劉 斌

（華北地質(zhì)勘查局五一四地質(zhì)大隊，河北 承德 067000）

1 礦山遙感監(jiān)測

礦山遙感監(jiān)測技術(shù)主要是通過遙感技術(shù)對礦山數(shù)量、利用情況等進行統(tǒng)計分析，并達到輔助政府和相關(guān)人員進行決策和管理的目標。遙感影像數(shù)據(jù)是整個監(jiān)測活動的基礎(chǔ)底圖。疊加在遙感底圖上的矢量數(shù)據(jù)等文件信息可以參考整個監(jiān)測活動。因此，在構(gòu)建礦山遙感監(jiān)測管理系統(tǒng)時，需要對數(shù)據(jù)進行采集和處理，使監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠起到支持決策和管理的作用。整體的遙感監(jiān)測技術(shù)具有以下特點，首先，遙感監(jiān)測所需要的數(shù)據(jù)眾多，不僅包括各類的監(jiān)測成果，還有很多監(jiān)測指標，這些指標和結(jié)果相互聯(lián)動和互相印證，就會導致整體的監(jiān)測過程非常繁瑣，需要統(tǒng)計多種格式的數(shù)據(jù)，并需要不同軟件的銜接互換[2]。

2 區(qū)域礦山遙感監(jiān)測實施效果評估特點

（1）特殊性。礦井遙感技術(shù)監(jiān)測數(shù)據(jù)更加專業(yè)和特殊。從數(shù)據(jù)的內(nèi)容來看，礦山遙感監(jiān)測處理的大多是地理信息空間數(shù)據(jù)。從規(guī)模上看，這些數(shù)據(jù)是由各級縣行政區(qū)提取的。從項目管理的角度來看，礦區(qū)監(jiān)測中的數(shù)據(jù)處理雖然規(guī)模較小，但由于考慮了周期和進度安排、風險評估和人員協(xié)調(diào)，因此非常復雜和特殊。

（2）可變性。挖掘監(jiān)控數(shù)據(jù)不是不可變的。首先，監(jiān)測單位或機構(gòu)會根據(jù)監(jiān)控需求調(diào)整圖層字段定義和字段之間的約束，這直接導致元數(shù)據(jù)文件的自適應調(diào)整，間接導致組織結(jié)構(gòu)、命名規(guī)則、字段邏輯、拓撲關(guān)系和坐標的變化，間接影響統(tǒng)計報表和元數(shù)據(jù)表等結(jié)果。其次，有些任務(wù)前期不明確，不可知或多變，最終會由用戶和監(jiān)控人員反復討論后確定。這要求應用程序在提供定制服務(wù)的同時應該是可擴展的。

3 區(qū)域礦山遙感監(jiān)測技術(shù)流程

在實際的礦山遙感監(jiān)測中確定固定的流程是非常有必要的，此外在實際的管理中，應當優(yōu)化整體的技術(shù)流程，首先，需要做好前期的準備，準備好相關(guān)的數(shù)據(jù)、調(diào)試好器材并制定野外監(jiān)測路線，然后，尋找對應的地點并進行相關(guān)的野外驗證，明確調(diào)查與初步解譯中的差異，如果發(fā)現(xiàn)有錯誤的類別則需要增加檢驗的樣本，并逐一驗證。整體的工作流程如圖1。在礦區(qū)監(jiān)測完畢之后，會對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行編制和管理，并進行下一步的決策。

（1）研究區(qū)情況。本文以河北遷西、山東龍口等為研究區(qū)，在該研究區(qū)域中，河北省基本的開采以露天和地下鐵礦開采為主，也包括白云巖的開采，山東省研究區(qū)主要是以金礦開采、飾面花崗巖開采為主。本次選用了兩景2m、8m星（高分一號02、03、04衛(wèi)星），數(shù)據(jù)產(chǎn)品為L1A級[1]。

