試論遙感監(jiān)測(cè)在礦產(chǎn)資源開采中的應(yīng)用

試論遙感監(jiān)測(cè)在礦產(chǎn)資源開采中的應(yīng)用摘要：隨著我國(guó)基建行業(yè)的大發(fā)展,礦山的測(cè)量和管理工作對(duì)于石灰?guī)r礦山的勘探,建設(shè)和利用以及石灰?guī)r礦山的安全和生產(chǎn)都顯得愈加重要。與傳統(tǒng)的礦山監(jiān)測(cè)方法不同，采用遙感監(jiān)測(cè)手段，礦山開采不需要耗費(fèi)大量人力資源到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查，通過運(yùn)用高分辨率遙感影像進(jìn)行礦山監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)獲取礦產(chǎn)資源的相關(guān)數(shù)據(jù)信息并進(jìn)行處理，了解掌握礦山環(huán)境變化信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可利用礦產(chǎn)資源，并針對(duì)礦山環(huán)境變化進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，極大減少了作業(yè)人員的工作量，降低了工作風(fēng)險(xiǎn)，并有效的節(jié)省礦產(chǎn)資源開采的成本。本文提出基于遙感監(jiān)測(cè)的礦產(chǎn)資源開采方法，構(gòu)建礦山開采環(huán)境變化監(jiān)測(cè)模型，深入研究遙感監(jiān)測(cè)在礦山資源開采中的應(yīng)用，希望可以給相關(guān)專業(yè)人員提供借鑒與參考，推動(dòng)我國(guó)礦產(chǎn)資源開采行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。關(guān)鍵詞：遙感監(jiān)測(cè)；礦產(chǎn)資源；開采技術(shù)前言在工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中，礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)利用為工業(yè)生產(chǎn)提供源源不斷的能源供應(yīng)，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入強(qiáng)勁的動(dòng)力。近年來，礦產(chǎn)資源的開采對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響，部分礦區(qū)遭到嚴(yán)重破壞，甚至還威脅了周圍人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用在礦山資源管理中十分重要，它為產(chǎn)資源規(guī)劃實(shí)施情況的檢查和監(jiān)測(cè)提供重要信息，是利用地圖實(shí)施礦山管理的重要途徑，為開采和管理礦產(chǎn)資源提供決策信息和控制手段，對(duì)于有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重要意義。1礦產(chǎn)資源開采的基本原則1.1堅(jiān)持礦產(chǎn)資源開發(fā)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展緊密結(jié)合統(tǒng)籌規(guī)劃和利用礦產(chǎn)資源，制定礦產(chǎn)企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，實(shí)施礦產(chǎn)資源合理開發(fā)。為提高礦產(chǎn)資源利用效率，應(yīng)綜合考慮地理位置、設(shè)計(jì)規(guī)劃、環(huán)境、資源、質(zhì)量、開采條件、交通條件、最佳輻射半徑等因素，進(jìn)行科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理的礦產(chǎn)資源總體布局規(guī)劃。1.2堅(jiān)持開源節(jié)流并舉、開發(fā)保護(hù)并重加大基礎(chǔ)地質(zhì)工作運(yùn)行力度，加大礦產(chǎn)資源勘查投入力度，加強(qiáng)礦產(chǎn)資源深層地質(zhì)研究范圍，保障礦產(chǎn)資源后期開發(fā)生產(chǎn)能力。為了有效保護(hù)礦產(chǎn)資源，必須嚴(yán)格控制礦產(chǎn)資源的輸入，合理利用和開發(fā)礦產(chǎn)資源，加強(qiáng)環(huán)境治理和環(huán)境保護(hù)環(huán)境。1.3堅(jiān)持資源開發(fā)與生態(tài)建設(shè)相統(tǒng)一強(qiáng)化生態(tài)文明建設(shè)總需求，統(tǒng)籌發(fā)展資源規(guī)劃戰(zhàn)略，提高經(jīng)濟(jì)效益，確保污染治理取得有效進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益最大化，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的雙贏局面。