矿山环境遥感自动监测方法与应用研究

李芳芳

[摘要]目前矿产资源的不合理开发及资源利用效率低等现象导致矿山环境日趋恶化。因此加强矿产资源的调查研究十分必要。遥感技术作为矿山环境监测手段之一，其应用范围越来越广泛。基于此，笔者重点论述矿山环境遥感自动监测方法及其具体应用。

[关键词]矿山环境 遥感自动监测 应用

[中图分类号] P623.3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-9-169-1

1矿山环境遥感自动监测方法的运用流程

1.1基础资料收集

基础资料收集的水平高低直接关系到整个遥感自动监测工作的顺利开展及监测结果的质量。在基础资料的收集阶段，主要收集矿山环境工作区内的相关资料，例如工作区的影像数据、地形图、DEM数据，矿产资源分布情况、矿点及道路、居民区和水体分布等详细资料。

1.2数据预处理

遥感影像的预处理和文字图形资料的数字化过程是数据预处理的两个重要组成部分。遥感影像的预处理主要是进行遥感解译之前的遥感影像的正射、融合、镶嵌及组合波段等操作项目，同时对两期影像变化检测之前进行几何精校正和匹配成像环境等工作内容；文字图形资料的数字化主要是将收集到基础数据进行数字化的转换过程。

1.3变化检测

该阶段属于整个工作的关键阶段。主要是依据预处理的结果，将整个变化检测部分划分为图像间变化检测、图形间变化检测和图形与图像间变化检测。变化检测工作结束之后，并结合研究区内部的基础地理数据及矿业活动数据等，对变化进行筛选，从而得到研究区内部和矿山活动相关的变化图斑。最终利用人机交互解译的途径将图斑进行识别和归类。

1.4成果结论

该阶段主要是运用图件、报表及数据库的方式将研究得到的数据进行汇总，并依据矿山遥感监测规范标准对其进行归纳表达。

1.5野外验证

野外验证主要是在包含所有地物类型的前提条件下，对图斑进行野外检查，并填写外业调查表，获取实地调查数据之后，来不断完善影像图制度的精度及成果图解译的精度，查漏补缺，不断提高信息提取工作的真实度和可靠度。

1.6自动监测结果分析

将研究区内部自动获取的矿山环境监测结果和变化信息监测结果进行对比分析，以目视解译的结果作为参考依据，并叠加自动监测得到的结果和目视解译结果的数据文件，从而统计监测图斑一致的数目，计算自动监测的准确性。同时还应该计算自动监测过程中耗费的时间。

2矿山环境遥感自动监测的关键技术分析

2.1图像处理关键技术

运用矿山环境遥感自动监测技术的时候，要求被监测的两个时相的遥感影像应具备相同的空间分辨率，相同的成像季节和成像时间，相同的植被覆盖情况等。但是因为遥感影像的成像环境不同，其得到的影像结果通常存在一定的几何误差和辐射误差。所以在利用遥感影像变化检测时，应采取一定的措施修正成像环境，减小误差。一般而言，减低误差的主要方法有正射校正、数据融合、几何配准、辐射校正、植被消除和阴影消除等。

2.2信息提取关键技术

矿山监管工作的核心是矿山环境中的变化信息。遥感变化检测技术在当前遥感技术领域中的应用十分广泛。遥感变化检测技术依据不同的分类标准可以划分为多种类型。依据是否需要分类可以划分为直接变化检测和分类后的变化检测；依据是否需要对知识进行先验证可以划分为监督变化检测和非监督变化检测；依据检测对象可以划分为像素机变化检测、特征级变化检测和目标级变化检测等。

3应用实例

A县区具备丰富的矿产资源，目前已经开采出的金属矿就有铁、金、银等以及石灰石、花岗石和煤等资源。整个矿产资源中以铁矿为主，且大部分为露天开采。矿区资源集中在该县区的东北及南部地区。

3.1基础资料收集

在运用遥感自动监测技术之前，应先进行基础资料的收集。基础资料不仅包含两期遥感影像，还需要重点收集矿权、矿点的分布情况，还有研究区内部的道路、居民区及水体的分布情况和地理信息数据。

3.2遥感自动监测方法

3.2.1多期遥感影像间的动态监测

该动态监测就是图像对图像的变化监测，运用两期或多期不同时相的遥感影像，并结合GIS数据，得到影像中变化的矿山目标物。同时采取数据预处理，成像环境匹配，变化检测及自动矢量化等方式，自动筛选出变化的矿山目标物，最后采取人机交互判断图斑中变化前后的地物类型。

3.2.2多期工作成果间的动态监测

图形间的变化检测主要是运用研究区内不同时期的矢量成果数据进行变化监测，通过空间分析两个或两个以上的矢量成果，针对区内相同元素进行变化监测。其主要是检验两期矢量成果之间的一致性，矢量元素的解译精度直接关系到变化检测的精度。

3.2.3遥感影像与工作成果间的动态监测

采取图形对图像的监测方法时，因图像和图形的格式不统一，无法直接采取变化检测。所以该监测方法主要分为两个方面：一方面利用人工解译监测年的遥感影像，得到监测年的矢量成果数据，然后运用图形对图形的变化检测来检测两期的矢量成果；另一方面依据之前的监测结果，收集和其匹配的影响数据，并结合监测年的遥感影像，利用图像对图像的变化监测，最终得到不同时期内矿山环境的变化情况。

3.3研究结论

以上运用图像对图像，图形对图形及图形对图像三种数据处理方式进行了研究区的实例分析。实现了技术体系中遥感影像和工作成果之间的动态监测。在收集到研究区的矿山目标物的分布情况后，运用两期矢量开展着在多期工作成果间的动态监测或者以前期解译的影像结合监测年影像开展多期遥感影像间的动态监测。

总之，运用遥感技术对矿山环境变化信息进行自动监测，具备较好的时效性，节省了大量的人力、物力和财力，其具备较好的发展前景，值得大力推广。

参考文献

[1]漆小英，晏明星.多时相遥感数据在矿山扩展动态监测中的应用[J].国土资源遥感，2007（03）.

[2]张凤玉.遥感图像变化检测方法研究[D].西安：西安电了科技大学，2010.