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基于哨兵二号数据的矿区叶面降尘信息提取及尘源识别

     
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叶面降尘遥感监测是评估矿山粉尘污染状况的重要手段之一,与自然粉尘相比,重金属富集的矿山粉尘对人类健康和植被生长造成更严重的威胁。以往叶面降尘遥感监测大多针对降尘量进行反演和监测,而没有研究矿区粉尘与自然粉尘的差异。本文使用哨兵二号数据,以内蒙古自治区甲乌拉—查干铅锌银矿区为例,在分析叶面降尘的光谱响应特征基础上,基于特征向量主成分选择FPCS(Feature-oriented Principal Components Selection)方法,提取研究区叶面降尘范围和强度,在分析矿山尘源与自然尘源光谱特征差异基础上,建立了尘源光谱指数DSI(Dust-source Spectrum Index),用于区分矿山粉尘与自然粉尘,并分析了叶面降尘类型、强度与矿山地物分布的相关性,以及主要矿山尘源的扬尘扩散特征。结果表明叶面降尘导致植被可见光波段反射率升高、近红外波段反射率降低、植被红边“蓝移”,远离粉尘源方向,可见光波段反射率逐渐降低,红边位置逐渐向长波方向移动;矿山尘源与自然尘源光谱特征存在差异,矿山尘源叶面降尘像元在864.7 nm附近显示反射率吸收特征;FPCS成功提取了研究区叶面降尘的范围和强度,DSI能有效区分矿山降尘与自然降尘,提取的矿山叶面降尘像元与矿山地物空间相关性强;研究区主要矿山尘源为废石堆和矿山道路,其中废石堆扬尘扩散强度和距离大于矿山道路。该研究可为矿山开发粉尘污染状况快速评估提供一种技术思路。

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