遙感解譯在礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的運(yùn)用范文

本站小編為你精心準(zhǔn)備了遙感解譯在礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的運(yùn)用參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：長(zhǎng)期以來，礦產(chǎn)開采造成大量礦山環(huán)境被破壞，對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境、區(qū)域經(jīng)濟(jì)造成了較大影響。利用遙感解譯技術(shù)開展礦山地質(zhì)環(huán)境遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的有效監(jiān)控和管理，為礦山地質(zhì)環(huán)境的執(zhí)法監(jiān)督和科學(xué)管理、礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理規(guī)劃的制定、礦山地質(zhì)環(huán)境重點(diǎn)治理工程的實(shí)施提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：遙感解譯；礦山；地質(zhì)環(huán)境

由于歷史原因，長(zhǎng)期以來礦產(chǎn)開采造成大量礦山環(huán)境被破壞。近年來，河南省各類礦產(chǎn)資源開發(fā)對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境影響和破壞嚴(yán)重區(qū)的面積達(dá)1.2×104km2，主要分布于京廣鐵路以西、豫南丘陵、山區(qū)和豫東的煤田。各類礦山開采活動(dòng)，造成大量的植被破壞、揚(yáng)塵揚(yáng)沙，廢石渣堆及大量土地資源被占用，對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成較大影響。這些不僅影響礦山的正常生產(chǎn)活動(dòng)，而且威脅著礦區(qū)周圍居民的生命財(cái)產(chǎn)安全，制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，甚至?xí)l(fā)嚴(yán)重的社會(huì)問題。礦山開采多處于山區(qū)，交通不便、分布零散，依靠人力監(jiān)測(cè)效率低且效果差。衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)具有視點(diǎn)高、視域廣、數(shù)據(jù)采集快和重復(fù)、連續(xù)觀察的特點(diǎn)。開展礦山地質(zhì)環(huán)境遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，建立礦山地質(zhì)環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的有效監(jiān)控和管理，及時(shí)了解和掌握礦山地質(zhì)環(huán)境動(dòng)態(tài)變化，為礦山地質(zhì)環(huán)境的執(zhí)法監(jiān)督和科學(xué)管理、制定礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理規(guī)劃、實(shí)施礦山地質(zhì)環(huán)境重點(diǎn)治理工程提供依據(jù)。

1技術(shù)路線

在充分收集工作區(qū)已有礦山地質(zhì)環(huán)境、采礦權(quán)、探礦權(quán)、礦山復(fù)綠工作區(qū)、前期礦山遙感調(diào)查與監(jiān)測(cè)解譯成果等資料基礎(chǔ)上，采用遙感數(shù)據(jù)與其他多源數(shù)據(jù)相結(jié)合、人機(jī)交互解譯相結(jié)合、室內(nèi)綜合研究與實(shí)地調(diào)查相結(jié)合的技術(shù)方法完成遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用。根據(jù)監(jiān)測(cè)目的和礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及要求，獲取合適的遙感數(shù)據(jù)及其相關(guān)輔助資料；通過遙感圖像預(yù)處理、圖像增強(qiáng)處理和遙感解譯等方法提取礦山開采地的地質(zhì)環(huán)境信息；借助衛(wèi)星定位技術(shù)，輔以適量的野外實(shí)地調(diào)查驗(yàn)證，加強(qiáng)室內(nèi)綜合分析，圈定礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀、地質(zhì)災(zāi)害等礦山信息的范圍，達(dá)到礦山地質(zhì)環(huán)境遙感解譯的預(yù)期效果。

2解譯方法

2.1遙感數(shù)據(jù)獲取遙感數(shù)據(jù)采用衛(wèi)星2.5m高分辨率遙感影像，全省影像數(shù)據(jù)采用西安1980坐標(biāo)系，地圖投影采用高斯-克呂格投影，3度分帶，帶號(hào)38。影像局部有少量云層，約占整體的1%，且未覆蓋主要礦產(chǎn)開采區(qū)，影像整體清晰可辨，可解譯程度較高［1，2］。

2.2野外踏勘

本次野外踏勘采用手持GPS，WGS84地理坐標(biāo)系。野外踏勘的原則：選取具有代表性的露天礦山開采點(diǎn)、煤礦工業(yè)廣場(chǎng)、選礦（煤）中轉(zhuǎn)場(chǎng)地、排土場(chǎng)、廢石渣堆、煤矸石堆、尾礦庫(kù)、冶煉廠及存在疑問的解譯圖斑為主要對(duì)象，并結(jié)合衛(wèi)星影像、電子地圖、紙質(zhì)地圖冊(cè)和收集的水域、道路、居民點(diǎn)等地理資料選擇合適的踏勘路線。通過野外踏勘建立遙感解譯標(biāo)志。

