基于加權(quán)耦合模型的礦山地質(zhì)環(huán)境影響性評價
——以攀枝花市為例

李永平， 趙曉燕， 羅楊潔， 談樹成

(1.內(nèi)江師范學院 a.國際教育學院 b.地理與資源科學學院， 四川 內(nèi)江 641100；2.云南大學 地球科學學院， 云南 昆明 650500)

0 引言

礦產(chǎn)資源作為一個國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的重要儲備資源，對推動城市化建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和國防安全起著重要的作用[1-2].隨著人類活動對礦山自然環(huán)境的干預(yù)與破壞，礦區(qū)內(nèi)土地壓占與損毀、粉塵污染、水體污染、地面塌陷、泥石流、滑坡、崩塌等地質(zhì)環(huán)境問題較為嚴重，在一些重點礦集區(qū)表現(xiàn)極為明顯.由于礦業(yè)活動的特殊性和特定的壽命期，在礦山開發(fā)開采的過程中以及礦業(yè)活動結(jié)束后都要重視礦山環(huán)境的整治與恢復(fù)問題，而我國從2006年后才陸續(xù)開展礦山環(huán)境恢復(fù)治理工作并取得一定的成效.相較國外而言起步較晚但是發(fā)展很快，推動了礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理、礦山災(zāi)害預(yù)防與監(jiān)測以及礦業(yè)開發(fā)規(guī)劃的發(fā)展.劉博等[3]基于RS和GIS平臺，采用層次分析法開展了臨武縣的礦山地質(zhì)環(huán)境評價，結(jié)合區(qū)內(nèi)礦山地質(zhì)環(huán)境問題確定了14項評價指標，其評價結(jié)果與實地調(diào)查較為吻合；王東旭等[4]在綜合分析新疆地區(qū)非金屬礦山地質(zhì)環(huán)境問題的基礎(chǔ)上，建立了一套較為科學合理的評價指標體系和基于Fisher判別分析法的評價模型，并用9個礦山驗證了模型的準確性；羅鋒等[5]從自然和采礦兩個角度入手，采用模糊綜合評價法對鄂東南大冶礦區(qū)開展了地質(zhì)環(huán)境影響性評價研究；張茂蘭等[6]采用改進的物元可拓法對江西省萍鄉(xiāng)市的礦山地質(zhì)環(huán)境開展了評價研究，并對模糊綜合評價法和物元可拓法的評價結(jié)果進行了對比分析；張漢[7]、黃敬軍等[8]對礦山環(huán)境評價的指標選取進行了深度的研究和探討，建立了一套切實可行的評價指標體系；朱濤等[9]、趙曉燕等[10]、李永平[11]對礦山地質(zhì)環(huán)境評價的方法進行研究，采用層次分析法和證據(jù)權(quán)法評價地質(zhì)環(huán)境有較好的效果;He等12]選取自然地理、地質(zhì)環(huán)境條件、煤礦開采深度、生態(tài)環(huán)境恢復(fù)、礦山地質(zhì)災(zāi)害5個方面下的18個評價指標，采用層次分析法計算各因子的權(quán)重并對評價因子進行一致性檢驗，發(fā)現(xiàn)開采強度和生態(tài)環(huán)境恢復(fù)是影響區(qū)內(nèi)礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的控制因子；Saedpanah等[13]借鑒其他學者的文獻資料，選取了植被覆蓋率、土地利用類型、環(huán)境污染、礦業(yè)開發(fā)程度、坡度、巖石和土壤結(jié)構(gòu)6個評價指標，在專家打分的基礎(chǔ)上采用層次分析法對伊朗Qhorveh礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境開展了評價研究，其中環(huán)境污染是主要影響因子；Sun等[14]采用突變理論和主成分分析法對攀西地區(qū)的礦山地質(zhì)環(huán)境進行了評價，該評價方法對研究長時間序列的地質(zhì)環(huán)境有較好的適用效應(yīng)；Guo等[15]采用支持向量機模型對吉林省中部地區(qū)的礦山地質(zhì)環(huán)境開展了評價，側(cè)重于避免人為干擾，采用信息系統(tǒng)和新的評價方法開展研究.我國在借鑒美國、英國、法國等發(fā)達國家環(huán)境影響性評價的基礎(chǔ)上，編制了我國的礦山環(huán)境影響性評價技術(shù)指南[16-17].隨著全國礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查工作的開展，礦山地質(zhì)環(huán)境評價模型、評價指標和評價方法取得快速的發(fā)展，推動了礦山恢復(fù)治理工程的評估和建設(shè).綜上所述，現(xiàn)有對礦山地質(zhì)環(huán)境問題的研究集中在評價指標的選取及評價模型的構(gòu)建、礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀評價與預(yù)測分析.評價指標權(quán)重賦權(quán)的方法主要有主觀賦權(quán)法(層次分析法)和客觀賦權(quán)法(證據(jù)權(quán)法、物元可拓法、主成分分析法、信息量法等)，評價模型的構(gòu)建主要有單一模型和加權(quán)耦合模型.因信息量模型具有客觀性強、指標因子量化簡單、評價精度高的優(yōu)點常常用于地質(zhì)環(huán)境評價；確定性系數(shù)具有計算方法嚴密、能夠反映各影響因子內(nèi)部不同特征對環(huán)境問題敏感性的影響.故本文采用加權(quán)耦合模型能夠更好地優(yōu)化信息量和確定性系數(shù)模型，能夠更為精準地開展礦山地質(zhì)環(huán)境評價研究.

