遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

董 瑋

（江西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，江西 南昌 330095）

1 礦山地質(zhì)環(huán)境主要問題

1.1 資源問題

礦山環(huán)境的開采主要產(chǎn)生的是一些固體的廢棄物，這在實(shí)際的調(diào)查中我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，固體廢棄物的組成非常復(fù)雜，有的含有大量的重金屬，有的含有不利于人體健康的物質(zhì)等，而這些固體廢物往往又是堆放在露天環(huán)境中，對(duì)礦山地質(zhì)的監(jiān)測或者是開采等野外作業(yè)帶來一定的不利影響，且廢棄物的露天堆放，占地面積大，很可能占用周邊的耕地，或者是林地資源，這些地方的廢棄物清理起來難度大，且段時(shí)間內(nèi)也很難清理干凈，對(duì)耕地、林地資源造成的破壞難以恢復(fù)；一些有毒害的廢棄物，一旦滲透到地下水或者地質(zhì)土層當(dāng)中，就更難以清理，嚴(yán)重時(shí)可能造成對(duì)附近居民身體健康的影響[1]。

1.2 地質(zhì)環(huán)境問題

（1）滑坡災(zāi)害?；聻?zāi)害是我們常聽到過的一種地質(zhì)災(zāi)害，礦山地質(zhì)滑坡災(zāi)害的形成可從兩個(gè)方面說起，一是過度的露天開采，礦山植被層嚴(yán)重遭到破壞，對(duì)表層的土層失去固定作用，在外力作用下，極易造成滑坡現(xiàn)象；二是礦山開采產(chǎn)生的固體廢棄物堆放沒有一個(gè)嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn)，且堆放的方式與管理欠缺，一旦遇上雨季或者是其他外力作用下，極易造成坍塌，影響周邊的施工。

（2）地表災(zāi)害。礦山地質(zhì)地表災(zāi)害的發(fā)生，大多都是由于過度的開采造成的地陷或者是地貌的改變，這種災(zāi)害的發(fā)生，多是由于開采過程采用了井工倉儲(chǔ)式的挖掘方式，造成地下水分布發(fā)生改變，或者是分布不均，嚴(yán)重影響地質(zhì)層間的平衡，發(fā)生塌陷沉降，影響正常施工[2]。

（3）地表裂縫災(zāi)害。地表裂縫災(zāi)害的發(fā)生跟地表沉降有相似的原因，都是過度開采造成地質(zhì)層水分不均，這種災(zāi)害是非常嚴(yán)重的，裂縫大的有數(shù)千米，是永久性不可逆轉(zhuǎn)的。裂縫的出現(xiàn)對(duì)礦山開采的基礎(chǔ)設(shè)施也有損害，嚴(yán)重時(shí)或發(fā)展成地表沉陷，對(duì)礦山施工造成中斷。

2 礦山地質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測內(nèi)容

對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的檢測，主要是通過建立一個(gè)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，即建立一套針對(duì)地質(zhì)環(huán)境信息管理的數(shù)據(jù)庫信息系統(tǒng)。將對(duì)礦山以及礦山周圍的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，采集數(shù)據(jù)之后，將這些環(huán)境信息輸入到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理管理系統(tǒng)中，進(jìn)行更加精確的數(shù)據(jù)處理分析，進(jìn)行下一步的評(píng)估，并且可通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息化的傳遞，將這些數(shù)據(jù)信息共享。當(dāng)?shù)V山地質(zhì)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，這些數(shù)據(jù)信息也會(huì)相應(yīng)的發(fā)生變化，相關(guān)企業(yè)部門就可以根據(jù)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行對(duì)礦山的一些有針對(duì)性的管理，并且在地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測到的內(nèi)容下，可每年年底進(jìn)行年度報(bào)告編制，向外界或者說向社會(huì)公布一些礦山地質(zhì)環(huán)境方面的信息。

3 遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

3.1 礦山地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測的常用方法

（1）對(duì)礦山崩塌的遙感監(jiān)測。對(duì)礦山崩塌的問題，其主要產(chǎn)生的原因是過度的露天采礦。常發(fā)生在較陡峭山坡或者是懸崖上。礦山的崩塌多是在遭受重力影響的作用下，山體的部分巖土或者說較陡峭的土層滾落而形成的一種較嚴(yán)重且破壞力較強(qiáng)的現(xiàn)象。再通過用遙感技術(shù)進(jìn)行礦山環(huán)境監(jiān)測中，山體崩塌的部分在成像圖中所呈現(xiàn)出的圖像邊緣常是弧形或者直線型，且向陽坡段成像顏色較淺，背光坡段成像較深。常見的兩類成像圖有ETM和TM圖像，這兩種圖像雖然能夠如實(shí)的反應(yīng)被監(jiān)測礦山的地質(zhì)情況，但對(duì)有山體崩塌的區(qū)域，顯示力不足，有一定的缺陷。為彌補(bǔ)這些不足，常用的成像圖還有SPOT5圖像，這種圖像對(duì)崩塌區(qū)域成像的邊界線顯示明顯，可與上兩種成圖軟件搭配使用，達(dá)到更好的效果。

