“3S”監(jiān)測技術在礦山環(huán)境監(jiān)測中的應用

摘 要:開發(fā)礦山能帶來巨大的經(jīng)濟效益，但處理不當容易衍生環(huán)境問題，從環(huán)境破壞、地質災害和生態(tài)污染的問題中可見一斑。將3S技術應用于礦山環(huán)境問題的科學檢測和綜合治理，是當今解決礦山環(huán)境問題的有效途徑。3S技術能感應和追蹤大氣和水土環(huán)境，準確地顯示特定時間范圍內的礦山災情變化情況，技術改善于生物環(huán)境的有效應用。本文從GIS、RS和GPS的應用和治理實證中分析3S技術對礦山環(huán)境監(jiān)測的積極作用，進而促進國內礦山開采行業(yè)有效、持續(xù)的發(fā)展。

關鍵詞:“3S”監(jiān)測 礦山 環(huán)境監(jiān)測 應用

中圖分類號:TP79文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(b)-0083-01

我國國內礦山開采行業(yè)要獲得有效、持續(xù)的發(fā)展，需要不斷地對原有的技術和管理進行改革創(chuàng)新，注入新的科技和管理技術。GIS、RS和GPS的應用和治理實證中分析3S技術對礦山環(huán)境監(jiān)測的積極作用，以3S技術應用于礦山環(huán)境問題的科學檢測和綜合治理，是當今解決礦山環(huán)境問題的有效途徑，能比較有效地解決環(huán)境破壞、地質災害和生態(tài)污染等的問題。

1 “3S”技術于治理礦山地質災害

1.1 GPS技術——精確監(jiān)測礦山環(huán)境

GPS技術能精確地監(jiān)測礦山由于開發(fā)而發(fā)生的外來蠕動，監(jiān)測的范圍能精確到以毫米來計算。一般來說，礦區(qū)開發(fā)時的地質反映比較集中，礦山容易出現(xiàn)崩塌或泥石流等的嚴重災害，以GPS技術應用于礦山災害的檢測中，能跟蹤、預測礦山地質體的受力和搖擺情況。GPS技術能科學有效地感應該類災害，當?shù)V山受到開采等外力時，會出現(xiàn)細小平穩(wěn)的蠕動，速率相對穩(wěn)定；然而當GPS感應到的蠕動數(shù)據(jù)突然變大時，很大程度上預示著礦山災害即將發(fā)生。GPS中含有連續(xù)、穩(wěn)定的電波信號，能在山體滑坡、沉降下陷、崩塌斷裂等的地質事故發(fā)生前，感應出其變化的數(shù)據(jù)和信息。以經(jīng)緯度的劃分和三維坐標的信息和數(shù)據(jù)為依據(jù)，分其距離、長度和具體角度和方向，24小時高精確度的預測和監(jiān)控。GPS技術的另一優(yōu)點是非人工操控。GPS具有全自動的優(yōu)點，大大減少了純人工操作所需要的人力資源成本和時間成本。

1.2 RS技術——多角度檢測礦山環(huán)境

以地質數(shù)據(jù)和地理信息作為重要依托手段的RS技術，可以從多角度、多平臺、多方向來檢測礦山開采的環(huán)境，對礦山發(fā)生的動態(tài)信息進行記錄，有利于進行礦山地質檢測。RS技術能有效地記錄礦山的地質變化情況，特別是地質災害形成的不同階段的情況，作出宏觀和微觀的記錄和獲取，通過RS對光譜信息的描繪，有利于人們對礦山諸物質的成分結構、水土狀況進行分析和跟蹤。其描繪的動態(tài)幾何數(shù)據(jù)能比較準確地顯示特定時間范圍內的礦山災情變化情況。

