遥感技术在矿山地质测量中的应用

汪洪星

(青海省中煤地测绘有限责任公司，青海 西宁 810000)

0 引 言

我国幅员辽阔，矿产资源储备较为丰富，仅是已知的大型煤矿矿山数量已经超过了5000座。但是，许多矿山在开采过程中受到了较大面积的破坏，并且在较长时间内都无法自行修复。矿山在开采过程中，不但会占用大量的土地资源，同时产生的废水煤矸石等废弃物，会对周边环境产生较大污染。所以在必须加强对矿石的开采与治理力度，在对区域地下水、空气等污染情况及相关基础数据进行准确掌握的基础上，制定有效的治理与预防措施。较之传统的测量方式，采用遥感技术的测量工作更具明显优势，加上能实现对多种地质情况的检测，实现对矿山治理的实时性、动态性，提高矿山地质测量工作的有效性，更好地为矿山开采与环境保护提供有效保障。

1 遥感技术在矿山地质测量中的应用优势

遥感技术主要是借助了飞机、卫星等安装的遥感器实现对探测区域地面数据信息的高效收集，通过对收集到的数据进行有效的分析处理，将处理后的数据信息传输到指定的接收器当中，实现对数据的有效使用。遥感技术是目前在地质测量领域应用较为先进的一种探测技术，主要包括有空基系统与地基系统这两种系统架构。较之传统探测技术，遥感技术的在矿山地质测量的应用具备以下明显优势。

1.1 能够获得较高的测量精度

测量精度高是遥感技术在矿山地质测量中较为显著的应用优势，能够为矿山开采与矿山区域环境保护提供较为精准的地质基础数据，应用范围也较为广泛。遥感技术在矿山地质测量中的有效应用能够实现对资源位置、空间分布情况进行准确定位，获得较高的探测数据精度，大大节约了测绘时间，提高矿山地质测绘工作效率。特别是在对煤矿地质进行勘察过程中，即便是煤矿地质地形地貌的较大特殊性，都能很好地克服地形地貌的不良影响，实现大范围、高精度的矿山地质测量，大大简化了繁琐的人工探测步骤，以及避免了重复测量工作。

1.2 具备较强的抗干扰能力

采用传统的矿山地质测量方式中，在测量过程中的各项操作以及测量结果都极易受到、人为、气候、地理等环境因素的影响，而遥感技术的应用对于避免外界环境影响有着较为明显的抗干扰能力。遥感技术在矿上地质测量中的应用，主要是利用电磁波反射的分析来实现对测量物体数据的有效收集，大大缩减了人为操作的测绘流程，对于提高测量工作效率有着较为显著的应用优势。同时能够在较大程度上避免出现较大测量误差，实现较快的数据处理速度，在保障测量工作速度的同时有效保障了测量工作质量。

1.3 能够实现高度的实时动态监测

遥感技术在对数据信息监测方面，具备较好的实时性与动态性，在测量数据更新管理工作方面变得更为便捷，并且能够结合实际需要对数据信息更新时段进行设定，实现自动更新。通过对数据库信息进行实时监测。可实现对探测矿山区域地质变化情况的动态监测，实现对矿山地质变化情况的实时掌握。借助有效的数据更新能够实现对原有数据库信息的不断完善，为矿山安全开采与有效治理提供有效、全面的数据保障。

2 遥感技术在矿山地质测量中的应用流程

2.1 采集矿山地质数据

在矿山地质测量过程中应用遥感技术的一项重要工作就是采集相关信息数据，为日后处理与分析矿山地质数据提供可靠参考。该项技术的一个显著特征在于可以有效融合传感器和无人机，将两者设备功能充分发挥出来获得到较为全面与准确的地质资料数据。在具体采集数据时要求工作人员能够结合矿山的地形地貌特点来正确设置传感器和无人机的飞行速度、扫描电机、激光点频、横向与纵向点距还有净空高度等参数，从而确保实际采集所得数据的可靠与有效。通常来说遥感技术主要是利用无人机将激光冲脉发射到矿山地表，并使用传感器接收地面反射回来的激光冲脉来得到采点的地形数据。并且使用GPS装置来将传感器的地理位置明确下来，随后利用IMU惯性测量装置对无人机动态姿态数据实施监测，从而得到地面和激光冲脉相接触的空间三维坐标，工作人员同时使用分类技术来剔除掉地表植被、覆盖物以及构筑物等和矿山地质没有关系的数据，从而达到准确采集相关地质数据的效果。