2.3遙感解譯

2.3.1解譯方法。遙感解譯工作貫穿整個(gè)工作過程。分為初步解譯、野外驗(yàn)證和綜合整理三個(gè)階段。解譯工作程序?yàn)閺囊阎轿粗膮^(qū)域到局部、從總體到個(gè)別、從定性到定量，按先易后難、循序漸進(jìn)、不斷反饋和逐步深化的方法進(jìn)行解譯。

2.3.1.1直接解譯法。根據(jù)地物光譜特征與遙感圖像色彩的對(duì)應(yīng)關(guān)系建立起各自的直接解譯標(biāo)志。通過色彩、形態(tài)、影紋特征和周圍的相關(guān)關(guān)系分析勾繪其邊界。

2.3.1.2對(duì)比法。對(duì)解譯較困難的地物，各種常規(guī)資料較少的地區(qū)，則擴(kuò)大視野，設(shè)法將已知地區(qū)的影像與將要解譯的未知區(qū)影像進(jìn)行對(duì)比解譯，從已知到未知，從一般到特殊。如進(jìn)行崩塌流等地質(zhì)災(zāi)害解譯時(shí)，先從已知點(diǎn)入手，建立解譯標(biāo)志，然后向更大范圍推廣。

2.3.1.3邏輯推理法。有些解譯難度較大的環(huán)境要素，根據(jù)其所在地理位置及其他細(xì)微特征匯總起來，進(jìn)行內(nèi)在聯(lián)系分析，邏輯推理。如崩塌、滑坡和泥石流多與大型活動(dòng)構(gòu)造或新構(gòu)造有關(guān)，在形態(tài)上多呈線狀影像特征。

2.3.1.4圖像處理法。對(duì)于解譯難度大或模糊不清的圖像，通過局部反差增強(qiáng)、對(duì)數(shù)變換、拉伸變換、假彩色合成、多元數(shù)據(jù)融合和比值處理等方法，突出需要的信息，消除干擾信息，使圖像清晰，信息更豐富，提高各種專題的解譯效果。

2.3.2解譯內(nèi)容。主要的遙感解譯內(nèi)容包括礦山環(huán)境問題和礦山地質(zhì)災(zāi)害解譯等。通過建立解譯標(biāo)志，采用人機(jī)交互的解譯方法，提取礦山地質(zhì)信息。礦山環(huán)境問題解譯：主要包括采礦場(chǎng)、選礦廠、排土場(chǎng)、廢石渣堆、煤矸石堆、冶煉廠和尾礦庫(kù)等。礦山地質(zhì)災(zāi)害解譯：主要包括崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫和不穩(wěn)地斜坡等。最后，所有圖斑的解譯信息按要求填寫“礦山地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)解譯信息表”。

2.3.3解譯步驟。遙感解譯步驟分為初步解譯、詳細(xì)解譯和綜合解譯三個(gè)步驟。①初步解譯。在資料收集、整理、分析的過程中，結(jié)合對(duì)照遙感影像，初步形成礦山地質(zhì)環(huán)境因子的遙感影像解譯標(biāo)志，并對(duì)影像進(jìn)行初步解譯。目的是初步建立影像單元，為野外踏勘路線選擇和信息核實(shí)提供依據(jù)。②詳細(xì)解譯。在野外踏勘的基礎(chǔ)上，修正并系統(tǒng)建立解譯標(biāo)志，對(duì)影像進(jìn)行系統(tǒng)詳細(xì)的解譯，確定各個(gè)礦山地質(zhì)環(huán)境因子的屬性、地理位置、形態(tài)、面積及影像特征等信息。詳細(xì)解譯成果是開展野外核查驗(yàn)證的重要資料依據(jù)。③綜合解譯。綜合解譯應(yīng)在野外核查驗(yàn)證工作基本完成后進(jìn)行。任務(wù)是在結(jié)合野外核查驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，對(duì)詳細(xì)解譯成果進(jìn)行綜合對(duì)比分析，進(jìn)一步完善解譯標(biāo)志，修正解譯成果，編制遙感解譯成果圖件。

2.4野外核查

野外核查是本次礦山環(huán)境遙感解譯的重要環(huán)節(jié)，野外核查的目的是檢驗(yàn)解譯成果的可靠性和準(zhǔn)確性。野外核查內(nèi)容涵蓋各種礦山地質(zhì)環(huán)境問題，并對(duì)主要礦山地質(zhì)環(huán)境、礦山地質(zhì)災(zāi)害和有疑問的解譯圖斑進(jìn)行野外實(shí)地調(diào)查，調(diào)查路線本著解譯圖斑重點(diǎn)集中且相對(duì)分布均勻的區(qū)域?yàn)樵瓌t進(jìn)行野外驗(yàn)證。在遙感解譯的基礎(chǔ)上進(jìn)行野外核查，核查點(diǎn)不少于遙感解譯圖斑總數(shù)的30%。核查點(diǎn)按解譯圖斑的屬性、地理信息進(jìn)行均勻布設(shè)。

