閉坑礦山調查中“3S”技術的應用

唐 奪

（遼寧省第四地質大隊有限責任公司,遼寧 阜新 123000）

礦山具有豐富的礦產資源,對于推動行業發展,提升社會發展水平具有重要的意義。為此,企業應用各種技術開發礦山資源。由于企業粗放的開采方式,礦山的地質、環境等遭到了嚴重的破壞。在這種情況下,就需要進行閉坑管理,采取自然生態恢復措施,提高自然生態恢復水平。

1 “3S”技術介紹

“3S”技術即GIS技術、Arc GIS軟件、RS技術。因為三種技術中都含有“S”,所以將三種技術稱為“3S”技術。GIS技術：即地理信息系統,其將地理學與地圖學等全部納入計算機系統中,可以輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數據。GIS技術在提升地理調查工作水平中具有重要意義。Arc GIS軟件：屬于地理信息系統軟件,可以將調查所得的數據立體化,幫助人們分析數據,為后續研究工作打下堅實基礎。RS技術：即遙感技術,在獲得掃描、攝影、傳輸和處理地理電磁波信息后,人們就可以應用這些數據構建解決生態資源問題。當前,RS技術主要被用于植被資源調查、作物產量估測、病蟲害預測等工作。

2 閉坑礦山發展現狀

2.1 資源破壞

由于企業在開采礦山的過程中不注重應用合理措施保護礦山,這使得礦山資源遭到了嚴重的破壞。資源破壞類型以及具體表現如下：（1）土地資源的破壞。企業會在礦山周圍占用一定的土地面積用于堆放礦渣或者設置開采輔助設施。其中,堆放的礦渣很容易影響土質,不利于植被生長,而設置的開采輔助設施則容易破壞、占用了土地資源。所以說,企業在開采礦山后土地資源容易遭到破壞。（2）地形地貌景觀破壞。如果企業以露天的方式開采礦山,就容易破壞礦山周圍的植被。而在植被被破壞之后,就不容易起到防沙固土,涵養水源的作用,將會導致礦山區域的生態環境遭到嚴重的破壞,進而影響人類可持續發展。（3）水資源破壞。礦山開采活動很有可能破壞水資源。主要表現在為開采礦產資源時企業會應用機械設備從地下開采資源。在地下作業時,會遇到含水層,這時企業就需要開展排水活動,以便開采活動順利推進。而通過開展排水活動,就容易減少地表水量,不利于保護生態系統。

2.2 礦山地質災害

礦山開采活動極易引起地質災害,地質災害的類型如下：（1）崩塌、滑坡、泥石流。有的企業通過破壞礦山結構的方式,得到礦產資源。而在破壞了礦山結構后,礦山的穩定性將會受到嚴重影響,甚至產生山體崩塌。同時礦山開采活動容易破壞土層,不易植被生長,進而增強山體滑坡以及泥石流的發生幾率。這既不利于保護人身安全,又會破壞整個生態系統。（2）地表災害。在開采礦山資源后,地層間的平衡性將會被破壞,容易引發塌陷問題。在這種情況下,礦山作業效率以及施工人員的安全將會受到影響,同時礦山生態系統也會遭到破壞。（3）地表裂縫災害。在經過開采施工,獲得資源后,地下就少了支撐。加之,地殼仍舊處于不斷運動的狀態,很容易增加地表裂縫發生幾率。所以,企業需要關注開采工作,構建完善的開采工作方案。同時要應用信息技術監測開采狀況,降低地表裂縫發生幾率。

2.3 環境污染

企業在開采礦產資源后會在礦山周邊開展加工活動。雖然這種經營運作方式可降低企業發展成本,但是企業不當的加工方式容易污染周邊環境,破壞自然生態資源,不利于社會可持續發展。環境污染的類型如下：（1）土壤污染。如果企業在加工礦石的過程中不注重做好處理工作,就容易導致金屬元素進入土壤,進而破壞土壤微生物,影響植被生長。而在植被吸收了金屬,并被動物食用后,動物的健康會受到影響。在生物鏈下,人類最終也有可能深受其害。（2）水污染。在開采、加工礦產資源的過程中,就有可能產生氰化物、重金屬或重金屬離子的化合物等有害物質。而在缺乏處理這些有害物質的情況下,就容易污染水資源,破壞地下水系統。水乃是生命之源,植被生長、動物與人類生活等都離不開水資源。在水資源污染后,整個生態系統將會受到破壞。（3）大氣污染。在開采礦山時,產生的粉塵、地下氣體等很有可能污染環境。除此之外,企業開展的礦產資源加工活動也容易產生有毒有害氣體,比如氫氰酸、砷化氫、二氧化硫等。礦山比較空曠,極少存在建筑物,空氣流通性強。而這些有毒有害氣體極易擴散,進而增加污染面積,甚至容易進入人類生活區域,威脅人們身體健康,影響人們生活質量。

3 “3S”技術在閉坑礦山調查以及地災治理及生態修復的必要性及意義

3.1 “3S”技術在閉坑礦山調查的意義

我國積極管理閉坑礦山,避免礦山生態環境問題的擴大化。當前,我國廢棄的礦山數量處于增加的趨勢。倘若應用傳統的地形圖區劃調查方法開展閉坑礦山調查工作,不僅耗時長,而且不容易掌握閉坑礦山實際情況,不利于為后續閉坑礦山優化管理、生態修復工作提供可靠的數據。為此,我國需要摒棄地形圖區劃調查方法,而應用先進的調查方式,保證閉坑礦山調查效率與質量。現如今,“3S”技術在閉坑礦山調查中凸顯著重要的價值。主要表現在,通過將“3S”技術融入到閉坑礦山調查中,調查人員就可以獲得礦山地理化信息,掌握礦山情況,如礦山分布情況,礦山環境破壞情況等。同時應用“3S”技術開展閉坑礦山調查工作,還可以節約人力、物力、財力,保證所獲得調查信息的準確性。在獲得、分析閉坑礦山情況之后,就需要著力構建閉坑礦山生態恢復方案,把控閉坑礦山生態恢復計劃重點、難點,理清閉坑礦山生態恢復流程,最大限度地提升閉坑礦山生態恢復水平。所以,要重視“3S”技術,并合理地應用“3S”技術。

