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矿山地质环境监测客户遥感解译的应用探讨

来源:论文知识网作者:kaiting时间:2019-04-23 10:36

  摘 要:針对矿山地质环境的监测需要借助先进的科技和设备,在实际应用过程中遥感解译是地质环境检测最常用的技术之一,遥感解译能够帮助工作人员通过对大面积矿山环境的监测得到相关数据和结论,同时具有高度准确性。本文通过北方某市一矿山基地的环境监测为例,介绍遥感解译的实际应用。

  关键词:矿山地质;环境监测;客户遥感解译;应用

地质工程师论文

  北方某市拥有丰富的煤矿资源,煤矿生产是当地主要经济来源。由于长期的不规范大规模的过度开采,导致当地矿山地区出现了严重的环境问题,具体表现包括因为开采不当引起的土地塌陷、大型裂缝、大量固体垃圾堆放、土壤污染和水污染等等,这些问题进一步恶化了当地的自然环境,不利于当地的可持续发展。

  为了全面掌握当地矿山地质环境,找出矿山中引发环境问题的源头,分析当地矿山地质环境受到污染的程度和急需解决的问题,决定采用遥感解译技术来科学监测矿山的自然环境变化。遥感解译具有多种优点,能够分析掌握矿山自然环境的变化情况,将得到的结果与不同时期的矿山资料进行对比,就可以准确掌握矿山地质环境的变化趋势,为后续工作提供丰富信息资料。本文以北方某市为例,针对当地一矿山地区应用不同时期 SPOT4全色与TM多光谱遥感数据资料进行对比解译,从而准确掌握当地矿山地质环境变化,取得良好效果。

  1 基础资料

  本次遥感解译针对当地某一矿山,具体资料包括当地矿山地区的遥感影像数据、地形图、DEM、矿山分布详图等。为了准确分析当地矿山环境变化趋势,选取当地十年前的卫星数据资料和最近一次监测得到的数据进行对比。最新数据由SPOT4 全色 10 m分辨率遥感影像数据和美国 LANDSAT—TM 卫星多光谱彩色数据影像资料融合得到。由于十年前并没有SPOT4 影像数据,本次研究选取十年前监测得到的卫星多光谱彩色数据,其分辨率为30m,能够满足实际需求。

  2 遥感影像处理

  2.1 控制点选取

  为了保证遥感解译的效果和质量,需要根据SPOT 或 TM 卫星的物理模型要求科学确定具体的控制点个数,其中每景SPOT控制点一般不能少于12个,而每景TM控制点个数则不能少于16个,此外为了保证最终效果需要对控制点分布进行控制,保证其分布均匀。

  2.2 影像纠正

  本次遥感解译过程中采用的纠正模型由PCI遥感图像处理软件提供,在实际操作过程中,为了保证纠正效果,不同地形地区的控制点残差存在一定差异,其中平原丘陵区为1像素,山区地形为2像素,比较困难的地区放宽到1/2像素。当控制点残差超出规定范围,可以根据具体环境适当调整或者更换控制点。

  2.3 影像配准

  本次遥感解译过程中采用OCI等图像处理软件针对SPIT和TM设计的对应配准模型,其中全色与多光谱影像的配准误差在不同地形地区存在差异,具体来讲,平原、丘陵地区控制在0.5-1个像素,而山区为1-2个像素。

  2.4 影像融合

  影像融合的方法较多,需要根据具体数据和遥感需要进行科学选择,具体的融合方法包括HIS 变换、主分量变换、加法、加权相乘等。在融合过程中,工作人员需要根据具体的数据情况、地形地势情况、对应区域的控制要求等进行科学选择。为了保证融合效果,融合前需要针对影像进行色调的调整,色调的调整能够有效提高分辨率数据亮度,有效强化数据中局部反差的具体细节,色调调整还需要尽量降低噪音带来的影响。针对多光谱数据实施色彩调整,能够进一步增强不同区域之间色彩的反差,从而有效增强对应的多光谱彩色信息。融合完成以后,需要对数据进行检查,及时找出其中是否存在重影等问题,一旦发现就需要进行修改。如果在配准方面出现问题,就需要重新进行纠正操作;还需要关注影像的纹理和细节,进而准确判断融合过程中是否存在失误或者问题,对应存在缺陷的数据需要返回再次处理。如果融合完成后影像出现亮度偏低、灰阶较窄等问题,可以根据需要实施线性拉伸、对比度调整、色彩平衡、饱和度色度明度等方面的适当调整,从而促使影像数据达到相关要求。为了形成完整的调查区融合影像文件,对分块融合的影像进行色调归一调整和镶嵌。

  2.5 影像镶嵌

  针对本次遥感解译的矿山地区存在多景数据或者需要实施分块处理的地方,需要关注影像镶嵌过程中的接边情况,不同地形区的接边限差存在差异,其中平原和丘陵为20m,山区为30米。如果接边误差超过对应限差,需要及时分析导致这一情况的原因。同时还需要及时检查控制点的位置是否存在问题。图像镶嵌要保证其色调均匀,反差也需要控制在合理区间;此外镶嵌过程中接边部位需要有10-50个像素的重叠区,同时需要保证重叠区域内不存在模糊或者重影。

  3 遥感解译

  本次遥感解译针对当地矿山地区进行,具体要求包括准确分析矿山区域内的各种环境问题,如不同程度不同大小的地面塌陷、地面开采情况、矿产开采过程中产生的固体废弃物堆积等。具体解译过程中,根据本次研究采用的具体遥感资料的分辨率以及解译要求,在人工目视解译的基础上联合应用机器解译,从而在遥感影像上进行相关信息的提取和分析,画出对应区域的大体轮廓,进而建立拓扑关系,在此基础上按照1比5万的比例在地图上标注对应区域和分析结果,并填写对应的遥感解译表。

  针对矿山地区的环境监测使用了遥感解译,本次工作不仅针对对应区域的地面塌陷、地面开采情况、矿产生产过程中产生的固体废弃物堆积等进行解译,还针对区域内部的居民生活点、水流情况、道路分布和森林分布进行解译,这有助于得到更加全面丰富的环境信息。其中居民点和道路在影像上很容易辨认,人工就可以完成辨认,针对居民点和道路的解译主要采用人机交互式解译,能够得到良好效果。针对区域内的林地主要通过 SPOT4 10 m 全色影像与 TM30 m 多光谱影像的融合得到最终数据,经过对数据的处理往往能有效辨认,尤其是那些具有一定规模的林地,这些影像可以直接实施业内解译。此外由于影像数据在处理过程中对色彩进行调整,使得解译为林地的地区实地往往只有较少的树木或者荒地,针对这种情况根据户外调查结果进行调整或者修改。

  参考文献:

  [1]曹艳杰,杨大志,段嵘峰.基于遥感影像信息的焦作市矿山地质环境解译标志研究[J].国土资源信息化,2016(2):32-35.

  [2]邱胜强,马忠胜,杨丽平.遥感技术在新乡市矿山地质环境调查中的应用[J].工程建设与设计,2016(8):175-176.

  推荐阅读:《高校地质学报》(季刊)曾用刊名:南京大学学报.地球科学,于1995年9月创刊,16开本120页,(每年的3、6、9、12月末出版)是全国高等地质院、校(系)联合创办的地球科学类综合性学术刊物。



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