新疆矿山地质环境遥感调查与监测方法研究

【摘要】新疆矿山分布于崇山峻岭之中，交通不便，各矿山零星分布。随着遥感技术的快速发展，遥感信息已广泛应用于气象、海洋、地质、水利、灾害预报、环境监测等领域。目前，土地利用已经实现遥感动态监测，矿山地质环境监测尤其是矿山地质灾害受自然地质营力和矿业活动的扰动性影响，因此运用遥感技术进行矿山开发状况监测是完全可行的。

【关键词】矿山；地质环境；调查监测

一、国内矿山地质环境遥感调查与监测研究现状

遥感技术主要是在为我国山区大型工程建设服务中逐渐发展起来的。我国遥感监测工作起步较晚，从“六五”才开始采用航空遥感与卫星相结合的方法进行资源调查应用。我国学者对应用于矿山地质环境调查的遥感技术进行了很多探索研究，积累了大量研究經验和技术方法。目前我国即将开展的矿山环境遥感监测：①利用热红外遥感信息，监测煤炭自燃分布和灭火效果。如煤田航测遥感局与欧共体合作，开展“中国北方煤田自燃环境监测”（卢中正等，2000），共发现煤田自燃火区56处，为国家制定灭火治理规划提供了依据；同时还利用遥感技术监测新疆大黄山、小龙口等矿区煤层自燃灭火效果并指导灭火工程实施，均取得较好的效果，为保护煤炭资源做出一定贡献；②一些矿山的植被恢复、土地复垦情况的监测。目前国家已限令矿山开采后必须进行回填、土地平整、覆土和土地复垦。由于遥感对这些地表信息监测效果很好，可积极利用遥感进行监测，为矿产开发管理提供服务（潘宝玉，1999）；③监测矿山尾矿、废水、废气排放及污染状况，为治理和管理提供依据；④边坡失稳等地面变形问题。我国学者根据矿山露天采矿的特点，提出了露天高边坡理论（常允新等，1994）；⑤监测因乱采、乱挖、乱堆所造成的植被破坏和水土流失，监测由乱堆废弃物而造成的阻碍河道行洪的状况以及可能因此引起的滑坡、泥石流、地面坍塌等地质灾害的情况，为保护土地、植被资源和生态环境提供服务。

二、矿山地质环境调查与监测方法概述

1.矿山地质环境调查方法

中国地质调查局于2002年启动了以省为单位的全国矿山地质环境调查与评估项目，这是我国首次系统、全面对矿山环境地质问题摸底调查。工作方法以发表调查、实地调查与核查为主，遥感辅助调查的方式。

（1）发表调查：主要是经县级国土资源行政主管部门将矿山地质环境调查表直接发放到各个矿山企业，由企业按照调查表的内容要求逐一据实填写，各项数据经检查校核后录入数据库。

（2）实地调查与核查：选择具有代表性的典型矿山进行实地调查与核查。方法包括现场调查、走访、座谈、电话询问等方式。实地调查与核查重点部署在矿产资源集中地开采区、国有大型老矿区、20世纪80年代中后期群采问题严重的地区等。实地调查与核查的矿山比例为：大型矿山100%，中型矿山企业80%，小型矿山及群采点3%—5%。

（3）遥感辅助调查：采用较新的遥感资料，对重点矿区、重点区段的地面塌陷、尾矿库、矸石堆、采砂场、矿坑积水等进行遥感解译，根据最终编制遥感解译等级表，制作重点区矿山环境地质问题遥感解译图。

2.矿山地质环境监测方法

我国矿山地质环境监测技术比较落后，手段相对单一。主要采用大地测量法、GPS测量法、近景摄影测量法监测崩塌、滑坡、泥石流；利用设立短水准监测线，变形场监测线、蠕变仪监测线及简易监测台站，进行常年定期监测地面沉降、地裂缝。目前启动了由水环地调中心牵头承担的“典型矿山地质环境监测预警关键技术研究”项目，该项目用三年时间，针对矿山地下水污染、矿山边坡稳定性及地面塌陷等问题，选择典型示范区，开展矿山地质环境监测预警预警关键技术研究，为矿山环境保护和恢复治理以及就地重建提供技术支撑。

