試論遙感監(jiān)測在礦產(chǎn)資源開采中的應(yīng)用

試論遙感監(jiān)測在礦產(chǎn)資源開采中的應(yīng)用摘要：隨著我國基建行業(yè)的大發(fā)展,礦山的測量和管理工作對于石灰?guī)r礦山的勘探,建設(shè)和利用以及石灰?guī)r礦山的安全和生產(chǎn)都顯得愈加重要。與傳統(tǒng)的礦山監(jiān)測方法不同，采用遙感監(jiān)測手段，礦山開采不需要耗費大量人力資源到現(xiàn)場進行調(diào)查，通過運用高分辨率遙感影像進行礦山監(jiān)測，可以及時獲取礦產(chǎn)資源的相關(guān)數(shù)據(jù)信息并進行處理，了解掌握礦山環(huán)境變化信息，及時發(fā)現(xiàn)可利用礦產(chǎn)資源，并針對礦山環(huán)境變化進行現(xiàn)場調(diào)查，極大減少了作業(yè)人員的工作量，降低了工作風險，并有效的節(jié)省礦產(chǎn)資源開采的成本。本文提出基于遙感監(jiān)測的礦產(chǎn)資源開采方法，構(gòu)建礦山開采環(huán)境變化監(jiān)測模型，深入研究遙感監(jiān)測在礦山資源開采中的應(yīng)用，希望可以給相關(guān)專業(yè)人員提供借鑒與參考，推動我國礦產(chǎn)資源開采行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。關(guān)鍵詞：遙感監(jiān)測；礦產(chǎn)資源；開采技術(shù)前言在工業(yè)生產(chǎn)實踐中，礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)利用為工業(yè)生產(chǎn)提供源源不斷的能源供應(yīng)，為社會經(jīng)濟發(fā)展注入強勁的動力。近年來，礦產(chǎn)資源的開采對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重影響，部分礦區(qū)遭到嚴重破壞，甚至還威脅了周圍人民群眾的生命財產(chǎn)安全。遙感監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用在礦山資源管理中十分重要，它為產(chǎn)資源規(guī)劃實施情況的檢查和監(jiān)測提供重要信息，是利用地圖實施礦山管理的重要途徑，為開采和管理礦產(chǎn)資源提供決策信息和控制手段，對于有效保護生態(tài)環(huán)境具有重要意義。1礦產(chǎn)資源開采的基本原則1.1堅持礦產(chǎn)資源開發(fā)與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展緊密結(jié)合統(tǒng)籌規(guī)劃和利用礦產(chǎn)資源，制定礦產(chǎn)企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，實施礦產(chǎn)資源合理開發(fā)。為提高礦產(chǎn)資源利用效率，應(yīng)綜合考慮地理位置、設(shè)計規(guī)劃、環(huán)境、資源、質(zhì)量、開采條件、交通條件、最佳輻射半徑等因素，進行科學、經(jīng)濟、合理的礦產(chǎn)資源總體布局規(guī)劃。1.2堅持開源節(jié)流并舉、開發(fā)保護并重加大基礎(chǔ)地質(zhì)工作運行力度，加大礦產(chǎn)資源勘查投入力度，加強礦產(chǎn)資源深層地質(zhì)研究范圍，保障礦產(chǎn)資源后期開發(fā)生產(chǎn)能力。為了有效保護礦產(chǎn)資源，必須嚴格控制礦產(chǎn)資源的輸入，合理利用和開發(fā)礦產(chǎn)資源，加強環(huán)境治理和環(huán)境保護環(huán)境。