基于遙感信息的礦區(qū)生態(tài)擾動監(jiān)測研究
——以遷安市為例

成少平 谷海紅，2，3，4 宋 文 艾艷君 張義璇 盧 賽

（1.華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北唐山063210；2.河北省礦業(yè)工程開發(fā)與安全技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北唐山063210；3.唐山市資源與環(huán)境遙感重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北唐山063210；4.河北省礦區(qū)生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，河北唐山063210）

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，生態(tài)環(huán)境問題儼然成為全球性關(guān)注熱點(diǎn)。礦業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展在一定程度上以破壞環(huán)境為代價，礦業(yè)在取得巨大成就的同時，也對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞。礦產(chǎn)開采不但破壞礦區(qū)自然植被，還會造成水污染、大氣污染、固體廢棄物污染、土壤污染等眾多環(huán)境問題，是當(dāng)前環(huán)境管理的難點(diǎn)之一［1］。礦業(yè)開發(fā)自身屬性決定其會對生態(tài)環(huán)境造成持久性影響，快速、低成本地獲取礦區(qū)生態(tài)擾動信息是開展礦區(qū)環(huán)境保護(hù)工作的重要內(nèi)容［2］。

礦區(qū)生態(tài)擾動監(jiān)測是指運(yùn)用各種探測技術(shù)，對礦業(yè)開發(fā)造成的生態(tài)環(huán)境破壞影響及規(guī)律進(jìn)行有效地判斷與評價［3］。近年來，遙感技術(shù)憑借其大范圍、高時效等特點(diǎn)，在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域得以廣泛運(yùn)用。礦產(chǎn)資源生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測工作也由早期的礦區(qū)景觀格局變化［4］、地表形變［5］、植被復(fù)墾［6］等單一礦區(qū)環(huán)境問題逐步演變?yōu)闃?gòu)建綜合性評價指標(biāo)體系來評價礦區(qū)生態(tài)環(huán)境［7］。如劉虎等［8］構(gòu)建了生態(tài)評價指數(shù)對采礦活動引起的環(huán)境問題、煤礦周邊湖區(qū)范圍的時空變化進(jìn)行了分析；岳輝等［9］構(gòu)建了遙感生態(tài)指數(shù)對神東礦區(qū)各個礦井的生態(tài)環(huán)境動態(tài)演變特征進(jìn)行了分析；徐嘉興等［10］建立了RS、GIS和景觀生物學(xué)綜合指標(biāo)，定量分析了土地復(fù)墾對嘉旺礦區(qū)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的影響。目前針對礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量遙感監(jiān)測多局限于礦區(qū)本身，對礦區(qū)周邊區(qū)域及礦區(qū)城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量演變關(guān)注較少?，F(xiàn)有研究表明，礦區(qū)城市生態(tài)環(huán)境破壞速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于治理速度，廢棄礦區(qū)引起的環(huán)境問題嚴(yán)重影響了礦區(qū)城市可持續(xù)發(fā)展［11］。隨著我國環(huán)境治理理念的進(jìn)步以及生態(tài)紅線、多規(guī)合一等政策的實(shí)施，針對礦區(qū)城市實(shí)施了多角度環(huán)境治理措施，例如構(gòu)建主體功能區(qū)制度、健全礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)環(huán)境影響評價制度、根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H情況采取差異化策略等［12］。但礦區(qū)生態(tài)環(huán)境修復(fù)是一個長時間的過程，分析礦區(qū)生態(tài)修復(fù)效果及其對區(qū)域生態(tài)環(huán)境影響是政府制定環(huán)境治理政策和生態(tài)文明建設(shè)規(guī)劃的科學(xué)依據(jù)。

遙感生態(tài)指數(shù)（RSEI）是近年來興起的基于遙感信息的多指標(biāo)綜合生態(tài)指數(shù)，可避免人為權(quán)重設(shè)定，且結(jié)果能被可視化，能夠快速、客觀并直觀地對區(qū)域生態(tài)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。本研究利用遷安市2000—2018年的Landsat遙感影像數(shù)據(jù)，建立RSEI評價模型，分析礦區(qū)活動及礦區(qū)生態(tài)修復(fù)對該市整體生態(tài)環(huán)境擾動的影響，為礦區(qū)城市環(huán)境保護(hù)提供參考。

