智能信息遥感技术在矿山地质找矿中的应用

2019-07-11王成国

中国金属通报 2019年5期

王成国

（山东省地质矿产勘查局第一地质大队，山东济南 250109）

矿山地质环境指的是曾经开采、正在开采或即将进行开采的矿床以及周边区域，矿工活动过程中所能影响到的土质、地质现象以及其与生物圈、大气圈、水圈彼此之间互相作用所构成的比较独立的生态体系[1]。这一体系主要是以岩石圈作为依托，以矿产资源的蕴藏量及其开发利用为主导。中国矿产业的迅猛发展，在为人类社会的经济发展提供重要物质保证的同时，也产生了诸多的地质环境相关问题，并且会直接影响到人民群众的生命财产安全以及国家经济的可持续性发展。要求进一步强化我国在矿山地质环境相关监测与评价方面的工作[2]。

调查成果无法做到全面反映全国矿山地质环境动态发展的变化状况，同时由于其监测周期比较长，特别是在当前阶段矿山突发性地质灾害屡屡发生的背景下，野外实地调查很难满足我国对矿山工作的寻矿需求。但是，遥感作为利用光、电、热、无线电波等电磁能量去探测地质环境的一门科学，可以有效解决这个问题。

1 智能信息遥感技术在矿山地质找矿中的应用

1.1 矿产资源空间分布调查与监测

遥感技术，特别是智能信息遥感技术的进步使遥感影像在时间分辨率、空间分辨率、光谱分辨率方面都获得了质的提高和分化[3]。遥感影像中所能监测到的地表目标物不同，其反射出来或发射的电磁波信号强弱也会存在一定程度的差别，在矿山地质环境下，矿产资源、非矿产资源两种地表物所辐射出来的热度也是不一样的，利用遥感技术中的传感器能够较为敏感的在最大能力范围内获取并区分这种差别，同时将这种差别以一种图像的方式直观、立体的表现出来。

所以通过智能信息遥感技术能够有效、科学地获的大面积范围内、可视性较强的矿山区域内的矿产资源分布状况，并且以像素（栅格）作为基本工作单元，以像素值为目标地物辐射的热度值直观地表现出矿产资源在遥感成像时间范围内的矿产资源的时空分布情况，利用传感器发射的电磁波信号，不断采集，从而反应出长周期排列下的矿山矿产资源时空演变状况。

1.2 控制点选取

根据SPOT或遥感卫星的物理原理要求，每个场景SPOT的控制点个数不得少于15个，每个场景的遥感控制点个数不得少于20个[4]，且必须确保控制点分布均匀，能够控制整个场景的影像。

1.3 遥感数据预处理

图像预处理主要包括以下3个方面的内容[5]。首先是在图像配准方面。图像配准即在同一图像采集区域内利用一幅影像（基准影像）对另外一幅影像进行基本校准，从而使得两幅影像中的同名像元得到配准。本次配准采取流程化工作设备，控制点自动均匀，其分布均方根的误差反映的是在同一控制点下的基础图像值和待配准图象值之间的误差范围，借助控制均方根的基本误差，能够有效地控制最终影响的配准精度。

其次是图像融合方面。图像融合指的是把在高空间分辨率得到的多光谱图像或低光谱数据和低空间分辨率下获得的双波段影像采样重新组合生成一幅高分辨率下的多光谱图像遥感信息处理技术，使处理后得到的影响信息既拥有比较高的空间分辨率，又具备多光谱的工作特征。

最后便是波段选择方面。分辨率较高的图像信息由于TGB中获得的植被信息较少，整幅图像的亮度较低，利用RGB+N（RGB）进行波段组合，R（Red）指的是红光波段，G（Green）即绿光波段，B（Blue）代表蓝光波段，N代表的是近红外波段，N的取值范围设为0-2之间，通常其取值设为大于0.5——1.8之间的效果最好，可有效加强图像中的植被信息。

为了获得比较高的地表物可解度，在波段选择过程中，尽可能地选选择信息量最大、不同地表物的影像反差最大、可以识别出地表物类最多的波段组合。由于红、绿、蓝波段范围比较窄，信息量较少，组合颜色和自然色较为接近，并和全色波段相融，进而提高其空间分辨率。

而遥感自然合成彩色的方法主要有2种：第一种，直接通过多光谱影像的红、绿、蓝波段合成，普遍采取高分辨率影像；第二种，借助其他波段进行加权处理，重新生成红、绿、蓝波段，普遍用于中等分辨率的。

2 实验与效果分析

为了更加清楚、具体的看出方法在矿山地质找矿中的具体效果，特与传统遥感技术进行对比，对矿山地质找矿能力进行比较。

2.1 实验准备

为保证试验的准确性，将两种方法设计置于相同的试验参数之中，即在坡度、土壤、降雨、植被覆盖率均相同的地区进行试验。

2.2 实验结果分析

试验过程中，通过两种不同的遥感技术同时在相同环境下进行工作，分析其在矿区寻矿的影像精度的变化。实验效果对比加图1所示。通过实验对比可知，智能信息遥感技术较传统遥感技术而言，在矿山地质找矿中发挥着显著作用，在寻矿准确率上较高，即最后呈现的影像精度高。实验证明本文设计的智能信息遥感技术具备较高的有效性。