時(shí)雨 劉純

（遼寧省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，遼寧 沈陽(yáng) 110032）

礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)中充分利用了3S 技術(shù)等重要技術(shù)內(nèi)容，它在分析環(huán)境問(wèn)題，分析危險(xiǎn)源過(guò)程中需要對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行分析，確保礦產(chǎn)資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用有效到位。當(dāng)然，在此之前還必須分析礦山地質(zhì)環(huán)境中已經(jīng)存在的主要問(wèn)題。

一、礦山地質(zhì)環(huán)境中的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題

在礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)估工作中是面臨諸多現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的，下文簡(jiǎn)單分析兩點(diǎn)：

首先是資源問(wèn)題，礦山開(kāi)采會(huì)直接導(dǎo)致土地資源被破壞、生態(tài)環(huán)境被污染、自然環(huán)境整體惡化程度會(huì)愈發(fā)嚴(yán)重，在如此背景下也會(huì)影響到農(nóng)田耕作與地表植被正常生長(zhǎng)。從另一方面來(lái)講，礦業(yè)固體廢物中的化學(xué)成分是相當(dāng)復(fù)雜的，其處理難度相對(duì)較大，目前比較常見(jiàn)的物理化學(xué)處理方法、植物土地復(fù)原處理方法、綜合利用方法等等都存在各自優(yōu)缺陷，它們會(huì)為區(qū)域居民生活環(huán)境造成極大負(fù)面影響。

其次是地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，它的構(gòu)成相對(duì)復(fù)雜，其中包含了多種表現(xiàn)類(lèi)型。比如說(shuō)滑坡災(zāi)害問(wèn)題，這一災(zāi)害問(wèn)題應(yīng)該從兩個(gè)方面來(lái)展開(kāi)分析：第一要分析露天開(kāi)采過(guò)度問(wèn)題，露天礦開(kāi)采會(huì)導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重超負(fù)荷，直接破壞礦山植被層，導(dǎo)致地表土層無(wú)法有效固定。如果在外力作用下，滑坡會(huì)自然形成；第二要分析采空區(qū)的巖土體應(yīng)力改變，同時(shí)分析其中誘發(fā)地表地貌蠕動(dòng)變形滑移的主要原因，應(yīng)該考慮在局部堆積情況下地形失穩(wěn)所造成的地質(zhì)滑坡現(xiàn)象問(wèn)題。

礦山地質(zhì)地表災(zāi)害是時(shí)有發(fā)生的，它主要是因?yàn)榈V山開(kāi)采選用井工開(kāi)采方式所造成的，它會(huì)之直接引發(fā)地面沉降或地形嚴(yán)重變形問(wèn)題發(fā)生。該類(lèi)災(zāi)害一旦發(fā)生，礦井開(kāi)采就會(huì)形成采空區(qū)，其上覆巖層也會(huì)因此而斷裂、移動(dòng)、逐漸向上擴(kuò)展，直到到達(dá)地表時(shí)出現(xiàn)地表塌陷問(wèn)題。在礦井開(kāi)采過(guò)程中也要分析地下水循環(huán)變化狀況，分析影響地質(zhì)層之間平衡問(wèn)題的主要原因，它是加速坍塌進(jìn)程的主要原因。

最后分析了地裂縫災(zāi)害問(wèn)題，結(jié)合地表巖、土體變化情況，確保在地面形成一定長(zhǎng)度或?qū)挾鹊牧芽p問(wèn)題。在裂縫出現(xiàn)后要對(duì)礦區(qū)地表構(gòu)筑物與基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行分析，分析后會(huì)發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施破壞問(wèn)題非常嚴(yán)重，其中可能存在構(gòu)筑物坍塌，嚴(yán)重危害居民生命與財(cái)產(chǎn)安全。當(dāng)然，地面塌陷與斷裂必然會(huì)影響耕地正常種植，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致土地?cái)R荒問(wèn)題出現(xiàn)[1]。

二、礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中的3S 技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用

