一种高潜水位塌陷地恢复耕地的治理效果评价方法与流程

本发明属于塌陷地治理效果评价，涉及一种高潜水位塌陷地恢复耕地的治理效果评价方法。

背景技术：

1、煤炭地下开采将会造成地表形成大面积的采煤沉陷区，对于高潜水位地区，由于潜水位埋深较浅，极易在地表沉陷区范围内形成积水区，造成大面积的耕地集中损坏，导致耕地减产甚至绝产。因此，为了保护耕地，保障国家粮食生产安全，需要对采煤沉陷造成的耕地进行治理修复，目前对于土地治理修复的技术方面已经形成了较为完善的治理体系，但是对于高潜水地区塌陷地恢复耕地的治理效果尚缺乏有效的治理评价方法。

技术实现思路

1、本发明针对传统高潜水地区塌陷地恢复耕地的治理效果评价中存在的问题提出一种新型的高潜水位塌陷地恢复耕地的治理效果评价方法。

2、为了达到上述目的，本发明是采用下述的技术方案实现的：

3、首先根据评价区域治理前后的水体面积进行第一级评价，然后根据治理后耕地的田面坡度、田面高差、有效土层厚度和有机质含量进行第二级评价，具体步骤如下。

4、(1)首先确定待评价的区域范围，即此次评价治理效果的治理区域范围。

5、(2)获取评价区域在治理前后的多波段遥感影像数据。

6、(3)根据获得的治理前后的影像数据分别计算出评价区域的水体面积。从遥感影像数据中获取水体面积的方法为：在专业的地理信息数据处理软件中根据遥感影像中的绿波段p(green)和近红外波段p(nir)计算出归一化水体差分指数ndwi，此时遥感影像转化为值域在[-1,1]的灰度图像，水体比非水体明显偏亮而被凸显出来，识别出水体边界处的影像的值记为d，一般在0.2左右，而后根据识别到的精确的d值作为水体提取阈值，即可将大于d的影响区域提取出来即为水体区域，进而可从影像数据的属性表中提取出水体区域的面积，即ndwi＝(p(green)-p(nir))/(p(green)+p(nir))。

7、(4)根据计算得到的评价区域治理前后的水体面积，根据其变化情况进行第一级评价，并进行量化处理，记为a1：水体面积增大则a1＝-1；水体面积减小则a1＝1。

8、(5)通过治理后的无人机航拍数据和实地采样，对评价区域治理后的耕地采用田面坡度p、田面高差h、有效土层厚度m和有机质含量k分别进行第二级评价，并进行量化处理依次记为a21、a22、a23、a24，量化指标如下。

9、田面坡度p＞5°则a21＝0；田面坡度3°＜p≤5°则a21＝1；田面坡度p≤3°则a21＝2。

10、田面高差h＞5cm则a22＝0；田面高差3cm＜h≤5cm则a22＝1；田面高差h≤3cm则a22＝2。

11、有效土层厚度m＜60cm则a23＝0；有效土层厚度60cm≤m＜80cm则a23＝1；有效土层厚度m≥80cm则a23＝2。

12、有机质含量k＜8g/kg则a24＝0；有机质含量8g/kg≤k＜18g/kg则a24＝1；有机质含量k≥18g/kg则a24＝2。

13、所述田面坡度和田面高差根据无人机航拍数据获得，将无人机航拍得到的照片经过相片对齐、像控点刺点、优化相片对齐、生成密集点云操作后即可导出匹配校准后的治理区域的带有平面和高程坐标信息的航拍影像数据，进而可获得田面坡度与田面高差。田面坡度的计算公式为：i＝arctan(高度差/水平距离)，可使用地理信息数据处理软件快速计算。

14、所述田面坡度和田面高差是指治理修复耕地中的具体的可独立进行耕作的单一田块的坡度和高差，而非整个治理评价区域，最终的评价指标量化值取评价区域内所有田块的最小值，田面坡度和田面高差可根据获得的影像数据采用专业的地理信息处理软件计算获得。

15、所述有效土层是指壤土至壤质粘土，所述有效土层厚度自地面向下计算，在治理区域内采用实地打孔量测获得，每块耕地地块至少随机选取1处进行检验，整个治理项目区总检验位置不得少于5处。打孔深度超过1.5m即可。