1 研究區(qū)概況及礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀

攀枝花市位于四川省的最南端，地處中國西南川滇結(jié)合部，雅礱江和金沙江的匯合處，區(qū)域交通位置十分重要.區(qū)內(nèi)轄三區(qū)兩縣，地理坐標為102°15′～108°08′E，26°05′～27°21′N，總面積為7378.04 km2，截至2017年底，總?cè)丝诩s為110萬人.地處攀西裂谷中南段，地形受橫斷山區(qū)構(gòu)造帶控制，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，出露的地層較全，中生界、古生界和元古界地層發(fā)育較好，新生界零星分布，其中以地層較厚的中生界占主要地位，巖漿巖和沉積巖覆蓋大面積區(qū)域，在河流溝谷和山間盆地地帶第四系松散黏土廣泛分布；整體地勢由西北向東南傾斜，地貌類型復(fù)雜多樣，主要以低中山和中山為主，屬于典型的峽谷地貌；區(qū)內(nèi)海拔最高點為4195.5 m，最低點為937.0 m，相對高差為3258.5 m，一般高程在1500～2000 m之間；位于著名的南北地震帶中南段，屬南北向石棉-元謀地震帶、北東向的鹽源-洱源地震帶組成部分，地震活動頻繁且烈度較大，斷裂帶發(fā)育較好；屬于亞熱帶亞濕潤氣候，受季風和河谷地貌的影響，全年氣溫變化小且溫暖，夏季降雨量大且集中在6-10月，年均降雨量在800 mm以上，其中米易縣年均降雨量最多，高達1101.2 mm；日照長，太陽輻射強，濕度低，蒸發(fā)量大；氣候的垂直地帶性顯著，從山麓到山頂?shù)闹脖活愋鸵来螢橄涔嗖輩?、常綠闊葉林、針葉林、亞高山灌叢、高山草甸，植被類型復(fù)雜多樣；區(qū)內(nèi)水系發(fā)育較好，雅礱江水系和安寧河水系匯入金沙江水系，構(gòu)成龐大的水系格網(wǎng).

為了深入地研究攀枝花市礦山地質(zhì)環(huán)境影響性程度，本文借助全國礦山開發(fā)狀況遙感地質(zhì)調(diào)查與監(jiān)測項目，對三江北地區(qū)的礦產(chǎn)資源和礦山地質(zhì)環(huán)境展開了調(diào)查，文中數(shù)據(jù)均來源于2019年三江北礦產(chǎn)資源遙感監(jiān)測調(diào)查結(jié)果.區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富且礦類齊全，有特大型和大型礦床45處，中型礦床31處，其中釩鈦磁鐵礦產(chǎn)量大、品位高，是全國四大鐵礦之一[18].東區(qū)、仁和區(qū)和米易縣的采礦活動較為頻繁且強度較大，通過2019年室內(nèi)遙感解譯和野外實地核查發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)共發(fā)育環(huán)境問題點66處，其中崩塌9處、滑坡14處、泥石流23處、采空塌陷7處、粉塵污染10處、水體污染3處；礦山占地損毀和破壞面積為58.66 km2，約占全市總面積(7440.75 km2)的0.78%，其中開采面為22.88 km2，中轉(zhuǎn)場地為13.19 km2，固體廢棄物為20.69 km2，礦山建筑物為1.90 km2；在礦山采選的過程中不合理地排放廢水、廢渣、廢氣對周圍環(huán)境造成不同程度的水土污染和大氣污染.

