環(huán)境監(jiān)測中遙感技術(shù)的應(yīng)用探討

章新益　李名松　董雙發(fā)　梁鑫

[摘要]在響應(yīng)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境平衡的號(hào)召中，環(huán)境監(jiān)測成為了生態(tài)環(huán)境保護(hù)與治理環(huán)境問題的重要途徑之一。在人民群眾環(huán)境保護(hù)意識(shí)逐漸成熟的現(xiàn)代社會(huì)，環(huán)境監(jiān)測工作也開始受到了各界的重視。在環(huán)境監(jiān)測工作中遙感技術(shù)的優(yōu)勢十分明顯，因此遙感技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在大氣污染、水體污染、礦山污染、噪音污染等多個(gè)方面。文章分析在環(huán)境監(jiān)測工作中遙感技術(shù)的應(yīng)用，并且以礦山為例，分析遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]環(huán)境監(jiān)測 遙感技術(shù) 礦山地質(zhì)

[中圖分類號(hào)] X5 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-8-191-2

0引言

遙感技術(shù)可以遠(yuǎn)距離不直接接觸物體，通過物體的反射作用來進(jìn)行識(shí)別與監(jiān)測，從而獲得物體的分析結(jié)果。遙感技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到眾多行業(yè)當(dāng)中，其中在環(huán)境監(jiān)測工作中遙感技術(shù)也起到了重要的作用。遙感技術(shù)可以監(jiān)測水體中的泥沙、水色等物質(zhì)的含量，可以監(jiān)測空氣中的濕度以及污染氣體的濃度等。在全世界環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重的情況下遙感技術(shù)以其快速、便捷、準(zhǔn)確的特點(diǎn)成為了環(huán)境監(jiān)測的重要方式[1]。

1遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查中的作用

遙感技術(shù)憑借著其獨(dú)特的優(yōu)勢已經(jīng)快速普及到各個(gè)行業(yè)。遙感技術(shù)的探測范圍十分廣袤，工作周期較短，資料與信息獲取速度快，工作效率高，所獲取圖像與信息真實(shí)可靠，具有明顯強(qiáng)烈的動(dòng)態(tài)性，并且搜集目標(biāo)資料不受到目標(biāo)地勢環(huán)境的限制。因此可以看出遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測中的作用十分巨大，其為礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查最為有效的方式之一。通過遙感技術(shù)中大比例尺地面調(diào)查與高分辨率遙感解釋相結(jié)合的監(jiān)測方式能夠快速、準(zhǔn)確的掌握礦山環(huán)境所存在的地質(zhì)問題類型、空間區(qū)域分布、外部地質(zhì)環(huán)境等基本信息，給礦山定性定量探析提供了準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，有效提升了礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查工作效率，推動(dòng)了礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測工作的順利開展。

2礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀

2.1資源損毀嚴(yán)重

礦山資源毀壞現(xiàn)象十分嚴(yán)重，其中包括耕地、林地等自然資源。同時(shí)礦山中還存在大量固體廢棄物，嚴(yán)重污染環(huán)境。地質(zhì)自然環(huán)境受到破壞，礦產(chǎn)資源開采不合理，在開采過程中沒有經(jīng)過合理計(jì)劃過度開采，導(dǎo)致礦產(chǎn)資源破壞不可再生。

2.2地質(zhì)災(zāi)害

礦山地質(zhì)環(huán)境導(dǎo)致其地質(zhì)災(zāi)害種類很多，多為常見的是山體滑坡、地表變形等。導(dǎo)致滑坡的原因主要是露天開采，以及開采所產(chǎn)生的廢棄物逐漸堆積成為斜坡，在天氣環(huán)境惡劣的情況下就會(huì)導(dǎo)致滑坡。地表變形一般都是由于高強(qiáng)度開采所導(dǎo)致的，影響了地質(zhì)的平衡狀態(tài)，使得地表出現(xiàn)變形[2]。

