3S技術(shù)在礦產(chǎn)資源測(cè)繪中的有效應(yīng)用研究

梁志安

摘要：在礦山開(kāi)采工作正式開(kāi)始之前，必須做好資源測(cè)繪工作。3S技術(shù)技術(shù)由于具有測(cè)圖精度高、測(cè)量范圍廣、測(cè)繪效率高以及高智能化操作等優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛應(yīng)用國(guó)土資源測(cè)繪工作中。

關(guān)鍵詞：3S技術(shù)；礦產(chǎn)資源測(cè)繪；應(yīng)用

礦產(chǎn)資源測(cè)繪是指在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和成礦預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，根據(jù)國(guó)內(nèi)外礦產(chǎn)品市場(chǎng)的需求，以成礦理論為指導(dǎo)，采用有關(guān)的測(cè)繪技術(shù)手段和方法，對(duì)有關(guān)的礦產(chǎn)資源所進(jìn)行的專門(mén)性的地質(zhì)調(diào)查研究工作。礦產(chǎn)測(cè)繪的目的是尋找和發(fā)現(xiàn)新的礦產(chǎn)資源，探求各類礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量，提交各個(gè)階段的測(cè)繪報(bào)告，最終目的是為礦山建設(shè)設(shè)計(jì)提供礦產(chǎn)資源/儲(chǔ)量和開(kāi)采技術(shù)條件等必需的地質(zhì)資料，以減少開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)和獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。

一、3S技術(shù)理論

（一） GPS技術(shù)

礦產(chǎn)資源的測(cè)繪工作是十分需要耐心的，必須要準(zhǔn)確的定位，明確的知道在我國(guó)的哪個(gè)方位的哪個(gè)地方礦產(chǎn)資源的具體情況。這是一項(xiàng)十分浩大的工程，如果單單采用人力進(jìn)行的話，需要耗費(fèi)大量的人力，并且我國(guó)礦產(chǎn)廣博地勢(shì)復(fù)雜，采用人力進(jìn)行很難完成。而GPS的運(yùn)用正好彌補(bǔ)了我國(guó)礦產(chǎn)資源測(cè)繪工作中存在的難題，GPS是全球定位系統(tǒng)，它能夠十分精準(zhǔn)的定位到各個(gè)角落，在我國(guó)礦產(chǎn)資源測(cè)繪的過(guò)程中運(yùn)用GPS技術(shù)，能夠更加準(zhǔn)確的了解到我國(guó)礦產(chǎn)資源的實(shí)時(shí)狀況，不僅僅能夠輕而易舉的獲取數(shù)據(jù)，還能夠節(jié)省大量的人力物力來(lái)進(jìn)行其他行業(yè)的工作，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

（二） RS技術(shù)

RS遙感技術(shù)，是利用各種不同的介質(zhì)，對(duì)各種不同的電磁波，不斷的發(fā)射、吸收，再反射、再吸收這一不斷循環(huán)的過(guò)程，并按照接收到的電磁波的不同信息，進(jìn)行研究分析，在不對(duì)物體進(jìn)行接觸的前提下，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的辨識(shí)，并獲取最終的成像。RS遙感技術(shù)的成像方法，常見(jiàn)的有兩種，一種是利用膠卷相機(jī)，進(jìn)行對(duì)物體地形的拍攝，叫做膠卷成像；另一種是利用衛(wèi)星信號(hào)，以及電波信號(hào)原理，獲取數(shù)據(jù)，并將其傳送到計(jì)算機(jī)上，按照相應(yīng)規(guī)則進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物體的成像，叫做數(shù)字成像。

（三） GIS技術(shù)

GIS技術(shù)也是我國(guó)礦產(chǎn)資源測(cè)繪工作中必不可少的科學(xué)技術(shù)手段之一，它可以精準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)對(duì)制定地理數(shù)據(jù)的采集、描述、分析、顯示與存儲(chǔ)等操作，大大節(jié)省了人力，提高了我國(guó)礦產(chǎn)資源測(cè)繪工作的效率，節(jié)省了大量的時(shí)間。并且其特有的視覺(jué)效果可以將地球上發(fā)生的事件以現(xiàn)象來(lái)進(jìn)行分析，完美的為我國(guó)礦產(chǎn)資源測(cè)繪工作提供了具有保證性的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，是十分值得在我國(guó)礦產(chǎn)資源測(cè)繪工作中推行的技術(shù)手段，一旦GIS技術(shù)被廣泛的運(yùn)用到地理信息服務(wù)中，將會(huì)大力的推動(dòng)我國(guó)礦產(chǎn)資源測(cè)繪工作的發(fā)展。

