分布情况,对研究区内除圈定的滑坡隐患点以外的形变速率大于-0.01 m/a的区域进行了危险性推断。本次研究在植被覆盖区和裸露区识别出了数处隐蔽性高、规模小的滑坡隐患,并圈定了滑坡隐患的空间分布范围,面积0.126 km 2,证明了技术方法的有效性,具有一定的实践应用价值。

关键词：滑坡隐患 DEM数据决策树分类 SBAS-InSAR 湖南常澧地区

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融入坐标—时间函数(CT-PIM)的矿区时序InSAR形变预计——以淮安盐矿为例

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遥感学报 2024年第6期28卷 1615-1631页

作者：张腾飞邢学敏彭葳朱珺刘祥彬葛家旺雷敏超长沙理工大学交通运输工程学院长沙410114 长沙理工大学交通测绘雷达遥感应用研究所长沙410114

对矿区开展长期形变监测和后续形变预计对于预防矿山开采所引发的潜在安全问题和矿山生态环境保护具有十分重要的意义。利用合成孔径雷达干涉测量技术InSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar)与概率积分法PIM(Probability Inte... 详细信息

对矿区开展长期形变监测和后续形变预计对于预防矿山开采所引发的潜在安全问题和矿山生态环境保护具有十分重要的意义。利用合成孔径雷达干涉测量技术InSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar)与概率积分法PIM(Probability Integral Method)结合是较为有效的矿区形变预计方法。然而,目前矿区时序InSAR形变建模环节中大多数采用纯经验数学模型,未顾及开采沉陷机制,严重影响获取的形变观测值的精度;不准确的InSAR形变观测值将误差传递至后续形变预计,进而导致误差累积。本文将坐标—时间函数CT(Coordinate Time)引入时序InSAR建模环节,构建了坐标—时间函数预计模型(CT-PIM)以取代传统纯经验数学模型;再基于InSAR相位观测值求解未知参数,将构建的CT-PIM直接用于矿区形变预计,避免了误差的传递,以改善形变预计精度。分别开展了模拟实验和真实实验对提出预计方法进行验证。模拟实验显示:模型预计获取的时序形变与模拟真值的均方根误差(RMSE)为±4.6 mm。真实实验利用覆盖淮安市一盐矿区的35景Sentinel-1A SAR卫星影像开展,获取了研究区域2019年3月30日至2019年7月28日的预计结果,结果显示测区最大预计沉降量为152 mm。本文所提方法相比传统多速率模型,建模精度提升了38.2%;相比传统静态概率积分预计方法获取的形变结果,精度提升了39.1%。本文方法为预防盐矿区采矿引起的地质灾害问题提供了有力的工具,为盐矿区生产安全和生态环境保护提供参考。

关键词：遥感 InSAR 矿区坐标—时间函数地表沉陷形变预计

利用海潮模型研究D-InSAR中的海潮负荷效应

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测绘地理信息 2022年第2期47卷 39-44页

作者：欧阳亿王琪洁魏国光中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083 中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室湖南长沙410083

海潮负荷位移在沿海区域的相对形变可达数厘米,所以在沿海区域使用差分干涉合成孔径雷达(differential interferometric synthetic aperture radar,D-InSAR)测量微小形变时,须考虑海潮负荷影响。本文利用美国南加州8个验潮站的潮高数据... 详细信息

海潮负荷位移在沿海区域的相对形变可达数厘米,所以在沿海区域使用差分干涉合成孔径雷达(differential interferometric synthetic aperture radar,D-InSAR)测量微小形变时,须考虑海潮负荷影响。本文利用美国南加州8个验潮站的潮高数据,对两个全球海潮模型FES2004、HAMTIDE11A和一个区域海潮模型***.2010进行精度评估;根据评估结果选取合适的组合模型,并计算美国南加州沿海区域的D-InSAR中的海潮负荷效应,然后将其与GPS观测值对比分析。结果表明:在计算海潮负荷位移时,组合模型的精度高于全球海潮模型;组合模型计算值和GPS估计值在雷达视线方向(line of sight,LOS)的位移趋势相互一致,且都达到了厘米级。

关键词：海潮模型 GPS精密单点定位海潮负荷效应 D-InSAR 雷达视线方向

InSAR形变大数据在沿江城市中的研究与应用

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水利水电技术（中英文） 2023年第S1期54卷 313-320页

作者：朱茂杨云飞贺秋华徐康江涛郑婵玉李吉平湖南东方至远科技有限公司湖南长沙410000 洞庭湖区生态环境遥感监测湖南省重点实验室湖南长沙410004 湖南省自然资源事务中心湖南长沙410004 北京东方至远科技股份有限公司北京100080

沿江城市普遍存在填湖、填江造陆,季节性形变,江水侵蚀沿岸等现实情况。以长江洞庭湖段岳阳市岳阳楼区为研究区域,基于COSMO-SkyMed卫星星座,应用时序合成孔径雷达干涉测量技术(MT-InSAR)对研究区进行形变监测。结果表明:江水由宽江道... 详细信息

沿江城市普遍存在填湖、填江造陆,季节性形变,江水侵蚀沿岸等现实情况。以长江洞庭湖段岳阳市岳阳楼区为研究区域,基于COSMO-SkyMed卫星星座,应用时序合成孔径雷达干涉测量技术(MT-InSAR)对研究区进行形变监测。结果表明:江水由宽江道进入窄江道,窄江道承受的切应力明显增大,分别由26~47 N/m^(2)增大到50~53 N/m^(2);沿江(城陵矶港)季节性形变与降雨相关性较低,非沿江季节形变与降雨相关性较高,非沿江地区形变活跃期具有周年变化的特点,沿江形变活跃期约在230~360 d期间;对沿江和非沿江形变信号进行谱分析,两者形变信号在频域上具有明显差异,此种差异具有作为洪水灾害指示信号的潜力。

关键词： InSAR 河岸冲刷模型数据挖掘快速傅里叶变换 COSMO-SkyMed星座