2 礦山地質(zhì)環(huán)境影響性評價方法

2.1 信息量模型

信息論最早由美國數(shù)學家香農(nóng)提出，是一種統(tǒng)計分析模型，最早用于對礦藏的探查，后延伸到地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境評價領(lǐng)域，預(yù)測已發(fā)生環(huán)境問題點區(qū)域的生態(tài)環(huán)境受影響的概率.通過分析各評價指標因子對區(qū)域環(huán)境問題點發(fā)生的貢獻率，來預(yù)測區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境受影響的程度.根據(jù)公式1計算單個因素的信息量值以及根據(jù)公式2計算某個評價單元內(nèi)各指標因子總的信息量值.

(1)

式中：Ni表示在因素Xi內(nèi)特定類別內(nèi)環(huán)境問題點的個數(shù)；N表示研究區(qū)域內(nèi)環(huán)境問題點發(fā)生的總數(shù)；Si表示研究區(qū)內(nèi)含有評價因素Xi的單元數(shù)；S表示研究區(qū)域內(nèi)評價單元總數(shù).

(2)

式中：I表示某個評價單元內(nèi)各指標因子總的信息量值，也表示該評價單元內(nèi)環(huán)境問題發(fā)生的可能性大小.

2.2 確定性系數(shù)法

確定性系數(shù)法是一種概率函數(shù)，主要通過分析已發(fā)生環(huán)境問題點與影響其事件發(fā)生的環(huán)境因素之間的統(tǒng)計關(guān)系，來確定事件發(fā)生與各因素之間的敏感程度.確定性系數(shù)模型的計算方法：

(3)

式中：Pa為事件發(fā)生的條件概率；Ps為事件發(fā)生的先驗概率；CF為環(huán)境問題點的確定性系數(shù).權(quán)重計算方法為：

W=CF(i，max)-CF(i,min)，

(4)

式中：CF(i，max)表示因子i各分類對環(huán)境問題點發(fā)生的確定系數(shù)的最大值；CF(i,min)表示因子i各分類對環(huán)境問題點發(fā)生的確定系數(shù)的最小值.

2.3 加權(quán)信息量模型

由于礦山環(huán)境問題發(fā)生的原因很多且較為復(fù)雜，各因素對環(huán)境問題發(fā)生的貢獻程度也不一樣.鑒于信息量模型未能考慮到各指標因子對環(huán)境問題發(fā)生貢獻程度的大小，因此本文結(jié)合確定性系數(shù)法計算各因子不同特征變量對應(yīng)的確定性系數(shù)值，將信息量模型和確定性系數(shù)法的權(quán)重進行加權(quán)求和，得到攀枝花市礦山地質(zhì)環(huán)境影響指數(shù)，其計算模型為：

(5)

3 GIS支持下的攀枝花市礦山地質(zhì)環(huán)境評價

3.1 評價指標的選取與分級

礦山地質(zhì)環(huán)境的質(zhì)量是基礎(chǔ)地質(zhì)環(huán)境條件和礦業(yè)開采活動共同作用的結(jié)果.本文參照國家和行業(yè)的標準、規(guī)范、技術(shù)要求[16-17]，參考國內(nèi)專家[5-6,14,18]建立的評價指標體系，結(jié)合攀枝花市礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查現(xiàn)狀及相關(guān)研究結(jié)果[11]，在遵循科學與可操作性相結(jié)合、數(shù)據(jù)是否可以量化、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主導(dǎo)因素三個原則的基礎(chǔ)上，選取了地質(zhì)環(huán)境背景條件(距斷層的距離、坡度、距河流水系的距離、工程地質(zhì)巖組、降水量、植被覆蓋度)，地質(zhì)環(huán)境問題現(xiàn)狀以及礦業(yè)開采活動(土地壓占與損毀、開采規(guī)模、開采方式)3種要素下的9個評價指標.

