高分二號(hào)衛(wèi)星在礦山遙感監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

安娜 于航

摘要：本文介紹了高分二號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)的基本情況和基礎(chǔ)流程方法。同時(shí)闡述了礦山遙感監(jiān)測(cè)的解譯標(biāo)志，并通過(guò)實(shí)例，表明高分二號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)能夠較好的應(yīng)用于礦山監(jiān)測(cè)中。

關(guān)鍵詞：高分二號(hào)；礦山遙感監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)：TP79 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2018）004-0-01

引言

遙感技術(shù)作為人類的“天眼”，其作為目前礦山監(jiān)測(cè)的技術(shù)手段，具有宏觀、快速、客觀、準(zhǔn)確的特點(diǎn)；而近年來(lái)，隨著高分一號(hào)、高分二號(hào)、資源三號(hào)等國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星的相繼投入使用，礦山遙感監(jiān)測(cè)中使用的數(shù)據(jù)逐漸由國(guó)外遙感衛(wèi)星轉(zhuǎn)變?yōu)閲?guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)源。2014年8月19日，高分二號(hào)衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，高分二號(hào)衛(wèi)星的分辨率優(yōu)于1米，具有高輻射精度、高定位精度和快速姿態(tài)機(jī)動(dòng)能力等特點(diǎn)，標(biāo)志著我國(guó)民用衛(wèi)星進(jìn)入亞米級(jí)的“高分時(shí)代”[1]。高分二號(hào)作為高分辨率衛(wèi)星，能夠進(jìn)一步提高礦山遙感監(jiān)測(cè)目標(biāo)地物的識(shí)別能力，更好地為礦產(chǎn)資源調(diào)查提供服務(wù)支撐。

一、遙感數(shù)據(jù)源及處理

1.遙感數(shù)據(jù)源

高分二號(hào)衛(wèi)星是我國(guó)自主研制的首顆空間分辨率優(yōu)于1米的民用光學(xué)遙感衛(wèi)星，搭載有兩臺(tái)高分辨率1米全色、4米多光譜相機(jī)。可滿足不同用戶的相關(guān)需求。

2.正射校正

高分二號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)采用PCI公司提出的GXL軟件進(jìn)行處理，該系統(tǒng)支持有理多項(xiàng)式模型和嚴(yán)格物理模型，對(duì)國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)支持較好，在人工完成參數(shù)配置后，進(jìn)行自動(dòng)匹配控制點(diǎn)，且效果較好；同時(shí)具備的區(qū)域網(wǎng)平差功能，自動(dòng)采集影像連接點(diǎn)，不斷進(jìn)行優(yōu)化以達(dá)到精度要求，較好的解決了區(qū)域數(shù)據(jù)接邊問(wèn)題。在該軟件支持下，采用數(shù)字高程模型，基于有理函數(shù)RPC模型，結(jié)合采集的控制點(diǎn)和連接點(diǎn)進(jìn)行正射糾正。

3.數(shù)據(jù)融合

遙感影像融合是一個(gè)對(duì)多遙感器的圖像數(shù)據(jù)和其他信息的處理過(guò)程，生成具有新的波譜、時(shí)間特性的合成圖像，能夠突出有用的專題信息，抑制無(wú)關(guān)的信息，增強(qiáng)解譯的可靠性。目前，采取的融合算法多有主成分法、高通濾波法、PANSHARP法等，可利用遙感軟件ERDAS、PCI和ENVI等來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)測(cè)試可以看出，主成分法影像色彩失真，存在光譜畸變；高通濾波法飽和度較高，易出現(xiàn)高亮區(qū)域、造成紋理細(xì)節(jié)丟失；PANSHARP法色彩還原度高，紋理清晰。故融合方法選擇PANSHARP法。

二、信息提取

礦山遙感監(jiān)測(cè)狀況種類復(fù)雜，利用計(jì)算機(jī)數(shù)字圖像處理提取技術(shù)和人機(jī)交互技術(shù)，建立礦山企業(yè)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)情況和礦山占地利用狀況解譯，提取相關(guān)信息加以統(tǒng)計(jì)和分析。

