現(xiàn)代測(cè)繪地理信息技術(shù)在礦山治理中的應(yīng)用

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷提升，已有礦石供應(yīng)量難以滿足飛速發(fā)展的生產(chǎn)活動(dòng)實(shí)際需求，這就使得我國(guó)礦產(chǎn)資源開采量大幅提升，這在拉動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的同時(shí)，也使得礦山周邊自然環(huán)境受到嚴(yán)重破壞，如水污染、土地資源污染的情況屢見不鮮，甚至還會(huì)誘發(fā)地表沉陷等地質(zhì)災(zāi)害，在加重我國(guó)環(huán)境形勢(shì)的嚴(yán)峻度同時(shí)，也使對(duì)民眾與礦山工作人員生產(chǎn)生活帶來威脅，這種情況也使得資源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)之間的矛盾不斷激化

。由此，黨中央、國(guó)務(wù)院為切實(shí)扭轉(zhuǎn)以往先開發(fā)、后治理的老路，提出“既要金山銀山，也要綠水青山”的要求，需要礦山工作人員積極利用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)手段對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并進(jìn)行恢復(fù)治理，充分落實(shí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求，這也是當(dāng)前礦山主要工作內(nèi)容之一。

1 遙感技術(shù)概述

最早提出遙感技術(shù)這一概念的是美國(guó)海軍研究所研究人員EvelunL.Pruitt，當(dāng)前學(xué)界內(nèi)對(duì)遙感的科學(xué)含義解釋可劃分為狹義以及廣義兩個(gè)層面，就狹義層面分析，所謂遙感即是在遠(yuǎn)距離不接觸目標(biāo)的情況下，利用現(xiàn)代光學(xué)、電子學(xué)探測(cè)儀器對(duì)目標(biāo)的電磁波特征進(jìn)行記錄、分析與解譯，并最終形成對(duì)目標(biāo)本質(zhì)特性、變化規(guī)律等方面的描述結(jié)果；從廣義層面分析，遙感即是所有在遠(yuǎn)距離、不接觸前提下對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)的技術(shù)。

遙感技術(shù)最早起源于20世紀(jì)30年代的航空攝影技術(shù)，隨著技術(shù)不斷發(fā)展，在20世紀(jì)60年代中，其發(fā)展為一門綜合性的對(duì)地觀測(cè)技術(shù)，到20世紀(jì)80年代后，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件發(fā)展速度不斷提升，兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合使得其進(jìn)入技術(shù)新高度

。美國(guó)在1987年發(fā)射了第一顆對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星，成為遙感技術(shù)向航天遙感技術(shù)轉(zhuǎn)變的里程碑，這一發(fā)展也使得人類對(duì)地球的認(rèn)識(shí)范圍更加廣闊。近年來，隨著遙感技術(shù)發(fā)展水平不斷提升，依托于國(guó)際空間站構(gòu)建的多平臺(tái)、多層面、長(zhǎng)期性動(dòng)態(tài)觀測(cè)已經(jīng)成為當(dāng)前技術(shù)主流發(fā)展趨勢(shì)。目前，遙感已經(jīng)成為人類在多維與宏觀視角下認(rèn)識(shí)宇宙世界的重要工具以及空間數(shù)據(jù)源。

從實(shí)際應(yīng)用角度分析，遙感技術(shù)作為一種獲取地球信息的現(xiàn)代高新技術(shù)手段之一，其在高效、精準(zhǔn)、低成本、大范圍、周期性獲取陸地、海洋等目標(biāo)信息方面具備其他技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢(shì)，遙感技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中，通過利用采集圖像進(jìn)行圖像識(shí)別，以達(dá)成清查、監(jiān)控、預(yù)報(bào)和決策等目標(biāo)?，F(xiàn)階段，在國(guó)防安全、工程勘測(cè)、地質(zhì)礦產(chǎn)、考古等多個(gè)領(lǐng)域中均已廣泛應(yīng)用遙感技術(shù)。隨著遙感技術(shù)以及遙感技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，在未來的發(fā)展中，將會(huì)對(duì)國(guó)家的各領(lǐng)域發(fā)展起到舉足輕重的作用。