1.4堅(jiān)持管理體制和技術(shù)創(chuàng)新相協(xié)調(diào)加快礦業(yè)發(fā)展，實(shí)施方案優(yōu)化轉(zhuǎn)型，深化礦業(yè)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略，著力推進(jìn)礦業(yè)重點(diǎn)開發(fā)領(lǐng)域和重點(diǎn)對(duì)接，加大礦產(chǎn)資源管理力度，促進(jìn)采礦業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色、高效、可持續(xù)發(fā)展，依靠科技進(jìn)步促進(jìn)礦產(chǎn)品深度加工。按照工廠標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)?；?、綠色化、環(huán)?；?、合理布局，規(guī)范礦山開采，提高機(jī)械化水平和企業(yè)智慧，拓展產(chǎn)業(yè)鏈。1.5堅(jiān)持市場(chǎng)配置與宏觀調(diào)控相結(jié)合充分發(fā)揮礦產(chǎn)資源市場(chǎng)配置決定性優(yōu)勢(shì)，分析宏觀調(diào)控的引領(lǐng)作用。對(duì)市場(chǎng)調(diào)控進(jìn)行宏觀控制，出臺(tái)促進(jìn)礦產(chǎn)資源開發(fā)的新政策，促進(jìn)礦產(chǎn)資源高效勘查，營(yíng)造開放、健康、規(guī)范、一體化的礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境。2基于遙感監(jiān)測(cè)的礦產(chǎn)資源開采方法2.1構(gòu)建礦山開采環(huán)境變化監(jiān)測(cè)模型本文研究設(shè)計(jì)的礦山資源開采環(huán)境變化監(jiān)測(cè)模型，根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)需要，基于三條遙感影像主線：多期遙感影像主線、多級(jí)監(jiān)測(cè)結(jié)果主線、遙感圖像與監(jiān)測(cè)結(jié)果之間的動(dòng)態(tài)控制線，完成各個(gè)工作區(qū)數(shù)據(jù)間的變化檢測(cè)，以補(bǔ)充每個(gè)工作區(qū)域的數(shù)據(jù)。收集與工作區(qū)采礦資源相關(guān)的影響數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、各礦點(diǎn)分布及相關(guān)采礦權(quán)數(shù)據(jù)等，包括遙感影像、地質(zhì)數(shù)據(jù)和不同時(shí)代聚落分布。采礦環(huán)境變化的監(jiān)測(cè)是整個(gè)工作過程的核心內(nèi)容，對(duì)多階段圖像、監(jiān)測(cè)結(jié)果和遙感分析圖像與監(jiān)測(cè)結(jié)果之間的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)了采礦環(huán)境變化檢測(cè)路徑。遙感動(dòng)態(tài)跟蹤是利用不同時(shí)代的遙感圖像檢測(cè)環(huán)境的變化作為模型的基礎(chǔ)。遙感數(shù)據(jù)覆蓋的控制區(qū)域具有前期影像的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)區(qū)域，在不同時(shí)間發(fā)生的影像變化分析，根據(jù)圖像變化數(shù)據(jù)分析對(duì)結(jié)果進(jìn)行分類和排序，并根據(jù)解釋模型和變化類型進(jìn)行監(jiān)測(cè)。為了使環(huán)境變化的監(jiān)測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確，本文利用重復(fù)的影像數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)影像間的變化監(jiān)測(cè)，將兩幅影像中相同的標(biāo)準(zhǔn)的礦山矢量分離出來，利用影像數(shù)據(jù)對(duì)之前的結(jié)果進(jìn)行空間分析，實(shí)現(xiàn)礦山開采環(huán)境變化監(jiān)測(cè)。2.2礦產(chǎn)資源開采數(shù)據(jù)預(yù)處理基于上述建造的模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)礦山開采環(huán)境變化的監(jiān)測(cè)。礦產(chǎn)資源待研究數(shù)據(jù)處理包括兩個(gè)步驟：準(zhǔn)備用于遠(yuǎn)程分析的圖像數(shù)據(jù)和影像空間成像的環(huán)境匹配處理。