卫星遥感技术在矿区水文地质勘察中的应用研究

李金燕，孙艾林

（1.江西省煤田地质勘察研究院，江西 南昌 330001；2.江西省峡江水利枢纽工程管理局，江西 南昌 330046）

当前矿区勘察工作中比较重要的一个方面就是水文地质勘察，通过卫星遥感技术开展矿区水文地质勘察工作能够极大地提高工作效率。卫星遥感技术主要依据电磁波理论，利用目标物体反射回来的电磁波开展处理分析工作，通过获取的影像资料来为后续工作提供参考，确保矿区水文地质勘察工作的准确性、可靠性。

1 卫星遥感技术的论述

（1）卫星遥感技术的基本运行原理。对于卫星遥感系统，主要包括信息源、信息选择、处置以及应用这四个功能。针对卫星遥感系统来讲，能够按照相关需要基础之上来对相关信息数据进行选择，然后对信息进行信息加工，将处理完的信息融入到水文地质分析环节中去，通过采取这一系列措施能够逐一的将物体的特征、变化流程凸显。

（2）矿区水文地质勘察过程中应用遥感技术的优势。通过仔细分析当前遥感技术应用现状可以了解到，无论在水文勘测还是气象勘测工作中都有广泛的使用。下面，就结合矿区水文地质勘察工作为例来介绍遥感技术的优势：①勘察范围较广，通常来讲通过遥感卫星地面站，从平台上获取的卫星数据可监测到矿山开采范围，卫星遥感可观测范围2000万平方千米，近地点距离200千米。②准确性较高的信息以及较小的误差，有效满足矿区水文地质勘察工作需要的各种条件。③信息获取的速度非常快，无论是分析目标区域获取的地质信息还是信息被运送到地面站内，所有工作时间加起来控制在20分钟以内。

（3）遥感技术在水文地质调查中的应用。①水文地质测绘工作方面的应用。首先，遥感技术可以获取准确水文数据，确定区域、市域、省域边界，同时全面了解水文地质特征并且获得非常完善的测绘信息，实现高效利用各类数据信息并将水文地质测绘结果的精确程度有效提升；其次，借助遥感技术可以实现地下水、水体、湿地等的全方位勘察，能够获得较为完整且清晰的图像信息，为测绘工作人员提供准确信息方便开展后徐工作；最后，遥感技术在水文地质勘察测绘中主要借助其电磁波理论，提供给勘察测绘较为丰富的信息资源，将测绘工作水平全面提升。②地下水资源分布状况调查分析方面的应用。首先，遥感技术可以调查地下水资源的分布状况，借助遥感图像能够开展相应的解译分析，利用解译分析能够将富水构造以及含水层的分布情况全面了解，同时按照这个为依据来科学合理的利用地下水资源；其次，借助遥感技术能够详细调查地下水资源的具体分布情况，方便提供给调查人员较为丰富的影像资料，做到科学处理各类信息数据，将地下水资源分布情况的了解程度有效提升；最后，为了能够实现遥感技术的有效应用，建议选择的技术人员要具备高度的专业水准，能够对遥感类仪器设备进行合理的应用。③水文地质灾害调查分析方面的应用。对于遥感技术，还可以应用到水文地质灾害调查工作中去，能够利用遥感技术进行调查区域内地下水形态、地下水分布情况、水文地质特性展开全面分析。利用计算机来进行三维空间模拟分析，借助遥感影像科学合理的预测调查区域内的水文地质灾害，提供给水文地质灾害有效的治理建议。

2 矿区水文地质勘察工作影响

对于矿区来讲，水文地质单元中包含着地下水，如果针对水文地质去没有做好监测工作就非常容易造成开采过程中的水事故。所以，为了能够充分保证开采工作安全进行，就需要借助卫星遥感技术来进行矿区水文地质勘察工作，否则容易造成以下不利影响。①对矿区的低下矿物层水平衡造成破坏。当前我国各个地区的地形、地质存在较大差异，地质结构的不同导致水文地质条件存在一些差别。如果，在进行开采工作前没有事先就勘测工作做好充分准备，那么非常容易导致开采过程中出现水流汇集到一处的情况，如果水流速度过快就会对矿物层的水平衡造成严重影响。②地质灾害较为常见的一种现象就是沙土的液化，这种情况会影响到土壤的紧实程度，造成土壤松散。出现沙土液化的一个重要因素就是水文，开采过程中土壤中如果含水量较大且与松散土粉混合以后出现这种情况。沙土液化之后，会像河水一样持续不断的向下流淌，不断地冲刷着矿区的地下矿物层，更为严重的还会造成坍塌。③开展矿区开采工作过程中，如果开采力度过大不加节制就容易发生非常严重的地质灾害。对于地下矿产资源来讲，属于非可再生资源会有枯竭的一天，但是开展矿区开采工作过程中存在部分企业没有充分做好前期勘测，在开采过程中过度开发，导致矿区地面出现了沉降的问题。地面沉降一旦发生，就会导致非常严重的安全隐患，在后续开采过程中非常有可能出现坍塌的情况，严重威胁工作人员的生命安全。