三、矿山地质环境遥感调查与监测信息提取

1.遥感解译方法

遥感解译方法可根据遥感影像的种类和特点，采用人工目视解译、人机结合解译和计算机自动等。本次采用人机交互解译的方法在遥感影像上进行信息提取，勾画图斑轮廓，构建拓扑关系，并按实际规模大小在1：5万或1：1万地形图上进行标注，填写遥感解译登记表。

人机交互式解译与一般的目视解译、计算机遥感图像自动处理相比，具有以下特点：（1）精确的定位功能。对图形、图像进行局部和整体的放大、缩小和移动，实现解译时的精确定位。既勾勒其准确的界限又可纵观全局，又避免了人工目视解译时用放大镜观察带来的麻烦。此外，消除了人工目视解译时蒙上一层透明纸后的“朦胧”感，提高了清晰度；（2）易于编辑和修改。人机交互解译时，可方便地进行增加、删除和变形，增强了灵活性和减少了重复劳动；（3）影像、图形和属性数据的统一。在信息识别过程中和验证解译结果时，可以按解译人员和验证人员的要求进行各种影像和图形的叠加，在解译完成时各种解译类型的统计数据随之而出来，达到了影像、图形和属性数据的统一。从而将过去目视解译中解译人员和验证人员的主观差异降低到最低程度。

2.遥感解译内容

本次解译矿山地质环境基本内容包括矿山主要地物类型及地质灾害两方面。另外还对还对矿山土地利用、居民点、水系、道路等地理信息辅助解译。

2.1 矿山主要地物类型

包括矿山建筑物、矿山道路、尾矿库等，主要是煤堆、煤矸石和废渣石，矿井位置，另外，对于一些采砂场，土石开采场、露天开采面和露天开采面也进行了解译。（1）矿山建筑物。包括选矿厂、矿部尾矿库和职工宿舍等。（2）矿山道路。如运矿用的小铁轨、简易公路、人行道等。（3）尾矿库。为金属矿山的标志性地物，一般地处山谷，离矿区不远，状如水库，库内为灰色矿灰。（4）固体废弃物。可区分新旧固体废弃物堆。（5）开采硐口。（6）煤堆。

3.地质灾害

3.1 滑坡

Ikonos影像上基本可判译出滑坡各要素（a）滑坡周界：软质岩或松散堆积层滑坡周界多呈不同曲率较圆滑的弧形、马蹄形、梨形、匙形或铲形影像；硬质岩滑坡周界多呈小曲率不规则的弧形、三角形、折线形影像。周界内缘常见完整或不完整的弧形拉张谷地，形成左右“双沟同源”现象。（b）滑坡壁：基岩类滑坡的滑坡壁一般比松散堆积层滑坡的滑坡壁高；特殊的“削顶滑坡”无后壁、侧壁。有时在滑坡后壁的后方可见后缘拉张地裂缝。（c）滑坡体：滑程较短的滑坡体的后部处于低凹负地形圈椅状谷地内，前部通常呈较地面略高的舌状体；滑程较长的滑坡体远离滑床，堆积在坡脚低地。

3.2 崩塌

在硬质岩分布区，表现为色调深灰或灰白的崩塌陡崖。崖壁参差不齐，壁顶常见一组或几组节理，平面上呈锯齿状。陡崖下有大小不等杂乱无章的、影像结构粗糙的堆积体。而在软质岩构成的斜坡，其坡度在大于55°时，尤其是上陡下缓的斜坡上，更易见堆积物呈撒落状的崩塌。

参考文献：

[1]陈伟涛，张志，王焰.新矿山地质环境遥感监测方法初探，地质通报，2010.3

[2]尚长生，浅谈遥感技术在矿山地质环境调查中的应用，山西科技，2004.9

[3]周 萍，李志忠.空间遥感技术（3S）用于矿山地质环境与生产安全监测。中国矿业2002年第11卷第5期

[4]王逊，陈伟涛，遥感技术在黑龙江省矿山地质环境监测中的应用，安全与环境工程，2009.11

[5]徐友宁，矿山环境地质与地质环境，西北地质，2005.3

[6]新疆维吾尔自治区地质环境监测院，新疆维吾尔自治区矿山地质环境调查与评估，2006.3

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