根據(jù)遙感模型類型的不同，對(duì)影像處理模型進(jìn)行正射、銳化等進(jìn)行處理，并隨著變化檢測(cè)出對(duì)物體礦產(chǎn)資源特征的修正。在對(duì)礦產(chǎn)資源圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，圖像像素會(huì)因折射和地形變化而發(fā)生幾何變形。為了減少處理誤差，傳感器捕獲的圖像經(jīng)過空間拉伸處理，以滿足像素點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)。采用柵格數(shù)據(jù)集關(guān)聯(lián)的多項(xiàng)式系數(shù)與共線方程結(jié)合，以提高校正結(jié)果的數(shù)據(jù)完整性，并在滿足數(shù)據(jù)檢查點(diǎn)后進(jìn)行正射校正。從數(shù)據(jù)采集中獲得的信息包括文本、圖形、圖像等格式，在預(yù)處理過程中進(jìn)行分類，轉(zhuǎn)換成圖形并通過相關(guān)軟件進(jìn)行數(shù)字化處理。礦山遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)處理通常使用多光譜遙感圖像銳化處理，這可以利用遙感的高空間分辨率特征，通過組合信息來增加數(shù)據(jù)信息量。獲取到的地物影像分為四種類型：水域、礦區(qū)、植物群和建筑群。計(jì)算四種不同類型的原始圖像和四類不同地物的光譜曲線，最終確定效果最佳的方法。2.3建立遙感監(jiān)測(cè)解譯標(biāo)志礦產(chǎn)資源開采數(shù)據(jù)預(yù)處理作為開采的依據(jù)，對(duì)圖像和數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后，根據(jù)文研究區(qū)域內(nèi)分布的開采環(huán)境的變化和礦山地物四種開采類型，形成一一相應(yīng)的影像解釋標(biāo)記，是研究區(qū)域共有的特征。參考1:20萬地質(zhì)圖基于ASTER衛(wèi)星影像圖，進(jìn)行遙感翻譯。異常的區(qū)域環(huán)狀結(jié)構(gòu)包括一般斷裂和環(huán)狀結(jié)構(gòu)。地質(zhì)體解釋精度包括封閉地質(zhì)體和塊體地質(zhì)體兩種，主要區(qū)別在于長(zhǎng)度和寬度不同。通常，在地圖比例尺和地質(zhì)圖上難以表示，但對(duì)礦產(chǎn)資源開采非常重要的結(jié)構(gòu)，使用技術(shù)來解釋人與計(jì)算機(jī)之間的交互作用，以對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)充解釋。解釋是對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并暴露在地表的土壤元素進(jìn)行的，逐步推進(jìn)到難度較大的地區(qū)。不確定的地質(zhì)數(shù)據(jù)需要實(shí)地研究和進(jìn)一步分析，參照已建立的遙感監(jiān)測(cè)影像判讀標(biāo)記，對(duì)勘測(cè)影像進(jìn)行遠(yuǎn)程分析判讀，根據(jù)地物屬性類型確定景觀屬性類型的目標(biāo)對(duì)象，并在判讀過程中查看對(duì)應(yīng)字符的等級(jí)數(shù)據(jù)；對(duì)于無法明確標(biāo)識(shí)類型的，必須使用相應(yīng)的解釋標(biāo)識(shí)，并當(dāng)場(chǎng)核對(duì)類型。遙感監(jiān)測(cè)解譯標(biāo)志是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的工作，解譯過程應(yīng)充分利用資料，收集階段獲取的研究區(qū)礦產(chǎn)資源以及礦點(diǎn)的分布情況以及前期相關(guān)工作成果，必要時(shí)可以借助三維地形顯示進(jìn)行目標(biāo)物的判別。解譯工作主要針對(duì)露天采場(chǎng)、中轉(zhuǎn)場(chǎng)地等面狀地物進(jìn)行，遙感監(jiān)測(cè)解譯標(biāo)志應(yīng)做到“全區(qū)覆蓋，重點(diǎn)排查礦區(qū)附近”的解譯程度。2.4遙感分層分類開采礦產(chǎn)資源遙感分層分類方法是一種基于遙感監(jiān)測(cè)的礦產(chǎn)資源開采方法。主要目的是逐步對(duì)挖掘的礦區(qū)地物的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，并在不同層之間添加相關(guān)的決策函數(shù)，形成距離測(cè)量的邏輯樹。按照傳統(tǒng)的地質(zhì)方法，將數(shù)據(jù)傳輸和信息系統(tǒng)合并為一棵數(shù)據(jù)樹。由于數(shù)據(jù)是通過遠(yuǎn)程分析的影像數(shù)據(jù)反映出來的，分層遠(yuǎn)程分析方法應(yīng)不斷更新數(shù)據(jù)，跟蹤礦區(qū)變化，逐步滿足分類需求，達(dá)到最佳分類效果。