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遥感技术在矿山地质环境监测中的应用 孔雷

2023-11-22 13:14| 来源: 网络整理| 查看: 265

        山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队  271000         摘要:随着科学技术水平的不断提高,遥感技术得到了快速发展和广泛应用。在矿山地质环境监测中,利用遥感技术了解环境问题的危险源和成因,为重要矿集区矿产资源开发利用情况的监测提供实时数据和技术支持,进而为矿产资源可持续开发利用提供参考。         关键词:遥感技术;矿山;地质环境监测;应用

        前言         矿山地质环境是指曾经开采、正在开采或准备开采的矿山及其邻近地区的岩石圈表层与大气圈、水圈、生物圈组分之间不断进行物质交换和能量流动的一个相对独立的环境系统。矿产资源在开采过程中必然会对矿山地质环境造成影响进而引起矿山地质环境问题。因此需要采用合理的方法对矿山地质环境进行调查和监测,进而采取科学的方法对矿山地质环境进行评价,最后制定出行之有效的方案对矿山地质环境进行防治。这样才能在开发矿产资源时减少对环境的破坏,实现人类与自然和谐相处。矿山地质环境调查、矿山地质环境监测、矿山地质环境评价、矿山地质环境治理是矿山地质环境研究的主要对象。         1矿山地质环境调查与监测现状         矿山地质作用与矿山原生的地质环境的相互作用,会导致原生的矿山地质环境产生变化,然而矿山地质环境承受这种变化的能力有限,当这种变化过大时,就会产生矿山环境地质问题。矿山地质环境调查也是矿山地质环境评价的基础。矿山地质环境调查包含两点内容:一是查明矿山原生的地质环境容量和质量,预测原生地质环境对矿山开采的影响;二是查明矿山环境地质问题的类型、分布和危害情况,并判断影响和控制矿山环境地质问题的主要因素,并查明矿山环境地质问题的形成机理。矿山地质环境监测在矿山地质环境调查中起到重要作用。遥感数据具有高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率的特点,因此常被运用于矿山地质环境调查中。利用遥感技术对植被、土地占用、水质、土质等影响矿产资源开发的要素进行定性分析。将多数据遥感作为综合环境影响评价工具,同时将遥感辅以现场测量、实地调查和数学建模,最终实现矿山地质环境评价。近年来,我国研究人员也开始逐渐运用遥感技术进行矿山地质环境调查。将计算机图像处理和遥感技术运用于矿产资源开发动态监测。将SPOT6卫星图像遥感解译与野外调查相结合,准确查出矿山地质环境情况。除遥感技术外,无人机摄影测量,探地雷达技术也被应用于矿山地质环境调查。运用无人机摄影测量进行矿山地质环境调查,实现了快速获取矿山地质环境信息,并且其测量精度较高。         2遥感技术概述         2.1遥感监测技术         遥感监测技术主要是利用电磁辐射来接收和记录光学或电子探测目标所辐射的信息,然后对其进行处理和成像。将遥感监测技术应用于矿山地质环境监测过程中,通过运用光学摄影、红外扫描、多光谱扫描和激光雷达探测等手段,可在较大范围内得到准确的监测结果。矿山地质环境监测可通过建立计算机处理平台,对矿山及其周围地质环境进行调查分析,采集相关数据,并将信息数据输入计算机系统对其精细化分类处理,然后将处理后的数据通过云平台进行实时共享。         2.2遥感技术在矿山地质环境监测中的运用及前景         运用遥感技术对矿山地质环境进行监测,主要是以矿产卫片遥感解译为基础,根据相关分类知识对高空间分辨率遥感监测结果进行分析,从而获取影响矿山地质环境的因素并进行预警。比如在泥石流监测过程中,如果无植被覆盖,将会增加泥石流的发生率。因此在对植被覆盖数据进行分析时,应采用科学的方法对地表岩石情况进行了解。如果岩石的耐风化能力较低,且所在位置有大量松散物质时,则有可能发生泥石流。