16、所述有机质土壤中利于植物生长的植物和动物碎屑、土壤微生物的细胞组织以及土壤微生物和的物质，有机质含量采用实地随机采样检验获取，每块耕地地块至少选取1处进行采样，整个治理项目区总采样不得少于5处。取样位置在地表30cm以内的耕作层。

17、有效土层随机抽检孔可与有机质检测随机抽检位置相同，此时即可取出上部30cm的土样作为有机质检测样本。

18、(6)根据两级评价量化后的数值得出各地块治理效果评价指标ev：ev＝a1×(q1a21+q2a22+q3a23+q4a24)。

19、式中：q1、q2、q3、q4分别为田面坡度、田面高差、有效土层厚度、有机质含量的权重，各权重可根据评价地块的实际情况按照田面坡度、田面高差、有效土层厚度、有机质含量对地面的影响程度进行定值，或根据经验获取，且满足每个因素的权重以精确到0.01位在(0,1)之间以及所有因素的权重之和为1，即下式：

20、

21、(7)将治理项目区内的耕地地块依次进行编号为[1,2,…，m]，m为治理项目区内的耕地地块总数，采用确定指标和权重对所用耕地地块分别进行监测计算其治理效果评价指数[ev1,ev2,…，evm]，取得分最低值作为整个治理项目区的最终治理效果评价得分λ，即λ＝min[ev1,ev2,…，evm]。

22、(8)根据整个治理项目区的最终治理效果评价得分λ构建的高潜水塌陷地恢复耕地的治理效果评价体系。

23、若λ＝2，则治理效果评价为ⅰ级，表示治理效果为优，即各项评价耕地治理的指标均达到了高标准。

24、若1.5≤λ＜2，则治理效果评价为ⅱ级，表示治理效果为良，即治理后耕地的综合质量较好。

25、若1≤λ＜1.5，则治理效果评价为ⅲ级，表示治理效果为合格，即治理后的耕地综合治理满足基本要求。

26、若λ＜1，则治理效果评价为不合格，表示未进行以恢复耕地为目的的治理或治理效果未满足耕地要求的最低指标。

27、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

28、1.本发明所提出的方法可系统的对治理的实施程度及成效进行评价，弥补了当前缺乏有效评价高潜水地区以恢复耕地为目标的塌陷地治理效果评价方法的不足。

29、2.本发明建立的评价方法指标选取合理可靠，并且易于实现，能够实现系统、全面的对治理效果进行评价。

技术特征：

1.一种高潜水位塌陷地恢复耕地的治理效果评价方法，其特征在于，步骤如下：

2.根据权利要求1所述高潜水位塌陷地恢复耕地的治理效果评价方法，其特征在于，步骤（2）中量化处理结果记为a1；治理后的水体面积增大，a1=-1；水体面积减少，a1=1。

3.根据权利要求1所述高潜水位塌陷地恢复耕地的治理效果评价方法，其特征在于，步骤（3）中田面坡度p、田面高差h、有效土层厚度m和有机质含量k量化处理结果依次记为a21、a22、a23、a24；计算方法如下：

4.根据权利要求1所述高潜水位塌陷地恢复耕地的治理效果评价方法，其特征在于，

技术总结本发明属于塌陷地治理效果评价技术领域，涉及一种高潜水位塌陷地恢复耕地的治理效果评价方法。首先根据评价区域治理前后的水体面积进行第一级评价，然后根据治理后耕地的田面坡度、田面高差、有效土层厚度和有机质含量进行第二级评价。本发明所提出的方法可系统的对治理的实施程度及成效进行评价，弥补了当前缺乏有效评价高潜水地区以恢复耕地为目标的塌陷地治理效果评价方法的不足。本发明建立的评价方法指标选取合理可靠，并且易于实现，能够实现系统、全面的对治理效果进行评价。技术研发人员：蒋乾,杨向升,张晓曼,华祥,李振,张伟光,付彪,孙卫华,张跃,瞿衡哲受保护的技术使用者：通用技术集团工程设计有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1