（2）對(duì)泥石流的遙感監(jiān)測。把TM和ETM的成像圖用741和453波段組合，強(qiáng)化圖像的色彩或?qū)Ρ榷?，這樣有利于對(duì)具體泥石流存在的隱患區(qū)進(jìn)行識(shí)別與判斷。

（3）對(duì)采空塌陷區(qū)的監(jiān)測。利用遙感技術(shù)進(jìn)行塌陷區(qū)檢測時(shí)，其遙感成像圖可明顯的將塌陷區(qū)域圖像呈現(xiàn)出來，或橢圓形，或環(huán)形斑點(diǎn)的圖像。此時(shí)的TM圖像中所呈現(xiàn)的塌陷區(qū)圖像，會(huì)因礦物元素含量差異、塌陷深度不同等有明暗不同的特點(diǎn)。在礦山采空塌陷區(qū)域，其周邊地質(zhì)環(huán)境也會(huì)與其他地方有不同差異，這時(shí)可采用闕值法對(duì)塌陷區(qū)域信息進(jìn)行采集，再運(yùn)用全色波段以及SPOT213波段相結(jié)合就可顯示出清晰影響，這能為后期地質(zhì)情況的變化做出相應(yīng)分析，為企業(yè)采取應(yīng)對(duì)措施提供依據(jù)。

（4）對(duì)礦山污染的監(jiān)測。針對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測內(nèi)容中，有一部分是針對(duì)開采過程產(chǎn)生的廢水、廢氣以及廢渣來進(jìn)行的。這幾種類型的廢棄物若處理不好會(huì)造成礦山環(huán)境的污染，就比如在一些石灰?guī)r地質(zhì)礦山中進(jìn)行開采項(xiàng)目時(shí)，常產(chǎn)生一些粉塵污染物，此時(shí)用遙感技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，TM543波段成像圖上有會(huì)明顯的亮白色或者是暗紅色斑點(diǎn)，即可針對(duì)這些情況，進(jìn)行提前防范。也可利用SPOT5光譜圖對(duì)礦山開采中排放的廢水進(jìn)行監(jiān)測，分析判斷水體中的化合物，以做到預(yù)防污染地下水的措施。

（5）對(duì)地貌景觀的監(jiān)測。礦山開采過程中，勢必會(huì)產(chǎn)生一些廢棄固體物，而這些廢棄物的堆放常常沒有遭到科學(xué)的處理，勢必會(huì)對(duì)山體自然環(huán)境或者周邊居民居住環(huán)境造成影響，利用遙感技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，這些裸露的基巖或者是被遭到破壞的植被可清晰的顯示出來，進(jìn)行讓有關(guān)部門能夠采取相應(yīng)的措施來解決。

（6）將遙感技術(shù)應(yīng)用到礦山地質(zhì)災(zāi)害的評(píng)估及預(yù)警中。將遙感技術(shù)運(yùn)用到礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測中，要多注意上述中的一些地質(zhì)災(zāi)害問題，及裂縫、地表塌陷變形、泥石流等災(zāi)害問題，要及時(shí)的通過分析遙感技術(shù)監(jiān)測采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)一的研究，劃分災(zāi)害的類型和等級(jí)，及時(shí)的作出處理，預(yù)防災(zāi)害的發(fā)生。要能夠根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息形成一套地質(zhì)災(zāi)害的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)或處理規(guī)范，對(duì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警，以保證礦山開采工程的順利安全進(jìn)行。

3.2 遙感測繪技術(shù)在礦山地質(zhì)環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測中的技術(shù)要點(diǎn)

（1）校正輻射。礦上地質(zhì)環(huán)境檢測中的遙感技術(shù)來說，其分辨率、成像時(shí)間等都有嚴(yán)格的要求，此時(shí)就要對(duì)遙感技術(shù)進(jìn)行輻射校正，使此技術(shù)在實(shí)際采礦中，產(chǎn)生的誤差最小或者說避免誤差的產(chǎn)生。通常，輻射校正包括絕對(duì)輻射校正和相對(duì)輻射校正兩種。

（2）影像融合。影像融合通常指的是多種成像方式的融合，該技術(shù)包含了紋理處理，空間分辨率，和光譜信息處理等，是一項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)，可提高影像的質(zhì)量。常用的影像融合方式有多波段影像數(shù)據(jù)融合，可利用HIS變換法進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算，來提高計(jì)算的效率。

（3）信息提取。礦山環(huán)境信息的識(shí)別主要是通過遙感技術(shù)進(jìn)行信息提取之后進(jìn)行的，我們可在遙感影像檢測后進(jìn)行圖形信息的分隔和辨認(rèn)，再根據(jù)這些信息的提取來進(jìn)行整體礦山地質(zhì)環(huán)境的分類，從而判斷礦上地質(zhì)環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化。

4 結(jié)語

綜上所述，礦山開采不得不說會(huì)產(chǎn)生這樣那樣的問題，礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)刻不容緩，利用遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測技術(shù)可有效進(jìn)行礦山環(huán)境的探測并提取相應(yīng)數(shù)據(jù)信息，以此為依據(jù)可采取相應(yīng)的措施，積極改善礦山開采帶來的不利影響。