楊洪磊

（遼寧省冶金地質(zhì)勘查研究院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 114038）

1 水工環(huán)地質(zhì)概述

水工環(huán)地質(zhì)是水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)的統(tǒng)稱，借此，可以對(duì)地質(zhì)資源進(jìn)行一個(gè)詳細(xì)的了解，從而給出地質(zhì)的基本情況。水工環(huán)地質(zhì)勘察是目前規(guī)避和防治地質(zhì)災(zāi)害的有效手段，在一個(gè)完整的水工環(huán)地質(zhì)勘察過(guò)程中，需包含初測(cè)、初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)的設(shè)定需圍繞具體的地質(zhì)情況和可能或已發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，逐層深入地進(jìn)行探索，以實(shí)現(xiàn)清楚明晰地了解地質(zhì)災(zāi)害的特點(diǎn)和影響因素。初測(cè)就是利用最簡(jiǎn)單、最基礎(chǔ)的勘察手段對(duì)地質(zhì)進(jìn)行初步的了解，了解被勘察地區(qū)地質(zhì)的基本情況，常用的包括磁法、電阻法等；初步設(shè)計(jì)相對(duì)于初測(cè)在數(shù)據(jù)資料的完善程度上要求更高，常采用電法和井法，相比初測(cè)，進(jìn)行更詳細(xì)的勘察，為后續(xù)地質(zhì)災(zāi)害的防控提供更詳盡的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；技術(shù)設(shè)計(jì)是基于前期的初步勘察，對(duì)部分信息進(jìn)行深入挖掘，可采用地下水淹沒物勘測(cè)或是巖層勘測(cè)等手段作業(yè)，盡可能獲取更詳盡的勘察結(jié)果。

2 水工環(huán)地質(zhì)在地質(zhì)災(zāi)害活動(dòng)中的應(yīng)用策略

水工環(huán)地質(zhì)勘測(cè)中能夠運(yùn)用到的技術(shù)種類十分繁多，諸如GPS 技術(shù)、GPR 技術(shù)、RS 技術(shù)、TEM 技術(shù)、RTK 技術(shù)、水質(zhì)測(cè)試技術(shù)等等。下面僅分析RS 技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害活動(dòng)中的應(yīng)用實(shí)例。

2.1 基本概況

某地區(qū)礦產(chǎn)資源十分豐富，礦產(chǎn)資源長(zhǎng)期的開采使當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)水平得到了快速的發(fā)展，同時(shí)也留下了一系列的礦山環(huán)境問(wèn)題，最為突出的礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題為地下開采礦山開采引起的礦山地質(zhì)災(zāi)害。針對(duì)該地區(qū)的實(shí)際情況，采用遙感技術(shù)對(duì)礦山塌陷地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行調(diào)查研究，總結(jié)形成了一套較為成熟的研究方法，為礦山地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估，監(jiān)測(cè)預(yù)警、災(zāi)害評(píng)估和防災(zāi)減災(zāi)提供數(shù)據(jù)支撐。

2.2 遙感技技術(shù)的概念

RS 即遙感技術(shù)，RS 也是應(yīng)用電磁波原理通過(guò)傳感儀器對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)所輻射和反射的電磁波信息收集處理。近幾年，RS 技術(shù)已經(jīng)由單一波段發(fā)展到多源遙感，同時(shí)也配備了多元模型的分析手段，目前主要被應(yīng)用于環(huán)境地質(zhì)勘測(cè)與園林城市建設(shè)中，取得了非凡的成績(jī)。

2.3 遙感影像處理與信息提取方法

1) 遙感數(shù)據(jù)源。本次研究區(qū)采用World View-2 衛(wèi)得數(shù)據(jù)（融合后分辨率為0.5m） 為數(shù)據(jù)源。World View-2 衛(wèi)星的星載多光譜遙感器不僅將具有4 個(gè)業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)波譜段（紅、綠、藍(lán)、近紅外），還包括四個(gè)額外波段，分別為海岸、黃、紅邊和近紅外2，多樣性的譜段提供了精確變化檢測(cè)和制圖的能力。