3.1.1 距斷層的距離

地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜程度，斷裂構(gòu)造發(fā)育是否強烈，節(jié)理是否發(fā)育對區(qū)域地質(zhì)環(huán)境的穩(wěn)定性起著重要的作用.區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造主要為呈南北走向的華力西—印支期古裂谷帶，為山脈和河流的主要構(gòu)造骨架.斷裂構(gòu)造與礦山開采活動中的崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害的相關(guān)性較大，與采空塌陷無相關(guān)性.將斷層指標因子分為<500 m、500 m～<1000 m、1000 m～<1500 m、1500 m～<2000 m、≥2000 m五個等級.

3.1.2 坡度

坡度直接影響斜坡的穩(wěn)定性，是崩塌、滑坡、泥石流3類斜坡地質(zhì)災(zāi)害形成的基本因素[16].礦山開采活動對坡度的破壞力度較大，在不同的坡度上發(fā)育著大大小小的礦山地質(zhì)災(zāi)害.根據(jù)區(qū)內(nèi)地形地貌特征和不同礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的現(xiàn)狀，將坡度因子分為0～<15°、15°～<30°、30°～<45°、≥45°四個等級.

3.1.3 距河流水系的距離

區(qū)內(nèi)河流水系發(fā)育較好，金沙江和雅礱江水系交匯于此，受地質(zhì)構(gòu)造的影響河流沿岸礦產(chǎn)資源較為豐富，人類的采礦活動多且受河流水系的沖刷影響，礦山地質(zhì)災(zāi)害較為發(fā)育.按照距河流水系的距離將指標因子分為<800 m、800 m～<1600 m、1600 m～<2400 m、≥2400 m四個等級.

3.1.4 工程地質(zhì)巖組

區(qū)內(nèi)出露的地層較為齊全，巖漿巖和沉積巖覆蓋大面積區(qū)域，第四系松散黏土主要分布在河流溝谷和山間盆地地帶.根據(jù)《工程地質(zhì)手冊》(第四版)的巖層軟弱程度的劃分標準，將區(qū)內(nèi)的地層巖組劃分為軟巖、軟硬間夾巖、硬巖、松散黏土.

3.1.5 降水量

降水量的大小對礦山地質(zhì)環(huán)境的影響較為重要，降水量增多不僅會使地表物質(zhì)軟化且滲入巖層使得地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，而且會影響礦山周邊植被的生長、礦山粉塵污染、土壤污染以及水污染的面源范圍.區(qū)內(nèi)屬于亞熱帶季風氣候，年均降水量800 mm以上，其中米易縣的降水量最大且高達1100 mm.綜合考慮區(qū)內(nèi)降水量的分布規(guī)律， 將其分為<900 mm、900 mm～<1000 mm、≥1000 mm三個等級.

3.1.6 植被覆蓋度

植被的覆蓋和茂盛程度對土壤的固定能力,減輕暴雨對環(huán)境的影響以及吸附礦山粉塵起著積極的作用.植被覆蓋度越好，對土壤的固定能力越強，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生概率越小，越能吸附更多的礦山粉塵.運用ENVI軟件對SPOT6遙感影像進行監(jiān)督分類得到植被覆蓋度，并分為0～<30、30～<60、60～<80、≥80四個等級.

3.1.7 土地壓占與損毀

礦山開采活動對土地形成一定的壓占和損毀，主要包括開采面、中轉(zhuǎn)場地、固體廢棄物和礦山建筑，是構(gòu)成礦山的主要組成部分，其中開采面和固體廢棄物的占地面積較多，開采面的損毀情況最嚴重.將區(qū)內(nèi)的土地壓占與損毀分為開采面、中轉(zhuǎn)場地、固體廢棄物、礦山建筑和無土地壓占與損毀.

3.1.8 開采規(guī)模

開采規(guī)模越大對礦山地質(zhì)環(huán)境的破壞和干擾力度越大，將開采規(guī)模分為<10萬噸/年、10～<50萬噸/年、≥50萬噸/年以及無礦區(qū)的地區(qū).

