遙感技術在礦山地質環境調查中的應用思考

杜丹　關健　郭玉娟

在礦山進行開采前，對礦山地質條件與環境狀況的調查工作是整個開采工作的基礎，將在一定程度上影響著礦山是否能正常完成開采。而遙感技術作為近些年迅速發展的技術，通過將其應用于礦山開采工作中，能夠在一定程度上提升礦山調查工作的效率與效果。對此，本文通過對礦山調查工作的具體調查內容進行簡述，并詳細地分析了礦山調查過程中可能存在的問題與遙感技術在這些方面的優勢，希望對我國礦山地質調查工作的開展與礦山開采的正常推進提供一定幫助。

遙感技術? 礦山? 地質環境調查? 應用

DU DanGUAN JianGUO Yujuan

Before mining，the investigation of geological conditions and environmental conditions is the basis of the whole mining work， which will affect whether the mine can complete the mining normally to a certain extent. As a rapidly developing technology in recent years， remote sensing technology can improve the efficiency and effect of mine investigation to a certain extent by applying it to mine exploitation. In this paper， the specific contents of the mine investigation are briefly described， and the possible problems in the process of the mine investigation and the advantages of remote sensing technology in these aspects are analyzed in detail， it is hoped to provide some help for the development of geological survey and the normal promotion of mining in China.

Remote sensing technology; Mine; Geological environment survey; Application

隨著遙感技術在近些年的不斷成熟，這一技術在諸多領域都展現出了自身的優勢。而礦山調查作為對數據精度要求較高的工作類型，與遙感技術的特點與優勢都較為符合，能夠比較準確地對礦山環境進行精確的調查，并且調查的范圍相較于人工調查會有一定的優勢，能夠提高現有的礦山調查精準度，可以有效地幫助礦山開采隊伍提前預知風險并進行規避，對于提高我國礦山開采工作的效率有較好的效果。同時，對遙感技術的應用也可讓我國礦山的環境保護工作更加順利地展開，更加全面地探測礦山污染問題的具體情況，助力礦山的環境保護工作取得較好的效果。

1.1廢水污染與開采造成的破壞

礦山的開采雖然為我國的工業生產提供了大量的原材料，讓我國的經濟發展速度也有了一定的提升。但由于多年來高強度的開采，我國很多礦山在開采后都因為環境破壞嚴重而無法恢復原有的綠化狀態，造成了大量的土地面積荒蕪。同時，在開采的過程中，還會在礦山周圍搭建大量的廠房，這些廠房在礦山完成開采后，往往也缺少對其的拆除與維護，使這些廠房占據了大量的土地面積。其次，礦山開采的過程中會有大量工業廢水的產生，這些廢水都是由于礦坑積水、設備降溫等產生的，長期不進行處理，對周圍的土地環境與地下水資源都會造成不可逆的損害。這些問題都是目前礦山開采所存在的污染問題。

1.2地質災害嚴重

我國礦山在開采的過程中，經常因為開采的規劃問題而產生山體滑坡與塌陷等嚴重的地質災害，這些災害在發生后，對于礦山工作人員的生命安全與周圍住戶的正常生活都會造成比較嚴重的影響。同時，礦山在開采時，還會產生大量的碎石、泥土等廢棄物，這些廢棄物的堆放會占據周圍大量的土地，且因為是露天堆放，這些碎石與泥土還會因為外在影響而出現揚塵與垮塌的問題，對空氣質量與工作人員的安全都會造成嚴重的影響。這些問題在近些年已經造成了大量的人員傷亡事故，需要及時加大管理的力度。

2.1礦山地質條件

通過遙感技術對礦山進行調查后，就能夠通過調查數據形成Landsat-TM圖像，這一圖像可以完整地展現礦山全方面的地質情況與狀態，并以空間角度展示礦山內部各地質特征之間的分布情況。

