信息遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

溫 彬，李 紅

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局物化探大隊(duì)，江西 南昌 330000）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的人工式勘探已經(jīng)逐漸消失，信息遙感技術(shù)逐漸成為新的勘探“新星”[1]。信息遙感是一個(gè)從人造衛(wèi)星、飛機(jī)或是其他飛行器上收集地物目標(biāo)電磁輻射信息的一個(gè)過程，它依托于航空攝影和判讀的基礎(chǔ)。

信息遙感技術(shù)因其高科技性，在實(shí)際使用時(shí)，不需再進(jìn)行大量的人工實(shí)地調(diào)查勘測(cè)，避免了實(shí)地勘測(cè)的局限性。可以以一種更加宏觀、快速的方式，及時(shí)了解并監(jiān)控礦山的變化，準(zhǔn)確判斷礦山類型?？偨Y(jié)判斷出礦山地質(zhì)中開采危險(xiǎn)系數(shù)、適合開采規(guī)模，分析礦山開采后帶來的地質(zhì)危害，總結(jié)出礦山危險(xiǎn)預(yù)防措施，為礦山地質(zhì)安全提供理論依據(jù)[2]。

1 信息遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

（1）獲取礦山地質(zhì)構(gòu)造信息。在獲取礦山地質(zhì)構(gòu)造信息時(shí)，首先計(jì)算植被指數(shù)，選用兩期IKONOS衛(wèi)星數(shù)據(jù)和研究概況，使用如下表1所示的技術(shù)參數(shù)：

表1 技術(shù)參數(shù)

將收集到的矢量數(shù)據(jù)統(tǒng)一成MAPGIS格式，使用投影變換，將其轉(zhuǎn)換為高斯-克呂格投影，呈現(xiàn)出礦山地質(zhì)植被生長(zhǎng)和分布情況。使用歸一化植被指數(shù)計(jì)算公式，計(jì)算紅外和近紅外兩個(gè)通道的反射率，公式如下所示：

式中，κ為通道反射率，λ1為植被的紅外線反射率，λ2為植被的近紅外線反射率。不斷生長(zhǎng)繁衍的植被會(huì)一定程度上破壞礦山地質(zhì)構(gòu)造，所以在植被覆蓋區(qū)內(nèi)，根據(jù)（1）式計(jì)算出的反射率，得到礦山植被的生長(zhǎng)狀態(tài)、密度狀況、土壤指數(shù)，與其對(duì)應(yīng)的反射率，如下表2所示：

表2 反射率對(duì)應(yīng)地質(zhì)情況

在實(shí)際勘探過程中，勘測(cè)人員會(huì)由信息遙感技術(shù)得到上表2中的信息，探測(cè)工作人員會(huì)獲取這些指數(shù)，分析指數(shù)的變化規(guī)律，得到礦山地質(zhì)構(gòu)造信息。

（2）判斷礦山地質(zhì)危險(xiǎn)性。礦山地質(zhì)在實(shí)際測(cè)量時(shí)會(huì)出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象，在評(píng)價(jià)礦山地質(zhì)危險(xiǎn)性時(shí)，先拍攝礦山地質(zhì)照片，利用三維立體成像情況，分析礦山地質(zhì)的危險(xiǎn)性。得到如下表3的安全系數(shù)對(duì)應(yīng)礦山危險(xiǎn)等級(jí)表：

表3 安全系數(shù)對(duì)應(yīng)礦山危險(xiǎn)等級(jí)