2.2 科学处理矿山地质数据

计算机数据库接收到传感器传送的信息数据后，要求进一步处理相关数据。因为在实际拍摄环节往往会由于安装偏差、气候等因素干扰而使得部分采集数据出现重复、乱码以及无效的情况，这就要求能够及时处理该类重复、乱码以及无效数据，提高后期矿山地质工作的效率与质量。因为遥感技术将搜集所得数据通过激光信号的形式呈现，因此处理完没有价值的数据后工作人员还应正确转换剩余的数据格式，以便后续工作人员快速提取矿山地质特征。而且在航拍时，太阳光的折射可能会干扰到无人机，从而使得一些影像数据出现光色不均匀的情况，因此工作人员应根据重叠图像中相同数据参数，如明暗度、对比度以及颜色等来修补图像，从而确保实际采集所得数据的准确与可靠。除此之外还要求工作人员能够滤波处理剩下的数据，并且及时剔除掉笼统的地质信息数据，尽可能控制数据文件的数量。

2.3 提取矿山地质的特征

处理完毕数据后，工作人员应当要使用GBH高精度图像特征提取技术来提取出和矿山地质相关的最具纹理特点的图像数据，同时利用计算机来拼接不同角度的数据图像，随后映射出矿山地质各个角度的纹理，构建起立体三维矿山地质模型，从而达到科学量测矿山地质的目的。

3 遥感技术在矿山地质测量中的应用

3.1 在地质地貌探测方面的应用

在地质地貌探测方面，遥感技术的应用包括：①对探测区域中的斜坡、滑坡地层与构造进行全面识别；②对滑坡的危险性进行准确判断、识别，主要是通过对探测区域的岩层岩土、植被、地质等情况及相关内容进行综合评估，进而分析得出滑坡情况及其危险性；③对固体废弃物和周边坡面的植被情况进行有效监测。矿区地质地形条件存在较大差异性，固体废弃物堆放形态与坡面的植被情况不同会对坡面稳定性产生较为复杂的影响，借助遥感技术对固体废弃物和坡面植被情况进行有效监测，能够实现对坡面稳定性进行准确评价。

矿区地质地貌探测过程中，遥感技术的有效应用需要对开采工艺、进程、规模等相关因素进行综合考虑，进而实现对探测区域滑坡产生的原因进行综合掌握。若是在探测区域发生了滑坡现象，继续开展开采活动则必然会对滑坡处的地质条件产生进一步破坏，降低矿山边坡稳定性。矿山不断开采会使得固体废弃物不断增加，一旦堆积到一定程度便会对边坡结构及其稳定性造成较大影响，进而导致滑坡事故的发生。借助遥感技术，能够实现对探测区域地质地貌的危险性进行全面、有效评估，对边坡的稳定信息进行准确判别，同时能够实现对潜在危险进行有效预测。此外，借助遥感技术实现对探测区域边坡影响因素的准确评估与有效判别，有利于对探测企业坡面植被信息的准确掌握。

3.2 在地质资源探测方面的应用

遥感技术具备较高的空间分辨率，可以实现对矿山资源较大范围的有效探测，对矿山资源位置、空间分布等信息进行准确获取。多光谱数据功能是遥感技术中较为重要的应用功能之一，借助这一功能，能够实现对矿山资源成分、构成、产状、分布等情况进行有效识别。同时借助遥感技术的数字高程模型功能，能够实现对矿山区域地形地貌信息的全面获取，将获取得到的数据信息绘制成为直观的图像，为开采工作提供有效保障，同时也有效预防了人为探测而对探测结果精度的不良影响。虽然在探测地质资源过程中运用遥感技术会花费较长时间，不过由于该项技术能够检测到地质地貌以及周边坡体情况，且斜坡类地质环境的纹理与物体形态存在一定区别，运用遥感技术能够对矿山的规模进行有效掌握，并对附近情况有所了解，有利于地质资源探测效率的提高。

3.3 在地质环境动态监测方面的应用

遥感技术在地质环境动态监测方面的应用主要集中在以下3个方面。

(1)对山体滑坡进行有效监测。山体滑坡的主要原因包括有露天开采、强降雨、地表沉降等，特别是陡峭部位出现滑坡的几率更大，借助遥感技术能够实现对滑坡产状分布、发育等情况进行全面掌握，同时借助有效的图像处理，获得明显的、清晰的线性监测图像；