1.3 GIS技術——集成礦山檢測數(shù)據(jù)的平臺

在礦山信息數(shù)據(jù)庫中形成以圖形為主的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡系統(tǒng)，能建立GIS技術的預防災害和降低災害風險的集成信息平臺。GIS技術能在地理地質電子記錄地圖上通過遙感信息的連接，集成圖象、文字和信息，從而實現(xiàn)方位的定向和數(shù)據(jù)信息一體化的操作。工作人員能通過GIS技術集成礦山空間信息形成科學模型，對礦山的突發(fā)情況的范圍、程度、力度等具體情況進行跟蹤和監(jiān)控，為礦山突發(fā)地質災害事故提供科學、合理的決策和指導，有利于形成礦山管理和追蹤事故情況機制。

2 3S技術應用于治理生態(tài)環(huán)境的原理

開發(fā)開采礦山資源可能會破壞礦山及附近的植被，影響生物的生存環(huán)境，對物種的多樣性帶來嚴峻的考驗。以3S技術為主導的措施能有效治理和改善礦區(qū)及附近地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，為生物的生存和發(fā)展提供正常的空間。植被的光譜數(shù)據(jù)能通過3S技術來進行記錄。GPS技術能定位植被的生長位置；而GIS技術能對植被和生物的生長規(guī)律和變化狀況進行追蹤；RS則能應用于追溯植物的信息源。保護礦區(qū)及附近地區(qū)的生物多樣性，是保護生態(tài)環(huán)境的另一必要措施，同時也是大氣環(huán)境、水體環(huán)境是否被破壞的重要體現(xiàn)。礦區(qū)動植物種類的變化情況間接地揭示了礦區(qū)生存要素(如空氣、水源)等的變化狀況，或能及時發(fā)現(xiàn)有害有毒物質，減少環(huán)境污染。而傳統(tǒng)的人工檢測礦區(qū)環(huán)境的方法，需要耗費一定的人力資源，所需的調查時間比較長，實際操作時的難度也比較大。3S技術改善于生物環(huán)境的有效應用，能減少傳統(tǒng)人工調查所耗費的時間和成本，既能治理和改善環(huán)境，又能提高經(jīng)濟效益。

3 3S技術于改善礦山環(huán)境中的原理

開發(fā)和應用礦山資源，特別是大范圍的開采容易衍生出環(huán)境問題，對礦山所屬地區(qū)的大氣層和水土環(huán)境的破壞比較嚴重。利用3S技術能感應和追蹤大氣和水土環(huán)境，進行波普測試和遠紅外遙感數(shù)據(jù)分析。通過GIS技術，在地理地質電子記錄地圖上通過遙感信息的連接，集成圖象、文字和信息，從而實現(xiàn)方位的定向和數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)改善礦山及附近的環(huán)境。而通過RS對光譜信息的描繪，有利于人們對礦山諸物質的成分結構、水土狀況進行分析和跟蹤。從宏觀的角度出發(fā)檢測大氣的變化情況，對礦區(qū)的干濕和氣溫變化情況進行有效和科學的描繪，識別和區(qū)分礦區(qū)是否產(chǎn)生有害有毒氣體，從而避免有毒有害氣體影響礦區(qū)及附近的生物鏈和生物環(huán)境。另外，3S技術中還能形成評估和檢測模型，對礦區(qū)的地表溫度狀況進行評估和檢測分析。

4 結語

GIS、RS和GPS的應用和治理實證中分析3S技術對礦山環(huán)境監(jiān)測的積極作用，以3S技術應用于礦山環(huán)境問題的科學檢測和綜合治理，是當今解決礦山環(huán)境問題的有效途徑，能比較有效地解決環(huán)境破壞、地質災害和生態(tài)污染等的問題。3S技術能感應和追蹤大氣和水土環(huán)境，進行波普測試和遠紅外遙感數(shù)據(jù)分析，準確地顯示特定時間范圍內的礦山災情變化情況，技術改善于生物環(huán)境的有效應用。新型3S技術減少傳統(tǒng)人工調查所耗費的時間和成本，治理和改善環(huán)境，提高了經(jīng)濟效益，是未來礦山開采開發(fā)應用的新趨勢。我國國內礦山開采行業(yè)要獲得有效、持續(xù)的發(fā)展，需要不斷地對原有的技術和管理進行改革創(chuàng)新，需要不斷地推陳出新，注入注入3S技術等的新型科技和管理技術。

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