基于矿山开采的遥感地质找矿技术研究

马 骁

（河北地质大学 资源与环境工程研究所，河北 石家庄 050031）

遥感技术是20世纪60年代发展起来的一门新兴学科[1]。随着人们对矿山资源的需求和利用程度的提高，矿山开采技术越来越受到人们的重视。目前，遥感技术已成为地质勘探的重要技术手段之一[2]。各地政府对矿山开采控制是采用逐级上报的模式，由于信息传递慢、周期长，因此对矿产的资源和保护也不容忽视。通过对矿山进行有效的监测，以适应不同的突发情况形成综合评估报告，并且在进行勘察和开采的过程中地表会有很多影响因素，在遥感图像上会反馈出地形层次的标注。遥感信息的图像技术就是直接反馈在人的感官系统中的，图像认知过程是感知刺激信息的编码过程，是将图像感知信息的形式信息转化为基于理论的知识信息。遥感图像是呈现出目标矿山上的图形、结构、岩石层等结构信息，会由图像显示由人的视觉、感觉等感官接受作用在人的大脑中的一种技术手段。遥感技术的进一步分析和理解，可以更有效地应用现代遥感技术在地质勘探工作中，从而提高勘探的效率和精度，从而有效促进我国矿业产业的良性发展，最后还可以直接促进我国工业的快速发展，进一步提高我国整体经济[3]。

1 矿山开采的遥感地质找矿技术研究

1.1 矿山开采前对遥感数据的预处理

遥感找矿技术通过对地下物质的客观反射，分析电磁波的物理特征。根据电磁波携带的信息，对人类无法有效到达的地下结构进行科学分析[4]。遥感技术具有多点、多时段、多时相、多高度获取的特征，它是矿山动态监测的一种有效技术手段。在矿山发现初期，以TM和SPOT为代表。随着科学技术的不断发展，QuickBird、IKONOS等高分辨率图像可以探测到更加细微的地貌特征的动态变化，发现矿山确定矿山是否可以被开采，结合其动态特性指数给出合理化的建议，被用于寻找矿山的途径之一，现如今计算机性能的进步使其遥感图像的信息处理与多方位数据源融合都能再计算机上得以体现，于是遥感监测进入了蓬勃发展的阶段。研究中不断吸取前人经验并加以改善，结合遥感影像、地质矿产卫星影像、矿业权等信息，采用人机交互视觉解译方法，实现矿区动态监测。挖掘检测和搜索技术是由综合信息决定的。在统一相关数据的坐标系，连接相关属性后，进行遥感数据预处理和动态遥感监测，如图1所示。

图1 遥感预处理及动态监测

1.2 动态遥感对矿山的监测

动态遥感影像就是在矿山开采中得到的各个时间段的影像，经过数据分析图像中人们采矿过程中的活动和一些特征。他包括了矿山内部结构的分布状态、矿种类型以及运动形态。主要对信息进行解码编译、就地调查验证、形成检测图像、空间叠加分析和统计信息等内容。解码编译包含了对数信息的解码和编译标志和对整个矿山的初步解译工作。根据野外勘查情况，纠正解释过程中的错误和不确定点，补充和完善解释图内容，完成遥感影像解释图。例如，在完整的解释过程中，单个斑点的存在并不能定义它，可以把其保留到就地调查验证中。对实地调查修改后补充遥感监测图，最后在GPS平台的帮助下对不同时间段的遥感监测图与实地勘察资料进行分析、结合并且统计，真正意义上的实现动态监测。例如我们对铝土矿进行检测，对遥感影像解译结果进行计算、分析，得出铝土矿采矿场面积及开采状态信息如表1所示。

表1 铝土矿监测结果

根据表1，发现铝土矿的数量急剧下降，停采的矿产高达301个，这就表明在遥感技术在找矿方面的技术比较成熟，现状年与基准年相比，工作场所减少7个，面积减少56%;采场数量增加188个，面积增加130%。从今年到基准年，采场数量增加了133%，面积增加了88%，说明这一时期铝土矿开采急剧增加。遥感技术对矿山的动态监测有一定的掌控力。

1.3 遥感技术成像找矿

遥感影像线性构造泛指航空照片和卫星照片上呈现出与地质构造要素有关的线性影像[5]。遥感技术中所有反馈综合的信息都反映在图像中，所以图像的分辨率变的尤为重要。因为要对矿山进行遥感监测，影像配准的精度变成了一个极其重要的因素，由于矿山主要分布在平原、丘陵、野地等不同的地貌形态中，配准精度要求平原、丘陵地形控制点的剩余误差小于1像素，野地误差小于2像素。在erdas中完成图像配准，其中大部分建模为几何模型，阶数大于2，第二次采样需要双线性插值方法。为了提高图像的像素分辨率，使其更容易识别和识别地雷的性质和变化，还需要进行图像融合。主要的融合操作包括Lab变换、IHS变换、比值变换、主成分变换(PCA变换，又称k-l变换)等。通过比较各种融合操作的结果，选取对目标矿山合理的清晰度来表明矿山的开采情况和自然真彩的IHS融合算法，使其处理后的影像无重影、不清晰等现象。

1.4 矿山环境动态遥感监测

寻找矿山时造成的破坏和损失是目前纯在的重要问题之一。采矿场周围的化工废料、胡乱占地、采伐过度造成的塌陷和生活废水的排放对周围生活的居民日常生活造成影响和不必要的麻烦。它还扰乱了该矿的日常生产和开发。矿山地质环境的动态遥感监测的遥感图像解释在基准年和现在一年,矿山地质环境调查占领和破坏土壤面积和土地类型由于采矿、监测结果可以提供有效的参考和依据矿山环境恢复和控制。

2 结语

通遥感技术寻找矿源能够高效率、高精准的对目标矿山进行全方位的监测，监测结果可为矿产日后的环境治理、矿区的发展规划和有关部门对矿区的报告提供依据，它还可以为国土资源管理部门提供技术支持，加强对矿产资源的管理，打击非法采矿活动，这是其他技术手段无法比拟的。挖掘遥感技术本文中使用可以发给其他矿区动态监测,并可将该技术应用于第三次全国土地调查，补充和完善优化和遥感影像地图也可以根据这个调查的结果建立相应的动态数据库，为未来的矿山和执法管理建立强有力的支持，为合理开发利用矿产资源,促进矿区生态环境的恢复，为可持续发展提供科学依据。