(2)对空间塌陷进行有效监测。一般来说，矿区在地质地貌、环境、矿质种类等方面都存在较大差异，也就导致了矿山地质空间遭受的破坏力的较大不同。借助遥感成像技术能够实现对不同塌陷信息的全面反映，包括空间位置、水体信息、塌陷变化等在相应的图像选择上进行反映。其中在监测空间塌陷时，因为各个地区的矿山环境、矿中不一，所以其空间塌陷所呈现出来破坏程度也存在较大差别。而运用遥感测绘技术就能够清楚显示出相应的信息图像。通常在TM图像中，空间塌陷部位多独立的多元性，还有部分会出现板块或环形换点，相应颜色明暗情况也会有所不同。在实际监测成像后，B4水体反映效果好，B5能够将更多的数据信息反映出来，不过还会根据具体区域与矿上地质环境二出现较大反差，B1在水体亮度值上优势较为明显，因此调整后能够结合亮度情况来将塌陷部位的变化进行判断；

(3)对地质污染的有效监测。矿山开采周期较长，其过程会对空气、水体、地质等环节产生极大影响，借助遥感技术能够实现对这些污染情况进行实时监测，借助不同的颜色表示不同的污染程度与污染区域，为矿山区域环境治理提供有效便利。例如，如若图像颜色为亮白色或暗红色，就代表该部位存在比较严重的污染，而区域为粉红色就表明此处区域存在水污染。

3.4 在资源损坏监测中的应用

(1)在检测受损资源的情况下往往要求使用到遥感技术中的检测因子，不过因为该项因子涉及面非常广泛，包含了矿石与附近景观，并且其还能够将范围扩增，实现监测精准程度的提升，能够有效提高操作的空间分辨率，因此凭借该优势可以将有无损害资源的空间分布图清楚的辨识与显示出来，并且还能将塌陷的问题监测出来。

(2)遥感技术具备采集数据的作用，其能够与辨别相融合来确定部分废弃物的空间分布情况，并且能够将整体矿区的地貌以及地势特征清楚的反映出来，有利于后续数据图像以及功能优化问题的处理，有效精简了工作人员的工作，降低人为的误差。

3.5 在预警矿山地质环境中的应用

在矿山地质测量中应用遥感技术的一项重要内容就是调查其地质环境，通常是连接具体地区情况来开展预警，如若该区域频繁发生地质灾害，则需要予以全方位治理，所以要求工作人员能够联系矿山地质环境来落实预警装置。而运用遥感技术便可能够采取远程操作的方式来预防矿山地区，其中预防的宗旨还能够有利于优化矿山地质环境。如若发现异常，工作人员便需要利用遥感技术的图像来予以处置，降低问题发生几率以及影响的程度。所以工作人员必须要对矿山地质环境的预警予以充分重视，并合理运用遥感技术来进行处理，将潜在的风险隐患降低。

4 遥感技术在矿山地质测量中的应用要点

4.1 对辐射情况进行有效校正

遥感技术的应用原理是借助电磁波辐射来实现对探测数据的收集与分析，进而得到探测结果。因此，辐射精准度会影响探测结果的准确性。若是辐射精准度较低，则会对空间分辨率与成像时间产生不利影响。这就需要加强对辐射精度的有效校正，确保较为清晰的影响，以及降低成像误差。在实际应用过程中，辐射精度会受到外界环境影响而产生不同程度的误差，对此需要结合实际情况做好预先校正工作，提高探测结果的精确性。

4.2 对信息进行全面有效提取

地理信息系统是提取测量信息的主要工具，同时也是遥感技术应用的重要基础。唯有实现对提取信息的有效处理，才能实现对矿山地质环境信息的准确识别，因此必须加强做好对遥感影像的分割处理，根据不同的图像信息进行有效分类整理，进而保障信息提取的准确性、全面性。

4.3 影像融合处理

信息提取之后的数据处理与影响融合是遥感技术应用的关键。影像融合涉及了空间分辨率、光谱信息等多方面内容。在进行影像融合过程中需要综合对多种方法的有效使用来保障影像成型的清晰度与确保较高的显示质量。同时通过对信息变换法对相关影像融合内容计算应用，能够实现对数据处理效率与质量的有效提升。

5 结 语

综述可知，在对矿山地质测量过程中，遥感技术的有效应用能对地面、坡面植被和地质形态危险性的有效评估，实现对地质地貌、地质资源空间等的分布情况进行准确确定，进而为地质测量工作提供较为准确的数据，提高矿山地质测量工作质量。要求相关工作人员结合具体勘查要求合理应用遥感技术，将其应有的效用发挥出来。