1 研究區(qū)概況

遷安市位于河北省唐山市東北部（圖1），總面積為1 208 km2［13］。遷安市境內(nèi)主要礦區(qū)為鐵礦區(qū)（以下簡稱“礦區(qū)”），已探明鐵礦儲量達(dá)27.2億t，有“鐵遷安”之稱，是典型的資源型城市，其鐵精粉年產(chǎn)量連續(xù)14年居全國縣級地方鐵礦首位。市內(nèi)駐有首鋼遷鋼、九江鋼鐵等大型鋼鐵企業(yè)，鐵礦開發(fā)歷史已有60余年，發(fā)展至今呈現(xiàn)出小型礦山比重大、大型礦區(qū)比重小的格局。其中大型礦山集中于遷安市西部，連綿成片形成礦業(yè)密集區(qū)，擁有較為完善的礦山采礦選礦體系；小型礦區(qū)星羅分布于遷安市各處，技術(shù)落后，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一且難以管理。多年來，鐵礦開采形成了大量采礦廢料、尾礦砂等，眾多尾礦庫、排土場不僅壓占大量土地，而且導(dǎo)致土壤沙化、荒漠化，存在形成滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害隱患。

遷安市于2008年開始實(shí)施以人工復(fù)墾為主的生態(tài)修復(fù)工程，歷經(jīng)2000—2008年礦區(qū)井噴發(fā)展、2008—2013年礦區(qū)修復(fù)低速發(fā)展、2013—2018年礦區(qū)生態(tài)修復(fù)高速發(fā)展3個時期。因此本研究選取遷安市為研究區(qū)，利用遙感生態(tài)指數(shù)研究2000—2018年該市礦區(qū)變化對生態(tài)環(huán)境擾動的影響。

2 數(shù)據(jù)源及研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

本研究采用4期Landsat系列衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)影像（http://www.gscloud.cn）進(jìn)行分析，時間分別為2000年6月18日、2008年7月16日、2013年7月24日、2018年7月16日。4景遙感影像分辨率均為30 m，行帶號（122，32），時相相近且云量均少于5%，均經(jīng)過輻射定標(biāo)及大氣校正、幾何校正預(yù)處理，以消除不同時相、大氣、地形、光照影響，并依據(jù)遷安市行政邊界對影像進(jìn)行了裁剪。幾何校正采用二次多項(xiàng)式，其均方根誤差控制在0.5個像元以內(nèi)。

2.2 礦區(qū)提取方法

隨機(jī)森林（Random Forest，RF）分類方法是一種決策樹分類器的綜合模型，可以通過對大量樣本的訓(xùn)練學(xué)習(xí)來形成不同的分類規(guī)則，提升分類系統(tǒng)多樣性，有較高精度及較好的穩(wěn)定性［14］。因此，本研究采用RF分類方法進(jìn)行礦區(qū)提取研究，

為保證分類結(jié)果更加精準(zhǔn)可靠，本研究在2000年遙感數(shù)據(jù)分類訓(xùn)練樣本的基礎(chǔ)上進(jìn)行了2008、2013、2018年訓(xùn)練樣本選取，以保證每期數(shù)據(jù)都有重疊的樣本。礦區(qū)分類結(jié)果使用聚類處理（CLUMP）進(jìn)行分類后處理，對錯分、誤分區(qū)域進(jìn)行分類后修改，使用谷歌地圖隨機(jī)選點(diǎn)進(jìn)行了分類精度評價。分類精度均高于86%，Kappa系數(shù)均在0.80以上，表明RF分類方法可實(shí)現(xiàn)遷安市礦區(qū)信息準(zhǔn)確提取。

2.3 RSEI評價指標(biāo)構(gòu)建

RSEI耦合了綠度指標(biāo)（NDVI）、濕度指標(biāo)（WET）、干度指標(biāo)（NDBSI）和熱度指標(biāo)（LST），將其合成進(jìn)行主成分分析降維處理來綜合反映區(qū)域生態(tài)環(huán)境，具有客觀性、多指標(biāo)、大范圍等優(yōu)點(diǎn)［15-16］，可得到生態(tài)環(huán)境質(zhì)量可視化空間分布與動態(tài)變化。

