Мониторинг потенциального самовозгорания отвала угольных отходов после рекультивации с использованием изображений в RGB-диапазоне, полученных с беспилотного летательного аппарата, на основе надземной биомассы люцерны

Самовозгорание отвалов угольных отходов является одной из основных проблем горнодобывающих районов. Этот риск сохраняется даже после рекультивации земель и экологического восстановления. Если после рекультивации в отвале угольных отходов происходит самовозгорание, это приводит к повторной деградации земель и повреждению растительности. В связи с этим в настоящем исследовании предложен метод мониторинга, основанный на оценке надземной биомассы люцерны (AGB) по изображениям в RGB-диапазоне, полученным с беспилотного летательного аппарата (БПЛА). В качестве исследуемой территории были выбраны два участка отвала угольных отходов в провинции Шаньси, Китай, на которых после рекультивации произошло самовозгорание угольных отходов. На основе вегетационных индексов и текстурных метрик, извлеченных из RGB-изображений БПЛА, надземную биомассу оценивали с использованием моделей пошаговой линейной регрессии. Наконец, интенсивность самовозгорания классифицировали по надземной биомассе люцерны. Результаты показали, что: (i) точность оценки надземной биомассы можно повысить путем объединения спектральных и текстурных характеристик [R² = 0,86, среднеквадратическая ошибка (RMSE) = 0,09 кг/м² и средняя абсолютная ошибка (MAE) = 0,08 кг/м²]; (ii) надземная биомасса люцерны хорошо объясняла подземные тепловые аномалии, выявленные по температуре глубоких слоев почвы; и (iii) по сравнению с температурой земной поверхности надземная биомасса люцерны была более пригодна для мониторинга участков с потенциальным самовозгоранием, особенно на начальной стадии, когда самовозгорание уже произошло, но еще не оказало существенного влияния на земную поверхность. Настоящее исследование призвано предложить усовершенствованный метод выявления и мониторинга самовозгорания отвалов угольных отходов, который может служить ориентиром для первичного мониторинга и профилактики в горнодобывающих районах.