基于層次分析法的礦山地質環境評價研究

李婧玥 薛慶 章新益

摘 ?要：本文以貴州省為研究區，利用衛星遙感與地理信息系統技術，采用層次分析法進行礦山地質環境評價研究。從自然地理、基礎地質、資源損毀、地質環境四個方面，篩選15個因子作為礦山地質環境評價指標，建立礦山地質環境評價體系。得出的評價結果經驗證與實際情況吻合，說明整個定性與定量評價體系合理，評價結論可靠，運用層次分析法對貴州省礦山地質環境進行評價有效可行，為改善礦山地質環境及開展其他區域類似的評價工作提供了依據和借鑒。

關鍵詞：衛星遙感;地理信息系統;層次分析法;礦山地質環境評價

礦山地質環境是指曾經開采、正在開采或準備開采的礦山及其周邊鄰近地區的巖石圈表層與大氣圈、水圈、生物圈之間不斷進行物質交換和能量流動的一個相對獨立的環境系統[1]。近年來，隨著社會經濟的發展，對礦產資源的需求量日益增大，由于開采方式粗放，管理不到位，也造成了一系列諸如破壞土地、地質災害和生態環境問題。因此，礦山地質環境保護工作越來越受到國家重視，礦山地質環境評價工作亦成為研究的熱點之一[2-5]。

本文以貴州省為研究區，利用基于衛星遙感與地理信息系統技術的礦山地質環境遙感監測系列成果數據，結合地質環境背景，采用層次分析法，建立評價體系，并對礦山地質環境進行分區，為該地區礦山地質環境整治及礦產資源開發利用規劃提供依據，同時對完善礦山地質環境評估、推動防災減災工作具有重要意義。

1.研究區概況

研究區地處云貴高原，占全國總面積的1.8%。地貌屬中國西部高原山地。研究區內礦產資源豐富，已發現礦產110種以上。（圖1）。

2.數據來源及處理

2.1遙感數據源

研究區采用多源遙感數據（圖2），能夠滿足1：5萬比例尺的礦產資源、地質環境調查要求。

2.2數據處理

針對研究區獲取的遙感數據，在圖像預處理基礎上，針對局部存在高亮、黑暗、紋理信息損失等現象的礦山相關圖斑區域進行增強處理，提高了礦山目標識別效果[6]，保證了礦山地質環境評價精度。

3.礦山地質環境評價

層次分析法是一種解決多目標復雜問題的定性與定量相結合的決策分析方法，常用來解決綜合評價、決策方案選擇、投入量分配等問題[7]。將研究區以間距2km的公里網劃分為45233個矩形網格，計算各單元格分值，借助ArcGIS 平臺空間分析模塊進行插值分析，劃分礦山地質環境影響分區。

3.1評價指標體系建立

影響礦山地質環境質量的因素眾多，參考相關標準[8-9]，結合研究區特點，將評價分為三個層次，各影響因子選取如下：

目標層（A）：為層次結構最高層，即貴州省礦山地質環境評價（A）。

準則層（B）：選取自然地理（B1）、基礎地質（B2）、資源損毀（B3）、地質環境（B4）4個方面。

指標層（C）：根據綜合情況篩選地形地貌（C1）、降雨量（C2）、植被覆蓋度（C3）、區域重要程度（C4）、構造（C5）、巖性組合（C6）、開采礦山密度（C7）、開采強度（C8）、主要開采方式（C9）、主采礦種（C10）、占用土地比例（C11）、地質災害（C12）、地災隱患（C13）、粉塵污染（C14）、生態環境恢復治理（C15），共計15個因子（表1）。

3.2評價指標權重確定

從定性與定量相結合的角度出發，運用層次分析法確定評價指標的權重。

3.2.1構造判斷矩陣

將同一層次的各因子對上一層次各因子的相對重要性進行兩兩比較，并構造兩兩比較判斷矩陣T：

（1）嚴重影響區面積為1280.01km2，約占貴州省土地面積的0.73%。在嚴重影響區范圍內，地下開采的煤礦企業多達250余家，礦產資源開發強度劇烈，極易造成地質災害，對生態環境破壞極為嚴重。

（2）較重影響區面積為7390.10km2，約占貴州省土地面積的4.19%。在較重影響區范圍內，礦業活動較劇烈，地表植被覆蓋率低，部分地區存在地質災害及粉塵污染。

（3）一般影響區面積為36198.56 km2，約占貴州省土地面積的20.55%。在一般影響區范圍內，礦產資源開發強度較小，主要位于礦山開發活動外圍，部分區域存在生態環境恢復治理工程，地表植被破壞程度較輕。

（4）環境良好區面積為131298.33 km2，約占貴州省土地面積的74.53%。在環境良好區范圍內，礦業活動稀少，地表植被覆蓋程度高，生態環境保護較好。

5.結論

（1）利用衛星遙感技術開展礦山地質環境遙感監測，采用定性與定量相結合的層次分析法評價礦山開發對環境影響程度，建立起了礦山地質環境評價研究體系。

（2）運用層次分析法對貴州省礦山地質環境進行評價，將研究區劃分為4個級別，劃分結果經驗證與實際情況吻合，表明基于層次分析法建立的評價體系是有效可行的。

（3）本文建立定性與定量相結合的礦山地質環境評價體系在一定程度上減少了人為主觀因素的影響，為今后在此區域進行礦山地質環境治理與監測提供了依據。

參考文獻

[1] ?馬麗麗.基于GIS與RS的不同礦區礦山地質環境評價方法對比研究[D].北京：中國地質大學（北京），2013.

[2] ?王海慶.基于GIS和RS的礦山地質環境評價方法比選[J].國土資源遙感，2010，（3）：92-96.

[3] ?徐慶勇.基于GIS的北京市礦山地質環境綜合評價[J].技術應用，2015，10（1）：48-51.

[4] ?孔志召，董雙發，姜雪.基于層次分析法的礦山環境評價——以阜新礦集區為例[J].世界地質，2012，31（2）：420-425.

[5] ?王創業，張金山，于貴忠.基于AHP法的鄂爾多斯市煤礦礦區環境質量評價研究[J].煤炭工程，2012，（8）：97-100.

[6] ?姚維嶺，荊青青，周英杰.基于遙感動態監測的山東省礦山地質環境恢復治理典型模式分析[J].礦產勘查，2015，6（5）：627-634.

[7] ?胡嶼，劉勇，李丙霞.層次分析法在礦山地質環境影響評價中的應用——以貴州盤縣煤礦資源集中開采區調查為例[J].資源環境與工程，2015，29（4）：468-471.

[8] ?DZ/T223-2009，礦山地質環境保護與治理恢復方案編制規范.

[9] ?DD2011-05，礦產資源開發遙感監測技術要求.

[10] ?薛慶，李名松，章新益.揚子地臺西部地區礦山遙感解譯與外業查證成果報告[R].石家莊：核工業航測遙感中心，2017.