式中，NDVI、WET、NDBSI、LST分別為綠度指標(biāo)、濕度指標(biāo)、干度指標(biāo)、熱度指標(biāo)。

（1）綠度指標(biāo)。歸一化植被指數(shù)能夠反映各種植物生物量及區(qū)域植被的覆蓋度，在生態(tài)環(huán)境變化監(jiān)測和植被生態(tài)學(xué)分類中是最常用的植被指數(shù)［17］。該指標(biāo)可定義為

式中，ρR、ρNIR分別為紅波段、近紅外波段。

（2）濕度指標(biāo)。該指標(biāo)可利用纓帽變換的濕度分量獲得，已被廣泛使用于生態(tài)環(huán)境評價中，對土壤與植被中的濕度有較好反映［18］。

式中，ρB、ρG、ρR、ρNIR、ρSWIR1、ρSWIR2分別代表藍(lán)波段、綠波段、紅波段、近紅外波段、熱紅外波段1、熱紅外波段 2；對于 TM 數(shù)據(jù)，c1=0.031 5、c2=0.202 1、c3=0.310 2、c4=0.159 4、c5=0.680 6、c6=0.610 9，對于OLI數(shù)據(jù)，c1=0.151 1、c2=0.197 3、c3=0.328 3、c4=0.340 7、c5=0.071 1、c6=0.455 9。

（3）干度指標(biāo)。由裸土指數(shù)（SI）和建筑指數(shù)（IBI）合成，是土壤干度的量化表現(xiàn)［19］。

（4）熱度指標(biāo)。利用陸地地表溫度代表熱度指數(shù)，首先利用NDVI計(jì)算出植被覆蓋度，根據(jù)Landsat數(shù)據(jù)中的熱紅外波段先計(jì)算亮度溫度T，再進(jìn)行比輻射率ε校正求得溫度LST，根據(jù)Landsat手冊提供的參數(shù)計(jì)算［20］

式中，DN為像元灰度值；λ為TM數(shù)據(jù)第6波段中心波長（11.5 um）與OLI數(shù)據(jù)第10波段中心波長（10.9 um）；ε為地表比輻射率；L為TM、OIL的熱紅外波段在傳感器處的輻射值；K1、k2為輻射定標(biāo)參數(shù)；gain和bias為波段的增益值和偏置值；ρ=1.438×10-2(m ?k)。

2.4 RSEI評價模型構(gòu)建

對以上各項(xiàng)遙感生態(tài)指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，消除量綱之間的差異，使其4個指標(biāo)值統(tǒng)一到0～1范圍內(nèi)，以便進(jìn)行主成分分析［21］。為便于對比，將初始生態(tài)指數(shù)RSEI0進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理得到遙感生態(tài)指數(shù)RSEI。其計(jì)算公式為

式中，BIi為標(biāo)準(zhǔn)化后的某一像素點(diǎn)指標(biāo)值；Ii為該指標(biāo)在像元i的值；bmax為該指標(biāo)的最大值；bmin為該指標(biāo)的最小值。

根據(jù)前人研究，本研究將遙感生態(tài)指數(shù)以0.2為界限劃分為優(yōu)、良、中、較差、差 5 個等級［22］，結(jié)果見表1。

3 結(jié)果與分析

3.1 遷安市2000—2018年礦區(qū)演變分析

基于隨機(jī)森林（RF）分類方法對遷安市2000、2008、2013、2018年礦區(qū)進(jìn)行了提取分析，繪制了該市2000—2018年礦區(qū)演變圖（圖2）。

由圖2可知：2000年礦區(qū)范圍明顯小于其他年份，主要分布于遷安市西北部、西南部及東南3個區(qū)域；2000—2008年期間，礦區(qū)范圍增幅較大，并于2008年達(dá)到最大值，表明此階段遷安市礦區(qū)大量增加，礦業(yè)飛速發(fā)展；2008—2013年，3個區(qū)域礦區(qū)范圍均有不同程度縮小，礦業(yè)發(fā)展受到限制；2013—2018年，礦業(yè)發(fā)展趨于穩(wěn)定，未發(fā)現(xiàn)新開發(fā)的采礦作業(yè)區(qū)，而且少數(shù)礦區(qū)消失，其變化符合2000—2008年、2008—2013年、2013—2018年3個時期發(fā)展規(guī)律。

