多尺度融合遙感數(shù)據(jù)的稀土礦山安全監(jiān)測探究

何升云

（四川東方浩遠礦山工程有限責(zé)任公司，四川 攀枝花 617000）

多尺度融合遙感數(shù)據(jù)集合了多種技術(shù)手段，利用衛(wèi)星遙感等多種技術(shù)手段可以實現(xiàn)動態(tài)化的監(jiān)測，在稀土礦山安全監(jiān)測中應(yīng)用可以發(fā)現(xiàn)各種潛在的安全隱患問題，解決復(fù)雜地區(qū)礦山誘發(fā)的崩塌等地質(zhì)災(zāi)害隱患問題，切實提升了稀土礦山安全監(jiān)測效果。對此，在實踐中要善于應(yīng)用多尺度融合遙感數(shù)據(jù)，通過整合多種技術(shù)手段進行系統(tǒng)化的監(jiān)測分析，了解稀土礦山的安全隱患問題，為稀土礦山的安全開采提供技術(shù)支持。

1 礦區(qū)工程概述分析

本項目為西昌志能實業(yè)有限責(zé)任公司德昌縣大陸槽稀土礦一期露天開采工程，礦區(qū)位于大陸槽鄉(xiāng)稀土礦區(qū)東部，隸屬四川省涼山彝族自治州德昌縣大陸槽鄉(xiāng)管轄。礦區(qū)中心點地理坐標(biāo)：東經(jīng)101°57′34″，北緯27°12′20″。礦區(qū)位于四川省德昌縣城225度方向，平距32公里處，成昆鐵路、108國道干線公路和雅攀高速三大交通動脈貫穿德昌縣境內(nèi)。德昌縣城至礦山71公里，交通方便。礦區(qū)所在地區(qū)屬中高山深切割地貌，礦區(qū)四面環(huán)山，地勢北東高，南西低，海拔+1900m～+2300m，相對高差400m，含礦帶地形較平緩。區(qū)域內(nèi)樹枝狀水系發(fā)育，南北向的營盤山構(gòu)成分水嶺，礦區(qū)磨房溝、劉家灣子溝、螞蝗溝等匯入分水嶺西的大陸槽溝為常年流水，從礦區(qū)南邊由東向西注入雅礱江。

2 稀土礦山安全監(jiān)測中多尺度融合遙感數(shù)據(jù)分析

在稀土礦山安全監(jiān)測中應(yīng)用多尺度融合遙感技術(shù)手段，通過信息化的方式分析各項信息數(shù)據(jù)可以獲得更為精準(zhǔn)的稀土礦山信息，及時預(yù)測發(fā)現(xiàn)潛在的隱患問題，通過有效方式及時處理完善，進而達到提升礦山檢測安全的目的。在實踐中其主要應(yīng)用如下。

（1）稀土礦山安全監(jiān)測數(shù)據(jù)融合內(nèi)容。通過多尺度融合遙感數(shù)據(jù)進行處理，對各項信息數(shù)據(jù)進行融合，綜合區(qū)域隱患信息對其進行普查，通過分析重點對象，保障其滿足礦山安全監(jiān)測的實際需求。其融合主要表現(xiàn)在以下幾個方面。第一，提升數(shù)據(jù)利用效率；大容量遙感數(shù)據(jù)對于硬件設(shè)施要求嚴(yán)格，在融合之后的影響數(shù)據(jù)進行處理，可以降低數(shù)據(jù)讀取、編輯頻率，進而達到提升礦山安全分析效率。第二，建設(shè)空間數(shù)據(jù)庫。多尺度融合遙感數(shù)據(jù)必須要保障數(shù)據(jù)空間一致性，這也是進行空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)的基礎(chǔ)性要求。

（2）稀土礦山安全監(jiān)測中多尺度融合遙感數(shù)據(jù)技術(shù)手段。①衛(wèi)星影像處理。通過GF-2衛(wèi)星影像進行研究分析，進行稀土礦安全監(jiān)測。首先進行原始衛(wèi)星影像處理，糾正原始圖像中產(chǎn)生的幾何以及輻射性變形問題，利用圖像獲取的方式對其產(chǎn)生的變形、模糊以及噪音等問題進行糾正處理，獲得在幾何以及輻射上較為真實的信息圖像，便于精準(zhǔn)的遙感分析以及判讀分析。在處理中幾何校正是最為關(guān)鍵的內(nèi)容，其可以消除影像平面幾何誤差問題，是影響提取精度的重要參數(shù)。②礦山無人機航測。多尺度融合遙感數(shù)據(jù)中可以利用無人機航測，通過對礦山地面進行有規(guī)劃的重疊拍攝分析，利用初始航片等信息內(nèi)容，綜合地面控制點等信息數(shù)據(jù)進行三角測量，構(gòu)建二維圖像地表三維信息，構(gòu)建數(shù)值高程模型，制作正射影像信息。③多源影像配準(zhǔn)融合。衛(wèi)星遙感以及無人機航測兩類技術(shù)集合處理可以形成地表影像圖。實現(xiàn)對稀土礦山周邊區(qū)域的觀測分析，便于分析周邊地表裸露、生態(tài)環(huán)境污染等礦山環(huán)境的普適性分析。通過多尺度融合遙感數(shù)據(jù)可以反應(yīng)大區(qū)域的人文生態(tài)環(huán)境，在多種信息數(shù)據(jù)的匯集之下反應(yīng)了礦山生產(chǎn)場所的施工現(xiàn)狀、危險源以及安全工程等相關(guān)內(nèi)容。在實踐中通過融合高分辨率衛(wèi)星影像以及無人機航測影像，在二者的匹配融合之下可以充分的滿足稀土礦開采安全監(jiān)測的不同需求，實現(xiàn)對礦山開采過程中區(qū)域性環(huán)境變化的監(jiān)測分析?，F(xiàn)階段，較為常用的影像配準(zhǔn)方法主要就是基于灰度信息、基于特征、變換域等方法進行處理。無人機航測影像以及衛(wèi)星影像就是在相同區(qū)域范圍中地物灰度特征上區(qū)域范圍中進行分析，在礦山生產(chǎn)中的人工建設(shè)屬于長期性的地表特征參考，對此，通過最小均方誤差法分析參數(shù)，做到融合分析，效果顯著。

