汪洪星

(青海省中煤地測(cè)繪有限責(zé)任公司，青海 西寧 810000)

0 引 言

我國(guó)幅員遼闊，礦產(chǎn)資源儲(chǔ)備較為豐富，僅是已知的大型煤礦礦山數(shù)量已經(jīng)超過了5000座。但是，許多礦山在開采過程中受到了較大面積的破壞，并且在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都無法自行修復(fù)。礦山在開采過程中，不但會(huì)占用大量的土地資源，同時(shí)產(chǎn)生的廢水煤矸石等廢棄物，會(huì)對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生較大污染。所以在必須加強(qiáng)對(duì)礦石的開采與治理力度，在對(duì)區(qū)域地下水、空氣等污染情況及相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確掌握的基礎(chǔ)上，制定有效的治理與預(yù)防措施。較之傳統(tǒng)的測(cè)量方式，采用遙感技術(shù)的測(cè)量工作更具明顯優(yōu)勢(shì)，加上能實(shí)現(xiàn)對(duì)多種地質(zhì)情況的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山治理的實(shí)時(shí)性、動(dòng)態(tài)性，提高礦山地質(zhì)測(cè)量工作的有效性，更好地為礦山開采與環(huán)境保護(hù)提供有效保障。

1 遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

遙感技術(shù)主要是借助了飛機(jī)、衛(wèi)星等安裝的遙感器實(shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)區(qū)域地面數(shù)據(jù)信息的高效收集，通過對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析處理，將處理后的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)街付ǖ慕邮掌鳟?dāng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的有效使用。遙感技術(shù)是目前在地質(zhì)測(cè)量領(lǐng)域應(yīng)用較為先進(jìn)的一種探測(cè)技術(shù)，主要包括有空基系統(tǒng)與地基系統(tǒng)這兩種系統(tǒng)架構(gòu)。較之傳統(tǒng)探測(cè)技術(shù)，遙感技術(shù)的在礦山地質(zhì)測(cè)量的應(yīng)用具備以下明顯優(yōu)勢(shì)。

1.1 能夠獲得較高的測(cè)量精度

測(cè)量精度高是遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)測(cè)量中較為顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，能夠?yàn)榈V山開采與礦山區(qū)域環(huán)境保護(hù)提供較為精準(zhǔn)的地質(zhì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，應(yīng)用范圍也較為廣泛。遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)測(cè)量中的有效應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)資源位置、空間分布情況進(jìn)行準(zhǔn)確定位，獲得較高的探測(cè)數(shù)據(jù)精度，大大節(jié)約了測(cè)繪時(shí)間，提高礦山地質(zhì)測(cè)繪工作效率。特別是在對(duì)煤礦地質(zhì)進(jìn)行勘察過程中，即便是煤礦地質(zhì)地形地貌的較大特殊性，都能很好地克服地形地貌的不良影響，實(shí)現(xiàn)大范圍、高精度的礦山地質(zhì)測(cè)量，大大簡(jiǎn)化了繁瑣的人工探測(cè)步驟，以及避免了重復(fù)測(cè)量工作。

1.2 具備較強(qiáng)的抗干擾能力

采用傳統(tǒng)的礦山地質(zhì)測(cè)量方式中，在測(cè)量過程中的各項(xiàng)操作以及測(cè)量結(jié)果都極易受到、人為、氣候、地理等環(huán)境因素的影響，而遙感技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于避免外界環(huán)境影響有著較為明顯的抗干擾能力。遙感技術(shù)在礦上地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用，主要是利用電磁波反射的分析來實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量物體數(shù)據(jù)的有效收集，大大縮減了人為操作的測(cè)繪流程，對(duì)于提高測(cè)量工作效率有著較為顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。同時(shí)能夠在較大程度上避免出現(xiàn)較大測(cè)量誤差，實(shí)現(xiàn)較快的數(shù)據(jù)處理速度，在保障測(cè)量工作速度的同時(shí)有效保障了測(cè)量工作質(zhì)量。

