閉坑礦山調(diào)查中“3S”技術(shù)的應(yīng)用

唐 奪

（遼寧省第四地質(zhì)大隊(duì)有限責(zé)任公司,遼寧 阜新 123000）

礦山具有豐富的礦產(chǎn)資源,對于推動行業(yè)發(fā)展,提升社會發(fā)展水平具有重要的意義。為此,企業(yè)應(yīng)用各種技術(shù)開發(fā)礦山資源。由于企業(yè)粗放的開采方式,礦山的地質(zhì)、環(huán)境等遭到了嚴(yán)重的破壞。在這種情況下,就需要進(jìn)行閉坑管理,采取自然生態(tài)恢復(fù)措施,提高自然生態(tài)恢復(fù)水平。

1 “3S”技術(shù)介紹

“3S”技術(shù)即GIS技術(shù)、Arc GIS軟件、RS技術(shù)。因?yàn)槿N技術(shù)中都含有“S”,所以將三種技術(shù)稱為“3S”技術(shù)。GIS技術(shù)：即地理信息系統(tǒng),其將地理學(xué)與地圖學(xué)等全部納入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,可以輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)。GIS技術(shù)在提升地理調(diào)查工作水平中具有重要意義。Arc GIS軟件：屬于地理信息系統(tǒng)軟件,可以將調(diào)查所得的數(shù)據(jù)立體化,幫助人們分析數(shù)據(jù),為后續(xù)研究工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。RS技術(shù)：即遙感技術(shù),在獲得掃描、攝影、傳輸和處理地理電磁波信息后,人們就可以應(yīng)用這些數(shù)據(jù)構(gòu)建解決生態(tài)資源問題。當(dāng)前,RS技術(shù)主要被用于植被資源調(diào)查、作物產(chǎn)量估測、病蟲害預(yù)測等工作。

2 閉坑礦山發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 資源破壞

由于企業(yè)在開采礦山的過程中不注重應(yīng)用合理措施保護(hù)礦山,這使得礦山資源遭到了嚴(yán)重的破壞。資源破壞類型以及具體表現(xiàn)如下：（1）土地資源的破壞。企業(yè)會在礦山周圍占用一定的土地面積用于堆放礦渣或者設(shè)置開采輔助設(shè)施。其中,堆放的礦渣很容易影響土質(zhì),不利于植被生長,而設(shè)置的開采輔助設(shè)施則容易破壞、占用了土地資源。所以說,企業(yè)在開采礦山后土地資源容易遭到破壞。（2）地形地貌景觀破壞。如果企業(yè)以露天的方式開采礦山,就容易破壞礦山周圍的植被。而在植被被破壞之后,就不容易起到防沙固土,涵養(yǎng)水源的作用,將會導(dǎo)致礦山區(qū)域的生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重的破壞,進(jìn)而影響人類可持續(xù)發(fā)展。（3）水資源破壞。礦山開采活動很有可能破壞水資源。主要表現(xiàn)在為開采礦產(chǎn)資源時(shí)企業(yè)會應(yīng)用機(jī)械設(shè)備從地下開采資源。在地下作業(yè)時(shí),會遇到含水層,這時(shí)企業(yè)就需要開展排水活動,以便開采活動順利推進(jìn)。而通過開展排水活動,就容易減少地表水量,不利于保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)。

