煤矿大规模的采空塌陷区常形成季节性乃至常年性积水洼地,成为制约矿区可持续发展的主要因素。近年来,随着环境保护意识的提高,煤矿塌陷区的治理和利用成为地理学界的研究重点之一。因此对采煤塌陷区的积水区域进行动态演变模拟分析也成为必然。本文以龙口市采煤塌陷区作为研究区域,在国家自然科学基金“山东海岸带陆海作用及人类活动的环境影响与生态效应”、“龙口市土地利用数据库更新调查”和中德合作项目“滨海地区水资源综合管理技术研究”课题支持下,完成了龙口市采煤塌陷区的水域淹没范围动态演变模拟分析。本文主要的研究内容和研究成果有:(1)以1984年航片、1996年TM、2000年ETM+和2004年QuickBird四个时相的遥感图像为数据源,在图像校正和图像增强处理的基础上,利用GIS方法进行航片的矢量化操作和TM、ETM+、QuickBird影像的决策树信息提取,最终完成了对采煤塌陷区水域面积的提取。(2)以高精度的地面高程数据为基础,采用先建立TIN,再由TIN内插成规则格网DEM的方法建立塌陷区的数字高程模型(DEM)。运用填洼法、平滑处理法及高程增量叠加计算法,对数字高程模型中的低洼点和平坦区这些伪洼地进行判别和去除,进一步提高DEM的精度。在修正后的DEM上进行地表水流方向分析,并以分水岭为界分割采煤塌陷区与采砂沉降区。运用差值运算法计算采煤塌陷区的面积。(3)以丰水期作为典型研究期,将塌陷积水区视为静态水面分布,与DEM数据叠加得到相对平滑的水陆边界高程,然后采用双线性插值得到淹没范围内的水深分布图。(4)应用平面模拟方法对研究区进行水域淹没范围分析。该过程中充分考虑了地下水位和地表径流的影响,采用“无源淹没”分析法计算各年份不同水文条件下采煤塌陷区的水域淹没范围。分析结果对于塌陷区水灾防治具有指导作用。(5)塌陷区水域淹没动态演变模拟分析中,建立水域面积-水深数学模型和积水量-水深数学模型,并对模型进行精度检验获得了满意效果。该成果表明,根据水位值或塌陷水深,利用已建立的数学模型,可以很方便地计算出塌陷区的水域范围,从而为实时监控塌陷区的水域淹没动态变化提供了可行的方法。最后对水域淹没范围进行三维可视化展示积水区水域淹没的过程。