（三）案例3
1. 矿区水体遥感监测与应用
红碱淖位于西北干旱半干旱地区，在当地的气候调节、水资源平衡及生物多样性保持等方面发挥着重要作用。然而，近些年来红碱淖面积不断地萎缩，影响其生态、经济、社会功能的发挥。本文以红碱淖为研究对象，基于1986-2020年359景Landsat影像，使用土壤湿度监测指数（Soil Moisture Monitoring Index, SMMI）结合大津算法（OTSU）获取湖泊面积，并与前人研究进行对比；基于面积数据及水线法，结合ASTER GDEM（V2.0）数据获取1986-2020年湖泊水位；将面积与水位相结合，获取红碱淖多年水量变化量，分析34a间红碱淖面积、水位、水量变化的变化趋势和特征，并利用DSAS（Digital Shoreline Analysis System）中的湖岸线净移动距离（Net shoreline movement, NSM）及变化速率（Linear Regression Rate, LRR）定量分析湖泊面积空间位置上的变化趋势；论文最后分别建立红碱淖湖泊及流域的水量平衡模型计算湖泊地下水变化及流域水量变化情况，并利用气象及统计数据，基于Pearson相关分析、岭回归分析及地理探测器探讨了湖泊水体演变的主要驱动因子。
2.案例实际应用效果简介
通过本案例，达到了以下效果：
（1）本案例首次对湖泊边界的变化距离、速率借助DSAS软件实现了定量变化分析，并借助DEM实现了湖泊水位变化分析，拓展了学生的视野和研究思路。
（2）掌握了水体面积、水位、体积变化动态变化趋势分析的方法，能够利用科学的语言从时间和空间两个方面分析水体变化趋势和空间分布状况，得到合理有效的结论。
3.支撑材料
本案例对应本教材《矿区环境监测与应用》（刘英、岳辉，西安交通大学出版社）第4章（图1）及中国博士后基金项目——荒漠化矿区湖泊水量平衡遥感估算、重点实验室基金项目——基于遥感数据的红碱淖时空演变规律研究。
（四）案例4
1. 矿区地表温度遥感反演
地表温度是区域和全球尺度地球表层物理过程中的一个重要参数，它也在地气相互作用中扮演了重要的角色。遥感已成为地表温度反演的主要手段，为研究地表温度反演算法之间的异同，本案例以神东矿区为研究区，使用Landsat数据，利用辐射传导方程法、基于影像的反演算法（Image-based Method，简称IB算法）、单窗算法（Mono-window Algorithm，简称MW算法）和单通道算法（Single-channel Method，简称SC算法）分别反演研究区地表温度，并用MODIS地表温度（Land surface temperature，简称LST）数据进行验证。在此基础上，利用MW算法从矿区和矿井尺度分析神东矿区1991-2019年间的地表温度时空变化，并比较了采区与非采区的地表温度差异，分析地下采矿活动对地表温度的扰动影响。
2.案例实际应用效果简介
通过本案例，达到了以下效果：
（1）掌握了辐射传导方程法、基于影像的反演算法、单窗算法和单通道算法等地表温度反演算法的原理、计算方法与过程。
（2）能够利用科学的语言从时间和空间两个方面分析区域地表温度变化趋势和空间分布状况，得到合理有效的结论。
3.支撑材料
本案例对应本教材《矿区环境监测与应用》（刘英、岳辉，西安交通大学出版社）第5章（图1）及国家自然科学基金青年项目——荒漠化矿区土壤湿度多分辨率时空演变机理研究。
（五）案例5
1. 矿区土壤湿度遥感监测
土壤水分作为陆地表面水资源形成、转化和消耗过程中的基本参数，也是地表能量交换的基本要素。遥感技术可以及时准确地监测区域尺度土壤水分，为社会生产管理提供有力保障。本案例提出了双抛物线型NDVI-Ts特征空间的温度植被干旱指数TVDI及基于NIR-Red光谱特征空间的土壤湿度监测指数SMMI，用于土壤湿度遥感监测，并分析了基于Ts-NDVI、Ts-EVI、Ts-FPAR和Ts-LAI特征空间TVDI监测2000-2015年神东矿区时序土壤水分的稳健性及变化规律；基于SMMI、PDI、MSMMI和MPDI监测半干旱矿区土壤水分的适用性并基于尺度化MSMMI分析不同矿区土壤水分的时空变化规律，最后结合气象因子、地形地貌、植被覆盖和采矿活动等探讨影响矿区土壤水分时空发展的驱动力因素。
2.案例实际应用效果简介
通过本案例，达到了以下效果：
（1）研究团队首次提出了双抛物线型NDVI-Ts特征空间的TVDI、基于NIR-Red特征空间的SMMI两种土壤湿度监测方法，拓宽了学生的视野和创新思维。
（2）掌握TVDI、SMMI原理、计算公式及实现过程，并能够利用科学的语言从时间和空间两个方面分析区域土壤湿度变化趋势和空间分布状况，得到合理有效的结论。
3.支撑材料
本案例对应本教材《矿区环境监测与应用》（刘英、岳辉，西安交通大学出版社）第6章（图1）及国家自然科学基金青年项目——荒漠化矿区土壤湿度多分辨率时空演变机理研究、西安科技大学优秀青年项目——基于SAR和光学遥感的矿区土壤湿度与地表形变联合反演。
（六）案例6
1. 矿区土壤侵蚀遥感监测
土壤侵蚀严重破坏土壤资源，加剧矿区生态环境的恶化，大大制约矿区的可持续发展，定量的土壤侵蚀评价可为矿区治理土壤侵蚀、制定水土保持规划提供科学依据。本案例利用RUSLE模型，利用1990-2019年Landsat遥感影像，从矿区和矿井两个尺度对神东矿区1990-2019年的土壤侵蚀时空动态变化进行分析，基于矿井尺度探究神东矿区采区、非采区的土壤侵蚀差异以探究采矿活动对矿区土壤侵蚀的影响，并利用地理探测器对矿区土壤侵蚀进行定量归因、高风险区识别以及交互作用分析。
2.案例实际应用效果简介
通过本案例，达到了以下效果：
（1）掌握了RUSLE模型中降雨侵蚀力因子、土壤可侵蚀性因子、坡长坡度因子、地表植被覆盖与管理因子及水土保持措施因子的计算与获取方法，并能够利用科学的语言从时间和空间两个方面分析区域土壤侵蚀变化趋势和空间分布状况，得到合理有效的结论。
（2）引入驱动因子分析工具——地理探测器，拓宽了学生的视野。
3.支撑材料
本案例对应本教材《矿区环境监测与应用》（刘英、岳辉，西安交通大学出版社）第7章（图1）及国家自然科学基金青年项目——荒漠化矿区土壤湿度多分辨率时空演变机理研究、西安科技大学优秀青年项目——基于SAR和光学遥感的矿区土壤湿度与地表形变联合反演。