由于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)邊界信息的模糊性，首先確定目標(biāo)的空間位置和邊界數(shù)據(jù)的提取點(diǎn)，并根據(jù)圖像識(shí)別方法對(duì)采礦目標(biāo)清晰化。在礦產(chǎn)豐富的地區(qū)，地形切割強(qiáng)烈，必須通過識(shí)別地質(zhì)特征來識(shí)別采礦目標(biāo)和礦產(chǎn)種類。多金屬地區(qū)通常在注冊(cè)礦種和開采礦種之間存在差異。采集數(shù)據(jù)時(shí)，必須將影像變化的遙感數(shù)據(jù)與地質(zhì)數(shù)據(jù)和礦產(chǎn)資源規(guī)劃數(shù)據(jù)相結(jié)合，進(jìn)行空間相關(guān)性和覆蓋度分析。該處理可以確定采礦場(chǎng)地的覆蓋成分是否與礦山類型相對(duì)應(yīng)。根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境及其光譜特性的差異，主要采用主成分異常門限分割法，利用TM數(shù)據(jù)完善礦山資源開采環(huán)境信息，改進(jìn)分級(jí)采礦信息檢索過程。完善和更新地質(zhì)礦山環(huán)境信息開采系統(tǒng)。對(duì)礦區(qū)進(jìn)行劃分，根據(jù)主要成分的主成分異常門限分割法，劃分為氧化鐵分布區(qū)域，然后利用外部分析的邏輯樹對(duì)開采強(qiáng)度進(jìn)行分類，劃分礦區(qū)資源開采強(qiáng)度分布。該方法可用于分離礦區(qū)的不同成分，如固體廢物、廢料等，并在礦產(chǎn)資源開采過程中監(jiān)測(cè)和有效恢復(fù)礦山地質(zhì)環(huán)境。3實(shí)驗(yàn)分析3.1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備為了驗(yàn)證本文提出的基于遙感技術(shù)對(duì)礦物提取方法的有效性，將本文提出的方法與傳統(tǒng)的礦物提取方法進(jìn)行了比較。本實(shí)驗(yàn)以某礦區(qū)為試驗(yàn)區(qū)，以Landsat影像數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，高分辨率Plejad影像為試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)礦區(qū)的開采方法進(jìn)行測(cè)試。通過對(duì)比遙感影像，獲得分布在礦區(qū)表面及周邊地區(qū)的物質(zhì)信息?；谶b感分級(jí)分類方法，對(duì)礦區(qū)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行階段性分類，根據(jù)圖像檢測(cè)方法確定采礦目標(biāo)。結(jié)合DN值的大小，區(qū)分地物的類型，獲取礦區(qū)地質(zhì)特征向量。3.2結(jié)果分析將本文提出的礦產(chǎn)資源開采方法與傳統(tǒng)開采方法獲取的DN數(shù)據(jù)信息變化繪制成圖1所示。圖1兩種開采方法反射率變化對(duì)比由圖1可知，本文提出的基于遙感監(jiān)測(cè)方法的光譜反射率在波長(zhǎng)為1.0時(shí)，反射率與傳統(tǒng)方法不同，而傳統(tǒng)方法的反射率較低。因此，本文提出的基于遙測(cè)的礦產(chǎn)資源開采方法對(duì)于開采礦產(chǎn)存在優(yōu)勢(shì)。結(jié)語綜上所述，隨著生態(tài)文明建設(shè)的深入推進(jìn)，區(qū)域礦產(chǎn)資源需求與生態(tài)文明建設(shè)的結(jié)合成為亟待解決的問題。在進(jìn)行地質(zhì)規(guī)劃之前，筆者認(rèn)為利用目前國(guó)家已經(jīng)啟動(dòng)實(shí)施信息遙感技術(shù)進(jìn)行礦產(chǎn)資源規(guī)劃與勘查，應(yīng)對(duì)該地區(qū)的礦產(chǎn)資源進(jìn)行綜合研究和評(píng)，勘查評(píng)價(jià)結(jié)果將用于編制專項(xiàng)礦產(chǎn)資源規(guī)劃。眾所周知，礦產(chǎn)資源是寶貴的和不可替代的工業(yè)產(chǎn)品。提前做好礦產(chǎn)資源的合理規(guī)劃和利用，夯實(shí)當(dāng)?shù)亻_采基礎(chǔ)，為地方礦山開采基礎(chǔ)提供有力保障。參考文獻(xiàn)[1]呂品,熊麗媛,徐爭(zhēng)強(qiáng),周學(xué)鋮.基于FME的礦山遙感監(jiān)測(cè)矢量數(shù)據(jù)圖屬一致性檢查方法[J].自然資源遙感,2022,34(01):293-298.[2]刁明光,于晨,李文吉,郭寧博,王云霄.礦山遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例分割數(shù)