3 稀土礦安全監(jiān)測中多尺度融合遙感數(shù)據(jù)獲取與融合分析

（1）提取安全因素。綜合多尺度融合遙感數(shù)據(jù)技術(shù)進行大范圍中土地裸露信息、水體污染以及植被覆蓋等相關(guān)生態(tài)指標(biāo)信息，分析礦山生產(chǎn)事故等安全影響因素特征，分析礦區(qū)匯水流域、礦山周邊居民聚集地分布以及礦山分布的狀況等多種因素。結(jié)合多方面因素對礦山事故發(fā)生的影響進行研究，同時結(jié)合遙感數(shù)據(jù)提取的特征信息。GF-2影像是針對礦區(qū)周邊地質(zhì)狀況進行監(jiān)測，分析礦區(qū)周邊水域信息，利用無人機航測技術(shù)，對能源開采中狀態(tài)進行分析。

（2）三維立體化安全監(jiān)測。高程信息是遙感技術(shù)進行礦山環(huán)境監(jiān)測中的不足，而二維影像技術(shù)則無法直觀的表明地物之間的耦合性關(guān)系，展現(xiàn)了地物高低位以及地表起伏性等信息內(nèi)容。此種類型的三維空間信息主要就是在常規(guī)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測分析中缺乏足夠的優(yōu)勢，但是在礦山安全分析中應(yīng)具有較強的危險辨識作用。例如，礦山松散堆積體三維方量以及等級直接關(guān)系的變化特征，礦山崩塌、滑坡、碎屑流等相關(guān)礦山危害的具體程度；高陡邊坡以及建筑結(jié)構(gòu)高低位空間是否處于威脅的地理區(qū)域范圍中等等都可以通過此種方式顯現(xiàn)。通過無人機航測技術(shù)對飛行以及科學(xué)布置控制點進行合理的規(guī)劃分析，制作地形測繪要求，構(gòu)建礦山核心生產(chǎn)區(qū)域中的三維立體化監(jiān)測信息，提升礦山安全監(jiān)測能力。通過高精度的三維模型則可以分析礦山中的潛在隱患問題，有利于稀土礦山的安全監(jiān)測分析。

（3）專業(yè)輔助安全分析。綜合礦山危險源、居民分布狀況以及松散體方量等信息，為礦山安全防治規(guī)劃等提供信息支持。通過多尺度融合遙感數(shù)據(jù)輔助分析各項信息數(shù)據(jù)，有效地轉(zhuǎn)變了平面地形圖工程設(shè)計以及規(guī)劃的不足，通過三維可視化的方式進行分析，了解其顯著的風(fēng)險隱患問題，根據(jù)實際狀況可以采取有效地防護措施與手段。遙感技術(shù)具有較強的空對地觀察能力，可以提升礦山安全隱患檢查效率，進而充分的解決了現(xiàn)階段稀土礦山安全監(jiān)測存在的問題，充分的提升了各項資源的利用效率?；诓煌臻g尺度融合的遙感技術(shù)可以掌握礦區(qū)區(qū)域的安全狀況，實現(xiàn)精準(zhǔn)性的篩查分析，便于了解礦山稀土礦的開采工藝以及周邊環(huán)境的具體狀況。

4 結(jié)語

隨著稀土經(jīng)濟的不斷發(fā)展，稀土礦山開采項目逐漸增加。在礦區(qū)開采中最為關(guān)鍵的就是保障周邊生態(tài)環(huán)境，降低污染，合理的緩解因為礦山開采對周邊居民造成的壓力與不良影響。對此，現(xiàn)階段實現(xiàn)高精準(zhǔn)的安全監(jiān)測是稀土礦山開采的重要內(nèi)容。通過多尺度融合遙感數(shù)據(jù)的方式進行分析，整合高分衛(wèi)星以及無人機航測等多種技術(shù)進行稀土礦區(qū)的安全監(jiān)測分析，可以快速精準(zhǔn)的排查其存在的隱患問題，為礦區(qū)工程規(guī)劃提供了參考，切實提升了礦山開采達的安全性。