遥感技术在矿山地质环境监测中的应用

董 玮

（江西省地质环境监测总站，江西 南昌 330095）

1 矿山地质环境主要问题

1.1 资源问题

矿山环境的开采主要产生的是一些固体的废弃物，这在实际的调查中我们会发现，固体废弃物的组成非常复杂，有的含有大量的重金属，有的含有不利于人体健康的物质等，而这些固体废物往往又是堆放在露天环境中，对矿山地质的监测或者是开采等野外作业带来一定的不利影响，且废弃物的露天堆放，占地面积大，很可能占用周边的耕地，或者是林地资源，这些地方的废弃物清理起来难度大，且段时间内也很难清理干净，对耕地、林地资源造成的破坏难以恢复；一些有毒害的废弃物，一旦渗透到地下水或者地质土层当中，就更难以清理，严重时可能造成对附近居民身体健康的影响[1]。

1.2 地质环境问题

（1）滑坡灾害。滑坡灾害是我们常听到过的一种地质灾害，矿山地质滑坡灾害的形成可从两个方面说起，一是过度的露天开采，矿山植被层严重遭到破坏，对表层的土层失去固定作用，在外力作用下，极易造成滑坡现象；二是矿山开采产生的固体废弃物堆放没有一个严格的控制标准，且堆放的方式与管理欠缺，一旦遇上雨季或者是其他外力作用下，极易造成坍塌，影响周边的施工。

（2）地表灾害。矿山地质地表灾害的发生，大多都是由于过度的开采造成的地陷或者是地貌的改变，这种灾害的发生，多是由于开采过程采用了井工仓储式的挖掘方式，造成地下水分布发生改变，或者是分布不均，严重影响地质层间的平衡，发生塌陷沉降，影响正常施工[2]。

（3）地表裂缝灾害。地表裂缝灾害的发生跟地表沉降有相似的原因，都是过度开采造成地质层水分不均，这种灾害是非常严重的，裂缝大的有数千米，是永久性不可逆转的。裂缝的出现对矿山开采的基础设施也有损害，严重时或发展成地表沉陷，对矿山施工造成中断。

2 矿山地质环境的监测内容

对矿山地质环境的检测，主要是通过建立一个计算机的数据处理平台，即建立一套针对地质环境信息管理的数据库信息系统。将对矿山以及矿山周围的地质环境进行调查，采集数据之后，将这些环境信息输入到计算机数据处理管理系统中，进行更加精确的数据处理分析，进行下一步的评估，并且可通过计算机网络信息化的传递，将这些数据信息共享。当矿山地质环境发生变化时，这些数据信息也会相应的发生变化，相关企业部门就可以根据监测到的数据信息进行对矿山的一些有针对性的管理，并且在地质环境监测到的内容下，可每年年底进行年度报告编制，向外界或者说向社会公布一些矿山地质环境方面的信息。

3 遥感技术在矿山地质环境监测中的应用

3.1 矿山地质环境遥感监测的常用方法

（1）对矿山崩塌的遥感监测。对矿山崩塌的问题，其主要产生的原因是过度的露天采矿。常发生在较陡峭山坡或者是悬崖上。矿山的崩塌多是在遭受重力影响的作用下，山体的部分岩土或者说较陡峭的土层滚落而形成的一种较严重且破坏力较强的现象。再通过用遥感技术进行矿山环境监测中，山体崩塌的部分在成像图中所呈现出的图像边缘常是弧形或者直线型，且向阳坡段成像颜色较浅，背光坡段成像较深。常见的两类成像图有ETM和TM图像，这两种图像虽然能够如实的反应被监测矿山的地质情况，但对有山体崩塌的区域，显示力不足，有一定的缺陷。为弥补这些不足，常用的成像图还有SPOT5图像，这种图像对崩塌区域成像的边界线显示明显，可与上两种成图软件搭配使用，达到更好的效果。

（2）对泥石流的遥感监测。把TM和ETM的成像图用741和453波段组合，强化图像的色彩或对比度，这样有利于对具体泥石流存在的隐患区进行识别与判断。

（3）对采空塌陷区的监测。利用遥感技术进行塌陷区检测时，其遥感成像图可明显的将塌陷区域图像呈现出来，或椭圆形，或环形斑点的图像。此时的TM图像中所呈现的塌陷区图像，会因矿物元素含量差异、塌陷深度不同等有明暗不同的特点。在矿山采空塌陷区域，其周边地质环境也会与其他地方有不同差异，这时可采用阙值法对塌陷区域信息进行采集，再运用全色波段以及SPOT213波段相结合就可显示出清晰影响，这能为后期地质情况的变化做出相应分析，为企业采取应对措施提供依据。

（4）对矿山污染的监测。针对矿山地质环境监测内容中，有一部分是针对开采过程产生的废水、废气以及废渣来进行的。这几种类型的废弃物若处理不好会造成矿山环境的污染，就比如在一些石灰岩地质矿山中进行开采项目时，常产生一些粉尘污染物，此时用遥感技术进行监测时，TM543波段成像图上有会明显的亮白色或者是暗红色斑点，即可针对这些情况，进行提前防范。也可利用SPOT5光谱图对矿山开采中排放的废水进行监测，分析判断水体中的化合物，以做到预防污染地下水的措施。

（5）对地貌景观的监测。矿山开采过程中，势必会产生一些废弃固体物，而这些废弃物的堆放常常没有遭到科学的处理，势必会对山体自然环境或者周边居民居住环境造成影响，利用遥感技术进行监测时，这些裸露的基岩或者是被遭到破坏的植被可清晰的显示出来，进行让有关部门能够采取相应的措施来解决。

（6）将遥感技术应用到矿山地质灾害的评估及预警中。将遥感技术运用到矿山地质环境监测中，要多注意上述中的一些地质灾害问题，及裂缝、地表塌陷变形、泥石流等灾害问题，要及时的通过分析遥感技术监测采集到的数据信息进行统一的研究，划分灾害的类型和等级，及时的作出处理，预防灾害的发生。要能够根据这些数据信息形成一套地质灾害的分级标准或处理规范，对灾害进行预警，以保证矿山开采工程的顺利安全进行。

3.2 遥感测绘技术在矿山地质环境动态监测中的技术要点

（1）校正辐射。矿上地质环境检测中的遥感技术来说，其分辨率、成像时间等都有严格的要求，此时就要对遥感技术进行辐射校正，使此技术在实际采矿中，产生的误差最小或者说避免误差的产生。通常，辐射校正包括绝对辐射校正和相对辐射校正两种。

（2）影像融合。影像融合通常指的是多种成像方式的融合，该技术包含了纹理处理，空间分辨率，和光谱信息处理等，是一项关键的技术，可提高影像的质量。常用的影像融合方式有多波段影像数据融合，可利用HIS变换法进行数据的计算，来提高计算的效率。

（3）信息提取。矿山环境信息的识别主要是通过遥感技术进行信息提取之后进行的，我们可在遥感影像检测后进行图形信息的分隔和辨认，再根据这些信息的提取来进行整体矿山地质环境的分类，从而判断矿上地质环境的动态变化。

4 结语

综上所述，矿山开采不得不说会产生这样那样的问题，矿山地质环境保护刻不容缓，利用遥感动态监测技术可有效进行矿山环境的探测并提取相应数据信息，以此为依据可采取相应的措施，积极改善矿山开采带来的不利影响。