2 案例概述

為深入探究遙感技術(shù)在礦山治理中的應(yīng)用成效，本文在研究中圍繞實(shí)際案例進(jìn)行具體說明。案例為某地區(qū)煤礦礦山，該礦在2007年正式建成并投產(chǎn)，該礦建設(shè)總投資達(dá)到29億元，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為500萬噸。礦山生產(chǎn)系統(tǒng)能力達(dá)到年產(chǎn)1000萬噸，是當(dāng)前亞洲開采規(guī)模最大的礦井。礦區(qū)整體面積達(dá)到106.7km

，其服務(wù)年限達(dá)到138年。由于該礦區(qū)建設(shè)投產(chǎn)時(shí)間相對(duì)較早，由此其實(shí)際發(fā)展過程中也是走“先開發(fā)，后治理”的老路，這就導(dǎo)致礦區(qū)周邊自然環(huán)境受到較為嚴(yán)重的影響。

本次提升面積為3 266 m2。業(yè)勤街臨近大學(xué)城、辦公場(chǎng)所，屬人員相對(duì)集中區(qū)域。在該節(jié)點(diǎn)處設(shè)計(jì)更多供人參與的景觀空間，如設(shè)置了供人休憩的亭廊、樹池坐凳；供人觀賞的景觀雕塑、五色花鏡等。圖7為業(yè)勤街與水潤(rùn)路節(jié)點(diǎn)效果圖。

波譜信息的主要表現(xiàn)即是量化的輻射值，即圖像亮度值，其本質(zhì)屬于一種相對(duì)的量度。亮度值可在間接上對(duì)地物波普特征進(jìn)行反映，不同地物之間亮度值存在明顯差異，圖像像元值差異即是對(duì)不同地物進(jìn)行遙感圖像解譯的重要標(biāo)志，同時(shí)其也是反映圖像信息量的重要依據(jù)。

3 遙感技術(shù)在礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

案例礦山地區(qū)東部地區(qū)，區(qū)域內(nèi)河網(wǎng)眾多，地下水資源豐富且埋藏相對(duì)較淺，隨著礦區(qū)開采規(guī)模逐漸提升，其地表塌陷程度也隨之加深，當(dāng)沉陷深度高于地下水埋藏深度后，積水坍塌問題也隨之產(chǎn)生。由于案例礦區(qū)屬于較為典型的高潛水礦區(qū)，其積水坍塌問題較為嚴(yán)重，存在問題的區(qū)域已經(jīng)轉(zhuǎn)化為常年積水坍塌區(qū)域。由此，技術(shù)人員在對(duì)此情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，決定通過提取不同時(shí)期遙感資料進(jìn)行對(duì)比分析方式，對(duì)積水坍塌區(qū)域面積進(jìn)行計(jì)算，明確礦區(qū)地表沉陷程度以及治理情況。

“相比單純提高起征點(diǎn)，這次專項(xiàng)扣除改革充分照顧了不同納稅人實(shí)際負(fù)擔(dān)狀況，能夠讓減稅紅包精準(zhǔn)落袋，讓個(gè)稅更加公平，并推動(dòng)實(shí)現(xiàn)幼有所育、學(xué)有所教、病有所醫(yī)、住有所居、老有所養(yǎng)等民生目標(biāo)?！睗?jì)南稅務(wù)局相關(guān)工作人員表示。

從實(shí)際發(fā)展角度分析，覆巖力學(xué)性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、煤層傾角等因素的共同作用最終導(dǎo)致地表沉陷情況產(chǎn)生，這種問題在不同區(qū)域內(nèi)表現(xiàn)形式也存在較為顯著的差異，如在東部地區(qū)其主要表現(xiàn)為積水坍塌，而在西部地區(qū)則表現(xiàn)為嚴(yán)重沙漠化。考慮到此問題的嚴(yán)重性以及代表型，本文研究中將以此問題作為切入點(diǎn)，分析遙感技術(shù)在地表坍塌監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用。

3.1 積水塌陷問題概述

在煤礦開采作業(yè)中，地表沉陷是其最為常見的根源性地質(zhì)災(zāi)害，主要原因在于，煤礦開采前，地層中的上覆巖體重力主要作用于下層煤層之中，此時(shí)地層處于平衡穩(wěn)定狀態(tài)，而煤礦被開采后地層平衡狀態(tài)被打破，上覆巖層失去支撐出現(xiàn)連續(xù)移動(dòng)變形情況，進(jìn)而導(dǎo)致地表出現(xiàn)沉陷

