Nature communications│基于GEE平台与深度学习的巴西亚马逊地区非法小型采矿场时空演变研究

文摘   2024-11-21 23:16   山东  

1、研究背景

采矿是指从地壳中提取具有经济价值的矿物或其他地质材料。这一活动在南美国家的经济中起着关键作用,并且至今仍然发挥重要作用。与许多其他国家类似,巴西也重视工业采矿部门的经济潜力。然而,小规模的非法采矿活动(文中称之为garimpo近年来显著增加。此种采矿方式技术设备落后,产生的重金属元素不仅对人类健康有害,还对热带雨林生态系统造成了灾难性的影响,特别是在巴西亚马逊地区。因此,十分有必要绘制巴西亚马逊地区矿产开采模式的时空变化足迹图。

2、创新之处

尽管在全球范围内绘制采矿足迹方面已做出重要努力,并取得了突出的成果,但在区分工业采矿或小规模非法采矿场址时,基于更全面的时间序列遥感数据分析得出的开采模式分布仍存在研究空白。本研究绘制了巴西亚马逊地区大尺度的采矿及开采模式图(覆盖四十年),研究尺度几乎达到大陆规模(覆盖整个巴西领土),同时区分了工业采矿和小规模采矿这两种不同的开采类型。利用GEE平台上的Landsat时间序列影像数据(30米分辨率),并采用U-Net深度学习分类器,较精确分析了巴西,尤其是巴西亚马逊地区采矿活动的空间分布及时序变化规律,这也有助于更准确地识别受此采矿活动影响最严重的土著土地、保护区和居住群体。

3、关键图表

图1. 巴西矿产开采模式的时空分布图(包含工业采矿或小规模非法采矿)

图2. 在巴西亚马逊受限区域内的小规模非法采矿场分布

4、主要结论

采矿在南美国家的经济中发挥了重要作用。通常,工业采矿在大多数发展中国家的经济中占主导地位,但小规模非法采矿活动的扩张近年来显著增加。巴西在1989-1997年和2019-2022年经历了两个小规模非法采矿活动超过工业采矿的时期。工业采矿场的面积从1985年的约360平方公里增加到2022年的1800平方公里,增长了5倍,而小规模非法采矿面积增加了约1200%,从1985年的约218平方公里增长到2022年的约2627平方公里。其中,91%以上的活动集中在亚马逊地区。在这些区域中,几乎40%的矿场运营时间在五年或以下,而在土著土地(ILs)内,这一比例上升到62%。采矿足迹制图结果表明,至少77%的2022年采矿场显示出明显的非法迹象。需要特别关注Kayapo、Munduruku和Yanomami等土著土地。

5、发表信息

Cortinhas Ferreira Neto L, Diniz C G, Maretto R V, et al. Uncontrolled Illegal Mining and Garimpo in the Brazilian Amazon[J]. Nature Communications, 2024, 15(1): 9847.

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