在當(dāng)前的礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)作業(yè)中會(huì)廣泛使用到3S 技術(shù)，它們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中發(fā)揮了重大價(jià)值作用。一般來(lái)說(shuō)，3S 技術(shù)中就包括了GIS 地理信息系統(tǒng)技術(shù)、GPS 全球定位系統(tǒng)技術(shù)以及RS 遙感技術(shù)。這些技術(shù)各有所長(zhǎng)，它們?cè)诳臻g通訊、傳感器計(jì)算、衛(wèi)星定位導(dǎo)航等等方面都發(fā)揮了重大價(jià)值作用。目前3S 技術(shù)已經(jīng)將現(xiàn)代信息理論融入到實(shí)踐環(huán)節(jié)中，基于多學(xué)科有機(jī)集成構(gòu)建技術(shù)節(jié)點(diǎn)，在搜集、采集、處理、分析以及傳播、管理等等層面都發(fā)揮了巨大價(jià)值作用。而結(jié)合礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的主要學(xué)科技術(shù)內(nèi)容，它可拓展的技術(shù)空間更大，下文就重點(diǎn)分析了3S 技術(shù)中的RS 遙感技術(shù)，并對(duì)遙感RS 技術(shù)的具體實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行了進(jìn)一步闡釋[2]。

（一）遙感RS 技術(shù)的基本概述

遙感（Remote Sensing，RS）是一種具有對(duì)地觀測(cè)性能的綜合性技術(shù)。它的應(yīng)用主體就是遙感探測(cè)儀。遙感探測(cè)儀能夠做到不接觸探測(cè)目標(biāo)就能遠(yuǎn)程將目標(biāo)的電磁波特性完全記錄下來(lái)，數(shù)據(jù)被記錄之后對(duì)其進(jìn)行綜合性解析，最終獲得需要的結(jié)果。

遙感系統(tǒng)包含五大部分，分別為：測(cè)量目標(biāo)的信息特征、信息獲取、信息傳輸記錄、信息處理以及信息應(yīng)用，所以說(shuō)遙感技術(shù)屬于綜合性觀測(cè)系統(tǒng)，它在航天、光電、物理、計(jì)算機(jī)和信息科學(xué)等諸多領(lǐng)域都有應(yīng)用，具有很強(qiáng)的學(xué)科性。是一種集數(shù)據(jù)性、時(shí)效性和經(jīng)濟(jì)性為一體的現(xiàn)代化高科技工程設(shè)備。在遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)體系中，它就合理運(yùn)用到了光學(xué)攝影、多光譜掃描、紅外掃描以及激光雷達(dá)探測(cè)等等技術(shù)手段，它可在較大范圍內(nèi)準(zhǔn)確評(píng)估監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)礦山及其周?chē)刭|(zhì)環(huán)境進(jìn)行調(diào)查分析，采集相關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容，結(jié)合信息數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息精細(xì)化分類(lèi)管理，確保數(shù)據(jù)通過(guò)云平臺(tái)處理到位，同時(shí)滿足數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享機(jī)制應(yīng)用[3]。

（二）遙感RS 技術(shù)在礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)案例中的具體應(yīng)用

目前某些礦山工程中會(huì)應(yīng)用到RS 遙感技術(shù)，特別是通過(guò)RS 遙感配合GPS、GIS 形成3S 技術(shù)體系，全面深入實(shí)現(xiàn)礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)作業(yè)有效操作。

1.某S 礦山工程的地質(zhì)概況

某S 礦山工程位于高原地區(qū)，它其中也具有峽谷、丘陵、山原等多種地形。工作區(qū)相對(duì)海拔超過(guò)1600m，且工作區(qū)周?chē)?00 條大小河流，且分屬于不同水系?？紤]到S 礦山中不同施工區(qū)域生產(chǎn)需求有所不同，所以在S礦山工程項(xiàng)目中建立數(shù)座水電站，總發(fā)電量達(dá)到800萬(wàn)kW以上。從整體看來(lái)，其工作區(qū)域礦產(chǎn)資源相對(duì)豐富，其中稀有礦資源品種最為豐富，發(fā)展前景也最好。不過(guò)，S 礦山工程的地質(zhì)狀況并不穩(wěn)定，多年來(lái)由于過(guò)度開(kāi)采出現(xiàn)了崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降等多種自然災(zāi)害問(wèn)題。為有效解決這些由于礦產(chǎn)開(kāi)采生產(chǎn)所帶來(lái)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，需要利用遙感技術(shù)配合GIS、GPS 技術(shù)建立3S 技術(shù)體系，保證對(duì)地質(zhì)監(jiān)控與地質(zhì)變化進(jìn)行合理預(yù)測(cè)，建立礦山環(huán)境相應(yīng)治理技術(shù)體系。