（1）在對地形的調查方面，目前主要應用免費開放的歐空局哨兵—1號（Sentinel—1，C波段）衛星數據。植被覆蓋密度高的地區綜合應用哨兵—1號與ALOS—2（L波段）衛星數據，能夠以三維角度展現各地形之間的組成形態與分布狀況，將各部分在空間層面上的位置關系較為直觀地表現在分析結果上。開采人員能夠憑借調查結果了解礦山中水流、山洞等環境的具體分布情況，可以讓礦山開采人員迅速地對礦山地貌有一個較為客觀、全面的了解，對于提升礦山開采效率有一定的幫助。

（2）在對地質結構的調查方面，遙感相較于人工能夠得到更為全面靈活的地質結構判斷結果，讓數據的內容不再局限于調查人員監測到的內容。同時，遙感技術所總結的地質結構并非單純的文字報告或二維層面的圖紙，而是可以在空間的角度上直觀地展現結構狀況，讓開采人員可以在更為靈活、全面的角度上了解礦山內部的地質構造狀況，有利于開采人員提前判斷礦山中所存在的塌陷、裂縫等地質問題。對于一些礦采較為頻繁的礦山，遙感技術也能夠較為精準地判斷礦山中可能存在的塌陷、滑坡等安全層面的隱患，可以有效地降低開采過程中因對礦山結構的了解不夠細致而影響到開采工作的正常推進與安全風險的發生。最后，開采人員通過不同時期與不同位置的遙感圖像能夠全面地了解礦山在一定周期內的地質環境變化狀況，對于更好地了解礦山起到一定的作用。因此，遙感技術的應用對于開采人員提高對礦山的了解度與規避礦山安全風險有著非常明顯的優勢，可以讓開采工作更加精準地進行，降低因重復開采而對礦上地表環境造成過于嚴重的損害。

（3）在對水文層面的調查上，遙感技術可以通過遙感調查的結果，較為全面地反映出礦山地表水的構成狀況，以及礦山內部結構的含水情況變動，并以此分析出礦山內部的土壤與巖石的具體結構狀況。因此，遙感技術對于提高礦上開采團隊對礦山地表與地下水的構成，以及各結構的水含量的掌握程度有著較好的效果，能夠提高開采人員對礦山結構了解的全面性。

2.2礦業痕跡

礦山在經過開采后會留有一定的痕跡，例如在地表的開采場地、堆積的肥料等，這些信息都會在遙感圖像中呈現為點狀與陰影狀的結構，會與普通的自然機構之間存在一定的差別。所以開采團隊能夠憑借這些結構的特點判斷礦山的具體開采情況，并以此判斷礦山環境的變動狀況。對于一些面積較小的礦山開采活動，也可以利用遙感技術與航拍技術相結合的方式，在遙感圖像中了解開采痕跡的具體位置，然后通過航拍，了解具體的開采情況，這對于一些中小型采礦團隊了解礦產狀況具有較大的幫助。

2.3礦山地質風險

礦山的開發一直都是發展與風險并存的。一些貧困地區通過礦山的開發，可以緩解當地經濟條件較差的問題，讓當地的經濟得到小幅度的發展。但在發展的同時，一些不正規的開采工作，也會讓礦山的地質環境出現一定的問題，使這些地區長期面臨地質災害的風險。例如我國的河南地區，雖然有非常豐富的礦產資源，但因為礦山的分布較為復雜，不同礦山之間的地質狀況也存在較大的差異，所以導致河南地區礦山開采工作的難度與風險一直較大。而通過遙感技術，即使地質條件較為復雜，也能夠得到非常全面的地質調查結果，這能夠讓礦山結構的調查工作更加精準地完成，大幅度降低了這些地質復雜地區的調查難度，讓礦山的開采可以更加順利地進行。并且遙感技術對地質風險的探測，也讓這些地區開采工作的安全風險得以降低。