1.3堅持資源開發(fā)與生態(tài)建設(shè)相統(tǒng)一強化生態(tài)文明建設(shè)總需求，統(tǒng)籌發(fā)展資源規(guī)劃戰(zhàn)略，提高經(jīng)濟效益，確保污染治理取得有效進展，實現(xiàn)社會經(jīng)濟效益最大化，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護的雙贏局面。1.4堅持管理體制和技術(shù)創(chuàng)新相協(xié)調(diào)加快礦業(yè)發(fā)展，實施方案優(yōu)化轉(zhuǎn)型，深化礦業(yè)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略，著力推進礦業(yè)重點開發(fā)領(lǐng)域和重點對接，加大礦產(chǎn)資源管理力度，促進采礦業(yè)實現(xiàn)綠色、高效、可持續(xù)發(fā)展，依靠科技進步促進礦產(chǎn)品深度加工。按照工廠標準，規(guī)?；?、綠色化、環(huán)保化、合理布局，規(guī)范礦山開采，提高機械化水平和企業(yè)智慧，拓展產(chǎn)業(yè)鏈。1.5堅持市場配置與宏觀調(diào)控相結(jié)合充分發(fā)揮礦產(chǎn)資源市場配置決定性優(yōu)勢，分析宏觀調(diào)控的引領(lǐng)作用。對市場調(diào)控進行宏觀控制，出臺促進礦產(chǎn)資源開發(fā)的新政策，促進礦產(chǎn)資源高效勘查，營造開放、健康、規(guī)范、一體化的礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境。2基于遙感監(jiān)測的礦產(chǎn)資源開采方法2.1構(gòu)建礦山開采環(huán)境變化監(jiān)測模型本文研究設(shè)計的礦山資源開采環(huán)境變化監(jiān)測模型，根據(jù)實際監(jiān)測需要，基于三條遙感影像主線：多期遙感影像主線、多級監(jiān)測結(jié)果主線、遙感圖像與監(jiān)測結(jié)果之間的動態(tài)控制線，完成各個工作區(qū)數(shù)據(jù)間的變化檢測，以補充每個工作區(qū)域的數(shù)據(jù)。收集與工作區(qū)采礦資源相關(guān)的影響數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、各礦點分布及相關(guān)采礦權(quán)數(shù)據(jù)等，包括遙感影像、地質(zhì)數(shù)據(jù)和不同時代聚落分布。采礦環(huán)境變化的監(jiān)測是整個工作過程的核心內(nèi)容，對多階段圖像、監(jiān)測結(jié)果和遙感分析圖像與監(jiān)測結(jié)果之間的動態(tài)監(jiān)測實現(xiàn)了采礦環(huán)境變化檢測路徑。遙感動態(tài)跟蹤是利用不同時代的遙感圖像檢測環(huán)境的變化作為模型的基礎(chǔ)。遙感數(shù)據(jù)覆蓋的控制區(qū)域具有前期影像的長期監(jiān)測區(qū)域，在不同時間發(fā)生的影像變化分析，根據(jù)圖像變化數(shù)據(jù)分析對結(jié)果進行分類和排序，并根據(jù)解釋模型和變化類型進行監(jiān)測。為了使環(huán)境變化的監(jiān)測結(jié)果更加準確，本文利用重復(fù)的影像數(shù)據(jù)實現(xiàn)影像間的變化監(jiān)測，將兩幅影像中相同的標準的礦山矢量分離出來，利用影像數(shù)據(jù)對之前的結(jié)果進行空間分析，實現(xiàn)礦山開采環(huán)境變化監(jiān)測。2.2礦產(chǎn)資源開采數(shù)據(jù)預(yù)處理基于上述建造的模型，實現(xiàn)了對礦山開采環(huán)境變化的監(jiān)測。礦產(chǎn)資源待研究數(shù)據(jù)處理包括兩個步驟：準備用于遠程分析的圖像數(shù)據(jù)和影像空間成像的環(huán)境匹配處理。