遙感影像在礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測治理方面的應(yīng)用

楊光好

【摘要】國的礦產(chǎn)資源雖然豐富但人均占有量小，且由于過度的開發(fā)和礦山環(huán)境保護工作開展的過晚，導(dǎo)致了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。生態(tài)系統(tǒng)被嚴重破壞的礦區(qū)易發(fā)生滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降和猛烈的沙風(fēng)暴等自然災(zāi)害，嚴重威脅著人類的財產(chǎn)與安全問題，所以針對礦山環(huán)境改造技術(shù)的研究工作迫在眉睫。文章對遙感影像在礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測治理方面的應(yīng)用進行了討論。

【關(guān)鍵詞】遙感影像 ?礦山地質(zhì) ?環(huán)境監(jiān)測治理

礦山地質(zhì)環(huán)境需要整體保護、綜合治理和系統(tǒng)修復(fù)。衛(wèi)星遙感在該領(lǐng)域的應(yīng)用，體現(xiàn)出了全覆蓋精準(zhǔn)性、速度快人力少、經(jīng)費低成本小的優(yōu)勢。隨著從感知到認知的創(chuàng)新，信息解譯、數(shù)據(jù)挖掘、大數(shù)據(jù)應(yīng)用分析能力的不斷提升，遙感技術(shù)將直接服務(wù)于監(jiān)測與監(jiān)管主體，實現(xiàn)從數(shù)量向質(zhì)量和生態(tài)并重的轉(zhuǎn)變，在礦山地質(zhì)環(huán)境動態(tài)、常態(tài)化監(jiān)測應(yīng)用方面提供有力保障。

一、礦山地質(zhì)環(huán)境問題及遙感監(jiān)測內(nèi)容

（一）地形地貌景觀破壞

地形地貌景觀破壞指礦產(chǎn)資源開采活動改變了原有的地形地貌特征，造成山體破損、巖石裸露、植被破壞等現(xiàn)象。包括露天采場、固體廢棄物（含排土場、排矸場、尾礦庫）堆放場等造成的礦區(qū)地形地貌改變與破壞。

（二）土地資源破壞

土地資源破壞指礦產(chǎn)資源開發(fā)活動導(dǎo)致土地原有功能喪失、土壤質(zhì)量下降的現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為礦山采空塌陷（地裂縫）破壞土地，使土壤肥力下降;露天開采剝離挖損，使林地損毀、耕地占用;固體廢棄物不僅壓占土地，而且這些固體廢棄物中含有大量的Pb、Hg、As等重金屬元素，污染了周邊的土壤和地下水。

（三）引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害

礦山開挖引發(fā)的崩塌、滑坡、采空塌陷等突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害，對周邊人民生命財產(chǎn)安全構(gòu)成極大威脅。

二、遙感影像空間分辨率對礦山地面變監(jiān)信息提取的影響分析

（一）遙感影像空間分辨率對信息提取中數(shù)據(jù)建模方面的影響分析

在沒有遙感技術(shù)的時候，對礦山地面采用傳統(tǒng)的二維繪圖模式來提取數(shù)據(jù)，即把各種地理要素投影到平面上去。這種傳統(tǒng)的處理方法會導(dǎo)致第三維方向上的幾何空間位置信息和部分語意信息的局部丟失，不能完全的反應(yīng)出所測地帶的全部地理特征。而遙感技術(shù)就可以通過遙感DOM影像作為紋理映射來合理的改變其影像空間分辨率，從而實現(xiàn)對礦山地面建立可靠的三維效果模型，其步驟如下：首先采用1：5000的地形圖繪制礦山地面的平面圖;其次應(yīng)用MapGIS軟件對平面圖進行掃描和矢量化處理;然后將處理結(jié)果導(dǎo)入ESRI軟件中，應(yīng)用DOM影像對比平面圖中的虛擬礦區(qū)地形進行紋理映貼圖處理，即把平面圖中影響紋理空間的點之間的對應(yīng)關(guān)系確定出來;從而得到具有全部礦山地理特征的三維圖像，為進一步屬性數(shù)據(jù)的運算提供了圖像數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（二）遙感影像空間分辨率對信息提取中屬性數(shù)據(jù)賦值方面的影響分析

對礦山三維圖像數(shù)據(jù)的屬性賦值工作首要問題就是如何將圖像數(shù)據(jù)數(shù)量化，數(shù)字數(shù)據(jù)更加直觀，便于理解。這其中遙感影像空間分辨率變化的具體像素數(shù)值，是圖像向數(shù)字化轉(zhuǎn)變的唯一定量參考值。根據(jù)此項參考數(shù)據(jù)，并結(jié)合繪制出的三維效果圖先通過大氣定量方法來獲取圖像數(shù)據(jù)中的接受的單個振幅的具體長度，再利用正射定量方法來融合各光譜圖像的特征值并繪制成特征向量并計算出總振幅誤差值，從而應(yīng)用于礦山的治理工作。