2.某S 礦山工程的土地信息提取技術(shù)操作

某S 礦山工程中會(huì)采用到GIS 與GPS 技術(shù)來(lái)了解礦區(qū)實(shí)際狀況，結(jié)合礦區(qū)土地狀況、植被覆蓋信息展開(kāi)全面數(shù)據(jù)分析，結(jié)合GS 技術(shù)實(shí)施土地信息提取，建立GS技術(shù)土地信息提取機(jī)制，其中就采用了大量的人機(jī)交互解譯技術(shù)，確保根據(jù)QuickBird 彩色圖像提取信息內(nèi)容，結(jié)合精細(xì)度功能分析在1m 以內(nèi)范圍內(nèi)的編輯功能優(yōu)化過(guò)程，整體看來(lái)該技術(shù)的編輯能力相對(duì)較強(qiáng)大，可最大限度減少重復(fù)勞動(dòng)所造成的生產(chǎn)成本與生產(chǎn)效率浪費(fèi)。在參考數(shù)據(jù)、圖形以及影像方面就建立了復(fù)雜的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)機(jī)制，邊緣查看分析相關(guān)土地信息數(shù)據(jù)內(nèi)容。具體來(lái)講，某S 礦山工程的土地信息提取技術(shù)操作流程主要如下[4]：

第一，利用ERDAS Imagine軟件分析土地利用、植被覆蓋信息圖像的建立，結(jié)合圖像QuickBird 處理相關(guān)編碼信息，并進(jìn)行賦值處理。

第二，要實(shí)施柵格數(shù)據(jù)分類(lèi)處理，確保完全轉(zhuǎn)化矢量數(shù)據(jù)內(nèi)容，利用workstation 平臺(tái)對(duì)土地利用類(lèi)型特征進(jìn)行分類(lèi)，同時(shí)修改矢量數(shù)據(jù)，確保土地應(yīng)用地類(lèi)屬性表現(xiàn)到位。在上述過(guò)程中需要做好信息提取操作，體現(xiàn)解譯精度，合理判讀影像順序并保證其正確性，結(jié)合影像判讀85%以上精度分析工作區(qū)信息提取狀況，舉例來(lái)說(shuō)，S 工程中采用GS 遙感技術(shù)對(duì)工作區(qū)中的大氣、水體、粉塵高等等污染進(jìn)行了全面監(jiān)測(cè)，結(jié)合礦山開(kāi)采所引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重問(wèn)題進(jìn)行了探討，基于生態(tài)環(huán)境相應(yīng)破壞利用GS 遙感技術(shù)，確保土壤、植被、水體等等自然環(huán)境因素變化發(fā)展合理，由此就建立了生態(tài)環(huán)境恢復(fù)初步治理體系。

第三，要基于GS技術(shù)對(duì)S工程礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行合環(huán)境質(zhì)量等級(jí)分級(jí)，設(shè)立礦山生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)因子，了解其中指標(biāo)等級(jí)閾值。比如說(shuō)針對(duì)S 礦區(qū)的大氣、粉塵以及水體等等污染進(jìn)行分析，優(yōu)化想?yún)⒖紭?biāo)準(zhǔn)，確保礦區(qū)實(shí)際情況劃定到位，建立礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)值計(jì)算體系，對(duì)每一級(jí)閾值都要進(jìn)行計(jì)算，最后結(jié)合綜合閾值構(gòu)建礦山工作區(qū)的生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)等級(jí)。如此一來(lái)，就可確定不同區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境區(qū)間范圍值變化，結(jié)合這些確切數(shù)據(jù)設(shè)立完整的生態(tài)環(huán)境保護(hù)體系，保證礦區(qū)生態(tài)環(huán)境發(fā)展穩(wěn)定[5]。

總結(jié)

在利用GS 遙感技術(shù)配合GIS、GPS 技術(shù)形成3S 技術(shù)體系后，它對(duì)于當(dāng)前礦山生產(chǎn)工程中地質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)應(yīng)用作用較大。它不但為礦山周邊生態(tài)環(huán)境建立了監(jiān)測(cè)等級(jí)，并予以評(píng)價(jià)，這非常有利于礦山地區(qū)日后的環(huán)境保護(hù)，也為煤礦企業(yè)長(zhǎng)久穩(wěn)定發(fā)展創(chuàng)造了有利空間條件。