基于遙感的礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)

魏嘉磊

摘 要：近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，礦山資源開發(fā)中的環(huán)境問題已經(jīng)引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，遙感技術(shù)具有用途廣、探測(cè)手段多、探測(cè)范圍大、獲取信息豐富的特點(diǎn)，能夠全面獲取礦區(qū)環(huán)境的基本信息，進(jìn)而對(duì)礦區(qū)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本文詳細(xì)闡述了礦區(qū)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)的具體內(nèi)容，旨在為遙感技術(shù)應(yīng)用于礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)提供一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：遙感技術(shù)；礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)；遙感監(jiān)測(cè)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.121

1 引言

長(zhǎng)期以來(lái)，礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，但與此同時(shí)，我國(guó)在礦產(chǎn)資源開發(fā)利用中往往忽略了環(huán)境保護(hù)，這大大影響和制約著礦業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。礦山開采過程中由于礦山采掘、開挖對(duì)原生地表進(jìn)行破壞，極易發(fā)生滑坡、泥石流、坍塌等地質(zhì)災(zāi)害；同時(shí)，礦山開采排放的廢水、廢石、廢氣等，引發(fā)礦區(qū)水體、粉塵、大氣等污染，這些對(duì)人民群眾的生存環(huán)境構(gòu)成極大威脅。目前，礦山資源開發(fā)中的環(huán)境問題已經(jīng)引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注， 但傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)方法已不能適應(yīng)迅速發(fā)展的礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境保護(hù)的需要，如何快速、高效的對(duì)礦區(qū)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)成為亟待解決的問題。

遙感是二十世紀(jì)六十年代發(fā)展起來(lái)的對(duì)地觀測(cè)綜合性技術(shù)，是指應(yīng)用探測(cè)儀器，不與探測(cè)目標(biāo)相接觸，從遠(yuǎn)處把目標(biāo)的電磁波特性記錄下來(lái)，通過分析，揭示出物體的特征性質(zhì)及其變化的綜合性探測(cè)技術(shù)[1]。遙感技術(shù)具有用途廣、探測(cè)手段多、探測(cè)范圍大、獲取信息豐富的特點(diǎn)，能夠全面獲取礦區(qū)環(huán)境的基本信息，進(jìn)而對(duì)礦區(qū)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。礦區(qū)生態(tài)環(huán)境問題包括：對(duì)地表的破壞、對(duì)土地的占用和破壞，對(duì)自然景觀的破壞，“三廢”污染，水資源破壞，水土流失，誘發(fā)或孕育滑坡、泥石流、沖擊地壓、礦震等動(dòng)力地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)問題，噪聲和振動(dòng)污染，熱污染等[2]。

2 遙感技術(shù)在礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

利用遙感技術(shù)對(duì)礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)主要分為以下三個(gè)階段：包括礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)遙感影像處理、礦區(qū)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)、礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量遙感評(píng)價(jià)。

2.1 礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)遙感影像處理

第一階段，對(duì)采集到的礦區(qū)遙感影像進(jìn)行處理，為后期環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)做準(zhǔn)備。礦區(qū)遙感影像處理主要包括以下步驟：

（1）數(shù)據(jù)源的選擇：首先利用中等分辨率遙感影像進(jìn)行大面積普查，圈定礦山開發(fā)集中、環(huán)境破壞相對(duì)嚴(yán)重地區(qū)；其次利用較高分辨率遙感影像對(duì)所圈定地區(qū)內(nèi)較大規(guī)模的環(huán)境破壞、地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并指出環(huán)境破壞最為嚴(yán)重的區(qū)域；最后利用高分辨率遙感影像，對(duì)局部重點(diǎn)地區(qū)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查[3]。（2）遙感影像預(yù)處理：遙感影像預(yù)處理主要包括對(duì)原始遙感影像進(jìn)行輻射校正、幾何校正、影像增強(qiáng)、數(shù)據(jù)融合、影像鑲嵌、影像裁切等操作，最終制作出統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的遙感影像。（3）遙感影像波段組合：根據(jù)不同的影像解譯要求，可以選擇遙感影像中的不同波段進(jìn)行組合，去除影像冗余信息，提高影像處理速度及影像解譯質(zhì)量和精度。（4）遙感影像三維可視化：遙感影像是研究區(qū)地表的真實(shí)反映，包含了地物的紋理特征，數(shù)字高程模型（DEM）是用數(shù)字矩陣離散表示地表地形，將兩者結(jié)合可以生成某一地區(qū)的虛擬三維影像圖。