根據(jù)遙感模型類型的不同，對影像處理模型進行正射、銳化等進行處理，并隨著變化檢測出對物體礦產(chǎn)資源特征的修正。在對礦產(chǎn)資源圖像數(shù)據(jù)進行預(yù)處理時，圖像像素會因折射和地形變化而發(fā)生幾何變形。為了減少處理誤差，傳感器捕獲的圖像經(jīng)過空間拉伸處理，以滿足像素點標準。采用柵格數(shù)據(jù)集關(guān)聯(lián)的多項式系數(shù)與共線方程結(jié)合，以提高校正結(jié)果的數(shù)據(jù)完整性，并在滿足數(shù)據(jù)檢查點后進行正射校正。從數(shù)據(jù)采集中獲得的信息包括文本、圖形、圖像等格式，在預(yù)處理過程中進行分類，轉(zhuǎn)換成圖形并通過相關(guān)軟件進行數(shù)字化處理。礦山遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)的預(yù)處理通常使用多光譜遙感圖像銳化處理，這可以利用遙感的高空間分辨率特征，通過組合信息來增加數(shù)據(jù)信息量。獲取到的地物影像分為四種類型：水域、礦區(qū)、植物群和建筑群。計算四種不同類型的原始圖像和四類不同地物的光譜曲線，最終確定效果最佳的方法。2.3建立遙感監(jiān)測解譯標志礦產(chǎn)資源開采數(shù)據(jù)預(yù)處理作為開采的依據(jù)，對圖像和數(shù)據(jù)進行預(yù)處理后，根據(jù)文研究區(qū)域內(nèi)分布的開采環(huán)境的變化和礦山地物四種開采類型，形成一一相應(yīng)的影像解釋標記，是研究區(qū)域共有的特征。參考1:20萬地質(zhì)圖基于ASTER衛(wèi)星影像圖，進行遙感翻譯。異常的區(qū)域環(huán)狀結(jié)構(gòu)包括一般斷裂和環(huán)狀結(jié)構(gòu)。地質(zhì)體解釋精度包括封閉地質(zhì)體和塊體地質(zhì)體兩種，主要區(qū)別在于長度和寬度不同。通常，在地圖比例尺和地質(zhì)圖上難以表示，但對礦產(chǎn)資源開采非常重要的結(jié)構(gòu)，使用技術(shù)來解釋人與計算機之間的交互作用，以對其結(jié)構(gòu)進行補充解釋。解釋是對地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單并暴露在地表的土壤元素進行的，逐步推進到難度較大的地區(qū)。不確定的地質(zhì)數(shù)據(jù)需要實地研究和進一步分析，參照已建立的遙感監(jiān)測影像判讀標記，對勘測影像進行遠程分析判讀，根據(jù)地物屬性類型確定景觀屬性類型的目標對象，并在判讀過程中查看對應(yīng)字符的等級數(shù)據(jù)；對于無法明確標識類型的，必須使用相應(yīng)的解釋標識，并當場核對類型。遙感監(jiān)測解譯標志是一項綜合性較強的工作，解譯過程應(yīng)充分利用資料，收集階段獲取的研究區(qū)礦產(chǎn)資源以及礦點的分布情況以及前期相關(guān)工作成果，必要時可以借助三維地形顯示進行目標物的判別。解譯工作主要針對露天采場、中轉(zhuǎn)場地等面狀地物進行，遙感監(jiān)測解譯標志應(yīng)做到“全區(qū)覆蓋，重點排查礦區(qū)附近”的解譯程度。2.4遙感分層分類開采礦產(chǎn)資源遙感分層分類方法是一種基于遙感監(jiān)測的礦產(chǎn)資源開采方法。主要目的是逐步對挖掘的礦區(qū)地物的總體結(jié)構(gòu)進行分類，并在不同層之間添加相關(guān)的決策函數(shù)，形成距離測量的邏輯樹。按照傳統(tǒng)的地質(zhì)方法，將數(shù)據(jù)傳輸和信息系統(tǒng)合并為一棵數(shù)據(jù)樹。由于數(shù)據(jù)是通過遠程分析的影像數(shù)據(jù)反映出來的，分層遠程分析方法應(yīng)不斷更新數(shù)據(jù)，跟蹤礦區(qū)變化，逐步滿足分類需求，達到最佳分類效果。