現(xiàn)代測繪地理信息技術(shù)在礦山治理中的應(yīng)用

隨著我國社會經(jīng)濟發(fā)展速度不斷提升，已有礦石供應(yīng)量難以滿足飛速發(fā)展的生產(chǎn)活動實際需求，這就使得我國礦產(chǎn)資源開采量大幅提升，這在拉動我國經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的同時，也使得礦山周邊自然環(huán)境受到嚴(yán)重破壞，如水污染、土地資源污染的情況屢見不鮮，甚至還會誘發(fā)地表沉陷等地質(zhì)災(zāi)害，在加重我國環(huán)境形勢的嚴(yán)峻度同時，也使對民眾與礦山工作人員生產(chǎn)生活帶來威脅，這種情況也使得資源開發(fā)與環(huán)境保護之間的矛盾不斷激化

。由此，黨中央、國務(wù)院為切實扭轉(zhuǎn)以往先開發(fā)、后治理的老路，提出“既要金山銀山，也要綠水青山”的要求，需要礦山工作人員積極利用先進科學(xué)技術(shù)手段對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境進行實時檢測并進行恢復(fù)治理，充分落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求，這也是當(dāng)前礦山主要工作內(nèi)容之一。

1 遙感技術(shù)概述

最早提出遙感技術(shù)這一概念的是美國海軍研究所研究人員EvelunL.Pruitt，當(dāng)前學(xué)界內(nèi)對遙感的科學(xué)含義解釋可劃分為狹義以及廣義兩個層面，就狹義層面分析，所謂遙感即是在遠(yuǎn)距離不接觸目標(biāo)的情況下，利用現(xiàn)代光學(xué)、電子學(xué)探測儀器對目標(biāo)的電磁波特征進行記錄、分析與解譯，并最終形成對目標(biāo)本質(zhì)特性、變化規(guī)律等方面的描述結(jié)果；從廣義層面分析，遙感即是所有在遠(yuǎn)距離、不接觸前提下對目標(biāo)進行探測的技術(shù)。

遙感技術(shù)最早起源于20世紀(jì)30年代的航空攝影技術(shù)，隨著技術(shù)不斷發(fā)展，在20世紀(jì)60年代中，其發(fā)展為一門綜合性的對地觀測技術(shù)，到20世紀(jì)80年代后，隨著計算機軟硬件發(fā)展速度不斷提升，兩項技術(shù)的結(jié)合使得其進入技術(shù)新高度

。美國在1987年發(fā)射了第一顆對地觀測衛(wèi)星，成為遙感技術(shù)向航天遙感技術(shù)轉(zhuǎn)變的里程碑，這一發(fā)展也使得人類對地球的認(rèn)識范圍更加廣闊。近年來，隨著遙感技術(shù)發(fā)展水平不斷提升，依托于國際空間站構(gòu)建的多平臺、多層面、長期性動態(tài)觀測已經(jīng)成為當(dāng)前技術(shù)主流發(fā)展趨勢。目前，遙感已經(jīng)成為人類在多維與宏觀視角下認(rèn)識宇宙世界的重要工具以及空間數(shù)據(jù)源。

從實際應(yīng)用角度分析，遙感技術(shù)作為一種獲取地球信息的現(xiàn)代高新技術(shù)手段之一，其在高效、精準(zhǔn)、低成本、大范圍、周期性獲取陸地、海洋等目標(biāo)信息方面具備其他技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢，遙感技術(shù)實際應(yīng)用過程中，通過利用采集圖像進行圖像識別，以達成清查、監(jiān)控、預(yù)報和決策等目標(biāo)。現(xiàn)階段，在國防安全、工程勘測、地質(zhì)礦產(chǎn)、考古等多個領(lǐng)域中均已廣泛應(yīng)用遙感技術(shù)。隨著遙感技術(shù)以及遙感技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，在未來的發(fā)展中，將會對國家的各領(lǐng)域發(fā)展起到舉足輕重的作用。

