遙感技術在礦山地質環(huán)境監(jiān)測中的應用

董 瑋

（江西省地質環(huán)境監(jiān)測總站，江西 南昌 330095）

1 礦山地質環(huán)境主要問題

1.1 資源問題

礦山環(huán)境的開采主要產生的是一些固體的廢棄物，這在實際的調查中我們會發(fā)現，固體廢棄物的組成非常復雜，有的含有大量的重金屬，有的含有不利于人體健康的物質等，而這些固體廢物往往又是堆放在露天環(huán)境中，對礦山地質的監(jiān)測或者是開采等野外作業(yè)帶來一定的不利影響，且廢棄物的露天堆放，占地面積大，很可能占用周邊的耕地，或者是林地資源，這些地方的廢棄物清理起來難度大，且段時間內也很難清理干凈，對耕地、林地資源造成的破壞難以恢復；一些有毒害的廢棄物，一旦滲透到地下水或者地質土層當中，就更難以清理，嚴重時可能造成對附近居民身體健康的影響[1]。

1.2 地質環(huán)境問題

（1）滑坡災害。滑坡災害是我們常聽到過的一種地質災害，礦山地質滑坡災害的形成可從兩個方面說起，一是過度的露天開采，礦山植被層嚴重遭到破壞，對表層的土層失去固定作用，在外力作用下，極易造成滑坡現象；二是礦山開采產生的固體廢棄物堆放沒有一個嚴格的控制標準，且堆放的方式與管理欠缺，一旦遇上雨季或者是其他外力作用下，極易造成坍塌，影響周邊的施工。

（2）地表災害。礦山地質地表災害的發(fā)生，大多都是由于過度的開采造成的地陷或者是地貌的改變，這種災害的發(fā)生，多是由于開采過程采用了井工倉儲式的挖掘方式，造成地下水分布發(fā)生改變，或者是分布不均，嚴重影響地質層間的平衡，發(fā)生塌陷沉降，影響正常施工[2]。

（3）地表裂縫災害。地表裂縫災害的發(fā)生跟地表沉降有相似的原因，都是過度開采造成地質層水分不均，這種災害是非常嚴重的，裂縫大的有數千米，是永久性不可逆轉的。裂縫的出現對礦山開采的基礎設施也有損害，嚴重時或發(fā)展成地表沉陷，對礦山施工造成中斷。

2 礦山地質環(huán)境的監(jiān)測內容

對礦山地質環(huán)境的檢測，主要是通過建立一個計算機的數據處理平臺，即建立一套針對地質環(huán)境信息管理的數據庫信息系統(tǒng)。將對礦山以及礦山周圍的地質環(huán)境進行調查，采集數據之后，將這些環(huán)境信息輸入到計算機數據處理管理系統(tǒng)中，進行更加精確的數據處理分析，進行下一步的評估，并且可通過計算機網絡信息化的傳遞，將這些數據信息共享。當礦山地質環(huán)境發(fā)生變化時，這些數據信息也會相應的發(fā)生變化，相關企業(yè)部門就可以根據監(jiān)測到的數據信息進行對礦山的一些有針對性的管理，并且在地質環(huán)境監(jiān)測到的內容下，可每年年底進行年度報告編制，向外界或者說向社會公布一些礦山地質環(huán)境方面的信息。

3 遙感技術在礦山地質環(huán)境監(jiān)測中的應用

3.1 礦山地質環(huán)境遙感監(jiān)測的常用方法

（1）對礦山崩塌的遙感監(jiān)測。對礦山崩塌的問題，其主要產生的原因是過度的露天采礦。常發(fā)生在較陡峭山坡或者是懸崖上。礦山的崩塌多是在遭受重力影響的作用下，山體的部分巖土或者說較陡峭的土層滾落而形成的一種較嚴重且破壞力較強的現象。再通過用遙感技術進行礦山環(huán)境監(jiān)測中，山體崩塌的部分在成像圖中所呈現出的圖像邊緣常是弧形或者直線型，且向陽坡段成像顏色較淺，背光坡段成像較深。常見的兩類成像圖有ETM和TM圖像，這兩種圖像雖然能夠如實的反應被監(jiān)測礦山的地質情況，但對有山體崩塌的區(qū)域，顯示力不足，有一定的缺陷。為彌補這些不足，常用的成像圖還有SPOT5圖像，這種圖像對崩塌區(qū)域成像的邊界線顯示明顯，可與上兩種成圖軟件搭配使用，達到更好的效果。

