基于物探技術的礦山地質開采遙感監測分析

劉繼凱

（黑龍江省地質測繪地理信息院，黑龍江 哈爾濱 150030）

隨著我國工業的發展，我國礦產資源需求逐年增加，因此物探技術在礦山地質開采遙感監測中的應用逐漸受到重視[1]。根據我國目前礦山地質開采遙感監測技術現狀來看，物探技術在其中的應用主要用于采空塌陷、礦山污染以及礦山崩塌等領域，物探遙感監測技術由于其分辨率較高，且成本較低，因此在實際應用中有著較大的優勢[2]。如今物探技術廣泛應用于礦山地質工作中，物探技術在實際應用過程中主要需要對以前的物探資料進行詳細的分析，同時結合礦區實際地質工作情況利用瞬變電磁法或可控源音頻大地電磁法進行地質勘查。

礦山地質開影響最大的就是地下水源,水源豐富的地區會嚴重的阻礙開采工作,并且對后期開采帶來一定的安全隱患,針對水源地區域,遙感技術能夠剖析地層水源的富集程度,有針對性的對水源進行規劃分析,從更多的角度為礦產資源開采提供數據支撐。

1 基于物探技術的礦山地質開采遙感監測分析

1.1 采空塌陷的物探遙感監測分析

采空塌陷作為礦山開采過程中經常會出現的災害類型之一，主要形成原因為在礦山開采過程中挖掘通道上方土壤與巖石由于重力原因引起塌陷。因此在對采空塌陷區進行物探遙感監測時，主要采用磁法勘探，利用巖石、礦石間磁性的差異，通過對其磁異常的觀察，對地質結構的進行勘查。由于挖掘通道上方的礦物種類與含量不同，因此塌陷變現程度也不同。但這種地質情況很難通過傳統遙感圖像顯示出來[3]。

由于礦物質中元素含量、低下深度不同會出現明暗程度不同的環形斑點或橢圓形板塊，而通過物探技術，能夠很好的對塌陷地區的環形斑點或橢圓形板塊進行顯示。在發生踩空塌陷后，塌陷區域地質環境與其周圍地質環境會有很大不同，因此可以通過對塌陷區地質信息進行采集后，對其信息進行處理制成遙感影像，從而有效分析出在發生踩空塌陷后，礦山地質環境出現的變化，為后續礦山開采體用預防性的措施。

1.2 礦山崩塌的物探遙感監測分析

礦山崩塌主要是指一些陡坡上的巖石或土壤受到重力的影響，脫離主體礦山突然滾落下來的現象。這種崩塌現象一般出現在露天礦山開采過程中，在一些較為陡峭的懸崖山坡尤為常見。通過對崩塌礦山進行物探遙感監測可以看出，礦山崩塌邊緣呈現出只限形或弧形，向陽坡呈淺色而背光坡呈深色。

礦山崩塌通常是由露天開采與道路挖掘造成，而在陡坡的節理裂痕位置一旦發生崩塌現象，破損面的凹凸差異較大。在對其進行監測過程中，為保證遙感影像能夠清晰的顯示出崩塌區域的邊界線，主要使用ETM與TM圖像相結合的方式對其進行監測。

對ETM與TM圖像使用線性增強處理，從而得到礦山完整的巖性特征、完整度、植被覆蓋率等信息。通過SPOT213波段組合圖像與HSV增強進行圖像增強處理，能夠有效提高地貌顯示清晰度。而對SPOT5圖像控制點數量的增加，能夠通過使用幾何多項式實施三次卷積重采樣法變換，提高圖像精準度。

根據監測結果中監測圖像的不同，可以分析出ETM于TM圖像對于礦山崩塌的宏觀地質條件顯示水平較高，且對于崩塌產生的形態特征水平較低。

1.3 礦山污染的物探遙感監測分析

礦山在開采過程中通常會導致礦區及其周圍大氣、廢水、粉塵、土壤等造成的水體污染嚴重。例如，部分石灰巖成分較大的礦區，粉塵成為污染物的主要部分，在監測過程中會呈現出暗紅色或亮白色，同時可以看出礦區周圍所排放的水中也包含這一污染物。

因此，主要采取激發極化法，利用巖石或礦石激發極化效應中存在的差異，通過研究地下目標的空間分布規律或變化特征，對礦山地質進行監測。在監測圖像中可以看出，通過小波變換融合中的直方圖變換或值濾波處理，對礦山中存在污染區域進行顯示。通過對原始礦山監測圖像分析可以看出，其灰度范圍較小，且亮度值較低、對比度較弱。但在對圖像進行線性拉伸處理過程中，對一些重點區域保持原始數據不動的同時，進行分段線性拉伸，并對污染狀況進行解釋。在礦山周圍由于存在的污染物較多，使礦山監測圖像會出現大量的明亮紅點或大量白點。通常情況下礦山地質地形比較復雜,并且伴隨一定的污染物,污染物會嚴重的影響開采效果已經檢測精準度,本文設計的基于物探技術的礦山地質開采遙感監測方法能夠對地下開采污染現狀進行檢測,避免上述的檢測誤差的產生。

物探技術與遙感技術相結合后,通過物探技術進行實樣數據采集,通過遙感技術進行統計量的檢測,兩項技術的綜合值能夠對結果進行精準化處理,方便后期的開采與規劃.由于礦山污染的物探遙感監測主要采用光譜圖像，能夠對礦山污染情況更好顯現。

2 結語

為滿足我國礦產資源需求逐年增加的現象，針對現有的礦山地質開采過程中,提出一種基于物探技術的礦山地質開采遙感監測方法,能夠用有效的避免傳統礦山地質開采監測方法中的缺點,提升檢測能力的同時優化了很多技術缺陷。希望通過本文的研究能夠為礦山地質開采提供更多有效的檢測選擇,避免由于檢測失誤造成不必要的經濟損失。