遥感技术在矿山地质环境调查中的应用思考

杜丹　关健　郭玉娟

在矿山进行开采前，对矿山地质条件与环境状况的调查工作是整个开采工作的基础，将在一定程度上影响着矿山是否能正常完成开采。而遥感技术作为近些年迅速发展的技术，通过将其应用于矿山开采工作中，能够在一定程度上提升矿山调查工作的效率与效果。对此，本文通过对矿山调查工作的具体调查内容进行简述，并详细地分析了矿山调查过程中可能存在的问题与遥感技术在这些方面的优势，希望对我国矿山地质调查工作的开展与矿山开采的正常推进提供一定帮助。

遥感技术  矿山  地质环境调查  应用

DU DanGUAN JianGUO Yujuan

Before mining，the investigation of geological conditions and environmental conditions is the basis of the whole mining work， which will affect whether the mine can complete the mining normally to a certain extent. As a rapidly developing technology in recent years， remote sensing technology can improve the efficiency and effect of mine investigation to a certain extent by applying it to mine exploitation. In this paper， the specific contents of the mine investigation are briefly described， and the possible problems in the process of the mine investigation and the advantages of remote sensing technology in these aspects are analyzed in detail， it is hoped to provide some help for the development of geological survey and the normal promotion of mining in China.

Remote sensing technology; Mine; Geological environment survey; Application

随着遥感技术在近些年的不断成熟，这一技术在诸多领域都展现出了自身的优势。而矿山调查作为对数据精度要求较高的工作类型，与遥感技术的特点与优势都较为符合，能够比较准确地对矿山环境进行精确的调查，并且调查的范围相较于人工调查会有一定的优势，能够提高现有的矿山调查精准度，可以有效地帮助矿山开采队伍提前预知风险并进行规避，对于提高我国矿山开采工作的效率有较好的效果。同时，对遥感技术的应用也可让我国矿山的环境保护工作更加顺利地展开，更加全面地探测矿山污染问题的具体情况，助力矿山的环境保护工作取得较好的效果。

1.1废水污染与开采造成的破坏

矿山的开采虽然为我国的工业生产提供了大量的原材料，让我国的经济发展速度也有了一定的提升。但由于多年来高强度的开采，我国很多矿山在开采后都因为环境破坏严重而无法恢复原有的绿化状态，造成了大量的土地面积荒芜。同时，在开采的过程中，还会在矿山周围搭建大量的厂房，这些厂房在矿山完成开采后，往往也缺少对其的拆除与维护，使这些厂房占据了大量的土地面积。其次，矿山开采的过程中会有大量工业废水的产生，这些废水都是由于矿坑积水、设备降温等产生的，长期不进行处理，对周围的土地环境与地下水资源都会造成不可逆的损害。这些问题都是目前矿山开采所存在的污染问题。

1.2地质灾害严重

我国矿山在开采的过程中，经常因为开采的规划问题而产生山体滑坡与塌陷等严重的地质灾害，这些灾害在发生后，对于矿山工作人员的生命安全与周围住户的正常生活都会造成比较严重的影响。同时，矿山在开采时，还会产生大量的碎石、泥土等废弃物，这些废弃物的堆放会占据周围大量的土地，且因为是露天堆放，这些碎石與泥土还会因为外在影响而出现扬尘与垮塌的问题，对空气质量与工作人员的安全都会造成严重的影响。这些问题在近些年已经造成了大量的人员伤亡事故，需要及时加大管理的力度。

2.1矿山地质条件

通过遥感技术对矿山进行调查后，就能够通过调查数据形成Landsat-TM图像，这一图像可以完整地展现矿山全方面的地质情况与状态，并以空间角度展示矿山内部各地质特征之间的分布情况。

（1）在对地形的调查方面，目前主要应用免费开放的欧空局哨兵—1号（Sentinel—1，C波段）卫星数据。植被覆盖密度高的地区综合应用哨兵—1号与ALOS—2（L波段）卫星数据，能够以三维角度展现各地形之间的组成形态与分布状况，将各部分在空间层面上的位置关系较为直观地表现在分析结果上。开采人员能够凭借调查结果了解矿山中水流、山洞等环境的具体分布情况，可以让矿山开采人员迅速地对矿山地貌有一个较为客观、全面的了解，对于提升矿山开采效率有一定的帮助。