二、3S技術(shù)在礦產(chǎn)資源測(cè)繪中的有效應(yīng)用

（一）圖像信息獲取

某礦山資源測(cè)繪的遙感影像獲取主要通過(guò)航空攝影，即將航攝儀安裝在飛機(jī)上并按照一定的技術(shù)要求對(duì)地面進(jìn)行航攝，航攝所得資料可按照一定比例尺繪成區(qū)域地形圖，也可以識(shí)別地面上的既有建筑或設(shè)施設(shè)備，同時(shí)還可進(jìn)一步了解植被覆蓋情況。由于該礦山區(qū)域地貌起伏較大，坡度也較陡，考慮工作需要，因此采用立方體測(cè)量方法成圖，成像投影誤差較小。此外，進(jìn)行采取信息前還需要先進(jìn)一步確定航攝比例尺，航攝比例尺通過(guò)下式確定：

式中：f——攝影焦距；

H——攝影高度。

根據(jù)此次礦產(chǎn)資源測(cè)繪工作精度要求，初步確立的比例尺為（1∶500）～（1∶1000）之間。對(duì)于野外航測(cè)外業(yè)相片控制點(diǎn)的GPS測(cè)量工作，通常需通過(guò)選擇合適觀測(cè)點(diǎn)與觀測(cè)時(shí)間、進(jìn)行觀測(cè)作業(yè)以及觀測(cè)數(shù)據(jù)梳理4個(gè)方面。在選擇觀測(cè)點(diǎn)與觀測(cè)時(shí)間的準(zhǔn)備工作中，一定要注意選擇視野開(kāi)闊的觀測(cè)點(diǎn)以及天氣良好的觀測(cè)時(shí)間，以便獲得卓越的觀測(cè)效果。本次礦產(chǎn)資源測(cè)繪工作觀測(cè)作業(yè)中，主要采取準(zhǔn)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位模式進(jìn)行準(zhǔn)確定位，這樣定位的結(jié)果不僅準(zhǔn)確，而且更加符合不斷變化的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)，具體操作如下：1、選擇某開(kāi)闊地點(diǎn)作為基準(zhǔn)工作站并安裝GPS-1接收機(jī)以能夠準(zhǔn)確、連續(xù)接收所有可見(jiàn)的GPS衛(wèi)星所傳達(dá)的信號(hào)。2、設(shè)置第二臺(tái)GPS-2接收機(jī)作為流動(dòng)站臺(tái)，不斷變換位置，接受不同位置的信號(hào)。3、先將GPS-2接收機(jī)放置在起點(diǎn)觀測(cè)3～5min，之后不斷遷移到預(yù)設(shè)點(diǎn)2，3，4，…，n等點(diǎn)位，每一站臺(tái)亦各觀察3～5min，直到最后回到基準(zhǔn)點(diǎn)附近。

（二）影像處理及分析

在引用3S技術(shù)的礦產(chǎn)資源測(cè)繪工作中，所得的遙感影像是通過(guò)采集大范圍、遠(yuǎn)距離航空攝影所記錄下的礦區(qū)、河流、植被覆蓋以及建筑、設(shè)備等處于不同的電磁波波段而造成的反射或發(fā)射的能量強(qiáng)度分布和時(shí)空變化產(chǎn)物及其差異所表達(dá)出的色彩繽紛、各不相同的圖像。不同元素所反射或發(fā)射的能量大小是地物本身屬性和狀態(tài)的反映，這也成為分辨和研究不同元素及其相互關(guān)系、變化規(guī)律的基本要素。為了通過(guò)圖像去了解、分析、識(shí)別地物，需要對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以求補(bǔ)償、增強(qiáng)、并提取出人們感興趣的信息，建立起清晰的或者能突出某些特征的圖像。

