劉繼凱

（黑龍江省地質(zhì)測繪地理信息院，黑龍江 哈爾濱 150030）

隨著我國工業(yè)的發(fā)展，我國礦產(chǎn)資源需求逐年增加，因此物探技術(shù)在礦山地質(zhì)開采遙感監(jiān)測中的應(yīng)用逐漸受到重視[1]。根據(jù)我國目前礦山地質(zhì)開采遙感監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀來看，物探技術(shù)在其中的應(yīng)用主要用于采空塌陷、礦山污染以及礦山崩塌等領(lǐng)域，物探遙感監(jiān)測技術(shù)由于其分辨率較高，且成本較低，因此在實際應(yīng)用中有著較大的優(yōu)勢[2]。如今物探技術(shù)廣泛應(yīng)用于礦山地質(zhì)工作中，物探技術(shù)在實際應(yīng)用過程中主要需要對以前的物探資料進(jìn)行詳細(xì)的分析，同時結(jié)合礦區(qū)實際地質(zhì)工作情況利用瞬變電磁法或可控源音頻大地電磁法進(jìn)行地質(zhì)勘查。

礦山地質(zhì)開影響最大的就是地下水源,水源豐富的地區(qū)會嚴(yán)重的阻礙開采工作,并且對后期開采帶來一定的安全隱患,針對水源地區(qū)域,遙感技術(shù)能夠剖析地層水源的富集程度,有針對性的對水源進(jìn)行規(guī)劃分析,從更多的角度為礦產(chǎn)資源開采提供數(shù)據(jù)支撐。

1 基于物探技術(shù)的礦山地質(zhì)開采遙感監(jiān)測分析

1.1 采空塌陷的物探遙感監(jiān)測分析

采空塌陷作為礦山開采過程中經(jīng)常會出現(xiàn)的災(zāi)害類型之一，主要形成原因為在礦山開采過程中挖掘通道上方土壤與巖石由于重力原因引起塌陷。因此在對采空塌陷區(qū)進(jìn)行物探遙感監(jiān)測時，主要采用磁法勘探，利用巖石、礦石間磁性的差異，通過對其磁異常的觀察，對地質(zhì)結(jié)構(gòu)的進(jìn)行勘查。由于挖掘通道上方的礦物種類與含量不同，因此塌陷變現(xiàn)程度也不同。但這種地質(zhì)情況很難通過傳統(tǒng)遙感圖像顯示出來[3]。

由于礦物質(zhì)中元素含量、低下深度不同會出現(xiàn)明暗程度不同的環(huán)形斑點或橢圓形板塊，而通過物探技術(shù)，能夠很好的對塌陷地區(qū)的環(huán)形斑點或橢圓形板塊進(jìn)行顯示。在發(fā)生踩空塌陷后，塌陷區(qū)域地質(zhì)環(huán)境與其周圍地質(zhì)環(huán)境會有很大不同，因此可以通過對塌陷區(qū)地質(zhì)信息進(jìn)行采集后，對其信息進(jìn)行處理制成遙感影像，從而有效分析出在發(fā)生踩空塌陷后，礦山地質(zhì)環(huán)境出現(xiàn)的變化，為后續(xù)礦山開采體用預(yù)防性的措施。

1.2 礦山崩塌的物探遙感監(jiān)測分析

礦山崩塌主要是指一些陡坡上的巖石或土壤受到重力的影響，脫離主體礦山突然滾落下來的現(xiàn)象。這種崩塌現(xiàn)象一般出現(xiàn)在露天礦山開采過程中，在一些較為陡峭的懸崖山坡尤為常見。通過對崩塌礦山進(jìn)行物探遙感監(jiān)測可以看出，礦山崩塌邊緣呈現(xiàn)出只限形或弧形，向陽坡呈淺色而背光坡呈深色。

