矿山地质测绘信息的遥感影像处理

崔媛媛

（河南省航空物探遥感中心，河南 郑州 450053）

1 遥感技术介绍

随着社会的迅速发展，人们的生活节奏也随之加快，尤其是互联网技术的迅猛发展为信息的全球化进展带来了前所未有的机会。计算机已经被利用于社会生活的各个方面，而遥感技术的应用则为计算机的应用锦上添花。比如，在进行地址测绘的过程中，就综合使用的遥感技术和GPS技术，结合了两者的特色技术，为地址的测绘工作提供了极大的便利。遥感技术的最普遍应用就是动态监测，这是形成图像的直接来源，就动态遥感检测技术而言，通常需要经历以下几个步骤：一是数据的选择、二是数据的处理、三是信息变化的获取和精度的检验与评定。众所周知，信息是变化的，那就要对变化的信息进行获取。这就要求在一段固定的时间内，对所要观测的对象进行变化信息的提取，主要关注其相关资料在量上变化的大小[1]。动态监测是在测绘领域内非常重要的应用，主要借助不同的监测时段内所记录信息在量上的变化情况来对事物的变化规律进行预测。为了确保所获取的信息具有可靠性，一定要严格控制数据的精度，可以通过与其他的资料进行对比来提高信息的精度。如果遇到对信息精度要求极其严格的情况，就需要通过地理信息系统等一系列卫星影像分辨率比较高的图片做资料进行补充。

2 遥感图像处理技术的介绍

所谓遥感图像处理技术就是借助计算机的一些制图工具把获得的遥感资料编辑成各种地图，遥感图像处理技术在测绘制图和地理研究中发挥着至关重要的作用。在进行遥感图像处理的时候在技术性的操作上有极高的要求，主要涉及以下三个关键技术的操作，一是空间分辨率与制图比例尺、二是波普分辨率与波段、三是时间与时相分辨率。下面就对以上三个关键技术的操作过程分别进行详细的论述。

（1）空间分辨率与制图比例尺。空间分辨率与制图比例尺在技术上要求综合考虑两个关键因素，第一个关键因素是解译目标最小尺寸，第二个关键因素是地图成图比例尺。在遥感图像的空间分辨率方面有着不同的要求，主要是由制图对象的规模来决定的[2]。而地图比例尺与分辨率之间存在着不可分割的联系。大量的实践证明，地图成图比例尺和空间分辨率等一些其它图片属性对于普通地图的修改和更新都起到了极其重要的作用。

（2）波谱分辨率。所谓的波谱分辨率是一个波长的范围，在遥感技术运用中，需要传感器的工作，传感器的探测器件能够接收电磁波辐射，波谱分辨率是探测器件所能区分的最小波长范围。大量的研究表明，波普分辨率的高低由波段的波长来决定，具体来说，波段的波长范围越小，所对应的波谱分辨率就越高。在某些情况下，波谱分辨率的含义也有变化，主要是指传感器在其工作波长范围内所能划分的波段的量度。此时，波普分辨率的高低也是由波段的波长来决定的，具体来说，传感器的波段越多，相对应，波谱分辨率也就越高。

（3）时间与时相分辨率。遥感图像所反映的是某一瞬间内地面实况的记录，可是，不得不承认的是地理现象的瞬息万变。因此，在一系列按时间序列成像的多时相遥感图像当中，必定会存在着某一个最佳时期，而这个期间的图像是最能揭示地理现象本质的。目前，普遍采用的遥感信息是来自美国陆地探测卫星和来自法国的地球观测卫星遥感信息。

3 遥感图像处理技术在测绘中应用

近几年来，科技的发展推动社会不断进步，社会的飞速发展促使人们对于遥感技术的需求也越来越多，从某种程度上来说，这种需求量的增大促进了人类在遥感图像处理技术领域里取得了许多新的突破，遥感图片处理技术的运用增大了人们观测图像的范围。遥感图像的处理技术主要被应用在测绘工作当中，其中应用比较广泛的领域又两个，一个是土地勘测领域，二是地质测绘领域。实际施工过程中，遥感图像处理技术被普遍应用在土地使用的界线范围测量中、遥感图像处理技术被应用于简化建设用地工作中，尤其对交通路线的设计与实施，遥感图像处理技术的应用还包括对大型工程的设计等方面，遥感图像处理技术为以上各个方面都有极大的帮助。在采用遥感图像处理技术进行地籍测绘的过程当中，通过图形以及数字等难识别的对象为基础，采用与计算机相关的技术手段，对大量很难识别的信息进行有关的加工和处理，从而使这些信息变成可识别的图像和文字，进一步记录相关的数据信息，合理的确定监测的周期，从而更好的对土地利用的变化情况进行全新的监测。可以把各个时期获得的数据结果进行对比研究，从而得出最优的结果。

