现代测绘地理信息技术在矿山治理中的应用

随着我国社会经济发展速度不断提升，已有矿石供应量难以满足飞速发展的生产活动实际需求，这就使得我国矿产资源开采量大幅提升，这在拉动我国经济持续发展的同时，也使得矿山周边自然环境受到严重破坏，如水污染、土地资源污染的情况屡见不鲜，甚至还会诱发地表沉陷等地质灾害，在加重我国环境形势的严峻度同时，也使对民众与矿山工作人员生产生活带来威胁，这种情况也使得资源开发与环境保护之间的矛盾不断激化

。由此，党中央、国务院为切实扭转以往先开发、后治理的老路，提出“既要金山银山，也要绿水青山”的要求，需要矿山工作人员积极利用先进科学技术手段对矿区生态环境进行实时检测并进行恢复治理，充分落实可持续发展战略要求，这也是当前矿山主要工作内容之一。

1 遥感技术概述

最早提出遥感技术这一概念的是美国海军研究所研究人员EvelunL.Pruitt，当前学界内对遥感的科学含义解释可划分为狭义以及广义两个层面，就狭义层面分析，所谓遥感即是在远距离不接触目标的情况下，利用现代光学、电子学探测仪器对目标的电磁波特征进行记录、分析与解译，并最终形成对目标本质特性、变化规律等方面的描述结果；从广义层面分析，遥感即是所有在远距离、不接触前提下对目标进行探测的技术。

遥感技术最早起源于20世纪30年代的航空摄影技术，随着技术不断发展，在20世纪60年代中，其发展为一门综合性的对地观测技术，到20世纪80年代后，随着计算机软硬件发展速度不断提升，两项技术的结合使得其进入技术新高度

。美国在1987年发射了第一颗对地观测卫星，成为遥感技术向航天遥感技术转变的里程碑，这一发展也使得人类对地球的认识范围更加广阔。近年来，随着遥感技术发展水平不断提升，依托于国际空间站构建的多平台、多层面、长期性动态观测已经成为当前技术主流发展趋势。目前，遥感已经成为人类在多维与宏观视角下认识宇宙世界的重要工具以及空间数据源。

从实际应用角度分析，遥感技术作为一种获取地球信息的现代高新技术手段之一，其在高效、精准、低成本、大范围、周期性获取陆地、海洋等目标信息方面具备其他技术不可比拟的优势，遥感技术实际应用过程中，通过利用采集图像进行图像识别，以达成清查、监控、预报和决策等目标。现阶段，在国防安全、工程勘测、地质矿产、考古等多个领域中均已广泛应用遥感技术。随着遥感技术以及遥感技术应用的发展，在未来的发展中，将会对国家的各领域发展起到举足轻重的作用。

2 案例概述

为深入探究遥感技术在矿山治理中的应用成效，本文在研究中围绕实际案例进行具体说明。案例为某地区煤矿矿山，该矿在2007年正式建成并投产，该矿建设总投资达到29亿元，设计年产量为500万吨。矿山生产系统能力达到年产1000万吨，是当前亚洲开采规模最大的矿井。矿区整体面积达到106.7km

，其服务年限达到138年。由于该矿区建设投产时间相对较早，由此其实际发展过程中也是走“先开发，后治理”的老路，这就导致矿区周边自然环境受到较为严重的影响。

本次提升面积为3 266 m2。业勤街临近大学城、办公场所，属人员相对集中区域。在该节点处设计更多供人参与的景观空间，如设置了供人休憩的亭廊、树池坐凳；供人观赏的景观雕塑、五色花镜等。图7为业勤街与水润路节点效果图。

波谱信息的主要表现即是量化的辐射值，即图像亮度值，其本质属于一种相对的量度。亮度值可在间接上对地物波普特征进行反映，不同地物之间亮度值存在明显差异，图像像元值差异即是对不同地物进行遥感图像解译的重要标志，同时其也是反映图像信息量的重要依据。

3 遥感技术在矿区环境监测中的应用

案例矿山地区东部地区，区域内河网众多，地下水资源丰富且埋藏相对较浅，随着矿区开采规模逐渐提升，其地表塌陷程度也随之加深，当沉陷深度高于地下水埋藏深度后，积水坍塌问题也随之产生。由于案例矿区属于较为典型的高潜水矿区，其积水坍塌问题较为严重，存在问题的区域已经转化为常年积水坍塌区域。由此，技术人员在对此情况进行监测时，决定通过提取不同时期遥感资料进行对比分析方式，对积水坍塌区域面积进行计算，明确矿区地表沉陷程度以及治理情况。

“相比单纯提高起征点，这次专项扣除改革充分照顾了不同纳税人实际负担状况，能够让减税红包精准落袋，让个税更加公平，并推动实现幼有所育、学有所教、病有所医、住有所居、老有所养等民生目标。”济南税务局相关工作人员表示。