不同的危險(xiǎn)等級(jí)對(duì)應(yīng)的安全系數(shù)，有著不同的形成原因，多種類、多種群的微生物，與地下水相互作用時(shí)，會(huì)將礦內(nèi)含有的金屬元素，宿寄在微生物體內(nèi)和地下水中。也就會(huì)造成土壤跟隨著土壤變化而變化，信息遙感技術(shù)可以利用自身的波普特征技術(shù)，獲取土壤及植被改變后的波普信息。根據(jù)植被最先吸收礦山最頂端存在的金屬元素規(guī)律，當(dāng)植被吸收水分中夾帶著的金屬元素時(shí)，植被的自身生長(zhǎng)過程中需要的水分也含有了金屬元素，這些金屬元素會(huì)致使植被的莖葉發(fā)生變化，也就造成信息遙感反饋出來的反射光譜的差異。除此之外，信息遙感技術(shù)得到的礦山監(jiān)控因子，也可以分析礦山監(jiān)控資源損害情況，依據(jù)資源損害情況，判斷礦山地質(zhì)危險(xiǎn)。這種監(jiān)控因子主要包括礦山中的礦石以及礦山周邊的自然景觀，這種監(jiān)控方式擴(kuò)大了傳統(tǒng)勘測(cè)方式的勘探范圍，還提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確度。鎖定礦山地質(zhì)危險(xiǎn)區(qū)域，預(yù)警礦山危險(xiǎn)。

（3）分析礦山地質(zhì)災(zāi)害原因。造成礦山地質(zhì)災(zāi)害的因素可以歸結(jié)為兩大主因，內(nèi)在因素與外在因素。內(nèi)在因素主要指礦山地質(zhì)的地質(zhì)構(gòu)造、地形、水文、坡度等。外在因素主要指觸動(dòng)礦山地質(zhì)災(zāi)害的外在因子，具體包括自然條件與人為行為。自然條件指地震、強(qiáng)降水等。人類行為主要指地下水開采以及各類地下建設(shè)工作。應(yīng)用信息遙感技術(shù)，可以獲取地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生位置，精確到發(fā)生異變的巖石種類及巖石構(gòu)造，判斷巖體的完整性。信息遙感技術(shù)可以實(shí)時(shí)的感知礦山的安全隱患系數(shù)，反饋出開發(fā)帶地下水分布信息，綜合天氣情況以及對(duì)降水量的預(yù)測(cè)，提前預(yù)估礦山地質(zhì)的安全等級(jí)，防止發(fā)生自然災(zāi)害。但隨著礦產(chǎn)開發(fā)行業(yè)不斷的壯大，開礦工程不斷的增加。存在對(duì)礦山資源監(jiān)管力度的不足的情況，致使礦山開采工作混亂，存在私營(yíng)、安全監(jiān)管制度不全的私人開采礦窯，這種礦窯專業(yè)性極弱，沒有專業(yè)的技術(shù)支持，也沒有極強(qiáng)的開采技術(shù)，安全保護(hù)措施幾乎不存在，也沒有開發(fā)后的保護(hù)回填處理，嚴(yán)重威脅著礦山的地質(zhì)安全。

2 結(jié)語

綜上所述，隨著近年來我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展層次不斷加深，科技不斷地進(jìn)步，工業(yè)化的開采需求伴隨著工業(yè)化建設(shè)接踵而至，加快了我國(guó)對(duì)礦產(chǎn)資源的需求。增強(qiáng)礦山的開采能力，成為了近年來礦山企業(yè)發(fā)展的主潮流。將通信遙感技術(shù)應(yīng)用在礦山地質(zhì)勘測(cè)中，完全撇棄了傳統(tǒng)式人工勘探的方式，嚴(yán)格貫徹了以人為本的理念。使用遙感技術(shù)可以提取礦山開采前的各項(xiàng)系數(shù)，保障開采工作的安全展開，把握地質(zhì)構(gòu)造信息，保障開采安全。還可以獲取礦山地質(zhì)植被的特征系數(shù)，保證開采工作不破壞礦山的環(huán)境。得到礦床改造信息，保障礦山的結(jié)構(gòu)安全。在礦山地質(zhì)勘探中應(yīng)用信息遙感技術(shù)，相比于傳統(tǒng)的礦山地質(zhì)勘探，可以提高探測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，還能科學(xué)的保護(hù)礦山地質(zhì)安全，降低了安全事故發(fā)生的可能性，在地質(zhì)勘查工作中具有重大意義。