。

3.2 提取水體信息

3.2.1 水體及背景地物光譜值分析

案例礦區(qū)中，技術(shù)人員在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，受塌陷積水區(qū)內(nèi)部水質(zhì)差異以及深度因素影響，難以通過監(jiān)督分類法對(duì)水體信息進(jìn)行提取，因此，技術(shù)人員決定采用多波段法中的譜間關(guān)系法。技術(shù)人員在工作中首先依托于TM光譜亮度值特征對(duì)水體以及背景地物進(jìn)行分析，區(qū)分水體以及易混淆物，并繪制二者相應(yīng)的特征曲線圖。為此，技術(shù)人員提取了2016年、2018年、2020年TM影像，并篩選其中水體、植被、建筑等易混淆的代表性地物，隨后技術(shù)人員分別在三種地物中選取20個(gè)具備代表性的樣本，并利用ENVI平臺(tái)中的Statistics模塊對(duì)其波譜特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，最終形成如表1所示的各地物樣本在不同波段的光譜亮度均值，隨后技術(shù)人員依據(jù)此均值繪制出相應(yīng)光譜特征曲線圖。

蔡元培的高等教育思想及其當(dāng)代價(jià)值——紀(jì)念蔡元培先生150周年誕辰………………………………………………………… 孔祥光（1．108）

近年來，民眾環(huán)保意識(shí)不斷覺醒，礦區(qū)負(fù)責(zé)人也充分認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性并積極加強(qiáng)對(duì)礦區(qū)治理方面的資源投入力度，技術(shù)人員在工作中，充分分析礦區(qū)實(shí)際情況后，決定采用遙感技術(shù)開展礦區(qū)治理工作。

3.2.2 水體光譜特征模型構(gòu)建

案例礦區(qū)中，技術(shù)人員對(duì)繪制出的波譜圖進(jìn)行改進(jìn)后，水體以及建設(shè)用電波譜特征均呈現(xiàn)出較為顯著的波段4+波段5小于波段2+波段3的特征，由此，該譜間關(guān)系模型已經(jīng)無法適用于本次研究，技術(shù)人員必須對(duì)譜間關(guān)系特征模型進(jìn)行改進(jìn)以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)提取水體信息的目標(biāo)。技術(shù)人員在對(duì)樣本光譜亮度均值以及光譜特征圖進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)與分析后最終得出2020年礦區(qū)水體光譜特征模型：

（1）（B2+B3）-（B4+B5）＞0，即波段4+波段5＜波段2+波段3

（2）B4/B2＜0.8，即波段4與波段2之間的比值＜0.8（B

表示i波段的灰度值）

同時(shí)，技術(shù)人員還構(gòu)建出2016年以及2018年的水體光譜特征模型：

取約10 g毛葉山桐子果實(shí)，分離其果肉、種子，采用GB 5009.3—2016食品中水分的測(cè)定進(jìn)行果實(shí)、果肉、種子水分含量測(cè)定，用濕基含水量、干基含水量表示，每組做3次重復(fù)試驗(yàn)，取平均值。

按照建筑建設(shè)過程中使用的材料來說，一般有鋼筋混凝土建筑、磚瓦建筑等。相對(duì)于傳統(tǒng)民居使用的磚瓦建筑來說，一些現(xiàn)代化的城市高層建筑多數(shù)都是采用鋼筋混凝土構(gòu)建而成的。鋼筋混凝土建筑要比磚瓦結(jié)構(gòu)的建筑更容易發(fā)生冷橋現(xiàn)象。

（1）（B2+B3）-（B4+B5）＞0

第三，2020年水體提取規(guī)則為：

通過利用此模型對(duì)水體進(jìn)行提取，可獲取3期水體提取結(jié)果，具體圖1所示，其中，白色以及純黑色分別表示水體以及非水體。

3.2.3 塌陷積水區(qū)自動(dòng)識(shí)別與提取

這種令人瞠目結(jié)舌的業(yè)余舉措在西王方面是不勝枚舉，其實(shí)，這也是這個(gè)俱樂部倉(cāng)促接手山東男籃之后的一個(gè)“惡果”，而在之后甚至是直到賽季中段球隊(duì)的表現(xiàn)，都跟這有直接關(guān)系。

從技術(shù)上的應(yīng)用上來看，由于光譜資料的限制，僅依托于光譜圖很難分辨出是不是塌陷積水，由此，技術(shù)人員決定根據(jù)各種類型的水體的空間特性等特點(diǎn)差異性對(duì)地下水的自動(dòng)辨識(shí)和抽取。

