矿区生态演化监测与感知决策团队是在汪云甲教授带领下,联合中国矿业大学、徐州勘测规划院、中国土地勘测院等多家单位,组建的具有测量、遥感、地理信息系统和GNSS等多学科协同融合的研究队伍。团队成员包括1名全职人员、11名兼职人员和30余名研究生,其中教授3人,副教授8人,讲师1人,均具有博士学位。

团队主要围绕协同创新中心的第四个研究方向矿区生态演化的多源多尺度综合监测与感知决策,以测绘遥感为主要技术手段,对矿区环境与生态安全进行综合监测、可靠传输、感知分析与预警调控,保障苏北地区矿区开采的环境安全,研发星空地数据协同处理方法,解决多维动态信息的分布式协同、同步处理与质量控制技术难题,实现矿山协同观测数据的协同处理与在线服务。2014年度取得的主要研究进展简要介绍如下:

1)矿业城市大气污染点线面立体综合监测技术研究。围绕协同中心的生态环境监测研究任务,针对煤炭资源开发和利用引起的大气污染问题,开展大气污染物多源遥感监测评估方法研究。主要成果包括:1)针对徐州市以煤烟为主的煤烟与机动车尾气复合型污染的特点,采用星地多源多尺度遥感监测技术,开展煤炭资源型城市大气污染光学遥感与物理特性研究;2)联合卫星气溶胶光学厚度数据和激光雷达探测综合反演地面大气颗粒物质量浓度研究;3)煤火电厂污染物排放的多源遥感监测算法研究。

2)基于高光谱遥感的矿区生态监测反演。针对矿区高光谱遥感影像数据量大和分类不确定性的问题,以ROSISAVIRISHymap等高光谱遥感影像为研究对象,提出一种基于空间信息的半监督高光谱遥感分类算法;针对高光谱遥感影像维数高的问题,提出一种基于空间形态学的特征提取算法,并应用各种高光谱数据进行分析。组织完成徐州市九里复垦区高光谱航拍,完成预定区域的数据校正和分析工作,开展了复垦区污染农田的野外采样和化验工作,构建了徐州矿区生态示范监测系统。

3)基于SAR数据强度信息的矿区开采大形变提取研究。针对传统D-InSAR技术在矿区开采沉陷研究中面临失相干因素的影响,提出了基于D-InSAR和概率积分法模型相结合的解算方法,完成了SAR/InSAR配准关键算法和基于干涉SAR技术的矿区地表裂缝检测及机理分析等研究。制定了老工业基地示范区的地表变形监测方案,并以沛北矿区为研究对象,结合地面监测数据及地质开采技术条件,深入分析了D-InSARPS-InSAR等技术监测开采沉陷的信息提取方法,形成了矿区开采沉陷的SAR信息技术处理流程、参数及技术体系。

4)基于高分辨率遥感影像及无人机技术的矿区地表覆盖信息提取研究。围绕矿区地表覆盖特征自动提取,在基于像元影像分类方法的基础上,将语义、规则、应用领域的专业知识纳入遥感分类过程;针对煤炭开采对矿区资源环境的严重影响问题,开展了无人机地裂缝监测与煤火热红外监测、煤炭开采对矿区植被、土壤系统生物量与碳汇变化的测度、开采沉陷对矿区土壤侵蚀的影响等研究。

5)地上下室内外无缝定位信号体制与系统构建研究。针对地上下GNSS盲区室内外无缝定位中信号体制与电文协议等理论问题,研究并实现了以北斗与 WiFi为主的室内外无缝定位算法,利用智能手机多传感器数据实现了室内外定位,解决了基于WIFI无线信号强度定位跳跃不稳定性问题,研制了适用于地上下的实时定位数据处理系统。

6)建成矿区环境遥感协同观测综合试验场。在江苏省和中国矿业大学已投入经费建设基础上,建成了矿区环境遥感协同观测综合试验场。包括:1)通量观测塔,搭载三维超声风速仪、土壤热通量板、土壤湿度传感器、净辐射传感器、空气温湿度传感器、地面热红外辐射仪等设备,为开展煤矿区在采煤扰动下的土壤-植被-水体地表环境多要素耦合模拟实验奠定了基础,为卫星遥感地物反演及变化检测提供参照与方法支持。2)土壤重金属污染实验田,为煤矿区的土壤与农作物污染遥感评估提供实验依据。3)大气遥感观测站,安装了太阳光度计、气溶胶粒径谱仪、激光雷达、黑碳仪、差分吸收光谱仪等仪器,加入了美国宇航局的全球气溶胶自动监测网,成为全国5个正在运行的站点之一,江苏省唯一正在运行站点。


团队长简介:

汪云甲,男,1960年9月生,教授,博士生导师。全国百篇优秀博士论文奖、国务院政府特殊津贴、孙越崎青年科技奖、江苏省“333工程”中青年科技领军人才、江苏省高校学术带头人称号、“十一五”测绘地理信息科技贡献奖获得者。

曾任中国矿业大学测物系、采矿系矿山测量教研室及矿产经济研究室副主任,采矿系矿山测量教研室主任、测量工程教研室主任、矿产经济研究室主任,中国矿业大学环境与测绘学院副院长、院长,现任中国矿业大学环境与测绘学院执行院长、国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室主任、江苏省资源环境信息工程重点实验室主任、教育部矿山生态修复工程研究中心主任、资源环境信息与经济研究所所长;兼任国家测绘地理信息局科技委员会委员,中国测绘学会理事及矿山测量专委会主任委员、名词专委会委员、测绘科技进步奖评审委员会委员,中国地理信息产业协会理事,中国煤炭工业技术委员会矿区环境保护专家委员会委员,国际矿山测量学会资源管理委员会委员,中国自然资源学会理事及教育委员会委员、资源经济专委会委员、资源信息专委会委员,教育部高等学校测绘学科教学指导委员会委员,《测绘学报》、《JOURNAL OF RESOURCES AND ECOLOGY》、《测绘科学技术学报》、《测绘通报》、《遥感信息》、《导航定位学报》编委,《矿山测量》编委会副主任;南京工业大学、江西理工大学、淮海工学院兼职教授,中国致公党江苏省委常委、徐州市委员会主任委员,江苏省政协委员。

从事国土环境及灾害监测、室内无缝定位、碳排放/碳汇多源监测、资源环境评价与管理、地理信息工程、矿山测量等方面的科研与教学工作。主持或参加国家自然科学基金重点项目、面上项目、国际合作项目、国家社会科学基金项目、“863”计划项目、国家科技支撑计划项目、国家公益性行业科研专项等50 余项,其中获国家科技进步二等奖3次,省部级科技进步一等奖4次,二等奖12次,三等奖5次,省部级哲学社会科学二等奖1次,三等奖2次,中国煤炭工业十大科技成果1次。发表论文260余篇,EI、SCI检索收录论文50多篇。出版专著、教材7部。已培养毕业研究生63名(其中博士研究生14名),指导的研究生获江苏省优秀博士论文奖1篇。