遙感技術(shù)在礦山監(jiān)測中的應(yīng)用

匡 薇，孫衛(wèi)東，劉 超，常 玲

（1.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)勘查開發(fā)局信息中心，新疆 烏魯木齊 830000；2.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，新疆 烏魯木齊 830011）

新疆地區(qū)有著非常豐富的礦產(chǎn)資源，是我國最為重要的資源大省之一，近年來礦業(yè)開發(fā)速度不斷加快，為新疆地區(qū)乃至全國提供了大量的礦產(chǎn)資源，推動了社會經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展步伐。但是，隨著礦業(yè)開發(fā)的不斷加劇，礦山開發(fā)過程中，造成的生態(tài)環(huán)境問題也越來越突出，嚴(yán)重破壞著礦山生態(tài)環(huán)境，特別是土地塌陷、大氣污染、水體污染以及土壤污染等問題不斷加劇，礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)變得越發(fā)嚴(yán)峻起來，直接阻礙礦山開發(fā)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展[1]。為了更好的治理與恢復(fù)礦山生態(tài)環(huán)境，推動礦產(chǎn)資源合理開發(fā)與永續(xù)利用，加強礦山及時精準(zhǔn)的監(jiān)測工作更加凸顯其重要性。下文結(jié)合實踐，對遙感技術(shù)在礦山監(jiān)測中的應(yīng)用進(jìn)行分析探討，以供參考。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)，該區(qū)具有較大的跨度范圍，同時具有較大的自然地理變化特征，由于開采礦種的不同，開采方式也存在很大差異，目前開采礦種主要包括，鉛鋅礦以及鐵礦、煤礦和稀土礦等。

2 研究內(nèi)容及方法

（1）研究內(nèi)容。對目前已經(jīng)獲知的資料進(jìn)行全面的分析研究，主要包括采礦數(shù)據(jù)庫登記、礦產(chǎn)資源規(guī)劃開發(fā)和自然保護(hù)等相關(guān)規(guī)劃。判斷分析該區(qū)采礦作業(yè)是否與相關(guān)要求相符合，綜合掌握區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源開發(fā)活動，加強動態(tài)監(jiān)測[2]。

（2）影像數(shù)據(jù)源。依照研究內(nèi)容與成圖比例尺，將2014年的SPOT5、Quickbird、Worldview-I、ALOS、GeoEye-1等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行選用，強化遙感監(jiān)測與調(diào)查。1:5萬比例尺成圖選用SPOT5數(shù)據(jù)來完成，剩下的數(shù)據(jù)主要在1:1萬比例尺成圖中應(yīng)用。相關(guān)數(shù)據(jù)影像均非常的清晰，質(zhì)量可靠，沒有干擾。

（3）幾何校正。幾何校正相關(guān)影像，通過地面控制點選取的方式來完成，主要遵循下面幾點：①選擇圖像、地形圖都可以識別的地物控制點。②依照2個象元之內(nèi)對控制點擬合內(nèi)的誤差進(jìn)行控制。③依照均勻分布原則選擇控制點，控制點在通常與8個象限內(nèi)均選，同時盡量增大控制區(qū)域。

3 信息提取

3.1 建立解譯標(biāo)志

（1）露天開采面。露天采場形成的遙感影像，存在較大的色調(diào)與紋理和周邊地區(qū)差異性，與裸露土地閑筆，開采面與之存在很大區(qū)別，因持續(xù)開挖，通常與周邊地形較低，開采坑以及排土場于高分辨率影像內(nèi)有著明顯的解譯標(biāo)志，環(huán)形紋理以及階梯弧形在開采坑邊坡比較明顯（圖1）。

（2）固體廢棄物。煤矸石堆以及排土場和尾礦庫等均屬于固體廢棄物，大量的堆放于礦山周圍。遙感影像上的瓣狀特征有著清晰輪廓的圖像便是固體廢棄物，具有條理性且細(xì)膩紋理的內(nèi)部特征，在礦山周圍。利用高分辨率遙感影像，能夠直接識別尾礦庫（圖2）。

圖1 采場影像特征

圖2 固體廢棄物影像特征

（3）粉塵污染。在煤礦矸石堆以及運輸?shù)缆泛兔寒a(chǎn)品加工區(qū)，存在較為明顯的粉塵污染，影響植被生長，這些污染區(qū)域存在明顯的地物朦朧感，存在霧籠罩點的特征，沒有清晰的污染輪廓。

（4）礦山環(huán)境恢復(fù)治理。礦山環(huán)境恢復(fù)治理，主要通過遙感影像破譯和實地調(diào)查來完成。

（5）地面塌陷。因塌陷存在明顯的深度負(fù)地層特征，破壞礦區(qū)周邊地貌，受陰影因素影響，存在突出的立體效果，通過高分辨率影像資料很好進(jìn)行識別。表現(xiàn)為橢圓形以及環(huán)形獨立的斑點，存在不同的明暗色調(diào)，呈現(xiàn)密集分布特征。

（6）地裂縫。淺層土壤結(jié)構(gòu)以及地表受地裂縫的影響產(chǎn)生變化，濕度加大，含水性與透水性增強，形成具有紋理與色調(diào)差異的線性圖形特征。

3.2 信息提取

利用MapGIS平臺進(jìn)行信息提取，圖斑提取過程中，依照相關(guān)規(guī)定格式，賦予對應(yīng)圖斑屬性。

4 成果統(tǒng)計

依照遙感調(diào)查顯示，該區(qū)局域470處礦點，其中有53.60%為合法開采點，9.53%的違規(guī)開采點以及36.87%的關(guān)閉礦山。主要的違規(guī)開采有，無證開采以及越界開采和以采代探，和相應(yīng)采伐許可證開采礦種不相符或者存在一證多井等。研究區(qū)內(nèi)主要地質(zhì)災(zāi)害包括地裂縫以及地面塌陷和粉塵污染與水體污染等。

5 結(jié)語

通過遙感技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了對礦山開發(fā)情況的及時準(zhǔn)確監(jiān)測，不僅工作效率極大增強，而且還有效減少的人力與物力投入，工作周期大幅縮短，精確的數(shù)據(jù)，為有關(guān)部門管理礦山違規(guī)開采提供了全面的數(shù)據(jù)支撐，可以更好的規(guī)范礦山開采活動，建立和維護(hù)良好的礦產(chǎn)資源開發(fā)秩序提供可靠的依據(jù)。