礦山崩塌通常是由露天開采與道路挖掘造成，而在陡坡的節(jié)理裂痕位置一旦發(fā)生崩塌現(xiàn)象，破損面的凹凸差異較大。在對其進(jìn)行監(jiān)測過程中，為保證遙感影像能夠清晰的顯示出崩塌區(qū)域的邊界線，主要使用ETM與TM圖像相結(jié)合的方式對其進(jìn)行監(jiān)測。

對ETM與TM圖像使用線性增強(qiáng)處理，從而得到礦山完整的巖性特征、完整度、植被覆蓋率等信息。通過SPOT213波段組合圖像與HSV增強(qiáng)進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理，能夠有效提高地貌顯示清晰度。而對SPOT5圖像控制點數(shù)量的增加，能夠通過使用幾何多項式實施三次卷積重采樣法變換，提高圖像精準(zhǔn)度。

根據(jù)監(jiān)測結(jié)果中監(jiān)測圖像的不同，可以分析出ETM于TM圖像對于礦山崩塌的宏觀地質(zhì)條件顯示水平較高，且對于崩塌產(chǎn)生的形態(tài)特征水平較低。

1.3 礦山污染的物探遙感監(jiān)測分析

礦山在開采過程中通常會導(dǎo)致礦區(qū)及其周圍大氣、廢水、粉塵、土壤等造成的水體污染嚴(yán)重。例如，部分石灰?guī)r成分較大的礦區(qū)，粉塵成為污染物的主要部分，在監(jiān)測過程中會呈現(xiàn)出暗紅色或亮白色，同時可以看出礦區(qū)周圍所排放的水中也包含這一污染物。

因此，主要采取激發(fā)極化法，利用巖石或礦石激發(fā)極化效應(yīng)中存在的差異，通過研究地下目標(biāo)的空間分布規(guī)律或變化特征，對礦山地質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測。在監(jiān)測圖像中可以看出，通過小波變換融合中的直方圖變換或值濾波處理，對礦山中存在污染區(qū)域進(jìn)行顯示。通過對原始礦山監(jiān)測圖像分析可以看出，其灰度范圍較小，且亮度值較低、對比度較弱。但在對圖像進(jìn)行線性拉伸處理過程中，對一些重點區(qū)域保持原始數(shù)據(jù)不動的同時，進(jìn)行分段線性拉伸，并對污染狀況進(jìn)行解釋。在礦山周圍由于存在的污染物較多，使礦山監(jiān)測圖像會出現(xiàn)大量的明亮紅點或大量白點。通常情況下礦山地質(zhì)地形比較復(fù)雜,并且伴隨一定的污染物,污染物會嚴(yán)重的影響開采效果已經(jīng)檢測精準(zhǔn)度,本文設(shè)計的基于物探技術(shù)的礦山地質(zhì)開采遙感監(jiān)測方法能夠?qū)Φ叵麻_采污染現(xiàn)狀進(jìn)行檢測,避免上述的檢測誤差的產(chǎn)生。

物探技術(shù)與遙感技術(shù)相結(jié)合后,通過物探技術(shù)進(jìn)行實樣數(shù)據(jù)采集,通過遙感技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)計量的檢測,兩項技術(shù)的綜合值能夠?qū)Y(jié)果進(jìn)行精準(zhǔn)化處理,方便后期的開采與規(guī)劃.由于礦山污染的物探遙感監(jiān)測主要采用光譜圖像，能夠?qū)ΦV山污染情況更好顯現(xiàn)。

2 結(jié)語

為滿足我國礦產(chǎn)資源需求逐年增加的現(xiàn)象，針對現(xiàn)有的礦山地質(zhì)開采過程中,提出一種基于物探技術(shù)的礦山地質(zhì)開采遙感監(jiān)測方法,能夠用有效的避免傳統(tǒng)礦山地質(zhì)開采監(jiān)測方法中的缺點,提升檢測能力的同時優(yōu)化了很多技術(shù)缺陷。希望通過本文的研究能夠為礦山地質(zhì)開采提供更多有效的檢測選擇,避免由于檢測失誤造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。