礦山環(huán)境遙感自動監(jiān)測方法與應(yīng)用分析

田　彥

（朔州職業(yè)技術(shù)學(xué)院山西朔州036002）

礦山環(huán)境遙感自動監(jiān)測方法與應(yīng)用分析

田彥

（朔州職業(yè)技術(shù)學(xué)院山西朔州036002）

對礦山環(huán)境及礦產(chǎn)資源開采狀況相關(guān)數(shù)據(jù)的有效監(jiān)測是礦產(chǎn)資源合理開發(fā)的基礎(chǔ)性工作。遙感技術(shù)有著多平臺、多種類、多波段的特點，其信息量豐富，動態(tài)性和時效性較強(qiáng)，而遙感自動監(jiān)測則是遙感技術(shù)應(yīng)用的重要研究領(lǐng)域。基于以上，本文簡要分析了礦山環(huán)境遙感自動監(jiān)測方法，并探討了礦山環(huán)境遙感自動監(jiān)測應(yīng)用的問題及展望，旨在進(jìn)一步促進(jìn)遙感自動監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

礦山環(huán)境；遙感自動監(jiān)測；方法；應(yīng)用

礦產(chǎn)資源是人類社會發(fā)展的重要資源，隨著礦業(yè)活動的發(fā)展，在礦山開發(fā)中資源利用率低、污染嚴(yán)重、秩序混亂的問題越來越凸顯，這就對礦山環(huán)境的監(jiān)測提出了更高的要求。傳統(tǒng)的遙感監(jiān)測手段有著周期長、時效性差等局限性，而遙感自動監(jiān)測技術(shù)則能夠有效解決傳統(tǒng)遙感監(jiān)測手段的問題。基于以上，本文簡要分析了礦山環(huán)境遙感自動監(jiān)測方法與應(yīng)用。

1　礦山環(huán)境遙感自動監(jiān)測方法應(yīng)用

1.1資料準(zhǔn)備

1.1.1遙感數(shù)據(jù)選擇

以礦山環(huán)境監(jiān)測工作要求為基礎(chǔ)，選擇遙感數(shù)據(jù)，一般為中、高分辨率遙感數(shù)據(jù)，不同比例尺選取的遙感數(shù)據(jù)不同，對于1: 10000比例尺來說，主要選擇IKONOS,Quick bird，Worldview-2數(shù)據(jù)，對于1：50000比例尺來說，主要選擇SPOT-5以及Rapod－Eye數(shù)據(jù)。

1.1.2收集DEM數(shù)據(jù)

在礦山環(huán)境監(jiān)測工作中，DEM數(shù)據(jù)的作用至關(guān)重要，其能夠?qū)τ跋襁M(jìn)行正射校正，同時能夠制作三維景觀，從而為礦山目標(biāo)物的解釋提供依據(jù)。一般來說，所選取的DEM數(shù)據(jù)分辨率應(yīng)當(dāng)與待校正遙感影像的分辨率一致[1]。

1.1.3收集其他資料

首先是對礦權(quán)資料的收集，礦權(quán)數(shù)據(jù)為矢量數(shù)據(jù)，其能夠明確區(qū)域內(nèi)采礦活動的范圍，礦權(quán)數(shù)據(jù)主要包括開采申請登記數(shù)據(jù)、省級礦產(chǎn)資源整體規(guī)劃數(shù)據(jù)等。

1.2數(shù)據(jù)預(yù)處理

應(yīng)用礦山環(huán)境遙感自動監(jiān)測方法的過程中，數(shù)據(jù)預(yù)處理主要包括的內(nèi)容有以下幾個方面：（1）正射校正：主要指的是對中、高分辨率遙感影像的正射校正，以此來消除地形起伏影響；（2）數(shù)據(jù)融合處理：數(shù)據(jù)融合的主要作用是增強(qiáng)遙感圖像信息，主要采用CN變換、HIS變換等方式來實現(xiàn)遙感圖像數(shù)據(jù)的融合處理；（3）幾何校正處理：一般采用插值法進(jìn)行幾何校正，對于低分辨率影像空間插值來說，主要采用線性擬合或二次擬合方法，對于中、高分辨率影像空間插值來說，主要采用三次插值或三角網(wǎng)插值方法[2]；（4）圖像增強(qiáng)處理：對圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理能夠更好地提取圖像信息，圖像增強(qiáng)方法有很多，例如邊界提取、色彩掩膜等；（5）輻射校正處理：在應(yīng)用遙感自動監(jiān)測方法進(jìn)行礦山環(huán)境監(jiān)測的過程中，兩景不同時相的遙感圖像可能在亮度上會有著一定的差異性，為了消除亮度差異，通常采用直方圖匹配等方法來進(jìn)行相對輻射校正。

