基于層次分析法的礦山地質(zhì)環(huán)境評價研究

李婧玥 薛慶 章新益

摘 ?要：本文以貴州省為研究區(qū)，利用衛(wèi)星遙感與地理信息系統(tǒng)技術(shù)，采用層次分析法進(jìn)行礦山地質(zhì)環(huán)境評價研究。從自然地理、基礎(chǔ)地質(zhì)、資源損毀、地質(zhì)環(huán)境四個方面，篩選15個因子作為礦山地質(zhì)環(huán)境評價指標(biāo)，建立礦山地質(zhì)環(huán)境評價體系。得出的評價結(jié)果經(jīng)驗(yàn)證與實(shí)際情況吻合，說明整個定性與定量評價體系合理，評價結(jié)論可靠，運(yùn)用層次分析法對貴州省礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行評價有效可行，為改善礦山地質(zhì)環(huán)境及開展其他區(qū)域類似的評價工作提供了依據(jù)和借鑒。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)星遙感;地理信息系統(tǒng);層次分析法;礦山地質(zhì)環(huán)境評價

礦山地質(zhì)環(huán)境是指曾經(jīng)開采、正在開采或準(zhǔn)備開采的礦山及其周邊鄰近地區(qū)的巖石圈表層與大氣圈、水圈、生物圈之間不斷進(jìn)行物質(zhì)交換和能量流動的一個相對獨(dú)立的環(huán)境系統(tǒng)[1]。近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對礦產(chǎn)資源的需求量日益增大，由于開采方式粗放，管理不到位，也造成了一系列諸如破壞土地、地質(zhì)災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境問題。因此，礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)工作越來越受到國家重視，礦山地質(zhì)環(huán)境評價工作亦成為研究的熱點(diǎn)之一[2-5]。

本文以貴州省為研究區(qū)，利用基于衛(wèi)星遙感與地理信息系統(tǒng)技術(shù)的礦山地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測系列成果數(shù)據(jù)，結(jié)合地質(zhì)環(huán)境背景，采用層次分析法，建立評價體系，并對礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行分區(qū)，為該地區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境整治及礦產(chǎn)資源開發(fā)利用規(guī)劃提供依據(jù)，同時對完善礦山地質(zhì)環(huán)境評估、推動防災(zāi)減災(zāi)工作具有重要意義。

1.研究區(qū)概況

研究區(qū)地處云貴高原，占全國總面積的1.8%。地貌屬中國西部高原山地。研究區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，已發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)110種以上。（圖1）。

2.數(shù)據(jù)來源及處理

2.1遙感數(shù)據(jù)源

研究區(qū)采用多源遙感數(shù)據(jù)（圖2），能夠滿足1：5萬比例尺的礦產(chǎn)資源、地質(zhì)環(huán)境調(diào)查要求。

2.2數(shù)據(jù)處理

針對研究區(qū)獲取的遙感數(shù)據(jù)，在圖像預(yù)處理基礎(chǔ)上，針對局部存在高亮、黑暗、紋理信息損失等現(xiàn)象的礦山相關(guān)圖斑區(qū)域進(jìn)行增強(qiáng)處理，提高了礦山目標(biāo)識別效果[6]，保證了礦山地質(zhì)環(huán)境評價精度。

3.礦山地質(zhì)環(huán)境評價

層次分析法是一種解決多目標(biāo)復(fù)雜問題的定性與定量相結(jié)合的決策分析方法，常用來解決綜合評價、決策方案選擇、投入量分配等問題[7]。將研究區(qū)以間距2km的公里網(wǎng)劃分為45233個矩形網(wǎng)格，計算各單元格分值，借助ArcGIS 平臺空間分析模塊進(jìn)行插值分析，劃分礦山地質(zhì)環(huán)境影響分區(qū)。

3.1評價指標(biāo)體系建立

影響礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的因素眾多，參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[8-9]，結(jié)合研究區(qū)特點(diǎn)，將評價分為三個層次，各影響因子選取如下：

目標(biāo)層（A）：為層次結(jié)構(gòu)最高層，即貴州省礦山地質(zhì)環(huán)境評價（A）。

準(zhǔn)則層（B）：選取自然地理（B1）、基礎(chǔ)地質(zhì)（B2）、資源損毀（B3）、地質(zhì)環(huán)境（B4）4個方面。

指標(biāo)層（C）：根據(jù)綜合情況篩選地形地貌（C1）、降雨量（C2）、植被覆蓋度（C3）、區(qū)域重要程度（C4）、構(gòu)造（C5）、巖性組合（C6）、開采礦山密度（C7）、開采強(qiáng)度（C8）、主要開采方式（C9）、主采礦種（C10）、占用土地比例（C11）、地質(zhì)災(zāi)害（C12）、地災(zāi)隱患（C13）、粉塵污染（C14）、生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理（C15），共計15個因子（表1）。

