基于智能遥感技术的矿山水文地质勘查研究

宋可龙

（甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃 酒泉 735000）

二十一世纪以来，我国科学技术得到迅猛的发展，特别是在智能遥感技术的应用领域，对各行各业造成巨大影响。为此提出基于智能遥感技术的矿山水文地质勘查研究。基于智能遥感技术的嵌入分析，智能遥感技术的矿山水文地质勘查机理分析，以及实例分析，得出智能遥感技术使矿山水文和地质勘查工作，更加高效、准确、便捷，且能够规避前期探测的安全风险，更有利于今后矿山探测，开采及后续工作的顺利展开[1]。

1 智能遥感技术的嵌入

基于智能遥感技术的矿山水文地质勘查的系统较普通勘查系统不同，其主要包括：智能遥感器、智能遥感平台、智能信息传输与接收装置、智能图像处理设备等。

（1）智能遥感器：用来进行远距离探测地面及地下的反馈电磁波。它可以通过不同物质对电磁波的反射吸收特性的差异来采集各种物质的信息。是矿山水文地质勘查信息采集的主要构成部分。遥感器通常安装在各种采集信息的飞行器上，它包括光谱扫描仪、高分辨照相机、合成孔径雷达等[2]。

（2）智能遥感平台：即搭载遥感器的空中运载工具。遥感平台的主要作用是为遥感器采集信号提供一个支持平台，确保遥感器采集信号的连续性与稳定性。常见的遥感平台包括小型飞行器、运载飞机、人造卫星等。

（3）智能信息传输与接收装置：该装置一般位于地面控制中心，通过无线电波与空中的遥感器和遥感平台进行数据交互，主要作用为对遥感器传输采集信息的指令和对遥感器采集到的信息进行简单的接收。

（4）智能图像处理装置：对信息接收装置接受到的信息进行数字化处理的关键装置，也是与传统勘查系统区别最大的地方[3]。智能图像处理系统通过输入的指令自动识别相关的各种采集信息，并与数据库中已有信息进行比对分析，最后通过数据绘制相应采集信息的三维立体模型或示意图。它不仅可以绘制同一目标物不同时间的模型，还能够同时处理多种采集信号，较传统图像处理系统更为高效、智能。

2 智能遥感技术的矿山水文地质勘查机理分析

基于智能遥感技术的矿山水文地质勘查过程，实际上是将智能遥感技术与传统矿山水文地质勘查的结合。而智能遥感技术又具有传统电法勘探法、地球物探法等技术不具备的优势，如：采集信息全面，获取信息速度快，不受时间、空间、地域、环境的影响等[4]。

基于智能遥感技术的矿山水文地质勘查原理是：直接从采集信息的卫星、飞机或是飞行器上的遥感器获取地面目标的电磁辐射信息，将获取到的全部信息反馈到地面信息传输与接收装置，接收装置对所有信息进行简单的筛选、整合后，最后经过智能图像处理设备对采集到的各信息进行分析比对，最后绘制成三维立体图像的过程。由于不同物质的光谱吸收反射特性不同，因此各物质的成像信息也不同[5]，遥感器可以捕捉到各物质的电磁波信息，通过不同的电磁波的反馈来获取和绘制水文地质勘查的最全面的信息。在传统遥感技术仅有的三种探测波段（绿光、红光和红外光）基础上，智能遥感技术还能对微波段进行探测，因此探测效率更高，获取数据更广，绘制结果也更精确。

3 实例分析

我们对智能遥感技术下的矿山水文地质勘查设备进行不同情况下的实际勘查，以观察该设备是否能准确勘查信息。

3.1 简单构造矿山水文地质勘查应用

首先将基于智能遥感技术的勘查装置应用于最简单的矿山水文地质勘查——控矿构造中。控矿构造是指矿山环境当前稳定，短时间内各采集目标无明显变化，且地质构造简单，便于开展信号采集的地质构造。我们使用本文的基于智能遥感技术的矿山水文地质勘查装置对该地形进行勘探作业，得到的矿山水文地质物质特征如表1所示。

表1 控矿结构矿山水文地质物质特征

通过对该控矿结构的水文地质勘查，我们发现该区矿山的岩石类型以石灰岩和灰岩居多，符合当地矿山的实际情况。且可以推测，该地区曾经为湖泊或沼泽地区。通过采集到的三维模型也可以看出该地区仍然残存小型湖泊。

3.2 复杂非控矿构造矿山水文地质勘查应用

在非控矿构造的矿山地区，一般勘测难度较大，水文地质条件变化迅速，电磁波收集效率较低，并且地形地貌复杂，不利于精确勘查[5]。主要原因为硫化物对一般电磁波会产生较大的干扰能力，并且硫化物广泛分布于非控矿结构矿山的各种目标中，对各采集目标均有不同程度的影响。传统勘查手段仅依赖绿光和红光的信号收集均被硫化物影响，无法对水文地质信息做出精确判断。但我们利用本文的基于智能遥感技术的矿山水文地质勘查设备，直接通过微波检测手段来分析非控矿构造中的代表性物质——硫化物，并通过智能图像分析技术将其他物质的数据信息与硫化物进行参比后，就可清晰地得到各水文地质的指标，建立关于硫化物的参比图像。其次，对一些比较相近的回馈信号，我们还可以利用智能图像处理设备的二次成像技术，将电信号转化为数字信号进行对比，从而达到精确勘查的目的，同时还可以确定矿山石的具体形态。

4 结语

本文在基于智能遥感技术支持下的矿山水文地质勘查设备下，对其构成、原理和实际应用过程展开研究。研究发现，基于智能遥感技术的矿山水文地质勘查设备不仅能够快速高效处理各种简单构造的矿山勘查信息，更能够完美解决复杂环境和难以勘测构造的准确性不足，其他物质干扰及成像速度慢的问题。期望本文对基于智能遥感技术下矿山水文地质勘查的研究，能为今后矿山水文地质勘查更高效、准确、安全提供一条途径。