3.1.9 開采方式

礦山的開采方式主要有露天開采、地下開采、露天/地下聯(lián)合開采和無活動區(qū)，其中不同的開采方式對礦山地質(zhì)環(huán)境的影響程度不同.露天開采對地質(zhì)環(huán)境的破壞和影響較大，其次是露天/地下聯(lián)合開采，影響最小的是地下開采.

3.2 評價因子權(quán)重的確立

從20世紀70年代起，國內(nèi)外學者在考慮區(qū)域地質(zhì)環(huán)境背景、礦業(yè)開發(fā)活動、礦山地質(zhì)環(huán)境問題的基礎(chǔ)上選取對應(yīng)的評價指標，采用主客觀權(quán)值法對礦山地質(zhì)環(huán)境開展了評價研究[19-21].信息量模型通過計算單因子指標對礦山地質(zhì)環(huán)境影響的貢獻值來反映區(qū)域地質(zhì)環(huán)境的質(zhì)量差異；確定性系數(shù)法主要通過單個指標因子分級的最大值與最小值的差來確定單因子的權(quán)重值，是一種通過概率函數(shù)來分析評價指標對礦山地質(zhì)環(huán)境影響的敏感程度.如前文所述，采用信息量模型和確定性系數(shù)法分別計算單個指標因子的權(quán)重值，見表1，從表中可以看出基于兩種模型計算得出的指標因子權(quán)重值整體上呈現(xiàn)相同的趨勢.

表1 信息量模型、確定性系數(shù)法的各因子權(quán)重值

通過加權(quán)信息量模型計算方法對信息量模型和確定性系數(shù)法計算得到的權(quán)重值進行加權(quán)疊加，得到攀枝花市礦山地質(zhì)環(huán)境各指標總的權(quán)重值.

3.3 評價結(jié)果分析

運用信息量模型的計算公式先得到單個評價單元內(nèi)各指標因子的信息量值，再對最小單元內(nèi)各指標因子的信息量值做加權(quán)疊加，得到研究區(qū)每個評價單元網(wǎng)格總的信息量值；運用確定性系數(shù)模型的計算公式先得到各因子分類級別的確定性系數(shù)值，再將每個因子的最大值與最小值作差得到每個指標因子總的確定性系數(shù)值；最終運用加權(quán)信息量模型的計算公式將以上兩種模型計算得到的權(quán)重值做加權(quán)耦合，

并借助ArcGIS自然斷點法將加權(quán)耦合結(jié)果進行分區(qū)，見表1，從表中可以看出將礦山地質(zhì)環(huán)境影響性分為嚴重影響區(qū)、較嚴重影響區(qū)、一般影響區(qū)和輕微影響區(qū).其中，嚴重影響區(qū)面積為384.97 km2，占總面積的5.22%，發(fā)育環(huán)境問題點59處；較嚴重影響區(qū)面積為840.95 km2，占總面積的11.4%，發(fā)育環(huán)境問題點6處；一般影響區(qū)面積為2935.74 km2，占總面積的39.79%，發(fā)育環(huán)境問題點1處；輕微影響區(qū)面積為3216.71 km2，占總面積的43.6%.綜上所述，研究區(qū)的嚴重、較嚴重、一般和輕微四個影響分區(qū)所占面積比例符合區(qū)域礦山地質(zhì)環(huán)境問題的分布規(guī)律，即嚴重和較嚴重影響區(qū)占地面積較小，為16.62%，評價結(jié)果具有可靠性和合理性.

