宋可龍

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 酒泉 735000）

二十一世紀(jì)以來，我國科學(xué)技術(shù)得到迅猛的發(fā)展，特別是在智能遙感技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)各行各業(yè)造成巨大影響。為此提出基于智能遙感技術(shù)的礦山水文地質(zhì)勘查研究?；谥悄苓b感技術(shù)的嵌入分析，智能遙感技術(shù)的礦山水文地質(zhì)勘查機(jī)理分析，以及實(shí)例分析，得出智能遙感技術(shù)使礦山水文和地質(zhì)勘查工作，更加高效、準(zhǔn)確、便捷，且能夠規(guī)避前期探測(cè)的安全風(fēng)險(xiǎn)，更有利于今后礦山探測(cè)，開采及后續(xù)工作的順利展開[1]。

1 智能遙感技術(shù)的嵌入

基于智能遙感技術(shù)的礦山水文地質(zhì)勘查的系統(tǒng)較普通勘查系統(tǒng)不同，其主要包括：智能遙感器、智能遙感平臺(tái)、智能信息傳輸與接收裝置、智能圖像處理設(shè)備等。

（1）智能遙感器：用來進(jìn)行遠(yuǎn)距離探測(cè)地面及地下的反饋電磁波。它可以通過不同物質(zhì)對(duì)電磁波的反射吸收特性的差異來采集各種物質(zhì)的信息。是礦山水文地質(zhì)勘查信息采集的主要構(gòu)成部分。遙感器通常安裝在各種采集信息的飛行器上，它包括光譜掃描儀、高分辨照相機(jī)、合成孔徑雷達(dá)等[2]。

（2）智能遙感平臺(tái)：即搭載遙感器的空中運(yùn)載工具。遙感平臺(tái)的主要作用是為遙感器采集信號(hào)提供一個(gè)支持平臺(tái)，確保遙感器采集信號(hào)的連續(xù)性與穩(wěn)定性。常見的遙感平臺(tái)包括小型飛行器、運(yùn)載飛機(jī)、人造衛(wèi)星等。

（3）智能信息傳輸與接收裝置：該裝置一般位于地面控制中心，通過無線電波與空中的遙感器和遙感平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，主要作用為對(duì)遙感器傳輸采集信息的指令和對(duì)遙感器采集到的信息進(jìn)行簡(jiǎn)單的接收。

（4）智能圖像處理裝置：對(duì)信息接收裝置接受到的信息進(jìn)行數(shù)字化處理的關(guān)鍵裝置，也是與傳統(tǒng)勘查系統(tǒng)區(qū)別最大的地方[3]。智能圖像處理系統(tǒng)通過輸入的指令自動(dòng)識(shí)別相關(guān)的各種采集信息，并與數(shù)據(jù)庫中已有信息進(jìn)行比對(duì)分析，最后通過數(shù)據(jù)繪制相應(yīng)采集信息的三維立體模型或示意圖。它不僅可以繪制同一目標(biāo)物不同時(shí)間的模型，還能夠同時(shí)處理多種采集信號(hào)，較傳統(tǒng)圖像處理系統(tǒng)更為高效、智能。

2 智能遙感技術(shù)的礦山水文地質(zhì)勘查機(jī)理分析

基于智能遙感技術(shù)的礦山水文地質(zhì)勘查過程，實(shí)際上是將智能遙感技術(shù)與傳統(tǒng)礦山水文地質(zhì)勘查的結(jié)合。而智能遙感技術(shù)又具有傳統(tǒng)電法勘探法、地球物探法等技術(shù)不具備的優(yōu)勢(shì)，如：采集信息全面，獲取信息速度快，不受時(shí)間、空間、地域、環(huán)境的影響等[4]。

基于智能遙感技術(shù)的礦山水文地質(zhì)勘查原理是：直接從采集信息的衛(wèi)星、飛機(jī)或是飛行器上的遙感器獲取地面目標(biāo)的電磁輻射信息，將獲取到的全部信息反饋到地面信息傳輸與接收裝置，接收裝置對(duì)所有信息進(jìn)行簡(jiǎn)單的篩選、整合后，最后經(jīng)過智能圖像處理設(shè)備對(duì)采集到的各信息進(jìn)行分析比對(duì)，最后繪制成三維立體圖像的過程。由于不同物質(zhì)的光譜吸收反射特性不同，因此各物質(zhì)的成像信息也不同[5]，遙感器可以捕捉到各物質(zhì)的電磁波信息，通過不同的電磁波的反饋來獲取和繪制水文地質(zhì)勘查的最全面的信息。在傳統(tǒng)遙感技術(shù)僅有的三種探測(cè)波段（綠光、紅光和紅外光）基礎(chǔ)上，智能遙感技術(shù)還能對(duì)微波段進(jìn)行探測(cè)，因此探測(cè)效率更高，獲取數(shù)據(jù)更廣，繪制結(jié)果也更精確。

