［關(guān)鍵詞］遙感；長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶（安徽段）；礦山修復(fù)；評(píng)價(jià)

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，對(duì)礦山能源的需求量不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致眾多礦山開采產(chǎn)量無法滿足飛速發(fā)展的市場(chǎng)需求，勢(shì)必要造成礦產(chǎn)資源的大量開釆[1]。大量開采加速了國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，但也污染、破壞了礦區(qū)環(huán)境。礦山開采對(duì)礦山及其周圍地區(qū)造成大氣污染、噪聲污染、水污染、土地資源破壞，并誘發(fā)了地表沉陷、地裂縫等多種地質(zhì)災(zāi)害，不僅破壞了生態(tài)環(huán)境，而且危及安全生產(chǎn)、人民生命財(cái)產(chǎn)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[2]。資源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)矛盾日益突出。歷史上我國(guó)礦產(chǎn)資源的開采以犧牲環(huán)境為代價(jià)，對(duì)于礦區(qū)環(huán)境的治理都是“先開發(fā)、后治理，先破壞、后恢復(fù)”的[3]，這勢(shì)必令礦區(qū)環(huán)境更加惡化，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及時(shí)掌握礦區(qū)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行恢復(fù)治理，對(duì)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶（安徽段）分布著大大小小多處礦山，因歷史遺留下來的未治理礦山，以及近年來開采規(guī)模的擴(kuò)大和采掘深度的增加，礦區(qū)環(huán)境問題日益嚴(yán)重，露天開采創(chuàng)面逐漸增多，對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重[4]。本文利用遙感手段對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶（安徽段）礦山修復(fù)工作進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)修復(fù)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。遙感信息因具有實(shí)時(shí)性、周期性、覆蓋面廣、價(jià)格低廉、數(shù)據(jù)穩(wěn)定、信息量大等眾多特點(diǎn)，成為監(jiān)測(cè)礦山環(huán)境的理想技術(shù)手段。它可以快速獲得礦區(qū)環(huán)境信息，為礦區(qū)的綜合治理提供可靠的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為礦山治理的監(jiān)督、監(jiān)管提供技術(shù)支撐。

1. 數(shù)據(jù)源

我國(guó)自主發(fā)射的遙感衛(wèi)星有高分系列衛(wèi)星、資源系列衛(wèi)星、環(huán)境系列衛(wèi)星等，高分系列衛(wèi)星是我國(guó)中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃確定的16個(gè)重大科技專項(xiàng)之一，目前已發(fā)射高分一號(hào)衛(wèi)星至高分十四號(hào)衛(wèi)星、高分多模衛(wèi)星，涵蓋了多光譜遙感衛(wèi)星、高光譜遙感衛(wèi)星、雷達(dá)遙感衛(wèi)星、立體測(cè)繪衛(wèi)星等類型。本文主要選用高分系列衛(wèi)星中的高分一號(hào)、高分二號(hào)、高分六號(hào)作為數(shù)據(jù)源，對(duì)目標(biāo)區(qū)域大范圍、周期性監(jiān)測(cè)。

2. 數(shù)據(jù)處理方法

因礦山修復(fù)工作環(huán)境復(fù)雜、修復(fù)方式多樣，無法建立統(tǒng)一模型自動(dòng)解疑；小面積礦山修復(fù)，受遙感影像分辨率限制無法自動(dòng)提取有效信息。綜上所述，本文采用人工解疑，對(duì)礦山修復(fù)時(shí)間點(diǎn)、修復(fù)方式、治理效果進(jìn)行評(píng)判。

本文使用的多光譜衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)分為全色、多光譜數(shù)據(jù)兩種。全色數(shù)據(jù)是對(duì)地物輻射中全色波段的影像攝取，所以數(shù)據(jù)為單波段，影像顯示為灰度圖片，全色數(shù)據(jù)一般空間分辨率高，但無法展示色彩，能讀取的信息量有限；多光譜數(shù)據(jù)將地物輻射電磁破分割成若干個(gè)較窄的光譜段，以攝影或掃描的方式，在同一時(shí)間獲得同一目標(biāo)不同波段信息，可根據(jù)需要對(duì)不同波段疊加，獲取多種彩色數(shù)據(jù)，但缺點(diǎn)是空間分辨率較低。在人工解疑前，需要對(duì)全色和多光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，經(jīng)過融合處理的成果兼具兩者優(yōu)點(diǎn)，得到高分辨率、具有多個(gè)波段的數(shù)據(jù)（圖1）。

圖像融合的重點(diǎn)是選取合適的融合方法，當(dāng)前遙感圖像融合的方法可分為四類[5]：（1）成分替換法，例如HIS變換等，模擬人類視覺系統(tǒng)處理強(qiáng)度I、色調(diào)H、飽和度S信息；（2）多分辨率分析法，例如小波變換等，增強(qiáng)影像細(xì)節(jié)和紋理；（3）成分替換法和多分辨率分析法混合，例如基于小波變換和PCA變換的結(jié)合，將高分辨率的全色影像添加至多光譜影像的I或PC1分量；（4）基于變分模型的方法，例如結(jié)合小波變換和稀疏表示的融合方法。因本文監(jiān)測(cè)區(qū)域較大、影像較多，綜合考慮影像融合結(jié)果和融合效率，采用第2種圖像融合方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