（2）數(shù)據(jù)提取。通常情況下應當選擇下列為解釋標志，同時對相關(guān)數(shù)據(jù)進行提取，主要包括以下幾點：①露天工作面。和普通的裸地不同，采煤工作面因為要面臨持續(xù)開采，一般會比周邊地形更低。對于露天的礦來說，遙感影像的色調(diào)與紋理和周邊環(huán)境有明顯的差異。在高分辨率的圖像中，排土場與礦坑的解譯有較大差別，礦坑邊坡一般呈現(xiàn)階梯狀。②固體廢棄物。固體廢棄物有很多種類，大多數(shù)都放置在礦井周邊。圖像中的固體廢棄物一般會有清晰的輪廓，其內(nèi)部紋理會呈現(xiàn)細密、有序的特征。在高分辨率的遙感影像當中，衛(wèi)星能夠直接分辨出裸露尾礦區(qū)域。③粉塵污染。關(guān)于粉塵污染的圖像，其顯示一般在植被欠發(fā)達地區(qū)，污染區(qū)域下方地表有濃烈霧感，污染區(qū)域的整體輪廓不夠清晰，所以非常容易進行區(qū)分。④地面塌陷。引起局部地面塌陷的原因是過度開采地下礦產(chǎn)資源引起的，因此塌陷坑有一定的深度，在陰影的效果下，衛(wèi)星圖顯示的地形形態(tài)會明顯呈現(xiàn)三維效果，其通常會呈群體分布。⑤地裂縫。地裂縫位于淺層土壤結(jié)構(gòu)與地表結(jié)構(gòu)的變化，促使部分土壤濕度、透水性以及含水量增大，濕度下降，呈現(xiàn)線性圖像的特征。

（3）數(shù)據(jù)處理。礦區(qū)遙感監(jiān)測中，在解譯要素識別前，需要對原始圖像進行預處理。在envi中使用GF-1衛(wèi)星的擴展模塊打開數(shù)據(jù)，將原始數(shù)據(jù)XML文件中的衛(wèi)星類型改為GF-1。全色和多光譜數(shù)據(jù)經(jīng)過正射校正后，進行配準和融合。最后，以研究區(qū)的GF-1影像為底圖，對兩個L1A數(shù)據(jù)進行幾何校正，校正后的影像幾何精度滿足要求。校準時遵循以下原則：①控制點選擇在地形圖和影像上能正確識別和定位的明顯點。②控制點擬合誤差控制在2像素以內(nèi)。③控制點的選擇遵循均勻分布原則?？刂泣c一般選在8個象限，控制面積盡量大。

（4）礦區(qū)遙感資源開發(fā)和利用評價。①環(huán)境監(jiān)測。對于中小型地下礦山，衛(wèi)星圖像紋理不夠清晰，但可以區(qū)分礦山道路、廢石堆和簡易生產(chǎn)辦公樓，無法識別井架和井口位置。根據(jù)開采礦物的不同，金礦的礦堆呈灰白色，但地下開采的礦堆難以區(qū)分和判斷。對于露天礦山，在的圖像上可以看到明顯的負地形采場，在開采中的露天礦山上可以看到新鮮活躍的采面，圖像被突出顯示，可以識別礦山的開采狀況；一般情況下，礦山環(huán)境治理、礦山排土場和其他環(huán)境說明都顯示清楚。②衛(wèi)星數(shù)據(jù)可識別精讀。一般來說，用肉眼識別彩色圖像時，可以從背景中分離出40～50個像素左右的礦山地物，粗略判斷土地利用性質(zhì)。對于中小型地下開采礦山，如果開采活動與周圍原始地形對比明顯，開采運輸?shù)缆窐酥久黠@，廢石堆較新鮮，衛(wèi)星圖像可以解譯礦山位置，但無法識別井口和平硐位置。在露天礦中，在衛(wèi)星像上可以看到明顯的負地形采坑，在所開采的露天礦中可以看到活躍的開采面和礦路，可以識別開采狀態(tài)。采場邊界與周圍特征對比明顯，邊界清晰，易于圈定。對于礦山環(huán)境要素等可在圖像上進行解譯。尾礦庫還可以根據(jù)圖像色調(diào)、是否高亮、是否有液體等判斷利用狀況，根據(jù)開采礦產(chǎn)和開采狀況推斷礦堆、廢石堆和礦山建筑物的利用狀況，露天礦臨時搭建的簡易工棚無法識別。