3.2 主成分分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析

根據(jù)主成分分析結(jié)果（表2）可知，4個指標(biāo)在第一主成分的貢獻(xiàn)率分別為78.76%、76.94%、81.52%、79.14%，均高于75%，表明第一主成分分量PC1已集中了4個分量主要信息。對四大分量荷載值進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)綠度指標(biāo)與濕度指標(biāo)呈正值，表明兩者對生態(tài)環(huán)境起到正向促進(jìn)作用；干度指標(biāo)與熱度指標(biāo)呈負(fù)值，表明兩者對生態(tài)環(huán)境起到負(fù)面消極作用，結(jié)果與實(shí)際情況相符。綠度、濕度代表植被覆蓋度及土壤植被含水量，兩者均起到改善生態(tài)質(zhì)量的作用，干度、熱度代表地表裸土干化程度和地表溫度，兩者都是生態(tài)環(huán)境惡化的典型標(biāo)志。

2000—2018年，遷安市2000、2008、2013、2018年RSEI均值計(jì)算結(jié)果分別為0.644、0.546、0.594、0.573，表該市2000—2018年間生態(tài)環(huán)境質(zhì)量呈現(xiàn)波動下降趨勢，且變化與研究區(qū)礦業(yè)活動具有高度相關(guān)性。受礦業(yè)生態(tài)修復(fù)活動影響，2008年可視為遷安市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，2000—2008年期間RSEI指數(shù)下降了0.098，降幅15.21%；2008—2013年期間RSEI指數(shù)由0.546上升至0.594，漲幅8.79%；2013—2018年期間，RSEI指數(shù)降至0.573，但較2008年上升0.026，漲幅4.94%。說明2000—2008年間遷安市生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)惡化，2008—2018年生態(tài)環(huán)境總體得到改善。綠度、濕度兩個正向指標(biāo)也符合這一變化，2008年NDVI均值與WET均值最低分別為0.587、0.534，植被覆蓋度和土壤含水率較2000年下降嚴(yán)重，其中NDVI降幅達(dá)20.1%，WET降幅達(dá)12.32%。2008年之后綠度、濕度指標(biāo)值有所上升，至2018年分別上漲了6.81%和7.49%；熱度4期均值為0.45，各期變化（±0.017）較為穩(wěn)定，干度指標(biāo)變化較大，是造成研究區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降的主要原因。

3.3 遷安市生態(tài)環(huán)境時空變化分析

遷安市根據(jù)資源稟賦、生態(tài)條件和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，將全市1 208 km2區(qū)域作為一個整體，劃分為產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)、生活服務(wù)區(qū)、生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)三大主體功能區(qū)，不同功能分區(qū)實(shí)行不同的要素配置和考核評價機(jī)制。本研究根據(jù)RSEI空間分布圖（圖3）對研究區(qū)礦區(qū)生態(tài)擾動進(jìn)行了可視化動態(tài)分析，結(jié)果表明：2000年為遷安市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量最優(yōu)時間節(jié)點(diǎn)，整體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等級主要為優(yōu)、良等級，生態(tài)質(zhì)量差、較差集中于西部采礦密集區(qū)與中部人口密集區(qū)；2008年，遷安市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量發(fā)生明顯變化，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量降低區(qū)域大面積增加，并且隨小型礦山開發(fā)呈現(xiàn)散布式發(fā)展；2013年，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化更為集中，呈現(xiàn)出一定層次化發(fā)展趨勢，環(huán)境惡化中心區(qū)變化明顯，但周邊地區(qū)得到有效改善，且向人口密集區(qū)發(fā)展；2018年西部采礦密集區(qū)、中部人口密集區(qū)生態(tài)質(zhì)量上升明顯，但存在周邊地區(qū)生態(tài)質(zhì)量再次惡化趨勢。