2.2 礦山地質(zhì)災(zāi)害

礦山開采活動極易引起地質(zhì)災(zāi)害,地質(zhì)災(zāi)害的類型如下：（1）崩塌、滑坡、泥石流。有的企業(yè)通過破壞礦山結(jié)構(gòu)的方式,得到礦產(chǎn)資源。而在破壞了礦山結(jié)構(gòu)后,礦山的穩(wěn)定性將會受到嚴(yán)重影響,甚至產(chǎn)生山體崩塌。同時(shí)礦山開采活動容易破壞土層,不易植被生長,進(jìn)而增強(qiáng)山體滑坡以及泥石流的發(fā)生幾率。這既不利于保護(hù)人身安全,又會破壞整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。（2）地表災(zāi)害。在開采礦山資源后,地層間的平衡性將會被破壞,容易引發(fā)塌陷問題。在這種情況下,礦山作業(yè)效率以及施工人員的安全將會受到影響,同時(shí)礦山生態(tài)系統(tǒng)也會遭到破壞。（3）地表裂縫災(zāi)害。在經(jīng)過開采施工,獲得資源后,地下就少了支撐。加之,地殼仍舊處于不斷運(yùn)動的狀態(tài),很容易增加地表裂縫發(fā)生幾率。所以,企業(yè)需要關(guān)注開采工作,構(gòu)建完善的開采工作方案。同時(shí)要應(yīng)用信息技術(shù)監(jiān)測開采狀況,降低地表裂縫發(fā)生幾率。

2.3 環(huán)境污染

企業(yè)在開采礦產(chǎn)資源后會在礦山周邊開展加工活動。雖然這種經(jīng)營運(yùn)作方式可降低企業(yè)發(fā)展成本,但是企業(yè)不當(dāng)?shù)募庸し绞饺菀孜廴局苓叚h(huán)境,破壞自然生態(tài)資源,不利于社會可持續(xù)發(fā)展。環(huán)境污染的類型如下：（1）土壤污染。如果企業(yè)在加工礦石的過程中不注重做好處理工作,就容易導(dǎo)致金屬元素進(jìn)入土壤,進(jìn)而破壞土壤微生物,影響植被生長。而在植被吸收了金屬,并被動物食用后,動物的健康會受到影響。在生物鏈下,人類最終也有可能深受其害。（2）水污染。在開采、加工礦產(chǎn)資源的過程中,就有可能產(chǎn)生氰化物、重金屬或重金屬離子的化合物等有害物質(zhì)。而在缺乏處理這些有害物質(zhì)的情況下,就容易污染水資源,破壞地下水系統(tǒng)。水乃是生命之源,植被生長、動物與人類生活等都離不開水資源。在水資源污染后,整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)將會受到破壞。（3）大氣污染。在開采礦山時(shí),產(chǎn)生的粉塵、地下氣體等很有可能污染環(huán)境。除此之外,企業(yè)開展的礦產(chǎn)資源加工活動也容易產(chǎn)生有毒有害氣體,比如氫氰酸、砷化氫、二氧化硫等。礦山比較空曠,極少存在建筑物,空氣流通性強(qiáng)。而這些有毒有害氣體極易擴(kuò)散,進(jìn)而增加污染面積,甚至容易進(jìn)入人類生活區(qū)域,威脅人們身體健康,影響人們生活質(zhì)量。

3 “3S”技術(shù)在閉坑礦山調(diào)查以及地災(zāi)治理及生態(tài)修復(fù)的必要性及意義

3.1 “3S”技術(shù)在閉坑礦山調(diào)查的意義

我國積極管理閉坑礦山,避免礦山生態(tài)環(huán)境問題的擴(kuò)大化。當(dāng)前,我國廢棄的礦山數(shù)量處于增加的趨勢。倘若應(yīng)用傳統(tǒng)的地形圖區(qū)劃調(diào)查方法開展閉坑礦山調(diào)查工作,不僅耗時(shí)長,而且不容易掌握閉坑礦山實(shí)際情況,不利于為后續(xù)閉坑礦山優(yōu)化管理、生態(tài)修復(fù)工作提供可靠的數(shù)據(jù)。為此,我國需要摒棄地形圖區(qū)劃調(diào)查方法,而應(yīng)用先進(jìn)的調(diào)查方式,保證閉坑礦山調(diào)查效率與質(zhì)量。現(xiàn)如今,“3S”技術(shù)在閉坑礦山調(diào)查中凸顯著重要的價(jià)值。主要表現(xiàn)在,通過將“3S”技術(shù)融入到閉坑礦山調(diào)查中,調(diào)查人員就可以獲得礦山地理化信息,掌握礦山情況,如礦山分布情況,礦山環(huán)境破壞情況等。同時(shí)應(yīng)用“3S”技術(shù)開展閉坑礦山調(diào)查工作,還可以節(jié)約人力、物力、財(cái)力,保證所獲得調(diào)查信息的準(zhǔn)確性。在獲得、分析閉坑礦山情況之后,就需要著力構(gòu)建閉坑礦山生態(tài)恢復(fù)方案,把控閉坑礦山生態(tài)恢復(fù)計(jì)劃重點(diǎn)、難點(diǎn),理清閉坑礦山生態(tài)恢復(fù)流程,最大限度地提升閉坑礦山生態(tài)恢復(fù)水平。所以,要重視“3S”技術(shù),并合理地應(yīng)用“3S”技術(shù)。