3.2評價指標(biāo)權(quán)重確定

從定性與定量相結(jié)合的角度出發(fā)，運(yùn)用層次分析法確定評價指標(biāo)的權(quán)重。

3.2.1構(gòu)造判斷矩陣

將同一層次的各因子對上一層次各因子的相對重要性進(jìn)行兩兩比較，并構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣T：

（1）嚴(yán)重影響區(qū)面積為1280.01km2，約占貴州省土地面積的0.73%。在嚴(yán)重影響區(qū)范圍內(nèi)，地下開采的煤礦企業(yè)多達(dá)250余家，礦產(chǎn)資源開發(fā)強(qiáng)度劇烈，極易造成地質(zhì)災(zāi)害，對生態(tài)環(huán)境破壞極為嚴(yán)重。

（2）較重影響區(qū)面積為7390.10km2，約占貴州省土地面積的4.19%。在較重影響區(qū)范圍內(nèi)，礦業(yè)活動較劇烈，地表植被覆蓋率低，部分地區(qū)存在地質(zhì)災(zāi)害及粉塵污染。

（3）一般影響區(qū)面積為36198.56 km2，約占貴州省土地面積的20.55%。在一般影響區(qū)范圍內(nèi)，礦產(chǎn)資源開發(fā)強(qiáng)度較小，主要位于礦山開發(fā)活動外圍，部分區(qū)域存在生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理工程，地表植被破壞程度較輕。

（4）環(huán)境良好區(qū)面積為131298.33 km2，約占貴州省土地面積的74.53%。在環(huán)境良好區(qū)范圍內(nèi)，礦業(yè)活動稀少，地表植被覆蓋程度高，生態(tài)環(huán)境保護(hù)較好。

5.結(jié)論

（1）利用衛(wèi)星遙感技術(shù)開展礦山地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測，采用定性與定量相結(jié)合的層次分析法評價礦山開發(fā)對環(huán)境影響程度，建立起了礦山地質(zhì)環(huán)境評價研究體系。

（2）運(yùn)用層次分析法對貴州省礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行評價，將研究區(qū)劃分為4個級別，劃分結(jié)果經(jīng)驗(yàn)證與實(shí)際情況吻合，表明基于層次分析法建立的評價體系是有效可行的。

（3）本文建立定性與定量相結(jié)合的礦山地質(zhì)環(huán)境評價體系在一定程度上減少了人為主觀因素的影響，為今后在此區(qū)域進(jìn)行礦山地質(zhì)環(huán)境治理與監(jiān)測提供了依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] ?馬麗麗.基于GIS與RS的不同礦區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境評價方法對比研究[D].北京：中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2013.

[2] ?王海慶.基于GIS和RS的礦山地質(zhì)環(huán)境評價方法比選[J].國土資源遙感，2010，（3）：92-96.

[3] ?徐慶勇.基于GIS的北京市礦山地質(zhì)環(huán)境綜合評價[J].技術(shù)應(yīng)用，2015，10（1）：48-51.

[4] ?孔志召，董雙發(fā)，姜雪.基于層次分析法的礦山環(huán)境評價——以阜新礦集區(qū)為例[J].世界地質(zhì)，2012，31（2）：420-425.

[5] ?王創(chuàng)業(yè)，張金山，于貴忠.基于AHP法的鄂爾多斯市煤礦礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量評價研究[J].煤炭工程，2012，（8）：97-100.

[6] ?姚維嶺，荊青青，周英杰.基于遙感動態(tài)監(jiān)測的山東省礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理典型模式分析[J].礦產(chǎn)勘查，2015，6（5）：627-634.

[7] ?胡嶼，劉勇，李丙霞.層次分析法在礦山地質(zhì)環(huán)境影響評價中的應(yīng)用——以貴州盤縣煤礦資源集中開采區(qū)調(diào)查為例[J].資源環(huán)境與工程，2015，29（4）：468-471.

[8] ?DZ/T223-2009，礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理恢復(fù)方案編制規(guī)范.

[9] ?DD2011-05，礦產(chǎn)資源開發(fā)遙感監(jiān)測技術(shù)要求.

[10] ?薛慶，李名松，章新益.揚(yáng)子地臺西部地區(qū)礦山遙感解譯與外業(yè)查證成果報告[R].石家莊：核工業(yè)航測遙感中心，2017.