2 案例概述

為深入探究遙感技術(shù)在礦山治理中的應(yīng)用成效，本文在研究中圍繞實際案例進行具體說明。案例為某地區(qū)煤礦礦山，該礦在2007年正式建成并投產(chǎn)，該礦建設(shè)總投資達到29億元，設(shè)計年產(chǎn)量為500萬噸。礦山生產(chǎn)系統(tǒng)能力達到年產(chǎn)1000萬噸，是當(dāng)前亞洲開采規(guī)模最大的礦井。礦區(qū)整體面積達到106.7km

，其服務(wù)年限達到138年。由于該礦區(qū)建設(shè)投產(chǎn)時間相對較早，由此其實際發(fā)展過程中也是走“先開發(fā)，后治理”的老路，這就導(dǎo)致礦區(qū)周邊自然環(huán)境受到較為嚴(yán)重的影響。

本次提升面積為3 266 m2。業(yè)勤街臨近大學(xué)城、辦公場所，屬人員相對集中區(qū)域。在該節(jié)點處設(shè)計更多供人參與的景觀空間，如設(shè)置了供人休憩的亭廊、樹池坐凳；供人觀賞的景觀雕塑、五色花鏡等。圖7為業(yè)勤街與水潤路節(jié)點效果圖。

波譜信息的主要表現(xiàn)即是量化的輻射值，即圖像亮度值，其本質(zhì)屬于一種相對的量度。亮度值可在間接上對地物波普特征進行反映，不同地物之間亮度值存在明顯差異，圖像像元值差異即是對不同地物進行遙感圖像解譯的重要標(biāo)志，同時其也是反映圖像信息量的重要依據(jù)。

3 遙感技術(shù)在礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

案例礦山地區(qū)東部地區(qū)，區(qū)域內(nèi)河網(wǎng)眾多，地下水資源豐富且埋藏相對較淺，隨著礦區(qū)開采規(guī)模逐漸提升，其地表塌陷程度也隨之加深，當(dāng)沉陷深度高于地下水埋藏深度后，積水坍塌問題也隨之產(chǎn)生。由于案例礦區(qū)屬于較為典型的高潛水礦區(qū)，其積水坍塌問題較為嚴(yán)重，存在問題的區(qū)域已經(jīng)轉(zhuǎn)化為常年積水坍塌區(qū)域。由此，技術(shù)人員在對此情況進行監(jiān)測時，決定通過提取不同時期遙感資料進行對比分析方式，對積水坍塌區(qū)域面積進行計算，明確礦區(qū)地表沉陷程度以及治理情況。

“相比單純提高起征點，這次專項扣除改革充分照顧了不同納稅人實際負(fù)擔(dān)狀況，能夠讓減稅紅包精準(zhǔn)落袋，讓個稅更加公平，并推動實現(xiàn)幼有所育、學(xué)有所教、病有所醫(yī)、住有所居、老有所養(yǎng)等民生目標(biāo)。”濟南稅務(wù)局相關(guān)工作人員表示。

從實際發(fā)展角度分析，覆巖力學(xué)性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、煤層傾角等因素的共同作用最終導(dǎo)致地表沉陷情況產(chǎn)生，這種問題在不同區(qū)域內(nèi)表現(xiàn)形式也存在較為顯著的差異，如在東部地區(qū)其主要表現(xiàn)為積水坍塌，而在西部地區(qū)則表現(xiàn)為嚴(yán)重沙漠化。考慮到此問題的嚴(yán)重性以及代表型，本文研究中將以此問題作為切入點，分析遙感技術(shù)在地表坍塌監(jiān)測方面的應(yīng)用。

3.1 積水塌陷問題概述

在煤礦開采作業(yè)中，地表沉陷是其最為常見的根源性地質(zhì)災(zāi)害，主要原因在于，煤礦開采前，地層中的上覆巖體重力主要作用于下層煤層之中，此時地層處于平衡穩(wěn)定狀態(tài)，而煤礦被開采后地層平衡狀態(tài)被打破，上覆巖層失去支撐出現(xiàn)連續(xù)移動變形情況，進而導(dǎo)致地表出現(xiàn)沉陷

