环境监测中遥感技术的应用探讨

章新益　李名松　董双发　梁鑫

[摘要]在响应经济可持续发展与生态环境平衡的号召中，环境监测成为了生态环境保护与治理环境问题的重要途径之一。在人民群众环境保护意识逐渐成熟的现代社会，环境监测工作也开始受到了各界的重视。在环境监测工作中遥感技术的优势十分明显，因此遥感技术已经被广泛应用在大气污染、水体污染、矿山污染、噪音污染等多个方面。文章分析在环境监测工作中遥感技术的应用，并且以矿山为例，分析遥感技术在矿山地质环境监测中的应用。

[关键词]环境监测 遥感技术 矿山地質

[中图分类号] X5 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-8-191-2

0引言

遥感技术可以远距离不直接接触物体，通过物体的反射作用来进行识别与监测，从而获得物体的分析结果。遥感技术已经被广泛应用到众多行业当中，其中在环境监测工作中遥感技术也起到了重要的作用。遥感技术可以监测水体中的泥沙、水色等物质的含量，可以监测空气中的湿度以及污染气体的浓度等。在全世界环境污染问题日益严重的情况下遥感技术以其快速、便捷、准确的特点成为了环境监测的重要方式[1]。

1遥感技术在矿山地质环境调查中的作用

遥感技术凭借着其独特的优势已经快速普及到各个行业。遥感技术的探测范围十分广袤，工作周期较短，资料与信息获取速度快，工作效率高，所获取图像与信息真实可靠，具有明显强烈的动态性，并且搜集目标资料不受到目标地势环境的限制。因此可以看出遥感技术在矿山地质环境监测中的作用十分巨大，其为矿山地质环境调查最为有效的方式之一。通过遥感技术中大比例尺地面调查与高分辨率遥感解释相结合的监测方式能够快速、准确的掌握矿山环境所存在的地质问题类型、空间区域分布、外部地质环境等基本信息，给矿山定性定量探析提供了准确的基础数据，有效提升了矿山地质环境调查工作效率，推动了矿山地质环境监测工作的顺利开展。

2矿山地质环境现状

2.1资源损毁严重

矿山资源毁坏现象十分严重，其中包括耕地、林地等自然资源。同时矿山中还存在大量固体废弃物，严重污染环境。地质自然环境受到破坏，矿产资源开采不合理，在开采过程中没有经过合理计划过度开采，导致矿产资源破坏不可再生。

2.2地质灾害

矿山地质环境导致其地质灾害种类很多，多为常见的是山体滑坡、地表变形等。导致滑坡的原因主要是露天开采，以及开采所产生的废弃物逐渐堆积成为斜坡，在天气环境恶劣的情况下就会导致滑坡。地表变形一般都是由于高强度开采所导致的，影响了地质的平衡状态，使得地表出现变形[2]。

2.3地质遗迹与风景毁坏

地质遗迹与自然风景是一种不可再生资源，而缺乏合理规划的矿业开采活动已经严重破坏了矿山上所保存的地质遗迹与自然风景。同时，地质环境保护与治理措施难以在最短时间内实施，因此矿山上的地质遗迹与自然风景遭到了严重的破坏。不仅仅会阻碍当地旅游行业的发展，同时还会降低矿山地质遗迹与自然风景的科学价值。例如黑龙江省大兴安岭到伊春一带矿山由于不合理砂金、岩金的开采，导致矿山上出现了大量的树枝状、长条状的坑洞。

3遥感技术在矿山环境中的应用

3.1矿山占地遥感监测

利用遥感技术可以监测矿山采矿过程中所产生的固体废弃物、中转场地、矿山建筑、采场等类型的位置与数量。使用计算机自动监测与人工监测相结合的方式，对矿山的占地图进行准确、快速的提取，再结合使ARCGIS10.2软件与矿山地质情况，利用影像所呈现的光谱特征，从形态、纹理等方面对矿山占地进行提取。

3.2地质灾害遥感监测

3.2.1滑坡类地质灾害监测

遥感技术可以监测到灾害本身以及相关的具体信息，主要就是通过遥感技术设备与工作人员相互配合，遥感技术系统自动识别灾害体和相关信息。由于斜坡类地址灾害的纹理与形态与其他正常物体存在着明显差异，因此利用遥感技术可以清晰地辨别出灾害体。

3.2.2地表变形破坏程度监测

通过传统的监测方式来监测矿山地表变形的技术比较普及，其中包括水准测量地表观测法、GPS技术观测等。这一系列传统的观测方式已经普遍应用构成了主流的监测体系，并且监测的精度较高。然而应用上述传统监测方式需要大量的野外工作进行辅助，如矿山所处地理位置偏僻，人工监测操作的难度就会大大提升。而遥感技术可以通过监测地表物质的不同所呈现出来的影像不同来进行辨别的。即使是细微不明显的地表变形，遥感技术也能够清晰的辨认出来。