相較于圖文，短視頻更加一目了然，消費(fèi)者更加容易看見正真的商品，短視頻更是以極富創(chuàng)意和觀賞性的短視頻內(nèi)容來打動(dòng)用戶，從而引發(fā)用戶發(fā)自內(nèi)心的一種認(rèn)同，繼而心甘情愿地買單，名人效應(yīng)流量非常的可觀。

138000＜area＜589000

相較于傳統(tǒng)的圖像分類法，面向?qū)ο蠓诸惙椒▋?yōu)化了僅基于像元亮度差異分類的短板，同時(shí)不在基于同一尺度對(duì)所用影像目標(biāo)進(jìn)行處理

。這兩項(xiàng)優(yōu)勢(shì)使遙感圖像的分類可以有效的綜合利用各種圖像信息，從而達(dá)到更好的分類效果，尤其是對(duì)于具有豐富地物類型的高分辨率遙感圖像。

在完成相應(yīng)的水體信息提取后，技術(shù)人員開始構(gòu)建塌陷積水區(qū)規(guī)則，其主要內(nèi)容涵蓋空間特征、光譜特征等，考慮到所有水體信息均由光譜特征模型提取而來，由此，技術(shù)人員決定在基于空間特征的基礎(chǔ)上構(gòu)建相應(yīng)的規(guī)則。

地物空間規(guī)則主要涵蓋大小、形狀等要素，河流、湖泊、池塘等不同類型水體之間存在較大差異，其具體特征主要涵蓋大小、形狀等。其中大小特征主要通過水體面積以及周長(zhǎng)進(jìn)行反映，如湖泊面積相對(duì)較大，其余水體面積相對(duì)較小等；而形狀特征上，河流通常呈現(xiàn)出曲線形態(tài)，而湖泊、塌陷積水區(qū)等則呈現(xiàn)出面狀。

技術(shù)人員在充分綜合各種水體空間特征的基礎(chǔ)上構(gòu)建出一套較為完善的水體類型及空間特征間關(guān)系知識(shí)表達(dá)模型，具體如下所示：

第一，2016年水體提取規(guī)則為：

area＜10000

第二，2018年水體提取規(guī)則為：

宮頸炎是由于患者宮頸受到損傷導(dǎo)致病原體侵襲所引起的子宮頸管黏膜炎癥、宮頸陰道部炎癥等，主要表現(xiàn)為陰道分泌物增多，呈黏液膿性，外陰瘙癢、灼熱感，給患者生活質(zhì)量帶來嚴(yán)重的影響，藥物是臨床中主要治療方案，但由于藥物治療見效緩慢且治療時(shí)間較長(zhǎng)，常常發(fā)生自行調(diào)整劑量或不按時(shí)用藥等不良事件[1]。為了提高患者預(yù)后效果，本研究對(duì)觀察組39例患者實(shí)施人性化護(hù)理干預(yù)，并取得了理想的效果，現(xiàn)將研究結(jié)果表述如下。

技術(shù)人員通過認(rèn)真的分析，確定了基于面向目標(biāo)的分類方法，它的工作過程包括：目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)和特征的提取。首先利用邊緣的邊緣分割技術(shù)，通過對(duì)像素的亮度、紋理和顏色等進(jìn)行劃分，獲得多個(gè)規(guī)模的圖像，再利用FullLambda-Schedule算法，利用光譜和空間的相關(guān)信息，對(duì)相似像素進(jìn)行迭代，根據(jù)所抽取的物體的具體要求，確定出對(duì)應(yīng)的分類標(biāo)準(zhǔn)，從而對(duì)影像進(jìn)行分類和抽取。

1080＜length＜5804

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（2）B4/B2＜0.6

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共享經(jīng)濟(jì)時(shí)代，河北銷售公司依托品牌優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)新經(jīng)營(yíng)模式，探索跨界合作、異業(yè)聯(lián)盟，通過與河北銀聯(lián)、中國(guó)電信、支付寶等20多家企業(yè)跨界合作，實(shí)現(xiàn)刷手機(jī)、刷信用卡、刷一卡通、用銀聯(lián)錢包加油，優(yōu)惠疊加后客戶既省錢又省力。

