遥感测绘技术用于矿山地质环境的动态监测

姜立芳

（山东省第四地质矿产勘查院，山东 潍坊 261021）

1 矿山测量测绘中的主要工作内容

1.1 井下平面控制测量

为了建立精度高的井下平面控制系统，人们需要充分做好井下平面控制测量，分析处理观测的导线数据，从而助力井下生产，以相关测量测绘数据为基础标定开采工作面未知，做好井下巷道测量，保证硐室挖掘工作的顺利开展。

1.2 井下高层测量

在测量高程的过程中，人们需要针对各监测点高程展开工作，通过井下高程测量得到准确的数据，在这些数据的基础上建立统一的高程系统，保证地面、硐室、巷道处于同一高程系统中。通常，井下高程测量可以分为三种类型，分别为三角高程测量、立井导入高程测量和水准测量。水准测量精度较高，通常应用在主要运输大巷中，三角高程可以应用于次要的巷道中，只要能够达到规定的标准即可[1]。

1.3 井下贯通测量

所谓的巷道贯通主要指的是从一点开始掘进直到连通到另一条巷道。贯通测量是为了保证在巷道贯通过程中掘进方向能够符合设计规定，保证掘进的准确性，保证两条巷道能够根据要求实现连通，避免贯通过程出现较大的偏差，保证井下贯通保质保量地完成。通常按照挖掘方向以及工作面数量的不同，人们可以将井下贯通分为三种类型，分别为单向贯通、相向贯通和同向贯通。在巷道开挖过程中，多会采用两个相向或者同向掘进工作面进行贯通施工，如果条件允许，甚至在开挖同一个巷道中可以采用多个掘进工作面同时开展施工。与单向掘进巷道相比，井巷的贯通在施工效率、施工进度等方面有着非常明显的优势，有助于提高井下通风的质量，在现如今矿井建设施工中，井巷贯通施工已经被广泛地应用[2]。按照类型不同，贯通通常可以分为一井贯通、两井贯通、立井贯通三种类型。从同一导线出发贯通到井下导线布设的两端为一井贯通，分别从两个井口通过井下测量确定贯通具体数值后进行井下导线敷设和贯通的方式为两井贯通。和前两者稍有不同，立井贯通包括两种方式，分别为延伸立井贯通和新开凿立井贯通，影响立井贯通质量的主要是平面位置偏差，为此，在施工中应当特别注意水平面上下段贯通井筒中心线是否出现偏差，一旦出现偏差要及时调整。

2 矿山地质环境主要灾害

国家经济实力和科学技术的不同决定了人们对环境的重视程度具有一定差异。矿山开采直接作用于环境，如果没有采取良好的保护措施，非常容易对环境产生严重伤害，为此，人们应当重视地质环境监测工作。当前，矿山地质环境主要存在的灾害包括三种，分别为滑坡、塌陷和崩塌。

2.1 滑坡

山体的泥土和岩体在重力作用下会出现向下滑动的趋势，加上矿山在开采过程中会对泥土和岩体产生一定的振动，一旦遇到大雨的天气，由于泥土之间的附着力下降，就会出现滑坡等问题。一旦发生护坡，会对山下居民的生命财产安全产生极大影响，同时也会威胁采矿的安全。

2.2 塌陷

在矿山灾害中，塌陷是比较常见的自然环境灾害，其有着较为复杂的发生过程，这和采矿区下层采空有很大关系。采矿区下部被采空后受到重力的影响，容易出现移动、弯曲等现象，导致地面出现下沉等问题。

2.3 崩塌

一些软硬相间的岩层容易出现崩塌灾害，导致出现此灾害的原因主要来自于岩体结构。如果岩体结构面出现蠕动或者切割就容易发生落石、崩塌等问题，相关诱发因素是导致分割岩体发生崩塌的主因，应当加强相关因素的控制。

3 矿山地质环境动态监测

采矿属于高危行业，如果没有进行合理的监测容易导致采矿管理不当，为此，应当改进地质环境监测技术，加强现代信息技术的应用。在当前环境下，测绘技术面临着较多繁杂的数据，如何优化处理监测过程成为关键。在矿山地质监测中，需要重点做好操控系统、网络系统、调度系统的控制[3]。

3.1 操控系统

随着现代信息技术的飞速发展，智能化成为未来发展的一个主要趋势，利用人工智能技术能够提高计算结果的准确性，其在未来发展中必然会取代手工数据操作。所以，在采矿监测控制系统中，应当充分利用移动网络功能性、兼容性的特点，监理虚拟化平台处理网络数据，优化操作系统，提高管理能力。已有的传统计算机操控平台应当积极改进，提高处理服务平台的便捷性，坚持实施动态监测。