。

3.2 提取水體信息

3.2.1 水體及背景地物光譜值分析

案例礦區(qū)中，技術(shù)人員在實際工作中發(fā)現(xiàn)，受塌陷積水區(qū)內(nèi)部水質(zhì)差異以及深度因素影響，難以通過監(jiān)督分類法對水體信息進行提取，因此，技術(shù)人員決定采用多波段法中的譜間關(guān)系法。技術(shù)人員在工作中首先依托于TM光譜亮度值特征對水體以及背景地物進行分析，區(qū)分水體以及易混淆物，并繪制二者相應(yīng)的特征曲線圖。為此，技術(shù)人員提取了2016年、2018年、2020年TM影像，并篩選其中水體、植被、建筑等易混淆的代表性地物，隨后技術(shù)人員分別在三種地物中選取20個具備代表性的樣本，并利用ENVI平臺中的Statistics模塊對其波譜特征進行統(tǒng)計分析，最終形成如表1所示的各地物樣本在不同波段的光譜亮度均值，隨后技術(shù)人員依據(jù)此均值繪制出相應(yīng)光譜特征曲線圖。

蔡元培的高等教育思想及其當(dāng)代價值——紀(jì)念蔡元培先生150周年誕辰………………………………………………………… 孔祥光（1．108）

近年來，民眾環(huán)保意識不斷覺醒，礦區(qū)負(fù)責(zé)人也充分認(rèn)識到環(huán)境保護的重要性并積極加強對礦區(qū)治理方面的資源投入力度，技術(shù)人員在工作中，充分分析礦區(qū)實際情況后，決定采用遙感技術(shù)開展礦區(qū)治理工作。

3.2.2 水體光譜特征模型構(gòu)建

案例礦區(qū)中，技術(shù)人員對繪制出的波譜圖進行改進后，水體以及建設(shè)用電波譜特征均呈現(xiàn)出較為顯著的波段4+波段5小于波段2+波段3的特征，由此，該譜間關(guān)系模型已經(jīng)無法適用于本次研究，技術(shù)人員必須對譜間關(guān)系特征模型進行改進以實現(xiàn)精準(zhǔn)提取水體信息的目標(biāo)。技術(shù)人員在對樣本光譜亮度均值以及光譜特征圖進行反復(fù)試驗與分析后最終得出2020年礦區(qū)水體光譜特征模型：

（1）（B2+B3）-（B4+B5）＞0，即波段4+波段5＜波段2+波段3

（2）B4/B2＜0.8，即波段4與波段2之間的比值＜0.8（B

表示i波段的灰度值）

同時，技術(shù)人員還構(gòu)建出2016年以及2018年的水體光譜特征模型：

取約10 g毛葉山桐子果實，分離其果肉、種子，采用GB 5009.3—2016食品中水分的測定進行果實、果肉、種子水分含量測定，用濕基含水量、干基含水量表示，每組做3次重復(fù)試驗，取平均值。

按照建筑建設(shè)過程中使用的材料來說，一般有鋼筋混凝土建筑、磚瓦建筑等。相對于傳統(tǒng)民居使用的磚瓦建筑來說，一些現(xiàn)代化的城市高層建筑多數(shù)都是采用鋼筋混凝土構(gòu)建而成的。鋼筋混凝土建筑要比磚瓦結(jié)構(gòu)的建筑更容易發(fā)生冷橋現(xiàn)象。

（1）（B2+B3）-（B4+B5）＞0

第三，2020年水體提取規(guī)則為：

通過利用此模型對水體進行提取，可獲取3期水體提取結(jié)果，具體圖1所示，其中，白色以及純黑色分別表示水體以及非水體。

3.2.3 塌陷積水區(qū)自動識別與提取

這種令人瞠目結(jié)舌的業(yè)余舉措在西王方面是不勝枚舉，其實，這也是這個俱樂部倉促接手山東男籃之后的一個“惡果”，而在之后甚至是直到賽季中段球隊的表現(xiàn)，都跟這有直接關(guān)系。