3.2.3地裂缝识别与监测

矿山开采所出现的裂纹改变了地表的几何形体，包括地表的坡度与坡向变化等。地表的情况出现了变化就导致了地表物体反射光谱的变化，其所形成的细微差异能够在遥感图像中被清晰的现实出来。详细来说，地表裂缝产生后目标周围的地表土壤特性会发生一定的改变，导致其影响纹理与光谱特性出现了改变，导致地表裂缝灾害体与周边环境影像色调不一致[3]。

3.3矿山地质灾害危险性评估与预警

3.3.1地质灾害危险性评估

地质灾害危险评估需要选择地质灾害的危险因子，对因子进行监测遥感分析。以滑坡地质灾害为例，其发生的危险因子包括地质地貌、固体废弃物堆放以及矿产活动强度等。利用遥感技术首先可以辨别滑坡或斜坡所处地表的地质条件、岩土类型、坡度、坡向等数据与状态，主要给滑坡监测与危险性评估提供基本数据[4]。其次，监测固体废弃物主要是针对其堆放场地进行监测，根据其堆放形式、堆放形态等来进行监测。最后，就矿业开采方式、强度、规模等信息进行遥感监测。如滑坡已经形成但是开采矿业的活动仍为停止，那么矿业开采活动将会进一步损害滑坡区域的地质环境，破坏目标区域的稳定性。如矿山正在开采过程中，那么在开采过程中会出持续出现固体废弃物，如果固体废弃物的堆放方式不科学会毁坏斜坡的稳定性，加大滑坡的可能性。通过因子确定其对滑坡发育的程度后，在通过地形辨别法等方式来评价滑坡危险系数[5]。

3.3.2矿山地质环境预警

多期遥感监测影像能够获知矿山地质环境的变化情况，进而开展矿山地质环境预警工作。首先，利用遥感技术监测矿山植物的覆盖情况，例如可以利用NDVI或相关模型来获知植物覆盖的程度；其次，利用遥感技术监测矿山岩性与构造；最后，监测坡度，可以通过DEM数据来获知研究对象区域中的坡度影像。利用遥感技术监测上述因素，能够建立矿山地质环境预警体系[6]。

3.4地质灾害实时调查

当矿山地质灾害发生后遥感技术能够对其进行实时调查，第一时间掌握地质灾害导致的破坏程度，给予救灾工作一定的参考。不论是发生滑坡、崩塌还是泥石流，亦或是组合地质灾害，遥感技术所图像所呈现的状态与周围正常环境背景都有着明显的差异。对比灾害发生前的高分辨率遥感影像与灾害发生后的高分辨率遥感影像，能够全面掌握在目标区域中地质灾害发生的情况，了解其发生规模、分布地区、发育特征、发育特点以及发展趋势，并且得知其所造成的影响。在遥感技术下能够第一时间进行地质灾害区划，形成地质灾害监测体系，给灾害概况报告、灾害经济损失、抗灾救灾策略提供准确可靠的依据[7]。

4结束语

遥感技术可以利用光、热、无线电波等技术来监测地质特性，通过不同平台与类型的数据来综合分析矿山地质环境，其工作效率高，投入成本低，探测范围广泛，已经在矿山环境监测工作中占据了十分重要的地位。利用遥感技术不但可以降低矿山的资源损毁状况，同时还能够降低地质灾害发生的频率，最为重要的是显著提升了矿山环境调查的准确度，给矿山的顺利开采提供了有力的技术支撑。

参考文献

[1]金庆花，朱丽丽，张立新.矿产资源评价与矿山环境监测中高光谱遥感技术方法应用的实例[J].地质通报， 2009， （Z1）：278-284.

[2]侯琼峰.遥感技术在矿山环境监测中的应用[J].科技创新与生产力， 2013， （06）：68-69.

[3]王炜.环境监测中遥感技术的应用[J].现代農业科技， 2011， （22）：283-284.

[4]刘红，张清海，林绍霞.遥感技术在水环境和大气环境监测中的应用研究进展[J].贵州农业科学， 2013， （01）：187-191.

[5]宋洋.遥感技术在土地利用动态监测中的应用探讨[J].水利科技与经济， 2013， （03）：117-118.

[6]韩子君.森林生态系统生物多样性监测中遥感技术的应用[J].内蒙古林业调查设计， 2012， （01）：4-6+80.

[7]赵俊美，李晋陵，马庆勋.GIS和遥感技术在土地利用与土地覆盖动态监测中的应用探讨[J].现代农业科技， 2008， （10）：226-227.