1.3 能夠?qū)崿F(xiàn)高度的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

遙感技術(shù)在對(duì)數(shù)據(jù)信息監(jiān)測(cè)方面，具備較好的實(shí)時(shí)性與動(dòng)態(tài)性，在測(cè)量數(shù)據(jù)更新管理工作方面變得更為便捷，并且能夠結(jié)合實(shí)際需要對(duì)數(shù)據(jù)信息更新時(shí)段進(jìn)行設(shè)定，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更新。通過對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)礦山區(qū)域地質(zhì)變化情況的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山地質(zhì)變化情況的實(shí)時(shí)掌握。借助有效的數(shù)據(jù)更新能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)原有數(shù)據(jù)庫(kù)信息的不斷完善，為礦山安全開采與有效治理提供有效、全面的數(shù)據(jù)保障。

2 遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用流程

2.1 采集礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)

在礦山地質(zhì)測(cè)量過程中應(yīng)用遙感技術(shù)的一項(xiàng)重要工作就是采集相關(guān)信息數(shù)據(jù)，為日后處理與分析礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)提供可靠參考。該項(xiàng)技術(shù)的一個(gè)顯著特征在于可以有效融合傳感器和無人機(jī)，將兩者設(shè)備功能充分發(fā)揮出來獲得到較為全面與準(zhǔn)確的地質(zhì)資料數(shù)據(jù)。在具體采集數(shù)據(jù)時(shí)要求工作人員能夠結(jié)合礦山的地形地貌特點(diǎn)來正確設(shè)置傳感器和無人機(jī)的飛行速度、掃描電機(jī)、激光點(diǎn)頻、橫向與縱向點(diǎn)距還有凈空高度等參數(shù)，從而確保實(shí)際采集所得數(shù)據(jù)的可靠與有效。通常來說遙感技術(shù)主要是利用無人機(jī)將激光沖脈發(fā)射到礦山地表，并使用傳感器接收地面反射回來的激光沖脈來得到采點(diǎn)的地形數(shù)據(jù)。并且使用GPS裝置來將傳感器的地理位置明確下來，隨后利用IMU慣性測(cè)量裝置對(duì)無人機(jī)動(dòng)態(tài)姿態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)施監(jiān)測(cè)，從而得到地面和激光沖脈相接觸的空間三維坐標(biāo)，工作人員同時(shí)使用分類技術(shù)來剔除掉地表植被、覆蓋物以及構(gòu)筑物等和礦山地質(zhì)沒有關(guān)系的數(shù)據(jù)，從而達(dá)到準(zhǔn)確采集相關(guān)地質(zhì)數(shù)據(jù)的效果。

2.2 科學(xué)處理礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)

計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)接收到傳感器傳送的信息數(shù)據(jù)后，要求進(jìn)一步處理相關(guān)數(shù)據(jù)。因?yàn)樵趯?shí)際拍攝環(huán)節(jié)往往會(huì)由于安裝偏差、氣候等因素干擾而使得部分采集數(shù)據(jù)出現(xiàn)重復(fù)、亂碼以及無效的情況，這就要求能夠及時(shí)處理該類重復(fù)、亂碼以及無效數(shù)據(jù)，提高后期礦山地質(zhì)工作的效率與質(zhì)量。因?yàn)檫b感技術(shù)將搜集所得數(shù)據(jù)通過激光信號(hào)的形式呈現(xiàn)，因此處理完沒有價(jià)值的數(shù)據(jù)后工作人員還應(yīng)正確轉(zhuǎn)換剩余的數(shù)據(jù)格式，以便后續(xù)工作人員快速提取礦山地質(zhì)特征。而且在航拍時(shí)，太陽光的折射可能會(huì)干擾到無人機(jī)，從而使得一些影像數(shù)據(jù)出現(xiàn)光色不均勻的情況，因此工作人員應(yīng)根據(jù)重疊圖像中相同數(shù)據(jù)參數(shù)，如明暗度、對(duì)比度以及顏色等來修補(bǔ)圖像，從而確保實(shí)際采集所得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與可靠。除此之外還要求工作人員能夠?yàn)V波處理剩下的數(shù)據(jù)，并且及時(shí)剔除掉籠統(tǒng)的地質(zhì)信息數(shù)據(jù)，盡可能控制數(shù)據(jù)文件的數(shù)量。