从实际发展角度分析，覆岩力学性质、地质构造、煤层倾角等因素的共同作用最终导致地表沉陷情况产生，这种问题在不同区域内表现形式也存在较为显著的差异，如在东部地区其主要表现为积水坍塌，而在西部地区则表现为严重沙漠化。考虑到此问题的严重性以及代表型，本文研究中将以此问题作为切入点，分析遥感技术在地表坍塌监测方面的应用。

3.1 积水塌陷问题概述

在煤矿开采作业中，地表沉陷是其最为常见的根源性地质灾害，主要原因在于，煤矿开采前，地层中的上覆岩体重力主要作用于下层煤层之中，此时地层处于平衡稳定状态，而煤矿被开采后地层平衡状态被打破，上覆岩层失去支撑出现连续移动变形情况，进而导致地表出现沉陷

。

3.2 提取水体信息

3.2.1 水体及背景地物光谱值分析

案例矿区中，技术人员在实际工作中发现，受塌陷积水区内部水质差异以及深度因素影响，难以通过监督分类法对水体信息进行提取，因此，技术人员决定采用多波段法中的谱间关系法。技术人员在工作中首先依托于TM光谱亮度值特征对水体以及背景地物进行分析，区分水体以及易混淆物，并绘制二者相应的特征曲线图。为此，技术人员提取了2016年、2018年、2020年TM影像，并筛选其中水体、植被、建筑等易混淆的代表性地物，随后技术人员分别在三种地物中选取20个具备代表性的样本，并利用ENVI平台中的Statistics模块对其波谱特征进行统计分析，最终形成如表1所示的各地物样本在不同波段的光谱亮度均值，随后技术人员依据此均值绘制出相应光谱特征曲线图。

蔡元培的高等教育思想及其当代价值——纪念蔡元培先生150周年诞辰………………………………………………………… 孔祥光（1．108）

近年来，民众环保意识不断觉醒，矿区负责人也充分认识到环境保护的重要性并积极加强对矿区治理方面的资源投入力度，技术人员在工作中，充分分析矿区实际情况后，决定采用遥感技术开展矿区治理工作。

3.2.2 水体光谱特征模型构建

案例矿区中，技术人员对绘制出的波谱图进行改进后，水体以及建设用电波谱特征均呈现出较为显著的波段4+波段5小于波段2+波段3的特征，由此，该谱间关系模型已经无法适用于本次研究，技术人员必须对谱间关系特征模型进行改进以实现精准提取水体信息的目标。技术人员在对样本光谱亮度均值以及光谱特征图进行反复试验与分析后最终得出2020年矿区水体光谱特征模型：

（1）（B2+B3）-（B4+B5）＞0，即波段4+波段5＜波段2+波段3

（2）B4/B2＜0.8，即波段4与波段2之间的比值＜0.8（B

表示i波段的灰度值）

同时，技术人员还构建出2016年以及2018年的水体光谱特征模型：

取约10 g毛叶山桐子果实，分离其果肉、种子，采用GB 5009.3—2016食品中水分的测定进行果实、果肉、种子水分含量测定，用湿基含水量、干基含水量表示，每组做3次重复试验，取平均值。

按照建筑建设过程中使用的材料来说，一般有钢筋混凝土建筑、砖瓦建筑等。相对于传统民居使用的砖瓦建筑来说，一些现代化的城市高层建筑多数都是采用钢筋混凝土构建而成的。钢筋混凝土建筑要比砖瓦结构的建筑更容易发生冷桥现象。

（1）（B2+B3）-（B4+B5）＞0

第三，2020年水体提取规则为：

通过利用此模型对水体进行提取，可获取3期水体提取结果，具体图1所示，其中，白色以及纯黑色分别表示水体以及非水体。

3.2.3 塌陷积水区自动识别与提取

这种令人瞠目结舌的业余举措在西王方面是不胜枚举，其实，这也是这个俱乐部仓促接手山东男篮之后的一个“恶果”，而在之后甚至是直到赛季中段球队的表现，都跟这有直接关系。

从技术上的应用上来看，由于光谱资料的限制，仅依托于光谱图很难分辨出是不是塌陷积水，由此，技术人员决定根据各种类型的水体的空间特性等特点差异性对地下水的自动辨识和抽取。

相较于图文，短视频更加一目了然，消费者更加容易看见正真的商品，短视频更是以极富创意和观赏性的短视频内容来打动用户，从而引发用户发自内心的一种认同，继而心甘情愿地买单，名人效应流量非常的可观。

138000＜area＜589000

相较于传统的图像分类法，面向对象分类方法优化了仅基于像元亮度差异分类的短板，同时不在基于同一尺度对所用影像目标进行处理

。这两项优势使遥感图像的分类可以有效的综合利用各种图像信息，从而达到更好的分类效果，尤其是对于具有丰富地物类型的高分辨率遥感图像。

在完成相应的水体信息提取后，技术人员开始构建塌陷积水区规则，其主要内容涵盖空间特征、光谱特征等，考虑到所有水体信息均由光谱特征模型提取而来，由此，技术人员决定在基于空间特征的基础上构建相应的规则。