遥感技术在许多领域得到了广泛应用,具有良好的应用前景。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆 在矿山地质环境监测实际应用中,根据矿山的实际情况选择合适的监测方法,采用多种技术对矿区地表沉降、滑坡监测、地裂缝、煤田自燃、土地利用变更调查、生态修复的可行性和实际效果进行监测和评价,从而保证监测结果的科学性。         3遥感技术在矿山地质环境监测中的具体应用         3.1对矿山崩塌的遥感监测         矿山塌陷是一种严重的破坏性现象,多发生在陡峭的斜坡或悬崖上,由某些岩土或陡坡土层在重力作用下发生坍塌而引起。利用遥感技术进行矿山环境监测时,成像图中塌陷部分的图像边缘往往为弧形或线形,向阳坡段的成像颜色较浅,背光坡段的成像颜色较深。ETM和TM图像虽然能真实反映监测矿山的地质情况,但在山体崩塌地区仍存在一定的缺陷。为了弥补这些不足,可采用SPOT-5图像和高分系列卫星成像图,这类图像可清晰地显示塌陷区的边界线。         3.2对采空塌陷区的监测         利用遥感技术对塌陷区进行探测时,遥感图像可以明显地呈现塌陷区的图像,或椭圆形,或环形光斑图像。此时,由于矿物元素含量和崩塌深度的不同,TM图像中呈现的崩塌区图像会由于塌陷深度不同、矿物元素含量差异而具有不同的明暗特征。在矿山采空塌陷区,周围的地质环境也与其他地方不同,此时可采用阈值法采集塌陷区信息,然后结合全色波段和SPOT213波段显示边界图像,也可以对地质环境的变化做出相应分析,为采空塌陷监测和治理决策提供依据。         3.3对矿山污染的监测         矿山地质环境监测包含对矿山开采过程中产生的废水、废气、废渣进行监测。如果这类废物处置不当,将造成严重的环境污染。利用遥感技术进行监测时,TM543波段图像上会出现明显的亮白色或暗红色斑点,相关人员可以根据这些图像针对性地进行详细调查并提出处置方案。运用SPOT5多光谱图还可监测矿山排出的废水,分析判断水中的化合物,监测其对地表和地下水的污染。         3.4对地貌景观的监测         矿山开采活动会改变矿山原有的地形地貌特征,造成山体破损、岩石裸露、植被破坏等现象。露天采场和固体废弃物的堆放场也会对矿区地貌景观造成改变与破坏,若得不到科学的处置,必然会对周边的生态环境造成严重影响。利用遥感技术进行监测时,可重点监测固体废弃物的堆放形式、场地地貌和植被恢复情况,通过数据处理、人机交互解译、野外拍照取证、成果数据库管理等流程实现监测信息流程化和自动化。         3.5对矿山地质灾害的评估及预警         遥感技术用于矿山地质环境监测时应重点关注裂隙、地表沉降变形、泥石流、矿山滑坡等地质灾害,并利用高空间分辨率和多时相数据对致灾环境和承灾对象进行信息化、智能化管理。要根据不同区域、不同矿山类型的数据信息制定地质灾害分类标准或处置规范。在遥感监测数据的基础上,利用大数据技术和人工智能算法,对遥感监测收集的数据信息进行自动解译分类、入库信息化管理。根据分类标准和相关规范划分灾害类型、等级及定制应急预案,根据历史数据对灾害进行预警,以保证矿区居民的生命财产安全和矿山的安全、绿色开采。         结束语         综上所述,采矿过程中难免会对自然生态环境造成影响,可见对矿山地质环境的保护迫在眉睫。利用遥感动态监测技术可以有效地探测矿山环境并提取有效数据信息,并以此为依据采取相应措施,积极改善矿山开采带来的不利影响,促进我国采矿事业的健康发展。         参考文献:         [1]刘东生.遥感技术在矿山地质环境监测中的应用分析[J].世界有色金属,2020(4):133-134.         [2]齐璐.遥感技术在矿山环境动态监测中的实践应用[J].信息记录材料,2020,21(2):134-135.


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