2.3地質(zhì)遺跡與風(fēng)景毀壞

地質(zhì)遺跡與自然風(fēng)景是一種不可再生資源，而缺乏合理規(guī)劃的礦業(yè)開采活動(dòng)已經(jīng)嚴(yán)重破壞了礦山上所保存的地質(zhì)遺跡與自然風(fēng)景。同時(shí)，地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理措施難以在最短時(shí)間內(nèi)實(shí)施，因此礦山上的地質(zhì)遺跡與自然風(fēng)景遭到了嚴(yán)重的破壞。不僅僅會(huì)阻礙當(dāng)?shù)芈糜涡袠I(yè)的發(fā)展，同時(shí)還會(huì)降低礦山地質(zhì)遺跡與自然風(fēng)景的科學(xué)價(jià)值。例如黑龍江省大興安嶺到伊春一帶礦山由于不合理砂金、巖金的開采，導(dǎo)致礦山上出現(xiàn)了大量的樹枝狀、長條狀的坑洞。

3遙感技術(shù)在礦山環(huán)境中的應(yīng)用

3.1礦山占地遙感監(jiān)測

利用遙感技術(shù)可以監(jiān)測礦山采礦過程中所產(chǎn)生的固體廢棄物、中轉(zhuǎn)場地、礦山建筑、采場等類型的位置與數(shù)量。使用計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)測與人工監(jiān)測相結(jié)合的方式，對(duì)礦山的占地圖進(jìn)行準(zhǔn)確、快速的提取，再結(jié)合使ARCGIS10.2軟件與礦山地質(zhì)情況，利用影像所呈現(xiàn)的光譜特征，從形態(tài)、紋理等方面對(duì)礦山占地進(jìn)行提取。

3.2地質(zhì)災(zāi)害遙感監(jiān)測

3.2.1滑坡類地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測

遙感技術(shù)可以監(jiān)測到災(zāi)害本身以及相關(guān)的具體信息，主要就是通過遙感技術(shù)設(shè)備與工作人員相互配合，遙感技術(shù)系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別災(zāi)害體和相關(guān)信息。由于斜坡類地址災(zāi)害的紋理與形態(tài)與其他正常物體存在著明顯差異，因此利用遙感技術(shù)可以清晰地辨別出災(zāi)害體。

3.2.2地表變形破壞程度監(jiān)測

通過傳統(tǒng)的監(jiān)測方式來監(jiān)測礦山地表變形的技術(shù)比較普及，其中包括水準(zhǔn)測量地表觀測法、GPS技術(shù)觀測等。這一系列傳統(tǒng)的觀測方式已經(jīng)普遍應(yīng)用構(gòu)成了主流的監(jiān)測體系，并且監(jiān)測的精度較高。然而應(yīng)用上述傳統(tǒng)監(jiān)測方式需要大量的野外工作進(jìn)行輔助，如礦山所處地理位置偏僻，人工監(jiān)測操作的難度就會(huì)大大提升。而遙感技術(shù)可以通過監(jiān)測地表物質(zhì)的不同所呈現(xiàn)出來的影像不同來進(jìn)行辨別的。即使是細(xì)微不明顯的地表變形，遙感技術(shù)也能夠清晰的辨認(rèn)出來。

3.2.3地裂縫識(shí)別與監(jiān)測

礦山開采所出現(xiàn)的裂紋改變了地表的幾何形體，包括地表的坡度與坡向變化等。地表的情況出現(xiàn)了變化就導(dǎo)致了地表物體反射光譜的變化，其所形成的細(xì)微差異能夠在遙感圖像中被清晰的現(xiàn)實(shí)出來。詳細(xì)來說，地表裂縫產(chǎn)生后目標(biāo)周圍的地表土壤特性會(huì)發(fā)生一定的改變，導(dǎo)致其影響紋理與光譜特性出現(xiàn)了改變，導(dǎo)致地表裂縫災(zāi)害體與周邊環(huán)境影像色調(diào)不一致[3]。

