利用遥感解译分析矿山地质环境分布

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Huabei Natural Resources

论文

华北自然资源1 引言

长期以来，由于多种原因，我国矿产资源开发利用与管理比较粗放，造成矿产资源严重浪费的同时，还引发了一[1]系列环境问题。随着遥感技术的发展，空间分辨率和波普分辨率越来越高，遥感技术在矿山环境调查中的应用更为广泛。为查明柳湾煤矿调查区内地质灾害、土地资源破坏等基本特征，对调查区破坏土地恢复治理及调查区综合治理提出规划建议，为政府更好地实施矿山地质环境监督管理和更有效地进行矿山地质环境恢复治理提供基础资料和依据，本研究采用遥感技术对柳湾煤矿进行地质环境调查分析。

2 研究区概况

2柳湾煤矿调查区调查范围共107km ，大部位于孝义市境内，部分跨交口、灵石。研究区内交通便利，有兑九峪河和小河，属黄河流域汾河水系。

3 数据源与数据处理

本次解译选用分辨率优于1m 的遥感数据，云层覆盖度小于5%，不覆盖重要地物，图像的条带、噪声应尽可能少。

数据处理主要包括图像格式转换、图像去噪等校正前预处理工作，几何校正、图像镶嵌和图像增强。利用地面控制点进行几何精校正，基本环节有2个：1）像素坐标变

换，2）像素灰度值重采样。像素坐标的变换是通过校正变换函数来进行的，该函数建立了图像坐标和地面（或地图）坐标间的数学关系，即输入图像和输出图像间的坐标变换关系。根据所采用数学模型不同建立不同的校正变换函数，本项目遥感影像的校正通过在DLG 上选点的方式，对原始影像进行几何校正（见图1）。

校正后的遥感影像要进行镶嵌处理。遥感影像镶嵌是将2幅或多幅遥感数字影像拼在一起，获得一幅整体图像的技术过程。

图像增强的方法可以突显地物特征间表现的灰度差，本次处理采用线性拉伸这一空间域处理方法，因为这种处理既能增强图像的可视效果又不会给图像信息造成大的损失。线性拉伸主要通过按比例扩大原始灰度等级的范围而达到增强图像整体对比度的效果。

4 遥感解译

遥感解译指在遥感图像上通过应用各种解译技术和方法，识别出地质体、地质现象物性和运动特点，测算出某[2]种数量指标的过程。本次遥感解译主要解译了地质构造、地质灾害和土地破坏与占用情况。4.1 地质构造

地质构造遥感解译是在卫星影像基础上结合地质资料进

陈 玲

（山西省煤炭地质资源环境调查院，山西 太原 030006）

摘要：山西作为煤炭资源大省，煤炭资源的过度开采导致地质环境问题越来越严重。为查明柳湾煤矿调查区内地质环境问题分布情况并对调查结果进行基本特征分析，本研究采用遥感技术，通过遥感影像数据处理，建立解译标志，对矿区内的地质构造、地质灾害和土地资源破坏等地质环境问题进行了解译分析，为野外调查工作提供了基础资料。

关键词：遥感解译；矿山地质环境；柳湾煤矿中图分类号：P237

文 献标识码：A 文章编号：1672-7487（2019）05-81-3

作者简介：陈玲（1985—），女，宁夏中卫人，中级测绘工程师，硕士，毕业于太原理工大学地图制图学与地理信息工程专业，主要从事与地质方面的遥感、地理信息等相关工作。（邮箱）258465390@

利用遥感解译分析矿山地质环境分布

图1 遥感影像几何校正工作流程图

行遥感解译。应用遥感图像判断断裂构造主要是识别由断裂构造形成的线形形迹。地质构造主要解译断裂构造和褶皱构造，确定构造及节理裂隙密集带的分布位置、展布特征。

活动断裂构造对地貌、水系、土壤、植被等地表自然要素产生影响，而这些受到断裂构造影响的地表因素在遥感图像上均有反映。根据对这些自然现象影像特征的分析，可以确定断裂的存在。

褶皱构造主要通过岩层影像的对称或弯转进行解译，主要解译标志有：影像体的对称分布、圈闭、弯曲、倾伏或扬起。向心状、放射状、对称的水系等可作为间接标志使用。可通过组成褶皱的岩层倾向或地层新老顺序来确定。通常情况下，背斜转折端的岩层向外倾斜，向斜转折端的岩层向内倾斜，褶皱两翼的岩层产状反映到地形上常常表现为一坡陡一坡缓的类似单面山地形，这是利用图像判断背斜和向斜的重要依据之一。4.2 地质灾害

地质灾害遥感解译是在三维遥感图像模型基础上，基于地学原理进行灾害体识别及定性和定量、时间和空间分析，从而识别各种地质体和地质现象。

首先通过收集资料和野外调查，了解调查区的地质灾害分布、地质环境条件，建立解译标志，然后利用收集的资料，借助ArcGis 软件平台建立三维模型。根据解译标志，以人机交互方式对调查区内遥感图像上地质灾害信息进行解译。

4.2.1 解译标志的建立

解译工作的关键在于解译标志的建立。根据已知解译对象的位置、形状大小、空间分布，以及在影像上反映出的影像特征，建立解译标志，即地质体本身的色彩、影纹图案、形态、规模等特征。地质体周边地质环境也可以作为遥感解译的间接标志。

4.2.2 地质灾害遥感解译

根据崩塌的解译标志可以从崩塌体与周围岩（土）体颜色对比以及崩塌体的微地貌特征进行判定，但是崩塌的解译应注意阴影对崩塌体解译的影响。有时崩塌壁形成陡坎，受光照方向的影响，整个崩塌壁和崩塌体均被阴影所遮盖，影响崩塌微地貌的研究，但从其地貌部位和阴影的存在仍可推测其为崩塌（见图2）。

地面塌陷在遥感影像上特征不明显，所以主要以收集资料为主，结合遥感影像，做一个初步的判断（见图3）。

滑坡的遥感解译主要通过遥感图像的形态、色调、阴影、纹理等进行。对大部分滑坡来说，在三维遥感图像模型上显示较清楚。结合收集到的资料建立如下的滑坡解译标志：滑坡在遥感图像上多呈簸箕形、舌形、椭圆形等的平面形态，后壁有弧形陡坎，个别滑坡可以见到滑坡台

阶、滑坡舌、封闭洼地、大平台地形（与外围不一致、非河流阶地、非构造平台或风化差异平台）、反倾向台面地形。土质滑坡的形态，主要呈簸箕形、舌形、椭圆形、圈椅形、倒梨形；岩质滑坡的形态较多，滑坡的堆积形态还和滑坡堆积物所处的地形有关（见图4）。

4.2.3 土地破坏

由于煤炭开采，项目区土地压占，破坏严重，根据遥感影像上反映出的影像特征，建立解译标志，进行人机交互解译。项目区地面土地破坏主要有露天开采、工业场地、排矸场、废石堆积及土地压占（见图5、图6）。

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测绘测量

CE HUI CE LIANG

图2 崩塌遥感解译

图3 地面塌陷遥感解译

图4

滑坡遥感解译