遥感图像处理技术极大的增大了人的眼睛所能观察的光谱范围，遥感图像处理技术所使用的电磁波波段是从x光到微波，这种电磁波的波段极大地超过了可见光的范围；和遥感图像处理技术不同的是雷达遥感，雷达遥感的不同是由于雷达遥感使用的是微波，所以，雷达遥感的工作不受昼夜和天气变化等多种不利因素的限制，大多数情况下能够达到全天候的观测要求。通过遥感图像处理技术所获取的图片不是普通方法能够获得的。因此，在我国乃至全世界的测绘工程应用中都有着非常重大的意义。

4 遥感图像处理技术引用于矿山地质环境调查中的实际分析

（1）对地质环境进行动态监测。地质环境会随着时间的变化而变化，想要掌握地质环境特点，还要对地质环境进行动态监测，掌握地质环境变化的特点和规律，探究不同地质环境的形成条件以及后续变化规律。掌握这些信息有利于我们对地质环境的开发工作，掌握影响地质环境的因素，才能掌握地质环境的变化。进行地质环境监测时，要选择有代表性的地质环境进行检测，同时要注意对不同种类型地质环境的监测。针对不同的地质环境，因地制宜，采取不同的监测方法和检测仪器。这样才能提高地质环境监测工作的工作效率和监测数据的准确性。地质环境监测工作要做好统筹规划，要对监测频次和监测方法做出明确规定，使地质环境监测工作规范化，监测流程程序化，这样监测数据才更有研究的价值和意义。

（2）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。

（3）遥感技术在矿山地质环境监测中的前景。使用遥感技术对矿山地质环境进行监测，主要是通过实时监控来获得监测技术，然后根据相关的知识对监测结果进行分析，从而获得影响矿山地质环境的因素，并且进行预警。比如对泥石流进行监测时候，如果出现了植被覆盖的情况，那么就很可能出现泥石流。为此，应该使用一些科学的方式分析植被覆盖的数据，同时了解岩石的情况。如果岩石的耐风化较低，并且其位置存在大量松散物质，那么就很可能出现泥石流。遥感技术目前已经在很多领域都得到了广泛的应用，因此发展前景比较良好。矿山地质环境监测中，除使用遥感技术之外，还应该积极地引进一些比较先进的人才，从而提高地质环境监测的水平。目前，我国的遥感技术的应用还处于起步阶段，因此应该加强对其的研究，这样能够研究出很多先进的技术以及装备。进行矿山地质环境监测的时候，要想了解矿山的开采情况，还可以使用地理空间信息系统。同时还需要对监测方式进行了解，将传统方式和先进的方式相结合，从而保证监测结果的科学、合理以及较强的灵活性。传统的监测方式主要是使用化验或者现场试验等进行，而先进的监测方式主要以RS技术为基础，然后根据矿山的实际情况选择合适的监测方式。矿山地质环境监测中，评估安全性、矿区土地复垦可能性、尾矿库监测方式以及矿区滑坡监测方式时，可以使用多种先进技术，这样能够使监测系统更加完善。这样也能够发挥遥感技术在矿山地质环境监测中的价值。

综上所述，我们看得出来利用遥感图像处理开展测绘工作的时候，是一项繁琐而细致的工作。随着社会的进步，人们对环境信息的要求也十分迫切，对地图的品种、数量、质量等的要求越来越高，因此在它的获取和处理方面，一定要有精确的处理才能保证信息更加准确。目前，图像已经向着系统、综合、实用的方向发展，而遥感图像处理技术的发展必将对遥感制图的发展和提高起到有力地促进作用。遥感数据根据定位精度、地面分辨力的精度等原因，使得到的结果会受到一点影响，但是遥感技术在卫星系统、传感器、信息传输、数据处理等方面均在迅速发展，所以其图像获取的精度将会不断提高，也将会带动测绘领域在技术方面有突破性的进步。