Sentinel-2データに基づく鉱区葉面降塵情報抽出および塵源識別

SHUAI Shuang ,  

ZHANG Zhi ,  

LYU Xinbiao ,  

CHEN Si ,  

MA Zicheng ,  

XIE Cuirong ,  

摘要

葉面への粉塵降下のリモートセンシング監視は、鉱山の粉塵汚染状況を評価する重要な手段の一つです。自然粉塵と比較して、重金属濃縮された鉱山粉塵は人間の健康や植生の成長により深刻な脅威をもたらします。これまで葉面への粉塵降下のリモートセンシング監視は主に降下量の反演と監視に焦点を当てており、鉱区粉塵と自然粉塵の差異については研究されていませんでした。本論文は、Sentinel-2のデータを用いて、内モンゴル自治区のジャオウラ-チャガン鉛亜鉛銀鉱区を事例に、葉面降塵のスペクトル応答特性の分析に基づき、特徴ベクトル主成分選択(FPCS)法に基づき研究地域の葉面降塵範囲と強度を抽出しました。鉱山起源塵源と自然塵源のスペクトル特性差異の分析を基に、塵源スペクトル指標(DSI)を構築し、鉱山粉塵と自然粉塵の識別に用いました。また、葉面降塵の種類、強度および鉱山地物分布との関連性、主要鉱山塵源の揚塵拡散特性についても分析しました。結果は、葉面降塵により植生の可視光波長帯の反射率が上昇し、近赤外波長帯の反射率が低下し、植生の赤辺が「ブルーシフト」し、塵源から離れる方向に可視光反射率が徐々に低下し、赤辺位置が長波長方向に移動することを示しました。鉱山塵源と自然塵源にはスペクトル特性の差異があり、鉱山塵源の葉面降塵画素は864.7nm付近で反射率吸収特性を示しました。FPCSは研究地域の葉面降塵範囲と強度を正常に抽出し、DSIは鉱山降塵と自然降塵を有効に識別し、抽出された鉱山葉面降塵画素は鉱山地物との空間的相関が強いことが分かりました。研究地域の主要な鉱山塵源は廃石山と鉱山道路であり、廃石山の揚塵拡散強度と距離は鉱山道路を上回りました。本研究は鉱山開発における粉塵汚染状況の迅速評価に向けた技術的アプローチを提供します。

关键词

リモートセンシング;鉱区;葉面降塵;塵源情報;Sentinel-2;FPCS;塵源スペクトル指標(DSI)

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