3.3礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估與預(yù)警

3.3.1地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估

地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)評(píng)估需要選擇地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)因子，對(duì)因子進(jìn)行監(jiān)測遙感分析。以滑坡地質(zhì)災(zāi)害為例，其發(fā)生的危險(xiǎn)因子包括地質(zhì)地貌、固體廢棄物堆放以及礦產(chǎn)活動(dòng)強(qiáng)度等。利用遙感技術(shù)首先可以辨別滑坡或斜坡所處地表的地質(zhì)條件、巖土類型、坡度、坡向等數(shù)據(jù)與狀態(tài)，主要給滑坡監(jiān)測與危險(xiǎn)性評(píng)估提供基本數(shù)據(jù)[4]。其次，監(jiān)測固體廢棄物主要是針對(duì)其堆放場地進(jìn)行監(jiān)測，根據(jù)其堆放形式、堆放形態(tài)等來進(jìn)行監(jiān)測。最后，就礦業(yè)開采方式、強(qiáng)度、規(guī)模等信息進(jìn)行遙感監(jiān)測。如滑坡已經(jīng)形成但是開采礦業(yè)的活動(dòng)仍為停止，那么礦業(yè)開采活動(dòng)將會(huì)進(jìn)一步損害滑坡區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境，破壞目標(biāo)區(qū)域的穩(wěn)定性。如礦山正在開采過程中，那么在開采過程中會(huì)出持續(xù)出現(xiàn)固體廢棄物，如果固體廢棄物的堆放方式不科學(xué)會(huì)毀壞斜坡的穩(wěn)定性，加大滑坡的可能性。通過因子確定其對(duì)滑坡發(fā)育的程度后，在通過地形辨別法等方式來評(píng)價(jià)滑坡危險(xiǎn)系數(shù)[5]。

3.3.2礦山地質(zhì)環(huán)境預(yù)警

多期遙感監(jiān)測影像能夠獲知礦山地質(zhì)環(huán)境的變化情況，進(jìn)而開展礦山地質(zhì)環(huán)境預(yù)警工作。首先，利用遙感技術(shù)監(jiān)測礦山植物的覆蓋情況，例如可以利用NDVI或相關(guān)模型來獲知植物覆蓋的程度；其次，利用遙感技術(shù)監(jiān)測礦山巖性與構(gòu)造；最后，監(jiān)測坡度，可以通過DEM數(shù)據(jù)來獲知研究對(duì)象區(qū)域中的坡度影像。利用遙感技術(shù)監(jiān)測上述因素，能夠建立礦山地質(zhì)環(huán)境預(yù)警體系[6]。

3.4地質(zhì)災(zāi)害實(shí)時(shí)調(diào)查

當(dāng)?shù)V山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后遙感技術(shù)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)查，第一時(shí)間掌握地質(zhì)災(zāi)害導(dǎo)致的破壞程度，給予救災(zāi)工作一定的參考。不論是發(fā)生滑坡、崩塌還是泥石流，亦或是組合地質(zhì)災(zāi)害，遙感技術(shù)所圖像所呈現(xiàn)的狀態(tài)與周圍正常環(huán)境背景都有著明顯的差異。對(duì)比災(zāi)害發(fā)生前的高分辨率遙感影像與災(zāi)害發(fā)生后的高分辨率遙感影像，能夠全面掌握在目標(biāo)區(qū)域中地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的情況，了解其發(fā)生規(guī)模、分布地區(qū)、發(fā)育特征、發(fā)育特點(diǎn)以及發(fā)展趨勢，并且得知其所造成的影響。在遙感技術(shù)下能夠第一時(shí)間進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃，形成地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測體系，給災(zāi)害概況報(bào)告、災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失、抗災(zāi)救災(zāi)策略提供準(zhǔn)確可靠的依據(jù)[7]。

4結(jié)束語

遙感技術(shù)可以利用光、熱、無線電波等技術(shù)來監(jiān)測地質(zhì)特性，通過不同平臺(tái)與類型的數(shù)據(jù)來綜合分析礦山地質(zhì)環(huán)境，其工作效率高，投入成本低，探測范圍廣泛，已經(jīng)在礦山環(huán)境監(jiān)測工作中占據(jù)了十分重要的地位。利用遙感技術(shù)不但可以降低礦山的資源損毀狀況，同時(shí)還能夠降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的頻率，最為重要的是顯著提升了礦山環(huán)境調(diào)查的準(zhǔn)確度，給礦山的順利開采提供了有力的技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)

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