1.礦山資源開(kāi)發(fā)狀況解譯標(biāo)志

礦山資源開(kāi)發(fā)露天開(kāi)采面位于礦山采場(chǎng)內(nèi)，常與周?chē)孛灿休^大差異，人為制造較大溝壑地區(qū)，土地裸露，植被被破壞嚴(yán)重，遙感影像呈負(fù)地形，有不同程度高度階梯，顏色常呈高亮白色，礦山內(nèi)有采礦道路和清晰車(chē)轍印記，擺置有車(chē)輛和相關(guān)礦山設(shè)備，資源開(kāi)發(fā)地區(qū)周?chē)械V石堆放區(qū)域，有礦山建筑和選礦設(shè)備。

2.礦山占地利用狀況解譯

礦山占地常分為采場(chǎng)，中轉(zhuǎn)場(chǎng)，礦山建筑和排土場(chǎng)等。采場(chǎng)多以露天開(kāi)采面為主，常沿礦脈延展地區(qū)分布，呈負(fù)地形地貌，形狀多樣，色彩鮮艷。中轉(zhuǎn)場(chǎng)常為礦山堆放區(qū)域和選礦設(shè)備區(qū)域，位于采場(chǎng)附近區(qū)域，礦石堆放區(qū)域有大量礦石整齊排放，顏色變化分界明顯，易識(shí)別，選礦設(shè)備區(qū)域常有條形設(shè)備呈散射狀分布，內(nèi)有多處塊狀篩選前后礦石堆放。礦山建筑一般位于采場(chǎng)和中轉(zhuǎn)場(chǎng)附近，具工礦企業(yè)建筑特征，呈正地形地貌，形狀和邊界清晰，多以矩形和長(zhǎng)方形為主，色彩鮮艷，多為彩鋼建筑。

三、應(yīng)用實(shí)例

以崇禮縣鐵礦區(qū)為例，研究基于高分二號(hào)數(shù)據(jù)的礦山遙感監(jiān)測(cè)情況。

1.研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)源

研究區(qū)為河北省張家口市崇禮縣，主要礦種為鐵礦，開(kāi)采方式以露天開(kāi)采為主。選取的數(shù)據(jù)為2017年6月獲取的1米分辨率全色和4米分辨率多光譜數(shù)據(jù)，經(jīng)正射糾正、數(shù)據(jù)融合和色彩增強(qiáng)等處理后得到的數(shù)字正射影像圖；數(shù)據(jù)質(zhì)量較好，滿足該區(qū)解譯要求。

2.監(jiān)測(cè)結(jié)果

通過(guò)遙感監(jiān)測(cè)，查明了該地點(diǎn)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的狀況。查明了礦山主要采場(chǎng)的露天開(kāi)采面的開(kāi)采情況，能夠詳細(xì)解譯出露天開(kāi)采面內(nèi)道路及開(kāi)采挖掘相關(guān)車(chē)輛，查明該采場(chǎng)多為兩階開(kāi)采，部分地區(qū)為四階開(kāi)采；礦山中轉(zhuǎn)場(chǎng)面積為0.12萬(wàn)km2，有八座大型選礦設(shè)備，中轉(zhuǎn)場(chǎng)區(qū)域有多量車(chē)輛停放和數(shù)處鐵礦堆放區(qū)域；且有四幢大型礦山建筑，一幢小型礦山建筑。

四、結(jié)語(yǔ)

高分二號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)可采用GXL軟件進(jìn)行批量數(shù)據(jù)處理，經(jīng)正射糾正和融合處理后得到的數(shù)據(jù)精度和色彩效果較好。其優(yōu)于1米的空間分辨率，對(duì)于礦山遙感監(jiān)測(cè)的效果較為顯著，地物識(shí)別能力較強(qiáng)，能夠查明礦山開(kāi)發(fā)狀況、占地等信息；能夠較好的滿足礦政管理的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁樹(shù)能，魏紅艷，甘甫平，等.“高分二號(hào)”衛(wèi)星數(shù)據(jù)在遙感地質(zhì)調(diào)查中的初步應(yīng)用評(píng)價(jià)[J].航天返回與遙感，2015，36（4）：63-72.

[2]薛慶，吳蔚，等.高分一號(hào)數(shù)據(jù)在礦山遙感監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].國(guó)土資源遙感，2017，29（s1）：67-72.

[3]馬秀強(qiáng)，彭令，徐素寧，等.高分二號(hào)數(shù)據(jù)在湖北大冶礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查中的應(yīng)用[J].國(guó)土資源遙感，2017，29（s1）：127-131.

作者簡(jiǎn)介：安 娜（1980-），女，北京人，碩士，中國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心高級(jí)工程師，主要從事遙感及土地資源相關(guān)研究。