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2）任務(wù)型教學(xué)法極大地提高了學(xué)生英語學(xué)習(xí)的興趣，讓學(xué)生獲得了成就感。教師設(shè)計(jì)的各項(xiàng)教學(xué)任務(wù)和情境都是真實(shí)的、自然的，能夠吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生積極探索和求知的欲望，讓同學(xué)們?cè)谂d趣當(dāng)中，體驗(yàn)快樂的學(xué)習(xí)過程，獲得語言學(xué)習(xí)的目標(biāo)。更重要的是，在任務(wù)完成過程中，使學(xué)生獲得成就感，為其后續(xù)的英語學(xué)習(xí)帶來動(dòng)力。

技術(shù)人員在實(shí)際工作過程中給，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)后得出理性的分割以及合并閾值，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建出相應(yīng)的塌陷積水區(qū)提取規(guī)則分類并得出如圖2所示提取結(jié)果。

3.2.4 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

技術(shù)人員在將監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行匯總與分析后，可得出如表2所示的2016年-202年礦區(qū)塌陷積水區(qū)變化情況。

通過綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)對(duì)水庫(kù)水質(zhì)進(jìn)行富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)，漳澤水庫(kù)2014和2015年綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)處于50～60，屬于中富營(yíng)養(yǎng)型水體。

通過對(duì)表中信息進(jìn)行深入分析后可知，在2016年至2020年間，積水塌陷擴(kuò)展呈現(xiàn)出較為顯著的不斷提升趨勢(shì)。由表中信息可知，相較于2016年塌陷積水區(qū)面積，2018年面積增長(zhǎng)約0.790km

，而相較于2018年，2020年塌陷積水區(qū)面積增長(zhǎng)約1.099km

，由此可見其增長(zhǎng)速度呈現(xiàn)出較為顯著的逐年增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，四年間礦區(qū)總塌陷積水區(qū)面積增長(zhǎng)約1.889km

，這種情況充分反映出，近年來礦區(qū)地表沉陷處于快速發(fā)展階段，而導(dǎo)致此問題出現(xiàn)的原因在于社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)煤炭資源的需求量大幅提升，煤炭?jī)r(jià)格快速增長(zhǎng)使得礦區(qū)產(chǎn)量也隨之提升。經(jīng)過3個(gè)階段影像的對(duì)比，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)農(nóng)田、公路遭到了嚴(yán)重的損壞，坍塌的水體也逐漸地連接在一起。利用這種動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)對(duì)比分析方法，可以清晰地反映出地面塌陷的發(fā)展動(dòng)態(tài)、變化特征和損害的嚴(yán)重程度，從而為今后的礦山地面沉降預(yù)報(bào)與防治工作奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，通過對(duì)案例礦區(qū)光譜影像進(jìn)行分析可知，礦區(qū)內(nèi)積水沉降問題十分嚴(yán)重，必須進(jìn)行合理的處理。

4 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)前新時(shí)期背景下，環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為時(shí)代主流發(fā)展趨勢(shì)，礦山開采過程中會(huì)造成較大幅度的環(huán)境破壞，由此積極加強(qiáng)對(duì)先進(jìn)技術(shù)手段的應(yīng)用力度，將現(xiàn)代測(cè)繪地理信息技術(shù)應(yīng)用于礦區(qū)治理中具有重要現(xiàn)實(shí)意義。案例礦區(qū)在利用遙感技術(shù)對(duì)礦區(qū)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)后，有效實(shí)現(xiàn)了高效精準(zhǔn)獲取周邊環(huán)境變化的目標(biāo)，為礦區(qū)治理提供有效信息支持，其經(jīng)驗(yàn)可以為其他礦區(qū)提供表要的參考經(jīng)驗(yàn)。

[1] 劉杰,高建軍,徐光達(dá).現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在礦山開采沉陷中的應(yīng)用[J].地礦測(cè)繪,2021,4(4)：53-54.

[2] 劉文明,宋林澎.現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)金屬通報(bào),2020(15)：2.

[3] 林翠萍.測(cè)繪地理信息技術(shù)在土地整治與生態(tài)修復(fù)工程中的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn),2020,No.564(05)：244-244.

[4] 柴祥君.測(cè)繪地理信息技術(shù)在全域土地整治與生態(tài)修復(fù)工程中的應(yīng)用[J].北京測(cè)繪,2020,34(10)：4.