3.2 网络系统

矿山地质信息系统是采矿科技化发展中必须配备的专用设备，其主要是采用计算机、遥感器、通信网络等核心要素，有助于实现系统矿山地质人机设备调控的均衡性，建立更加“安全、高效、优质”的监测指挥方案。通过“远程网络”，人们可以实现矿山地质信息的一体化处理，按照设定数据执行可行的方案，不仅掌握了信息系统性能的变化状态，也实现了远程分析结果的标准化，从而提高了动态监测指挥系统的实际工作性能。

3.3 调度系统

信息系统远程次数增多，既带来了一系列的远程破坏，也威胁到测绘区矿山地质运行的安全性，阻碍了采矿工程建设的可持续发展。根据信息系统运行状态，人们可以建立可靠的远程指挥制度，并充分利用远程控制操作方案，为指挥人员提供更加准确的数据信息。远程控制是矿山地质及设备使用前的综合性监控，也可对动态监测设备及人员制定针对性的调度方案，来判断远程状态下设备结构功能损耗及运行状态。

4 遥感测绘技术在矿山地质环境动态监测中的应用

4.1 遥感测绘技术在矿山地质环境动态监测中的技术要点

4.1.1 校正辐射

遥感测绘技术中的辐射校正是矿山地质环境监测中最重要的一项技术，对遥感影像的空间分辨率、成像时间等方面都有着较高的要求，经过辐射校正，影像具有较高清晰度且成像时间误差较小，基本保持一致。但在实际采矿工程中，地质监测难免会存在误差，需要提前做好校正措施，降低阳光照射角度、大气条件等对图像的影响。通常，辐射校正包括绝对辐射校正和相对辐射校正两种方式[4]。

4.1.2 影像融合

在矿山地质环境动态监测中，遥感测绘技术中的影像融合也是一项关键技术，该技术包含纹理、空间分辨率、光谱信息等多方面工作内容。为了充分保证图像清晰，通常会将多种方法融合，优化图像融合处理，提高影像质量。影像融合、多波段影像数据融合等都是常用的方式，可以用HIS变换法进行相关计算，有效提高计算速度和效率。

4.1.3 信息提取

地理信息系统是矿山地质环境动态监测的基础，人们需要通过地理信息技术支持信息提取工作，之后识别矿山地质环境信息。遥感处理技术是信息提取工作的基础，在完成遥感影像监测后要分割图形，具体分析这些图形中的信息，进行分类整理。

4.2 遥感绘测技术在矿山地质环境中的具体监测方式

4.2.1 山体滑坡监测

露天开采、连降暴雨、道路开挖等都容易造成山体滑坡，尤其是陡峭位置容易出现滑坡问题。通过监测，人们能够发现滑坡面上陡下缓，凹凸差异较大，为了进一步监测和了解滑坡发育情况，人们要加强测绘图像的处理，保证其有更加明显的线性，从而提升监测图像的清晰度。尽管如此，在实际监测过程中，滑坡移动速度过快，会导致难以呈现清晰的图像，一般图像显示的区域比较浅。

4.2.2 空间塌陷监测

不同地区的矿山环境不同，矿种也不同，空间塌陷表现的破坏力也就有很大的差距。其在遥感测绘获取的信息图像中会清晰显示。在TM图像中，空间塌陷位置一般为单独的椭圆形，也有一些呈现出环形斑点或板块，且颜色明暗度也有差别。具体监测成像之后，B4水体反映效果好，B5则可呈现更多的信息数据，会因地区及矿山地质不同产生较大的反差，B1在水体亮度值上有显著的优势，所以调整之后可据亮度深浅判断塌陷区的变化状况。

4.2.3 矿山地质污染监测

长期的矿山开采容易造成环境污染，无论是当地地质还是水资源都容易受到影响，加强矿山环境监测对于采矿行业持续发展具有重要意义。在具体监测过程中，如果图像呈现暗褐红色或者亮白色，表明此区域有着较为严重的污染，而粉红色区域代表水污染区域。在矿山地质环境监测中，遥感测绘技术能够有效监控采矿区的大气环境、水环境、地质环境等，为当地的环境治理提供技术支持。

5 结语

当前，科学技术不断发展，我国矿山地质灾害的监测和预防技术也不断提高。在矿山开采工作中，地质环境动态监测关系着矿山工作的顺利开展，关系着当地环境的保护。在具体应用中，人们需要划分好地质环境结构，采用动态监测模式，提高监测效果。本文论述了当前矿山监测方法，就矿山地质灾害的危害进行简单阐述，并分析了动态监测操作系统。通过有效的勘测和全程跟踪，人们能够提高矿区地质环境监测质量，优化矿山开采工作。

1 陈志兰.浅析遥感测绘技术在测绘工作中的应用[J].四川水泥，2016，（11）：107.

2 敦少杰.测绘技术用于矿山地质环境遥感动态监测[J].城市建设理论研究（电子版），2017，（16）：124.

3 夏城楠.测绘技术用于矿山地质环境遥感动态监测[J].低碳世界，2016，（4）：97-98.

4 梁振兴.矿山开采监测中的测绘技术与方法研究[J].科技风，2012，（22）：124.