礦山地質遙感調查是一項系統性的調查工作，能夠對礦山的地質條件、地表環境等進行一個較為完整的調查，可以有效地提高后續礦山的開采效率。但進行遙感調查的前提就是需要按照技術要求進行調查操作，才能夠讓調查的結構足夠準確，擁有充分的參考價值。

（1）在選擇調查數據時，可以通過多次重復的數據測量，來選擇合適的數據圖像，以便于提升調查效果。

（2）在矯正圖像內容的過程中，需要先結合環境狀況，對衛星圖像的內容加以矯正。在矯正的過程中需要以點對點的方式進行，將控制點與衛星圖像中的對應點位進行一一對應，然后將坐標進行區位內變更后，利用雙線性內插法進行坐標的重新采樣，確保圖像的精度控制在SSE<2.0個象元。

（3）在圖像增強時，應當先對圖像內容進行基礎的判斷，然后根據圖像的信息內容進行增強處理。經過處理后的圖像在重點的信息內容上會更加突出，整體圖像內容的解譯難度也會得以降低。并且由于遙感圖像調查的全面性，圖像的空間性與時間信息也會得到相應的增強，可較好地提升信息處理效果。

一些區域在經過處理后，原先圖像灰度范圍較窄、對比度不足的問題也能夠得到一定的解決，讓圖像整體的影響效果與數據內容的展示數量都得到了一定范圍的提升。并且因為圖像增強技術偏向于對重點信息的增強，所以可以在不影響整體數據的基礎上，提升重點數據的解譯性。

4.1資源損毀的遙感監測

遙感技術在進行資源層面的監測工作時，憑借數據收集層面的優勢，可以擁有更高的準確性與更廣的檢測范圍。所監測的數據內容相較于普通的人工調查，在數據層面上會更為豐富，擁有圖像、數據等多方面的展現內容。同時，遙感技術憑借自身對物質輻射的判斷能力，可以精準地探測到各種礦物的留存情況，能夠有效避免開采團隊在開采的過程中出現資源浪費的情況，讓礦山的開采可以更加全面、徹底。因此，遙感技術在礦山開采中的使用對于避免資源損毀、降低資源浪費具有較好的效果。

4.2測量定位

遙感技術也能夠進行廢棄物的成分分析，可以判斷不同廢棄物的內部結構組成，讓開采方可以更簡單地完成對廢棄物的分類處理工作。同時，由于遙感技術具備一定的智能化與自動化能力，由少量工作人員進行操作就可以完成對開采現場的定位與測量工作，避免因人工測量而產生數據上的誤差情況。這些優勢在實際的使用中，可以迅速地提高調查效率與調查準確性，讓礦物開采能夠擁有更準確的數據定位，以此來提高開采效率與開采位置的準確性。

4.3地質災害的遙感監測

遙感技術在探測礦山的過程中就能夠對地質災害進行提前判斷，并詳細分析地質災害可能發生的時間與產生的位置。并且由于遙感技術在探索礦山前一直用于災害監測工作，所以對應的技術已經成熟地運用在地震、塌方等災害中。因此，在礦山開采的過程中應用遙感技術，可以非常直觀地了解到礦山中存在的地質災害風險，不僅有利于礦山開采團隊對風險進行提前的規避與預防，也有利于礦山開采團隊提前進行風險的應對，避免產生風險，或降低風險產生后所造成的損害面積。

隨著近年來遙感技術的發展與成熟，這一技術也在礦山開采的過程中得以應用，對我國礦山調查準確性與地質災害判斷能力的提高都有明顯的作用。同時，在環境保護的層面上，遙感技術憑借自身優勢對礦山進行更加廣泛且細致的調查，能夠更為全面地了解污染的情況，有利于我國開展針對性的環境保護工作。而在開采工作的層面上，遙感技術對礦山資源的精準勘測也能夠大幅度提高礦物開采的效率，讓開采工作更加順利地展開，避免資源浪費的情況發生。因此，我國需要積極地發展這一技術并加以應用，以便于提升我國礦山開采效率與開采的安全性，加快我國經濟層面的發展。

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