3.2 地災(zāi)治理及生態(tài)修復(fù)的意義

長期的礦山開采工作對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響,引發(fā)了地質(zhì)災(zāi)害。我國需要主動開展礦山管理工作,以修復(fù)生態(tài)環(huán)境,治理地質(zhì)災(zāi)害,推動人類社會健康發(fā)展。否則,人類會深受礦山開采之害。習(xí)近平總書記高度重視生態(tài)環(huán)境修復(fù)、建設(shè)工作,他在十九大報(bào)告中強(qiáng)調(diào)了生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重要性,提倡走可持續(xù)發(fā)展之路。對于礦山開采企業(yè)來講,需要認(rèn)真地研究習(xí)近平總書記關(guān)于生態(tài)環(huán)境、綠色發(fā)展的思想,明確自身發(fā)展方向,貫徹落實(shí)國家政策。企業(yè)無論是在礦山開采,還是在礦石加工中都需要保護(hù)地質(zhì)、土壤、水源、大氣等,保護(hù)人類賴以生存的家園。習(xí)近平總書記提出樹立安全發(fā)展理念,弘揚(yáng)生命至上、安全第一的思想,健全公共安全體系,完善安全生產(chǎn)責(zé)任制,堅(jiān)決遏制重特大安全事故,提升防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)能力。在礦山開采時(shí),企業(yè)需要采取多種措施保護(hù)人員安全,而通過落實(shí)這一思想,有助于提升生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)水平。主要表現(xiàn)在,企業(yè)在保護(hù)人員安全的過程中就會減少對地質(zhì)的破壞。總而言之,地災(zāi)治理及生態(tài)修復(fù)在貫徹、落實(shí)國家思想方面具有重要的意義。

4 “3S”技術(shù)在閉坑礦山調(diào)查中的應(yīng)用

4.1 “3S”技術(shù)在外業(yè)調(diào)查中的應(yīng)用

基于“3S”技術(shù)優(yōu)勢,調(diào)查人員需要科學(xué)地應(yīng)用“3S”技術(shù),提升外業(yè)調(diào)查水平,節(jié)約外業(yè)調(diào)查成本。圖層添加與應(yīng)用、坐標(biāo)點(diǎn)采集與圖形勾畫、屬性查詢與錄入是“3S”技術(shù)在外業(yè)調(diào)查中的具體體現(xiàn)。

4.1.1 圖層添加與應(yīng)用

在調(diào)查中,調(diào)查人員會通過航拍的方式,獲得航拍圖像,以此掌握調(diào)查信息。從航拍圖像中可以了解到的內(nèi)容包括礦山開采范圍、礦山地理位置、礦山數(shù)量等。與礦山相關(guān)的矢量化圖形對于調(diào)查人員了解礦山周圍情況具有積極意義。從與礦山相關(guān)的矢量化圖形可以了解到的內(nèi)容包括,縣（區(qū)）、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村的行政界線,坡向、坡位等立體信息。在這種情況之下,調(diào)查人員就可以獲知礦山地形,進(jìn)而具體分析所獲得的礦山信息。同時(shí)還可以從與礦山相關(guān)的矢量化圖形了解到林中、林齡等,以便掌握礦山生態(tài)環(huán)境信息,為構(gòu)建礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)方案提供可靠的信息。

