矿山环境遥感自动监测方法与应用分析

2016-02-07田彦

资源节约与环保 2016年10期

关键词：校正环境监测矿山

田　彦

（朔州职业技术学院山西朔州036002）

矿山环境遥感自动监测方法与应用分析

田彦

（朔州职业技术学院山西朔州036002）

对矿山环境及矿产资源开采状况相关数据的有效监测是矿产资源合理开发的基础性工作。遥感技术有着多平台、多种类、多波段的特点，其信息量丰富，动态性和时效性较强，而遥感自动监测则是遥感技术应用的重要研究领域。基于以上，本文简要分析了矿山环境遥感自动监测方法，并探讨了矿山环境遥感自动监测应用的问题及展望，旨在进一步促进遥感自动监测技术的发展和应用。

矿山环境；遥感自动监测；方法；应用

矿产资源是人类社会发展的重要资源，随着矿业活动的发展，在矿山开发中资源利用率低、污染严重、秩序混乱的问题越来越凸显，这就对矿山环境的监测提出了更高的要求。传统的遥感监测手段有着周期长、时效性差等局限性，而遥感自动监测技术则能够有效解决传统遥感监测手段的问题。基于以上，本文简要分析了矿山环境遥感自动监测方法与应用。

1　矿山环境遥感自动监测方法应用

1.1资料准备

1.1.1遥感数据选择

以矿山环境监测工作要求为基础，选择遥感数据，一般为中、高分辨率遥感数据，不同比例尺选取的遥感数据不同，对于1: 10000比例尺来说，主要选择IKONOS,Quick bird，Worldview-2数据，对于1：50000比例尺来说，主要选择SPOT-5以及Rapod－Eye数据。

1.1.2收集DEM数据

在矿山环境监测工作中，DEM数据的作用至关重要，其能够对影像进行正射校正，同时能够制作三维景观，从而为矿山目标物的解释提供依据。一般来说，所选取的DEM数据分辨率应当与待校正遥感影像的分辨率一致[1]。

1.1.3收集其他资料

首先是对矿权资料的收集，矿权数据为矢量数据，其能够明确区域内采矿活动的范围，矿权数据主要包括开采申请登记数据、省级矿产资源整体规划数据等。

1.2数据预处理

应用矿山环境遥感自动监测方法的过程中，数据预处理主要包括的内容有以下几个方面：（1）正射校正：主要指的是对中、高分辨率遥感影像的正射校正，以此来消除地形起伏影响；（2）数据融合处理：数据融合的主要作用是增强遥感图像信息，主要采用CN变换、HIS变换等方式来实现遥感图像数据的融合处理；（3）几何校正处理：一般采用插值法进行几何校正，对于低分辨率影像空间插值来说，主要采用线性拟合或二次拟合方法，对于中、高分辨率影像空间插值来说，主要采用三次插值或三角网插值方法[2]；（4）图像增强处理：对图像进行增强处理能够更好地提取图像信息，图像增强方法有很多，例如边界提取、色彩掩膜等；（5）辐射校正处理：在应用遥感自动监测方法进行矿山环境监测的过程中，两景不同时相的遥感图像可能在亮度上会有着一定的差异性，为了消除亮度差异，通常采用直方图匹配等方法来进行相对辐射校正。

1.3信息提取

在应用遥感自动监测方法进行矿山环境监测的过程中，信息提取主要包括以下两个方面。

1.3.1对矿山环境现状信息的提取

对于不同地物来说，其对光谱的吸收特性和反射特性有着一定的差异性，因此遥感数据的波谱特性也有着一定的差异性，根据不同地物波谱的差异性能够对波谱灰度值进行提取，从而形成各种不同专题的矿山环境现状信息专题地图。

1.3.2提取矿山环境变化信息

一直以来，矿业主管部门就对矿区内的变化十分关注，例如矿山开采范围的变化、非法开采现象的发生等，这些都属于矿山环境的变化，可以将不同时相的遥感影像作为源数据，以此来自动提取遥感变化信息，从而实现矿山环境变化信息的提取。

1.4成果表达

成果表达指的是矿山环境信息的成果图，例如矿山环境变化监测图、矿山环境现状调查图等。

1.4.1矿山环境现状调查图

在对遥感影像图进行处理之后，将其作为底图，并将矿业活动等各类标记进行叠加，在整个图的轮廓之外，将制作好的矿山环境开发状况遥感调查表进行放置[3]。

1.4.2矿山环境变化图

将经过处理的矿山环境变化遥感图像作为底图，对矿业活动等标记进行叠加，在整个图的轮廓之外，将制作好的矿山环境变化遥感监测统计表进行放置。

1.4.3野外验证路线图

与道路、居民地等GIS数据得出的疑似图斑，制作野外验证路线图。

1.5监测结果分析

对遥感自动监测获取的矿山环境现状监测结果以及矿山环境变化监测结果进行分析和统计，将目视解释结果作为基准，二者进行叠加，统计图斑一致的树木，从而计算出遥感自动监测的准确率。以野外实地调查结果为根据，对监测结果进行分类，总结不同算法下监测准确性分布规律，之后进行改进。此外还需要对监测时间进行统计和对比，给出综合评定。

2　矿山环境遥感自动监测应用的问题及展望

矿山环境相对复杂，遥感自动监测在矿山环境监测中的应用虽然取得了一定的效果，但也存在的一些问题。（1）矿山开采会引发各种各样的环境问题，所研究的地物光谱特征和影像特征相对复杂，仅仅通过光谱特性来反映地物差异很容易出现无法识别的现象，因此，不仅要对遥感图像进行应用，还要对地质专业知识进行应用[4]；（2）从解译方法上来看，各种遥感卫星数据有着自身的特点，对于不同卫星遥感数据的解译方法尚不完善，传统的分类提取方法忽略了对关联邻近信息的分析，可能导致解译结果出现不准确的问题，因此应当积极研究新的解译方法，保证解译结果的准确性。