2.2 礦區(qū)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)

第二階段，利用融合好的高分辨率數(shù)據(jù)開展礦山生態(tài)環(huán)境遙感調(diào)查與監(jiān)測(cè)，然后對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，為礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量遙感評(píng)價(jià)做數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。

2.2.1 礦區(qū)環(huán)境污染遙感監(jiān)測(cè)

（1）水體污染監(jiān)測(cè)：礦山開采過程中產(chǎn)生礦坑水、淋濾水、選礦水等直接排放到水體中，造成水體污染。當(dāng)水體污染濃度較大時(shí)，水色產(chǎn)生顯著的變化并與背景水色產(chǎn)生較大差異，可以在遙感影像上進(jìn)行識(shí)別。（2）粉塵污染監(jiān)測(cè)：粉塵污染主要發(fā)生在煤礦區(qū)，從可見光遙感影像上看，粉塵污染嚴(yán)重的地區(qū)植被生長(zhǎng)較緩，樹冠較小，在影像上色調(diào)較昏暗，樹木輪廓不清晰。（3）大氣污染監(jiān)測(cè)：礦區(qū)大氣污染主要是由于礦區(qū)煉礦廠排放的有害氣體引起的，在影像上表現(xiàn)為被污染區(qū)域的地物不清晰，有霧罩感。

2.2.2 礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)

（1）滑坡遙感信息提?。旱V區(qū)滑坡是常見的地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重危害著人類的生產(chǎn)生活。滑坡遙感解譯主要是根據(jù)滑坡及其要素的色彩、色調(diào)、紋理、陰影、形狀等幾何形態(tài)特征進(jìn)行解譯。（2）泥石流遙感解譯：泥石流是一種嚴(yán)重的洪流作用下形成的地質(zhì)災(zāi)害。在影像上，泥石流及其堆積物通常顯示淺色色調(diào)，沿溝谷呈長(zhǎng)條狀分布，于溝谷處形成扇狀堆積體，略顯流動(dòng)紋理，可根據(jù)這些特征進(jìn)行解譯。（3）坍塌遙感解譯：坍塌通常發(fā)生在溝谷、河流等陡峭邊坡地段，總體影像粗糙，呈淺色調(diào)不規(guī)則斑塊狀，微地貌起伏不平，可根據(jù)這些特征進(jìn)行解譯。

2.3 礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量遙感評(píng)價(jià)

第三階段，選定評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析并建立適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)模型對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。

常用的環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括了植被覆蓋率，粉塵污染率，水體污染率，水土流失率和地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生率等。評(píng)價(jià)指標(biāo)的提取通常遙感影像解譯獲得。

環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法是依據(jù)一定標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)特定區(qū)域范圍的環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定和預(yù)測(cè)的科學(xué)方法。主要工作程序?yàn)椋海?）首先確定評(píng)價(jià)對(duì)象、范圍和目的，并據(jù)此確定評(píng)價(jià)精度。（2）分別進(jìn)行污染源調(diào)查監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)、環(huán)境調(diào)查監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)和環(huán)境效應(yīng)分析。（3）利用環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)。（4）研究污染規(guī)律，建立相應(yīng)的環(huán)境污染數(shù)學(xué)模型。（5）對(duì)環(huán)境質(zhì)量做出判斷、評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)[4]。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的常用方法包括環(huán)境綜合指數(shù)法、層次分析法和模糊數(shù)學(xué)法等。

3 結(jié)束語(yǔ)

礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的破壞問題始終是制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重大問題。遙感技術(shù)將礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作引向深入。使用遙感技術(shù)，能夠能夠全面獲取礦區(qū)環(huán)境的基本信息，避免以往因人為因素造成環(huán)境監(jiān)測(cè)的片面性；同時(shí)，遙感技術(shù)能夠提高環(huán)境監(jiān)測(cè)效率，增加遙感調(diào)查的客觀性，使得環(huán)境監(jiān)測(cè)工作從原始的地面調(diào)查發(fā)展到空間調(diào)查，更加直觀和有效。因此，遙感技術(shù)為礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)提供了一種新的技術(shù)手段，隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，其在礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域?qū)?huì)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

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