岩溶塌陷“地下水条件”地表生态环境要素的遥感反演理论与方法

本项目以广西典型区域岩溶塌陷为基础，针对岩溶塌陷"地下水条件"地表生态环境时空表征因素的定量遥感中急需解决的关键科学问题，研究将遥感机理模型与岩溶塌陷的"地下水条件"相结合的反演理论与方法。本课题研究思路是: 基于定量遥感机理建模与参数反演的基本理论，以岩溶塌陷"地下水条件"地表生态环境时空表征因素对定量遥感数据产品的需求为出发点，以主被动遥感定量反演中的关键问题为切入点，以广西典型岩溶塌陷定量遥感试验场为纽带，以岩溶塌陷监测中的定量遥感数据产品为出口。. 本项目预期目标是: ①在遥感机理模型与岩溶塌陷"地下水条件"地表生态环境相结合的定量反演理论与方法上、在地表和地下水生态环境要素主被动遥感机理与岩溶塌陷"地下水条件"过程模型的耦合模式上被期望达到国际先进水平。②通过本项目执行，培养在地质灾害定量遥感领域2-4名青年学术带头人，发表5篇以上国外SCI论文。

岩溶地面塌陷的易发程度与影响岩溶塌陷的要素密切相关。影响岩溶塌陷的要素主要是岩溶发育条件、地下水条件、覆盖层条件，次为地形地貌和人工活动。本项目主要研究“地下水条件”对岩溶塌陷的影响。.本项目以2010年6月发生岩溶塌陷的广西来宾市良江镇吉利村一带为研究区。①通过对研究区进行野外调查，我们建立了岩溶塌陷野外遥感试验场；并考察了当地岩溶塌陷区的地貌环境和地质构造条件、确定了岩溶塌陷坑的具体位置、大小、周围环境特征、以及2010年发生的巨大型岩溶塌陷灾害的地面特征、赋存形式和遥感可辨别程度；并收集了相关土壤、岩体、及水体样本。②通过分析塌陷坑随时间变化的特征，并结合GIS和遥感技术，研究了塌陷坑的时空分布特征与距断层距离、地裂缝、降雨量等要素之间的关系；将遥感的定性分析和定量分析相结合，利用较少的定量信息为多目标、多准则或无结构性的复杂问题提供简便决策，并提出了利用模糊层次分析法对岩溶塌陷发育程度进行评估，获得了岩溶塌陷易发程度与主要影响岩溶塌陷的要素之间的关系；利用Logistic回归模型对实验区塌陷敏感性进行了分析，获得了实验区的塌陷敏感性图。③结合buffer分析方法和空间co-location模式分析方法，提出了基于buffer的co-location空间分析理论，并将基于buffer的co-location空间分析理论应用于岩溶塌陷地质灾害的研究中，从点、线、面的角度对实验区塌陷地质灾害部分影响因素进行了详细地分析，分析结果表明溶洞、断层和地下河对实验区的塌陷坑存在不同程度的影响。④通过结合co-location模式分析方法、决策树方法、以及最大方差展开（MVU）方法，提出了基于MVU的协同并置决策树算法，并利用该算法对喀斯特地区的裸露碳酸盐岩进行了提取。⑤我们利用CBERS-02B卫星影像建立了反演地表土壤水含量的新模型。.本项目预期目标：①培养在地质灾害监测要素定量遥感领域的青年学术骨干1-2名；②培养1-2名博士生、12名以上硕士生；③发表核心杂志期刊论文8篇以上，其中高质量的国际期刊SCI论文5篇以上。实际完成情况：①培养中青年学术骨干2名，其中1名晋升副教授职称；②4名学生考取博士，培养硕士研究生20人；③发表学术论文53篇，其中SCI论文12篇（一区2篇：影响因子分别为7.885、4.884.，二区6篇，三区3篇，四区1篇），EI收录论文31篇。