表2 攀枝花市礦山地質(zhì)環(huán)境影響性評價分區(qū)一覽表

從評價結(jié)果分區(qū)表可以看出，攀枝花市礦山地質(zhì)環(huán)境嚴重影響區(qū)主要分布在仁和區(qū)、東區(qū)、鹽邊縣和米易縣礦產(chǎn)開采活動強度大且頻繁的鐵礦、煤礦和花崗巖礦山；較嚴重影響區(qū)分布在核心區(qū)礦山外圍地帶，其中以仁和區(qū)的東北部較為突出，并且嚴重和較嚴重影響區(qū)主要圍繞礦山從中心到四周做閉環(huán)分布，且區(qū)內(nèi)發(fā)生泥石流23處、粉塵污染9處、崩塌9處、滑坡14處、水體污染3處、地面塌陷7處，共計65處；一般影響區(qū)主要分布在地質(zhì)環(huán)境脆弱區(qū)，其中河流沿線較為突出；輕微影響區(qū)內(nèi)無地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生且分布面積最廣，占到研究區(qū)總面積的43.6%.結(jié)合野外現(xiàn)場調(diào)查情況和評價結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)嚴重和較嚴重影響區(qū)植被覆蓋度低、巖性主要為松散黏土和軟巖、礦山開采面和中轉(zhuǎn)場地占地廣、開采規(guī)模>50萬噸/年，以地下開采為主.為了更好地促進嚴重和較嚴重影響區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境的治理和監(jiān)測，結(jié)合野外實際調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的問題，針對以下礦山提出對策和建議.

(1)仁和區(qū)寶頂煤礦礦山地質(zhì)環(huán)境問題區(qū).該區(qū)存在的主要問題有:大量的固體廢棄物堆放造成的土地壓占,煤矸石堆不合理邊坡堆放造成的滑坡和泥石流,以及地下采空引發(fā)的地面塌陷等.建議平整固體廢棄物并種植植被進行綠化；對堆放的煤矸石堆修建工程擋墻、攔壩；對廢棄的采空區(qū)進行回填，并且隨時監(jiān)測采空周圍地區(qū)的裂縫和土方的滑動情況，尤其是雨季.這樣通過工程治理和生態(tài)環(huán)境恢復(fù)措施進行治理.

(2)東區(qū)朱家包包蘭尖鐵礦礦山地質(zhì)環(huán)境問題區(qū).該區(qū)存在排土場面積較大且占地面積嚴重，開采面崩塌和排土場引發(fā)的泥石流災(zāi)害較多，選礦廠在提煉礦產(chǎn)品的過程中排放大量的廢水廢渣造成環(huán)境污染的問題.建議對開采面采取規(guī)范化的梯級開采，降低坡度，減少崩塌災(zāi)害的發(fā)生；因離市區(qū)較近，建議借鑒昆陽磷礦區(qū)的礦山環(huán)境整治措施，將排土場進行平整修建為體育場、公園或居住小區(qū)，達到環(huán)境治理和優(yōu)化資源的目的；同時制定廢水廢渣的過濾和處理標準，將選礦廠的廢水廢渣達到標準后才排放，減少水體污染.

(3)鹽邊縣紅格鐵礦礦山地質(zhì)環(huán)境問題區(qū).該區(qū)存在尾礦庫數(shù)量多、占地廣、環(huán)境污染嚴重且有潰壩的風險等問題.建立對未廢棄的尾礦庫設(shè)置專人進行管理，嚴禁人畜進入且在雨季做好監(jiān)測,防止?jié)?，并設(shè)置防揚塵裝置；對廢棄尾礦庫進行覆土，種植莊稼或植被，恢復(fù)生態(tài)環(huán)境.

(4)米易縣潘家田鐵礦、青崗坪仰天窩和白馬鐵礦、花崗巖礦礦山地質(zhì)環(huán)境問題區(qū).該區(qū)存在礦山地質(zhì)災(zāi)害嚴重和排土場壓占土地的問題.建議對排土場進行覆土植樹種草，進行梯級開采減少崩塌,設(shè)置擋墻和攔壩，防治固體廢棄物引發(fā)泥石流和滑坡災(zāi)害，改善礦山生態(tài)環(huán)境，提高環(huán)境質(zhì)量.

3.4 評價結(jié)果精度驗證

進一步驗證評價結(jié)果的精度，可隨機選取泥石流、崩塌、土地壓占與損毀等礦山地質(zhì)環(huán)境問題點進行驗證，將SPOT6遙感衛(wèi)星影像中的礦山地質(zhì)環(huán)境問題與礦山地質(zhì)環(huán)境影響性分區(qū)結(jié)果進行疊加，得到野外實地調(diào)查與評價結(jié)果的對比情況，發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)的崩塌、泥石流和礦山占地等環(huán)境問題點均落在嚴重影響區(qū)范圍內(nèi)，周邊的礦山道路等落在較嚴重影響區(qū)范圍內(nèi).研究結(jié)果分區(qū)和野外實際調(diào)查結(jié)果相吻合，評價分區(qū)科學合理，精度較高.