3解譯建立遙感

解譯的過程是解譯—核查—再解譯的過程，遙感解譯初期，需建立相應(yīng)的遙感解譯標(biāo)志。遙感解譯標(biāo)志包括形狀、大小、色調(diào)、陰影、紋理、圖案、位置、相關(guān)體和空間關(guān)系等。遙感解譯標(biāo)志又分為直接解譯標(biāo)志和間接解譯標(biāo)志。直接解譯標(biāo)志是根據(jù)各類地物的影像標(biāo)志直接進(jìn)行地物解譯；間接解譯標(biāo)志是根據(jù)地理相關(guān)性或綜合的解譯標(biāo)志解譯地物。礦山環(huán)境解譯主要分為露天采場(chǎng)、地下采場(chǎng)、選礦廠、廢石渣堆、尾礦庫(kù)、排土場(chǎng)和煤矸石堆等主要類型。對(duì)于不同類型，根據(jù)感性認(rèn)識(shí)或經(jīng)驗(yàn)判讀，建立初步解譯標(biāo)志，初步解譯并對(duì)初步解譯標(biāo)志進(jìn)行野外核查。通過對(duì)室內(nèi)初步建立的遙感解譯標(biāo)志（見表1）進(jìn)行野外踏勘，發(fā)現(xiàn)部分解譯圖斑與實(shí)際類型不一致。例如，煤礦與選煤廠、排土場(chǎng)與廢石渣堆、選礦廠與廢石渣堆存在誤判的情況。煤礦與選煤廠、排土場(chǎng)與廢石渣堆、選礦廠與廢石渣堆的區(qū)別如下。①煤礦與選煤廠的影像區(qū)別。煤礦范圍大，采煤設(shè)備寬，廠房、建筑樓房多，廠房顏色呈藍(lán)色，形狀更規(guī)則；選煤廠范圍相對(duì)較小，選煤機(jī)械細(xì)，堆積物更平滑。②排土場(chǎng)與廢石渣堆的影像區(qū)別。排土場(chǎng)范圍大小不等，排土堆積，顏色比廢石渣堆明亮，堆積體頂部較平整，影像質(zhì)感平滑，多靠近采礦場(chǎng)；廢石渣堆顏色呈灰色，色調(diào)較暗，多沿溝谷、斜坡堆棄，部分位于采礦場(chǎng)邊緣，呈不規(guī)則塊狀或長(zhǎng)條狀，影像質(zhì)感粗糙。③選礦廠與廢石渣堆的影像區(qū)別。選礦廠多位于露天采場(chǎng)內(nèi)，個(gè)別選礦廠的選礦機(jī)械較少、較細(xì)，影像特征不明顯。可從選后的礦石呈細(xì)砂狀，影像質(zhì)感平滑，堆積物呈錐狀及位置特征區(qū)分廢石渣堆。通過野外實(shí)地核查，對(duì)解譯標(biāo)志有了更深刻的認(rèn)識(shí)，根據(jù)修正后的指標(biāo)，建立更為符合實(shí)際的解譯標(biāo)志，從而開展下一步全面解譯。

4礦山地質(zhì)環(huán)境遙感解譯成果分析

河南省礦山地質(zhì)環(huán)境遙感解譯面積7976.7km2，解譯類型涵蓋礦山環(huán)境開采現(xiàn)狀的各種類型（見圖1），主要有采礦場(chǎng)、選礦廠、排土場(chǎng)、廢石渣堆、煤矸石堆、尾礦庫(kù)和冶煉廠。綜上所述，礦山環(huán)境現(xiàn)狀以采礦場(chǎng)為主，大量的山體開挖，造成了地形地貌景觀被破壞，煤炭的開采造成了地面塌陷、環(huán)境污染等問題。露天采場(chǎng)及煤礦工業(yè)廣場(chǎng)產(chǎn)生的次生固體廢棄堆放物帶來的環(huán)境問題也不容小覷，露天開采產(chǎn)生的排土場(chǎng)、廢石渣堆及尾礦庫(kù)占據(jù)總量的20.3%，面積占據(jù)總量的15.5%。大量的排土場(chǎng)、廢石渣堆和尾礦庫(kù)同樣會(huì)造成植被的破壞，影響生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性。同時(shí)，部分固體廢棄物壓占土地，帶來礦山地質(zhì)災(zāi)害隱患，威脅當(dāng)?shù)厝罕娚a(chǎn)生活及生命財(cái)產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)：

［1］李德仁，張良培，夏桂松.遙感大數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與數(shù)據(jù)挖掘［J］.測(cè)繪學(xué)報(bào)，2014（12）：1211-1216.

［2］郝利娜.礦山環(huán)境效應(yīng)遙感研究［D］.北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2013.

作者：井書文 單位：河南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院