（2）在对地质结构的调查方面，遥感相较于人工能够得到更为全面灵活的地质结构判断结果，让数据的内容不再局限于调查人员监测到的内容。同时，遥感技术所总结的地质结构并非单纯的文字报告或二维层面的图纸，而是可以在空间的角度上直观地展现结构状况，让开采人员可以在更为灵活、全面的角度上了解矿山内部的地质构造状况，有利于开采人员提前判断矿山中所存在的塌陷、裂缝等地质问题。对于一些矿采较为频繁的矿山，遥感技术也能够较为精准地判断矿山中可能存在的塌陷、滑坡等安全层面的隐患，可以有效地降低开采过程中因对矿山结构的了解不够细致而影响到开采工作的正常推进与安全风险的发生。最后，开采人员通过不同时期与不同位置的遥感图像能够全面地了解矿山在一定周期内的地质环境变化状况，对于更好地了解矿山起到一定的作用。因此，遥感技术的应用对于开采人员提高对矿山的了解度与规避矿山安全风险有着非常明显的优势，可以让开采工作更加精准地进行，降低因重复开采而对矿上地表环境造成过于严重的损害。

（3）在对水文层面的调查上，遥感技术可以通过遥感调查的结果，较为全面地反映出矿山地表水的构成状况，以及矿山内部结构的含水情况变动，并以此分析出矿山内部的土壤与岩石的具体结构状况。因此，遥感技术对于提高矿上开采团队对矿山地表与地下水的构成，以及各结构的水含量的掌握程度有着较好的效果，能够提高开采人员对矿山结构了解的全面性。

2.2矿业痕迹

矿山在经过开采后会留有一定的痕迹，例如在地表的开采场地、堆积的肥料等，这些信息都会在遥感图像中呈现为点状与阴影状的结构，会与普通的自然机构之间存在一定的差别。所以开采团队能够凭借这些结构的特点判断矿山的具体开采情况，并以此判断矿山环境的变动状况。对于一些面积较小的矿山开采活动，也可以利用遥感技术与航拍技术相结合的方式，在遥感图像中了解开采痕迹的具体位置，然后通过航拍，了解具体的开采情况，这对于一些中小型采矿团队了解矿产状况具有较大的帮助。

2.3矿山地质风险

矿山的开发一直都是发展与风险并存的。一些贫困地区通过矿山的开发，可以缓解当地经济条件较差的问题，让当地的经济得到小幅度的发展。但在发展的同时，一些不正规的开采工作，也会让矿山的地质环境出现一定的问题，使这些地区长期面临地质灾害的风险。例如我国的河南地区，虽然有非常丰富的矿产资源，但因为矿山的分布较为复杂，不同矿山之间的地质状况也存在较大的差异，所以导致河南地区矿山开采工作的难度与风险一直较大。而通过遥感技术，即使地质条件较为复杂，也能够得到非常全面的地质调查结果，这能够让矿山结构的调查工作更加精准地完成，大幅度降低了这些地质复杂地区的调查难度，让矿山的开采可以更加顺利地进行。并且遥感技术对地质风险的探测，也让这些地区开采工作的安全风险得以降低。

矿山地质遥感调查是一项系统性的调查工作，能够对矿山的地质条件、地表环境等进行一个较为完整的调查，可以有效地提高后续矿山的开采效率。但进行遥感调查的前提就是需要按照技术要求进行调查操作，才能够让调查的结构足够准确，拥有充分的参考价值。

（1）在选择调查数据时，可以通过多次重复的数据测量，来选择合适的数据图像，以便于提升调查效果。

（2）在矫正图像内容的过程中，需要先结合环境状况，对卫星图像的内容加以矫正。在矫正的过程中需要以点对点的方式进行，将控制点与卫星图像中的对应点位进行一一对应，然后将坐标进行区位内变更后，利用双线性内插法进行坐标的重新采样，确保图像的精度控制在SSE<2.0个象元。