3.2 地災治理及生態修復的意義

長期的礦山開采工作對生態環境造成了嚴重影響,引發了地質災害。我國需要主動開展礦山管理工作,以修復生態環境,治理地質災害,推動人類社會健康發展。否則,人類會深受礦山開采之害。習近平總書記高度重視生態環境修復、建設工作,他在十九大報告中強調了生態環境建設的重要性,提倡走可持續發展之路。對于礦山開采企業來講,需要認真地研究習近平總書記關于生態環境、綠色發展的思想,明確自身發展方向,貫徹落實國家政策。企業無論是在礦山開采,還是在礦石加工中都需要保護地質、土壤、水源、大氣等,保護人類賴以生存的家園。習近平總書記提出樹立安全發展理念,弘揚生命至上、安全第一的思想,健全公共安全體系,完善安全生產責任制,堅決遏制重特大安全事故,提升防災減災救災能力。在礦山開采時,企業需要采取多種措施保護人員安全,而通過落實這一思想,有助于提升生態系統保護水平。主要表現在,企業在保護人員安全的過程中就會減少對地質的破壞。總而言之,地災治理及生態修復在貫徹、落實國家思想方面具有重要的意義。

4 “3S”技術在閉坑礦山調查中的應用

4.1 “3S”技術在外業調查中的應用

基于“3S”技術優勢,調查人員需要科學地應用“3S”技術,提升外業調查水平,節約外業調查成本。圖層添加與應用、坐標點采集與圖形勾畫、屬性查詢與錄入是“3S”技術在外業調查中的具體體現。

4.1.1 圖層添加與應用

在調查中,調查人員會通過航拍的方式,獲得航拍圖像,以此掌握調查信息。從航拍圖像中可以了解到的內容包括礦山開采范圍、礦山地理位置、礦山數量等。與礦山相關的矢量化圖形對于調查人員了解礦山周圍情況具有積極意義。從與礦山相關的矢量化圖形可以了解到的內容包括,縣（區）、鄉鎮、村的行政界線,坡向、坡位等立體信息。在這種情況之下,調查人員就可以獲知礦山地形,進而具體分析所獲得的礦山信息。同時還可以從與礦山相關的矢量化圖形了解到林中、林齡等,以便掌握礦山生態環境信息,為構建礦山生態環境恢復方案提供可靠的信息。

4.1.2 坐標點采集與圖形勾畫

調查人員需要在閉坑礦山調查中精確地采集坐標點,以此準確定位礦山。在地面布設一定形狀的控制網后,就可以開展位置測定工作。統一上平面控制網一般布設為導線網（閉合導線、符合導線）或三角網。而GPS測量不要求兩點間通視且所測點位精度均勻。通過將GPS應用在測量工作中,有助于提高測量效率、質量,保證調查水平。所以,越來越多的調查人員應用此種方式推進測量工作。經過開采后的礦山,礦上的周圍環境會更為復雜。比如,在開采資源后,礦山會出現許多塌陷的地方。同時礦山的地面更加不平整,如很多石頭出現在礦山區。這樣會加大位置數據采集難度,影響采集精度。為解決該問題,調查人員可以將坐標點采集與圖形勾畫兩種方式進行充分結合。其中,就需要對環境復雜、地形復雜的區域采取圖形勾畫的方式,記錄礦區信息。

4.1.3 屬性查詢與錄入

在清楚了解礦山信息后,就需要錄入、保存信息,以便為后續工作提供可靠的信息依據。其中,就需要以代碼的形式導入所選圖形的附帶屬性并予以保存,之后依照代碼對應的信息顯示,以此將屬性數據與圖形數據相互匹配,進而確保信息錄入的科學性、準確性。在錄入、存儲信息后,就需要科學地分析、處理信息,以此清楚了解礦山情況。

4.2 “3S”技術在內業處理中的應用

在應用“3S”技術開展礦山調查工作后,就會獲取信息數據。然后,就需要將這些信息數據導入到內業平臺中,進而更好地應用數據。以往,主要通過錄入坐標點生成圖形的方式,將信息存儲在內業平臺中。當前,僅僅通過導入的方式就可以完成信息導入工作。在這種情況之下,不僅可以提高工作效率,而且可以降低錯漏問題的發生率,強化工作效果。因此,要積極地采取信息導入的方式,開展信息存儲、處理工作。

5 結束語

綜上所述,在信息技術、科學技術快速發展的階段,“3S”技術的應用價值不斷提高。當前,“3S”技術被應用到閉坑礦山調查中,并產生了一定的調查研究成果。因此,更加需要高度地重視“3S”技術,不斷地優化“3S”技術在閉坑礦山調查中的應用方案,完善調查流程,規范調查操作行為。在應用“3S”技術開展閉坑礦山調查工作之后,就需要導入、存儲調查所獲得的數據信息、資料等。之后,就需要使用這些數據信息、資料,制定礦山生態環境恢復計劃等,以便有條不紊地推進生態恢復工作。對于技術研究人員來講,其需要升級、優化“3S”技術,以此強化“3S”技術在閉坑礦山調查中的應用效果。