地物空间规则主要涵盖大小、形状等要素，河流、湖泊、池塘等不同类型水体之间存在较大差异，其具体特征主要涵盖大小、形状等。其中大小特征主要通过水体面积以及周长进行反映，如湖泊面积相对较大，其余水体面积相对较小等；而形状特征上，河流通常呈现出曲线形态，而湖泊、塌陷积水区等则呈现出面状。

技术人员在充分综合各种水体空间特征的基础上构建出一套较为完善的水体类型及空间特征间关系知识表达模型，具体如下所示：

第一，2016年水体提取规则为：

area＜10000

第二，2018年水体提取规则为：

宫颈炎是由于患者宫颈受到损伤导致病原体侵袭所引起的子宫颈管黏膜炎症、宫颈阴道部炎症等，主要表现为阴道分泌物增多，呈黏液脓性，外阴瘙痒、灼热感，给患者生活质量带来严重的影响，药物是临床中主要治疗方案，但由于药物治疗见效缓慢且治疗时间较长，常常发生自行调整剂量或不按时用药等不良事件[1]。为了提高患者预后效果，本研究对观察组39例患者实施人性化护理干预，并取得了理想的效果，现将研究结果表述如下。

技术人员通过认真的分析，确定了基于面向目标的分类方法，它的工作过程包括：目标的发现和特征的提取。首先利用边缘的边缘分割技术，通过对像素的亮度、纹理和颜色等进行划分，获得多个规模的图像，再利用FullLambda-Schedule算法，利用光谱和空间的相关信息，对相似像素进行迭代，根据所抽取的物体的具体要求，确定出对应的分类标准，从而对影像进行分类和抽取。

1080＜length＜5804

0.3293 ＜rect_fit＜0.6811

（2）B4/B2＜0.6

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共享经济时代，河北销售公司依托品牌优势，创新经营模式，探索跨界合作、异业联盟，通过与河北银联、中国电信、支付宝等20多家企业跨界合作，实现刷手机、刷信用卡、刷一卡通、用银联钱包加油，优惠叠加后客户既省钱又省力。

0.9768 ＜elongation＜11.2786

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2）任务型教学法极大地提高了学生英语学习的兴趣，让学生获得了成就感。教师设计的各项教学任务和情境都是真实的、自然的，能够吸引学生的注意力，激发学生积极探索和求知的欲望，让同学们在兴趣当中，体验快乐的学习过程，获得语言学习的目标。更重要的是，在任务完成过程中，使学生获得成就感，为其后续的英语学习带来动力。

技术人员在实际工作过程中给，经过反复试验后得出理性的分割以及合并阈值，在此基础上构建出相应的塌陷积水区提取规则分类并得出如图2所示提取结果。

3.2.4 监测结果分析

技术人员在将监测结果进行汇总与分析后，可得出如表2所示的2016年-202年矿区塌陷积水区变化情况。

通过综合营养状态指数对水库水质进行富营养化评价，漳泽水库2014和2015年综合营养状态指数处于50～60，属于中富营养型水体。

通过对表中信息进行深入分析后可知，在2016年至2020年间，积水塌陷扩展呈现出较为显著的不断提升趋势。由表中信息可知，相较于2016年塌陷积水区面积，2018年面积增长约0.790km

，而相较于2018年，2020年塌陷积水区面积增长约1.099km

，由此可见其增长速度呈现出较为显著的逐年增长态势，四年间矿区总塌陷积水区面积增长约1.889km

，这种情况充分反映出，近年来矿区地表沉陷处于快速发展阶段，而导致此问题出现的原因在于社会经济建设对煤炭资源的需求量大幅提升，煤炭价格快速增长使得矿区产量也随之提升。经过3个阶段影像的对比，技术人员发现农田、公路遭到了严重的损坏，坍塌的水体也逐渐地连接在一起。利用这种动态监测对比分析方法，可以清晰地反映出地面塌陷的发展动态、变化特征和损害的严重程度，从而为今后的矿山地面沉降预报与防治工作奠定基础。同时，通过对案例矿区光谱影像进行分析可知，矿区内积水沉降问题十分严重，必须进行合理的处理。

4 结语

综上所述，在当前新时期背景下，环境保护已经成为时代主流发展趋势，矿山开采过程中会造成较大幅度的环境破坏，由此积极加强对先进技术手段的应用力度，将现代测绘地理信息技术应用于矿区治理中具有重要现实意义。案例矿区在利用遥感技术对矿区环境进行监测后，有效实现了高效精准获取周边环境变化的目标，为矿区治理提供有效信息支持，其经验可以为其他矿区提供表要的参考经验。

[1] 刘杰,高建军,徐光达.现代测绘技术在矿山开采沉陷中的应用[J].地矿测绘,2021,4(4)：53-54.

[2] 刘文明,宋林澎.现代测绘技术在矿山测量中的应用研究[J].中国金属通报,2020(15)：2.

[3] 林翠萍.测绘地理信息技术在土地整治与生态修复工程中的应用[J].住宅与房地产,2020,No.564(05)：244-244.

[4] 柴祥君.测绘地理信息技术在全域土地整治与生态修复工程中的应用[J].北京测绘,2020,34(10)：4.