（2）對泥石流的遙感監(jiān)測。把TM和ETM的成像圖用741和453波段組合，強化圖像的色彩或對比度，這樣有利于對具體泥石流存在的隱患區(qū)進行識別與判斷。

（3）對采空塌陷區(qū)的監(jiān)測。利用遙感技術進行塌陷區(qū)檢測時，其遙感成像圖可明顯的將塌陷區(qū)域圖像呈現出來，或橢圓形，或環(huán)形斑點的圖像。此時的TM圖像中所呈現的塌陷區(qū)圖像，會因礦物元素含量差異、塌陷深度不同等有明暗不同的特點。在礦山采空塌陷區(qū)域，其周邊地質環(huán)境也會與其他地方有不同差異，這時可采用闕值法對塌陷區(qū)域信息進行采集，再運用全色波段以及SPOT213波段相結合就可顯示出清晰影響，這能為后期地質情況的變化做出相應分析，為企業(yè)采取應對措施提供依據。

（4）對礦山污染的監(jiān)測。針對礦山地質環(huán)境監(jiān)測內容中，有一部分是針對開采過程產生的廢水、廢氣以及廢渣來進行的。這幾種類型的廢棄物若處理不好會造成礦山環(huán)境的污染，就比如在一些石灰?guī)r地質礦山中進行開采項目時，常產生一些粉塵污染物，此時用遙感技術進行監(jiān)測時，TM543波段成像圖上有會明顯的亮白色或者是暗紅色斑點，即可針對這些情況，進行提前防范。也可利用SPOT5光譜圖對礦山開采中排放的廢水進行監(jiān)測，分析判斷水體中的化合物，以做到預防污染地下水的措施。

（5）對地貌景觀的監(jiān)測。礦山開采過程中，勢必會產生一些廢棄固體物，而這些廢棄物的堆放常常沒有遭到科學的處理，勢必會對山體自然環(huán)境或者周邊居民居住環(huán)境造成影響，利用遙感技術進行監(jiān)測時，這些裸露的基巖或者是被遭到破壞的植被可清晰的顯示出來，進行讓有關部門能夠采取相應的措施來解決。

（6）將遙感技術應用到礦山地質災害的評估及預警中。將遙感技術運用到礦山地質環(huán)境監(jiān)測中，要多注意上述中的一些地質災害問題，及裂縫、地表塌陷變形、泥石流等災害問題，要及時的通過分析遙感技術監(jiān)測采集到的數據信息進行統(tǒng)一的研究，劃分災害的類型和等級，及時的作出處理，預防災害的發(fā)生。要能夠根據這些數據信息形成一套地質災害的分級標準或處理規(guī)范，對災害進行預警，以保證礦山開采工程的順利安全進行。

3.2 遙感測繪技術在礦山地質環(huán)境動態(tài)監(jiān)測中的技術要點

（1）校正輻射。礦上地質環(huán)境檢測中的遙感技術來說，其分辨率、成像時間等都有嚴格的要求，此時就要對遙感技術進行輻射校正，使此技術在實際采礦中，產生的誤差最小或者說避免誤差的產生。通常，輻射校正包括絕對輻射校正和相對輻射校正兩種。

（2）影像融合。影像融合通常指的是多種成像方式的融合，該技術包含了紋理處理，空間分辨率，和光譜信息處理等，是一項關鍵的技術，可提高影像的質量。常用的影像融合方式有多波段影像數據融合，可利用HIS變換法進行數據的計算，來提高計算的效率。

（3）信息提取。礦山環(huán)境信息的識別主要是通過遙感技術進行信息提取之后進行的，我們可在遙感影像檢測后進行圖形信息的分隔和辨認，再根據這些信息的提取來進行整體礦山地質環(huán)境的分類，從而判斷礦上地質環(huán)境的動態(tài)變化。

4 結語

綜上所述，礦山開采不得不說會產生這樣那樣的問題，礦山地質環(huán)境保護刻不容緩，利用遙感動態(tài)監(jiān)測技術可有效進行礦山環(huán)境的探測并提取相應數據信息，以此為依據可采取相應的措施，積極改善礦山開采帶來的不利影響。