根據(jù)遷安市2000—2018年RSEI統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（表3）可以看出，2000年遷安市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量優(yōu)、良等級面積占比分別為40.92%和26.04%，生態(tài)質(zhì)量差、較差等級僅為4.44%和10.71%。2008年RSEI各等級指標(biāo)浮動較大，其中質(zhì)量優(yōu)等級較2000年減少了11.96%，生態(tài)質(zhì)量中、較差等級分別增加了11.95%和11.25%。2013年較2008年生態(tài)環(huán)境質(zhì)量優(yōu)、較差等級分別下降了5.90%和2.24%，其他等級區(qū)域小幅變化。2018年生態(tài)環(huán)境質(zhì)量優(yōu)等級變化最為明顯，較2013增加了6.53%，差等級減少了3.96%，為近年來最低，但總體環(huán)境質(zhì)量不如2013年。

3.4 遷安市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量動態(tài)監(jiān)測

為分析遷安市不同年份生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的時空變化，在RSEI5個生態(tài)等級的基礎(chǔ)上，對研究區(qū)2000—2018年生態(tài)環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了紅綠法差值分析［23］，得出了每個區(qū)間的變化面積及區(qū)域（圖4）。

結(jié)合圖4統(tǒng)計(jì)分析表明（表4），遷安市2000—2008年間生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善面積為247.2 km2，占比20.18%，生態(tài)環(huán)境變差地區(qū)總面積為420.2km2，占總面積34.31%；2008—2018年間生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善面積為528.1 km2占比43.12%，生態(tài)環(huán)境變差地區(qū)總面積為371.4km2，占比30.33%。

4 討論

本研究利用RSEI耦合綠度、濕度、干度、熱度4個自然因素指標(biāo)對遷安市礦區(qū)生態(tài)擾動進(jìn)行了研究，并利用隨機(jī)森林分類方法對該市2000—2018年礦區(qū)信息進(jìn)行了提取分析。從時空尺度來看，遷安市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化受礦區(qū)變化擾動明顯。生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化與礦業(yè)活動具有很強(qiáng)的相關(guān)性，根據(jù)RSEI指數(shù)變化可分為3個階段：

（1）2000—2008年期間，RSEI指數(shù)下降幅度較大，且下降區(qū)域分布較為分散，說明2000—2008年間遷安市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量整體下降。該階段為研究區(qū)礦業(yè)發(fā)展期，遷安市自2000年始，小型礦山數(shù)量井噴式增加，至2005年全市已散布選礦廠205余座，礦區(qū)密集鄉(xiāng)鎮(zhèn)8個，集中于馬蘭莊鎮(zhèn)、菜店子鎮(zhèn)等西部區(qū)域［24］。小型礦山環(huán)保意識淡薄，采礦選礦設(shè)備落后，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境被極大破壞。并且小型礦山相對分散，難于管理，礦山開采規(guī)模與礦區(qū)的資源儲量不相適應(yīng)，小礦大開、一礦多開等問題嚴(yán)重，造成該市2000—2008年生態(tài)環(huán)境質(zhì)量整體下降。

（2）2008—2013年期間，RSEI指標(biāo)上升，表明遷安市2008—2013年間生態(tài)環(huán)境得到改善。該階段唐山市響應(yīng)國家生態(tài)文明建設(shè)號召，于2008年積極開展了礦山生態(tài)環(huán)境修復(fù)治理工作，建立了完善的礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理責(zé)任機(jī)制［25］。對老排土場進(jìn)行永久治理，嚴(yán)格實(shí)行“誰破壞、誰治理”的原則，對新排土場及礦坑采取“保護(hù)中開發(fā)、開發(fā)中保護(hù)”措施，力求最大限度降低礦業(yè)活動對礦區(qū)及周邊地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的影響和破壞。加強(qiáng)了對礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)的監(jiān)督管理、地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與監(jiān)測。但由于礦區(qū)復(fù)墾修復(fù)植株具有一定的生長期，至2013年，遷安市礦山修復(fù)僅取得了初步效果，大量廢棄礦山得到了初步治理，此為遷安市生態(tài)修復(fù)第1階段。