3 實(shí)例分析

我們對(duì)智能遙感技術(shù)下的礦山水文地質(zhì)勘查設(shè)備進(jìn)行不同情況下的實(shí)際勘查，以觀察該設(shè)備是否能準(zhǔn)確勘查信息。

3.1 簡(jiǎn)單構(gòu)造礦山水文地質(zhì)勘查應(yīng)用

首先將基于智能遙感技術(shù)的勘查裝置應(yīng)用于最簡(jiǎn)單的礦山水文地質(zhì)勘查——控礦構(gòu)造中?？氐V構(gòu)造是指礦山環(huán)境當(dāng)前穩(wěn)定，短時(shí)間內(nèi)各采集目標(biāo)無明顯變化，且地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于開展信號(hào)采集的地質(zhì)構(gòu)造。我們使用本文的基于智能遙感技術(shù)的礦山水文地質(zhì)勘查裝置對(duì)該地形進(jìn)行勘探作業(yè)，得到的礦山水文地質(zhì)物質(zhì)特征如表1所示。

表1 控礦結(jié)構(gòu)礦山水文地質(zhì)物質(zhì)特征

通過對(duì)該控礦結(jié)構(gòu)的水文地質(zhì)勘查，我們發(fā)現(xiàn)該區(qū)礦山的巖石類型以石灰?guī)r和灰?guī)r居多，符合當(dāng)?shù)氐V山的實(shí)際情況。且可以推測(cè)，該地區(qū)曾經(jīng)為湖泊或沼澤地區(qū)。通過采集到的三維模型也可以看出該地區(qū)仍然殘存小型湖泊。

3.2 復(fù)雜非控礦構(gòu)造礦山水文地質(zhì)勘查應(yīng)用

在非控礦構(gòu)造的礦山地區(qū)，一般勘測(cè)難度較大，水文地質(zhì)條件變化迅速，電磁波收集效率較低，并且地形地貌復(fù)雜，不利于精確勘查[5]。主要原因?yàn)榱蚧飳?duì)一般電磁波會(huì)產(chǎn)生較大的干擾能力，并且硫化物廣泛分布于非控礦結(jié)構(gòu)礦山的各種目標(biāo)中，對(duì)各采集目標(biāo)均有不同程度的影響。傳統(tǒng)勘查手段僅依賴綠光和紅光的信號(hào)收集均被硫化物影響，無法對(duì)水文地質(zhì)信息做出精確判斷。但我們利用本文的基于智能遙感技術(shù)的礦山水文地質(zhì)勘查設(shè)備，直接通過微波檢測(cè)手段來分析非控礦構(gòu)造中的代表性物質(zhì)——硫化物，并通過智能圖像分析技術(shù)將其他物質(zhì)的數(shù)據(jù)信息與硫化物進(jìn)行參比后，就可清晰地得到各水文地質(zhì)的指標(biāo)，建立關(guān)于硫化物的參比圖像。其次，對(duì)一些比較相近的回饋信號(hào)，我們還可以利用智能圖像處理設(shè)備的二次成像技術(shù)，將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，從而達(dá)到精確勘查的目的，同時(shí)還可以確定礦山石的具體形態(tài)。

4 結(jié)語

本文在基于智能遙感技術(shù)支持下的礦山水文地質(zhì)勘查設(shè)備下，對(duì)其構(gòu)成、原理和實(shí)際應(yīng)用過程展開研究。研究發(fā)現(xiàn)，基于智能遙感技術(shù)的礦山水文地質(zhì)勘查設(shè)備不僅能夠快速高效處理各種簡(jiǎn)單構(gòu)造的礦山勘查信息，更能夠完美解決復(fù)雜環(huán)境和難以勘測(cè)構(gòu)造的準(zhǔn)確性不足，其他物質(zhì)干擾及成像速度慢的問題。期望本文對(duì)基于智能遙感技術(shù)下礦山水文地質(zhì)勘查的研究，能為今后礦山水文地質(zhì)勘查更高效、準(zhǔn)確、安全提供一條途徑。