基于智能遙感技術的礦山水文地質勘查研究

宋可龍

（甘肅省地質礦產勘查開發局第四地質礦產勘查院，甘肅 酒泉 735000）

二十一世紀以來，我國科學技術得到迅猛的發展，特別是在智能遙感技術的應用領域，對各行各業造成巨大影響。為此提出基于智能遙感技術的礦山水文地質勘查研究。基于智能遙感技術的嵌入分析，智能遙感技術的礦山水文地質勘查機理分析，以及實例分析，得出智能遙感技術使礦山水文和地質勘查工作，更加高效、準確、便捷，且能夠規避前期探測的安全風險，更有利于今后礦山探測，開采及后續工作的順利展開[1]。

1 智能遙感技術的嵌入

基于智能遙感技術的礦山水文地質勘查的系統較普通勘查系統不同，其主要包括：智能遙感器、智能遙感平臺、智能信息傳輸與接收裝置、智能圖像處理設備等。

（1）智能遙感器：用來進行遠距離探測地面及地下的反饋電磁波。它可以通過不同物質對電磁波的反射吸收特性的差異來采集各種物質的信息。是礦山水文地質勘查信息采集的主要構成部分。遙感器通常安裝在各種采集信息的飛行器上，它包括光譜掃描儀、高分辨照相機、合成孔徑雷達等[2]。

（2）智能遙感平臺：即搭載遙感器的空中運載工具。遙感平臺的主要作用是為遙感器采集信號提供一個支持平臺，確保遙感器采集信號的連續性與穩定性。常見的遙感平臺包括小型飛行器、運載飛機、人造衛星等。

（3）智能信息傳輸與接收裝置：該裝置一般位于地面控制中心，通過無線電波與空中的遙感器和遙感平臺進行數據交互，主要作用為對遙感器傳輸采集信息的指令和對遙感器采集到的信息進行簡單的接收。

（4）智能圖像處理裝置：對信息接收裝置接受到的信息進行數字化處理的關鍵裝置，也是與傳統勘查系統區別最大的地方[3]。智能圖像處理系統通過輸入的指令自動識別相關的各種采集信息，并與數據庫中已有信息進行比對分析，最后通過數據繪制相應采集信息的三維立體模型或示意圖。它不僅可以繪制同一目標物不同時間的模型，還能夠同時處理多種采集信號，較傳統圖像處理系統更為高效、智能。

2 智能遙感技術的礦山水文地質勘查機理分析

基于智能遙感技術的礦山水文地質勘查過程，實際上是將智能遙感技術與傳統礦山水文地質勘查的結合。而智能遙感技術又具有傳統電法勘探法、地球物探法等技術不具備的優勢，如：采集信息全面，獲取信息速度快，不受時間、空間、地域、環境的影響等[4]。

基于智能遙感技術的礦山水文地質勘查原理是：直接從采集信息的衛星、飛機或是飛行器上的遙感器獲取地面目標的電磁輻射信息，將獲取到的全部信息反饋到地面信息傳輸與接收裝置，接收裝置對所有信息進行簡單的篩選、整合后，最后經過智能圖像處理設備對采集到的各信息進行分析比對，最后繪制成三維立體圖像的過程。由于不同物質的光譜吸收反射特性不同，因此各物質的成像信息也不同[5]，遙感器可以捕捉到各物質的電磁波信息，通過不同的電磁波的反饋來獲取和繪制水文地質勘查的最全面的信息。在傳統遙感技術僅有的三種探測波段（綠光、紅光和紅外光）基礎上，智能遙感技術還能對微波段進行探測，因此探測效率更高，獲取數據更廣，繪制結果也更精確。

3 實例分析

我們對智能遙感技術下的礦山水文地質勘查設備進行不同情況下的實際勘查，以觀察該設備是否能準確勘查信息。

3.1 簡單構造礦山水文地質勘查應用

首先將基于智能遙感技術的勘查裝置應用于最簡單的礦山水文地質勘查——控礦構造中。控礦構造是指礦山環境當前穩定，短時間內各采集目標無明顯變化，且地質構造簡單，便于開展信號采集的地質構造。我們使用本文的基于智能遙感技術的礦山水文地質勘查裝置對該地形進行勘探作業，得到的礦山水文地質物質特征如表1所示。

表1 控礦結構礦山水文地質物質特征

通過對該控礦結構的水文地質勘查，我們發現該區礦山的巖石類型以石灰巖和灰巖居多，符合當地礦山的實際情況。且可以推測，該地區曾經為湖泊或沼澤地區。通過采集到的三維模型也可以看出該地區仍然殘存小型湖泊。

3.2 復雜非控礦構造礦山水文地質勘查應用

在非控礦構造的礦山地區，一般勘測難度較大，水文地質條件變化迅速，電磁波收集效率較低，并且地形地貌復雜，不利于精確勘查[5]。主要原因為硫化物對一般電磁波會產生較大的干擾能力，并且硫化物廣泛分布于非控礦結構礦山的各種目標中，對各采集目標均有不同程度的影響。傳統勘查手段僅依賴綠光和紅光的信號收集均被硫化物影響，無法對水文地質信息做出精確判斷。但我們利用本文的基于智能遙感技術的礦山水文地質勘查設備，直接通過微波檢測手段來分析非控礦構造中的代表性物質——硫化物，并通過智能圖像分析技術將其他物質的數據信息與硫化物進行參比后，就可清晰地得到各水文地質的指標，建立關于硫化物的參比圖像。其次，對一些比較相近的回饋信號，我們還可以利用智能圖像處理設備的二次成像技術，將電信號轉化為數字信號進行對比，從而達到精確勘查的目的，同時還可以確定礦山石的具體形態。

4 結語

本文在基于智能遙感技術支持下的礦山水文地質勘查設備下，對其構成、原理和實際應用過程展開研究。研究發現，基于智能遙感技術的礦山水文地質勘查設備不僅能夠快速高效處理各種簡單構造的礦山勘查信息，更能夠完美解決復雜環境和難以勘測構造的準確性不足，其他物質干擾及成像速度慢的問題。期望本文對基于智能遙感技術下礦山水文地質勘查的研究，能為今后礦山水文地質勘查更高效、準確、安全提供一條途徑。