4.1.2 坐標(biāo)點(diǎn)采集與圖形勾畫

調(diào)查人員需要在閉坑礦山調(diào)查中精確地采集坐標(biāo)點(diǎn),以此準(zhǔn)確定位礦山。在地面布設(shè)一定形狀的控制網(wǎng)后,就可以開展位置測定工作。統(tǒng)一上平面控制網(wǎng)一般布設(shè)為導(dǎo)線網(wǎng)（閉合導(dǎo)線、符合導(dǎo)線）或三角網(wǎng)。而GPS測量不要求兩點(diǎn)間通視且所測點(diǎn)位精度均勻。通過將GPS應(yīng)用在測量工作中,有助于提高測量效率、質(zhì)量,保證調(diào)查水平。所以,越來越多的調(diào)查人員應(yīng)用此種方式推進(jìn)測量工作。經(jīng)過開采后的礦山,礦上的周圍環(huán)境會更為復(fù)雜。比如,在開采資源后,礦山會出現(xiàn)許多塌陷的地方。同時(shí)礦山的地面更加不平整,如很多石頭出現(xiàn)在礦山區(qū)。這樣會加大位置數(shù)據(jù)采集難度,影響采集精度。為解決該問題,調(diào)查人員可以將坐標(biāo)點(diǎn)采集與圖形勾畫兩種方式進(jìn)行充分結(jié)合。其中,就需要對環(huán)境復(fù)雜、地形復(fù)雜的區(qū)域采取圖形勾畫的方式,記錄礦區(qū)信息。

4.1.3 屬性查詢與錄入

在清楚了解礦山信息后,就需要錄入、保存信息,以便為后續(xù)工作提供可靠的信息依據(jù)。其中,就需要以代碼的形式導(dǎo)入所選圖形的附帶屬性并予以保存,之后依照代碼對應(yīng)的信息顯示,以此將屬性數(shù)據(jù)與圖形數(shù)據(jù)相互匹配,進(jìn)而確保信息錄入的科學(xué)性、準(zhǔn)確性。在錄入、存儲信息后,就需要科學(xué)地分析、處理信息,以此清楚了解礦山情況。

4.2 “3S”技術(shù)在內(nèi)業(yè)處理中的應(yīng)用

在應(yīng)用“3S”技術(shù)開展礦山調(diào)查工作后,就會獲取信息數(shù)據(jù)。然后,就需要將這些信息數(shù)據(jù)導(dǎo)入到內(nèi)業(yè)平臺中,進(jìn)而更好地應(yīng)用數(shù)據(jù)。以往,主要通過錄入坐標(biāo)點(diǎn)生成圖形的方式,將信息存儲在內(nèi)業(yè)平臺中。當(dāng)前,僅僅通過導(dǎo)入的方式就可以完成信息導(dǎo)入工作。在這種情況之下,不僅可以提高工作效率,而且可以降低錯(cuò)漏問題的發(fā)生率,強(qiáng)化工作效果。因此,要積極地采取信息導(dǎo)入的方式,開展信息存儲、處理工作。

5 結(jié)束語

綜上所述,在信息技術(shù)、科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的階段,“3S”技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值不斷提高。當(dāng)前,“3S”技術(shù)被應(yīng)用到閉坑礦山調(diào)查中,并產(chǎn)生了一定的調(diào)查研究成果。因此,更加需要高度地重視“3S”技術(shù),不斷地優(yōu)化“3S”技術(shù)在閉坑礦山調(diào)查中的應(yīng)用方案,完善調(diào)查流程,規(guī)范調(diào)查操作行為。在應(yīng)用“3S”技術(shù)開展閉坑礦山調(diào)查工作之后,就需要導(dǎo)入、存儲調(diào)查所獲得的數(shù)據(jù)信息、資料等。之后,就需要使用這些數(shù)據(jù)信息、資料,制定礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)計(jì)劃等,以便有條不紊地推進(jìn)生態(tài)恢復(fù)工作。對于技術(shù)研究人員來講,其需要升級、優(yōu)化“3S”技術(shù),以此強(qiáng)化“3S”技術(shù)在閉坑礦山調(diào)查中的應(yīng)用效果。