3 遥感技术在矿区水文地质勘察中的应用流程

（1）收集信息数据。在使用卫星遥感技术的时候需要充分注意到一点，季节环境的不同对影响到最终的图像效果，即便是同一个事物面对不同的季节环境其遥感图像也是存在差异的，因此需要选择好勘察的季节，确保最终获得信息的准确性。对于遥感技术应用勘察工作来讲，不同的目标导致勘测要求也存在差异，因此要选择合适的勘测技术。比如，在提取水体的图像信息时，可以选择TM1的方式进行提取，对植物的图像信息进行提取时，可以选用TM2的方式进行提取。

（2）处理数据信息。借助遥感数据准确获取信息图像以后，就需要对数据信息进行处理。在处理数据信息的环节，多种自然因素会对最终结果产生影响，比如大气环境以及空气中杂物的干扰，这些因素的存在会影响到画质，造成图像信息在传递过程中画质发生损坏，出现边缘模糊或者是图像变形的情况，组中反映到数据分析上。在分析遥感图像的工作过程中，要求进行多次的校正可以却奥数据分析能够准确有效。在进行校正的过程中，作为工作人员可以选择使用电磁辐射技术将图像亮度值增强。还有就是，相关人员还会选择几何校正的方式对受损图像进行校正。

（3）解读地貌信息。利用遥感技术获得图像后，要进行截取处理图像，相关人员获得地表图像以后可以分析勘测地的地貌。利用遥感图像，工作人员可以直接观察到勘测地的植被分布、水资源的分布情况，为了方便勘察人员进行准确辨认可以利用不同颜色加以区分。还有就是，相关人员可以在遥感图像上获得勘测地的详细地形信息，能够充分掌握不同的地形信息。

4 基于卫星智能遥感技术的矿山水文地质勘察

（1）智能遥感技术的嵌入。对于矿山水文地质勘察工作来讲，需要借助智能遥感技术来提高勘察效率。智能遥感技术为基础的勘查系统与普通勘查系统相比较，具备一定的智能性，其组成主要包括智能遥感器、智能遥感平台、智能信息传输与接收装置、智能图像处理设备等。

①智能遥感器。这一设备仪器主要功能是开展远距离的地面探测，同时还能够进行地下的电磁波反馈。智能遥感器采集物质的信息，主要原理是各种物质之间对于电磁波的反射吸收特性存在差异。在矿山水文地质勘察工作中，信息采集主要利用智能遥感器来完成。一般情况下，智能遥感器会被安装在各种信息采集的飞行器上面，主要包括光谱扫描仪、高分辨照相机、合成孔径雷达等等。②智能遥感平台。这一设备仪器属于运载工具，主要作用是进行遥感器搭载。对于遥感平台来讲，主要作用是提供给遥感器采集信号的支持平台，能够保证采集信号这一环节的持续、稳定。一般情况下，用到的遥感平台有小型飞行器、运载飞机、人造卫星等。③智能图像处理装置。这一装置主要用来处理信息接收装置收到的信息，通过数字化处理来获得高清图像。装置通过输入指令来将各种采集的信息自动识别，通过比对数据库中的已有信息，利用系统进行数据绘制获得示意图、三维立体模型。智能图像处理装置不仅能够实现相同目标物在不同时间的模型绘制，同时还能够对多种采集到的信号进行处理，与传统的图像处理系统比更加的高效和智能。

（2）智能遥感技术的矿山水文地质勘察机理分析。对于矿山水文地质勘察工作来讲，智能遥感技术的使用能够改善传统方法存在的局限，比如信息采集非常全面、获取信息的速度非常快，不会因为时间、空间、地域、环境等因素受到影响。矿山水文地质勘察中应用智能遥感技术主要依据如下原理：首先，通过对卫星、飞机或是飞行器上的遥感器获取的信息进行收集，收集完成后进行地面目标电磁辐射信息的获取，获取完的所有信息都要向地面信息传输与接收装置进行反馈，在接收装置简单地筛选、整合完所有信息以后利用智能图像处理设备来开展比对和分析，最后进行三维立体图像的绘制。因为不同物质的光谱吸收反射的特性都存在区别，所以各物质之间也会有不同的成像信息，利用遥感器能够将各物质的电磁波信息准确捕捉，利用电磁波的不同反馈来进行全面水文地质勘察信息的获取、绘制。

5 结语

综上所述，作为一种新型勘察技术，卫星遥感技术具有较快的信息获取速度，同时又能够实现对水文地质信息的加工处理，因此非常适合在矿山水文地质勘察工作中。上文通过分析卫星遥感技术，矿区水文地质勘察工作影响，遥感技术在矿区水文地质勘察中的应用流程，基于卫星智能遥感技术的矿山水文地质勘察工作，希望可以实现矿山水文地质勘察工作的进步。本文对基于智能遥感技术下矿山水文地质勘查的研究，希望能为今后矿山水文地质勘察工作更高效、准确、安全的提供一条途径。