遙感影像的處理需要通過(guò)計(jì)算機(jī)與遙感軟件的相互結(jié)合下，對(duì)輸入的遙感圖像進(jìn)行分析處理并輸出，本次工作采用中地公司開(kāi)發(fā)的MapGIS軟件進(jìn)行處理，其關(guān)鍵操作及需要注意的細(xì)節(jié)如下：1、遙感影像的深度誤差校正。通常來(lái)說(shuō)，進(jìn)入傳感器的輻射強(qiáng)度與可見(jiàn)光照射地面的輻射強(qiáng)度成正相關(guān)，因此，受當(dāng)日攝影時(shí)間及天氣影響所得的圖像與實(shí)際情況存在一定的差異，引起圖像發(fā)生畸變、像素模糊等不良情況，因此需要對(duì)輻射結(jié)果進(jìn)行處理，改善圖像的色調(diào)和色彩。此外，受衛(wèi)星飛行姿態(tài)、與地面角度、地表形態(tài)等影響，單元影像的在圖上的具體坐標(biāo)與實(shí)際相對(duì)坐標(biāo)也存在一定的誤差，因此需要進(jìn)行幾何校正，以獲得更加精準(zhǔn)的測(cè)繪影像圖。2、遙感影像的效果增強(qiáng)處理。經(jīng)過(guò)測(cè)繪影像的深度誤差校正，所得影響基本不存在定位不準(zhǔn)、色彩所描述地形不正確、植被覆蓋不對(duì)等誤差因素，此時(shí)，需要進(jìn)一步對(duì)色彩及清晰度進(jìn)行增強(qiáng)處理，以獲得更加符合現(xiàn)場(chǎng)情況、更加美觀的遙感影像圖。通過(guò)選擇變換參數(shù)以及變換算法，并經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，對(duì)每一次變換后所得結(jié)果分別進(jìn)行儲(chǔ)存，當(dāng)所有不同改善圖像達(dá)到10幅時(shí)進(jìn)行最優(yōu)篩選，并對(duì)篩選后圖像再次進(jìn)行不斷調(diào)整與篩選。此外，由于人為篩選常常帶有個(gè)體的主觀性與個(gè)體偏好，因此篩選工作應(yīng)當(dāng)挑選數(shù)位專業(yè)人士進(jìn)行，直到參與觀察與分析的5～10位專業(yè)觀察人員對(duì)最終篩選成果全部或大部分都表示令人滿意為止。3、遙感影像的解譯。遙感影像的最終解譯十分依賴于專業(yè)人士的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)與相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，因此是一項(xiàng)高技術(shù)水平、高要求、高精度的工作。通過(guò)從遙感影像圖，精細(xì)分辨不同元素的形狀、大小、陰影、顏色、色調(diào)、紋理、圖案、位置、布局等重要因素，進(jìn)行相互關(guān)系的推理分析，深入了解區(qū)域的詳細(xì)情況。4、遙感影像的計(jì)算機(jī)信息處理。對(duì)遙感影像室內(nèi)預(yù)判讀，然后進(jìn)行野外調(diào)查，旨在建立各種類型的地物與影像特征之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系并對(duì)室內(nèi)預(yù)判結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。工作轉(zhuǎn)入室內(nèi)后，選擇訓(xùn)練樣本并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用適當(dāng)?shù)姆诸惼鲗?duì)遙感數(shù)據(jù)分類，對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行后處理，最后進(jìn)行精度評(píng)價(jià)。

三、結(jié)語(yǔ)：

我國(guó)礦產(chǎn)資源測(cè)繪過(guò)程中運(yùn)用3S技術(shù)已經(jīng)普遍全國(guó)，這種先進(jìn)的技術(shù)手段能夠推動(dòng)我國(guó)礦產(chǎn)資源測(cè)繪行業(yè)的快速發(fā)展，雖然在運(yùn)用的過(guò)程中時(shí)常會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，但是這些多不足為懼，也不能夠動(dòng)搖我國(guó)發(fā)展3S技術(shù)的決心。

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