2） 遙感影像處理。①遙感影像糾正。在開展遙感解譯工作之前需要對(duì)獲取的遙感影像進(jìn)行正射處理，在進(jìn)行正射處理時(shí)以選擇優(yōu)于1：10000 地形圖和DEM 為基準(zhǔn)，對(duì)獲取的遙感影像進(jìn)行正射校正，正射校正時(shí)的控制點(diǎn)應(yīng)選擇田埂交匯處，道路交叉點(diǎn)等，不宜選擇在有高差的地物點(diǎn)，且控制點(diǎn)應(yīng)均勻分布，每景影像所選的控制點(diǎn)個(gè)數(shù)不低于15 個(gè)。②遙感影像融合。本研究區(qū)的影像融合采用Pansharpen 的融合方法，該方法能較完整的保留多光譜的波段信息，同時(shí)也能較好的體現(xiàn)全色波段的影像特征。③色調(diào)調(diào)整。遙感影像的色調(diào)調(diào)整主要對(duì)整合后的遙感影像，采取波段的反差增強(qiáng)，拉伸、彩色增加等處理，使得遙感影像的地物把關(guān)更明顯，層次更豐富、色調(diào)更均勻的過(guò)程，調(diào)整后的影像在解譯過(guò)程中更能體現(xiàn)地物特征，以提高解譯的正確性。④遙感影像鑲嵌。遙感影像鑲嵌的過(guò)程就是將多影像相鄰的已經(jīng)正射校正和色調(diào)一致的影像進(jìn)行無(wú)縫拼接的過(guò)程，在鑲嵌過(guò)程中為了保證鑲嵌的精度需要在相鄰兩景遙感影像的重疊區(qū)域選擇鑲嵌的同名控制點(diǎn)，且在鑲嵌過(guò)程中需要對(duì)兩影像相鄰的影像進(jìn)行色調(diào)匹配，以降低遙感影像的色調(diào)差異，保證圖像色調(diào)的一致性。

3） 信息提取方法。信息提取主要依托于Arc GIS 軟件平臺(tái)，并根據(jù)野外踏勘建立的遙感解譯標(biāo)志，采用人工目視解譯的方法，結(jié)合遙感影像各地物的物理及光譜特征。中誤差不超過(guò)兩個(gè)像素，根據(jù)相關(guān)的信息對(duì)勾繪的圖斑進(jìn)行屬性錄入，并對(duì)有疑似的地質(zhì)災(zāi)害圖斑進(jìn)行標(biāo)注，以開展相關(guān)的野外調(diào)查驗(yàn)證工作，以確保信息提取的準(zhǔn)確性。

4） 塌陷遙感解譯標(biāo)志。遙感解譯標(biāo)志作為礦山地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯的基礎(chǔ)參考資料，在遙感解譯標(biāo)志建立之前需要對(duì)研究區(qū)內(nèi)各類典型的地物的遙感影像特征進(jìn)行野外調(diào)查踏勘，充分的了解其遙感影像特征在實(shí)地調(diào)查表現(xiàn)特征，并建立其關(guān)聯(lián)性，同時(shí)結(jié)合研究區(qū)內(nèi)的地質(zhì)背景、自然地理等特征，建立礦山塌陷地質(zhì)災(zāi)害的遙感解譯標(biāo)志。

5） 遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果。在Arc GIS 軟件平臺(tái)上，對(duì)遙感影像進(jìn)行室內(nèi)解譯，并進(jìn)行野外實(shí)地調(diào)查與驗(yàn)證，得到該地區(qū)礦山塌陷地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)結(jié)果。研究區(qū)內(nèi)共有因地下開采煤礦引起的地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害共368 處，都是因長(zhǎng)期的地下開采煤礦而引起的地面山體塌陷，造成了當(dāng)?shù)卮迕穹课莸拈_裂、地下水枯竭等。地面塌陷威脅對(duì)象主要對(duì)當(dāng)?shù)氐拇迕穹课莅踩班l(xiāng)村道路開裂，造成無(wú)法通行，極大的影響了當(dāng)?shù)卮迕竦男熊嚰叭松戆踩?/p>

總之，水工環(huán)地質(zhì)在地質(zhì)災(zāi)害中的作用十分凸顯，為探明地質(zhì)災(zāi)害的類型提供了重要依據(jù)，也為地質(zhì)災(zāi)害治理提供了思路建議。本文以World View-2 高分辨率遙感影像為數(shù)據(jù)源，采用人機(jī)交互相結(jié)合的方法開展了研究區(qū)內(nèi)礦山塌陷地質(zhì)災(zāi)害的遙感解譯，并結(jié)合野外實(shí)地調(diào)查，查明了區(qū)內(nèi)地面塌陷的分布情況，為相關(guān)部分的地災(zāi)治理提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。（2）本文所采用的技術(shù)方法能快速的發(fā)現(xiàn)礦區(qū)內(nèi)的礦山塌陷地質(zhì)災(zāi)害，相比傳統(tǒng)的全野外調(diào)查法節(jié)省了成本、減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也提高了工作效率。