從技術(shù)上的應(yīng)用上來看，由于光譜資料的限制，僅依托于光譜圖很難分辨出是不是塌陷積水，由此，技術(shù)人員決定根據(jù)各種類型的水體的空間特性等特點差異性對地下水的自動辨識和抽取。

相較于圖文，短視頻更加一目了然，消費者更加容易看見正真的商品，短視頻更是以極富創(chuàng)意和觀賞性的短視頻內(nèi)容來打動用戶，從而引發(fā)用戶發(fā)自內(nèi)心的一種認(rèn)同，繼而心甘情愿地買單，名人效應(yīng)流量非常的可觀。

138000＜area＜589000

相較于傳統(tǒng)的圖像分類法，面向?qū)ο蠓诸惙椒▋?yōu)化了僅基于像元亮度差異分類的短板，同時不在基于同一尺度對所用影像目標(biāo)進行處理

。這兩項優(yōu)勢使遙感圖像的分類可以有效的綜合利用各種圖像信息，從而達到更好的分類效果，尤其是對于具有豐富地物類型的高分辨率遙感圖像。

在完成相應(yīng)的水體信息提取后，技術(shù)人員開始構(gòu)建塌陷積水區(qū)規(guī)則，其主要內(nèi)容涵蓋空間特征、光譜特征等，考慮到所有水體信息均由光譜特征模型提取而來，由此，技術(shù)人員決定在基于空間特征的基礎(chǔ)上構(gòu)建相應(yīng)的規(guī)則。

地物空間規(guī)則主要涵蓋大小、形狀等要素，河流、湖泊、池塘等不同類型水體之間存在較大差異，其具體特征主要涵蓋大小、形狀等。其中大小特征主要通過水體面積以及周長進行反映，如湖泊面積相對較大，其余水體面積相對較小等；而形狀特征上，河流通常呈現(xiàn)出曲線形態(tài)，而湖泊、塌陷積水區(qū)等則呈現(xiàn)出面狀。

技術(shù)人員在充分綜合各種水體空間特征的基礎(chǔ)上構(gòu)建出一套較為完善的水體類型及空間特征間關(guān)系知識表達模型，具體如下所示：

第一，2016年水體提取規(guī)則為：

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第二，2018年水體提取規(guī)則為：

宮頸炎是由于患者宮頸受到損傷導(dǎo)致病原體侵襲所引起的子宮頸管黏膜炎癥、宮頸陰道部炎癥等，主要表現(xiàn)為陰道分泌物增多，呈黏液膿性，外陰瘙癢、灼熱感，給患者生活質(zhì)量帶來嚴(yán)重的影響，藥物是臨床中主要治療方案，但由于藥物治療見效緩慢且治療時間較長，常常發(fā)生自行調(diào)整劑量或不按時用藥等不良事件[1]。為了提高患者預(yù)后效果，本研究對觀察組39例患者實施人性化護理干預(yù)，并取得了理想的效果，現(xiàn)將研究結(jié)果表述如下。

技術(shù)人員通過認(rèn)真的分析，確定了基于面向目標(biāo)的分類方法，它的工作過程包括：目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)和特征的提取。首先利用邊緣的邊緣分割技術(shù)，通過對像素的亮度、紋理和顏色等進行劃分，獲得多個規(guī)模的圖像，再利用FullLambda-Schedule算法，利用光譜和空間的相關(guān)信息，對相似像素進行迭代，根據(jù)所抽取的物體的具體要求，確定出對應(yīng)的分類標(biāo)準(zhǔn)，從而對影像進行分類和抽取。

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（2）B4/B2＜0.6

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共享經(jīng)濟時代，河北銷售公司依托品牌優(yōu)勢，創(chuàng)新經(jīng)營模式，探索跨界合作、異業(yè)聯(lián)盟，通過與河北銀聯(lián)、中國電信、支付寶等20多家企業(yè)跨界合作，實現(xiàn)刷手機、刷信用卡、刷一卡通、用銀聯(lián)錢包加油，優(yōu)惠疊加后客戶既省錢又省力。