（3）2013—2018年間為生態(tài)修復(fù)第2階段，礦區(qū)生態(tài)修復(fù)與土地復(fù)墾相結(jié)合的修復(fù)方式取得了良好效果，礦區(qū)廢棄地復(fù)墾綠化面積達(dá)到16 km2，馬蘭莊鐵礦、匯利采石場、塔山鐵礦等綠化率均達(dá)到90%以上，多處極端破壞礦區(qū)植被得到了有效修復(fù)［26］，礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境得到了極大改善。但該階段RSEI指標(biāo)表現(xiàn)為下降，綜合遷安市近年來發(fā)展，RSEI變化與礦業(yè)活動差異主要受到遷安市城鎮(zhèn)化建設(shè)影響［27］。2013年，遷安市推進(jìn)新型城市化建設(shè)［28］，此階段整個區(qū)域生態(tài)環(huán)境呈現(xiàn)兩極分化，主礦區(qū)與城鎮(zhèn)區(qū)生態(tài)環(huán)境等級主要屬于差、較差，其他區(qū)域生態(tài)質(zhì)量等級為中等、良，證明城市化發(fā)展同樣會影響區(qū)域環(huán)境［29］，與柯銳鵬等［30］得出的“低質(zhì)量城市化會對生態(tài)環(huán)境表現(xiàn)為負(fù)面影響”的研究結(jié)論相符。至2018年，遷安市城市化建設(shè)愈加完善，城市綠植面積大大增加，中部等人口密集區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量上升，但隨著城市化建設(shè)加快，新農(nóng)村建設(shè)使大面積區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等級由優(yōu)轉(zhuǎn)向良，以至于2013—2018RSEI指數(shù)有所下降，也證明城市化發(fā)展對生態(tài)環(huán)境好的區(qū)域影響更大［29］。

5 結(jié) 論

礦業(yè)活動對區(qū)域生態(tài)環(huán)境具有顯著影響。本研究以遷安市為例，通過分析該市2000—2018年礦區(qū)演變特征，并構(gòu)建了遙感生態(tài)指數(shù)模型，對該市礦區(qū)生態(tài)擾動進(jìn)行了研究，得到以下結(jié)論：

（1）2000—2018年，遷安市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量可分為兩個階段，其中2000—2008年屬于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降階段，期間RSEI指數(shù)下降0.098，降幅達(dá)15.22%，其中34.31%的區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變差，表現(xiàn)為生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等級由良、優(yōu)向中、較差轉(zhuǎn)變；2008—2018年生態(tài)環(huán)境質(zhì)量整體有所上升，受到礦業(yè)活動與城鎮(zhèn)化建設(shè)綜合影響呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，RSEI指數(shù)上升0.027，漲幅達(dá)4.95%，期間43.12%區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得到改善。

（2）礦區(qū)變化對遷安市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量影響明顯。遷安市自2000年礦業(yè)井噴式發(fā)展，2008年開始進(jìn)行生態(tài)修復(fù)至今，其變動軌跡與RSEI變化大體相符，證明礦業(yè)活動是遷安市環(huán)境質(zhì)量變化的主要驅(qū)動力。2013—2018年RSEI變化與礦業(yè)活動有所差異，表明城鎮(zhèn)化建設(shè)也是遷安市生態(tài)環(huán)境變化的驅(qū)動力之一。

（3）RSEI中NDVI占比最大，說明植被覆蓋度是影響遷安市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的主要因素，提高植被覆蓋度是改善礦區(qū)及區(qū)域環(huán)境質(zhì)量的有效措施；其中NDBSI作為逆向指標(biāo)變化較大，表明干度是遷安市近年來生態(tài)環(huán)境惡化的主要原因。

綜上分析，礦業(yè)活動及礦區(qū)生態(tài)修復(fù)是影響礦區(qū)城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重要因素。在未來發(fā)展中，調(diào)整礦產(chǎn)資源開發(fā)空間布局，構(gòu)建礦產(chǎn)資源開發(fā)空間治理體系，并改進(jìn)礦山開采技術(shù)及工藝，完善礦區(qū)生態(tài)修復(fù)政策，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境終端治理向源頭治理轉(zhuǎn)變，將成為開展礦區(qū)城市生態(tài)文明建設(shè)和實(shí)現(xiàn)礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。本研究對區(qū)域性礦業(yè)生態(tài)擾動進(jìn)行了分析，但受遙感數(shù)據(jù)分辨率限制，大量小型礦區(qū)信息未能進(jìn)行精細(xì)提取，后續(xù)工作中，將進(jìn)一步結(jié)合高分辨率遙感影像進(jìn)行相關(guān)分析，提高信息的提取精度。