3. 遙感監(jiān)測(cè)情況

礦山生態(tài)修復(fù)工作在遙感影像監(jiān)測(cè)上一般包括消除地質(zhì)災(zāi)害、拆除礦業(yè)設(shè)備、土地平整、地表復(fù)綠等。

3.1 消除地質(zhì)災(zāi)害

礦山開采過程中，因環(huán)境限制、違規(guī)開采等，導(dǎo)致礦山邊坡坡度過大，可能產(chǎn)生滑坡、崩塌、落石等隱患，需要消除地質(zhì)災(zāi)害，確保群眾人身財(cái)產(chǎn)安全。地質(zhì)災(zāi)害治理方案主要有削坡放階、錨桿支護(hù)、掛網(wǎng)支護(hù)、危巖清理及反壓坡腳等。

在遙感影像上，高陡邊坡主要表現(xiàn)為土地裸露面積小，陰影區(qū)較大、視覺深度差距較大。削坡放階后，遙感影像上可明顯觀察到數(shù)個(gè)階梯狀平面（圖2）。

3.2 拆除礦業(yè)設(shè)備

部分停止生產(chǎn)的礦山中，還遺留生產(chǎn)設(shè)備、辦公樓等人工設(shè)施。在生態(tài)修復(fù)過程中，需要對(duì)其進(jìn)行拆除。礦山生產(chǎn)設(shè)備、建筑物在遙感影像上呈現(xiàn)較為規(guī)則的輪廓，容易識(shí)別（圖3）。

3.3 土地平整

礦山開采后，地表因開采、運(yùn)輸、雨水沖刷等，會(huì)出現(xiàn)采坑、積水，在遙感影像上呈現(xiàn)為地表凹凸不平，以及顏色較深的積水區(qū)。土地平整后，遙感影像上觀察為色彩分布均勻的平整區(qū)域，無陰影（圖4）。

3.4 地表復(fù)綠

礦山修復(fù)的目的是完成被損毀區(qū)域的生態(tài)重建，整治、改善和恢復(fù)礦山地質(zhì)環(huán)境，恢復(fù)土地原有的利用功能或用途，達(dá)到礦區(qū)自然生態(tài)環(huán)境與周邊生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)的目的。從遙感影像上觀察，未復(fù)綠的地表呈現(xiàn)高亮色塊，一般為土黃色或白色，因沒有植被遮擋可以明顯觀察到地表特征。復(fù)綠后，礦山修復(fù)區(qū)域與周邊應(yīng)融入一體，遙感影像上觀察修復(fù)區(qū)域和周邊區(qū)域無明顯區(qū)別（圖5）。

4. 效益評(píng)價(jià)

4.1 生態(tài)效益

通過礦山地質(zhì)環(huán)境治理，消除礦山地質(zhì)災(zāi)害隱患，改善了當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境質(zhì)量。同時(shí)提高了土地的利用價(jià)值，使治理區(qū)環(huán)境與周圍環(huán)境和諧共存，消除視覺污染，使廢棄礦山環(huán)境與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)。通過土地整理與覆土、栽植樹木等植被重建工程，有效涵養(yǎng)了水源、保水保土，減少水土流失，防止周邊生態(tài)系統(tǒng)退化，地質(zhì)環(huán)境趨于平衡奠定了基礎(chǔ)；通過植被重建、生境重塑，逐步提升生態(tài)系統(tǒng)的多樣性與完整性，使脆弱的礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定性。

4.2 社會(huì)效益

通過長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶（安徽段）廢棄露天礦山治理修復(fù)，基本消除了治理區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患，保障了當(dāng)?shù)厝罕娚a(chǎn)生活安全；有效杜絕了項(xiàng)目治理區(qū)非法盜采礦產(chǎn)資源、非法占用礦區(qū)土地生產(chǎn)建設(shè)、亂排亂堆現(xiàn)象；新增的可利用土地，帶動(dòng)了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，創(chuàng)造了就業(yè)崗位，促進(jìn)了礦地和諧。廢棄露天礦山修復(fù)工作得到了廣大群眾的理解和支持，同時(shí)提高了廣大群眾自覺保護(hù)生態(tài)環(huán)境的意識(shí)，教育引導(dǎo)礦山企業(yè)樹立科學(xué)開發(fā)礦產(chǎn)資源和保護(hù)修復(fù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的理念，促進(jìn)了社會(huì)和諧穩(wěn)定。社會(huì)效益明顯。

5. 結(jié)論

通過遙感監(jiān)測(cè)，為長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶（安徽段）歷史遺留廢棄露天礦山生態(tài)修復(fù)工作提供了大范圍、周期性、可追溯的數(shù)據(jù)，為礦山監(jiān)管提供有力支撐。通過礦山生態(tài)修復(fù)，使礦山生態(tài)顯著改善，項(xiàng)目區(qū)水土流失得到有效控制、礦區(qū)內(nèi)散亂污企業(yè)全部拆除、大氣污染和視覺污染徹底消除。通過土壤置換改良，盡快實(shí)現(xiàn)植被復(fù)綠，為后期開發(fā)利用打下了生態(tài)基礎(chǔ)。