2.3 提取礦山地質(zhì)的特征

處理完畢數(shù)據(jù)后，工作人員應(yīng)當(dāng)要使用GBH高精度圖像特征提取技術(shù)來提取出和礦山地質(zhì)相關(guān)的最具紋理特點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)來拼接不同角度的數(shù)據(jù)圖像，隨后映射出礦山地質(zhì)各個(gè)角度的紋理，構(gòu)建起立體三維礦山地質(zhì)模型，從而達(dá)到科學(xué)量測(cè)礦山地質(zhì)的目的。

3 遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用

3.1 在地質(zhì)地貌探測(cè)方面的應(yīng)用

在地質(zhì)地貌探測(cè)方面，遙感技術(shù)的應(yīng)用包括：①對(duì)探測(cè)區(qū)域中的斜坡、滑坡地層與構(gòu)造進(jìn)行全面識(shí)別；②對(duì)滑坡的危險(xiǎn)性進(jìn)行準(zhǔn)確判斷、識(shí)別，主要是通過對(duì)探測(cè)區(qū)域的巖層巖土、植被、地質(zhì)等情況及相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行綜合評(píng)估，進(jìn)而分析得出滑坡情況及其危險(xiǎn)性；③對(duì)固體廢棄物和周邊坡面的植被情況進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。礦區(qū)地質(zhì)地形條件存在較大差異性，固體廢棄物堆放形態(tài)與坡面的植被情況不同會(huì)對(duì)坡面穩(wěn)定性產(chǎn)生較為復(fù)雜的影響，借助遙感技術(shù)對(duì)固體廢棄物和坡面植被情況進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)坡面穩(wěn)定性進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。

礦區(qū)地質(zhì)地貌探測(cè)過程中，遙感技術(shù)的有效應(yīng)用需要對(duì)開采工藝、進(jìn)程、規(guī)模等相關(guān)因素進(jìn)行綜合考慮，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)區(qū)域滑坡產(chǎn)生的原因進(jìn)行綜合掌握。若是在探測(cè)區(qū)域發(fā)生了滑坡現(xiàn)象，繼續(xù)開展開采活動(dòng)則必然會(huì)對(duì)滑坡處的地質(zhì)條件產(chǎn)生進(jìn)一步破壞，降低礦山邊坡穩(wěn)定性。礦山不斷開采會(huì)使得固體廢棄物不斷增加，一旦堆積到一定程度便會(huì)對(duì)邊坡結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性造成較大影響，進(jìn)而導(dǎo)致滑坡事故的發(fā)生。借助遙感技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)探測(cè)區(qū)域地質(zhì)地貌的危險(xiǎn)性進(jìn)行全面、有效評(píng)估，對(duì)邊坡的穩(wěn)定信息進(jìn)行準(zhǔn)確判別，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)潛在危險(xiǎn)進(jìn)行有效預(yù)測(cè)。此外，借助遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)區(qū)域邊坡影響因素的準(zhǔn)確評(píng)估與有效判別，有利于對(duì)探測(cè)企業(yè)坡面植被信息的準(zhǔn)確掌握。

3.2 在地質(zhì)資源探測(cè)方面的應(yīng)用

遙感技術(shù)具備較高的空間分辨率，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山資源較大范圍的有效探測(cè)，對(duì)礦山資源位置、空間分布等信息進(jìn)行準(zhǔn)確獲取。多光譜數(shù)據(jù)功能是遙感技術(shù)中較為重要的應(yīng)用功能之一，借助這一功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)礦山資源成分、構(gòu)成、產(chǎn)狀、分布等情況進(jìn)行有效識(shí)別。同時(shí)借助遙感技術(shù)的數(shù)字高程模型功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)礦山區(qū)域地形地貌信息的全面獲取，將獲取得到的數(shù)據(jù)信息繪制成為直觀的圖像，為開采工作提供有效保障，同時(shí)也有效預(yù)防了人為探測(cè)而對(duì)探測(cè)結(jié)果精度的不良影響。雖然在探測(cè)地質(zhì)資源過程中運(yùn)用遙感技術(shù)會(huì)花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，不過由于該項(xiàng)技術(shù)能夠檢測(cè)到地質(zhì)地貌以及周邊坡體情況，且斜坡類地質(zhì)環(huán)境的紋理與物體形態(tài)存在一定區(qū)別，運(yùn)用遙感技術(shù)能夠?qū)ΦV山的規(guī)模進(jìn)行有效掌握，并對(duì)附近情況有所了解，有利于地質(zhì)資源探測(cè)效率的提高。