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2）任務(wù)型教學(xué)法極大地提高了學(xué)生英語學(xué)習(xí)的興趣，讓學(xué)生獲得了成就感。教師設(shè)計的各項教學(xué)任務(wù)和情境都是真實的、自然的，能夠吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生積極探索和求知的欲望，讓同學(xué)們在興趣當(dāng)中，體驗快樂的學(xué)習(xí)過程，獲得語言學(xué)習(xí)的目標(biāo)。更重要的是，在任務(wù)完成過程中，使學(xué)生獲得成就感，為其后續(xù)的英語學(xué)習(xí)帶來動力。

技術(shù)人員在實際工作過程中給，經(jīng)過反復(fù)試驗后得出理性的分割以及合并閾值，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建出相應(yīng)的塌陷積水區(qū)提取規(guī)則分類并得出如圖2所示提取結(jié)果。

3.2.4 監(jiān)測結(jié)果分析

技術(shù)人員在將監(jiān)測結(jié)果進行匯總與分析后，可得出如表2所示的2016年-202年礦區(qū)塌陷積水區(qū)變化情況。

通過綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)對水庫水質(zhì)進行富營養(yǎng)化評價，漳澤水庫2014和2015年綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)處于50～60，屬于中富營養(yǎng)型水體。

通過對表中信息進行深入分析后可知，在2016年至2020年間，積水塌陷擴展呈現(xiàn)出較為顯著的不斷提升趨勢。由表中信息可知，相較于2016年塌陷積水區(qū)面積，2018年面積增長約0.790km

，而相較于2018年，2020年塌陷積水區(qū)面積增長約1.099km

，由此可見其增長速度呈現(xiàn)出較為顯著的逐年增長態(tài)勢，四年間礦區(qū)總塌陷積水區(qū)面積增長約1.889km

，這種情況充分反映出，近年來礦區(qū)地表沉陷處于快速發(fā)展階段，而導(dǎo)致此問題出現(xiàn)的原因在于社會經(jīng)濟建設(shè)對煤炭資源的需求量大幅提升，煤炭價格快速增長使得礦區(qū)產(chǎn)量也隨之提升。經(jīng)過3個階段影像的對比，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)農(nóng)田、公路遭到了嚴(yán)重的損壞，坍塌的水體也逐漸地連接在一起。利用這種動態(tài)監(jiān)測對比分析方法，可以清晰地反映出地面塌陷的發(fā)展動態(tài)、變化特征和損害的嚴(yán)重程度，從而為今后的礦山地面沉降預(yù)報與防治工作奠定基礎(chǔ)。同時，通過對案例礦區(qū)光譜影像進行分析可知，礦區(qū)內(nèi)積水沉降問題十分嚴(yán)重，必須進行合理的處理。

4 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)前新時期背景下，環(huán)境保護已經(jīng)成為時代主流發(fā)展趨勢，礦山開采過程中會造成較大幅度的環(huán)境破壞，由此積極加強對先進技術(shù)手段的應(yīng)用力度，將現(xiàn)代測繪地理信息技術(shù)應(yīng)用于礦區(qū)治理中具有重要現(xiàn)實意義。案例礦區(qū)在利用遙感技術(shù)對礦區(qū)環(huán)境進行監(jiān)測后，有效實現(xiàn)了高效精準(zhǔn)獲取周邊環(huán)境變化的目標(biāo)，為礦區(qū)治理提供有效信息支持，其經(jīng)驗可以為其他礦區(qū)提供表要的參考經(jīng)驗。

[1] 劉杰,高建軍,徐光達.現(xiàn)代測繪技術(shù)在礦山開采沉陷中的應(yīng)用[J].地礦測繪,2021,4(4)：53-54.

[2] 劉文明,宋林澎.現(xiàn)代測繪技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用研究[J].中國金屬通報,2020(15)：2.

[3] 林翠萍.測繪地理信息技術(shù)在土地整治與生態(tài)修復(fù)工程中的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn),2020,No.564(05)：244-244.

[4] 柴祥君.測繪地理信息技術(shù)在全域土地整治與生態(tài)修復(fù)工程中的應(yīng)用[J].北京測繪,2020,34(10)：4.