1.3信息提取

在應(yīng)用遙感自動監(jiān)測方法進(jìn)行礦山環(huán)境監(jiān)測的過程中，信息提取主要包括以下兩個方面。

1.3.1對礦山環(huán)境現(xiàn)狀信息的提取

對于不同地物來說，其對光譜的吸收特性和反射特性有著一定的差異性，因此遙感數(shù)據(jù)的波譜特性也有著一定的差異性，根據(jù)不同地物波譜的差異性能夠?qū)ΣㄗV灰度值進(jìn)行提取，從而形成各種不同專題的礦山環(huán)境現(xiàn)狀信息專題地圖。

1.3.2提取礦山環(huán)境變化信息

一直以來，礦業(yè)主管部門就對礦區(qū)內(nèi)的變化十分關(guān)注，例如礦山開采范圍的變化、非法開采現(xiàn)象的發(fā)生等，這些都屬于礦山環(huán)境的變化，可以將不同時相的遙感影像作為源數(shù)據(jù)，以此來自動提取遙感變化信息，從而實現(xiàn)礦山環(huán)境變化信息的提取。

1.4成果表達(dá)

成果表達(dá)指的是礦山環(huán)境信息的成果圖，例如礦山環(huán)境變化監(jiān)測圖、礦山環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查圖等。

1.4.1礦山環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查圖

在對遙感影像圖進(jìn)行處理之后，將其作為底圖，并將礦業(yè)活動等各類標(biāo)記進(jìn)行疊加，在整個圖的輪廓之外，將制作好的礦山環(huán)境開發(fā)狀況遙感調(diào)查表進(jìn)行放置[3]。

1.4.2礦山環(huán)境變化圖

將經(jīng)過處理的礦山環(huán)境變化遙感圖像作為底圖，對礦業(yè)活動等標(biāo)記進(jìn)行疊加，在整個圖的輪廓之外，將制作好的礦山環(huán)境變化遙感監(jiān)測統(tǒng)計表進(jìn)行放置。

1.4.3野外驗證路線圖

與道路、居民地等GIS數(shù)據(jù)得出的疑似圖斑，制作野外驗證路線圖。

1.5監(jiān)測結(jié)果分析

對遙感自動監(jiān)測獲取的礦山環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測結(jié)果以及礦山環(huán)境變化監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行分析和統(tǒng)計，將目視解釋結(jié)果作為基準(zhǔn)，二者進(jìn)行疊加，統(tǒng)計圖斑一致的樹木，從而計算出遙感自動監(jiān)測的準(zhǔn)確率。以野外實地調(diào)查結(jié)果為根據(jù)，對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行分類，總結(jié)不同算法下監(jiān)測準(zhǔn)確性分布規(guī)律，之后進(jìn)行改進(jìn)。此外還需要對監(jiān)測時間進(jìn)行統(tǒng)計和對比，給出綜合評定。

2　礦山環(huán)境遙感自動監(jiān)測應(yīng)用的問題及展望

礦山環(huán)境相對復(fù)雜，遙感自動監(jiān)測在礦山環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用雖然取得了一定的效果，但也存在的一些問題。（1）礦山開采會引發(fā)各種各樣的環(huán)境問題，所研究的地物光譜特征和影像特征相對復(fù)雜，僅僅通過光譜特性來反映地物差異很容易出現(xiàn)無法識別的現(xiàn)象，因此，不僅要對遙感圖像進(jìn)行應(yīng)用，還要對地質(zhì)專業(yè)知識進(jìn)行應(yīng)用[4]；（2）從解譯方法上來看，各種遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)有著自身的特點，對于不同衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的解譯方法尚不完善，傳統(tǒng)的分類提取方法忽略了對關(guān)聯(lián)鄰近信息的分析，可能導(dǎo)致解譯結(jié)果出現(xiàn)不準(zhǔn)確的問題，因此應(yīng)當(dāng)積極研究新的解譯方法，保證解譯結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3　結(jié)語

綜上所述，本文簡要分析了遙感自動監(jiān)測方法在礦山環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用，并對其應(yīng)用問題進(jìn)行了探討，旨在進(jìn)一步促進(jìn)遙感自動監(jiān)測方法的應(yīng)用和發(fā)展。

[1]楊博,陳建平,刁明光.北京礦山環(huán)境遙感監(jiān)測與綜合評價系統(tǒng)的設(shè)計[J].地質(zhì)通報,2011,05.

[2]劉善軍,王植,毛亞純,徐白山,吳立新.礦山安全與環(huán)境的多源遙感監(jiān)測技術(shù)[J].測繪與空間地理信息,2015,10.