3.3 在地質(zhì)環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用

遙感技術(shù)在地質(zhì)環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用主要集中在以下3個(gè)方面。

(1)對(duì)山體滑坡進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。山體滑坡的主要原因包括有露天開采、強(qiáng)降雨、地表沉降等，特別是陡峭部位出現(xiàn)滑坡的幾率更大，借助遙感技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)滑坡產(chǎn)狀分布、發(fā)育等情況進(jìn)行全面掌握，同時(shí)借助有效的圖像處理，獲得明顯的、清晰的線性監(jiān)測(cè)圖像；

(2)對(duì)空間塌陷進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。一般來說，礦區(qū)在地質(zhì)地貌、環(huán)境、礦質(zhì)種類等方面都存在較大差異，也就導(dǎo)致了礦山地質(zhì)空間遭受的破壞力的較大不同。借助遙感成像技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同塌陷信息的全面反映，包括空間位置、水體信息、塌陷變化等在相應(yīng)的圖像選擇上進(jìn)行反映。其中在監(jiān)測(cè)空間塌陷時(shí)，因?yàn)楦鱾€(gè)地區(qū)的礦山環(huán)境、礦中不一，所以其空間塌陷所呈現(xiàn)出來破壞程度也存在較大差別。而運(yùn)用遙感測(cè)繪技術(shù)就能夠清楚顯示出相應(yīng)的信息圖像。通常在TM圖像中，空間塌陷部位多獨(dú)立的多元性，還有部分會(huì)出現(xiàn)板塊或環(huán)形換點(diǎn)，相應(yīng)顏色明暗情況也會(huì)有所不同。在實(shí)際監(jiān)測(cè)成像后，B4水體反映效果好，B5能夠?qū)⒏嗟臄?shù)據(jù)信息反映出來，不過還會(huì)根據(jù)具體區(qū)域與礦上地質(zhì)環(huán)境二出現(xiàn)較大反差，B1在水體亮度值上優(yōu)勢(shì)較為明顯，因此調(diào)整后能夠結(jié)合亮度情況來將塌陷部位的變化進(jìn)行判斷；

(3)對(duì)地質(zhì)污染的有效監(jiān)測(cè)。礦山開采周期較長(zhǎng)，其過程會(huì)對(duì)空氣、水體、地質(zhì)等環(huán)節(jié)產(chǎn)生極大影響，借助遙感技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)這些污染情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，借助不同的顏色表示不同的污染程度與污染區(qū)域，為礦山區(qū)域環(huán)境治理提供有效便利。例如，如若圖像顏色為亮白色或暗紅色，就代表該部位存在比較嚴(yán)重的污染，而區(qū)域?yàn)榉奂t色就表明此處區(qū)域存在水污染。

3.4 在資源損壞監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

(1)在檢測(cè)受損資源的情況下往往要求使用到遙感技術(shù)中的檢測(cè)因子，不過因?yàn)樵擁?xiàng)因子涉及面非常廣泛，包含了礦石與附近景觀，并且其還能夠?qū)⒎秶鷶U(kuò)增，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)精準(zhǔn)程度的提升，能夠有效提高操作的空間分辨率，因此憑借該優(yōu)勢(shì)可以將有無損害資源的空間分布圖清楚的辨識(shí)與顯示出來，并且還能將塌陷的問題監(jiān)測(cè)出來。