由于遠程數(shù)據(jù)測量數(shù)據(jù)邊界信息的模糊性，首先確定目標的空間位置和邊界數(shù)據(jù)的提取點，并根據(jù)圖像識別方法對采礦目標清晰化。在礦產(chǎn)豐富的地區(qū)，地形切割強烈，必須通過識別地質(zhì)特征來識別采礦目標和礦產(chǎn)種類。多金屬地區(qū)通常在注冊礦種和開采礦種之間存在差異。采集數(shù)據(jù)時，必須將影像變化的遙感數(shù)據(jù)與地質(zhì)數(shù)據(jù)和礦產(chǎn)資源規(guī)劃數(shù)據(jù)相結(jié)合，進行空間相關(guān)性和覆蓋度分析。該處理可以確定采礦場地的覆蓋成分是否與礦山類型相對應(yīng)。根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境及其光譜特性的差異，主要采用主成分異常門限分割法，利用TM數(shù)據(jù)完善礦山資源開采環(huán)境信息，改進分級采礦信息檢索過程。完善和更新地質(zhì)礦山環(huán)境信息開采系統(tǒng)。對礦區(qū)進行劃分，根據(jù)主要成分的主成分異常門限分割法，劃分為氧化鐵分布區(qū)域，然后利用外部分析的邏輯樹對開采強度進行分類，劃分礦區(qū)資源開采強度分布。該方法可用于分離礦區(qū)的不同成分，如固體廢物、廢料等，并在礦產(chǎn)資源開采過程中監(jiān)測和有效恢復(fù)礦山地質(zhì)環(huán)境。3實驗分析3.1實驗準備為了驗證本文提出的基于遙感技術(shù)對礦物提取方法的有效性，將本文提出的方法與傳統(tǒng)的礦物提取方法進行了比較。本實驗以某礦區(qū)為試驗區(qū)，以Landsat影像數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，高分辨率Plejad影像為試驗數(shù)據(jù)，對礦區(qū)的開采方法進行測試。通過對比遙感影像，獲得分布在礦區(qū)表面及周邊地區(qū)的物質(zhì)信息?；谶b感分級分類方法，對礦區(qū)整體結(jié)構(gòu)進行階段性分類，根據(jù)圖像檢測方法確定采礦目標。結(jié)合DN值的大小，區(qū)分地物的類型，獲取礦區(qū)地質(zhì)特征向量。3.2結(jié)果分析將本文提出的礦產(chǎn)資源開采方法與傳統(tǒng)開采方法獲取的DN數(shù)據(jù)信息變化繪制成圖1所示。圖1兩種開采方法反射率變化對比由圖1可知，本文提出的基于遙感監(jiān)測方法的光譜反射率在波長為1.0時，反射率與傳統(tǒng)方法不同，而傳統(tǒng)方法的反射率較低。因此，本文提出的基于遙測的礦產(chǎn)資源開采方法對于開采礦產(chǎn)存在優(yōu)勢。結(jié)語綜上所述，隨著生態(tài)文明建設(shè)的深入推進，區(qū)域礦產(chǎn)資源需求與生態(tài)文明建設(shè)的結(jié)合成為亟待解決的問題。在進行地質(zhì)規(guī)劃之前，筆者認為利用目前國家已經(jīng)啟動實施信息遙感技術(shù)進行礦產(chǎn)資源規(guī)劃與勘查，應(yīng)對該地區(qū)的礦產(chǎn)資源進行綜合研究和評，勘查評價結(jié)果將用于編制專項礦產(chǎn)資源規(guī)劃。眾所周知，礦產(chǎn)資源是寶貴的和不可替代的工業(yè)產(chǎn)品。提前做好礦產(chǎn)資源的合理規(guī)劃和利用，夯實當?shù)亻_采基礎(chǔ)，為地方礦山開采基礎(chǔ)提供有力保障。參考文獻[1]呂品,熊麗媛,徐爭強,周學鋮.基于FME的礦山遙感監(jiān)測矢量數(shù)據(jù)圖屬一致性檢查方法[J].自然資源遙感,2022,34(01):293-298.[2]刁明光,于晨,李文吉,郭寧博,王云霄.礦山遙感監(jiān)測實例分割數(shù)