礦山環(huán)境遙感自動監(jiān)測方法與應用研究

李芳芳

[摘要]目前礦產資源的不合理開發(fā)及資源利用效率低等現象導致礦山環(huán)境日趨惡化。因此加強礦產資源的調查研究十分必要。遙感技術作為礦山環(huán)境監(jiān)測手段之一，其應用范圍越來越廣泛?；诖?，筆者重點論述礦山環(huán)境遙感自動監(jiān)測方法及其具體應用。

[關鍵詞]礦山環(huán)境 遙感自動監(jiān)測 應用

[中圖分類號] P623.3 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-9-169-1

1礦山環(huán)境遙感自動監(jiān)測方法的運用流程

1.1基礎資料收集

基礎資料收集的水平高低直接關系到整個遙感自動監(jiān)測工作的順利開展及監(jiān)測結果的質量。在基礎資料的收集階段，主要收集礦山環(huán)境工作區(qū)內的相關資料，例如工作區(qū)的影像數據、地形圖、DEM數據，礦產資源分布情況、礦點及道路、居民區(qū)和水體分布等詳細資料。

1.2數據預處理

遙感影像的預處理和文字圖形資料的數字化過程是數據預處理的兩個重要組成部分。遙感影像的預處理主要是進行遙感解譯之前的遙感影像的正射、融合、鑲嵌及組合波段等操作項目，同時對兩期影像變化檢測之前進行幾何精校正和匹配成像環(huán)境等工作內容；文字圖形資料的數字化主要是將收集到基礎數據進行數字化的轉換過程。

1.3變化檢測

該階段屬于整個工作的關鍵階段。主要是依據預處理的結果，將整個變化檢測部分劃分為圖像間變化檢測、圖形間變化檢測和圖形與圖像間變化檢測。變化檢測工作結束之后，并結合研究區(qū)內部的基礎地理數據及礦業(yè)活動數據等，對變化進行篩選，從而得到研究區(qū)內部和礦山活動相關的變化圖斑。最終利用人機交互解譯的途徑將圖斑進行識別和歸類。

1.4成果結論

該階段主要是運用圖件、報表及數據庫的方式將研究得到的數據進行匯總，并依據礦山遙感監(jiān)測規(guī)范標準對其進行歸納表達。

1.5野外驗證

野外驗證主要是在包含所有地物類型的前提條件下，對圖斑進行野外檢查，并填寫外業(yè)調查表，獲取實地調查數據之后，來不斷完善影像圖制度的精度及成果圖解譯的精度，查漏補缺，不斷提高信息提取工作的真實度和可靠度。

1.6自動監(jiān)測結果分析

將研究區(qū)內部自動獲取的礦山環(huán)境監(jiān)測結果和變化信息監(jiān)測結果進行對比分析，以目視解譯的結果作為參考依據，并疊加自動監(jiān)測得到的結果和目視解譯結果的數據文件，從而統(tǒng)計監(jiān)測圖斑一致的數目，計算自動監(jiān)測的準確性。同時還應該計算自動監(jiān)測過程中耗費的時間。

2礦山環(huán)境遙感自動監(jiān)測的關鍵技術分析

2.1圖像處理關鍵技術

運用礦山環(huán)境遙感自動監(jiān)測技術的時候，要求被監(jiān)測的兩個時相的遙感影像應具備相同的空間分辨率，相同的成像季節(jié)和成像時間，相同的植被覆蓋情況等。但是因為遙感影像的成像環(huán)境不同，其得到的影像結果通常存在一定的幾何誤差和輻射誤差。所以在利用遙感影像變化檢測時，應采取一定的措施修正成像環(huán)境，減小誤差。一般而言，減低誤差的主要方法有正射校正、數據融合、幾何配準、輻射校正、植被消除和陰影消除等。

2.2信息提取關鍵技術

礦山監(jiān)管工作的核心是礦山環(huán)境中的變化信息。遙感變化檢測技術在當前遙感技術領域中的應用十分廣泛。遙感變化檢測技術依據不同的分類標準可以劃分為多種類型。依據是否需要分類可以劃分為直接變化檢測和分類后的變化檢測；依據是否需要對知識進行先驗證可以劃分為監(jiān)督變化檢測和非監(jiān)督變化檢測；依據檢測對象可以劃分為像素機變化檢測、特征級變化檢測和目標級變化檢測等。

3應用實例

A縣區(qū)具備豐富的礦產資源，目前已經開采出的金屬礦就有鐵、金、銀等以及石灰石、花崗石和煤等資源。整個礦產資源中以鐵礦為主，且大部分為露天開采。礦區(qū)資源集中在該縣區(qū)的東北及南部地區(qū)。

3.1基礎資料收集

在運用遙感自動監(jiān)測技術之前，應先進行基礎資料的收集?；A資料不僅包含兩期遙感影像，還需要重點收集礦權、礦點的分布情況，還有研究區(qū)內部的道路、居民區(qū)及水體的分布情況和地理信息數據。

3.2遙感自動監(jiān)測方法

3.2.1多期遙感影像間的動態(tài)監(jiān)測

該動態(tài)監(jiān)測就是圖像對圖像的變化監(jiān)測，運用兩期或多期不同時相的遙感影像，并結合GIS數據，得到影像中變化的礦山目標物。同時采取數據預處理，成像環(huán)境匹配，變化檢測及自動矢量化等方式，自動篩選出變化的礦山目標物，最后采取人機交互判斷圖斑中變化前后的地物類型。

3.2.2多期工作成果間的動態(tài)監(jiān)測

圖形間的變化檢測主要是運用研究區(qū)內不同時期的矢量成果數據進行變化監(jiān)測，通過空間分析兩個或兩個以上的矢量成果，針對區(qū)內相同元素進行變化監(jiān)測。其主要是檢驗兩期矢量成果之間的一致性，矢量元素的解譯精度直接關系到變化檢測的精度。

3.2.3遙感影像與工作成果間的動態(tài)監(jiān)測

采取圖形對圖像的監(jiān)測方法時，因圖像和圖形的格式不統(tǒng)一，無法直接采取變化檢測。所以該監(jiān)測方法主要分為兩個方面：一方面利用人工解譯監(jiān)測年的遙感影像，得到監(jiān)測年的矢量成果數據，然后運用圖形對圖形的變化檢測來檢測兩期的矢量成果；另一方面依據之前的監(jiān)測結果，收集和其匹配的影響數據，并結合監(jiān)測年的遙感影像，利用圖像對圖像的變化監(jiān)測，最終得到不同時期內礦山環(huán)境的變化情況。

3.3研究結論

以上運用圖像對圖像，圖形對圖形及圖形對圖像三種數據處理方式進行了研究區(qū)的實例分析。實現了技術體系中遙感影像和工作成果之間的動態(tài)監(jiān)測。在收集到研究區(qū)的礦山目標物的分布情況后，運用兩期矢量開展著在多期工作成果間的動態(tài)監(jiān)測或者以前期解譯的影像結合監(jiān)測年影像開展多期遙感影像間的動態(tài)監(jiān)測。

總之，運用遙感技術對礦山環(huán)境變化信息進行自動監(jiān)測，具備較好的時效性，節(jié)省了大量的人力、物力和財力，其具備較好的發(fā)展前景，值得大力推廣。

參考文獻

[1]漆小英，晏明星.多時相遙感數據在礦山擴展動態(tài)監(jiān)測中的應用[J].國土資源遙感，2007（03）.

[2]張鳳玉.遙感圖像變化檢測方法研究[D].西安：西安電了科技大學，2010.