为了践行"绿水青山就是金山银山"的发展理念,平衡矿产开发与生态环境保护,迫切需要对矿区生态环境开展动态监测并进行科学评价。本文立足于矿区生态环境场景的特点,在剖析矿区生态环境要素的时空变化特征及其差异性、矿区开采修复活动对生态环境要素影响机制及各要素协同演变规律基础上,为满足新时期矿区生态环境监测与评价的要求,构建了矿区生态环境定量遥感监测与评价的"数据-监测-评价-应用"技术框架。该框架充分利用以遥感影像数据为主体的矿区多源大数据,发挥人工智能与定量遥感等技术手段的优势,以高频次、大面积、长时间、多要素协同、定量反演的方式对矿区生态环境要素进行监测和质量评价,可应用于矿区开采活动监测、矿区生态环境诊断、预警和修复效果评估等方面。最后,介绍了技术框架的两个应用实例,展示了该技术框架的有效性与应用方式。

国家自然科学基金（41901291）；中国矿业大学(北京)越崎青年学者计划；煤炭资源与安全开采国家重点实验室开放基金（SKLCRSM21KFA08;SKLCRSM19KFA04）；

1 矿区生态环境概述
1.1 矿区生态环境的特点
(1) 我国主要矿产开采西移趋势明显，大部分矿区生态环境本底较为脆弱。
(2) 密集的矿产资源开采活动使生态环境变化明显且持续时间长。
(3) 矿区开采活动对生态环境的影响具有立体性特点。
(4) 矿区开采修复活动对生态环境的影响具有明显的阶段性特征。
1.2 矿区生态环境演变的科学问题
(1) 矿区生态环境各要素的时空变化特征及其差异性。
(2) 矿区开采修复活动对生态环境要素影响机制及各要素协同演变规律。
1.3 矿区生态环境监测与评价的要求
(1) 生态要素状态监测的定量化。
(2) 生态环境观测的高频次、大面积。
(3) 生态要素观测的长时间和连续性。
(4) 生态多要素的协同观测。
(5) 生态环境监测内容契合自然地理特征。
(6) 生态环境质量评价应考虑矿区场景特点。
2 矿区生态环境定量遥感监测评价的技术框架
2.1 矿区多源大数据
2.2 矿区生态要素定量遥感监测
(1) 矿区典型地物样本库构建。
(2) 遥感地物识别人工智能算法。
(3) 生态要素理化参数的遥感反演模型。
2.3 矿区生态环境质量评价
2.4 矿区生态环境业务化应用
(1) 非法开采监测与识别。
(2) 矿区生态环境定期体检与问题分析。
(3) 矿区生态环境监测预警。
(4) 矿区生态修复效果评估。
3 应用实例
3.1 生态环境定量遥感监测与评价系统
3.1.1 锡林浩特煤电基地多源大数据库
3.1.2 长时序高频次生态环境要素监测
(1) 土地利用/覆盖分类。
(2) 典型生态环境参数。
(3) 典型气候气象要素。
3.1.3 生态环境演变数据立方体
3.1.4 矿区生态环境要素时空演变特征分析
3.1.5 矿区生态要素演变驱动模式分析
3.2 基于遥感影像深度学习的尾矿库变化监测
4 结 语

李军,彭苏萍,张成业,杨飞,桑潇.矿区生态环境定量遥感监测评价技术框架与应用[J].矿业科学学报,2022,7(01):9-25+88.DOI:10.19606/j.cnki.jmst.2022.01.002.