基于信息遥感的矿山地质构造信息提取研究

张源

摘要：作为全球矿业大国，我国矿业开发总规模居世界第3位，进入21世纪，随着工业化，现代化进程不断加快，我国进入资源消耗快速增长阶段。传统的矿山地质构造信息提取方法无法发挥显著的作用，缺乏一定的可靠性，为此提出基于信息遥感的矿山地质构造信息提取方法。使用阈值分割方法和面向对象分类方法，确定矿山地质构造信息提取要素，在利用高程变化模型，实现对变化区域信息的提取。由此，完成基于信息遥感的矿山地质构造信息提取的研究。在实验中，采用数值对比的方式，对两种方法进行对比分析，实验结果表明，所提方法可靠性较高。

关键词：信息遥感技术;地质构造;信息提取;探测范围

现阶段，国民经济对矿产资源的刚性需求不断加大，供需矛盾突出，需求引起的矿业开发力度不断增强，对矿山生态环境破坏越来越严重，以致矿山环境治理的速度赶不上对矿山环境破坏的速度，加上许多老矿山遗留的环境问题未解决，使得矿山生态环境总体形势严峻，为确实保护好矿山地质环境，提高矿山地质环境调查中的效率，粗淺分析一下遥感解译在矿山地质环境调查中的应用。遥感图像是按照一定比例缩小的地表自然景观综合图，图像在信息表达上有巨大的优势。遥感图像解译工作既是一门学科，又是图像处理的一个过程。图像解译是建立地物性质—电磁波谱性质—影像特征三者的关系，矿山目标信息提取质量好坏主要取决于人、物、像三要素的协调程度。在图像信息认知理论指导下，从矿业活动的系统性和整体性出发，建立基于创新的知识体系的不同类型矿山目标图像标记理论。基于图像地学信息转换理论，构建矿山遥感区域地质地貌图像结构格架;构建矿山具体目标的空间结构要素及其地质地理环境组合信息的图像标记和综合识别标志。对矿山目标的空间定位等具有指导意义。

1遥感技术的优点

遥感技术的优点主要体现在以下两个方面：首先是测量精度高测量精度高是遥感技术探测最为显著的一个特点，能提供精准的地质基础数据，具有广阔的应用范围。将其应用于矿山地质测量中，能准确找出资源位置及其空间分布情况，探测数据精准度高，可以大幅度减少测绘时间，提高地质测绘效率。尤其是在勘察煤矿地质时，由于煤矿地形地貌较为特殊，其能有效克服地形和地貌上的限制，探测范围广、测量精度高，避免烦琐的人工探测步骤和重复对观测点数据的测量过程。其次是实时动态监测遥感技术监测数据信息具有实时性和动态性，数据更新简便快捷，可以根据需要设定数据信息更新时段。对数据库信息的实时监测，能有效实现对探测区地质情况的动态监测，及时掌握矿山地质变化动态。数据信息的更新能不断地完善原有数据库信息，为矿山安全治理提供重要数据保障。

2感影像处理与信息提取方法

感影像处理与信息提取方法主要是以下四个方面：（1）遥感影像纠正。在开展遥感解译工作之前需要对获取的遥感影像进行正射处理，在进行正射处理时以选择优于1：10000地形图和DEM为基准，对获取的遥感影像进行正射校正，正射校正时的控制点应选择田埂交汇处，道路交叉点等，不宜选择在有高差的地物点，且控制点应均匀分布，每景影像所选的控制点个数不低于15个。（2）遥感影像融合。本研究区的影像融合采用Pansharpen的融合方法，该方法能较完整的保留多光谱的波段信息，同时也能较好的体现全色波段的影像特征。（3）色调调整。遥感影像的色调调整主要对整合后的遥感影像，采取波段的反差增强，拉伸、彩色增加等处理，使得遥感影像的地物把关更明显，层次更丰富、色调更均匀的过程，调整后的影像在解译过程中更能体现地物特征，以提高解译的正确性。（4）遥感影像镶嵌。遥感影像镶嵌的过程就是将多影像相邻的已经正射校正和色调一致的影像进行无缝拼接的过程，在镶嵌过程中为了保证镶嵌的精度需要在相邻两景遥感影像的重叠区域选择镶嵌的同名控制点，且在镶嵌过程中需要对两影像相邻的影像进行色调匹配，以降低遥感影像的色调差异，保证图像色调的一致性。

3遥感技术在矿山地质测量中的具体应用

a）山体滑坡监测。露天开采、强降雨、地表沉降等情况都有可能造成山体滑坡问题。而通过遥感技术，能对滑坡产状分布和发育情况进行详细掌握，但具体应用中需加强对采集数据成型图像的处理，确保监测图像线性明显、清晰度高。b）空间塌陷监测。矿区地质地貌、矿山环境、物质种类等存在很大的差异，因此矿山地质空间塌陷破坏力有很大的不同。通过遥感成像技术可以有效反映塌陷的不同信息。遥感测绘成像图包括TM（专题制图仪）图像、光谱图像、天线扫描图像等多种图像，其能分别对空间位置、水体信息、信息数据、塌陷区变化等内容进行反映，可根据需要进行图像选择。c）地质污染监测。煤矿矿山开采往往持续周期比较长，会对空气条件、水体环境、地质环境等产生较大的影响。运用遥感技术可以对矿山地质污染情况实施监测。遥感成像中用不同颜色表示污染程度和污染区域，如遥感成像中部分区域显示暗褐红色或亮白色，则表明其为严重污染区域，粉红色区域为污染区范围。

4现矿山地质构造信息提取

首先，要了解矿山构造地质的分布状况，在地形解译和模拟解译的理论的基础上，全面分析矿山地质构造的灾害信息。第二步，在信息遥感影像上，通过叠加DEM获取高程变化量，若在提取的过程中，无法获得影像的高程信息，就需要在遥感影像上叠加DEM后，提取矿山地质构造信息。第三步，在影像分割时要结合波谱信息和信息特征，确定分割尺度。但由于波谱信息是面向对象分割技术的有效因子，所以在分割的过程中，要计算影像波段的权重，在确定分割尺度，这也是确定遥感影像面相对象分割的关键。同时，也是决定分割对象异质性的指标。第四步，在提取矿山地质构造信息时，分割尺度的优劣会直接决定提取信息的质量，因此，要保证分割尺度不会受到影像的影响，以便于下一步信息的提取。在野外工作成果的基础上，结合研究资料，对矿山地质构造特征进行了分析，获得了研究区几何和运动特性的详细资料。由此，完成基于信息遥感的矿山地质构造信息提取的研究。

5结语

总之，通过面向对象的分类方法提取矿山地质构造信息，提取信息时以及据影像对象的描述规则集，分类提取结果，以此提高提取结果的精度。最后，通过实验论证，本文设计的基于信息遥感的矿山地质构造信息提取方法的可靠性。

参考文献：

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[2]项鑫.遥感在矿山地质灾害调查中的应用对策探讨[J].世界有色金属，2018（14）：176.

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（作者单位：河北省水文工程地质勘查院）