矿山生态环境定量遥感监测与分析是实现矿区生态保护与修复、践行国家生态文明建设战略的关键技术。然而，现有矿山生态环境监测分析系统仍然停留在单一专题、要素不全、智能化不足、本地管理的初级阶段，无法满足生产实践中对矿山生态环境多要素、长时序、高频次监测与分析的需求，迫切需要研发一套可以兼顾生态多要素、顾及因子耦合作用的矿山生态环境监测与智能分析系统。

　　中国矿业大学（北京）李军教授团队系统梳理、归纳和剖析了矿区生态环境定量遥感监测的研究进展，并在此基础上，自主研发了矿山生态环境定量遥感监测与智能分析系统，简称“矿山生态天眼”系统。该系统依托定量遥感监测技术、大数据技术、WebGIS等信息技术，实现了对矿区“植—土—水—气”等多要素、长时序生态参数的定量反演与智能分析，并具备GIS时空分析、综合定量评价及自动报告生成等功能。该系统可为矿山生态环境的全过程精准监管、科学评估与高效治理提供一体化解决方案，对于推动矿业绿色低碳转型生态文明信息化建设具有重要的理论价值，工程应用前景较好。

　　1.系统原理与核心技术架构

　　系统采用无插件、组件化的B/S（浏览器/服务器）架构，包括多源大数据融合管理、生态参数定量遥感智能反演、生态环境智能分析与综合评价、数据可视化技术等核心内容。

　　系统核心架构

　　系统主界面

　　2.系统关键技术

　　多源大数据融合管理

　　“矿山生态天眼”系统集成了多源卫星遥感（如Landsat, Sentinel,高分系列）、无人机遥感、地面监测、调查采样等多维度数据。通过数据清洗、标准化、空间化与融合技术，统一了数据的时空基准与尺度，构建了统一的“矿山分布一张图”和动态更新的矿山生态大数据资源池，为实现全面监测奠定了数据基础。

　　（a）Landsat-5 光学卫星遥感影像

　　（b）Sentinel-1 微波卫星遥感影像

　　（c）无人机遥感倾斜三维地形

　　（d）地面测量数据（实地采样）

　　矿山生态大数据资源池

　　生态参数定量遥感智能反演

　　在数据资源基础上，“矿山生态天眼”系统通过融合物理模型与机器学习方法，实现了对矿山“人类活动—自然地理—植被—土壤—水体—大气”全要素的协同监测。系统可自动识别采矿扰动，反演地表温度、植被指数、土壤水分、水体叶绿素及大气参数等关键指标，形成一套长时序、多尺度、高精度的生态参数产品集，满足用户对矿山生态环境监测长时序、高频次、多尺度的高标准要求。

　　（a）土地利用

　　（b）数字高程模型（DEM）

　　（c）归一化植被指数（NDVI）

　　（d）土壤含水量

　　（e）水体叶绿素a浓度

　　（f）大气水汽密度

　　矿山生态参数遥感反演产品样例

　　生态环境智能分析与综合评价

　　“矿山生态天眼”系统能够对植被覆盖、地表形变、水土参数等进行长时序动态追踪与时空分析，自动识别生态损伤区域与变化关键节点。通过深度融合统计分析模型与多因子综合评价体系，系统可精准揭示采矿活动与生态演变的内在规律，并自动生成定量化、可视化的矿区生态环境质量“体检报告”，从而为生态风险预警、修复方案制定治理成效评估提供直接、可靠的决策支持。

　　矿山生态大数据智能分析

　　数据可视化技术

　　“矿山生态天眼”系统构建了先进的可视化引擎。系统以三维地球为基底，无缝融合卫星影像、无人机倾斜三维模型与各类监测数据，实现矿区环境从宏观到微观的沉浸式浏览。同时，基于GeoServer提供标准地图服务，支持二维/三维空间数据的动态叠加与交互查询；利用ECharts图表库，将长时序统计分析结果、监测治理报告等以丰富的图表形式直观呈现；并通过LOD（细节层次模型）等关键技术，保障了海量空间数据的流畅加载与实时渲染，最终为用户提供了一个高效、直观、可交互的决策支持平台。

　　3.推广应用方向

　　“矿山生态天眼”系统凭借其监测全面、分析智能、拓展灵活的优势，支撑了中国自然资源航空物探遥感中心、中国地质调查局天津地质调查中心等机构的矿山调查业务，并在国家能源集团、焦煤集团、华能集团、华电集团、新疆天池能源公司等所属的多家矿山开展了应用研究，成效显著。以该系统为重要支撑的科技成果授权软件著作权8项，荣获中国地理信息科技进步奖一等奖1项、中国煤炭工业科学技术奖一等奖1项和二等奖1项、绿色矿山科技进步一等奖1项

　　团队负责人简介

　　李军

　　教授、博导

　　中国矿业大学（北京）

　　国家级高层次青年人才、青年测绘地理信息科技创新人才、孙越崎青年科技奖获得者、高校GIS新锐，现任中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院副院长，兼任国际矿山测量协会专委会委员、中国测绘学会矿山测量专委会委员等。

　　主要研究方向为矿山生态环境遥感、矿山生态大数据智能分析、生态治理数字化。先后主持国家自然科学基金、教育部国际合作项目、新疆重大科技专项课题等纵向项目及国家能源集团、焦煤集团、华为公司等企事业单位项目30余项。发表学术论文80余篇，其中以第一或通讯者发表SCI/SSCI论文43篇，授权国家发明专利32项、软件著作权16项，出版专著2部。获中国地理信息科技进步奖一等奖、中国煤炭工业科学技术奖一等奖、绿色矿山科技进步奖一等奖等科技奖励。担任《Sustainability》和《绿色矿山》编委，《煤炭学报》《金属矿山》《矿业科学学报》等刊青年编委。

　　《金属矿山》简介

　　《金属矿山》由中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司和中国金属学会主办，主编为中国工程院王运敏院士，现为北大中文核心期刊、中国科技论文统计源期刊（中国科技核心期刊）、中国精品科技期刊（F5000顶尖学术论文来源期刊）、中国百强报刊、RCCSE中国核心学术期刊（A）、中国期刊方阵双百期刊、国家百种重点期刊、华东地区优秀期刊，被美国化学文摘（CA）、美国剑桥科学文摘（CSA）、波兰哥白尼索引（IC）、日本科学技术振兴机构数据库（JST）等世界著名数据库收录。主要刊登金属矿山采矿、矿物加工、机电与自动化、安全环保、矿山测量、地质勘探等领域具有重大学术价值或工程推广价值的研究成果，优先报道受到国家重大科研项目资助的高水平研究成果。

　　编排：余思晨

　　审核：王小兵

　　声明：本文系转载自互联网，请读者仅作参考，并自行核实相关内容。若对该稿件内容有任何疑问或质疑，请立即与铁甲网联系，本网将迅速给您回应并做处理，再次感谢您的阅读与关注。