(2)遙感技術(shù)具備采集數(shù)據(jù)的作用，其能夠與辨別相融合來確定部分廢棄物的空間分布情況，并且能夠?qū)⒄w礦區(qū)的地貌以及地勢(shì)特征清楚的反映出來，有利于后續(xù)數(shù)據(jù)圖像以及功能優(yōu)化問題的處理，有效精簡(jiǎn)了工作人員的工作，降低人為的誤差。

3.5 在預(yù)警礦山地質(zhì)環(huán)境中的應(yīng)用

在礦山地質(zhì)測(cè)量中應(yīng)用遙感技術(shù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容就是調(diào)查其地質(zhì)環(huán)境，通常是連接具體地區(qū)情況來開展預(yù)警，如若該區(qū)域頻繁發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，則需要予以全方位治理，所以要求工作人員能夠聯(lián)系礦山地質(zhì)環(huán)境來落實(shí)預(yù)警裝置。而運(yùn)用遙感技術(shù)便可能夠采取遠(yuǎn)程操作的方式來預(yù)防礦山地區(qū)，其中預(yù)防的宗旨還能夠有利于優(yōu)化礦山地質(zhì)環(huán)境。如若發(fā)現(xiàn)異常，工作人員便需要利用遙感技術(shù)的圖像來予以處置，降低問題發(fā)生幾率以及影響的程度。所以工作人員必須要對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的預(yù)警予以充分重視，并合理運(yùn)用遙感技術(shù)來進(jìn)行處理，將潛在的風(fēng)險(xiǎn)隱患降低。

4 遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)測(cè)量中的應(yīng)用要點(diǎn)

4.1 對(duì)輻射情況進(jìn)行有效校正

遙感技術(shù)的應(yīng)用原理是借助電磁波輻射來實(shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)的收集與分析，進(jìn)而得到探測(cè)結(jié)果。因此，輻射精準(zhǔn)度會(huì)影響探測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。若是輻射精準(zhǔn)度較低，則會(huì)對(duì)空間分辨率與成像時(shí)間產(chǎn)生不利影響。這就需要加強(qiáng)對(duì)輻射精度的有效校正，確保較為清晰的影響，以及降低成像誤差。在實(shí)際應(yīng)用過程中，輻射精度會(huì)受到外界環(huán)境影響而產(chǎn)生不同程度的誤差，對(duì)此需要結(jié)合實(shí)際情況做好預(yù)先校正工作，提高探測(cè)結(jié)果的精確性。

4.2 對(duì)信息進(jìn)行全面有效提取

地理信息系統(tǒng)是提取測(cè)量信息的主要工具，同時(shí)也是遙感技術(shù)應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。唯有實(shí)現(xiàn)對(duì)提取信息的有效處理，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境信息的準(zhǔn)確識(shí)別，因此必須加強(qiáng)做好對(duì)遙感影像的分割處理，根據(jù)不同的圖像信息進(jìn)行有效分類整理，進(jìn)而保障信息提取的準(zhǔn)確性、全面性。

4.3 影像融合處理

信息提取之后的數(shù)據(jù)處理與影響融合是遙感技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。影像融合涉及了空間分辨率、光譜信息等多方面內(nèi)容。在進(jìn)行影像融合過程中需要綜合對(duì)多種方法的有效使用來保障影像成型的清晰度與確保較高的顯示質(zhì)量。同時(shí)通過對(duì)信息變換法對(duì)相關(guān)影像融合內(nèi)容計(jì)算應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)處理效率與質(zhì)量的有效提升。

5 結(jié) 語

綜述可知，在對(duì)礦山地質(zhì)測(cè)量過程中，遙感技術(shù)的有效應(yīng)用能對(duì)地面、坡面植被和地質(zhì)形態(tài)危險(xiǎn)性的有效評(píng)估，實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)地貌、地質(zhì)資源空間等的分布情況進(jìn)行準(zhǔn)確確定，進(jìn)而為地質(zhì)測(cè)量工作提供較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，提高礦山地質(zhì)測(cè)量工作質(zhì)量。要求相關(guān)工作人員結(jié)合具體勘查要求合理應(yīng)用遙感技術(shù)，將其應(yīng)有的效用發(fā)揮出來。