三、遙感監(jiān)測技術(shù)路線

目前國內(nèi)已有省份，以國產(chǎn)高分辨率遙感影像為主體，初步建立了衛(wèi)星遙感影像信息快速提取流程化解決方案。該方案集解譯樣本、采集和管理、專家知識庫構(gòu)建、影像分割、特征計算、信息提取、變化檢測、統(tǒng)計分析等功能為一體。在礦山地質(zhì)環(huán)境衛(wèi)星遙感監(jiān)測業(yè)務(wù)平臺管理下，通過數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)籌管理-人機交互解譯系統(tǒng)-野外驗證-成果數(shù)據(jù)管理-成果展示等功能運用，實現(xiàn)了遙感影像地表覆蓋和變化監(jiān)測信息流程化和自動化快速提取，可以開展礦山地質(zhì)環(huán)境動態(tài)遙感監(jiān)測工作。其遵循的技術(shù)路線為：①數(shù)據(jù)提取。獲取采礦權(quán)坐標(biāo)信息、政策性關(guān)閉礦山信息與矢量化，獲取開展動態(tài)監(jiān)測所需最新高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)。②建立解譯標(biāo)志。提前發(fā)現(xiàn)疑似問題礦山，進行遙感監(jiān)測識別，制作預(yù)警圖斑。③實地核查驗證。根據(jù)疑似圖斑反饋情況與實地核查情況完善影像解譯標(biāo)志。④疑似圖斑屬性掛接。制作解譯圖與解譯表，審核確認。⑤核查上報。警示、提醒管理部門，配合執(zhí)法工作。在衛(wèi)星遙感動態(tài)監(jiān)測的基礎(chǔ)上，配合視頻和GPS實時監(jiān)控、無人機航拍重點監(jiān)控、手機APP靈活監(jiān)控等技術(shù)方法，運用大數(shù)據(jù)分析，進行天空地一體化監(jiān)測監(jiān)管。

四、遙感監(jiān)測識別結(jié)果

基于多種高分辨率遙感影像的數(shù)據(jù)特征，針對礦山遙感監(jiān)測的地物目標(biāo)任務(wù)，建立了一套比較系統(tǒng)、完善的礦山遙感監(jiān)測解譯標(biāo)志，主要有礦產(chǎn)資源開發(fā)狀況解譯標(biāo)志、礦山開發(fā)占地解譯標(biāo)志、礦山地質(zhì)災(zāi)害解譯標(biāo)志和礦山環(huán)境恢復(fù)治理解譯標(biāo)志。這些解譯標(biāo)志的運用，可大大提高礦山遙感監(jiān)測的解譯精度和工作效率，對礦山遙感監(jiān)測工作具有重要的技術(shù)支撐。結(jié)合綠色礦山建設(shè)及“礦產(chǎn)資源開發(fā)利用、地質(zhì)環(huán)境保護與土地復(fù)墾”三合一方案的審核，可以監(jiān)測礦山布局是否無序、固體廢棄物是否堆放有序合法、是否對周邊環(huán)境造成揚塵污染、煤矸石堆是否存在自燃現(xiàn)象、礦區(qū)內(nèi)是否存在地質(zhì)災(zāi)害（滑坡、采空塌陷）、疑似損毀土地面積是否實施治理工程、礦山地質(zhì)環(huán)境治理恢復(fù)及土地復(fù)墾是否及時實施等。

五、結(jié)束語

多源遙感影像的采用，彌補了單一影像上某些區(qū)域由于濃云遮蓋、偶然誤差等所造成的影像不可用的情況;同時也能滿足不同區(qū)域?qū)τ跋褡罡叻直媛实牟煌蟆Ｆ唇佑跋竦姆直媛什煌鴷r相相同時，主要影響礦山占地類型的劃分;拼接影像的分辨率及時相均不相同時，就不能準(zhǔn)確反映礦山在相同時間的開發(fā)狀況，特別是對判定是否越界開采的違法行為造成較大的誤差。由于這種客觀因素的存在，不免會存在誤判的情況，這就需要結(jié)合實際調(diào)查來進行補充;對于某些實際調(diào)查時無法到達的礦山，只能通過影像及礦山所有者提供的資料進行綜合判定。

參考文獻：

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