3.5 耦合模型精度評價及檢驗

耦合模型對確定性系數(shù)和信息量的優(yōu)缺點進行了優(yōu)化，既能科學合理地量化指標因子，又能反映各個指標因子之間的相關(guān)性.為了更好地檢驗耦合模型的科學性和可靠性，采用了受試者工作特征曲線(ROC)進行了驗證.以發(fā)生礦山地質(zhì)環(huán)境問題被正確預(yù)測的單元為縱坐標，未發(fā)生礦山地質(zhì)環(huán)境問題被正確預(yù)測的單元為橫坐標進行曲線的繪制.曲線越靠近左上角或曲線下方面積AUC值越接近1，說明評價模型的精確度越高.AUC<0.7，說明模型精度低；0.7≤AUC≤0.9，說明模型精度高；AUC>0.9，說明模型精度極高.基于SPSS軟件，對確定性系數(shù)與信息量耦合模型進行ROC曲線的繪制，得到耦合模型的線下面積(AUC)值為0.918.結(jié)合表1，可以看出有89.4%的礦山地質(zhì)環(huán)境問題點落在嚴重影響區(qū)，有9.09%的礦山地質(zhì)環(huán)境問題點落到較嚴重影響區(qū)，也表明了耦合模型的預(yù)測精度較高.

4 結(jié)論

(1)本文采用的確定性系數(shù)法和信息量耦合模型的評價方法充分發(fā)揮了兩種數(shù)學方法的綜合評判優(yōu)勢，將定性的評價因子定量化，對攀枝花市復(fù)雜的礦山地質(zhì)環(huán)境開展了較為客觀的評價，評價結(jié)果符合研究區(qū)實際情況.

(2)通過自然斷點法將研究區(qū)劃分為輕微影響區(qū)、一般影響區(qū)、較嚴重影響區(qū)和嚴重影響區(qū)，其中嚴重影響區(qū)主要分布在寶頂煤礦、朱家包包蘭尖鐵礦、紅格鐵礦、潘家田鐵礦、青杠坪仰天窩鐵礦、白馬鐵礦和花崗巖礦等地區(qū)，占研究區(qū)面積的5.22%，占到環(huán)境問題點的89.4%.從礦山中心向四周外圍礦山地質(zhì)環(huán)境影響性逐漸減弱，對區(qū)內(nèi)嚴重和較嚴重礦山進行問題分析并提出對應(yīng)的建議和措施.嚴重影響區(qū)和較嚴重影響區(qū)是國土部門開展防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃，加強災(zāi)害監(jiān)測和應(yīng)急預(yù)案的重點關(guān)注地區(qū).

(3)對影響礦山地質(zhì)環(huán)境發(fā)育的指標因子進行分析，可以發(fā)現(xiàn)嚴重和較嚴重影響區(qū)植被覆蓋度低,巖性主要為松散黏土和軟巖,礦山開采面和中轉(zhuǎn)場地占地廣,開采規(guī)模>50萬噸/年，以地下開采為主.其中工程地質(zhì)巖組、植被覆蓋度、土地壓占與損毀、開采規(guī)模和開采方式是影響礦山地質(zhì)環(huán)境問題點分布的主要控制因子.

(4)通過野外驗證模型檢驗了評價結(jié)果與野外實際調(diào)查的吻合度，經(jīng)過驗證發(fā)現(xiàn)礦山地質(zhì)環(huán)境問題點均落入在嚴重和較嚴重影響區(qū)，評價結(jié)果較為科學合理.運用ROC模型驗證了確定性系數(shù)與信息量模型的精確度，經(jīng)過驗證發(fā)現(xiàn)耦合模型的ROC值高達0.918，精確度較高，分區(qū)可靠.評價結(jié)果為國土部門開展礦山環(huán)境整治與保護、生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建以及生態(tài)文明建設(shè)的提供參考和借鑒.