（3）在图像增强时，应当先对图像内容进行基础的判断，然后根据图像的信息内容进行增强处理。经过处理后的图像在重点的信息内容上会更加突出，整体图像内容的解译难度也会得以降低。并且由于遥感图像调查的全面性，图像的空间性与时间信息也会得到相应的增强，可较好地提升信息处理效果。

一些区域在经过处理后，原先图像灰度范围较窄、对比度不足的问题也能够得到一定的解决，让图像整体的影响效果与数据内容的展示数量都得到了一定范围的提升。并且因为图像增强技术偏向于对重点信息的增强，所以可以在不影响整体数据的基础上，提升重点数据的解译性。

4.1资源损毁的遥感监测

遥感技术在进行资源层面的监测工作时，凭借数据收集层面的优势，可以拥有更高的准确性与更广的检测范围。所监测的数据内容相较于普通的人工调查，在数据层面上会更为丰富，拥有图像、数据等多方面的展现内容。同时，遥感技术凭借自身对物质辐射的判断能力，可以精準地探测到各种矿物的留存情况，能够有效避免开采团队在开采的过程中出现资源浪费的情况，让矿山的开采可以更加全面、彻底。因此，遥感技术在矿山开采中的使用对于避免资源损毁、降低资源浪费具有较好的效果。

4.2测量定位

遥感技术也能够进行废弃物的成分分析，可以判断不同废弃物的内部结构组成，让开采方可以更简单地完成对废弃物的分类处理工作。同时，由于遥感技术具备一定的智能化与自动化能力，由少量工作人员进行操作就可以完成对开采现场的定位与测量工作，避免因人工测量而产生数据上的误差情况。这些优势在实际的使用中，可以迅速地提高调查效率与调查准确性，让矿物开采能够拥有更准确的数据定位，以此来提高开采效率与开采位置的准确性。

4.3地质灾害的遥感监测

遥感技术在探测矿山的过程中就能够对地质灾害进行提前判断，并详细分析地质灾害可能发生的时间与产生的位置。并且由于遥感技术在探索矿山前一直用于灾害监测工作，所以对应的技术已经成熟地运用在地震、塌方等灾害中。因此，在矿山开采的过程中应用遥感技术，可以非常直观地了解到矿山中存在的地质灾害风险，不仅有利于矿山开采团队对风险进行提前的规避与预防，也有利于矿山开采团队提前进行风险的应对，避免产生风险，或降低风险产生后所造成的损害面积。

随着近年来遥感技术的发展与成熟，这一技术也在矿山开采的过程中得以应用，对我国矿山调查准确性与地质灾害判断能力的提高都有明显的作用。同时，在环境保护的层面上，遥感技术凭借自身优势对矿山进行更加广泛且细致的调查，能够更为全面地了解污染的情况，有利于我国开展针对性的环境保护工作。而在开采工作的层面上，遥感技术对矿山资源的精准勘测也能够大幅度提高矿物开采的效率，让开采工作更加顺利地展开，避免资源浪费的情况发生。因此，我国需要积极地发展这一技术并加以应用，以便于提升我國矿山开采效率与开采的安全性，加快我国经济层面的发展。

[1]姜立芳.遥感测绘技术用于矿山地质环境的动态监测[J].中国资源综合利用，2018，36（1）：125-127.

[2]裴晓东.遥感技术在矿山地质环境调查中的应用研究[J].地矿测绘（2630-4732），2019（4）：139-140.

[3]刘文，王猛，朱赛楠，等.基于光学遥感技术的高山极高山区高位地质灾害链式特征分析——以金沙江上游典型堵江滑坡为例[J].中国地质灾害与防治学报，2021，32（5）：29-39.

[4]郭昌放.基于多源数据协同和智能算法的煤矿工作面透明化系统研究[D].徐州：中国矿业大学，2020.

[5]邓锦山.渝东北矿山开发遥感监测与地质环境评价[D].成都：成都理工大学，2020.

[6]孙晓慧.快速隆升金沙江上游典型河段滑坡敏感性与风险性区划研究：以徐龙-奔子栏河段为例[D].长春：吉林大学，2020.