4 區(qū)域礦山遙感監(jiān)測技術(shù)實施效果優(yōu)化

（1）做好現(xiàn)場勘查輔助。針對解釋人員的解釋結(jié)果、專業(yè)知識和圖像分辨率密切相關(guān)的問題，建議一方面建立系統(tǒng)的礦山開發(fā)現(xiàn)狀遙感調(diào)查和監(jiān)測技術(shù)標準，加強專業(yè)技術(shù)人員的培訓。另一方面，應加強中低分辨率圖像分布區(qū)的野外調(diào)查，尤其是地下礦區(qū)，更應當加強現(xiàn)場勘查，并結(jié)合實際的監(jiān)測情況進行合理的優(yōu)化。

（2）加強技術(shù)監(jiān)測。對于開采周期短、工藝簡單的礦產(chǎn)，建議進行動態(tài)監(jiān)測，如果有某一個地區(qū)符合這個標準，則優(yōu)先進行該區(qū)域的遙感監(jiān)測，而不是等到全部數(shù)據(jù)采集完成后，再進行個別監(jiān)測，一般情況下，達到每年監(jiān)測3-4次的頻率最佳。隨著高分系列、天繪系列、遙感系列等國內(nèi)衛(wèi)星發(fā)展越來越成熟，處理的數(shù)據(jù)數(shù)量越來越多，遙感數(shù)據(jù)采集能力也越來越強。遙感監(jiān)測需求可以得到充分滿足，因此也需要加強技術(shù)管理，并逐漸推動國產(chǎn)衛(wèi)星在該領(lǐng)域的應用。同時需要做好技術(shù)的優(yōu)化和設(shè)備的保養(yǎng)，針對設(shè)備的技術(shù)變化，對于人員的要求程度更高，如果一旦出現(xiàn)安全故障，其要想檢修也是非常不容易的，往往需要付出更多的資金，針對以上問題如果想提升設(shè)備運行的穩(wěn)定程度，就需要建立完善可靠的管理系統(tǒng)，以穩(wěn)定整體的設(shè)備運行需求。

（3）做好工作人員管理。建立嚴格的工作人員管理制度，提升遙感監(jiān)測、研究和服務(wù)水平。落實技術(shù)人員的崗位自認制度，并通過聘任和考核等途徑做好人才管理。在實際的管理中應加強人才管理，形成技術(shù)精湛、結(jié)構(gòu)合理的人才隊伍。技術(shù)人員需要獨立完成自身的工作，并能負責設(shè)備日常維修和保養(yǎng)，具備一定的技術(shù)改造和創(chuàng)新能力，嚴格遵守相關(guān)的規(guī)章，做好工作協(xié)同管理。

5 結(jié)語

總而言之，在實際的礦區(qū)勘測中，需要做好技術(shù)研究，并定向優(yōu)化技術(shù)應用，盡可能提升整體的技術(shù)實施效果，以當下的技術(shù)水平進行分析，衛(wèi)星勘測中遙感監(jiān)測依然存在一些問題，這些都需要逐步實現(xiàn)技術(shù)優(yōu)化，并整體上將遙感監(jiān)測的準確性提升，相較于傳統(tǒng)的GIS技術(shù)，遙感技術(shù)更加靈活、規(guī)范、科學，而編制標準化的遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)編制標準也是非常有必要的，因此更需要加速技術(shù)研究，并制定靈活性好、拓展性高的技術(shù)設(shè)計，來實現(xiàn)集中管理，這樣能將整體的監(jiān)測效果優(yōu)化和完善，提升管理效能。